本發(fā)明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種修正圖形的方法，特別是對掩膜板圖形關鍵尺寸的修正。

背景技術：

隨著超大集成電路的不斷發(fā)展，電路設計越來越復雜、特征尺寸越來越小，電路的特征尺寸對器件性能的影響也越來越大。而掩膜板作為將電路圖形轉移至硅片的重要媒介，掩膜板圖形的關鍵尺寸直接影響到硅片上實際的圖形尺寸，最終影響產品的成品率。隨著技術的不斷發(fā)展，目前掩膜板圖形的關鍵尺寸已是微米數(shù)量級，因此對于掩膜板圖形關鍵尺寸的要求也越來越高。要確保硅片上圖形的實際關鍵尺寸的精確性，首先要確保掩膜板圖形關鍵尺寸的精確性。

現(xiàn)有的掩膜板制造過程包括：

參考圖1，提供掩膜板基板，所述基板包括玻璃基板100、在所述玻璃基板100上的遮光層110及在所述遮光層110上的光刻膠120。

參照圖2，將待形成圖形的幾何數(shù)據(jù)標準源數(shù)據(jù)傳給光刻機并轉換成待曝光圖形；根據(jù)所述待曝光圖形對光刻膠層120進行曝光，曝光光束將所述待曝光圖形轉移至光刻膠層120上；對光刻膠層120進行顯影，形成待刻蝕圖形。

參照圖3，以光刻膠層為掩膜，沿待刻蝕圖形刻蝕遮光層110至露出玻璃基板100，形成圖形，然后去除光刻膠層。

現(xiàn)有技術下，會出現(xiàn)最終形成的掩膜板圖形的關鍵尺寸130不滿足尺寸預定值范圍，這就導致需要報廢此掩膜板，并根據(jù)此掩膜板實際圖形尺寸與預定值范圍的差值進行幾何數(shù)據(jù)標準源數(shù)據(jù)、曝光能量、顯影或刻蝕時間的修正，具體修正量根據(jù)所述差值而定，然后用全新的掩膜板基板重新制作。但此方法不僅無法保證修正后重新制作的掩膜板的關鍵尺寸可以滿足預定值 范圍，同時也造成掩膜板制造成本的浪費。

針對以上問題，也有其他返工途徑，如將關鍵尺寸不滿足預定值范圍的掩膜板涂上光刻膠層，運用幾何數(shù)據(jù)標準源數(shù)據(jù)轉換形成的圖形數(shù)據(jù)，對掩膜板進行對準和曝光，再通過一系列光刻、刻蝕工藝以得到滿足尺寸預定值范圍的掩膜板，但這樣做的成功率極低。正常工藝流程中，曝光前需進行對準，而返工流程中很難做到將待曝光圖形與掩膜板原先已形成的圖形完全對準，具有局限性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種修正圖形的方法，避免當圖形關鍵尺寸小于預定值范圍需返工時，曝光工藝無法做到將待曝光圖形與掩膜板原先已形成的圖形完全對準。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種有效的修正圖形的方法。包括：

提供玻璃基板，所述玻璃基板上具有一層遮光層；

在所述遮光層內形成露出所述玻璃基板表面的待修復圖形，所述待修復圖形的關鍵尺寸小于預定值范圍；

在所述玻璃基板和形成有待修復圖形的遮光層上涂布光刻層；

對光刻膠層進行軟烘；

將曝光光束由玻璃基板背面射入，經由遮光層射入至光刻膠層，對所述光刻膠層進行曝光；

對光刻膠層進行顯影，形成待刻蝕圖形；

對顯影后的光刻膠層進行冷卻；

刻蝕顯影后剩余光刻膠層兩側，使待刻蝕圖形的關鍵尺寸增大至預定值范圍；

以光刻膠層為掩膜，沿關鍵尺寸增大的待刻蝕圖形刻蝕遮光層至露出所述玻璃基板，形成滿足尺寸預定值范圍的圖形；

去除光刻膠層。

本發(fā)明只適用于較簡單的二元掩膜板；

本發(fā)明為只針對掩膜板關鍵尺寸小于預定值范圍的情況。

可選的，曝光光束的波長為180nm-330nm。

可選的，曝光劑量為10毫焦每平方厘米-200毫焦每平方厘米。

可選的，曝光時間為30分鐘-600分鐘。

可選的，所述遮光層的材料為鉻。

可選的，涂布的光刻膠層為正光刻膠。

可選的，光刻膠層的軟烘方式為熱板的熱傳導方式，工藝溫度為200℃-250℃。

可選的，光刻膠層的冷卻方式為冷板傳導方式，所述冷板溫度為23℃。

可選的，刻蝕顯影后剩余光刻膠層的刻蝕方法為等離子體干法刻蝕。

可選的，刻蝕遮光層的方法為等離子體干法刻蝕。

可選的，為了確保圖形關鍵尺寸的精確度，分別在遮光層刻蝕后、去除光刻膠層后對圖形關鍵尺寸進行量測，本發(fā)明只在去除光刻膠層后進行量測，但并不做限定。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點：在玻璃基板和遮光層表面形成光刻膠層，對光刻膠層進行曝光時，曝光光束由玻璃基板背面射入，經由遮光層射入至光刻膠層，由于玻璃基板的透光性和遮光層的不透光性，玻璃基板表面的光刻膠層因被曝光而感光性質發(fā)生改變，在之后的顯影中可溶于顯影液中而被去除，而遮光層表面的光刻膠層未被曝光，在之后的顯影中不溶于顯影液而被保留，顯影后形成待刻蝕圖形。遮光層直接控制了被保留下的光刻膠層的圖形及尺寸，所述待刻蝕圖形未經過對準工藝就能與掩膜板上原先已形成的圖形完全對準，從而解決了現(xiàn)有返工工藝中，待刻蝕圖形與掩膜板上原先已形成的圖形對準精度低這一問題。

附圖說明

圖1至圖3是現(xiàn)有技術的掩膜板制造工藝原理圖；

圖4至圖8是本發(fā)明實施例的修正圖形的工藝原理圖。

具體實施方式

由背景技術可知，在掩膜板制作工藝中，如果圖形的關鍵尺寸不符合預定值范圍，一般會對掩膜板進行返工。在待返工的掩膜板上涂布光刻膠層，再通過對準、曝光、顯影、刻蝕，去膠的工藝得到滿足關鍵尺寸預定值范圍的圖形。但由于現(xiàn)有的曝光技術，無法做到將待刻蝕圖形與掩膜板上原先已形成的圖形完全對準，因此返工的成功率極低。

為了解決對準精度低造成返工成功率低這一問題，本發(fā)明的發(fā)明人對曝光工藝做了進一步研究，發(fā)現(xiàn)不需要幾何數(shù)據(jù)標準源數(shù)據(jù)轉換而成的圖形數(shù)據(jù)，直接將曝光光束由玻璃基板至光刻膠層的方向射入，利用玻璃基板的透光性和遮光層的不透光性，不需要對準工藝，以遮光層來控制圖形，對光刻膠層進行曝光。顯影后形成的待刻蝕圖形與掩膜板上原先已形成的圖形完全對準。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。

圖4至圖8是本發(fā)明實施例的修正圖形的工藝原理圖。

參考圖4，提供玻璃基板200，所述玻璃基板200上具有一層遮光層210，在所述遮光層210內形成露出所述玻璃基板200表面的待修復圖形，所述待修復圖形的關鍵尺寸小于預定值范圍；在所述玻璃基板200和形成有待修復圖形的遮光層210上涂布光刻膠層220。

本實施例中，在所述玻璃基板200上形成未圖形化的遮光層220，經過一系列光刻工藝形成曝光區(qū)域和非曝光區(qū)域，非曝光區(qū)域的遮光層因被保留而形成最終所需的圖形化的遮光層210，曝光區(qū)域的遮光層因被刻蝕去除而在遮光層210內形成露出玻璃基板200表面的圖形。所述遮光層210內形成露出玻璃基板200表面的圖形的關鍵尺寸小于預定值范圍而成為待修復圖形，所述玻璃基板200和圖形化的遮光層210構成待修復的掩膜板。

本實施例中，光刻膠層220可以采用正光刻膠。當采用正光刻膠時，正光刻膠層220被曝光后，感光部分性質發(fā)生改變，在之后的顯影中可溶于顯 影液中而被去除。

本實施例中，所述光刻膠層220的主要成分為樹脂和感光劑。樹脂是一種惰性的苯酚-甲醛聚合物，用于將光刻膠中的不同材料聚合在一起，具備粘合劑特性；所述聚合物在未曝光前是相對不可溶的，經光刻機曝光后發(fā)生化學反應，正光刻膠從不可溶性變?yōu)榭扇苄?。另一重要成分是感光劑，最常見的是重氮萘醌，在曝光前所述感光劑作為溶解抑制劑，用于降低樹脂溶解速度，經曝光后發(fā)生反應產生酸性的羧基，作為溶解增強劑提高了光刻膠在顯影液中的溶解能力。經過曝光工藝后，透光區(qū)域的光刻膠感光性質發(fā)生改變，在后續(xù)顯影中將會被去除。

本實施例中，所述涂布光刻膠層的方式為滴涂法。轉速為3000轉每分鐘至5000轉每分鐘，溶劑含量較高的光刻膠層220在旋轉過程中因離心力的作用使溶劑不斷揮發(fā)，最終得到一層薄且均勻涂布的光刻膠層220；所述均勻涂布的光刻膠層220厚度根據(jù)具體工藝條件而定。

本實施例中，光刻膠層220均勻涂布后進行軟烘工藝。所述軟烘工藝方式為熱板的熱傳導方式，軟烘工藝溫度一般為200℃-250℃，時間為10秒-30秒。通過光刻膠層220的軟烘工藝，可以將光刻膠層220中的溶劑含量降至5％，減弱溶劑在曝光時對光刻膠層化學反應的干擾，同時緩解光刻膠層的薄膜應力，提高了光刻膠層對襯底的黏附性。

參照圖5，將曝光光束230由玻璃基板200背面射入，經由遮光層210射入至光刻膠層220中，以遮光層210來控制圖形，對光刻膠層220進行曝光形成不透光區(qū)域的光刻膠層220a和透光區(qū)域的光刻膠層220b，透光區(qū)域的光刻膠層220b在后續(xù)顯影工藝中被洗去，形成待刻蝕圖形。

本實施例中，由于玻璃基板200具有透光性，遮光層210具有不透光性，對光刻膠層220進行曝光后，玻璃基板200表面的光刻膠層220b由于被曝光而感光性質發(fā)生改變，在之后的顯影中溶于顯影液中而被去除，而遮光層210表面的光刻膠層220a因所述遮光層210的不透光性而未被曝光，在之后的顯影中不溶于顯影液而被保留，經過顯影工藝后形成待刻蝕圖形。遮光層210控制了被保留下的光刻膠層220a的圖形及尺寸，所述待刻蝕圖形未經過對準 工藝就能與掩膜板上原先已形成的圖形完全對準，從而解決了現(xiàn)有返工工藝中，待刻蝕圖形與掩膜板上原先已形成的圖形對準精度低這一問題。

本實施例中，為了得到更好的圖形分辨率，所述曝光光束的光源為深紫外光，所述曝光光束的波長為180nm-330nm，曝光時間為30分鐘-600分鐘，曝光劑量為10毫焦每平方厘米-200毫焦每平方厘米。如果曝光能量小于10毫焦每平方厘米，光刻膠層220無法完全曝光，導致后續(xù)顯影工藝中無法完全去除；如果曝光能量大于200毫焦每平方厘米，導致光刻膠層220曝光過度而引起光刻膠層220形貌發(fā)生變化。

本實施例中，由于曝光光束的入射光與反射光產生干涉，使沿膠厚方向的光強形成波峰和波谷，產生駐波效應，所述駐波效應會影響光刻的分辨率及關鍵尺寸的控制。為了降低或消除駐波效應，曝光后需采用曝光后烘焙工藝；所述曝光后烘焙的工藝溫度為110℃-120℃，工藝時間為1分鐘-2分鐘。

本實施例中，在曝光后烘焙工藝后，掩膜板需冷卻，使掩膜板的溫度與后續(xù)顯影工藝中顯影液的溫度一致。所述冷卻方式為將掩膜板放置在冷板上進行冷卻；所述冷板溫度為23℃，冷卻時間為45秒。

參照圖6，對冷卻后的光刻膠層220進行顯影，剩余遮光層210上的光刻膠層220a。

本實施例中，所述顯影溫度為23℃，顯影的工藝時間為60秒。所述正光刻膠層220的顯影液為四甲基氫氧化銨(TMAH)，顯影液中的堿與曝光后光刻膠中的酸中和使曝光后的光刻膠溶解于顯影液。透光區(qū)域的光刻膠層因性質發(fā)生改變溶解于顯影液而被去除，未曝光區(qū)域的光刻膠層因性質未發(fā)生改變、不與顯影液反應而被保留下來。通過顯影，在所述光刻膠層220內形成待刻蝕圖形，所述待刻蝕圖形與掩膜板上原先已形成的圖形完全對準。

本實施例中，剩余的光刻膠層220a是作為后續(xù)刻蝕遮光層210的掩膜層，要求所述光刻膠層220a與遮光層210黏附牢固并且保持沒有形變，且具有更好的抗刻蝕性。因此，在光刻膠220a顯影后，采用堅膜烘焙工藝，進一步將光刻膠層220a中殘余的溶劑蒸發(fā)，使其硬化。所述堅膜烘焙工藝的溫度為100℃-130℃，工藝時間為50秒-70秒。

參照圖7，刻蝕顯影后剩余光刻膠層220a，使待刻蝕圖形的關鍵尺寸增大至預定值范圍。

本實施例中，基于需返工的掩膜板圖形的實際關鍵尺寸與預定值范圍的差值，光刻膠層220a兩側各刻蝕掉所述差值的一半，此時圖形尺寸滿足尺寸預定值范圍，所述圖形尺寸大于遮光層210的尺寸，如240所示。

本實施例中，所述刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕工藝。所述等離子體刻蝕的刻蝕腔體壓力為10毫托-300毫托，刻蝕功率為50瓦-200瓦；刻蝕主氣體為CF4，所述刻蝕主氣體CF4的氣體流量為10sccm-50sccm，輔助氣體為氬氣等其他惰性氣體以加快刻蝕速率，所述惰性氣體的氣體流量為10sccm-50sccm；所述干法刻蝕的工藝時間為1秒-30秒，實際工藝時間根據(jù)掩膜板圖形的實際關鍵尺寸與預定值范圍的偏差值設定。

參照圖8，以保留下的光刻膠層220a為掩膜，沿關鍵尺寸增大的待刻蝕圖形刻蝕遮光層210至露出玻璃基板200，形成滿足關鍵尺寸預定值范圍的圖形。

本實施例中，所述刻蝕工藝為氯基等離子體干法刻蝕工藝。利用干法刻蝕的垂直刻蝕剖面的各向異性，可以更好的控制剖面的側壁垂直形貌和尺寸精度。所述氯基等離子體刻蝕工藝的主氣體為氯氣，輔助氣體為氬氣或氦氣等惰性氣體以加快刻蝕速率；所述氯基等離子體刻蝕工藝的刻蝕腔體壓力為1毫托-40毫托，源功率為200瓦-1500瓦，偏置功率為10瓦-50瓦；所述刻蝕主氣體氯氣的氣體流量為25sccm-1000sccm，所述惰性氣體的氣體流量為5sccm-100sccm。

本實施例中，刻蝕工藝后去除剩余光刻膠層220a，然后對得到的圖形尺寸250進行量測，所述尺寸250為掩膜板圖形修正后的最終尺寸且所述尺寸250滿足尺寸預定值范圍。

本實施例中，所述光刻膠層去除工藝為濕法去膠法。運用有機溶劑溶解剩余光刻膠層220a并去除；對于正光刻膠去除工藝，所述有機溶劑為丙酮。去除光刻膠后以去離子水進行清洗。

本發(fā)明實施例中，針對掩膜板圖形關鍵尺寸小于預定值范圍而需返工的 情況，利用玻璃基板的透光性和遮光層的不透光性，將曝光光束由玻璃基板至光刻膠層的方向射入，以遮光層來控制圖形，形成曝光區(qū)和非曝光區(qū)；顯影后將曝光區(qū)域的光刻層膠去除，留下待刻蝕圖形，所述待刻蝕圖形未經對準工藝就能與掩膜板上原先已形成的圖形完全對準；通過刻蝕工藝，刻蝕顯影后剩余光刻膠層，使待刻蝕圖形的關鍵尺寸增大至預定值范圍；以保留下的光刻膠層為掩膜，沿關鍵尺寸增大的待刻蝕圖形刻蝕遮光層至露出所述玻璃基板，形成滿足尺寸預定值范圍的圖形。在本發(fā)明實施例中，通過所述圖形的修正方法，對光刻膠層進行曝光時不需要對準工藝，解決了對準精度低帶來的返工局限性。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。