修正相移掩膜中特征尺寸偏差的方法及相移掩膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及半导体集成电路的技术领域，具体而言，涉及一种修正相移掩膜中特 征尺寸偏差的方法及相移掩膜。
【背景技术】
[0002] 光刻是半导体器件的制作过程中最常见的工艺之一。在光刻的步骤中，光源通过 光掩膜将电路图形复制到晶圆上的光刻胶层中。目前，主要的光掩膜类型有二元式光掩膜 和相移掩膜两种类型。其中，相移掩膜通常由石英基板，形成于石英基板上的相移层W及形 成于相移层上的不透光层（一般为館层）组成。在采用相移掩膜进行光刻时，相移层能够 使得照射到相移层上的光产生180度的相移，从而使得透过相邻透光区之间的光产生相位 差，进而发生相消干涉，由此改善了采用相移掩膜所形成图形的分辨率。
[0003] 在上述相移掩膜的制作过程中，环境中任何难W预知的变化都会导致图形（包括 不透光层图形和相移层图形）的特征尺寸发生偏差。在采用具有特征尺寸偏差的相移掩 膜进行光刻时，特征尺寸偏差会导致在晶圆上所形成图形产生缺陷，进而影响所形成器件 (特别是低制程器件，例如28nm制程及W下制程器件）的性能。因此，在完成相移掩膜的制 作之后，需要修正相移掩膜中的特征尺寸偏差，W使得相移掩膜中的特征尺寸的平均差值 (CD MTT)低于目标值。目前，对相移掩膜中特征尺寸偏差进行修正的方法包括W下步骤： 首先，测量相移掩膜的特征尺寸，W找出相移掩膜中的特征尺寸偏差图形；然后，对不透光 层（一般为館层）进行补偿刻蚀，W修正特征尺寸偏差。
[0004] 然而，上述方法只能对不透光层图形的特征尺寸偏差进行修正，无法对相移层图 形的特征尺寸偏差进行修正。送是由于：当对相移层进行补偿刻蚀时，刻蚀过程不仅会改变 相移层的宽度（即特征尺寸），还会改变相移层的高度，并使得相移层的高度产生偏差（即 高度不均匀），而相移层的高度偏差会导致相移层的相位差发生变化，且其变化值往往大于 允许值（+/-3° )，进而降低了采用相移掩膜所形成图形的分辨率。因此，如何对相移掩膜 中相移层的特征尺寸偏差进行修正，并减少由对相移层的特征尺寸偏差进行修正导致的相 位差值，成为本领域亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本申请旨在提供一种修正相移掩膜中特征尺寸偏差的方法及相移掩膜，W实现对 相移掩膜中相移层的特征尺寸偏差进行修正，并减少由对相移层进行补偿刻蚀导致的相位 差值。
[0006] 为了实现上述目的，本申请提供了一种修正相移掩膜中特征尺寸偏差的方法，该 相移掩膜包括不透光层和相移层，该方法包括W下步骤：步骤S1、测量相移掩膜的特征尺 寸，W找出相移掩膜中的特征尺寸偏差图形；步骤S2、对相移掩膜进行氧化处理，W在相移 层的表面上形成保护层；步骤S3、对相移层进行补偿刻蚀，W修正特征尺寸偏差图形。
[0007] 进一步地，找出特征尺寸偏差图形的步骤包括；获取相移层的特征尺寸和目标特 征尺寸之间的偏差值，并将相移层中偏差值大于目标偏差值的部分作为特征尺寸偏差图 形。
[0008] 进一步地，重复步骤Sl到步骤S3至偏差值小于目标偏差值。
[0009] 进一步地，氧化处理的工艺为氧等离子体工艺或UV照射。
[0010] 进一步地，采用氧等离子体工艺进行氧化处理时，采用〇2或〇3作为氧化气体。
[0011] 进一步地，采用氧等离子体工艺进行氧化处理的步骤中，氧化气体的流量为 100~3000sccm，处理时间为1~lOmin，处理温度为100~200°C。
[0012] 进一步地，采用UV照射进行氧化处理时，采用波长为100~300皿的紫外线进行 照射。
[0013] 进一步地，采用UV照射进行氧化处理的步骤中，紫外线的光强度为100~2000mW/ cm2,处理温度为200~30(TC，处理时间1~lOmin。
[0014] 进一步地，对相移层进行补偿刻蚀的步骤中，补充刻蚀的工艺为干法刻蚀。
[0015] 进一步地，对相移层进行补偿刻蚀的步骤中，补充刻蚀的的时间为1~10s。
[0016] 进一步地，不透光层的材料为館，相移层的材料为钢化娃。
[0017] 本申请还提供了一种相移掩膜，该相移掩膜由本申请上述的方法处理而成。
[0018] 进一步地，相移掩膜为ArF光掩膜或KrF光掩膜。
[0019] 应用本申请的技术方案，通过对相移掩膜进行氧化处理W在相移层的表面上形成 保护层后，再对相移层进行补偿刻蚀，从而实现了对相移掩膜中相移层的特征尺寸偏差进 行修正的目的，进而减少了由于相移层的特征尺寸偏差导致的相移掩膜的报废。同时，在对 相移层进行补偿刻蚀时，相移层表面上的保护层能够降低相移层的刻蚀速率，从而有利于 对特征尺寸偏差进行修正，并有利于减少相移层的高度偏差，进而减少了由对相移层进行 补偿刻蚀导致的相位差值，并改善了采用相移掩膜所形成图形的分辨率。
【附图说明】
[0020] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示 意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0021] 图1示出了本申请实施方式所提供的修正相移掩膜中特征尺寸偏差的方法的流 程示意图。
【具体实施方式】
[0022] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0023] 需要注意的是，送里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在送里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式 也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于"包含"和/或"包 括"时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0024] 为了便于描述，在送里可W使用空间相对术语，如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特 征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位 之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为"在其他器 件或构造上方"或"在其他器件或构造之上"的器件之后将被定位为"在其他器件或构造下 方"或"在其他器件或构造之下"。因而，示例性术语"在……上方"可W包括"在……上方" 和"在……下方"两种方位。该器件也可W其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方 位），并且对送里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[00巧]正如【背景技术】中所介绍的，当对相移层进行补偿刻蚀时，刻蚀过程会改变相移层 的高度，并使得相移层的高度产生偏差（即高度不均匀），而相移层的高度偏差会导致相移 层的相位差发生变化，且其变化值往往大于允许值（+/-3° )，进而降低了采用相移掩膜所 形成图形的分辨率，导致无法对相移层图形的特征尺寸偏差进行修正。
[0026] 本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种修正相移掩膜中特征尺寸偏 差的方法。该相移掩膜包括不透光层和相移层，如图1所示，该修正方法包括W下步骤：步 骤S1、测量相移掩膜的特征尺寸，W找出相移掩膜中的特征尺寸偏差图形；步骤S2、对相移 掩膜进行氧化处理，W在相移层的表面上形成保护层；步骤S3、对相移层进行补偿刻蚀，W 修正特征尺寸偏差图形。
[0027] 上述方法通过对相移掩膜进行氧化处理W在相移层的表面上形成保护层后，再对 相移层进行补偿刻蚀，从而实现了对相移掩膜中相移层的特征尺寸偏差进行修正的目的， 进而减少了由于相移层的特征尺寸偏差导致的相移掩膜的报废。同时，在对相移层进行补 偿刻蚀时，相移层表面上的保护层能够降低相移层的刻蚀速率，从而有利于对特征尺寸偏 差进行修正，并有利于减少相移层的高度偏差，进而减少了由对相移层进行补偿刻蚀导致 的相位差值，并改善了采用相移掩膜所形成图形的分辨率。
[0028] 上述相移掩膜中，不透光层和相移层的材料可W根据现有技术进行设定。一般情 况下，不透光层最常用的材料为館，相移层最常用的材料为钢化娃。应当注意的是，不透光 层和相移层的材料并不仅限于上述优选实施方式。
[0029] 下面将更详细地描述根据本申请提供的上述方法的示例性实施方式。然而，送些 示例性实施方式可W由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于送里所阐述的 实施方式。应当理解的是，提供送些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将 送些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
[0030] 首先，执行步骤SI,即测量相移掩膜的特征尺寸，W找出相移掩膜中的特征尺寸偏 差图形。在该步骤中，技术人员可W采用特征尺寸测量仪器测量相移掩膜的特征尺寸，常用 的特征尺寸测量仪器有特征尺寸扫描电子显微镜（CD-SEM)和原子力显微镜等，其具体测 量方法可W参考现有技术。
[0031] 测量上述相移掩膜的特征尺寸之后，能够分别获得不透光层和相移层的特征尺 寸。其中，对不透光层的特征尺寸偏差进行修正的方法可W参考现有技术，即通过对不透光 层进行补偿刻蚀W修正其特征尺寸偏差。而本申请的重点在于对相移层的特征尺寸偏差进 行修正的方法。具体地，在上述测量得到相移掩膜的特征尺寸之后，找出相移层的特征尺寸 偏差图形的步骤包括：获取相移层的特征尺寸和目标特征尺寸之间的偏差值，并将相移层 中偏差值大于目标偏差值的部分作为特征尺寸偏差图形。其中，目标特征尺寸和目标偏差 值可W根据实际工艺要求进行设定，例如目标特征尺寸为200A，目标偏差值为± Inm等。
[0032] 在找出相移层的特征尺寸偏差图形之后，还可W对相移掩膜进行缺陷检查，W确 认相移掩膜没有其他缺陷。缺陷检查的方法可W参考现有技术进行，在此不再赏述。
[0033] 完成步骤Sl之后，执行步骤S2,即对相移掩膜进行氧化处理，W在相移层的表面 上形成保护层。该步骤形成的保护层能够降低后续对相移层进行补偿刻蚀的刻蚀速率，从 而有利于对特征尺寸偏差进行修正，并有利于减少相移层的高度偏差，进而减少了由对相 移层进行补偿刻蚀导致的相位差值。
[0034] 本领域技术人员应当知晓的是，对相移掩膜进行氧化处理涉及到多方面的技术问 题，因此，如何获得合适的氧化处理的方式和工艺参数，也是极具挑战的一件事。发明人对 氧化处理进行大量实验和理论研究，终于发现可W采用氧等离子体工艺或