[发明专利]对二元光罩的抗反射层损伤修复的方法

说明书

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进行曝光。

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。