相移掩膜缺陷修复方法

摘要

本发明揭露了一种相移掩膜缺陷的修复方法，其于相移掩膜的透光基板上检测到一缺陷时，利用聚焦离子束刻蚀该缺陷所在处的透光基板，包括以下步骤：设定聚焦离子束的临界刻蚀次数；利用聚焦离子束刻蚀上述缺陷所在处的透光基板直至达到上述临界刻蚀次数。可见，本发明利用聚焦离子束刻蚀需要修复的基板区域直至达到此区域的厚度所带来的相位延迟接近或达到无缺陷时的要求并利用临界刻蚀次数来决定上述需刻蚀的深度，从而突破了现有技术的瓶颈，满足了现有技术中无法很好修复的相移掩膜的规格要求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种掩膜缺陷的修复方法，特别是涉及一种相移掩膜缺陷的修复方法。

背景技术

在半导体制造的整个流程中，掩膜的制造是流程衔接的关键部分，也是流程中造价较高的一部分。而掩膜于制造中往往会产生缺陷，且其缺陷将影响到每一个相应芯片的质量。为此，掩膜的缺陷检测与修复技术获得了较大的发展。

另外，随着半导体元件尺寸的缩小与复杂度的提高，相移掩膜以其较好的改善了分辨率与聚焦深度而获得了快速的发展，其采用将入射光的相位延迟180度的原理制成。如图1所示，其为一种已知的嵌入式相移掩膜的截面示意图。其于透明基板10(如，石英基板)与不透光层(如，铬层)30之间形成相移层20，通过适当设定相移层20的厚度或选取合适折射率的材料，而使得入射光的相位延迟180度，此时掩膜上便形成了透光区A_C与不透光区A_D所构成的图形。

然而正如前面所述，掩膜于制造中往往会产生缺陷，例如材料的过多或缺失而导致石英的起伏等问题。为了修复这种缺陷，现有技术往往利用聚焦离子束系统去除掉过多的材料或利用萘气等淀积补足缺失区域，然而此种方法在应用于某些规格要求的掩膜中时，如0.3um图形掩膜，难以达到理想的效果，故如何突破现有相移掩膜修复方法的瓶颈，提供方便易行的相移掩膜修复方法已变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相移掩膜缺陷的修复方法，以突破现有相移掩膜修复方法的瓶颈，达到较好的修复效果。

为此，本发明提供一种相移掩膜缺陷的修复方法，其包括：于相移掩膜的透光基板上检测到一缺陷时，利用聚焦离子束刻蚀该缺陷所在处的透光基板，该步骤包括：设定聚焦离子束的临界刻蚀次数；利用聚焦离子束刻蚀上述缺陷所在处的透光基板直至达到上述临界刻蚀次数。

进一步的，上述聚焦离子束的临界刻蚀次数是通过以下方法确定的：(1)在一刻蚀次数区间内，选取多个刻蚀次数，绘制经刻蚀的相移掩膜的光栅图像中缺陷所在处透光区与正常透光区光栅宽度之比以及缺陷所在处非透光区与正常非透光区光栅宽度之比与刻蚀次数的关系曲线；(2)根据步骤(1)所得到的关系曲线，缩小刻蚀次数区间；(3)在缩小的刻蚀次数区间内，选取多个刻蚀次数，绘制经刻蚀的相移掩膜的光栅图像中缺陷所在处透光区与正常透光区光栅宽度之比以及缺陷所在处非透光区与正常非透光区光栅宽度之比与刻蚀次数的关系曲线；(4)根据步骤(3)中所得到的关系曲线，选取曲线中宽度之比最接近理想修复比值，即100％，的点所对应的刻蚀次数作为聚焦离子束的临界刻蚀次数。

进一步的，上述选取的临界刻蚀次数于步骤(3)中所得到的关系曲线中所对应的宽度之比在90％到110％之间。

进一步的，上述步骤(1)中所得到的透光区与非透光区所对应的两关系曲线相交两次。

进一步的，上述缩小的刻蚀次数区间的中心点为某一选取的刻蚀次数，其中该选取的刻蚀次数临近于步骤(1)中所得到的两关系曲线第一次的相交点且于该两关系曲线中所对应的宽度之比接近理想修复比值，即100％。

进一步的，上述相移掩膜的光栅图像的光栅宽度规格为0.3微米。

进一步的，上述临界刻蚀次数为3100次。

进一步的，上述刻蚀次数区间为500到5000次。

进一步的，上述缩小的刻蚀次数区间为2500到3500次。

综上所述，本发明根据石英板厚度不同将带来光波长的不同相位延迟的原理，利用聚焦离子束刻蚀需要修复的基板区域直至达到此区域的厚度所带来的相位延迟接近或达到无缺陷时的要求；其利用临界刻蚀次数来决定上述需刻蚀的深度，并利用扫描式电子显微镜等设备观察出不同刻蚀次数所带来的修复结果，从而选取合适的临界刻蚀次数，来达到较为理想的修复效果。

附图说明

图1为一种已知的嵌入式相移掩膜的截面示意图；

图2为本发明一实施例所提供的相移掩膜缺陷修复方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例中聚焦离子束的临界刻蚀次数设定方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例中完成修复的嵌入式相移掩膜的截面示意图；

图5为本发明一实施例中带有缺陷的相移掩膜的光栅示意图；

图6为本发明一实施例中较大区间的CCD曲线与DCD曲线示意图；

图7为本发明一实施例中缩小区间的CCD曲线与DCD曲线示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

请参考图2，其为本发明一实施例所提供的相移掩膜缺陷修复方法的流程示意图。在聚焦离子束修复中，当在相移掩膜的透光基板上检测到缺陷时，不同于先前技术的淀积方式，本方法利用聚焦离子束刻蚀缺陷所在处的透光基板，来达到修复缺陷的效果。具体包括如下步骤：

S100：设定聚焦离子束的临界刻蚀次数(CST，Critical Sweep Time)；

S200：利用聚焦离子束刻蚀缺陷所在处的透光基板直至达到临界刻蚀次数。

而聚焦离子束的临界刻蚀次数需满足在完成这些次数的刻蚀时，缺陷所在区域的厚度的相位延迟效果与无缺陷时的相位延迟效果接近或相同。而此临界刻蚀次数的确定是采用多次试验观察得到的，具体请参考图3，详述如下：

S101：在一刻蚀次数区间内，选取多个刻蚀次数，绘制经刻蚀的相移掩膜的光栅图像中缺陷所在处透光区与正常透光区光栅宽度之比以及缺陷所在处非透光区与正常非透光区光栅宽度之比与刻蚀次数的关系曲线；

S102：根据步骤S101所得到的关系曲线，缩小刻蚀次数区间；

S103：在缩小的刻蚀次数区间内，选取多个刻蚀次数，绘制经刻蚀的相移掩膜的光栅图像中缺陷所在处透光区与正常透光区光栅宽度之比以及缺陷所在处非透光区与正常非透光区光栅宽度之比与刻蚀次数的关系曲线；

S104：根据步骤S103中所得到的关系曲线，选取曲线中宽度之比最接近理想修复比值，即100％，的点所对应的刻蚀次数作为聚焦离子束的临界刻蚀次数。

在理想修复状态下，相移掩膜的光栅图像中缺陷所在处透光区与正常透光区光栅宽度之比以及缺陷所在处非透光区与正常非透光区光栅宽度之比应为100％，即理想修复比值。然而在实践中，理想修复状态是很难实现的，故往往设定修复比值在90％到110％之间便满足修复要求，即选取的临界刻蚀次数于步骤S103中所得到的关系曲线中所对应的宽度之比在90％到110％之间。

为使以上过程更为详细易懂，以图1中所示的嵌入式相移掩膜为例详述上述步骤：

请参考图4，其为本发明一实施例中完成修复的嵌入式相移掩膜的截面示意图。如图所示，其上原本具有缺陷40，其可由材料的过多或缺失引起，采用以上方法，对此缺陷40进行修复，即利用聚焦离子束刻蚀上述缺陷所在处的透光基板直至达到临界刻蚀次数，即到达所需的深度H，而此深度H所引起的相位变化可满足修复要求。

下面以现有技术中无法突破的0.3um规格的相移掩膜为例详述以上聚焦离子束的临界刻蚀次数的设定方法：

利用扫描式电子显微镜等设备观察带有缺陷的相移掩膜，可得到其光栅图像。如图5所示，为方便叙述，此处以透光区光栅C与非透光区光栅D宽度相同且交替出现的情况为例加以说明。透光区光栅C与非透光区光栅D的正常宽度W为0.3um。图中虚线区域为缺陷所引起的光栅变化，可见此区域的非透光区光栅D两边的透光区光栅C由于缺陷而连在一起，导致光栅图像不满足要求。为此，需要对相移掩膜的透光基板进行等离子刻蚀，而修复其上的缺陷。

首先设定好刻蚀尺寸，然后选定刻蚀次数区间为500至5000，在此区间上绘制经刻蚀的相移掩膜的光栅图像中缺陷所在处透光区与正常透光区光栅宽度之比与刻蚀次数的关系曲线(CCD曲线)以及缺陷所在处非透光区与正常非透光区光栅宽度之比与刻蚀次数的关系曲线(DCD曲线)。如图6所示，其横坐标为刻蚀次数，纵坐标为宽度之比；当刻蚀次数大于等于2500时，CCD曲线与DCD曲线有两个交点；另外，当刻蚀次数上升时，聚焦离子束扫描的可靠性将变差，而导致透明基板刻蚀区边界不垂直，而降低了其相移能力，故选取CCD曲线与DCD曲线第一次的相交点附近且宽度之比接近理想修复比值，即100％的一点所对应的次数作为缩小的刻蚀次数区间的中心点。如图，该中心点即为3000次。

刻蚀尺寸不变，选定缩小的刻蚀次数区间为2500至3500，在此区间上的CCD曲线与DCD曲线如图7所示，当刻蚀次数为3100时，宽度之比最接近理想修复比值，即100％；且通过扫描式电子显微镜观察，可发现刻蚀区边界较好。

故通过以上方法，选取3100次作为聚焦离子束的临界刻蚀次数，并以此刻蚀缺陷所在处的透光基板直至达到此临界刻蚀次数，而实现了对相移掩膜的修复，克服了先前技术不能满足的0.3um规格的相移掩膜的修复问题。当然，本领域技术人员，也可据此提示，将其应用于其他规格的相移掩膜的修复中。