专利名称：相移掩模遮光层残留物修复方法
技术领域：
本发明涉及半导体光刻工艺领域，特别涉及一种相移掩模遮光层残留物修复方 法。
背景技术：
通常，在曝光工艺中使用的用于形成光刻图型的曝光掩模是通过在石英衬底上涂 覆铬层或者铝层作为遮光层，然后利用离子束刻蚀遮光层以形成相应的遮光图形而得到。 但随着半导体元件尺寸的不断减小，复杂度越来越高，掩模图案也相应地更加复杂和密集。 掩模上不透光区域之间距离的缩短导致数值孔径的降低，进而导致光在穿透掩模图案时会 发生光绕射现象，从而使掩模的分辨率下降。现有技术中通常采用相移掩模来提升分辨率和聚焦深度。相移掩模是在传统的掩 模上增加相移图层，通过相移图层将光的相位改变180度，使得通过相邻相移图层的光形 成干涉，由此改善光刻掩模的分辨率。请参阅图Ia-图lb，图Ia-图Ib为相移掩模形成过程中对遮光层进行二次刻蚀的 过程示意图。如图Ia所示，首先在石英衬底1上依次形成相移图层2、遮光图层3和光刻胶 (图中未示出)，然后通过光刻、显影、刻蚀和去胶形成贯通遮光图层3和相移图层2的接触 孔5，再在遮光图层3上及接触孔5内涂覆光刻胶4，通过光刻和显影，去除部分光刻胶4以 形成如图Ia所示的光刻胶图形，再以光刻胶4为掩膜，对接触孔5周围的遮光图层3进行 刻蚀以形成如图Ib所示的最终的相移掩模图形。现有技术中，在通过光刻、显影、刻蚀和去 胶形成贯通遮光图层3和相移图层2的接触孔5的一系列的工艺处理中，若有颗粒物6残 留在遮光图层3上，则如图Ib所示在对遮光图层3进行第二次刻蚀的时候会由于残留颗粒 物的遮挡使本该被刻蚀掉的一部分遮光层7残留下来。由于污染颗粒物6的形状及数量的 不确定，残留遮光层7可能并不是很规则，也可能面积较大，覆盖在相移图层2刻蚀后形成 的接触孔5的四周，从而影响了接触孔5的线宽及穿透率，进而影响了相移掩模的分辨率。现有技术中对于上述残留遮光层7通常采用对相移掩模的遮光层3再进行多次重 复曝光和刻蚀的方法将其完全去除，这种刻蚀还是采用原来形成遮光层图形的刻蚀掩模。 由于相移掩模不同于普通掩模，其残留遮光层7位于相移图层2之上，因而在进行重复刻蚀 时，必须很好的把握刻蚀时间刻蚀时间不够则残留遮光层7仍然存在，需再次刻蚀；刻蚀 时间过长则会对相移图层造成伤害。但在实际操中，刻蚀的时间通常是非常难以把握的，修 复残留遮光层7的风险很大。并且多次的曝光和刻蚀导致清洗次数的增加，而清洗次数越 多则可能造成对相移图层2的破坏。同时，为去除残留遮光层7所进行的重复曝光和刻蚀 必须占用人员和机台并花费较长的时间，其成本也很高。因而，现有技术中对于大块的覆盖 于相移图层上的残留遮光层7则通常不予修复而宁可牺牲相移掩模的分辨率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种相移掩模遮光图层残留物修复方法，以解决相移掩模上存有大块遮光图层的残留物而影响相移掩模分辨率的问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种相移掩模遮光层残留物修复方法，对覆盖 在形成有接触孔的相移图层上的遮光层残留物进行修复，包括以下步骤刻蚀位于接触孔 四周的部分遮光层残留物曝露出其下的相移图层。可选的，使用聚焦离子束或激光束对所述遮光层残留物进行刻蚀。本发明提供的相移掩模遮光图层残留物修复方法无需通过重复的曝光和刻蚀去 除遮光层残留物，只需采用聚焦离子束(FIB)或激光束(Laser beam)将接触孔四周的残留 遮光层刻蚀为不规则形状，使不规则形状内的残留遮光层被去除，相移图层暴露出来，从而 改善接触孔的穿透率，进而改善掩模的分辨率。该方法无需将所有残留遮光层都刻蚀掉，试 验证明仅将非正常接触孔四围的残留遮光层刻蚀为不规则形状即可达到有效的改善接触 孔的线宽和穿透率的明显效果。该方法易操作，改变了现有此类缺陷修复工艺耗时耗力的 状况，大大缩短了工艺时间，降低了修复成本。
图Ia-图Ib为相移掩模形成过程中对遮光层进行二次刻蚀的过程示意图；图2为相移掩模相移图层接触孔周围的遮光层残留物示意图；图3a-图3e为残留遮光层经本发明方法修复后的形状示意图；图4为未对残留遮光层进行修复时非正常接触孔的透光区关键尺寸与采用本发 明方法将残留遮光层刻蚀为不同不规则图形后的非正常接触孔的透光区关键尺寸的对比 图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施方式
做详细的说明。本发明所述的相移掩模遮光图层残留物修复方法可广泛应用于多种不同的相移 掩模上所具有的不同遮光层残留物的修复当中，并且可以利用多种替换方式实现，下面是 通过较佳的实施例来加以说明，当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的普通技 术人员所熟知的一般的替换无疑地涵盖在本发明的保护范围内。请参看图2，图2为相移掩模相移图层接触孔周围的遮光层残留物示意图。如图 2所示，相移图层接触孔501、502及503为非正常接触孔，其周围由于颗粒物的污染导致了 接触孔周围相移图层之上的遮光图层未被刻蚀，形成了残留的遮光层7。接触孔504和505 则为正常接触孔，其周围是相移图层，并没有残留的遮光层。图2中所示的残留的遮光层7 仅为简单的示意图，实践中接触孔周围残留的遮光层7可能为任何形状，相邻接触孔周围 残留的遮光层7也可能并非连结成片。由于残留的遮光层7的存在遮盖了接触孔501、502 和503边缘原本应露出的相移图层，从而使得光在透过接触孔501、502和503时无法产生 很好的相位位移，发生衍射和干涉现象，影响到接触孔501、502和503的线宽和穿透率。请参看图3a-图3e，图3a_图3e为残留遮光层经本发明方法修复后的形状示意图。本发明方法中，为改善非正常接触孔501的穿透率，作为实施例，将接触孔501边缘的残留遮光层7刻蚀为如图3a-图3e中任一所示的围绕在接触孔501边缘的不规则形 状8，不规则形状8所示的残留遮光层被刻蚀掉，使其底部的相移图层暴露出来。不规则形 状8围绕在接触孔501的四周，其暴露出的相移图层在光穿过时改变光的相位，从而减少光 在穿过接触孔501时发生的衍射和干涉现象，有效改善了接触孔501的线宽和穿透率。对 残留遮光层7的刻蚀可采用聚焦离子束(FIB)或激光束(Laser beam machine)实现。图3a_图3e所示仅为本发明方法的几种实施例，本发明方法所述的在残留遮光层 7上刻蚀成的包围在非正常接触孔501周围的不规则形状8并非仅局限于图3a-图3e中的 形状，事实上不规则形状8可以为任何形状。采用本发明方法对相移掩模遮光图层的残留物进行修复时无需将所有残留遮光 层都刻蚀掉，实验证明将非正常接触孔501四围的残留遮光层刻蚀为不规则形状即可达到 有效的改善接触孔501的线宽和穿透率的明显效果。未对非正常接触孔周围的残留遮光层 进行处理所测得的透光区关键尺寸与采用本发明方法将非正常接触孔周围的残留遮光层 刻蚀为不同不规则图形后的接触孔透光区关键尺寸的对比请参看图4。本发明方法易操作，改变了现有此类缺陷修复工艺耗时耗力的状况，大大缩短了 工艺时间，降低了修复成本。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种相移掩模遮光层残留物修复方法，对覆盖在形成有接触孔的相移图层上的遮光层残留物进行修复，其特征在于，包括以下步骤刻蚀位于接触孔四周的部分遮光层残留物曝露出其下的相移图层。
2.如权利要求1所述的相移掩模遮光图层残留物修复方法，其特征在于，使用聚焦离 子束或激光束对所述遮光层残留物进行刻蚀。
全文摘要
本发明提供的一种相移掩模遮光层残留物修复方法，对覆盖在形成有接触孔的相移图层上的遮光层残留物进行修复，包括以下步骤刻蚀位于接触孔四周的部分遮光层残留物曝露出其下的相移图层。该方法无需将所有残留遮光层都刻蚀掉，仅将非正常接触孔四围的残留遮光层刻蚀为不规则形状即可达到有效的改善接触孔的线宽和穿透率的明显效果。该方法易操作，改变了现有此类缺陷修复工艺耗时耗力的状况，大大缩短了工艺时间，降低了修复成本。
文档编号G03F1/72GK101989036SQ20091005590
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者钱芳 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司