[发明专利]修正相移掩膜中特征尺寸偏差的方法及相移掩膜

说明书

技术领域

本申请涉及半导体集成电路的技术领域，具体而言，涉及一种修正相移掩膜中特征尺寸 偏差的方法及相移掩膜。

背景技术

光刻是半导体器件的制作过程中最常见的工艺之一。在光刻的步骤中，光源通过光掩膜 将电路图形复制到晶圆上的光刻胶层中。目前，主要的光掩膜类型有二元式光掩膜和相移掩 膜两种类型。其中，相移掩膜通常由石英基板，形成于石英基板上的相移层以及形成于相移 层上的不透光层(一般为铬层)组成。在采用相移掩膜进行光刻时，相移层能够使得照射到 相移层上的光产生180度的相移，从而使得透过相邻透光区之间的光产生相位差，进而发生 相消干涉，由此改善了采用相移掩膜所形成图形的分辨率。

在上述相移掩膜的制作过程中，环境中任何难以预知的变化都会导致图形(包括不透光 层图形和相移层图形)的特征尺寸发生偏差。在采用具有特征尺寸偏差的相移掩膜进行光刻 时，特征尺寸偏差会导致在晶圆上所形成图形产生缺陷，进而影响所形成器件(特别是低制 程器件，例如28nm制程及以下制程器件)的性能。因此，在完成相移掩膜的制作之后，需要 修正相移掩膜中的特征尺寸偏差，以使得相移掩膜中的特征尺寸的平均差值(CDMTT)低于 目标值。目前，对相移掩膜中特征尺寸偏差进行修正的方法包括以下步骤：首先，测量相移 掩膜的特征尺寸，以找出相移掩膜中的特征尺寸偏差图形；然后，对不透光层(一般为铬层) 进行补偿刻蚀，以修正特征尺寸偏差。

然而，上述方法只能对不透光层图形的特征尺寸偏差进行修正，无法对相移层图形的特 征尺寸偏差进行修正。这是由于：当对相移层进行补偿刻蚀时，刻蚀过程不仅会改变相移层 的宽度(即特征尺寸)，还会改变相移层的高度，并使得相移层的高度产生偏差(即高度不均 匀)，而相移层的高度偏差会导致相移层的相位差发生变化，且其变化值往往大于允许值 (+/-3°)，进而降低了采用相移掩膜所形成图形的分辨率。因此，如何对相移掩膜中相移层 的特征尺寸偏差进行修正，并减少由对相移层的特征尺寸偏差进行修正导致的相位差值，成 为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请旨在提供一种修正相移掩膜中特征尺寸偏差的方法及相移掩膜，以实现对相移掩 膜中相移层的特征尺寸偏差进行修正，并减少由对相移层进行补偿刻蚀导致的相位差值。

为了实现上述目的，本申请提供了一种修正相移掩膜中特征尺寸偏差的方法，该相移掩 膜包括不透光层和相移层，该方法包括以下步骤：步骤S1、测量相移掩膜的特征尺寸，以找 出相移掩膜中的特征尺寸偏差图形；步骤S2、对相移掩膜进行氧化处理，以在相移层的表面 上形成保护层；步骤S3、对相移层进行补偿刻蚀，以修正特征尺寸偏差图形。

进一步地，找出特征尺寸偏差图形的步骤包括：获取相移层的特征尺寸和目标特征尺寸 之间的偏差值，并将相移层中偏差值大于目标偏差值的部分作为特征尺寸偏差图形。

进一步地，重复步骤S1到步骤S3至偏差值小于目标偏差值。

进一步地，氧化处理的工艺为氧等离子体工艺或UV照射。

进一步地，采用氧等离子体工艺进行氧化处理时，采用O₂或O₃作为氧化气体。

进一步地，采用氧等离子体工艺进行氧化处理的步骤中，氧化气体的流量为 100～3000sccm，处理时间为1～10min，处理温度为100～200℃。

进一步地，采用UV照射进行氧化处理时，采用波长为100～300nm的紫外线进行照射。

进一步地，采用UV照射进行氧化处理的步骤中，紫外线的光强度为100～2000mW/cm²， 处理温度为200～300℃，处理时间1～10min。

进一步地，对相移层进行补偿刻蚀的步骤中，补充刻蚀的工艺为干法刻蚀。

进一步地，对相移层进行补偿刻蚀的步骤中，补充刻蚀的的时间为1～10s。

进一步地，不透光层的材料为铬，相移层的材料为钼化硅。

本申请还提供了一种相移掩膜，该相移掩膜由本申请上述的方法处理而成。

进一步地，相移掩膜为ArF光掩膜或KrF光掩膜。