光罩缺陷修复方法、光罩制备方法和光罩与流程

本发明涉及半导体光刻工艺技术领域，具体而言，涉及一种光罩缺陷修复方法、光罩制备方法和光罩。

背景技术：

光罩(mask)业内又称为掩膜版或掩模板，该产品是由石英玻璃作为衬底，在其上面镀上一层金属铬和感光胶，成为一种感光材料，把已设计好的电路图形通过电子激光设备曝光在感光胶上,被曝光的区域会被显影出来，在金属铬上形成电路图形，成为类似曝光后的底片的光掩模版，然后应用于对集成电路进行投影定位，通过集成电路光刻机对所投影的电路进行光蚀刻，是ic制作的过程中必不可少的工具。

现有技术中，在制作光罩时，在镀上遮光层(金属铬)后出厂前需要进行检验，其中遮光层可能会出现不合规格的透光型缺陷，使得遮光层失去遮光效果。当光罩被检验出来不合规格的透光型缺陷(peelingdefect)时,一般是使用能量源(电子束)搭配前驱气体进行沉积化学反应(deposition)来进行缺陷的修补,使其符合出货规格。但是大面积透光缺陷进行沉积化学反应修补(depositionrepair)，其沉积物质体积大，高度高，在后续清洗过程容易发生修补沉积物的剥落，造成修补的失败。

技术实现要素：

本发明的目的包括：提供了一种光罩缺陷修复方法、光罩制备方法和光罩，利用增加沉积表面粗糙度的形式，使得沉积物不易因清洗而剥落，降低大面积透光缺陷的沉积修补的失败率。

第一方面，本发明实施例提供了一种光罩缺陷修复方法，包括以下步骤：依据预设图案检测光罩衬底上的遮光层；对所述遮光层的透光缺陷区域内的所述光罩衬底进行表面粗糙化处理；在表面粗糙化的所述透光缺陷区域内的所述光罩衬底上沉积遮光修复层，所述遮光修复层用于遮挡所述透光缺陷区域；清洗所述光罩衬底和所述遮光层。

在可选的实施方式中，对所述遮光层的透光缺陷区域内的所述光罩衬底进行表面粗糙化处理的步骤，包括：利用激光照射所述透光缺陷区域内的所述光罩衬底的表面，以破坏所述透光缺陷区域的所述光罩衬底的表面平整度。

在可选的实施方式中，所述光罩衬底为石英衬底。

在可选的实施方式中，依据预设图案检测光罩衬底上的遮光层的步骤，包括：扫描所述遮光层，以获取所述遮光层的实际图案；比对所述预设图案与所述实际图案，并定位所述遮光层的透光缺陷区域。

在可选的实施方式中，所述透光区域的尺寸大于或等于10μm*10μm。

在可选的实施方式中，在表面粗糙化的所述透光缺陷区域内的所述光罩衬底上沉积遮光修复层的步骤，包括：利用化学气相沉积方法在所述透光缺陷区域内的所述光罩衬底上沉积修复材料，并形成所述遮光修复层。

在可选的实施方式中，所述遮光修复层与所述遮光层同材料。

在可选的实施方式中，所述遮光修复层的厚度大于或者等于所述遮光层的厚度。

另一方面，本发明实施例提供了一种光罩制备方法，包括以下步骤：在光罩衬底上沉积遮光层；依据预设图案对所述遮光层进行图案化；依据所述预设图案检测所述遮光层；对所述遮光层的透光缺陷区域内的所述光罩衬底进行表面粗糙化处理；在表面粗糙化的所述透光缺陷区域内的所述光罩衬底上沉积遮光修复层，所述遮光修复层用于遮挡所述透光缺陷区域；清洗所述光罩衬底和所述遮光层。

另一方面，本发明实施例提供了一种光罩，其采用前述的光罩制备方法制备而成，所述光罩包括：光罩衬底和设置在所述光罩衬底上的遮光层；其中，所述遮光层的透光缺陷区域内的所述光罩衬底在经过表面粗糙化处理后沉积有遮光修复层。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明提供了一种光罩缺陷修复方法、光罩制备方法和光罩，在沉积修复材料之前，对遮光层的透光缺陷区域内的光罩衬底进行表面粗糙化处理，以使透光缺陷区域内的光罩衬底的表面粗糙化，利用增加沉积表面粗糙度的形式，使得沉积物与沉积表面之间的接触面增大，增加沉积物的附着性，使得沉积物不易因清洗而剥落，降低大面积透光缺陷的沉积修补的失败率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的光罩缺陷修复方法的步骤框图；

图2为本发明第一实施例提供的光罩缺陷修复方法中检测光罩的透光缺陷区域的工艺流程图；

图3为本发明第一实施例提供的光罩缺陷修复方法中对光罩衬底进行粗糙化表面处理的工艺流程图；

图4为本发明第一实施例提供的光罩缺陷修复方法中沉积修复材料的工艺流程图；

图5为本发明第二实施例提供的光罩制备方法的步骤框图。

图标：100-光罩；110-光罩衬底；130-遮光层；150-遮光修复层；170-透光缺陷区域。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

正如背景技术中所公开的，在图案化遮光层后、出厂前需要对光罩进行检验，其中遮光层可能会出现不合规格的缺陷，其中缺陷分为遮光型缺陷和透光型缺陷，遮光型缺陷指的是图案化后的透光区域存在金属铬残留，造成遮光缺陷，使得透光区域存在遮光点，影响光罩性能；而透光型缺陷，指的是图案化后的遮光区域存在凹槽，且该凹槽贯穿遮光层，使得遮光区域存在透光点，同样会影响光罩性能，使得遮光层失去了遮光效果。当光罩出现遮光型缺陷时，通常是采用清洗、激光的方式将金属铬残留去除，而当光罩被检验出来不合规格的透光型缺陷时，一般是直接沉积修复材料实现缺陷处凹槽的修补，即利用能量源，例如电子束，并搭配前驱气体进行沉积化学反应来填补凹槽，实现缺陷的修补，使得其符合出货规格。

然而，采用现有的修补方法，修补完成后需要进行清洗，在清洗流体的冲击下，由于修补点与遮光层之间并不是一体的，容易发生修补沉积物剥落的现象，且缺陷面积越大，沉积高度越高，越容易发生修补沉积物的剥落，造成修补的失败。具体地，针对大面积透光缺陷(尺寸在10nm及以上)，采用现有的修补方法，修补失败率在20％左右，修补失败后需要重新进行修补，造成资源的浪费以及成本的提升。

为了解决上述修补失败率居高不下的问题，本发明实施例提供了一种光罩缺陷修复方法、光罩制备方法和光罩，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

请参考图1至图4，本实施例提供了一种光罩100缺陷修复方法，利用增加沉积表面粗糙度的形式，使得沉积物不易因清洗而剥落，降低大面积透光缺陷的沉积修补的失败率。

本实施例提供的光罩100缺陷修复方法，包括以下步骤：

s1：依据预设图案检测光罩衬底110上的遮光层130。

具体而言，预设图案指的是遮光层130进行图案化时依据的图案，经过图案化后，将遮光层130分成了遮光区和透光区，遮光区即遮光层130按照预设图案形成，在检测时，可根据预设图案来识别遮光层130上的透光缺陷区域170。

在本实施例中，检测时的步骤包括：扫描遮光层130，以获取遮光层130的实际图案，然后比对预设图案和实际图案，依据比对结果来定位透光缺陷区域170。具体地，可通过电子显微镜来实现对遮光层130的扫描，获取遮光层130的实际图案，并且与电子显微镜中预先存储的预设图案进行重叠比对，从而获得透光缺陷区域170的位置，实现对透光缺陷区域170的定位。当然，此处也可以采用其他扫描手段，例如采用ccd相机(电荷耦合器件相机)或者微扫描仪等，在此不做具体限定。

需要说明的是，本实施例中所提及的透光缺陷区域170，指的是遮光层130上的遮光区处的不合规格的透光区域，具体地，其通常是在遮光层130上形成凹槽，该凹槽贯穿遮光层130，从而使得该区域内的遮光层130失去遮光效果，影响光罩100性能。

还需要说明的是，本实施例中针对的透光缺陷区域170，指的是尺寸大于或者等于10nm*10nm的透光缺陷区域170，属于大面积的透光缺陷，而针对小于此尺寸范围的透光缺陷区域170，可以采用常规的修复方法进行修复，也可以采用本实施例提供的修复方法进行修复。

s2：对遮光层130的透光缺陷区域170内的光罩衬底110进行表面粗糙化处理。

具体而言，在进行透光缺陷区域170的定位后，利用激光照射透光缺陷区域170内的光罩衬底110的表面，从而破坏透光缺陷区域170内的光罩衬底110的表面平整度，实现对光罩衬底110的表面粗糙化处理。其中，将激光对准透光缺陷区域170后，需要将激光调整至能够破坏光罩衬底110的表面的能量，使得激光能够打在光罩衬底110的表面，使得光罩衬底110的表面局部汽化，进而使得光罩衬底110的表面变得粗糙，不在平滑。

需要说明的是，此处激光的能量与光罩衬底110的材质有关，本实施例中光罩衬底110为石英衬底，激光的能量需要调整至能够破坏石英表面的程度。当然，此处光罩衬底110也可以采用其他材质，例如蓝宝石或者碳化硅等，在此不做具体限定。

在本实施例中，激光照射时采用飞秒雷射设备作为光源，其中飞秒雷射设备采用自动化控制方式，并与电子显微镜电连接，从而能够依据电子显微镜定位的透光缺陷区域170的位置信息进行精确定位，实现对透光缺陷区域170的照射。当然，此处飞秒雷射设备也可以采用手动方式进行，即工程师依据电子显微镜获取到的图像对比结果，确定透光缺陷位置，并利用飞秒雷射设备对透光缺陷位置进行预处理。

需要说明的是，本实施例中所提及的表面粗糙化处理，指的是对透光缺陷区域170内的光罩衬底110进行局部去除，从而使得透光缺陷区域170内的光罩衬底110的表面积得以增大，以增大与遮光修复层150之间的接触结合面积。本实施例采用激光对光罩衬底110的表面进行间断式无差别照射，从而使得光罩衬底110的表面的粗糙度得以提升。

在本发明其他较佳的实施例中，在进行激光照射对光罩衬底110的表面进行表面粗糙化处理后，需要进行吹扫动作，去除透光缺陷区域170内因粗糙化而产生的杂质或微粒。

在本实施例中，在利用激光进行表面粗糙化处理时，仅仅对光罩衬底110的表面进行粗糙化处理，使得后续沉积过程中修复材料与光罩衬底110之间的接触面积增大，结合力更大。当然，在其他较佳的实施例中，在对光罩衬底110的表面进行粗糙化处理后，还可以继续调整激光的能量，从而对透光缺陷区域170周围的遮光层130进行粗糙化处理，使得沉积修复材料时，修复材料与遮光层130之间的结合力同样得到增大，能够进一步防止出现遮光修复层150剥落的现象。

s3：在表面粗糙化的透光缺陷区域170内的光罩衬底110上沉积遮光修复层150。

具体而言，在进行表面粗糙化后，利用化学气相沉积的方法在透光缺陷区域170内的光罩衬底110上沉积修复材料，并形成遮光修复层150，遮光修复层150用于遮挡透光缺陷区域170。修复材料采用遮光材料制成，并且沉积在光罩衬底110的粗糙表面，由于采用了粗糙化处理，使得透光缺陷区域170内的光罩衬底110的表面粗糙不平，并形成多个局部凹陷和凸起，沉积时修复材料能够渗入到多个局部凹陷中去，使得成型的遮光修复层150与光罩衬底110之间的接触面积得以增大，提高了遮光修复层150与光罩衬底110之间的结合力。当然，此处沉积遮光修复层150也可以采用物理气相沉积方法(如蒸镀、溅射等)形成，在此不做具体限定。

需要说明的是，本实施例中遮光修复层150与遮光层130同材料。即指的是修复材料与遮光层130的材料相同，具体地，遮光层130采用金属铬沉积形成，修复材料也采用铬，从而使得遮光修复层150与遮光层130之间的结合度较好，并且能够起到遮光效果。当然，此处遮光修复层150也可以采用与遮光层130不同的遮光材料，例如其他金属膜或者合金膜等，在此不做具体限定。

在本实施例中，遮光修复层150的厚度大于或者等于遮光层130的厚度，具体地，在实际修复时，为了保证修复效果，需要将遮光修复层150的厚度做厚，使得遮光修复层150能够完全覆盖住遮光缺陷区域，避免出现局部透光现象。在实际沉积修复材料时，修复材料优选覆盖住遮光缺陷区域以及周围的边缘区域，以保证遮光修复效果。

s4：清洗光罩衬底110和遮光层130。

具体而言，利用水流结合超声波清洗修复后的光罩100，即对光罩衬底110和遮光层130进行清洗，由于遮光修复层150与光罩衬底110之间的接触面积增大，结合力增强，使得遮光修复层150难以在水流冲击下剥落，综合修复失败率降到2％及以下。

综上所述，本实施例提供了一种光罩100缺陷修复方法，在沉积修复材料之前，利用高能激光对遮光层130的透光缺陷区域170内的光罩衬底110进行表面粗糙化处理，以使透光缺陷区域170内的光罩衬底110的表面粗糙化，利用增加沉积表面粗糙度的形式，使得修复材料与沉积表面之间的接触面增大，增加沉积物的附着性，使得遮光修复层150不易因清洗而剥落，降低大面积透光缺陷的沉积修补的失败率。

第二实施例

参见图5，本实施例提供了一种光罩100制备方法，其包括制备步骤和修复步骤，其中修复步骤的基本流程和原理及产生的技术效果和第一实施例提供的光罩100缺陷修复方法相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

本实施例提供了一种光罩100制备方法，包括以下步骤：

s1：在光罩衬底110上沉积遮光层130。

具体地，在光罩衬底110上通过化学气相沉积金属铬膜，形成遮光层130。

s2：依据预设图案对遮光层130进行图案化。

具体地，对金属铬膜进行图案化处理，图案化过程包括涂覆光刻胶、按照预设图案进行曝光、显影，然后利用刻蚀液进行死法刻蚀，将暴露出的金属铬膜刻蚀掉形成透光区域，而受光刻胶保护的金属铬膜不会被刻蚀，形成不透光区域，然后将光刻胶清洗掉。这样便在光罩衬底110上形成透光率不同的平面图形结构，完成遮光层130的图案化。

s3：依据预设图案检测遮光层130。

具体而言，在图案化过程中，按照预设图案进行曝光、显影过程中，可能会出现一定误差，其中预设图案指的是遮光层130进行图案化时依据的图案，经过图案化后，将遮光层130分成了遮光区和透光区，遮光区即遮光层130按照预设图案曝光、显影、刻蚀后形成，在检测时，可根据预设图案来识别遮光层130上的透光缺陷区域170。

s4：对遮光层130的透光缺陷区域170内的光罩衬底110进行表面粗糙化处理。

具体而言，在进行透光缺陷区域170的定位后，利用激光照射透光缺陷区域170内的光罩衬底110的表面，从而破坏透光缺陷区域170内的光罩衬底110的表面平整度，实现对光罩衬底110的表面粗糙化处理。

s5：在表面粗糙化的透光缺陷区域170内的光罩衬底110上沉积遮光修复层150。

具体而言，进行表面粗糙化后，利用化学气相沉积的方法在透光缺陷区域170内的光罩衬底110上沉积修复材料，并形成遮光修复层150，遮光修复层150用于遮挡透光缺陷区域170。

s6：清洗光罩衬底110和遮光层130。

具体地，利用水流结合超声波清洗修复后的光罩100，即对光罩衬底110和遮光层130进行清洗，由于遮光修复层150与光罩衬底110之间的接触面积增大，结合力增强，使得遮光修复层150难以在水流冲击下剥落。

需要说明的是，此处步骤s1和步骤s2为制备步骤，步骤s3至步骤s6为修复步骤，对于具有透光缺陷的光罩100，依次经过步骤s1至步骤s6，而对于没有透光缺陷的光罩100，则经过步骤s3检测后即可出厂。

本实施例还提供了一种光罩100，其采用前述的光罩100制备方法制备而成，成本低，修复成功率高。

本实施例提供的光罩100包括：光罩衬底110和设置在光罩衬底110上的遮光层130；其中，遮光层130的透光缺陷区域170内的光罩衬底110在经过表面粗糙化处理后沉积有遮光修复层150。

在本实施例中，遮光层130包括遮光区和透光区，透光缺陷区域170存在于遮光区内，其中遮光层130采用化学气相沉积金属铬膜形成，并通过图案化形成透光区。光罩衬底110采用石英衬底。

本实施例提供了一种光罩100制备方法和光罩100，在制备光罩100完成后，对光罩100进行检测，对于具有透光缺陷区域170的光罩100，在沉积修复材料之前，对遮光层130的透光缺陷区域170内的光罩衬底110进行表面粗糙化处理，以使透光缺陷区域170内的光罩衬底110的表面粗糙化，利用增加沉积表面粗糙度的形式，使得沉积物与沉积表面之间的接触面增大，增加沉积物的附着型，使得沉积物不易因清洗而剥落，降低大面积透光缺陷的沉积修补的失败率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。