一種改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔缺陷率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔 缺陷率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體制造的整個流程中，其中一部分就是從版圖到晶圓制造中間的過程，即 光掩膜或稱光罩（mask)制造。光掩膜的制造是流程銜接的關(guān)鍵部分，是流程中造價最高的 一部分，也是限制最小線寬的瓶頸之一。在光掩膜的制造后段工藝中涉及光掩膜的顯影處 理工藝。
[0003] 顯影處理是利用化學(xué)顯影液對由曝光造成的光刻膠的可溶解區(qū)域進(jìn)行溶解，其主 要目的是把掩膜版圖形準(zhǔn)確復(fù)制到光刻膠中。現(xiàn)有技術(shù)中常用在光掩膜上顯影的方法的主 要有：一是利用噴頭使用掃描法在光掩膜上涂覆顯影液，其大致過程如下：將光掩膜送入 顯影槽；噴頭在光掩膜兩側(cè)移動以在整個光掩膜表面上噴涂顯影液，使光刻膠層中被曝光 的區(qū)域與顯影液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而溶解；用去離子水對光掩膜進(jìn)行清洗以將溶解的光刻膠去 除。二是將顯影劑流體分配在低速旋轉(zhuǎn)的光掩膜上，然后形成靜態(tài)泥漿，再進(jìn)行長時間的靜 置或振動。在該過程中，高溶解度的區(qū)域被蝕刻掉，在膜上形成圖像。顯影完成后以去離子 水進(jìn)行漂洗。
[0004] 在上述兩種顯影方法中，在將顯影液噴涂到光掩膜表面上后，由于光掩膜表面 存在較大的表面張力，這會導(dǎo)致光掩膜表面收縮，進(jìn)而出現(xiàn)關(guān)鍵尺寸均勻性（Critical DimensionUniformity)降低以及大的針孔的出現(xiàn)等缺陷，影響了光掩膜的質(zhì)量和產(chǎn)率。為 此，有人提出了采取分兩次噴涂顯影液，并且設(shè)定第一次噴涂的劑量小于第二次噴涂的劑 量的方法，但是顯影液的粘稠度是不變的，即使以較小的劑量噴涂到光掩膜表面上，顯影液 在靜置后仍然會出現(xiàn)針孔等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種改善光掩膜關(guān)鍵尺寸 均勻性和針孔缺陷率的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中在對光掩膜進(jìn)行顯影過程中造成的關(guān)鍵 尺寸不均勻和產(chǎn)生針孔缺陷的問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和 針孔缺陷率的方法，該方法包括以下步驟：
[0007] 將待顯影處理的光掩膜固定在托架上；
[0008] 將噴嘴移動到所述光掩膜上方，在所述光掩膜的表面同時或依次噴涂潤濕液和顯 影劑，對所述光掩膜表面進(jìn)行顯影處理；
[0009] 對顯影處理完的光掩膜表面進(jìn)行清洗、甩干。
[0010] 優(yōu)選地，在所述光掩膜的表面同時或依次噴涂潤濕液和顯影劑包括：在光掩膜靜 止或旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下同時或依次噴涂潤濕液和顯影劑。
[0011] 優(yōu)選地，在所述光掩膜的表面依次噴涂潤濕液和顯影劑包括：
[0012] 驅(qū)動所述托架，以使所述托架帶動所述光掩膜旋轉(zhuǎn)；
[0013] 按梯次提升所述光掩膜的旋轉(zhuǎn)速度；
[0014] 以及在所述按梯次提升的所述光掩膜的旋轉(zhuǎn)速度下分別將所述潤濕液和顯影劑 噴涂于所述光掩膜的表面。
[0015] 優(yōu)選地，在20?50轉(zhuǎn)/分鐘的光掩膜旋轉(zhuǎn)速度下噴涂所述潤濕液，在250?600 轉(zhuǎn)/分鐘的光掩膜旋轉(zhuǎn)速度下噴涂所述顯影劑。
[0016] 優(yōu)選地，還包括：在潤濕液形成膜之后噴涂所述顯影劑。
[0017] 優(yōu)選地，所述潤濕液包括第一潤濕液和第二潤濕液。
[0018] 優(yōu)選地，所述第一潤濕液為去離子水，所述第二潤濕液為去離子水與顯影劑的混 合液。
[0019] 優(yōu)選地，所述第一潤濕液和第二潤濕液依次噴涂至所述光掩膜的表面。
[0020] 優(yōu)選地，所述顯影劑包括第一顯影劑和第二顯影劑，其中，所述第一顯影劑的劑量 小于所述第二顯影劑的劑量。
[0021] 優(yōu)選地，所述第一顯影劑和第二顯影劑依次噴涂至所述光掩膜的表面。
[0022] 優(yōu)選地，所述噴嘴與所述光掩膜表面的距離為5?10毫米，所述噴嘴以2. 5?3. 5 升/分鐘的流量噴涂所述潤濕液。
[0023] 優(yōu)選地，還包括在顯影之前，對所述光掩膜進(jìn)行曝光和曝光后烘烤處理。
[0024] 如上所述，本發(fā)明的一種改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔缺陷率的方法，具有 以下有益效果：
[0025] 首先，本發(fā)明采用在光掩膜表面上同時或依次噴涂潤濕液和顯影劑的方式降低了 光掩膜表面存在的表面張力，使得顯影劑更加均勻地噴涂在光掩膜表面上，從而在提高關(guān) 鍵尺寸均勻性的同時也降低了針孔缺陷率。
[0026] 其次，在依次噴涂潤濕液和顯影劑時，在按梯次提升的光掩膜的旋轉(zhuǎn)速度下，通過 先噴去離子水，再噴去離子水和顯影劑的混合液、以及分多次噴顯影液的方式使得在光掩 膜表面上形成的顯影劑膜更加均勻，從而進(jìn)一步降低了針孔缺陷率。
【附圖說明】
[0027] 圖1顯示為本發(fā)明的改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔缺陷率的方法的實施例1 流程圖。
[0028] 圖2顯示為本發(fā)明的改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔缺陷率的方法的實施例2 流程圖。
[0029] 圖3顯示為本發(fā)明的改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔缺陷率的方法的實施例3 流程圖。
【具體實施方式】
[0030] 以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0031] 實施例1
[0032] 請參閱圖1本發(fā)明改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔缺陷率的方法的實施例1流 程圖，該方法包括以下步驟：
[0033] 步驟S11 :將待顯影處理的光掩膜固定在托架上。
[0034] 需要說明的是，在顯影之前，對所述光掩膜進(jìn)行曝光和曝光后烘烤處理。曝光和曝 光后烘烤處理可以采用本領(lǐng)域公知的技術(shù)，例如，在所述光掩膜基片上涂覆光刻膠層，所述 光刻膠層可包括負(fù)性光刻膠層和正性光刻膠層，通過曝光設(shè)備的選擇性曝光在光掩膜表面 形成圖案，曝光能量可為20-25毫焦/平方厘米。曝光后采用烘烤設(shè)備對光掩膜表面進(jìn)行 烘烤。
[0035] 步驟S12 :將噴嘴移動到所述光掩膜上方，在靜止的所述光掩膜的表面同時噴涂 潤濕液和顯影劑，對所述光掩膜表面進(jìn)行顯影處理。
[0036] 需要說明的是，將噴嘴移動到所述光掩膜上方之前或之后，在光掩膜靜止或旋轉(zhuǎn) 的狀態(tài)下同時或依次噴涂潤濕液和顯影劑，光掩膜在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速可以為20?600轉(zhuǎn) /分鐘，優(yōu)選地，光掩膜在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速為250?600轉(zhuǎn)/分鐘。在本實施例中，在光掩 膜靜止的狀態(tài)下對其進(jìn)行噴涂。在本實施例中，光掩膜在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分 鐘。
[0037] 還需要說明的是，所述潤濕液為去離子水，所述噴嘴與所述光掩膜表面的距離為 5?10毫米，所述噴嘴以2. 5?3. 5升/分鐘的流量噴涂去離子水，顯影劑的噴涂流量可 以與去離子水相同或不同。在本實施例中，顯影劑的噴涂流量與去離子水的噴涂流量相同。 在本實施例中，噴嘴與所述光掩膜表面的距離為7毫米，所述噴嘴以3升/分鐘的流量噴涂 去離子水。
[0038] 步驟S13 :對顯影處理完的光掩膜表面進(jìn)行清洗、甩干。
[0039] 需要說明的是，顯影處理完的光掩膜表面還有顯影劑與光刻膠的反應(yīng)剩余物以及 其他雜質(zhì)，通過去離子水或本領(lǐng)域公知的其他液體對光掩膜表面進(jìn)行清洗。
[0040] 本實施例在一片光掩膜上選用11X11的矩陣進(jìn)行測試，顯影后的測試情況如表1 所示。
[0041] 需要說明的是，顯影后關(guān)鍵尺寸均勻性指標(biāo)的測試方法是在光掩膜上設(shè)計NXN 的矩陣，測量每個陣列中的關(guān)鍵尺寸，用最大值減去最小值，就是光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性。 針孔缺陷發(fā)生率是對1000片光掩膜進(jìn)行檢驗后得到的統(tǒng)計結(jié)果。
[0042] 表 1
[0043]
【主權(quán)項】
1. 一種改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔缺陷率的方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟： 將待顯影處理的光掩膜固定在托架上； 將噴嘴移動到所述光掩膜上方，在所述光掩膜的表面同時或依次噴涂潤濕液和顯影 齊?，對所述光掩膜表面進(jìn)行顯影處理； 對顯影處理完的光掩膜表面進(jìn)行清洗、甩干。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述光掩膜的表面同時或依次噴涂潤 濕液和顯影劑包括：在光掩膜靜止或旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下同時或依次噴涂潤濕液和顯影劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述光掩膜的表面依次噴涂潤濕液和 顯影劑包括： 驅(qū)動所述托架，以使所述托架帶動所述光掩膜旋轉(zhuǎn)； 按梯次提升所述光掩膜的旋轉(zhuǎn)速度； 以及在所述按梯次提升的所述光掩膜的旋轉(zhuǎn)速度下分別將所述潤濕液和顯影劑噴涂 于所述光掩膜的表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：在20?50轉(zhuǎn)/分鐘的光掩膜旋轉(zhuǎn)速度 下噴涂所述潤濕液，在250?600轉(zhuǎn)/分鐘的光掩膜旋轉(zhuǎn)速度下噴涂所述顯影劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括：在潤濕液形成膜之后噴涂所述顯 影劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述潤濕液包括第一潤濕液和第二 潤濕液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述第一潤濕液為去離子水，所述第二潤 濕液為去離子水與顯影劑的混合液。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一潤濕液和第二潤濕液依次噴涂 至所述光掩膜的表面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述顯影劑包括第一顯影劑和第二顯影 齊U，其中，所述第一顯影劑的劑量小于所述第二顯影劑的劑量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于：所述第一顯影劑和第二顯影劑依次噴涂 至所述光掩膜的表面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述噴嘴與所述光掩膜表面的距離為 5?10毫米，所述噴嘴以2. 5?3. 5升/分鐘的流量噴涂所述潤濕液。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：還包括在顯影之前，對所述光掩膜進(jìn)行 曝光和曝光后烘烤處理。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種改善光掩膜關(guān)鍵尺寸均勻性和針孔缺陷率的方法，該方法包括以下步驟：將待顯影處理的光掩膜固定在托架上；將噴嘴移動到所述光掩膜上方，在所述光掩膜的表面同時或依次噴涂潤濕液和顯影劑，對所述光掩膜表面進(jìn)行顯影處理；對顯影處理完的光掩膜表面進(jìn)行清洗、甩干。本發(fā)明采用在光掩膜表面上同時或依次噴涂潤濕液和顯影劑的方式降低了光掩膜表面存在的表面張力，使得顯影劑更加均勻地噴涂在光掩膜表面上，從而在提高關(guān)鍵尺寸均勻性的同時也降低了針孔缺陷率。
【IPC分類】G03F1-82, G03F7-30, G03F7-40, G03F7-20, G03F1-72
【公開號】CN104570626
【申請?zhí)枴緾N201310517759
【發(fā)明人】巫軼駿
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月28日