專利名稱：修補光罩圖形的方法
修補光罩圖形的方法
技術(shù)領城
本發(fā)明涉及制作光罩的方法，特別涉及修補光罩圖形的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導體制造工藝的微細化，半導體元件集成化程度越來越高，作為 半導體關(guān)鍵技術(shù)之一的光罩制作也越來越重要。
光罩制作的好壞直接影響到后續(xù)半導體器件品質(zhì)，最終造成半導體制造 成品率的降低。因此，發(fā)展出多種微修技術(shù)以修補光罩圖案的誤差，藉以降 低重新制作光罩的需要，以減少光罩成本，提高后續(xù)半導體器件的品質(zhì)。
光罩制作過程如圖l所示，通常在一透光的石英玻璃基板l上，涂布一層
鉻膜；再于其上覆蓋微影用阻劑，以光罩布局軟件控制光學直寫、電子束直 寫或掃描電鏡(SEM)直寫等曝光方法，在光罩適當區(qū)域內(nèi)的阻劑上形成圖 案；經(jīng)過顯影程序后，在光罩上形成多個阻劑圖案；接著，以此阻劑圖案為 幕罩蝕刻鉻膜后，形成圖案化的光罩，仍覆蓋鉻膜的部分則為不透光圖案。 然而，在進行光罩上圖案的蝕刻時，往往因為光罩上沾染少許環(huán)境中的微粒， 曝光能量不均或者阻劑材料問題，而產(chǎn)生缺陷圖案110。
現(xiàn)有的對光罩上缺陷圖案修補方法有如臺灣專利TW567531所述的技術(shù) 方案在缺陷圖案所在的光罩上或其它光罩上找到與缺陷圖案形狀大小相同 的無缺陷圖案，復制到缺陷圖案所在光罩的缺陷圖案位置的光阻上，通過顯 影和蝕刻，將缺陷圖案修補完整。
還有缺陷圖案修補方法如圖2A—2B所示，當光罩上產(chǎn)生缺陷圖案110時， 在與缺陷圖案110所在修補視窗11范圍內(nèi)尋找與缺陷圖案相同形狀大小的無 缺陷圖案112;把與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案112作為參考圖案復
制到缺陷圖案的基板表面膜層；用鎵聚焦離子束將缺陷圖案110位置的基板
表面膜層去除，缺陷圖案修補完整。
現(xiàn)有光罩上缺陷圖案修補方法由于直接將在缺陷圖案所在的光罩上或其 它光罩上找到與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案復制到缺陷圖案所在位 置的光阻上，缺陷圖案所在位置的確定會產(chǎn)生誤差。
由于修補視窗范圍比較小，可能在此范圍內(nèi)不一定能找到與缺陷圖案相 同的圖案，這樣就無法修補缺陷圖案，使光罩不可用，必須重新制作，而造
成光罩成本的l是高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種修補光罩圖形的方法，防止修補缺陷圖案 時定位不準確，及由于在視窗范圍內(nèi)找不到合適的無缺陷圖案作為參考圖案 來修補缺陷圖案，致使所制作的光罩不可用，必須重新制作，造成光罩成本提高。
為解決上述問題，本發(fā)明提供修補光罩圖形的方法，包括下列步驟在光 罩基板上找到與缺陷圖案形狀和大小相同的無缺陷的原始參考圖案；將修補 視窗移動至該原始參考圖案位置，該原始參考圖案所在的修補視窗為第一視 窗；拾取原始參考圖案，在第一視窗范圍內(nèi)將拾取的原始參考圖案輸出到最 接近缺陷圖案位置的基板表面膜層上，作為缺陷圖案的第一參考圖案；修補 視窗逐漸向缺陷圖案方向移動，重復上述步驟，分別在第二視窗基板表面膜 層拾取第一參考圖形，輸出第二參考圖形......，直至在基板表面膜層上輸出
的第N參考圖形與缺陷圖案在同一視窗范圍內(nèi)，該視窗為第N視窗；在第N 視窗范圍內(nèi)拾取第N參考圖案，并將第N參考圖案輸出到缺陷圖案位置的基 板表面膜層；去除缺陷圖案位置的基板表面膜層，在基板上形成圖案。
原始參考圖案通過在光罩基板上沿缺陷圖案的X軸或Y軸找到與缺陷圖
案共X軸或共Y軸且形狀和大小相同的無缺陷圖案實現(xiàn)。第一參考圖案至第
N參考圖案的輸出是在光罩基板表面膜層上沿著與缺陷圖案的共X軸或共Y
軸方向操作。
修補視窗范圍為10 umx 10um至20umx20um之間，修補視窗以缺陷圖案 為原點，沿X軸或沿Y軸在士30um范圍內(nèi)移動。
用鎵聚焦離子束去除缺陷圖案位置的基板表面膜層，鎵聚焦離子束的直 徑為12.5nm,離子束束流為7pA—50pA。
基板表面膜層由鉻膜層和抗反射層組成，其中抗反射層沉積在鉻膜層上 面?？狗瓷鋵拥牟牧鲜且谎趸t，厚度為20nm;鉻膜層厚度為50nm—105nm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點由于修補視窗逐步向缺陷圖案 方向輸出參考圖案，對缺陷圖案的定位較準確；并且將尋找與缺陷圖案形狀 大小相同的無缺陷圖案范圍擴大，找到與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖 案的概率提高，對無缺陷圖案進行復制作為參考圖案，然后再參照參考圖案 對缺陷圖案進行修補，使缺陷圖案的修補概率也相應提高，降低了光罩重新 制作的需要，減少光罩制作成本。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)制作光罩過程中產(chǎn)生缺陷圖案示意圖。
圖2A—2B是現(xiàn)有技術(shù)對缺陷圖案進行修補的過程示意圖。
圖3A—圖3C是本發(fā)明在光罩上形成圖案的過程。
圖4是本發(fā)明對光罩上的缺陷圖案進行修補的一個實施例的示意圖。
圖5A—圖5B是本發(fā)明對光罩上缺陷圖案進行修補的一個實施例的過程 示意圖。
圖6A—6B是本發(fā)明對光罩上缺陷圖案進行修補的另一個實施例的過程
示意圖。
圖7是本發(fā)明對光罩上的缺陷圖案進行修補的流程圖。 石英玻璃基板1 2 30
視窗11 21 22 23 42 43 44 46 47 48 M N
缺陷圖案110 210 38 425 435
無缺陷圖案112 220 230 320 330 420 430
參考圖案212 213 421 422 423 431 432 433
鉻膜層32
抗反射層34
阻劑3具體實施例方式
在光罩制作過程中，因為光罩上沾染少許環(huán)境中的微粒，曝光能量不均 或者阻劑材料問題很容易產(chǎn)生缺陷圖案。現(xiàn)有技術(shù)在修補缺陷圖案時定位不 準確，及由于在視窗范圍內(nèi)找不到合適的無缺陷圖案作為參考圖案來修補缺 陷圖案，致使所制作的光罩不可用，必須重新制作，造成光罩成本提高。本 發(fā)明通過擴大尋找與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案范圍及修補儀器逐 步向缺陷圖案方向輸出參考圖案來修補光罩上的缺陷圖案。下面結(jié)合附圖對 本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。
圖7是本發(fā)明對光罩上的缺陷圖案進行修補的流程圖。如圖7所示，執(zhí) 行步驟S101在光罩基板上找到與缺陷圖案形狀和大小相同的無缺陷的原始參 考圖案；S102將修補視窗移動至該原始參考圖案位置，該原始參考圖案所在
的修補視窗為笫一視窗；S103拾取原始參考圖案，在第一視窗范圍內(nèi)將拾取
的原始參考圖案輸出到最接近缺陷圖案位置的基板表面膜層上，作為缺陷圖
案的第一參考圖案；S104修補視窗逐漸向缺陷圖案方向移動，重復上述步驟， 分別在第二視窗基板表面膜層拾取第 一參考圖形，輸出第二參考圖形......，
直至在基板表面膜層上輸出的第N參考圖形與缺陷圖案在同 一視窗范圍內(nèi)， 該視窗為第N視窗；S105在第N視窗范圍內(nèi)拾取第N參考圖案，并將第N 參考圖案輸出到缺陷圖案位置的基板表面膜層；S106去除缺陷圖案位置的基 板表面膜層，在基板上形成圖案。
本實施例中，用圖形修補儀器對缺陷圖形進行修補。由圖形修補儀器中 的圖像拾取單元對無缺陷圖案及參考圖案進行拾取，由圖形修補儀器中的輸 出圖像單元將參考圖案輸出到基板表面膜層。
原始參考圖案通過在光罩基板上沿缺陷圖案的X軸或Y軸找到與缺陷圖 案共X軸或共Y軸且形狀和大小相同的無缺陷圖案實現(xiàn)。第一參考圖案至第 N參考圖案的輸出是在光罩基板表面膜層上沿著與缺陷圖案的共X軸或共Y 軸方向操作。
修才卜視窗的范圍為10 umx 1 Oum至20umx20um之間，修4卜視窗以缺陷圖 案為原點，沿X軸或沿Y軸在士30um范圍內(nèi)移動。其中，不同的圖形修補 儀器的視窗范圍也不同。
除本實施例移動的距離以外，修補視窗還可在更寬的范圍內(nèi)查找與缺陷 圖案形狀和大小相同的無缺陷圖案，進行多次拾取和輸出程序后來修補缺陷 圖案，但是經(jīng)過多次拾取和輸出后，缺陷圖案的位置產(chǎn)生的誤差會增加，圖 形的大小及形狀的失真也會增強。
本實施例，用鎵聚焦離子束去除缺陷圖案位置的基板表面膜層。鎵聚焦 離子束的直徑為12.5nm，離子束束流為7pA—50pA。當然離子束的直徑按缺 失圖案的大小來決定，離子束束流則根據(jù)抗反射層及鉻膜層的厚度變化。
圖3A—圖3C是在光罩上形成圖案的過程。如圖3A所示，在石英玻璃基 板30上，先形成一不透光的鉻膜層32;在鉻膜層32上增加一氧化鉻層，以
形成抗反射層34;在抗反射層34上覆蓋一阻劑36;并以光學直寫、4是影式 電子束直寫或掃描電鏡(SEM)直寫等方式曝光，在阻劑36上形成既定的半 導體圖案；接著以顯影制程將阻劑形成圖案化開口。如圖3B所示，以阻劑 36的圖案為幕罩，以濕法蝕刻或電漿蝕刻方法蝕刻抗反射層34和鉻膜層32 形成光罩圖案層。當抗反射層34和鉻膜層32蝕刻完成后，則移除阻劑36。 此時可進行光罩檢查以檢查是否有缺陷圖案38存在以及缺陷圖案38所在區(qū) 域。如圖3C所示，如果有缺陷圖案38出現(xiàn)，在光罩缺陷圖案38以外區(qū)域?qū)?找與缺陷圖案38形狀大小相同的無缺陷圖案，進行多次拾取和輸出后，將圖 案定義在缺陷圖案位置的抗反射層上，用聚焦離子束將此處的抗反射層和鉻 膜層去除，缺陷圖案修補完整。
本實施例中，石英玻璃基板的大小為6英寸，在透光的石英玻璃基板上 涂布50nm—105nir^各膜；在#"膜層上增加厚度為20nm的一氧化鉻層，作為 抗反射層；再于抗反射層上覆蓋微影用阻劑，厚度為300—400nm。當然，除 實施例外，可根據(jù)要制作的芯片尺寸來確定光罩及石英玻璃基板的大小。同 樣，在石英玻璃基板上涂布的鉻膜層厚度，可根據(jù)膜的特性，制作的半導體 器件不同及制程工藝要求作出調(diào)整?？狗瓷鋵幼鳛橐痪彌_層，其厚度根據(jù)保 護圖形的線寬進行調(diào)節(jié)。在抗反射層上覆蓋的阻劑厚度由所需保護的膜層特 性和后續(xù)蝕刻的厚度來決定。
在本實施例中，蝕刻制程先采用濕法蝕刻，再輔以電漿蝕刻，但本發(fā)明 并非以此蝕刻制程為限。由于在蝕刻處理中，可能因為側(cè)向蝕刻對原先形成 的光罩圖案層造成損傷，因此，可以略微放大阻劑遮光圖案作為緩沖，有效 維持光罩圖案的線寬。
圖4是本發(fā)明對光罩上的缺陷圖案進行修補的一個實施例的示意圖。如 圖4所示，在對光罩上的圖形制作完成后，進行光罩;f全查，由于光罩上沾染 少許環(huán)境中的微粒，曝光能量不均或者阻劑材料問題出現(xiàn)缺陷圖案的情況。
通過光罩布局軟件在光罩上以缺陷圖案為原點，沿X軸或沿Y軸在土30um 范圍內(nèi)找到與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案220或無缺陷圖案230;移 動圖形修補儀器視窗至無缺陷囝案處；由囝形修補儀器的囝像拾取單元拾取 與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案220或無缺陷圖案230 ;在視窗范圍 內(nèi)由圖形修補儀器的圖像輸出單元將拾取的無缺陷圖案220或無缺陷圖案230 輸出到接近缺陷圖案210位置的基板表面膜層，作為第一參考圖案212或第 一參考圖案213;圖形修補儀器移動，使在基板表面膜層上輸出的第一參考圖 案212或第一參考圖案213與缺陷圖案210在同一視窗范圍內(nèi)；由圖形修補 儀器的圖像拾取單元拾取第一參考圖案212或第一參考圖案213,并經(jīng)圖像輸 出單元輸出到缺陷圖案210位置的基板表面膜層。
除本實施例移動的距離以外，根據(jù)對光罩精度的不同要求，光罩布局構(gòu) 件還可在更寬的范圍內(nèi)查找與缺陷圖案相同的無缺陷圖案，進行多次拷貝來 修補缺陷圖案。
圖5A—圖5B是本發(fā)明對光罩上缺陷圖案進行修補的一個實施例的過程 示意圖。如圖5A所示，通過光罩布局軟件在光罩上以缺陷圖案為原點，沿X 軸在士30um范圍內(nèi)找到與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案220，其中， 缺陷圖案所在視窗范圍外與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案220的Y坐 標與缺陷圖案210的Y坐標相同，X坐標與缺陷圖案210的X坐標不同；對 無缺陷圖案220進行拾取，并在圖形修補儀器視窗22范圍內(nèi)輸出到最接近缺 陷圖案位置的基板表面膜層上，作為第一參考圖案212,第一參考圖案212的 Y坐標與缺陷圖案210的Y坐標相同，X坐標與缺陷圖案210的X坐標不同； 圖形修補儀器視窗移動至第一參考圖案212與缺陷圖案210在同一視窗范圍 內(nèi)；拾取第一參考圖案212,并輸出到缺陷圖案210位置的基板表面膜層。
如圖5B所示，通過光罩布局軟件在光罩上以缺陷圖案為原點，沿X軸在 土30um范圍內(nèi)找到與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案230,其中，缺陷
圖案所在視窗范圍外與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案230的X坐標與 缺陷圖案210的X坐標相同，Y坐標與缺陷圖案210的Y坐標不同；對無缺 陷圖案230進行拾取，并在圖形修補儀器視窗23范圍內(nèi)輸出到最接近缺陷圖 案位置的基板表面膜上，作為第一參考圖案213，第一參考圖案213的X坐 標與缺陷圖案210的X坐標相同，Y坐標與缺陷圖案210的Y坐標不同；圖 形修補儀器視窗移動至第一參考圖案213與缺陷圖案210在同一視窗范圍內(nèi)； 拾取第一參考圖案213，并輸出到缺陷圖案210位置的基板表面膜層。
圖6A—6B是本發(fā)明對光罩上缺陷圖案進行修補的另一個實施例的過程 示意圖。如圖6A所示，通過光罩布局軟件在光罩基板上找到與缺陷圖案共X 軸且形狀和大小相同的無缺陷圖案420;將圖形修補儀器視窗移動至該無缺陷 圖案420位置，該無缺陷圖案420所在的圖形修補儀器為第一視窗42;用圖 形修補儀器的圖像拾取單元拾取無缺陷圖案420，在第一視窗42范圍內(nèi)用圖 形修補儀器的圖像輸出單元將拾取的無缺陷圖案420輸出到最接近缺陷圖案 425位置的基板表面膜層上，作為缺陷圖案的第一參考圖案421;圖形修補儀 器視窗向缺陷圖案425方向移動，重復上述步驟，分別在第二視窗43基板表 面膜層拾取第一參考圖形421，輸出第二參考圖案422至基板表面膜；繼續(xù)向 缺陷圖案425方向移動圖形修補儀器視窗，使第二參考圖案422在第三視窗 44，拾取第二參考圖案422，并在基板表面膜上輸出第三參考圖案423......，
直至在基板表面膜層輸出的參考圖形n與缺陷圖案425在同一視窗范圍內(nèi)， 該視窗為視窗N;在視窗N范圍內(nèi)拾取參考圖案n,并將參考圖案n輸出到 缺陷圖案425位置的基板表面膜層；去除缺陷圖案425位置的基板表面膜層， 在基板上形成圖案。
如圖6B所示，通過光罩布局軟件在光罩基板上找到與缺陷圖案共Y軸且 形狀和大小相同的無缺陷圖案430;將圖形修補儀器視窗移動至該無缺陷圖案 430位置，該無缺陷圖案430所在的圖形修補儀器為第一視窗46;用圖形修
補儀器的圖像拾取單元拾取無缺陷圖案430,在第一視窗46范圍內(nèi)用圖形修 補儀器的圖像輸出單元將拾取的無缺陷圖案430輸出到最接近缺陷圖案435 位置的基板表面膜層上，作為缺陷圖案的第一參考圖案431;圖形修補儀器視 窗向缺陷圖案435方向移動，重復上述步驟，分別在第二視窗47基板表面膜 層拾取第一參考圖形431,輸出第二參考圖案432至基板表面膜；繼續(xù)向缺陷 圖案435方向移動圖形修補儀器視窗，使第二參考圖案432在第三視窗48， 拾取第二參考圖案432，并在基板表面膜上輸出第三參考圖案433......，直至
在基板表面膜層輸出的參考圖形m與缺陷圖案435在同一視窗范圍內(nèi)，該視 窗為視窗M;在視窗N范圍內(nèi)拾取參考圖案m，并將參考圖案m輸出到缺陷 圖案435位置的基板表面膜層；去除缺陷圖案435位置的基板表面膜層，在 基板上形成圖案。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何 本領域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和 修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種修補光罩圖形的方法，包括下列步驟在光罩基板上找到與缺陷圖案形狀和大小相同的無缺陷的原始參考圖案；將修補視窗移動至該原始參考圖案位置，該原始參考圖案所在的修補視窗為第一視窗；拾取原始參考圖案，在第一視窗范圍內(nèi)將拾取的原始參考圖案輸出到最接近缺陷圖案位置的基板表面膜層上，作為缺陷圖案的第一參考圖案；修補視窗逐漸向缺陷圖案方向移動，重復上述步驟，分別在第二視窗基板表面膜層拾取第一參考圖形，輸出第二參考圖形......，直至在基板表面膜層上輸出的第N參考圖形與缺陷圖案在同一視窗范圍內(nèi)，該視窗為第N視窗；在第N視窗范圍內(nèi)拾取第N參考圖案，并將第N參考圖案輸出到缺陷圖案位置的基板表面膜層；去除缺陷圖案位置的基板表面膜層，在基板上形成圖案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修補光罩圖形的方法，其特征在于原始參考圖案 通過在光罩基板上沿缺陷圖案的X軸或Y軸找到與缺陷圖案共X軸或共Y軸 且形狀和大小相同的無缺陷圖案實現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的修補光罩圖形的方法，其特征在于第一參考圖案 至第N參考圖案的輸出是在光罩基板表面膜層上沿著與缺陷圖案的共X軸或 共Y軸方向操作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的修補光罩圖形的方法，其特征在于修補視窗以缺 陷圖案為原點，沿X軸或沿Y軸在± 3 0um范圍內(nèi)移動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的修補光罩圖形的方法，其特征在于修補視窗范圍 為10 umxl0um至20umx20腿之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的修補光罩圖形的方法，其特征在于用鎵聚焦離子 束去除缺陷圖案位置的基板表面膜層，鎵聚焦離子束的直徑為12.5nm，離子 束束流為7pA—50pA。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的修補光罩圖形的方法，其特征在于基板表面膜層 由鉻膜層和抗反射層組成，其中抗反射層沉積在鉻膜層上面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的修補光罩圖形的方法，其特征在于抗反射層的材 料是一氧化4各，厚度為20nm; 4各膜層厚度為50nm—105nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了修補光罩圖形的方法，用軟件在光罩基板上找到與缺陷圖案共X軸或共Y軸且形狀和大小相同的無缺陷的原始參考圖案，通過修補視窗逐步向缺陷圖案方向拾取輸出參考圖案，這樣對缺陷圖案的定位較準確；并且將尋找與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷圖案范圍擴大，找到與缺陷圖案形狀大小相同的無缺陷的原始參考圖案的概率提高，對無缺陷的原始參考圖案進行復制作為參考圖案，然后再參照參考圖案對缺陷圖案進行修補，使缺陷圖案的修補概率也相應提高，降低了光罩重新制作的需要，減少光罩制作成本。
文檔編號G03F1/72GK101105622SQ20061002877
公開日2008年1月16日 申請日期2006年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日
發(fā)明者李正強 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司