掩膜版修复方法及掩膜版与流程

1.本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种掩膜版修复方法及掩膜版。


背景技术：

2.在集成电路制造领域，光刻技术被用来将图案从包含电路设计信息的光刻掩膜版上转移到晶圆上，其中的光刻掩膜版(mask)，也称为光刻版、掩膜版或者光罩，是一种对于曝光光线具有局部透光性的平板，所述平板上具有对于曝光光线具有遮光性的至少一个几何图形，所述几何图形为设计图形，所述设计图形用于在晶圆表面的光刻胶上曝光形成相应的图形。
3.然而，在光刻掩膜版的制造过程中，容易对光刻掩膜版中的透光基板表面造成损伤并形成缺陷，造成曝光工艺中，额外且多余的图形被转移到了晶圆上。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是提供一种掩膜版修复方法及掩膜版，以增加透光基板表面缺陷处的透光率，提高曝光工艺中转移的图形精度。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种掩膜版修复方法，包括：形成掩膜版，所述掩膜版包括透光基板和遮光层，所述透光基板包括透光区和遮光区，所述遮光层位于所述遮光区表面并暴露出所述透光区的透光基板表面，所述透光区的透光基板表面具有凹坑；在所述凹坑内形成透光修复层。
6.可选的，形成所述透光修复层的工艺包括电子束沉积工艺、离子束沉积工艺或镭射沉积工艺。
7.可选的，形成所述透光修复层的方法包括：向所述掩膜版表面喷出沉积气体，同时，采用具有预设宽度的电子束、离子束或镭射光束，经多次移动以照射凹坑内或凹坑上的沉积气体，以使所述透光修复层填充满所述凹坑。
8.可选的，所述透光区包括修复区，所述凹坑位于所述修复区内，且形成所述透光修复层的方法包括：在所述修复区表面和凹坑内沉积所述透光修复层的材料。
9.可选的，沉积所述透光修复层的材料的工艺包括化学沉积工艺。
10.可选的，形成所述透光修复层之前，在所述凹坑处的掩膜版具有第一透光率，所述第一透光率的范围在50％以下；形成所述透光修复层之后，在所述凹坑处的掩膜版具有第二透光率，所述第二透光率的范围为50％至90％。
11.可选的，所述透光基板和透光修复层之间的相对折射率范围是0.64至1。
12.可选的，所述透光修复层的材料包括二氧化硅、氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和正硅酸乙酯中的一种或多种。
13.可选的，所述透光修复层的透光率是所述透光基板的透光率的80％至 100％。
14.可选的，所述透光基板的材料包括石英玻璃。
15.可选的，形成掩膜版的方法包括：提供所述初始掩膜版，所述初始掩膜版包括透光
基板、以及位于所述透光基板表面的遮光材料层；刻蚀所述透光区的遮光材料层，直至暴露出所述透光区表面，形成遮光层；在形成所述遮光层后，且在形成所述透光修复层之前，刻蚀透光区表面残留的遮光材料层。
16.相应的，本发明技术方案还提供一种通过上述掩膜版修复方法所形成的掩膜版，包括：透光基板和遮光层，所述透光基板包括透光区和遮光区，所述遮光层位于所述遮光区表面并暴露出所述透光区的透光基板表面，且所述透光区的透光基板表面具有凹坑；位于所述凹坑内的透光修复层。
17.可选的，所述透光基板和透光修复层之间的相对折射率范围是0.64至1。
18.可选的，所述透光修复层的材料包括二氧化硅、氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和正硅酸乙酯中的一种或多种。
19.可选的，所述透光修复层的透光率是所述透光基板的透光率的80％至 100％。
20.可选的，所述透光基板的材料包括石英玻璃。
21.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
22.本发明技术方案提供的掩膜版修复方法中，由于在透光基板表面的凹坑内形成透光修复层，因此，通过所述透光修复层对所述凹坑的填充，增大了凹坑及周围处的掩膜版的表面平整度，从而，减少了曝光工艺中光线在透光区的凹坑及周围处的漫反射。通过减少曝光工艺中光线在透光区的凹坑及周围处的漫反射，即，通过减少光线的反射率，能够增加在透光区的凹坑及周围处的透光率，因此，减少或缩小了被转移到了晶圆上的额外且多余的图形，提高了曝光工艺中转移的图形精度。
附图说明
23.图1是一种掩膜版的俯视结构示意图；
24.图2至图6是本发明一实施例的掩膜版修复方法各步骤的结构示意图；
25.图7至图8是本发明又一实施例的掩膜版修复方法步骤的结构示意图。
具体实施方式
26.如背景技术所述，由于在光刻掩膜版的制造过程中，容易对光刻掩膜版中的透光基板表面造成损伤并形成缺陷，因此，需要对光刻掩膜版进行修复。
27.图1是一种掩膜版的俯视结构示意图。
28.请参考图1，所述掩膜版包括：透光基板100，所述透光基板100包括遮光区a和透光区b；位于遮光区b上的遮光图形层110。
29.所述遮光图形层110为设计图形，从而，晶圆通过所述掩膜版在曝光显影工艺后形成了相应的图形。
30.由于在形成遮光图形层110的同时，会形成一些遮光图形层110以外的额外图形，因此，需要通过刻蚀等工艺去除所述额外图形，以避免其转移至晶圆。
31.然而，所述刻蚀工艺在去除额外图形的过程中，还容易刻蚀到透光基板 100表面，在透光基板100表面形成凹坑101(如图1所示)。所述凹坑101 会增大透光基板100的表面粗糙度，因此，后续将图形转移到晶圆的曝光工艺中，在凹坑101及其周围之处引起了漫反射，造成凹坑101及其周围之处的透光率变差，导致曝光工艺中将额外的图形转移到了晶圆，造
成转移到晶圆上的图形精度较差。
32.为解决所述技术问题，本发明实施例提供了一种掩膜版修复方法及掩膜版，在透光区的凹坑内形成透光修复层，增加了透光基板表面缺陷处的透光率，提高了曝光工艺中转移的图形精度。
33.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
34.图2至图6是本发明一实施例的掩膜版修复方法各步骤的结构示意图。
35.首先，形成掩膜版，所述掩膜版包括透光基板和遮光层，所述透光基板包括透光区和遮光区，所述遮光层位于所述遮光区表面并暴露出所述透光区的透光基板表面。形成所述掩膜版的详细步骤请参考图2至图4。
36.请参考图2，提供初始掩膜版200，所述初始掩膜版200包括透光基板210、以及位于所述透光基板210表面的遮光材料层220。
37.在本实施例中，所述透光基板200包括透光区i和遮光区ii。
38.所述透光基板210具有透光性。
39.具体的，在本实施例中，所述透光基板210的材料包括石英玻璃。
40.在其他实施例中，透光基板的材料还可以为其他具有透光性的材料。
41.后续对遮光材料层220进行图形化，形成掩膜版，对所述遮光材料层220 图形化后形成的掩膜版应用到后续的半导体工艺的制造中。
42.在本实施例中，所述遮光材料层220的材料为：硅化钼(mosi)。
43.在其他实施例中，所述遮光材料层220的材料包括：铬、氧化钽或氮化钽。
44.请参考图3，刻蚀所述透光区i的遮光材料层220，直至暴露出所述透光区i表面，形成遮光层221。
45.在本实施例中，刻蚀所述透光区i的遮光材料层220，形成遮光层221的方法包括：在所述透光材料层220表面形成光刻胶层(未图示)；图形化所述光刻胶层，形成光刻胶掩膜层(未图示)；以所述光刻胶掩膜层为掩膜，刻蚀所述遮光材料层220，直至暴露出所述透光区i表面。
46.在本实施例中，刻蚀所述遮光材料层220的工艺包括干法刻蚀工艺或是湿法刻蚀工艺等。
47.请参考图4，在形成所述遮光层221后，刻蚀透光区i表面残留的遮光材料层220，形成掩膜版201。
48.在对遮光材料层220进行图形化以形成设计图形时，难以保证实际图形与设计图形完全一致，即：所述遮光层221内除了形成设计图形外，还形成额外图形(图中未示出)，所述额外图形是不希望后续在晶圆上形成相应图形的，因此，利用所述光刻掩膜版在晶圆上形成相应图形前，应去除所述额外图形，以修复遮光层221。
49.在本实施例中，通过在形成所述遮光层221后，刻蚀透光区i表面残留的遮光材料层220，以去除所述额外图形，修复遮光层221。
50.在本实施例中，所述遮光层221的修复在电子束(e-beam)修补机台内进行。
51.请参考图5，图5是图4中掩膜版201的俯视结构示意图，所述掩膜版 201包括透光基板210和遮光层221，所述透光基板210包括透光区i和遮光区ii，所述遮光层221位于所述
遮光区ii表面并暴露出所述透光区i的透光基板210表面，所述透光区i的透光基板210表面具有凹坑211。
52.在本实施例中，在去除额外图形的刻蚀过程中，透光基板210表面被所述刻蚀的工艺损伤，在透光基板210表面形成凹坑211。
53.需要说明的是，本实施例中仅为了便于理解，提供了一种产生凹坑211 的原因。但是，凹坑211不限于在去除所述额外图形，修复遮光层221时产生。在其他形成掩膜版201的刻蚀过程中，也可能产生凹坑211，例如在以光刻胶掩膜层为掩膜，刻蚀遮光材料层220的过程中，被所述刻蚀的工艺损伤，产生凹坑211等。
54.所述凹坑211会增大透光基板210的表面粗糙度，因此，后续将图形转移到晶圆的曝光工艺中，在凹坑211及其周围之处引起了漫反射，造成凹坑 211及其周围之处的透光率变差，导致曝光工艺中将额外的图形转移到了晶圆，造成转移到晶圆上的图形精度较差。因此，需要对所述凹坑211进行修复。
55.接着，请参考图6，在所述凹坑211内形成透光修复层230。
56.由于在透光基板210表面的凹坑211内形成透光修复层230，因此，通过所述透光修复层230对所述凹坑211的填充，增大了凹坑211及周围处的掩膜版201的表面平整度，从而，减少了曝光工艺中光线在透光区i的凹坑211 及周围处的漫反射。通过减少曝光工艺中光线在透光区i的凹坑211及周围处的漫反射，即，通过减少了光线的反射率，能够增加在透光区i的凹坑211 及周围处的透光率，因此，减少或缩小了被转移到了晶圆上的额外且多余的图形，提高了曝光工艺中转移的图形精度。
57.具体而言，形成所述透光修复层230之前，在所述凹坑211处的掩膜版 201具有第一透光率，所述第一透光率的范围在50％以下；形成所述透光修复层230之后，在所述凹坑211处的掩膜版201具有第二透光率，所述第二透光率的范围为50％至90％。
58.需要说明的是，本实施例中，以表面无损伤且未覆盖遮光层的透光基板 210，在预设区域范围中心处的透光率为100％。其中，预设区域范围为1个在透光区i中半径大于或等于5微米的区域。
59.在1个实施例中，透光修复层和透光基板的透光率是所述透光基板的透光率的80％至100％。从而，减小了透光修复层的材料的透光率对凹坑处及其周围的掩膜版的透光率的影响，更好的提高了凹坑处及其周围的掩膜版的透光率。
60.所述透光基板210和透光修复层230之间的相对折射率范围是0.64至1。
61.通过使所述透光基板210和透光修复层230之间的相对折射率在一定范围内，即，在所述范围0.64至1中，减小了透光修复层230与透光基板210 之间相对折射率，对光线穿过凹坑211处时的影响，减小了光线在透光修复层230与透光基板210界面处的全反射等，从而，更好的提高了凹坑处及其周围的掩膜版的透光率。
62.在本实施例中，形成所述透光修复层230的工艺包括电子束沉积工艺、离子束沉积工艺或镭射沉积工艺。
63.在本实施例中，形成所述透光修复层230的方法包括：向所述掩膜版表面喷出沉积气体，同时，采用具有预设宽度的电子束、离子束或镭射光束，经多次移动以照射凹坑211内或凹坑211上的沉积气体，以使所述透光修复层填充满所述凹坑211。
64.具体而言，通过向所述掩膜版表面喷出沉积气体，并使所述沉积气体覆盖所述掩
膜版表面，同时，使所述电子束、离子束或镭射光束照射向所述凹坑211照射，以使凹坑211内或凹坑211上的沉积气体反应，在所述凹坑211 内形成透光修复层230的材料。与此同时，通过多次移动所述电子束、离子束或镭射光束，使凹坑211的全部区域能够被照射到，从而，实现在凹坑211 内填充满所述透光修复层230的材料。
65.从而，通过所述电子束沉积工艺、离子束沉积工艺或镭射沉积工艺，能够在无掩膜的情况下，定向在所述凹坑211内沉积所述透光修复层230的材料。
66.具体而言，当采用电子束沉积工艺形成所述透光修复层230时，所述预设宽度的范围是3纳米至200纳米。当采用离子束沉积工艺形成所述透光修复层230时，所述预设宽度的范围是10纳米至200纳米。当采用镭射沉积工艺形成所述透光修复层230时，所述预设宽度的范围是0.3微米至10微米。
67.因此，根据所述凹坑211的尺寸，能够选择具有合适的预设宽度的电子束、离子束或镭射光束形成所述透光修复层230，即，能够根据凹坑211的尺寸在电子束沉积工艺、离子束沉积工艺或镭射沉积工艺中选择合适的沉积工艺，以形成所述透光修复层230。
68.在其他实施例中，形成所述透光修复层的工艺包括化学气相沉积工艺。
69.在本实施例中，所述透光修复层230的材料包括二氧化硅。
70.在1个其他实施例中，所述透光修复层的材料可以包括氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或正硅酸乙酯。
71.在另1个其他实施例中，所述透光修复层的材料可以包括二氧化硅、氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和正硅酸乙酯中的多种或全部。
72.相应的，本发明一实施例还提供一种通过上述修复方法形成的掩膜版，请继续参考图6，所述掩膜版201包括：透光基板210和遮光层221，所述透光基板210包括透光区i和遮光区ii，所述遮光层221位于所述遮光区ii表面并暴露出所述透光区i的透光基板210表面，且所述透光区i的透光基板 210表面具有凹坑211(如图5中所示)；位于所述凹坑211内的透光修复层 230。
73.由于所述透光修复层230位于透光基板210表面的凹坑211内，因此，通过所述透光修复层230对所述凹坑211填充，使得增大了凹坑211及周围处的掩膜版201的表面平整度，从而，减少了曝光工艺中光线在透光区i的凹坑211及周围处的漫反射。通过减少曝光工艺中光线在透光区i的凹坑211及周围处的漫反射，即，通过减少了光线的反射率，能够增加在透光区i的凹坑 211及周围处的透光率，因此，减少或缩小了被转移到了晶圆上的额外且多余的图形，提高了曝光工艺中转移的图形精度。
74.所述透光基板210具有透光性。
75.具体的，在本实施例中，所述透光基板210的材料包括石英玻璃。
76.在其他实施例中，透光基板的材料还可以为其他具有透光性的材料。
77.后续对遮光材料层220进行图形化，形成掩膜版，对所述遮光材料层220 图形化后形成的掩膜版应用到后续的半导体工艺的制造中。
78.在本实施例中，所述遮光材料层220的材料为：硅化钼(mosi)。
79.在其他实施例中，所述遮光材料层220的材料包括：铬、氧化钽或氮化钽。
80.所述透光基板210和透光修复层230之间的相对折射率范围是0.64至1。
81.通过使所述透光基板210和透光修复层230之间的相对折射率在一定范围内，即，
在所述范围0.64至1中，减小了透光修复层230与透光基板210 之间相对折射率，对光线穿过凹坑211处时的影响，减小了光线在透光修复层230与透光基板210界面处的全反射等，从而，更好的提高了凹坑处及其周围的掩膜版的透光率。
82.在1个实施例中，透光修复层的透光率是所述透光基板的透光率的80％至100％。从而，减小了透光修复层的材料的透光率对凹坑处及其周围的掩膜版的透光率的影响，更好的提高了凹坑处及其周围的掩膜版的透光率。
83.在本实施例中，所述透光修复层230的材料包括二氧化硅。
84.在1个其他实施例中，所述透光修复层的材料可以包括氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或正硅酸乙酯。
85.在另1个其他实施例中，所述透光修复层的材料可以包括二氧化硅、氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和正硅酸乙酯中的多种或全部。
86.图7至图8是本发明又一实施例的掩膜版修复方法步骤的结构示意图，本实施例与图2至图6所示实施例的主要区别在于，形成的透光修复层不同。
87.请在图5的基础上参考图7和图8，图8是图7中沿方向c-c1的剖面结构示意图，所述透光区i包括修复区(未图示)，所述凹坑211位于所述修复区内，在所述修复区表面和凹坑211内沉积透光修复层330的材料，在所述凹坑内形成透光修复层330，形成掩膜版202。
88.在本实施例中，所述透光修复层330还位于所述修复区的表面。
89.为了使转移至晶圆的图形边界清晰，所述修复区的边界通过遮光层220 的边界定义，或是通过遮光层220的边界以及掩膜版202的边界定义。具体而言，当透光基板210的透光区i被多个遮光区ii分割以对应形成设计图形的区域时，具有凹坑211的局部透光区i即为所述修复区，即，与该凹坑211 相邻的遮光区ii的边界围成的区域，或是与该凹坑211相邻的遮光区ii的边界以及与该凹坑211相邻的掩膜版202的边界围成的区域为所述修复区。
90.通过在修复区c表面和凹坑211内形成透光修复层330，因此，通过所述透光修复层330对所述凹坑211的填充，增大了凹坑211及周围透光区i表面的平整度，从而，减少了曝光工艺中光线在具有凹坑211的透光区i的漫反射。由此，增加了在透光区i的凹坑211及周围处的透光率，减少或缩小了被转移到了晶圆上的额外且多余的图形，提高了曝光工艺中转移的图形精度。
91.具体而言，形成所述透光修复层330之前，在所述凹坑211处的掩膜版 201具有第一透光率，所述第一透光率的范围在50％以下；形成所述透光修复层330之后，在所述凹坑211处的掩膜版202具有第二透光率，所述第二透光率的范围为50％至90％。
92.需要说明的是，本实施例中，以表面无损伤且未覆盖遮光层的透光基板 210，在预设区域范围中心处的透光率为100％。其中，预设区域范围为1个在透光区i中半径大于或等于5微米的区域。
93.在1个实施例中，透光修复层的透光率是所述透光基板的透光率的80％至100％。从而，减小了透光修复层的材料的透光率对凹坑处及其周围的掩膜版的透光率的影响，更好的提高了凹坑处及其周围的掩膜版的透光率。
94.所述透光基板210和透光修复层330之间的相对折射率范围是0.64至1。
95.通过使所述透光基板210和透光修复层330之间的相对折射率在一定范围内，即，在所述范围0.64至1中，减小了透光修复层330与透光基板210 之间相对折射率，对光线穿
过凹坑211处时的影响，减小了光线在透光修复层330与透光基板210界面处的全反射等，从而，更好的提高了凹坑211处及其周围的掩膜版的透光率。
96.在本实施例中，形成所述透光修复层330的工艺包括：化学气相沉积工艺、物理沉积工艺或原子层沉积工艺。
97.在本实施例中，所述透光修复层330的材料包括二氧化硅。
98.在1个其他实施例中，所述透光修复层的材料可以包括氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或正硅酸乙酯。
99.在另1个其他实施例中，所述透光修复层的材料可以包括二氧化硅、氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和正硅酸乙酯中的多种或全部。
100.相应的，本发明又一实施例还提供一种上述修复方法形成的掩膜版，请继续参考图7和图8，所述掩膜版202包括：透光基板210和遮光层221，所述透光基板210包括透光区i和遮光区ii，所述遮光层221位于所述遮光区ii 表面并暴露出所述透光区i的透光基板210表面，且所述透光区i的透光基板 210表面具有凹坑211(如图5中所示)；位于凹坑211内的透光修复层330。
101.所述透光区i包括修复区(未图示)，所述凹坑211位于所述修复区内，在所述修复区表面和凹坑211内沉积透光修复层330的材料，在所述凹坑内形成透光修复层330，形成掩膜版202。
102.在本实施例中，所述透光修复层330还位于所述修复区的表面。
103.为了使转移至晶圆的图形边界清晰，所述修复区的边界通过遮光层220 的边界定义，或是通过遮光层220的边界以及掩膜版202的边界定义。具体而言，当透光基板210的透光区i被多个遮光区ii分割以对应形成设计图形的区域时，具有凹坑211的局部透光区i即为所述修复区，即，与该凹坑211 相邻的遮光区ii的边界围成的区域，或是与该凹坑211相邻的遮光区ii的边界以及与该凹坑211相邻的掩膜版202的边界围成的区域为所述修复区。
104.由于透光修复层330位于修复区c表面和凹坑211内，因此，通过所述透光修复层330对所述凹坑211的填充，增大了凹坑211及周围透光区i表面的平整度，从而，减少了曝光工艺中光线在具有凹坑211的透光区i的漫反射。由此，增加了在透光区i的凹坑211及周围处的透光率，减少或缩小了被转移到了晶圆上的额外且多余的图形，提高了曝光工艺中转移的图形精度。
105.所述透光基板210具有透光性。
106.具体的，在本实施例中，所述透光基板210的材料包括石英玻璃。
107.在其他实施例中，透光基板的材料还可以为其他具有透光性的材料。
108.后续对遮光材料层220进行图形化，形成掩膜版，对所述遮光材料层220 图形化后形成的掩膜版应用到后续的半导体工艺的制造中。
109.在本实施例中，所述遮光材料层220的材料为：硅化钼(mosi)。
110.在其他实施例中，所述遮光材料层220的材料包括：铬、氧化钽或氮化钽。
111.所述透光基板210和透光修复层330之间的相对折射率范围是0.64至1。
112.通过使所述透光基板210和透光修复层330之间的相对折射率在一定范围内，即，在所述范围0.64至1中，减小了透光修复层330与透光基板210 之间相对折射率，对光线穿过凹坑211处时的影响，减小了光线在透光修复层330与透光基板210界面处的全反射等，从
而，更好的提高了凹坑处及其周围的掩膜版的透光率。
113.在1个实施例中，透光修复层的透光率是所述透光基板的透光率的80％至100％。从而，减小了透光修复层的材料的透光率对凹坑处及其周围的掩膜版的透光率的影响，更好的提高了凹坑处及其周围的掩膜版的透光率。
114.在本实施例中，所述透光修复层330的材料包括二氧化硅。
115.在1个其他实施例中，所述透光修复层的材料可以包括氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或正硅酸乙酯。
116.在另1个其他实施例中，所述透光修复层的材料可以包括二氧化硅、氧化铝、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和正硅酸乙酯中的多种或全部。
117.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。