专利名称：去除光罩遮光缺陷的方法及其半导体装置的制造方法
技术领域：
本发明是有关于半导体光罩修补，特别有关于一种藉由重复定义光罩图案并再度蚀刻以去除半导体光罩上的遮光缺陷(opaque defect)的方法，并藉由该方法所制得的光罩进行半导体制程。
背景技术：
随着半导体制程进步，随着晶片尺寸增大与半导体组件的积集化的趋势，半导体关键技术之一的光罩，则扮演重要地位。
对于半导体产品的制造而言，无论光罩图案的精准度或是光罩开发成本，都对于半导体产品品质与制造成本影响甚巨。而由于光罩制作复杂度日益增加，单片光罩成本动辄高达百万元以上，因此，当光罩上的图案产生误差时，则发展出多种微修技术以修补光罩图案的误差，藉以降低重新制作光罩的需要，以减少光罩成本。
目前一般的光罩制作，如图1所示，通常在一透光的石英玻璃基板10上，涂布厚度100～120nm的铬膜，再于其上覆盖电子束微影用阻剂，以光罩布局软件控制电子束直写(如E-beam writer或SEM writer)等方式，在阻剂上形成既定图案，再以其为幕罩蚀刻铬膜后，形成图案化的光罩，仍覆盖铬膜的部分则为不透光图案12。然而，在进行光罩上图案的蚀刻时，往往因为光罩上沾染少许环境中的微粒，而使得图案的蚀刻不完全，在局部形成多余的图案，成为遮光缺陷(opaque defects)14。
因此，参见图2A与图2B，所示为习知的光罩图案修补方式。如图2A所示，当石英玻璃10上的铬膜12图案之间有残留的铬膜14时，一般常见的光罩修补技术，通常利用聚焦离子束(Focused Ion Beam，FIB)，以去除残留的铬膜14。例如利用镓(Ga)聚焦离子束20，其点直径小于25nm，藉由镓离子溅散(sputtering)撞击方式来分解去除不透光的铬膜残余14。
然而，参见图2B，聚焦离子束修补光罩的缺点在于镓离子可能将铬原子溅散植入石英玻璃10中，形成污斑(stain)14a，另外镓离子本身也会穿越铬膜而植入石英玻璃10中，导致石英玻璃表层残留铬原子与镓离子，使得修补区域的光穿透性降低。另外，镓离子亦可能在溅散过程中导致石英玻璃表层受损，形成河床化(riverbedding)，同样使石英玻璃的透射率降低。
另外，利用聚焦离子束修补光罩，需倚赖熟练的人工技术仔细的操作聚焦离子束，逐区清除光罩上各区域的铬膜残渣，并反复检查其修补品质后，才能完成，因此光罩修补过程通常耗费数天以上。而一旦在清除过程中造成铬膜图案过度清除，或对石英玻璃造成严重光学损伤时，则无法补救而损失高昂的光罩成本。
发明内容
为了解决上述光罩修补时的问题，本发明的一个目的在于提供一种去除光罩遮光缺陷的方法，藉以快速清除光罩上残余的铬膜。
本发明的另一个目的在于提供一种去除光罩遮光缺陷的方法，可避免影响光罩基底的光学品质。
本发明的再一个目的在于利用去除遮光缺陷后的光罩，进行半导体微影制程，提高半导体产品的良率。
为达上述目的，本发明提供一种去除光罩遮光缺陷的方法，可适用于微影用光罩，该微影用光罩包含透光基底以及光罩图案层设置于该透光基底表面，其中该光罩图案层中具有至少一遮光缺陷，该方法包含下列步骤首先覆盖一阻剂于该透光基底表面。接着在透光基底上选定包含遮光缺陷的区域，对该区域再进行相同的光罩图案的曝光显影制程，以形成图案化阻剂，并露出该遮光缺陷。以该图案化阻剂为幕罩，蚀刻该区域以去除遮光缺陷。最后，去除阻剂则形成无遮光缺陷的光罩图案层。
而在较佳实施例中，在该区域的曝光显影制程之前，更可包含一步骤进行一对准步骤，以对准该透光基底上的该光罩图案层的图案。而在进行曝光显影制程时，光罩图案的遮光图案面积可略大于该透光基底上的该微影图案层，以完全覆盖底下的微影图案层，作为后续蚀刻处理的缓冲层。
藉由上述方法，可经由一次显影蚀刻步骤，即可快速清除光罩上的多个遮光缺陷，而无须藉由FIB以人工逐区修补光罩，大幅降低去除光罩上遮光缺陷的时间。
另外，藉由蚀刻制程控制，更可有效确保光罩基底的光学品质不受光罩修补影响，而确保光罩品质。
根据本发明，更提供一种半导体装置的制造方法，包含以下步骤。首先提供一半导体基底，接着覆盖一光阻层于该半导体基底表面。接着，提供具有一不透光图案的一光罩，其中，该光罩上的该不透光图案是预先以如前述去除光罩遮光缺陷的方法修改其遮光缺陷。其次，经由曝光制程将光罩上的不透光图案转移至光阻层表面。最后，将该半导体基底进行显影制程，使光阻层形成该不透光图案。
而由于上述半导体装置的制造方法中，所使用的光罩以藉由本发明的去除光罩遮光缺陷的方法加以修补，使得微影图案的缺陷减少，因此可提高半导体装置的产品品质。
图1所示为习知的光罩遮光缺陷示意图。
图2A与图2B所示为习知的一种去除光罩上遮光缺陷的方法。
图3A至图3E所示为根据本发明的一实施例中的去除光罩遮光缺陷的方法。
图4所示为根据本发明的一实施例中的半导体装置的制造方法流程。
符号说明石英玻璃10、30铬膜图案12、32a遮光层32遮光缺陷14、34污斑14a聚焦离子束溅散20光阻33、36、36a蚀刻处理31、37S40～S48方法流程。
具体实施例方式
为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合所附图式，作详细说明如下以下参见图3A至图3E，详细说明根据本发明的一实施例中的去除光罩遮光缺陷的方法。
参见图3A图，以石英玻璃基底30光罩为例，一般半导体微影用光罩，是在既定大小的石英玻璃基底30上，先形成一不透光的铬膜，厚度约为1000左右。而为了提升后续阻剂解像度，更可在铬膜上增加一氧化铬层(Cr2O3)，厚度约200，以形成遮光层32。而一般在遮光层32上覆盖一阻剂33，并以光学直写(optical writer)、投影式电子束直写(E-beam writer)或SEM直写(SEM writer)等方式曝光，在阻剂上形成既定的半导体图案，接着以显影制程将阻剂33形成图案化开口。接着以阻剂33的图案为幕罩，以湿蚀刻或电浆蚀刻31蚀刻遮光层32形成光罩图案层32a。
当遮光层32蚀刻完成后，则移除阻剂33。此时可进行光罩检查(ReticalInspection)以检查是否有遮光缺陷(opaque defects)存在以及其所在区域。
参见图3B，在既定形成的光罩图案层32a之间，有残留的铬膜形成遮光缺陷34。因此，接着参见图3C，根据本发明，再度覆盖一阻剂36于石英玻璃30表面，并充分填满光罩图案32a的开口。
接着选定包含遮光缺陷的一区域再度进行光罩图案的曝光。该区域面积较佳者约20μm×20μm至40μm×40μm之间。由于一般遮光缺陷34面积不大，因此仅需选定包含遮光缺陷34的适当面积即可。
而在较佳情况中，在选定包含遮光缺陷34的区域后，先进行一对准(alignment)步骤，将欲进行再度曝光的光罩图案与石英玻璃30上已生成的光罩图案层32a进行对准，以准确的在阻剂36上再次曝光出相同的光罩图案。对准步骤可根据不同的光罩图案的写入机台设定而异，例如可预先对准光罩上特定区域的标记点(markers)，本发明并非以此为限。
在对准步骤之后，重复进行该区域的光罩图案的曝光步骤，使阻剂36形成图案化阻剂36a。而在较佳实施例中，为了维护光罩图案层32a不受后续蚀刻影响，在曝光时，可将图案化阻剂36a的遮光图案可调整为略大于光罩图案层32a，如图3D所示。亦即，被曝光区域的线宽略微缩小。而阻剂36的遮光图案面积36a的调整可根据实际阻剂、蚀刻方式与蚀刻速率的搭配而异，例如，阻剂的遮光图案36a可在各平面方向略大于光罩图案层32a约1nm左右。
在较佳实施例中，若石英基底30上具有多处遮光缺陷，则重复上述步骤，逐处对准，并进行该区的光罩图案写入曝光，至所有遮光缺陷区域均已重复写入光罩图案曝光为止。接着，进行一次显影制程以形成图案化的阻剂图案。
仍参见图3D，接着以光阻遮光图案36a为幕罩，进行蚀刻制程37以去除光罩图案层32间残留的遮光缺陷34。在一实施例中，蚀刻制程可采用原先铬膜蚀刻的制程，先采用湿蚀刻，再辅以电浆蚀刻，以去除铬膜残留所形成的遮光缺陷34，但本发明并非以此蚀刻制程为限。由于在蚀刻处理中，可能因为侧向蚀刻对原先形成的光罩图案层32a造成损伤，因此上述略微放大的阻剂遮光图案36a可以作为缓冲，有效维持光罩图案的线宽。
最后，去除阻剂36a，而形成如图3E所示，无遮光缺陷的光罩。
根据上述方法，本发明的优点之一在于利用再次的图案化-蚀刻处理，可以快速的去除遮光缺陷的处理，较之以往以人工方式以FIB逐区去除光罩上的遮光缺陷，本发明的方法可以藉由蚀刻步骤或机台蚀刻条件的设定，一次去除光罩上所有的遮光缺陷，大幅降低对人力的需求，并可快速完成光罩的修补。
本发明的优点之二在于不损伤光罩图案与光罩基底，可维护光罩品质。由上述方法的说明可知，由于本发明的去除遮光缺陷的蚀刻处理与一般在铬膜上形成光罩图案的蚀刻处理相同，因此不会如FIB，因为镓离子的溅散，使石英基底的透光性下降。
接着参见图4，说明根据本发明的一实施例中的半导体装置的制造方法。
首先进行步骤S40提供一半导体基底。接着进行步骤S42覆盖一能量感应层，如光阻层于半导体基底表面。
接着进行步骤S44提供具有不透光图案的光罩，其中，光罩上的不透光图案是预先以如图3A至图3E所述的方法修改其遮光缺陷。
其次进行步骤S46经由曝光制程将光罩上的不透光图案转移至能量感应层表面。
最后进行步骤S48将该半导体基底进行显影制程，使能量感应层形成该不透光图案。
根据本发明的上述半导体装置的制造方法，其特征在于光罩已经预先藉由本发明的去除光罩遮光缺陷的方法加以修补，因此在半导体制程中，可有效提高产品良率。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种去除光罩遮光缺陷的方法，适用于一微影用光罩，包含一透光基底以及一光罩图案层设置于该基底表面，其中该光罩图案层中具有至少一遮光缺陷，该方法包含下列步骤覆盖一阻剂于该透光基底表面；于该透光基底上选定包含该遮光缺陷的一区域；对该区域进行一图案化制程，以形成图案化阻剂，并露出该遮光缺陷；以及以该图案化阻剂为幕罩，蚀刻该区域以去除该遮光缺陷。
2.根据权利要求1所述的去除光罩遮光缺陷的方法，其中该图案化制程是对该区域进行与该光罩图案层相同的曝光显影制程。
3.根据权利要求1所述的去除光罩遮光缺陷的方法，其中该曝光微影制程是以电子束直写进行曝光。
4.根据权利要求1所述的去除光罩遮光缺陷的方法，其中去除该遮光缺陷是先以湿式蚀刻，再以电浆蚀刻去除。
5.根据权利要求1所述的去除光罩遮光缺陷的方法，其中包含该遮光缺陷的该区域面积介于20μm×20μm至40μm×40μm之间。
6.根据权利要求1所述的去除光罩遮光缺陷的方法，其中在该区域的曝光显影制程之前，更包含一步骤进行一对准步骤，以对准该透光基底上的该光罩图案层的图案。
7.根据权利要求1所述的去除光罩遮光缺陷的方法，其中更包含一步骤去除该图案化阻剂以形成无遮光缺陷的该光罩图案层。
8.根据权利要求1所述的去除光罩遮光缺陷的方法，其中对该区域进行相同的光罩图案的曝光显影制程中，该光罩图案的遮光图案大于该透光基底上的该微影图案层。
9.根据权利要求1所述的去除光罩遮光缺陷的方法，其中该透光基底为石英玻璃，该光罩图案层为铬膜，该透光缺陷为铬膜残留物。
10.一种半导体装置的制造方法，包含提供一半导体基底；覆盖一能量感应层于该半导体基底表面；提供具有一不透光图案的一光罩，其中，该光罩上的该不透光图案是预先以如权利要求1所述的方法修改其遮光缺陷；以及将该光罩上的该不透光图案转移至该能量层表面。
全文摘要
本发明提供一种去除光罩遮光缺陷的方法，适用于微影用光罩，包含透光基底以及光罩图案层设置于该透光基底表面，其中该光罩图案层中具有至少一遮光缺陷，该方法包含下列步骤首先覆盖一阻剂于该透光基底表面；接着在透光基底上选定包含遮光缺陷的区域，对该区域再进行相同的光罩图案的曝光显影制程，以形成图案化阻剂，并露出该遮光缺陷。以该图案化阻剂为幕罩，蚀刻该区域以去除遮光缺陷。最后，去除阻剂则形成无遮光缺陷的光罩图案层。而藉此方法所形成的光罩，可用于半导体制程中。
文档编号G03F1/00GK1573557SQ20041003813
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者林孜颖, 游秋山, 胡清旺, 谢明志, 何明丰, 龚俊宏 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司