专利名称：对二元光罩的抗反射层损伤修复的方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件制造技术，特别涉及一种对二元光罩的抗反射层损伤修复 的方法。
背景技术：
在半导体器件的制程中，有一个步骤为光刻。光刻的本质就是将电路结构复制到 以后要进行刻蚀步骤及离子注入步骤的晶圆底层薄膜上。电路结构首先以图形形式制作在 名为掩膜的石英膜版上，紫外光通过该掩膜将图形转移到晶圆衬底的光刻胶层上，进行显 影后，用后续的刻蚀步骤将图形成像在晶圆底层薄膜上，或者用后续的离子注入步骤完成 晶圆底层薄膜的图形区域可选择的掺杂。转移到晶圆衬底的光刻胶层的各种各样图形确定 了最终制成的半导体器件的众多特征，比如通孔、各层间必要的互连线及硅掺杂区。在光刻步骤中，紫外光通过掩膜图形转移到晶圆衬底的光刻胶层。因此，就需要在 掩膜上制作掩膜图形，这里称为二元光罩(BIM，Binary Mask)。在制作BIM时，在透光的石 英膜版上形成金属铬层，再在金属铬层上形成铬的氧化层；然后再采用曝光方法将图形转 移到掩膜板，刻蚀后在石英膜版上形成图形。由于金属铬层是不透光的，而石英膜版是透光 的，所以采用最终形成的BIM对晶圆衬底进行光刻时，就会将BIM的掩模图形转移到晶圆衬 底的光刻胶层了。图1为现有技术的BIM剖面结构图，如图所示，在石英膜版101上沉积铬(Cr)层 102，然后再在Cr层102上沉积Cr的氧化层103，Cr层102和Cr的氧化层103可以分别通 过等离子体化学气相沉积(PECVD)形成，厚度一般为200埃 2000埃；然后图案化Cr层 102和Cr的氧化层103后，得到BIM。图案化Cr层102和Cr的氧化层103的过程为采用 曝光方法将图形转移到掩膜板Cr的氧化层103上，然后在根据该掩膜图形刻蚀Cr的氧化 层103和Cr层102。这里，将Cr的氧化层103称为抗反射层(ARC，antireflective coating)，这是因 为，BIM中的Cr层102在对晶圆衬底进行曝光的过程中会产生光反射，这样，如果没有ARC， 则由于光反射作用，使得BIM中不应该透光的地方漏光到晶圆衬底的光刻胶层，从而使在 光刻胶层上形成的图形与BIM的掩膜图形并不一致，产生的后果就是报废BIM或导致在光 刻过程中晶圆衬底被漏光，造成最终形成在晶圆衬底的图形缺失，影响所制作的半导体器 件性能。因此，Cr的氧化层103就在晶圆曝光过程中，作为光反射的吸收层存在，使得Cr层 102产生的反射光被吸收，而不作用到晶圆衬底的光刻胶层上。可见，Cr的氧化层103的存在对最终形成在晶圆衬底的图形是否与BIM的掩膜图 形一致有着及其重要的作用。但是，在制作BIM过程中，尤其在图案化Cr层102和Cr的氧 化层103时，会出现ARC损伤，比如在清洗步骤中或在发生静电放电(ESD，electrostatic discharge)时，Cr的氧化层103就会部分脱落。使用具有损伤的ARC的BIM对晶圆衬底进 行光刻，在曝光过程中由于Cr层102的光反射没有被完全吸收而导致晶圆衬底被漏光，从 而使在光刻胶层上形成的图形与BIM的掩膜图形并不一致，造成最终形成在晶圆衬底的图形缺失。严重的时候，需要报废已经制作的BIM，重新进行BIM的制作。图2为现有技术具有损伤的抗反射层的BIM在曝光时的剖面结构图，从图2可以 看出，由于BIM的ARC损伤，而使不应该透光的地方在曝光时其表面有的地方不透光，而有 的地方透光，造成了使用该BIM对晶圆曝光时，漏光到晶圆衬底的光刻胶层，造成了图形缺失。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种对二元光罩的抗反射层损伤修复的方法，该方法能够 对损伤的二元光罩的抗反射层进行修复。为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的一种对二元光罩的抗反射层损伤修复的方法，包括在用于放置二元光罩BIM的反应腔中，通入臭氧水。在该方法之前，还包括对二元光罩BIM进行测试，判断二元光罩中的铬的氧化层出现损伤。所述二元光罩中的铬的氧化层出现损伤的面积大于2微米乘以2微米，小于等于 5微米乘以5微米时，所述在通入臭氧水之前或同时，该方法还包括对二元光罩BIM进行
曙光ο所述曝光采用172纳米波长的紫外光。所述曝光分两次进行，每次的时间大于等于10分钟。所述通入臭氧水的浓度大于等于百万分之85。所述通入臭氧水的时间大于等于10分钟。该方法还包括对BIM采用超纯净水进行清洗。 所述BIM包括不透光层和透光层，其中，透光层为石英膜版；不透光层由铬层和铬 的氧化层组成。由上述技术方案可见，当BIM的抗反射层损伤时，本发明采用高浓度的臭氧(O3) 对BIM中的Cr的氧化层103进行修复，O3和由于Cr的氧化层103的部分脱落而暴露出的 Cr反应，得到新的作为抗反射层的Cr的氧化层，从而修复了部分脱落的Cr的氧化层。因 此，本发明提供的方法可以对损伤的二元光罩的抗反射层进行修复。
图1为现有技术的BIM剖面结构图；图2为现有技术具有损伤的抗反射层的BIM在曝光时的剖面结构图；图3为本发明提供的对损伤的二元光罩的抗反射层进行修复的方法流程图；图4为本发明提供的对损伤的抗反射层修复后BIM在曝光时的剖面结构图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对 本发明作进一步详细说明。
从现有技术可以看出，造成BIM中的ARC损伤的原因是由于Cr的氧化层103在后 续图案化BIM过程中，例如清洗步骤中或产生ESD时会部分脱落，导致了最终得到的BIM在 对晶圆衬底光刻时，不应该透光的地方由于Cr层的光反射未被损伤的Cr的氧化层完全吸 收而造成的透光，最终导致晶圆衬底形成的图形和掩膜图形不一致，造成最终形成在晶圆 衬底的图形缺失。因此，本发明对部分脱落的Cr的氧化层103进行修复，采用的方法为使 用O3和由于Cr的氧化层103的部分脱落而暴露出的Cr反应，得到作为ARC的新的氧化层。具体地，对于ARC上的小损伤，比如Cr的氧化层103脱落的面积小于等于2微米 乘以2微米(2 μ mX 2 μ m)，则将高浓度的O3水通入用于放置BIM的反应腔，高浓度的O3水 可以大于等于百万分之八十五(85ppm)，通入的时间为大于等于十分钟。当对BIM的Cr的 氧化层修复后，也可以采用超纯净水(UPW，ultra Pured water)对BIM进行清洗，去除未反 应的O3水及其他在反应过程中得到的BIM表面上的杂质。对于ARC上的大损伤，比如Cr的氧化层103脱落的面积大于2微米乘以2微米 (2 μ mX 2 μ m)，小于等于5微米乘以5微米(5 μ m X 5 μ m)，则通过曝光使通入用于放置BIM 的反应腔的高浓度的O3水与由于Cr的氧化层103的部分脱落而暴露出的Cr充分反应，产 生面积比较大的作为ARC的新的氧化层。本发明在制作BIM时，当制作完成后，可以对BIM进行测试，判断该BIM中的ARC 损伤面积。图3为本发明提供的对损伤的二元光罩的抗反射层进行修复的方法流程图，其具 体步骤为步骤301、对BIM进行曝光；在本步骤中，该BIM的ARC损伤，损伤面积大于2 μ mX2 μ m，小于等于 5 μmX 5 μm；在本步骤中，采用172纳米波长的紫外光对BIM曝光，曝光的时间可以大于等于十 分钟；在本步骤中，为了充分产生O3气体，本曝光步骤可以重复进行两次，当然也可以为 一次；在本步骤中，曝光作用在作为ARC的Cr的氧化层103上，可以产生高浓度的O3气 体；步骤302、在对BIM进行曝光的同时或之后，在用于放置BIM的反应腔中通入高浓 度的03水；在本步骤中，通入的O3水的浓度可以大于等于85ppm，该O3水和步骤301中曝光 产生的O3气体一并与由于Cr的氧化层103的部分脱落而暴露出的Cr层反应，得到Cr的 氧化层，修补BIM中的被部分脱落的Cr的氧化层103 ；步骤303、对修复了 ARC的BIM进行清洗；在本步骤中，可以采用UPW对修复了 ARC的BIM进行清洗，去除未反应的O3水及 其他在反应过程中得到的BIM表面上的杂质。在本发明中，也可以没有步骤303就可以完成本发明。经过了图3的过程，得到了如图4所示的结构图，图4为本发明提供的对损伤的抗 反射层修复后BIM在曝光时的剖面结构图，可以看出，该BIM在曝光时不应该透光的部分不存在透光部分，说明已经将该BIM的ARC损伤修复完成了。在使用该BIM对晶圆曝光时，不 会漏光到晶圆衬底的光刻胶层，不会造成图形缺失。 以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所 应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
一种对二元光罩的抗反射层损伤修复的方法，包括在用于放置二元光罩BIM的反应腔中，通入臭氧水。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在该方法之前，还包括对二元光罩BIM进行测试，判断二元光罩中的铬的氧化层出现损伤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二元光罩中的铬的氧化层出现损伤的 面积大于2微米乘以2微米，小于等于5微米乘以5微米时，所述在通入臭氧水之前或同时， 该方法还包括对二元光罩BIM进行曝光。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述曝光采用172纳米波长的紫外光。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述曝光分两次进行，每次的时间大于 等于10分钟。
6.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述通入臭氧水的浓度大于等于百万分 之85。
7.如权利要求1、3或4所述的方法，其特征在于，所述通入臭氧水的时间大于等于10 分钟。
8.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，该方法还包括对BIM采用超纯净水进行清洗。
9.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述BIM包括不透光层和透光层，其中， 透光层为石英膜版；不透光层由铬层和铬的氧化层组成。
全文摘要
本发明公开了一种对二元光罩的抗反射层损伤修复的方法，包括在用于放置二元光罩BIM的反应腔中，通入臭氧水。本发明提供的方法可以对BIM中的损伤的抗反射层修复。
文档编号G03F1/08GK101893818SQ20091008533
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者刘戈炜 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司