專(zhuān)利名稱：用于修復(fù)半色調(diào)掩模的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于修復(fù)半導(dǎo)體中的缺陷區(qū)域或薄膜晶體管液晶顯示器 (TFT-LCD)中的薄膜晶體管基板的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于修復(fù)半色調(diào)掩模的方法和系統(tǒng)，其可通過(guò)一個(gè)修復(fù)過(guò)程確保修復(fù)部分處的均勻的透過(guò)率，且即便是在表層膜形成之后，也能提供從掩模中除去缺陷這一功能，所述修復(fù)過(guò)程包括使用激光束從半色調(diào)掩模中除去缺陷；在缺陷區(qū)域上有效地形成阻擋膜；調(diào)節(jié)阻擋膜的厚度；以及實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)透過(guò)率。
背景技術(shù)：
液晶顯示器TFT和濾色器具有大量的層，該大量的層沉積在彼此之上且每個(gè)都通過(guò)一個(gè)光刻過(guò)程形成圖案。由于單個(gè)層是通過(guò)光刻過(guò)程的一個(gè)周期形成的，那么如果能夠減少光刻過(guò)程每個(gè)周期的時(shí)間，則可在處理成本方面獲得很大效果。然而，由于傳統(tǒng)的光掩模被配置為僅允許在一個(gè)層中實(shí)現(xiàn)一個(gè)圖案，故而是不經(jīng)濟(jì)的。為了解決傳統(tǒng)的光掩模的這一問(wèn)題，已開(kāi)發(fā)了縫隙掩模、灰色調(diào)掩模、半色調(diào)掩模以及類(lèi)似物?？p隙掩模利用了光的散射。也即，縫隙掩模利用了光散射的性質(zhì)，根據(jù)光散射的性質(zhì)，穿過(guò)比某個(gè)值——該值下能確保很多被施加至狹縫的波長(zhǎng)的線性——更細(xì)的縫隙的光發(fā)生能量色散。然而，對(duì)于縫隙掩模，由于穿過(guò)細(xì)小縫隙散射的光是不均勻分布的，且因此曝光能量根據(jù)位置而變化，故而很難在最后的薄膜上獲得均勻的厚度——因?yàn)橐蛭恢玫牟煌谧詈蟮谋∧ど袭a(chǎn)生凹凸不平?；疑{(diào)掩模具有一個(gè)允許光完全透射穿過(guò)其中的光透射部、一個(gè)完全阻擋光的光阻擋部以及一個(gè)當(dāng)光照射時(shí)允許縮減量的光穿過(guò)其中的灰色調(diào)層。由于灰色調(diào)掩模使用穿過(guò)細(xì)小圖案的光的衍射來(lái)調(diào)節(jié)光的透射量，因此很難在以下情況下獲得均勻的圖案在灰色調(diào)圖案的區(qū)域超過(guò)預(yù)定尺寸的情況以及灰色調(diào)掩模具有預(yù)定的尺寸或更大尺寸的情況下。半色調(diào)掩模包括一個(gè)光透射部，其在透明的基板上形成；一個(gè)光阻擋部，其完全阻擋光；以及一個(gè)半色調(diào)部，其調(diào)節(jié)光的透射以允許光部分透射。半色調(diào)掩?？杀幌薅ǔ梢粋€(gè)其上形成有半色調(diào)部的掩模。半色調(diào)掩模允許光均勻地穿過(guò)半色調(diào)部，且因此有利于形成最終的均勻的薄膜。半色調(diào)掩模允許掩模形成過(guò)程簡(jiǎn)化，但需要一個(gè)額外的用于生產(chǎn)該掩模的過(guò)程， 由此增加了生產(chǎn)掩模的過(guò)程的數(shù)量。也即，當(dāng)制造期間在掩模中形成一個(gè)缺陷——例如針孔或類(lèi)似物——時(shí)，那么在應(yīng)用該掩模之前應(yīng)對(duì)掩模進(jìn)行修復(fù)。當(dāng)形成于掩模的半色調(diào)部中的缺陷被修復(fù)時(shí)，有必要保持所得膜的厚度均勻性——通過(guò)調(diào)節(jié)光的透過(guò)率，使適于允許同一水平(指與穿過(guò)半色調(diào)部的鄰近于缺陷區(qū)域的無(wú)缺陷區(qū)域的光的水平相同)的光穿過(guò)半色調(diào)部的缺陷區(qū)域。當(dāng)半色調(diào)掩模的半色調(diào)部中形成一個(gè)缺陷一例如針孔一時(shí)，穿過(guò)其中的透射光量變得不同于半色調(diào)部的其他區(qū)域，由此導(dǎo)致曝光能量因位置的不同而變化——在使用光致抗蝕劑或有機(jī)電解質(zhì)膜的情況下——使得在所得膜的表面上產(chǎn)生凹凸不平，從而很難獲得均勻的膜厚度。如此，當(dāng)在膜上形成一個(gè)臺(tái)階時(shí)，由于在后處理——例如干燥、蝕刻、灰化等——期間打開(kāi)一個(gè)期望之外的部分，且該期望之外的部分變成了一個(gè)缺陷，故而有必要修復(fù)半色調(diào)部的缺陷區(qū)域。傳統(tǒng)上，為了平衡半色調(diào)部的缺陷區(qū)域和與其鄰近的無(wú)缺陷區(qū)域之間的透過(guò)率， 修復(fù)過(guò)程是通過(guò)以下操作來(lái)執(zhí)行的從半色調(diào)部除去缺陷區(qū)域，接著在半色調(diào)部的局部區(qū)域上進(jìn)行沉積。然而，在沉積方法中，由于調(diào)節(jié)局部區(qū)域處的透過(guò)率很困難，由此導(dǎo)致半色調(diào)部的修復(fù)區(qū)域和鄰近區(qū)域之間的透過(guò)率有差異，從而引起了沉積膜的臺(tái)階被加寬的問(wèn)題。沉積層的加寬的臺(tái)階在后處理過(guò)程——例如干燥、蝕刻、灰化等——期間打開(kāi)了一個(gè)期望之外的部分，由此仍然會(huì)在掩模中引起缺陷。具體來(lái)說(shuō)，透過(guò)率的變化隨沉積情況而增加，使得非常難以保證修復(fù)區(qū)域具有和與其鄰近區(qū)域相同水平的透過(guò)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用以解決相關(guān)技術(shù)的上述問(wèn)題，且本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于修復(fù)半色調(diào)掩模的方法和系統(tǒng)，其可通過(guò)執(zhí)行一個(gè)修復(fù)過(guò)程來(lái)確保修復(fù)部分均勻的透過(guò)率，且可提供從半色調(diào)掩模中除去缺陷這一功能(即便是在表層膜形成之后)，所述修復(fù)過(guò)程包括使用激光束從半色調(diào)掩模中除去缺陷；在缺陷區(qū)域上有效地形成阻擋膜；調(diào)節(jié)阻擋膜的厚度；以及實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)透過(guò)率。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種半色調(diào)掩模修復(fù)方法，其通過(guò)向原材料照射激光束而在缺陷部分上沉積該原材料，以此來(lái)修復(fù)半色調(diào)掩模上的半色調(diào)部的缺陷部分。該方法可包括從半色調(diào)部除去缺陷部分；以及在半色調(diào)部的除去缺陷部分的那一部分上沉積半色調(diào)薄膜。被激光照射以沉積半色調(diào)薄膜的原材料可包括Cr、Cu、Ag、Au、Al、Co、Fe, Mo, Ni、 Pb、Ti、W、Si、Si、0、N以及C中的至少一種。使用原材料沉積的半色調(diào)薄膜可由選自Mox0y、Mo+Si、Mo+Si具、Mo+Si02、Wx0y、 ff+Si, ff+SixNy, W+Si02, Cr、 Cr+ff+Si02, Cr+ff+SixNy, CrxOy, Cr+Si, Cr+SixNy, Cr+Si02, Cr+Mo+SixNy、Cr+Mo+Si02、Cr+Mo+W+SixNy 以及 Cr+Mo+W+Si& 的一種材料形成。使用該組合物，半色調(diào)薄膜即使在清潔處理之后仍保持牢固附接。此外，在使用該原材料的時(shí)候，缺陷部分上的沉積可包括在缺陷部分上沉積Mo或W，以及在該沉積成的膜上再沉積Si、SiO2和 SixNy中的其中之一。從半色調(diào)部除去缺陷部分可包括根據(jù)一個(gè)與缺陷部分的圖案匹配的圖案來(lái)除去缺陷部分，以增強(qiáng)處理效率。使用激光束除去缺陷部分可包括使用借以補(bǔ)償激光束圓形形狀邊緣處的尺寸的光學(xué)鄰近糾正(optical proximity correction, 0PC)掩模來(lái)除去缺陷部分。缺陷部分的除去可包括相對(duì)于激光束的源執(zhí)行邊緣鎖定，以防止除去半色調(diào)部的無(wú)缺陷部分。該方法還可包括通過(guò)在使用原材料沉積半色調(diào)薄膜后測(cè)量透過(guò)率來(lái)調(diào)節(jié)半色調(diào)薄膜的透過(guò)率。透過(guò)率的調(diào)節(jié)可以重復(fù)，直到透過(guò)率滿足預(yù)設(shè)條件為止，由此改進(jìn)處理效率。透過(guò)率的調(diào)節(jié)可在0.01-10%的范圍內(nèi)執(zhí)行。缺陷部分的除去和半色調(diào)薄膜的沉積都可使用具有小于或等于400nm的波長(zhǎng)的激光束來(lái)執(zhí)行。半色調(diào)薄膜的沉積可使用具有IHz-IOkHz的脈沖重復(fù)率的激光束來(lái)執(zhí)行。在半色調(diào)薄膜的沉積中，可使用50-500sCCm通量的承載氣體來(lái)供應(yīng)原材料。原材料可在20-80°C的溫度下提供，以降低原材料的蒸發(fā)壓力。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種半色調(diào)掩模的修復(fù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括一個(gè)腔，其用于薄膜的沉積；一個(gè)原材料生成/供應(yīng)單元，其將原材料供應(yīng)至腔中；以及一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，其使用激光束將原材料離子化以在腔內(nèi)的半色調(diào)掩模的缺陷部分上沉積半色調(diào)薄膜。該光學(xué)系統(tǒng)可包括一個(gè)激光源以及一個(gè)激光頭單元。該激光源可發(fā)射具有小于或等于400nm的波長(zhǎng)的激光束，或可發(fā)射具有 IHz-IOkHz的脈沖重復(fù)率的激光束。原材料生成/供應(yīng)單元可包括一個(gè)原材料生成部，其被配置為能夠有效地供應(yīng)原材料，存儲(chǔ)待供應(yīng)至腔中的原材料，以及將原材料升華以將升華的原材料與承載氣體混合；以及一個(gè)溫度控制單元，其將承載氣體或原材料維持在其升華溫度或更高的溫度。該系統(tǒng)可包括多個(gè)原材料生成部，用以同時(shí)供應(yīng)兩種或更多種原材料。溫度控制單元可包括一個(gè)加熱器，其加熱原材料；一個(gè)溫度傳感器，其檢測(cè)加熱器的溫度；以及一個(gè)溫度控制器，其基于溫度傳感器檢測(cè)的溫度來(lái)控制加熱器的溫度。原材料生成/供應(yīng)單元可被連接到至少一個(gè)承載氣體供應(yīng)單元，該承載氣體供應(yīng)單元供應(yīng)將原材料輸送到腔中的承載氣體。該半色調(diào)修復(fù)系統(tǒng)還可包括一個(gè)凈化氣體供應(yīng)單元，其將凈化氣體通過(guò)一個(gè)凈化管道供應(yīng)至腔中，以凈化腔中剩余的原材料。該半色調(diào)修復(fù)系統(tǒng)還可包括一個(gè)剩余氣體排放單元，其在腔內(nèi)的反應(yīng)之后，將剩余氣體從腔中排出到外面。剩余氣體排放單元可包括一個(gè)材料收集器，其從自腔內(nèi)排出的剩余氣體中收集材料；一個(gè)熱處理部，其通過(guò)熱處理分離沒(méi)有通過(guò)材料收集器從剩余氣體中分離的材料； 一個(gè)過(guò)濾器，其將穿過(guò)材料收集器和熱處理部的排放氣體過(guò)濾；一個(gè)泵，其抽吸穿過(guò)過(guò)濾器的排放氣體；以及一個(gè)調(diào)節(jié)泵壓力的排放壓力/通量控制器。原材料可包括Cr、Cu、Ag、Au、Al、Co、Fe、Mo、Ni、Pb、Ti、W、Zn、Si、0、N 以及 C 中
的至少一種。半色調(diào)薄膜可由選自Mox0y、Mo+Si、Mo+SixNy、Mo+Si02、Wx0y、W+Si、W+SixNy、W+Si02、 Cr、 Cr+ff+Si02, Cr+ff+SixNy, CrxOy、 Cr+Si, Cr+SixNy, Cr+Si02, Cr+Mo+SixNy, Cr+Mo+Si02, Cr+Mo+ff+SixNy 以及 Cr+Mo+W+Si& 的一種形成。


本發(fā)明的上述和其他目標(biāo)、特征以及優(yōu)點(diǎn)將在結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中變得明顯， 其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的修復(fù)半色調(diào)掩模的過(guò)程的流程圖；圖2是在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的過(guò)程中的圖案匹配步驟的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的包括在修復(fù)系統(tǒng)中供應(yīng)原材料的步驟的修復(fù)過(guò)程的流程圖；圖4和圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的用于執(zhí)行修復(fù)過(guò)程的系統(tǒng)的方框圖； 以及圖6和圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的一個(gè)修復(fù)系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性的實(shí)施方案。本發(fā)明的主題是通過(guò)以下方式修復(fù)位于半色調(diào)掩模的半色調(diào)部的活性區(qū)域或缺陷部分(缺陷)上的明顯缺陷有效地除去缺陷部分并向原材料——例如金屬材料——照射激光束，以用原材料補(bǔ)償除去的區(qū)域。換句話說(shuō)，位于半色調(diào)掩模的半色調(diào)部上的缺陷部分是通過(guò)向原材料照射激光束以在缺陷部分上沉積半色調(diào)薄膜(阻擋膜)而修復(fù)的。具體地，為了修復(fù)位于半色調(diào)掩模的半色調(diào)部上的缺陷部分，缺陷部分首先通過(guò)確定該缺陷部分在半色調(diào)部上的精確位置而指定，接下來(lái)1)將缺陷部分從半色調(diào)部除去；以及2)在半色調(diào)部的缺陷部分已被除去的除去區(qū)域上沉積半色調(diào)薄膜。參見(jiàn)圖1和圖2，缺陷部分的位置是通過(guò)確定缺陷部分而確定的，半色調(diào)薄膜借助于激光束而被沉積在缺陷部分上，并測(cè)量透過(guò)率，由此完成修復(fù)過(guò)程。具體地，待修復(fù)的半色調(diào)掩模被加載以確定其上的缺陷部分的位置(Si)。接著，缺陷層，即缺陷部分，從半色調(diào)掩模除去(S4)。下一步，一個(gè)半色調(diào)薄膜被沉積在半色調(diào)掩模的除去部分上，以具有與半色調(diào)部的鄰近于除去部分的其他部分相同的透過(guò)率(S5)。在這個(gè)基本過(guò)程中，可執(zhí)行圖案匹配和邊緣鎖定以確保更有效的修復(fù)(S2、S3)。換句話說(shuō)，步驟 S2和S3可根據(jù)需要而增加或省略。缺陷部分的除去是使用激光束來(lái)執(zhí)行的。具體而言，當(dāng)缺陷部分具有小于或等于 Iym的細(xì)小尺寸時(shí)，則優(yōu)選地使用OPC掩模，以防止薄膜由于激光束的固有特性而以圓形形狀被除去。執(zhí)行圖案匹配是為了使缺陷部分能夠以與半色調(diào)部中存在的圖案相同的圖案被除去一當(dāng)從半色調(diào)部除去缺陷部分時(shí)。這個(gè)步驟的執(zhí)行是為了防止不必要部分的除去而同時(shí)實(shí)現(xiàn)修復(fù)效率的目的。在這個(gè)步驟中，如圖2所示，半色調(diào)掩模的缺陷部分的圖案被復(fù)制以獲得該圖案的形狀，使得缺陷部可根據(jù)該圖案的形狀而除去，或者使得薄膜的沉積可根據(jù)該形狀而實(shí)現(xiàn)。邊緣鎖定是這樣一個(gè)過(guò)程將現(xiàn)有圖案的邊緣與將要從半色調(diào)掩模除去的缺陷部分的邊緣匹配，以便在除去缺陷部分的步驟中精確調(diào)節(jié)激光束的照射區(qū)域。接著，通過(guò)測(cè)量沉積薄膜(阻擋膜)的透過(guò)率，參考半色調(diào)掩模的鄰近的無(wú)缺陷部分的透過(guò)率，確定沉積薄膜的透過(guò)率是否具有一個(gè)適當(dāng)?shù)脑O(shè)定值，以及如果確定沉積薄膜的透過(guò)率不具有適當(dāng)?shù)闹?，則重復(fù)上述步驟(S6)。透過(guò)率的測(cè)量是實(shí)時(shí)執(zhí)行的，且當(dāng)沉積薄膜的透過(guò)率達(dá)到適當(dāng)值時(shí)，該過(guò)程完成(S7)。接下來(lái)，將參考圖3詳細(xì)描述以下過(guò)程除去缺陷部分(S4)以及通過(guò)離子沉積來(lái)沉積半色調(diào)(HT)薄膜從而在除去部分上形成阻擋膜(S5)?；诩す獾某练e過(guò)程是使用以下原理來(lái)執(zhí)行的通過(guò)使激光照射原材料將原材料中的金屬元素和配位體之間的結(jié)合打斷，以使得金屬元素與原材料分離且以薄膜形狀沉積在目標(biāo)之上。在本發(fā)明中，缺陷部分的除去和在半色調(diào)掩模中的沉積是使用激光束來(lái)執(zhí)行的， 而激光束的照射是使用一個(gè)包括激光源、激光頭單元等的光學(xué)系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行的。為了從半色調(diào)部中除去缺陷部分，將使用具有特定頻率的激光束。由于當(dāng)以小于或等于15皮秒(ps) 的脈沖寬度除去留下的薄膜時(shí)沒(méi)有熱現(xiàn)象，因此優(yōu)選地使用具有盡可能短的波長(zhǎng)的激光束。更優(yōu)選地，使用不產(chǎn)生熱現(xiàn)象的具有400nm波長(zhǎng)的激光束或使用不產(chǎn)生熱現(xiàn)象的具有 IHz-IOkHz的快速脈沖重復(fù)率的激光束。進(jìn)一步優(yōu)選地，可使用具有IkHz-IOkHz的快速脈沖重復(fù)率的激光束。在本發(fā)明中，除去部分的沉積基本上包括向除去部分供應(yīng)原材料(T3)；以及使用激光束在除去部分上沉積薄膜(T4)。為了一個(gè)更有效的過(guò)程，可根據(jù)需要提供凈化氣體或保護(hù)氣體(Tl、T2)，以及當(dāng)過(guò)程完成時(shí)，原材料的供應(yīng)被阻止(T5)以完成該過(guò)程(T6)。 應(yīng)理解的是，可執(zhí)行該過(guò)程直到通過(guò)對(duì)沉積部分處透過(guò)率的測(cè)量確定該沉積部分處的透過(guò)率達(dá)到一個(gè)適當(dāng)?shù)闹禐橹?。原材料可由金屬材料組成。在此情況下，期望原材料具有一個(gè)低的蒸發(fā)壓力以使得原材料能夠緩慢分解。此外，這種原材料的緩慢分解致使阻擋膜的厚度逐漸增加，從而引起密度的上升。因此，優(yōu)選地以50-500SCCm的通量供應(yīng)承載氣體；更優(yōu)選地，在溫度為20_80°C下供應(yīng)原材料以降低原材料的蒸發(fā)壓力。當(dāng)沉積阻擋膜以用于半色調(diào)部的修復(fù)時(shí)，調(diào)節(jié)厚度是為了調(diào)節(jié)阻擋膜的透過(guò)率。 期望的是，在半色調(diào)掩模的與阻擋膜鄰近的無(wú)缺陷區(qū)域的0. 5%內(nèi)或更小值內(nèi)控制該透過(guò)率。用于透過(guò)率調(diào)節(jié)的參數(shù)可包括激光功率、溫度、通量、掃描重復(fù)次數(shù)等。應(yīng)理解的是，可選擇這些參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)用于透過(guò)率調(diào)節(jié)。在本發(fā)明中，調(diào)節(jié)薄膜的厚度以用于透過(guò)率的精確調(diào)節(jié)。在用于灰色調(diào)掩模的傳統(tǒng)修復(fù)方法中，由于厚度調(diào)節(jié)是通過(guò)透射或阻擋光通過(guò)目標(biāo)部分來(lái)執(zhí)行的，因此使得修復(fù)缺陷部分的薄膜具有預(yù)定的厚度或更大的厚度以便阻擋光就足夠了。相反地，制造商生產(chǎn)的半色調(diào)掩模中的10-90%具有彼此不同的厚度，而這取決于設(shè)計(jì)活性區(qū)時(shí)所確定的線/間隔寬度。因此，需要進(jìn)行厚度調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用了下文提出的用于厚度調(diào)節(jié)的參數(shù)。首先，可調(diào)節(jié)激光束的波長(zhǎng)、能量密度、脈沖重復(fù)率和脈沖寬度?；蛘?，可調(diào)節(jié)承載原材料的承載氣體的通量。例如，可調(diào)節(jié)惰性氣體諸如Ar、He等的通量。替代地，可通過(guò)以下方式獲得厚度調(diào)節(jié)使用具有低蒸發(fā)壓力的原材料；調(diào)節(jié)原材料的溫度；調(diào)節(jié)原材料在反應(yīng)腔內(nèi)側(cè)真空區(qū)域中的保持時(shí)間；調(diào)節(jié)沉積區(qū)域上的掃描速度；以及調(diào)節(jié)沉積區(qū)域上的縫隙尺寸。具體地，在一個(gè)實(shí)施方案中，可調(diào)節(jié)相關(guān)原材料的參數(shù)以使沉積效率最大化。在一個(gè)實(shí)施方案中，原材料可包括Cr、Cu、Ag、Au、Al、Co、Fe、Mo、Ni、Pb、Ti、W、Si、 Si、0、N 以及 C 中的至少一種。例如，諸如 Cr+Mo、Cr+ff, Cr+Mo+ff, Cu+Mo、Cu+W、Cu+Mo+W、Mo+Si和W+Si的組合物可用作原材料。此外，使用激光沉積的半色調(diào)薄膜可由選自Mox0y、Mo+Si、Mo+SixNy、Mo+Si02、 Wx0y、W+Si、W+SixNy、W+Si02、Cr、Cr+ff+Si02, Cr+ff+SixNy, CrxOy, Cr+Si, Cr+SixNy、Cr+Si02、 Cr+Mo+SixNy、Cr+Mo+Si02、Cr+Mo+W+SixNy 以及 Cr+Mo+W+Si& 的至少一種材料形成。具體地， 在使用單一成分——例如Mo和W——以用于沉積的情況下，所沉積的單一成分在修復(fù)之后的清潔處理期間是與薄膜分離的。然而，當(dāng)使用組合原材料例如Mo+Si、Mo+SixNy、Mo+Si02、 W+Si, W+SixNy和W+SiA以用于沉積時(shí)，所沉積的組合原材料可充分經(jīng)受修復(fù)后的清潔處理，且沒(méi)有單一成分的上述問(wèn)題，由此保證了沉積后的穩(wěn)定狀態(tài)。替代地，當(dāng)Cr、Mo或W沉積在缺陷部分上且接著Si、SiO2、和SixNy的其中之一沉積在該沉積成的膜上時(shí)，該沉積膜呈現(xiàn)出了對(duì)清潔處理的耐受性。具體地，由于MoSi相對(duì)于(ihi-線和I-線(紫外線照射波長(zhǎng))呈現(xiàn)出不同的透過(guò)率，因此由MoSi形成的沉積薄膜具有比之前的沉積薄膜更優(yōu)越的特性。接下來(lái)，將參考圖4和圖5描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于執(zhí)行半色調(diào)掩模的修復(fù)過(guò)程的系統(tǒng)。參見(jiàn)圖4，該修復(fù)系統(tǒng)包括一個(gè)承載氣體供應(yīng)單元100，其供應(yīng)用于承載用來(lái)修復(fù)半色調(diào)掩模的原材料的承載氣體；一個(gè)原材料生成/供應(yīng)單元200，其將原材料與承載氣體混合且供應(yīng)該混合物；以及一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)500，其照射用于修復(fù)的激光束。為了改進(jìn)處理效率，該系統(tǒng)還可包括一個(gè)凈化氣體供應(yīng)單元300，其供應(yīng)凈化氣體以凈化腔300的內(nèi)部； 以及一個(gè)保護(hù)氣體供應(yīng)單元400，其供應(yīng)保護(hù)氣體以防止原材料從腔中排出。該系統(tǒng)還可包括一個(gè)剩余氣體排出單元700，其在腔內(nèi)的用于修復(fù)的原材料反應(yīng)之后，將剩余氣體從腔中排出到外面。參考圖5，即根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的修復(fù)系統(tǒng)的方框圖，將更詳細(xì)地描述該系統(tǒng)的各個(gè)部件。在該系統(tǒng)中，承載氣體從承載氣體供應(yīng)單元100通過(guò)一個(gè)管道被供應(yīng)至原材料生成部210且與原材料混合，原材料進(jìn)而通過(guò)一個(gè)管道被供應(yīng)至腔600且受到通過(guò)光學(xué)系統(tǒng) 500輻射的激光束的照射，使得通過(guò)離子化而在半色調(diào)掩模的缺陷部上沉積一個(gè)阻擋膜。這一過(guò)程可根據(jù)所測(cè)的透過(guò)率而重復(fù)。然后，剩余氣體通過(guò)剩余氣體排出單元700從腔600 排放到外面。將詳細(xì)描述該系統(tǒng)的各個(gè)部件的運(yùn)行。承載氣體供應(yīng)單元100供應(yīng)用于承載原材料的承載氣體，且連接至存儲(chǔ)原材料的原材料生成/供應(yīng)單元200中的原材料生成部210。接著，該承載氣體從承載氣體供應(yīng)單元100被供應(yīng)至原材料生成部210且與原材料混合，以將原材料輸送到腔600中。一個(gè)連接至承載氣體供應(yīng)單元100的管道在其一端設(shè)置了一個(gè)閥門(mén)110，該閥門(mén)110根據(jù)需要來(lái)阻止氣體的供應(yīng)，且在閥門(mén)110的后端設(shè)置一個(gè)通量控制器120以控制通量。閥門(mén)110、111優(yōu)選地設(shè)置在通量控制器120的前側(cè)和后側(cè)以防止氣體的反向流動(dòng)。期望的是，這種通量控制器設(shè)置到每個(gè)凈化氣體供應(yīng)單元300和保護(hù)氣體供應(yīng)單元400 中，如下文所述。在此，這些元件被連接至管道，如圖5所示。該管道還可包括其他閥門(mén)以及一個(gè)加熱器。該系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)承載氣體供應(yīng)單元100，每個(gè)都通過(guò)管道連接至原材料生成部210。當(dāng)三個(gè)承載氣體供應(yīng)單元分別地連接至三個(gè)原材料生成部時(shí)，如圖5所示，三種或更多種的原材料可被同時(shí)地或單獨(dú)地在腔中使用。原材料生成部210存儲(chǔ)用于沉積薄膜的材料，且可包括一個(gè)加熱器，其用于將該材料加熱到升華溫度或更高；一個(gè)溫度傳感器，其用于檢測(cè)由加熱器加熱的材料的溫度； 以及一個(gè)包括溫度控制器(未示出)的溫度控制單元，其用于基于由溫度傳感器檢測(cè)的溫度而控制加熱器的溫度。承載氣體供應(yīng)單元供應(yīng)的承載氣體可以是一種惰性氣體諸如氮?dú)?可以與下述的凈化氣體和保護(hù)氣體相同)。閥門(mén)可設(shè)置在位于腔前面的承載氣體注入管線的一端，使得當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，原材料立即地被注入腔中。此外，承載氣體從承載氣體供應(yīng)單元被注入到腔中所通過(guò)的管道的數(shù)量可根據(jù)原材料的種類(lèi)數(shù)而設(shè)定，以防止原材料相互混合。凈化氣體供應(yīng)單元300可通過(guò)一個(gè)管道將凈化氣體供應(yīng)至位于原材料生成部210 和腔600之間的管道。位于原材料生成部210和腔600之間的管道被連接至下述的熱處理部，而不經(jīng)過(guò)腔。存儲(chǔ)在原材料生成部210中的材料通過(guò)加熱器(未示出)被加熱和蒸發(fā)，且接著與通過(guò)氣體噴嘴(未示出)注入原材料生成單元中的承載氣體混合，由此來(lái)提供原材料。以這種方式生成的原材料通過(guò)設(shè)置在原材料生成部210內(nèi)側(cè)的排氣機(jī)而排出，且被注入到腔中。在此，加熱器的溫度是通過(guò)使用溫度傳感器的溫度控制器(未示出)來(lái)控制的。用于注入承載氣體的管道也設(shè)置了加熱器和溫度傳感器，以便控制原材料的溫度使其不降低到升華溫度之下，以及控制氣體的量，因?yàn)闅怏w的蒸發(fā)壓力是根據(jù)溫度而變化的。注入到腔600中的原材料被用于在掩模的缺陷部分上沉積阻擋膜，凈化氣體朝光學(xué)窗口注入以防止在激光束照射的光學(xué)窗口上形成薄膜，以及保護(hù)氣體形成一個(gè)氣簾以防止原材料的泄漏。在半色調(diào)掩模的缺陷部分上沉積之后，參與了薄膜沉積的剩余氣體通過(guò)剩余氣體排出單元700排放。剩余氣體排出單元700可包括一個(gè)材料收集器710，其使用一冷卻器從自腔內(nèi)中排出的剩余氣體中收集材料；一個(gè)熱處理部720，其通過(guò)熱處理分離沒(méi)有通過(guò)材料收集器 710從剩余氣體中分離的材料；過(guò)濾器730、740，其將經(jīng)過(guò)材料收集器和熱處理部的排放氣體過(guò)濾以分離金屬顆粒；一個(gè)泵750，其通過(guò)連接至腔的剩余氣體排放管線以恒定壓力或更大的壓力來(lái)抽吸剩余氣體；以及一個(gè)排氣通量控制器，其通過(guò)控制泵的壓力來(lái)調(diào)節(jié)剩余氣體排放管線的排放壓力。應(yīng)理解的是，這些各個(gè)部件被連接至排氣管線。過(guò)濾器包括一個(gè)用于過(guò)濾大顆粒的主過(guò)濾器730，以及一個(gè)用于過(guò)濾細(xì)小顆粒的輔助過(guò)濾器740。熱處理部720是由一個(gè)加熱器構(gòu)成的。在根據(jù)這一實(shí)施方案的系統(tǒng)中，氣體供應(yīng)單元被連接至管道以用于將氣體供應(yīng)至腔，以及每個(gè)管道都設(shè)置有加熱器以將原材料加熱到升華溫度或更高的溫度。通常，原材料可被加熱到比原材料的升華溫度高約10°c的溫度。如此，注入的氣體通過(guò)加熱器加熱，使得承載氣體可與升華的原材料相混合，且使得當(dāng)凈化氣體或保護(hù)氣體到達(dá)腔時(shí)，該氣體可有效地與原材料混合。盡管在這一實(shí)施方案中用于凈化氣體和保護(hù)氣體的氣體供應(yīng)單元是與承載氣體供應(yīng)單元分立形成的，但這些氣體可從一個(gè)共同的供應(yīng)單元處供應(yīng)，因?yàn)槎栊詺怏w或氮?dú)饪晒餐赜米鳛槌休d氣體、凈化氣體和保護(hù)氣體。換句話說(shuō)，在惰性氣體或氮?dú)鈴臍怏w供應(yīng)單元被供應(yīng)至腔中后，該惰性氣體或氮?dú)饪赏ㄟ^(guò)不同的管道被供應(yīng)至腔中以用作不同的氣體。圖6和7示出了在圖5中所示的修復(fù)系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)500和腔600的實(shí)施例。在附圖中，相同的元件由相同的參考標(biāo)記號(hào)標(biāo)出。在本發(fā)明中，整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)500是為以下目的而設(shè)置的將激光束照射到供應(yīng)至腔600中的原材料，以在半色調(diào)掩模的缺陷部分上沉積該原材料。參見(jiàn)圖6，光學(xué)系統(tǒng)500包括多個(gè)分束器S，其位于輻射激光束的激光頭單元之下的激光束輻射路徑中；一個(gè)控制激光束的縫隙掩模510 ；—個(gè)管透鏡MO ；—個(gè)物鏡550 ； — 個(gè)腔C，其具有一光學(xué)窗口 ；一個(gè)基板560 ；—個(gè)自動(dòng)對(duì)焦部520 ；—個(gè)CXD攝像機(jī)530 ；以及多個(gè)燈L1、L2和L3。參見(jiàn)圖7，該光學(xué)系統(tǒng)采用D印激光器和Zap激光器作為激光器，且除了圖6中示出的光學(xué)系統(tǒng)的部件之外，還包括激光束產(chǎn)生器Ql、Q2。腔C可具有一個(gè)通過(guò)表層膜(through-pellicle)的功能，能使腔沿激光通路移動(dòng)，以便當(dāng)半色調(diào)掩模在薄膜沉積后具有缺陷時(shí)執(zhí)行后修復(fù)處理。在傳統(tǒng)的光掩模處理中， 由于表層膜是在掩模缺陷被修復(fù)后作為保護(hù)膜而附接至掩模的，故而存在當(dāng)這種保護(hù)膜被附接至掩模后就再不能修復(fù)該掩模的問(wèn)題。然而，在本發(fā)明中，由于激光束具有透過(guò)用于保護(hù)膜的材料的波長(zhǎng)，那么是可以在保護(hù)膜被附接至掩模后再修復(fù)掩模的。例如，在將原材料沉積到半色調(diào)掩模的缺陷部分后，執(zhí)行附接保護(hù)膜的過(guò)程。然后，如果發(fā)現(xiàn)在半色調(diào)膜中存在缺陷，則將腔沿激光通路移動(dòng)一個(gè)預(yù)定距離，且用激光束照射半色調(diào)膜的缺陷以修復(fù)該半色調(diào)膜。移動(dòng)該腔使得表層膜被附接至插入在掩模和待附接的表層膜之間的表層膜附接框，且使得當(dāng)該腔位于所存在的位置時(shí)不能實(shí)施修復(fù)過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，執(zhí)行修復(fù)過(guò)程的方法和系統(tǒng)包括使用激光束將缺陷從半色調(diào)掩模中除去；在缺陷區(qū)域上有效地形成阻擋膜；調(diào)節(jié)阻擋膜的厚度；以及實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)透過(guò)率，同時(shí)，即便是在表層膜形成之后，也能提供除去缺陷這一功能，由此保證了修復(fù)部分處的均勻的透過(guò)率，且通過(guò)在修復(fù)后除去開(kāi)放性的缺陷而保證半色調(diào)掩模的修復(fù)的穩(wěn)定性，且降低了制造成本。盡管結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方案，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是， 這些實(shí)施方案僅以例證的方式給出，且在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可做出各種不同修改、變型、替換及其等價(jià)變化。本發(fā)明的范圍應(yīng)僅由所附的權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種半色調(diào)掩模修復(fù)的方法，其通過(guò)向原材料照射激光束而在缺陷部分上沉積該原材料來(lái)修復(fù)半色調(diào)掩模上的半色調(diào)部的缺陷部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述缺陷部分的修復(fù)包括 從半色調(diào)部中除去缺陷部分，以及在半色調(diào)部的除去缺陷部分的那一部分上沉積半色調(diào)薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述原材料包括Cr、Cu、Ag、Au、Al、Co、Fe、Mo、Ni、 Pb、Ti、W、Si、Si、0、N以及C中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述半色調(diào)薄膜是由選自MoxOy、Mo+Si、Mo+SixNy、 Mo+Si02、Wx0y、W+Si、W+SixNy、W+Si02、Cr、Cr+ff+Si02, Cr+ff+SixNy, CrxOy, Cr+Si, Cr+SixNy、 Cr+Si02、Cr+Mo+SixNy、Cr+Mo+Si02、Cr+Mo+ff+SixNy 以及 Cr+Mo+W+Si& 的一種材料形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述缺陷部分上的沉積包括在缺陷部分上沉積 Mo或W ；以及在該沉積成的膜上再沉積Si、SiO2和SiJw中任何一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述缺陷部分的除去包括根據(jù)一個(gè)與缺陷部分的圖案匹配的圖案來(lái)除去缺陷部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述缺陷部分的除去包括使用借以補(bǔ)償激光束圓形形狀邊緣處的尺寸的光學(xué)鄰近糾正(OPC)掩模來(lái)除去缺陷部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述缺陷部分的除去包括相對(duì)于激光束的源執(zhí)行邊緣鎖定，以防止從半色調(diào)部中除去無(wú)缺陷的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，還包括通過(guò)在沉積半色調(diào)薄膜后測(cè)量透過(guò)率來(lái)調(diào)節(jié)半色調(diào)薄膜的透過(guò)率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述透過(guò)率的調(diào)節(jié)是在0.01-10%的范圍內(nèi)執(zhí)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述缺陷部分的除去和所述半色調(diào)薄膜的沉積都是使用具有小于或等于400nm的波長(zhǎng)的激光束來(lái)執(zhí)行的。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述半色調(diào)薄膜的沉積是使用具有IHz-IOkHz的脈沖重復(fù)率的激光束來(lái)執(zhí)行的。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在所述半色調(diào)薄膜的沉積中，原材料是使用 50-500sccm通量的承載氣體來(lái)供應(yīng)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述原材料是在20-80°C的溫度下提供的，以降低原材料的蒸發(fā)壓力。
15.一種半色調(diào)掩模的修復(fù)系統(tǒng)，包括 一個(gè)腔，用于薄膜的沉積；一個(gè)原材料生成/供應(yīng)單元，其將原材料供應(yīng)至腔中；以及一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，其輻射激光束以將原材料離子化且在腔內(nèi)的半色調(diào)掩模的缺陷部分上沉積半色調(diào)薄膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括一個(gè)激光源以及一個(gè)激光頭單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述激光源發(fā)射具有400nm的波長(zhǎng)的激光束。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述激光源發(fā)射具有IHz-IOkHz的脈沖重復(fù)率的激光束。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述原材料生成/供應(yīng)單元包括一個(gè)原材料生成部，其存儲(chǔ)待供應(yīng)至腔中的原材料，且將原材料升華以將升華的原材料與承載氣體混合；以及一個(gè)溫度控制單元，其將承載氣體或原材料維持在其升華溫度或更高的溫度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述原材料生成部的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述溫度控制單元包括一個(gè)加熱器，其加熱原材料；一個(gè)溫度傳感器，其檢測(cè)加熱器中的溫度；以及一個(gè)溫度控制器，其基于溫度傳感器檢測(cè)的溫度來(lái)控制加熱器的溫度。
22.根據(jù)權(quán)利要求15或19所述的系統(tǒng)，其中所述原材料生成/供應(yīng)單元被連接到至少一個(gè)承載氣體供應(yīng)單元，該承載氣體供應(yīng)單元供應(yīng)將原材料輸送到腔中的承載氣體。
23.根據(jù)權(quán)利要求15或19所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)凈化氣體供應(yīng)單元，其將凈化氣體通過(guò)一個(gè)凈化管道供應(yīng)至腔中，以凈化腔中剩余的原材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)剩余氣體排放單元，其在腔內(nèi)的反應(yīng)之后，將剩余氣體從腔中排出到外面。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中所述剩余氣體排放單元包括一個(gè)材料收集器，其從自腔內(nèi)排出的剩余氣體中收集材料；一個(gè)熱處理部，其通過(guò)熱處理分離沒(méi)有通過(guò)材料收集器從剩余氣體中分離的材料；一個(gè)過(guò)濾器，其過(guò)濾穿過(guò)材料收集器和熱處理部的排放氣體；一個(gè)泵，其抽吸穿過(guò)過(guò)濾器的排放氣體；以及一個(gè)調(diào)節(jié)泵壓力的排放壓力/通量控制器。
26.根據(jù)權(quán)利要求15或19所述的系統(tǒng)，其中所述原材料包括Cr、Cu、Ag、Au、Al、Co、 Fe、Mo、Ni、Pb、Ti、W、Zn、Si、0、N 以及 C 中至少一種。
27.根據(jù)權(quán)利要求15或19所述的系統(tǒng)，其中所述半色調(diào)薄膜是由選自Mox0y、Mo+Si、 Mo+SixNy、Mo+SiO2, Wx0y、W+Si、W+SixNy、W+Si02、Cr、Cr+ff+Si02, Cr+ff+SixNy, CrxOy, Cr+Si, Cr+SixNy、Cr+Si02、Cr+Mo+SixNy、Cr+Mo+Si02、Cr+Mo+W+SixNy 以及 Cr+Mo+W+Si& 的一種材料形成的。
全文摘要
本公開(kāi)內(nèi)容涉及一種用于修復(fù)半色調(diào)掩模的方法和系統(tǒng)，其可通過(guò)執(zhí)行一個(gè)修復(fù)過(guò)程來(lái)確保修復(fù)部分均勻的透過(guò)率，且即便是在表層膜形成之后，也能提供除去缺陷這一功能，所述修復(fù)過(guò)程包括使用激光束從半色調(diào)掩模中除去缺陷；在缺陷區(qū)域上有效地形成阻擋膜；調(diào)節(jié)阻擋膜的厚度；以及實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)透過(guò)率。
文檔編號(hào)G03F1/00GK102236248SQ201010153020
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者鄭鐘甲, 金一鎬 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Cowindst