專(zhuān)利名稱(chēng)：光罩、光罩的制成方法以及使用該光罩的圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種用于半導(dǎo)體集成電路裝置制造的精細(xì)圖案形成用的光罩、光罩制成方法以及使用該光罩的圖案形成方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了高集成化使用半導(dǎo)體所實(shí)現(xiàn)的大規(guī)模集成電路裝置(以下稱(chēng)為L(zhǎng)SI)，使得電路圖案的精細(xì)化變得愈來(lái)愈重要。其結(jié)果，構(gòu)成電路的配線圖案的細(xì)線化，或者是介于絕緣層連結(jié)經(jīng)過(guò)多層化的配線之間的接觸孔圖案(以下稱(chēng)為接觸圖案)的精細(xì)化變得非常重要。
以下，就以前的光曝光系統(tǒng)構(gòu)成的配線圖案的細(xì)線化及接觸圖案的精細(xì)化，使用正性抗蝕過(guò)程加以說(shuō)明。在此，線圖案是未通過(guò)曝光光線使抗蝕膜感光的部分，亦即，在顯像后所殘存的抗蝕部分(抗蝕圖案)。又，空間圖案是通過(guò)曝光光線使抗蝕膜感光了的部分，亦即通過(guò)顯像除去抗蝕劑所形成的開(kāi)口部分(抗蝕劑除去圖案)。又，接觸圖案是通過(guò)抗蝕膜的顯像除去孔狀的部分，亦可認(rèn)為是空間圖案中特別細(xì)小的部分。此外，在取代正性抗蝕過(guò)程而使用負(fù)性抗蝕過(guò)程時(shí)，只要分別更換上述的線圖案及空間圖案的各自的定義即可。
(第1以前例)做為以前的細(xì)線圖案形成方法，提案了一種通過(guò)移相器強(qiáng)調(diào)的通過(guò)光罩圖案所產(chǎn)生的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，形成精細(xì)寬度的線圖案的方法(例如，除了H.Y.Liu之外，Proc.SPIE、Vol.3334、P.2(1998))。
以下，就使用移相器的以前線圖案的形成方法，參照?qǐng)D面加以說(shuō)明。
圖28(a)，是表示成為形成對(duì)象的期望圖案(抗蝕圖案)的陣列的一個(gè)例子。如圖28(a)所示，圖案800是具有所規(guī)定尺寸以下的部分圖案800a。
圖28(b)及圖28(c)，是用于形成圖28(a)所示的圖案的以前的2枚光罩的平面圖。如圖28(b)所示，在第1光罩810中，于透過(guò)性襯底811上形成有完全遮光膜812(曝光光線的透過(guò)率大致為0％)。又，在完全遮光膜812上，設(shè)置了以成為透光部分的第1開(kāi)口部分813及成為移相器的第2開(kāi)口部分814挾住為形成部分圖案800a的遮光圖案812a。該成為移相器的第2開(kāi)口部分814，是以成為透光部分的第1開(kāi)口部分813為基準(zhǔn)產(chǎn)生180度的相位差的方式使曝光光線透過(guò)。又，如圖28(c)所示，在第2光罩820中，于透過(guò)性襯底821上，通過(guò)與第1光罩810的遮光圖案812a的組合，形成了為使期望圖案800(參照?qǐng)D28(a))形成的遮光圖案822。
使用圖28(b)及圖28(c)所示的兩片光罩的圖案形成方法如下述。首先，使用第1光罩810，對(duì)于涂敷有通過(guò)正性抗蝕劑構(gòu)成的抗蝕膜的基板進(jìn)行曝光。然后，以形成有圖28(a)所示的圖案800的方式進(jìn)行第2光罩820的位置合對(duì)之后，使用第2光罩820進(jìn)行曝光。接下來(lái)，通過(guò)對(duì)抗蝕膜進(jìn)行顯像，可形成如圖28(a)所示的抗蝕圖案。這時(shí)，通過(guò)使用第2光罩820的曝光可除去僅使用第1光罩810進(jìn)行曝光時(shí)所殘存的多余圖案(圖案800以外的其他圖案)。其結(jié)果，可形成僅使用第2光罩820進(jìn)行曝光所無(wú)法形成的細(xì)小寬度的部分圖案800a。
該方法中，挾住通過(guò)所規(guī)定尺寸以下的完全遮光膜構(gòu)成的圖案(亦即遮光圖案)而配置有透光部分與移相器時(shí)，由于可使分別透過(guò)透光部分(開(kāi)口部分)及移相器衍射至遮光圖案的背面一側(cè)的光線彼此抵消，因此可提高遮光圖案的遮光性，以形成所規(guī)定尺寸以下的線圖案。
(第2以前例)以前提案了一種使用半色調(diào)移相器的方法作為細(xì)小接觸圖案的形成方法。在該半色調(diào)移相光罩中，設(shè)置有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的透光部分(移相器中的開(kāi)口部分)。又，遮光部分與曝光光線相對(duì)具有低透過(guò)率(3至6％左右)且以透過(guò)開(kāi)口部分的光為基準(zhǔn)設(shè)置有以180度的反相位使光透過(guò)的移相器。
以下，參照?qǐng)D29(a)至圖29(g)說(shuō)明以半色調(diào)移相光罩構(gòu)成圖案形成方法的原理。
圖29(a)，是在成為光罩表面所設(shè)計(jì)的完全遮光部分的鉻膜上設(shè)有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分的光罩的平面圖，圖29(b)，是透過(guò)圖29(a)所示的光罩謄寫(xiě)在與被曝光材料上的AA′線對(duì)應(yīng)的位置上的光的振幅強(qiáng)度。圖29(c)，是在光罩表面所設(shè)的移相器上設(shè)置有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的鉻膜作為完全遮光部分的光罩平面圖，圖29(d)，是透過(guò)圖29(c)所示的光罩謄寫(xiě)在與被曝光材料上的AA′線對(duì)應(yīng)的位置上的光的振幅強(qiáng)度。圖29(e)，是在成為光罩表面所設(shè)的遮光部分的移相器上設(shè)置有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分而成的光罩(亦即半色調(diào)移相光罩)平面圖，圖29(f)及圖29(g)，是分別透過(guò)圖29(e)所示的光罩謄寫(xiě)在與被曝光材料上的AA′線對(duì)應(yīng)的位置上的光的振幅強(qiáng)度及光強(qiáng)度。
如圖29(b)、圖29(d)及圖29(f)所示，透過(guò)圖29(e)所示的半色調(diào)移相光罩的光的振幅強(qiáng)度，是成為分別透過(guò)于圖29(a)及圖29(c)所示的光罩的光線的振幅強(qiáng)度之和。亦即，在圖29(e)所示的半色調(diào)移相光罩中，成為遮光部分的移相器是不僅使曝光光線的一部分透過(guò)，亦使透過(guò)該移相器的光以通過(guò)開(kāi)口部分的光為基準(zhǔn)使其產(chǎn)生180度的相位差的方式而形成。因此，如圖29(b)及圖29(d)所示，透過(guò)移相器的光與透過(guò)開(kāi)口部分的光的相位相反，又由于具有反相位的振幅強(qiáng)度分布，因此當(dāng)使圖29(b)所示的振幅強(qiáng)度分布與圖29(d)所示的振幅強(qiáng)度分布合成時(shí)，如圖29(f)所示，因移相變化將產(chǎn)生使振幅強(qiáng)度成為0的移相邊界。其結(jié)果，如圖29(g)所示，在成為移相邊界的開(kāi)口部分的端部分(以下稱(chēng)為移相端)上，以振幅強(qiáng)度的平方所表示的光強(qiáng)度亦成為0，因而形成較暗的黑暗部分。故，在透過(guò)圖29(e)所示的半色調(diào)移相光罩的光的象中，由于在開(kāi)口部分周邊可實(shí)現(xiàn)非常強(qiáng)烈的對(duì)比度，因此可形成細(xì)小接觸圖案。
在此，本說(shuō)明書(shū)中，說(shuō)明在曝光中所使用的曝光光源。圖30(a)至圖30(c)，是表示以前所使用的曝光光源的形狀。對(duì)于圖30(a)所示的一般曝光光源，斜射入曝光光源是在與光罩的光源中心對(duì)應(yīng)的部分上除掉垂直射入的光成分，意指圖30(b)或圖30(c)所示的光源。代表性的斜射入曝光光源是具有圖30(b)所示的輪帶曝光光源及圖30(c)所示的四重極曝光光源。雖若干依存于目的圖案，一般四重極曝光光源在對(duì)比度的強(qiáng)調(diào)上或焦點(diǎn)深度(DOF)的放大上比輪帶曝光光源更為有效。
(發(fā)明所要解決的課題)然而，在第1以前例的圖案形成方法中，具有如下所述的課題。
(1)通過(guò)在透光部分與移相器之間挾住遮光圖案，使與遮光圖案對(duì)應(yīng)的遮光象的對(duì)比度提高，透光部分與移相器必須以所規(guī)定的尺寸以內(nèi)之間隔相鄰。另外，在光罩上透光部分與移相器以不挾住遮光圖案的方式配置時(shí)，將形成與透光部分及移相器的邊界對(duì)應(yīng)的遮光象。因此，由于僅通過(guò)圖28(b)所示的第1光罩無(wú)法形成任意形狀的圖案，因此為了制作一般的LSI的圖案陣列等具有復(fù)雜形狀的圖案，除了圖28(b)所示的第1光罩的外，必須使用如圖28(c)所示的第2光罩進(jìn)行的曝光。其結(jié)果，在光罩費(fèi)用增加的同時(shí)，因?yàn)槲⒂暗墓ば驍?shù)增加將導(dǎo)致生產(chǎn)量降低或制造成本增加。
(2)在成為形成對(duì)象的期望圖案(抗蝕圖案)為復(fù)雜的圖案形狀時(shí)(例如在所規(guī)定尺寸以內(nèi)的T字狀)，由于無(wú)法將遮光圖案全體僅設(shè)置在彼此為反相位的透光部分與移相器之間，因此無(wú)法使T字狀遮光圖案的遮光性提高。因而，限制了可利用移相器的效果的圖案陣列。
又，在第2以前例的圖案形成方法中，具有如下的課題。
(3)根據(jù)半色調(diào)移相光罩，難以通過(guò)使用相同的曝光源的曝光，同時(shí)且以滿足的規(guī)格進(jìn)行與已獨(dú)立配置的獨(dú)立接觸圖案的形成密接配置的密集接觸圖案的形成。同樣地，難以通過(guò)使用相同的曝光源的曝光，同時(shí)且以可滿足的規(guī)格進(jìn)行與已獨(dú)立配置的獨(dú)立線圖案的形成密接配置的密集線圖案的形成。亦即，在形成獨(dú)立接觸圖案時(shí)，通過(guò)使用干涉度低于0.5程度的小光源，該光源是僅進(jìn)行垂直射入至光罩的垂直射入成分的照明(參照?qǐng)D30(a))，以進(jìn)行斜射入曝光，可實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高及高的焦點(diǎn)深度。然而，通過(guò)垂直射入曝光形成密集接觸圖案時(shí)，將明顯地使對(duì)比度及焦點(diǎn)深度惡化。另外，在形成密集接觸圖案時(shí)，例如使用除掉垂直射入成分(來(lái)自光源中心的照明成分)的輪帶照明的光源(參照?qǐng)D30(b))，該光源是僅進(jìn)行對(duì)光罩傾斜射入的斜射入成分的照明，以進(jìn)行斜射入曝光，可實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高及高的焦點(diǎn)深度。然而，通過(guò)斜射入曝光形成獨(dú)立接觸圖案時(shí)，將使對(duì)比度及焦點(diǎn)深度明顯惡化。
(4)根據(jù)半色調(diào)移相光罩，以可滿足的規(guī)格同時(shí)進(jìn)行獨(dú)立空間圖案的形成與獨(dú)立線圖案的形成甚為困難。亦即，在形成獨(dú)立空間圖案時(shí)，通過(guò)垂直射入曝光，可實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高及高的焦點(diǎn)深度。然而，欲通過(guò)垂直射入曝光形成獨(dú)立線圖案時(shí)，將使對(duì)比度及焦點(diǎn)深度明顯惡化。另外，在形成獨(dú)立線圖案時(shí)，通過(guò)斜射入曝光，可實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高及高的焦點(diǎn)深度。然而，欲通過(guò)斜射入曝光形成獨(dú)立空間圖案時(shí)，將使對(duì)比度及焦點(diǎn)深度明顯惡化。如此，在使用半色調(diào)移相光罩時(shí)，與獨(dú)立空間圖案(亦包含獨(dú)立接觸圖案)相對(duì)的最適照明條件、及與密集空間圖案(亦包含密集接觸圖案)或獨(dú)立線圖案相對(duì)的最適照明條件為相反關(guān)系。因此，根據(jù)相同照明條件，難以以為最好的規(guī)格同時(shí)進(jìn)行獨(dú)立線圖案的形成或密集空間圖案的形成。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述所論述的觀點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種不需依存圖案的形狀或密集程度，在相同的曝光條件下可形成精細(xì)圖案的光罩、其制作方法及使用這個(gè)光罩的圖案形成方法。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明所涉及的光罩，是在對(duì)于曝光光線來(lái)說(shuō)具有透光性的透過(guò)性襯底上，設(shè)置對(duì)于上述曝光光線來(lái)說(shuō)具有遮光性的光罩圖案、及在上述透過(guò)性襯底上未形成有上述光罩圖案的透光部分為前提，上述光罩圖案是由以下部分所構(gòu)成即，以上述透光部分為基準(zhǔn)使用同相位使上述曝光光線透過(guò)的半遮光部分、及以上述透光部分為基準(zhǔn)使用反相位使上述曝光光線透過(guò)的移相器，半遮光部分，是具有使上述曝光光線部分透過(guò)的透過(guò)率，移相器，是設(shè)置在由透過(guò)該移相器的光可抵消透過(guò)透光部分及半遮光部分的光的一部分的位置上。
根據(jù)本發(fā)明的光罩，光罩圖案是通過(guò)半遮光部分于移相器所構(gòu)成，以由透過(guò)移相器的光可抵消透過(guò)透光部分及半遮光部分的光的一部分的方式配置有移相器。因此，由于可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案對(duì)應(yīng)的遮光象的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，因此不需依存于圖案的形狀或密集程度，在相同的曝光條件下可形成精細(xì)圖案。
在本發(fā)明的光罩中，與曝光光線相對(duì)的半遮光部分的透過(guò)率以低于15％為最好。
這樣做，在圖案形成時(shí)可達(dá)成防止抗蝕膜的膜減或者使抗蝕劑感度的最優(yōu)化。尤其是與曝光光線相對(duì)的半遮光部分的透過(guò)率高于6％且低于15％時(shí)，可提高DOF(焦點(diǎn)深度)或者對(duì)比度，在圖案形成時(shí)防止抗蝕膜的膜減或使抗蝕劑感度的最優(yōu)化兩者成立。
在本發(fā)明的光罩中，半遮光部分，是以透光部分為基準(zhǔn)，以(-30+360×n)度以上且(30+360×n)度以下(n是整數(shù))的相位差使曝光光線透過(guò)，且移相器以透光部分為基準(zhǔn)，以(150+360×n)度以上且(210+360×n)度以下(n是整數(shù))的相位差使曝光光線透過(guò)亦可。亦即，在本說(shuō)明書(shū)中，(-30+60×n)度以上且(30+360×n)度以下(n是整數(shù))的相位差屬于同相位，(150+60×n)度以上且(210+360×n)度以下(n是整數(shù))的相位差則是反相位。
在本發(fā)明的光罩中，移相器是配置在距光罩圖案的透光部分的邊界(0.8×λ/NA)×M以下的部分(λ為曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)。
這樣做，使圖案形成的曝光界限提高。
在本發(fā)明的光罩中，以包圍透光部分的方式設(shè)置有光罩圖案，且當(dāng)移相器設(shè)置在光罩圖案的透光部分附近時(shí)，移相器的寬度以在(0.3×λ/NA)×M以下(λ為曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)為最好。
如此，使圖案形成的聚焦界限提高。但是，移相器的寬度以可獲得移相器的光學(xué)性作用(0.1(λ/NA)×M以上為最好。
在本發(fā)明的光罩中，光罩圖案是以包圍透光部分的方式設(shè)置，移相器是在光罩圖案的透光部分附近以通過(guò)半遮光部分與透光部分挾住的方式設(shè)置為最好。
如此，可強(qiáng)調(diào)透過(guò)透光部分的光的象的周邊部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。
在本發(fā)明的光罩中，光罩圖案是以包圍透光部分的方式設(shè)置，移相器是在光罩圖案的透光部分附近以通過(guò)半遮光部分包圍的方式設(shè)置為最好。
如此，可強(qiáng)調(diào)透過(guò)透光部分的光的象的周邊部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，且難以因光罩尺寸的誤差使光強(qiáng)度分布受影響。
在本發(fā)明的光罩中，光罩圖案是通過(guò)透光部分予以包圍，移相器是通過(guò)半遮光部分予以包圍。
如此，可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案對(duì)應(yīng)的遮光象的中心部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。又，這時(shí)，光罩圖案的寬度是在(0.8×λ/NA)×M以下(λ為曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)時(shí)，可確實(shí)獲得上述的功效。又，這時(shí)，移相器的寬度是在(0.4×λ/NA)×M以下時(shí)，將使圖案形成的曝光界限更加提高。再者，這時(shí)，當(dāng)移相器的寬度在(0.1×λ/NA)×M以上且(0.4×λ/NA)×M以下時(shí)，將同時(shí)提高曝光界限及DOF。
在本發(fā)明的光罩中，光罩圖案是通過(guò)透光部分包圍的線狀圖案，移相器是于光罩圖案的線寬度方向的中央部分以通過(guò)半遮光部分挾住的方式設(shè)置為最好。
如此，可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案對(duì)應(yīng)的線狀的遮光象的中心部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。又，這時(shí)，光罩圖案的寬度是在(0.8×λ/NA)×M以下(λ為曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)時(shí)，可確實(shí)獲得上述的功效。又，這時(shí)，移相器的寬度是在(0.4×λ/NA)×M以下時(shí)，將使圖案形成的曝光界限更加提高。再者，這時(shí)，當(dāng)移相器的寬度在(0.1×λ/NA)×M以上且(0.4×λ/NA)×M以下時(shí)，將同時(shí)提高曝光界限及DOF。
在本發(fā)明的光罩中，光罩圖案是通過(guò)透光部分所包圍的線狀圖案，移相器是至少在光罩圖案的線寬度方向的兩端部分上以分別挾住半遮光部分的方式設(shè)置為最好。
如此，可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案對(duì)應(yīng)的遮光象的輪廓部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。
在本發(fā)明的光罩中，光罩圖案是通過(guò)透光部分所包圍的線狀圖案，移相器是在光罩圖案的線寬度方向的兩端部分及中央部分以上分別挾住半遮光部分的方式設(shè)置為最好。
如此，可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案對(duì)應(yīng)的遮光象的輪廓部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。又，因?yàn)槔冒胝诠獠糠?，可防止在遮光象的中心部分產(chǎn)生旁瓣(sidelobe)。又，這時(shí)，當(dāng)光罩圖案的寬度在(λ/NA)×M以下(λ為曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)時(shí)，可確實(shí)獲得上述功效。再者，這時(shí)，當(dāng)移相器的寬度是在(0.3×λ/NA)×M以下時(shí)，可更加提高在圖案形成時(shí)的聚焦界限。
在本發(fā)明的光罩中，光罩圖案是通過(guò)透光部分所包圍的線狀圖案，移相器是于光罩圖案的線寬度方向的兩端部分以通過(guò)半遮光部分別挾住的方式設(shè)置為最好。
如此，可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案對(duì)應(yīng)的遮光象的輪廓部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，且難以因光罩尺寸誤差影響光強(qiáng)度分布。
在本發(fā)明的光罩中，光罩圖案是通過(guò)透光部分所包圍的線狀圖案，移相器是在光罩圖案的線寬度方向的兩端部分及中央部分以通過(guò)半遮光部分別包圍的方式設(shè)置為最好。
如此，可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案對(duì)應(yīng)的遮光象的輪廓部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，且難以因光罩尺寸的誤差影響光強(qiáng)度分布。又，因?yàn)槔冒胝诠獠糠?，可防止在遮光象的中心部分產(chǎn)生旁瓣。
在本發(fā)明的光罩中，透光部分具有第1透光部分與第2透光部分，光罩圖案以包圍第1透光部分與第2透光部分的方式設(shè)置，移相器是設(shè)置于第1透光部分與第2透光部分之間的中央部分，半遮光部分以設(shè)置于移相器的兩側(cè)為最好。
如此，可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案的一對(duì)透光部分所挾住的部分對(duì)應(yīng)的遮光象的中心部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。又，這時(shí)，當(dāng)?shù)?透光部分與第2透光部分之間隔在(0.8×λ/NA)×M以下(λ為曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)時(shí)，可確實(shí)獲得上述功效。又，這時(shí)，當(dāng)移相器的寬度在(0.4×λ/NA)×M以下時(shí)，將使圖案形成的曝光界限更加提高。再者，這時(shí)，當(dāng)移相器的寬度在(0.1×λ/NA)×M以上且(0.4×λ/NA)×M以下時(shí)，將同時(shí)提高曝光界限及DOF。
有關(guān)本發(fā)明的圖案形成方法，是以使用本發(fā)明的光罩的圖案制作方法為前提的，具有以下工序在基板上形成抗蝕膜的工序；介于光罩對(duì)抗蝕膜照射曝光光線的工序；對(duì)已照射了曝光光線的抗蝕膜進(jìn)行顯像，形成抗蝕圖案的工序。
根據(jù)本發(fā)明的圖案形成方法，可獲得與本發(fā)明的光罩相同的功效。又，在本發(fā)明的圖案形成方法中，在照射曝光光線的工序中使用斜射入照明法為最好。如此，在透過(guò)光罩的光的強(qiáng)度分布中，使分別與光罩圖案及透光部分對(duì)應(yīng)的部分之間的對(duì)比度提高。又，光強(qiáng)度分布的聚焦特性亦提高。因而，將使圖案形成時(shí)的曝光界限及聚焦界限提高。
有關(guān)本發(fā)明的第1光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，是以本發(fā)明的光罩的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法為前提的，具有以下工序依據(jù)使用光罩所欲形成的圖案決定光罩圖案的形狀，并設(shè)定半遮光部分的透過(guò)率的第1工序；在第1工序之后，以低于光罩圖案的所規(guī)定尺寸抽出透光部分所挾住的區(qū)域的第2工序；及在第2工序之后，在所抽出的區(qū)域及光罩圖案的透光部分的附近插入移相器的第3工序。
根據(jù)第1光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，可強(qiáng)調(diào)透過(guò)透光部分的光的象的周邊部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，且可實(shí)現(xiàn)防止遮光象的中心部分的旁瓣的產(chǎn)生的光罩。
在第1光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，具有在移相器與透光部分之間插入所規(guī)定尺寸以下的半遮光部分的工序。
如此，可實(shí)現(xiàn)難以受到因光罩尺寸的誤差而影響光強(qiáng)度分布的光罩。
在第1光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，具有以低于光罩圖案的所規(guī)定尺寸在透光部分所挾住的區(qū)域上插入以透光部分為基準(zhǔn)且使用反相位使上述曝光光線透過(guò)的其他移相器。
如此，可實(shí)現(xiàn)用以防止旁瓣的產(chǎn)生的光罩。這時(shí)，其他移相器是以透光部分為基準(zhǔn)，以(150+360×n)度以上且(210+360×n)度以下(n為整數(shù))的移相差使曝光光線透過(guò)亦可。
在第1光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，從光罩圖案的中抽出具有所規(guī)定尺寸以下的寬度的線狀的圖案端部分，在與該已抽出的圖案端部分的線方向平行的周緣部分上插入其他的移相器的工序。
如此，可實(shí)現(xiàn)用以防止線圖案端部分之后退的光罩。又，在線圖案接近其他圖案時(shí)，實(shí)現(xiàn)可防止圖案之間的橋接的光罩。
在第1光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，還包括從光罩圖案中抽出角部分(corner)，在距光罩圖案的已抽出的角部分的屈折點(diǎn)所規(guī)定尺寸以內(nèi)的區(qū)域配置移相器的情況下，將移相器置換為半遮光部分，或者是縮小移相器的尺寸的工序?yàn)樽詈谩?br> 如此，可實(shí)現(xiàn)能形成具有所期望的形狀的圖案角部分的光罩。
在第1光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，在固定移相器的尺寸的狀態(tài)下修正半遮光部分的尺寸，使所用光罩所欲形成的圖案具有所期望的尺寸的工序?yàn)樽詈谩?br> 如此，可實(shí)現(xiàn)與光罩尺寸的變更相對(duì)的圖案(抗蝕圖案)尺寸的變動(dòng)量小的光罩，亦即可形成具有期望的尺寸的圖案的光罩。
有關(guān)本發(fā)明的第2光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，是以本發(fā)明的光罩的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法為前提，具有以下工序依據(jù)使用光罩所欲形成的圖案決定光罩圖案的形狀，并設(shè)定半遮光部分的透過(guò)率的第1工序；在第1工序之后，抽出光罩圖案的寬度低于所規(guī)定尺寸的區(qū)域的第2工序；及在第2工序之后，在所抽出的區(qū)域及光罩圖案的寬度超過(guò)所規(guī)定尺寸的區(qū)域的周緣部分上插入移相器的第3工序。
根據(jù)第2光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，實(shí)現(xiàn)可強(qiáng)調(diào)分別與光罩圖案的寬度小的部分對(duì)應(yīng)的遮光象的中心部分；以及與光罩圖案的寬度大的部分對(duì)應(yīng)的遮光象的輪廓部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度的光罩。
在第2光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，具有在移相器與透光部分之間插入所規(guī)定尺寸以下的半遮光部分的工序?yàn)樽詈谩?br> 如此，可實(shí)現(xiàn)難以因光罩尺寸的誤差而影響光強(qiáng)度分布。
第2光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，光罩圖案的寬度超過(guò)所規(guī)定的尺寸的區(qū)域上，插入以透光部分為基準(zhǔn)且使用反相位使曝光光線透過(guò)的其他移相器的工序?yàn)樽詈谩?br> 如此，可實(shí)現(xiàn)用以防止旁瓣產(chǎn)生的光罩。這時(shí)，其他移相器是以透光部分為基準(zhǔn)，以(150+360×n)度以上且(210+360×n)度以下(n為整數(shù))的移相差使曝光光線透過(guò)亦可。
第2光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，還具有從光罩圖案之中抽出具有所規(guī)定尺寸以下的寬度的線狀的圖案端部分，在與該已抽出的圖案端部分的線方向平行的周緣部分上插入其他的移相器的工序?yàn)樽詈谩?br> 如此，可實(shí)現(xiàn)用以防止線圖案端部分后退的光罩。又，在線圖案接近其他圖案時(shí)，實(shí)現(xiàn)可防止圖案之間的橋接的光罩。
第2光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，還具有從光罩圖案中抽出角部分，在距光罩圖案的已抽出的角部分的屈折點(diǎn)所規(guī)定尺寸以內(nèi)的區(qū)域配置移相器的情況下，將移相器置換為半遮光部分，或者縮小移相器的尺寸的工序?yàn)樽詈谩?br> 如此，可形成具有期望的形狀的圖案角部分的光罩。
第2光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中，在第3工序之后，還具有固定移相器的尺寸的狀態(tài)下修正半遮光部分的尺寸，使所用光罩所欲形成的圖案具有期望尺寸的工序?yàn)樽詈谩?br> 如此，可實(shí)現(xiàn)與光罩尺寸的變更相對(duì)的圖案(抗蝕圖案)尺寸的變動(dòng)量小的光罩，亦即可實(shí)現(xiàn)形成具有期望尺寸的圖案的光罩。


圖1，是表示使用本發(fā)明的第1實(shí)施方式的輪廓強(qiáng)調(diào)法的光罩的平面圖。
圖2(a)至圖2(g)，是表示用以說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理的圖。
圖3(a)至圖3(f)，是表示用以說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)法的移相器的尺寸界限的圖。
圖4(a)至圖4(d)，是表示用以說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)法的移相器的尺寸界限的圖。
圖5(a)至圖5(f)，是表示用以說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，從各種光源位置進(jìn)行曝光形成獨(dú)立圖案時(shí)的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度變化的圖。
圖6(a)至圖6(f)，是表示用以說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，從各種光源位置進(jìn)行曝光形成密集圖案時(shí)的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度變化的圖。
圖7(a)至圖7(e)，是表示用以說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的DOF改善效果的圖。
圖8(a)至圖8(f)，是表示用以說(shuō)明對(duì)于本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的半遮光部分的透過(guò)率的對(duì)比度及DOF的依存性的圖。
圖9(a)至圖9(f)，是表示通過(guò)設(shè)有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分的本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的半遮光部分與移相器所構(gòu)成的具有遮光性的光罩圖案的變化圖。
圖10，是以圖9(b)所示的本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的光罩圖案為基本構(gòu)造，與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分緊密配置了的，本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖。
圖11(a)及圖11(b)，是表示用以說(shuō)明對(duì)于本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的開(kāi)口部分的尺寸的DOF的依存性的圖。
圖12，是表示使用本發(fā)明第2實(shí)施方式的中心線強(qiáng)調(diào)法的光罩的平面圖。
圖13(a)至圖13(c)，是表示用以說(shuō)明本發(fā)明的中心線強(qiáng)調(diào)法的原理。
圖14(a)及圖14(b)，是表示本發(fā)明的圖象強(qiáng)調(diào)光罩的移相器的形狀的變化圖。
圖15(a)至圖15(c)，是表示使用成為移相器的開(kāi)口部分的尺寸不同的復(fù)數(shù)個(gè)本發(fā)明的圖象強(qiáng)調(diào)光罩，仿真計(jì)算出從各種曝光光線射入方向進(jìn)行曝光時(shí)的DOF特性的結(jié)果。
圖16(a)及圖16(b)，是表示說(shuō)明在本發(fā)明的圖象強(qiáng)調(diào)光罩中，使用半遮光部分作為構(gòu)成光罩圖案的遮光部分的優(yōu)點(diǎn)的圖。
圖17，是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法的流程圖。
圖18(a)至圖18(d)，是表示使用本發(fā)明第3實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，形成空間圖案形成用的光罩圖案時(shí)的各工序圖。
圖19(a)至圖19(d)，是表示使用本發(fā)明第3實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，形成空間圖案形成用的光罩圖案時(shí)的各工序圖。
圖20(a)至圖20(d)，是表示使用本發(fā)明第3實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，形成線圖案形成用的光罩圖案時(shí)的各工序圖。
圖21(a)至圖21(c)，是表示使用本發(fā)明第3實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，形成線圖案形成用的光罩圖案時(shí)的各工序圖。
圖22，是表示使用本發(fā)明第3實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法的光罩圖案的線寬度插入移相器的方法的圖。
圖23，是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的光罩的平面圖。
圖24(a)至圖24(f)，是表示分別為圖23的AA′線的剖視圖。
圖25(a)至圖25(d)，是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的圖案形成方法的各工序圖的剖視圖。
圖26(a)至圖26(e)，是表示對(duì)于本發(fā)明第6實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法的線端部分的變形補(bǔ)償方法。
圖27(a)至圖27(f)，是表示對(duì)于本發(fā)明第6實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法的角部分的變形補(bǔ)償方法。
圖28(a)，是表示以前的圖案形成方法中成為形成對(duì)象的所期望的圖案的陣列例子，圖28(b)及圖28(c)，是表示分別用于形成圖28(a)所示的圖案的以前的兩片光罩的平面圖。
圖29(a)至圖29(g)，是表示用以說(shuō)明以前的半色調(diào)移相器的圖案形成方法的原理的圖。
圖30(a)，是表示一般曝光光源的形狀圖，圖30(b)，是表示輪帶曝光光源的形狀圖，圖30(c)，是表示四重極曝光光源的形狀圖。
(符號(hào)說(shuō)明)1輪廓強(qiáng)調(diào)光罩 31移相器膜2透過(guò)性襯底40透過(guò)性襯底3半遮光部分41遮光膜4透光部分(開(kāi)口部分)50透過(guò)性襯底5移相器51半遮光膜6圖象強(qiáng)調(diào)光罩 60透過(guò)性襯底7透過(guò)性襯底61半遮光膜8半遮光部分62移相器膜9移相器100 襯底10 透過(guò)性襯底101 被加工膜11 第1移相器膜 102 抗蝕膜12 第2移相器膜 102a 潛象部分20 透過(guò)性襯底103 曝光光線21 半遮光膜 104 透過(guò)光30 透過(guò)性襯底105 抗蝕圖案
具體實(shí)施例方式
(第1實(shí)施方式)首先，說(shuō)明本申請(qǐng)案發(fā)明者在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)所考察的提高光罩的解象度的方法，具體而言，是說(shuō)明使用了為提高獨(dú)立空間圖案的解象度的“輪廓強(qiáng)調(diào)法”的光罩。
圖1，是使用本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的輪廓強(qiáng)調(diào)法的光罩(以下稱(chēng)為輪廓強(qiáng)調(diào)光罩)，具體而言，是設(shè)有與獨(dú)立接觸圖案對(duì)應(yīng)的透光部分的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖。
如圖1所示，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1是具有相對(duì)于曝光光線具有透過(guò)性的透過(guò)性襯底2、形成于透過(guò)性襯底2的主面且具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率的半遮光部分3、在透過(guò)性襯底2的主面上以包圍半遮光部分3的方式形成且與獨(dú)立接觸圖案對(duì)應(yīng)的透光部分(開(kāi)口部分)4、在透過(guò)性襯底2的主面的半遮光部分3與透光部分4之間以包圍透光部分4的方式形成的環(huán)狀移相器5。輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1，是由以透光部分4為基準(zhǔn)使曝光光線同相位透過(guò)的半遮光部分3、以透光部分4為基準(zhǔn)使用反相位使曝光光線透過(guò)的移相器5所構(gòu)成的具有遮光性的光罩圖案。
此外，在本說(shuō)明書(shū)中，(-30+360×n)度以上且(30+360×n)以下(n為整數(shù))的相位差被視為同相位，(150+360×n)度以上且(210+360×n)度以下(n為整數(shù))的相位差則被視為反相位。
又，相對(duì)于曝光光線半遮光部分3的透過(guò)率為15％以下，最好的是為6％以上15％以下。這樣的半遮光部分3的材料，是如可使用Cr(鉻)、Ta(鉭)、Zr(鋯)或者M(jìn)o(鉬)等金屬或者是由上述金屬的合金構(gòu)成的薄膜(厚度小于50nm)。具體而言，上述合金有Ta-Cr合金、Zr-Si合金或者是Mo-Si合金等。而且，當(dāng)欲增加半遮光部分3的厚度時(shí)，亦可使用含有ZrSiO、Cr-Al-O、TaSiO或者是MoSiO等氧化物的材料。
又，相對(duì)于曝光光線移相器5的透過(guò)率，高于半遮光部分3的透過(guò)率且低于透光部分4的透過(guò)率。
<輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理>
接下來(lái)，說(shuō)明本實(shí)施方式所使用的，為提高獨(dú)立空間圖案解象度的“輪廓強(qiáng)調(diào)法”，以利用正性抗蝕過(guò)程形成接觸圖案的情況為例加以說(shuō)明。在此，“輪廓強(qiáng)調(diào)法”，若適用于正性抗蝕過(guò)程的細(xì)小空間圖案時(shí)，則與其形狀無(wú)關(guān)而完全相同成立的原理。又，“輪廓強(qiáng)調(diào)法”，若使用于負(fù)性抗蝕過(guò)程時(shí)，只要考慮將正性抗蝕過(guò)程的細(xì)小空間圖案置換成細(xì)小圖案(抗蝕圖案)亦可完全同樣地加以應(yīng)用。
圖2(a)至圖2(g)，是為說(shuō)明在接觸圖案形成區(qū)域強(qiáng)調(diào)光的謄寫(xiě)象的原理的圖。
圖2(a)，是在形成于透過(guò)性襯底表面且具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率的半遮光部分上設(shè)有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分而成的光罩平面圖。又，圖2(b)，是透過(guò)圖2(a)所示的光罩謄寫(xiě)在與被曝光材料上的AA′線對(duì)應(yīng)位置的光的振幅強(qiáng)度。
圖2(c)，是在形成于透過(guò)性襯底主面的完全遮光部分上，以與圖2(a)所示的開(kāi)口部分的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的方式設(shè)有環(huán)狀移相器而成的光罩平面圖。又，圖2(d)，是透過(guò)圖2(c)所示的光罩謄寫(xiě)在與被曝光材料上的AA′線對(duì)應(yīng)位置的光的振幅強(qiáng)度。在此，由于圖2(d)所示的光的振幅強(qiáng)度，是該光透過(guò)移相器的光，故相對(duì)于圖2(b)所示的光的振幅強(qiáng)度為反相位的關(guān)系。
圖2(e)，是本實(shí)施方式所涉及的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的一例，形成于透過(guò)性襯底主面的半遮光部分且設(shè)有與圖2(a)所示的光罩相同的接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分，且與圖2(c)所示的光罩相同的環(huán)狀移相器設(shè)置于開(kāi)口部分的周邊區(qū)域而成的光罩的平面圖。又，圖2(f)及圖2(g)，是透過(guò)圖2(e)所示的光罩謄寫(xiě)在與被曝光材料上的AA′線對(duì)應(yīng)的位置的光的振幅強(qiáng)度及光強(qiáng)度(光的振幅強(qiáng)度的平方)。
以下，說(shuō)明透過(guò)圖2(e)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的光的謄寫(xiě)象被強(qiáng)調(diào)的原理。圖2(e)所示的光罩的構(gòu)造，是形成在透過(guò)性襯底上形成使圖2(a)的半遮光部分與圖2(c)的移相器重合的構(gòu)造。又，如圖2(b)、圖2(d)及圖2(f)所示，透過(guò)圖2(e)所示的光罩的光的振幅強(qiáng)度，是使分別透過(guò)圖2(a)及圖2(c)所示的光罩的光的振幅強(qiáng)度重合的分布而成。在此，從圖2(f)可知，在圖2(e)所示的光罩中，透過(guò)開(kāi)口部分的周邊所配置的移相器的光，是可抵消透過(guò)開(kāi)口部分及半遮光部分的光的一部分。從而，在圖2(e)所示的光罩中，若以抵消包圍開(kāi)口部分的輪廓部分的光的方式調(diào)整透過(guò)移相器的光的強(qiáng)度，則如圖2(g)所示，可形成使與開(kāi)口部分周邊對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度減少至大約接近于0的值的光強(qiáng)度分布。
又，在圖2(e)所示的光罩中，透過(guò)移相器的光是強(qiáng)力抵消開(kāi)口部分周邊的光，此外稍微抵消開(kāi)口部分中央附近的光。結(jié)果，如圖2(g)所示，透過(guò)圖2(e)所示的光罩的光可獲得從開(kāi)口部分向其周邊部分而變化的光強(qiáng)度分布的側(cè)面傾向而增大的功效。從而，透過(guò)圖2(e)所示的光罩的光的強(qiáng)度分布，由于成為具有簡(jiǎn)單的側(cè)面，因此可形成對(duì)比度高的光強(qiáng)度的象。
以上為本發(fā)明強(qiáng)調(diào)光強(qiáng)度的像(圖象)的原理。亦即，沿著使用具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率的半遮光部分而形成的光罩的開(kāi)口部分的輪廓部分配置移相器，在以圖2(a)所示的光罩所形成的光強(qiáng)度的像中，可形成與開(kāi)口部分的輪廓部分對(duì)應(yīng)的非常暗的黑暗部分。由此，在開(kāi)口部分的光強(qiáng)度與其輪廓部分的光強(qiáng)度之間形成已強(qiáng)調(diào)對(duì)比度的光強(qiáng)度分布。在本說(shuō)明書(shū)中，將依據(jù)這種原理進(jìn)行圖象強(qiáng)調(diào)的方法稱(chēng)做“輪廓強(qiáng)調(diào)法”，同時(shí)將實(shí)現(xiàn)該原理的光罩稱(chēng)為“輪廓強(qiáng)調(diào)光罩”。
在此，就成為本發(fā)明基本原理的輪廓強(qiáng)調(diào)法與以前依據(jù)半色調(diào)移相光罩的原理的不同點(diǎn)加以說(shuō)明。在輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理中，最重要的一點(diǎn)是，透過(guò)半遮光部分及開(kāi)口部分的光的一部分是由透過(guò)移相器的光予以抵消，由此在光強(qiáng)度分布內(nèi)形成黑暗部分。也就是，移相器就如同進(jìn)行不透明圖案動(dòng)作這一點(diǎn)。因此，如圖2(f)所見(jiàn)的一樣，即使透過(guò)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的光的振幅強(qiáng)度，通過(guò)在相同的相位一側(cè)的強(qiáng)度變化形成黑暗部分。于是，僅在該狀態(tài)下由斜射入曝光光線可使對(duì)比度提高。
此外，對(duì)于具有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分的以前半色調(diào)移相光罩進(jìn)行曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布，如圖29(g)所示，在開(kāi)口部分的周邊形成較暗的黑暗部分。然而，比較以前的半色調(diào)移相光罩進(jìn)行曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布的圖29(f)、及輪廓強(qiáng)調(diào)光罩進(jìn)行曝光時(shí)的光的振幅強(qiáng)度的圖2(f)，明顯存在有如下的不同點(diǎn)。亦即，如圖29(f)所示，對(duì)于半色調(diào)移相光罩進(jìn)行曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布，存在有相位邊界，且如圖29(g)所示，通過(guò)該相位邊界即相位端產(chǎn)生光強(qiáng)度分布的黑暗部分，以實(shí)現(xiàn)圖象強(qiáng)調(diào)。然而，因相位端形成的黑暗部分，為獲得對(duì)比度的強(qiáng)調(diào)效果，需要垂直射入至光罩的光的成分。換而言之，即使通過(guò)斜射入曝光而產(chǎn)生相位邊界，亦不致因相位端形成黑暗部分，結(jié)果無(wú)法獲得對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。這就是即使對(duì)半色調(diào)移相光罩進(jìn)行斜射入曝光，亦不會(huì)產(chǎn)生對(duì)比度效果的理由。從而，對(duì)于半色調(diào)移相光罩而言，必須使用干涉度低的小光源進(jìn)行曝光。相對(duì)于此，如圖2(f)所示，由于對(duì)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩進(jìn)行曝光時(shí)的振幅強(qiáng)度分布不會(huì)產(chǎn)生相位邊界，故即使是通過(guò)斜射入曝光的成分，亦可用高對(duì)比度在細(xì)小的獨(dú)立空間圖案形成時(shí)形成所需的光的謄寫(xiě)象。
<輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的移相器寬度的最優(yōu)化>
接下來(lái)，輪廓強(qiáng)調(diào)法中，在詳細(xì)表示通過(guò)斜射入曝光可獲得高對(duì)比度之前，即使為如圖2(e)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的構(gòu)造，當(dāng)移相器的寬度過(guò)度變大時(shí)，說(shuō)明無(wú)法獲得輪廓強(qiáng)調(diào)法的效果。
圖3(a)，是在形成于透過(guò)性襯底表面且具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率的半遮光部分上，設(shè)置有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分、及位于包圍該開(kāi)口部分的區(qū)域位置的小寬度移相器而成的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩平面圖。又，圖3(b)，是表示相對(duì)于圖3(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，與使用干涉度σ＝0.4的小光源進(jìn)行曝光時(shí)的AA′線對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布的計(jì)算結(jié)果，圖3(c)，是與圖3(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩相對(duì)應(yīng)，與使用輪帶照明進(jìn)行曝光時(shí)的AA′線對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布的計(jì)算結(jié)果。
又，圖3(d)，是在形成于透過(guò)性襯底表面且具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率的半遮光部分上，設(shè)置有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分、及位于包圍該開(kāi)口部分的區(qū)域的位置的大寬度移相器而成的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩平面圖。又，圖3(e)，是與圖3(d)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩相對(duì)，與使用干涉度σ＝0.4的小光源進(jìn)行曝光時(shí)的AA′線對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布的計(jì)算結(jié)果，圖3(f)，是相對(duì)于圖3(d)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，與使用輪帶照明進(jìn)行曝光時(shí)的AA′線對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布的計(jì)算結(jié)果。
在此，圖3(d)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的移相器的寬度，是設(shè)定為當(dāng)輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理不成立時(shí)則過(guò)度變大。具體而言，圖3(a)及圖3(d)所示的開(kāi)口部分尺寸均為四邊是220nm的四方形，圖3(a)所示的移相器寬度為60nm，圖3(d)所示的移相器寬度為150nm。又，輪帶照明是使用如圖30(b)所示的輪帶曝光光源，具體而言，是使用外徑σ＝0.75、內(nèi)徑σ＝0.5的2/3輪帶。又，曝光條件，是使用光源波長(zhǎng)λ＝193nm(ArF光源)、開(kāi)口數(shù)NA＝0.6。再者，移相器的透過(guò)率為6％。此外，在以下的說(shuō)明中，在并非特別限制的情況下，是將曝光光線的光強(qiáng)度設(shè)為1時(shí)的相對(duì)光強(qiáng)度來(lái)表示光強(qiáng)度。
如圖3(b)及圖3(c)所示，在使用輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理成立的圖3(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩時(shí)，因移相器的不透明化作用產(chǎn)生的黑暗部分是不限于光源的種類(lèi)，且光強(qiáng)度分布的對(duì)比度因輪帶照明而可獲得較高的值。
另外，當(dāng)移相器使用過(guò)大的如圖3(d)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩時(shí)，由于透過(guò)移相器的光變得過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致振幅強(qiáng)度分布形成反相位的強(qiáng)度分布。在這種狀況下，與半色調(diào)移相光罩相同的原理產(chǎn)生作用。其結(jié)果，如圖3(e)及圖3(f)所示，在進(jìn)行小光源的曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布中，因相位端形成有黑暗部分以表現(xiàn)出對(duì)比度強(qiáng)調(diào)，此外在進(jìn)行斜射入曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布時(shí)，由于未因相位端形成有黑暗部分，故形成有對(duì)比度非常差的像。
亦即，為了實(shí)現(xiàn)輪廓強(qiáng)調(diào)法，在光罩構(gòu)造中，不僅于半遮光部分所包圍的開(kāi)口部分周邊配置有移相器，亦必須限制透過(guò)該移相器內(nèi)的光。后者只要根據(jù)機(jī)械的原理，使透過(guò)移相器的光具有抵消透過(guò)半遮光部分及開(kāi)口部分的光強(qiáng)以上的強(qiáng)度，且該振幅強(qiáng)度分布中意味著未形成固定大小以上的反相位的強(qiáng)度分布。
實(shí)際上為了限制透過(guò)移相器的光，對(duì)應(yīng)于移相器的透過(guò)率，可使用在其寬度上設(shè)計(jì)條件(具體而言為上限)的方法。以下，就該條件而言，使用考察通過(guò)透過(guò)移相器的光抵消來(lái)自移相器周邊光的條件的結(jié)果(參照?qǐng)D4(a)至圖4(d))進(jìn)行說(shuō)明。
如圖4(a)所示，使用在透過(guò)性襯底上設(shè)有透過(guò)率為T(mén)、線寬度為L(zhǎng)的移相器的光罩(移相光罩)曝光，將被曝光材料上與光罩圖案中心的對(duì)應(yīng)位置上產(chǎn)生的光強(qiáng)度設(shè)為Ih(L、T)。又，如圖4(b)所示，取代移相光罩的移相器而設(shè)置有完全遮光膜的光罩(遮光罩)的曝光，將被曝光材料上的與光罩圖案的中心對(duì)應(yīng)的位置上產(chǎn)生的光強(qiáng)度設(shè)為Ic(L)。又，如圖4(c)所示，取代移相光罩的移相器而設(shè)有一般的透光部分(開(kāi)口部分)，且取代移相器的透光部分而設(shè)有通過(guò)完全遮光膜所構(gòu)成的遮光部分的光罩(透過(guò)光罩)中，將被曝光材料上的與光罩圖案的中心對(duì)應(yīng)的位置上產(chǎn)生的光強(qiáng)度設(shè)為Io(L)。
圖4(d)，是表示在使用圖4(a)所示的移相光罩進(jìn)行曝光時(shí)，以光的等高線表示將移相器的透過(guò)率T及光罩圖案的線寬度L進(jìn)行種種變化時(shí)的光強(qiáng)度Ih(L、T)的仿真結(jié)果，縱軸及橫軸分別表示透過(guò)率T及線寬度L。在此，重疊畫(huà)出了表示T＝Ic(L)/Io(L)關(guān)系的曲線。又，仿真條件是曝光光線的波長(zhǎng)λ＝0.193μm(ArF光源)、曝光機(jī)的投影光學(xué)系的開(kāi)口數(shù)NA＝0.6、曝光光源的干涉度σ＝0.8(一般光源)。
如圖4(d)所示，以T＝Ic(L)/Io(L)的關(guān)系表示光強(qiáng)度Ih(L、T)成為最小的條件。這是因?yàn)槲锢砩媳硎就高^(guò)移相器內(nèi)的光的光強(qiáng)度T×Io(L)與透過(guò)移向器外的光的光強(qiáng)度Ic(L)平衡的關(guān)系。因而，透過(guò)移相器內(nèi)的光變?yōu)檫^(guò)剩，振幅強(qiáng)度分布表現(xiàn)反相位的振幅強(qiáng)度的移相器的寬度L是成為T(mén)×Io(L)大于Ic(L)的寬度L。
又，雖然因?yàn)楣庠吹姆N類(lèi)會(huì)有些許不同，當(dāng)透過(guò)透過(guò)率為1的移相器內(nèi)的光與透過(guò)移向器外的光平衡時(shí)的寬度L為0.3×λ(光源波長(zhǎng))/NA(開(kāi)口數(shù)))程度(圖4(d)為100nm左右)，從種種的仿真結(jié)果獲得經(jīng)驗(yàn)。再者，從圖4(d)可知，為防止光過(guò)度透過(guò)具有6％以上的透過(guò)率的移相器內(nèi)，與透過(guò)率為1(100％)的移相器相比，其寬度L必須設(shè)在2倍以下。亦即，為防止光過(guò)度透過(guò)具有6％以上的透過(guò)率移相器內(nèi)，移相器的寬度L的上限必須在0.6×λ/NA以下。
在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩應(yīng)用以上的考察時(shí)，在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩上透過(guò)移相器外的光，由于實(shí)質(zhì)上不是考慮透過(guò)移相器的兩側(cè)，而是僅考慮透過(guò)單側(cè)的情形即可，因此輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的移相器的寬度L的上限亦可考慮為上述考察的上限的一半即可。因而，在移相器的透過(guò)率高于6％時(shí)，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的移相器的寬度L的上限是在0.3×λ/NA以下。然而，該條件尚不足夠，當(dāng)移相器的透過(guò)率高于6％時(shí)，移相器的寬度L的上限必須小于0.3×λ/NA。但是，移相器的寬度L以高于可獲得移相器的光學(xué)性作用的0.1×λ/NA較為理想。
此外，在本說(shuō)明書(shū)中，在無(wú)特別限制的情況下，雖然將移相器寬度等種種的光罩尺寸換算成被曝光材料上的尺寸加以表示，但光罩實(shí)際尺寸是通過(guò)將曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的縮小倍率M乘以換算尺寸，可簡(jiǎn)單地求出。
<輪廓強(qiáng)調(diào)光罩與斜射入曝光的組合的對(duì)比度>
接下來(lái)，通過(guò)從各種光源位置對(duì)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩進(jìn)行曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度的變化，詳細(xì)說(shuō)明在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中進(jìn)行斜射入曝光可實(shí)現(xiàn)圖象強(qiáng)調(diào)的情況。
圖5(a)，是輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的一個(gè)例子的平面圖。在此，半遮光部分的透過(guò)率為7.5％，移相器及開(kāi)口部分的透過(guò)率為100％。又，開(kāi)口部分的尺寸(換算為被曝光晶片的尺寸)為200nm的正方形，移相器的寬度為50nm。
圖5(c)是與圖5(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩相對(duì)，通過(guò)光學(xué)仿真以開(kāi)口數(shù)NA計(jì)算從已規(guī)格化的種種光源位置的點(diǎn)光源進(jìn)行曝光時(shí)的與圖5(a)的線分AA′對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布，讀取與該計(jì)算結(jié)果(例如圖5(b)所示的光強(qiáng)度分布)的開(kāi)口部分中央相當(dāng)?shù)奈恢玫墓鈴?qiáng)度Io，表示該光強(qiáng)度Io與各光源位置相對(duì)的標(biāo)繪結(jié)果。在此，表示光源波長(zhǎng)λ為193nm(ArF光源)、開(kāi)口數(shù)NA＝0.6的條件進(jìn)行光學(xué)計(jì)算的仿真結(jié)果。此外，在以下的說(shuō)明中并非為特別的限制，在進(jìn)行光學(xué)仿真時(shí)，以波長(zhǎng)λ＝193nm(ArF光源)、開(kāi)口數(shù)NA＝0.6的條件進(jìn)行計(jì)算。
如圖5(c)所示，開(kāi)口部分中央的光強(qiáng)度Io是在距外側(cè)的光源位置(距離圖5(c)的原點(diǎn)較遠(yuǎn)的光學(xué)位置)的點(diǎn)光源愈遠(yuǎn)時(shí)進(jìn)行曝光其光強(qiáng)度愈大。亦即，可知以斜射入成分的強(qiáng)光源進(jìn)行曝光將使對(duì)比度變強(qiáng)。參照?qǐng)D面進(jìn)行具體說(shuō)明。圖5(d)、圖5(e)及圖5(f)是描繪點(diǎn)光源分別位于圖5(c)所示的取樣點(diǎn)P1、P2及P3時(shí)與圖5(a)的AA′線對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布。如圖5(d)、圖5(e)及圖5(f)所示，依據(jù)點(diǎn)光源的位置位于外側(cè)，換而言之，依據(jù)位于大的斜射入光源位置，可形成高對(duì)比度的像。
從以上的結(jié)果可清楚得知，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩是可實(shí)現(xiàn)以前的半色調(diào)移相光罩無(wú)法實(shí)現(xiàn)的通過(guò)斜射入曝光形成接觸圖案等細(xì)小的獨(dú)立空間圖案以強(qiáng)調(diào)光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。
接下來(lái)，說(shuō)明對(duì)于設(shè)有與密集的接觸圖案對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口部分的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，從各種光源位置進(jìn)行曝光時(shí)，光強(qiáng)度分布相對(duì)于對(duì)比度的光源位置的依存性。
圖6(a)，是設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口部分的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩一例的平面圖。在此，半遮光部分的透過(guò)率為7.5％，移相器及開(kāi)口部分的透過(guò)率為100％。如圖6(a)所示，在挾住移相器密接配置開(kāi)口部分的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，一邊的開(kāi)口部分周邊所設(shè)的移相器與一開(kāi)口部分相鄰的其他開(kāi)口部分的周邊所設(shè)的移相器結(jié)合。此外，各開(kāi)口部分的尺寸(換算為各曝光晶片上的尺寸)為200nm的正方形，各開(kāi)口部分的反覆周期(換算為各曝光晶片上的尺寸)為270nm。從而，移相器的寬度(換算為各曝光晶片上的尺寸)為70nm。
圖6(c)，是相對(duì)于圖6(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，通過(guò)光學(xué)仿真計(jì)算以開(kāi)口數(shù)NA從已規(guī)格化的種種光源位置的點(diǎn)光源進(jìn)行曝光時(shí)與圖6(a)的AA′線對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布，讀取與該計(jì)算結(jié)果(例如圖6(b)所示的光強(qiáng)度分布)的開(kāi)口部分中央位置相當(dāng)?shù)墓鈴?qiáng)度Io，表示該光強(qiáng)度Io與各光源位置相對(duì)的標(biāo)繪結(jié)果。
如圖6(c)所示，開(kāi)口部分中央的光強(qiáng)度Io的分布與各光源位置相對(duì)并非呈同心圓狀變化，是依存于開(kāi)口部分的反覆周期使光強(qiáng)度Io的分布形狀變化，此外基本上在外側(cè)的光源位置上存在對(duì)比度高的區(qū)域。圖6(c)所示的光強(qiáng)度Io的分布狀況是稱(chēng)為圖30(c)所示的四重極曝光光源，從45度方向的傾斜位置射入至光罩圖案的配置方向的光可獲得最高的對(duì)比度。圖6(d)、圖6(e)及圖6(f)，是描繪點(diǎn)光源分別位于圖6(c)所示的樣點(diǎn)P1、P2及P3時(shí)，與圖6(a)的AA′線對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布曲線。如圖6(d)、圖6(e)及圖6(f)所示，依據(jù)點(diǎn)光源的位置位于外側(cè)，換而言之，依據(jù)位于大的斜射入光源位置可形成高對(duì)比度的像。
從以上的結(jié)果可清楚得知，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩在形成密集的接觸圖案時(shí)與形成獨(dú)立接觸圖案時(shí)相同，在各光強(qiáng)度分布的像中可實(shí)現(xiàn)最高的對(duì)比度的是位于外側(cè)的光源位置。因而，可知通過(guò)對(duì)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩進(jìn)行斜射入曝光，可強(qiáng)調(diào)光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，且形成獨(dú)立接觸圖案與密集接觸圖案。
<輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的焦點(diǎn)深度>
接下來(lái)，說(shuō)明通過(guò)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩所形成的光強(qiáng)度分布的焦點(diǎn)深度(DOF)增加的情況。在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩上合并使用半遮光部分增加DOF的效果及通過(guò)移相器的輔助增加DOF的效果，將使DOF飛躍地增加。
以下，說(shuō)明使用本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成接觸圖案時(shí)圖案的規(guī)格尺寸(CDCritical Dimension)的聚焦依存性，亦即DOF特性，與以前使用的鉻光罩、半色調(diào)光罩及半色調(diào)移相光罩相比較的仿真結(jié)果。
圖7(a)，是在形成于透過(guò)性襯底主面的半遮光部分上設(shè)有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分(寬度W)、位于包圍該開(kāi)口部分的區(qū)域的移相器(寬度d)而成的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖。又，圖7(b)是在形成于透過(guò)性襯底主面的成為完全遮光部分的鉻膜上，設(shè)有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分(寬度W)而成的鉻光罩的平面圖。又，圖7(c)，是在形成于透過(guò)性襯底主面的半遮光部分上設(shè)有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分(寬度W)而成的半色調(diào)光罩的平面圖。再者，圖7(d)，是在形成于透過(guò)性襯底主面的成為遮光部分的移相器上，設(shè)有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分(寬度W)而成的半色調(diào)移相光罩的平面圖。此外，寬度W及寬度d等的光罩尺寸是通過(guò)使用圖7(a)至圖7(d)所示的各光罩的最適聚焦?fàn)顟B(tài)的曝光所形成的各接觸圖案的尺寸，在相同的曝光量中調(diào)整為相同的尺寸(具體言之為0.12μm)。
圖7(e)，是表示使用圖7(a)至圖7(d)所示的各光罩進(jìn)行曝光的DOF特性。此外，在光學(xué)仿真中使用斜射入曝光即四重極曝光。又，將最適聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦位置設(shè)為基準(zhǔn)的0μm。如圖7(e)所示，與鉻光罩的DOF特性相比，半色調(diào)光罩的DOF特性是提高了，與半色調(diào)光罩的DOF相比，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的DOF特性可更加提高。又，半色調(diào)移相光罩的DOF特性比鉻光罩的DOF特性差。
從以上的結(jié)果可知，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的DOF特性比在以前的鉻光罩、半色調(diào)光罩及半色調(diào)移相光罩中任一個(gè)DOF特性更可提高。
<輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的半遮光部分的透過(guò)率依存性>
到此為止，說(shuō)明了通過(guò)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩提高對(duì)比度及DOF的方法，接下來(lái)說(shuō)明對(duì)比度及DOF對(duì)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的半遮光部分的透過(guò)率的依存性。具體而言，依據(jù)仿真結(jié)果(圖8(b)至圖8(f))說(shuō)明使用圖8(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的圖案形成的各種界限。圖8(b)，是表示進(jìn)行曝光時(shí)所形成的光強(qiáng)度分布。在圖8(b)中，欲形成寬度100nm的孔圖案時(shí)所定義的各種界限的值亦表示于圖中。具體而言，臨界強(qiáng)度Ith是使抗蝕膜感光的光強(qiáng)度，相對(duì)于該值定義各種界限值。例如，當(dāng)將Ip設(shè)為光強(qiáng)度分布的峰值時(shí)，Ip/Ith成為與抗蝕膜感光的感度成比例的值，而該值以愈高愈好。又，將Ib設(shè)為透過(guò)半遮光部分的光的基礎(chǔ)強(qiáng)度時(shí)，當(dāng)Ith/Ib愈高，則意味在圖案形成時(shí)不會(huì)產(chǎn)生抗蝕膜的膜減少等狀況，該值以愈高愈好。一般期望Ith/Ib的值在2以上。根據(jù)以上所述說(shuō)明各界限。
圖8(c)，是表示圖案形成時(shí)與半遮光部分的透過(guò)率相對(duì)的DOF特性的依存性的計(jì)算結(jié)果。在此，DOF定義為圖案的規(guī)格尺寸的變化在10％以內(nèi)時(shí)的聚焦位置的寬度。如圖8(c)所示，在提高DOF時(shí)半遮光部分的透過(guò)率以越高越好。又，圖8(d)，是表示圖案形成時(shí)相對(duì)于半遮光部分的透過(guò)率的峰值Ip的計(jì)算結(jié)果。如圖8(d)所示，在提高峰值Ip即對(duì)比度時(shí)，半遮光部分的透過(guò)率以越高越好。從以上結(jié)果可知，在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，半遮光部分的透光率是越高越好。具體而言，如圖8(c)及圖8(d)所示，透過(guò)率從0％上升至6％之間，將使界限的提高率變大，因此就可以理解最好使用透過(guò)率大于6％以上的半遮光部分的理由了。
圖8(e)，是表示圖案形成時(shí)相對(duì)于半遮光部分的透過(guò)率的Ith/Ip的計(jì)算結(jié)果。如圖8(e)所示，Ith/Ib是當(dāng)半遮光部分的透過(guò)率愈高則變得愈低，在提高Ith/Ip時(shí)，半遮光部分的透過(guò)率以過(guò)高是不理想的。具體而言，當(dāng)半遮光部分的透過(guò)率為15％時(shí)，Ith/Ib就會(huì)變得小于2。又，圖8(f)，是表示圖案形成時(shí)相對(duì)于半遮光部分的透過(guò)率的Ip/Ith的計(jì)算結(jié)果。如圖8(f)所示，當(dāng)半遮光部分的透過(guò)率為15％左右時(shí)，Ip/Ith處于峰值。
如以上所說(shuō)明的，在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，DOF或者是對(duì)比度是當(dāng)半遮光部分的透過(guò)率愈高而愈高，其效果是在半遮光部分的透過(guò)率超過(guò)6％時(shí)更為顯著。另外，從防止圖案形成時(shí)的抗蝕膜的膜減少或者是抗蝕感度的最優(yōu)化等觀點(diǎn)來(lái)看，半遮光部分的透過(guò)率的最大值以設(shè)為15％左右最為理想。因而，可謂輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的半遮光部分的透過(guò)率的最適值在6％以上15％以下。
<輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的變化>
圖9(a)至圖9(f)，是表示通過(guò)設(shè)有與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的半遮光部分與移相器所構(gòu)成的具遮光性的光罩圖案的變化圖。
圖9(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1a，是具有與圖1所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩相同的構(gòu)成。亦即，具有對(duì)于曝光光線具有透過(guò)性的透過(guò)性襯底2a、形成于透過(guò)性襯底2a上的半遮光部分3a、在半遮光部分3a開(kāi)口而設(shè)且與獨(dú)立接觸圖案相對(duì)的開(kāi)口部分4a、及在半遮光部分3a與開(kāi)口部分4a之間以包圍開(kāi)口部分4a的方式形成的環(huán)狀移相器5a。
圖9(b)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1b是具有對(duì)于曝光光線具有透過(guò)性的透過(guò)性襯底2b、形成于透過(guò)性襯底2b上的半遮光部分3b、在半遮光部分3b開(kāi)口而設(shè)且與獨(dú)立接觸圖案相對(duì)的開(kāi)口部分4b、及通過(guò)具有與開(kāi)口部分4b的各邊相同長(zhǎng)度的四個(gè)矩形的移相器構(gòu)成且與開(kāi)口部分4b的各邊相接的方式形成的移相器5b。該輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1b，是在獨(dú)立圖案形成時(shí)具有與輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1a大致相同的特性。然而，以該輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1b的光罩圖案(通過(guò)半遮光部分3b與移相器5b所構(gòu)成)為基本構(gòu)造，在密接配置與接觸圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分時(shí)，可獲得更有效的效果。圖10，是以圖9(b)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1b的光罩圖案為基本構(gòu)造，密接配置有與接觸圖案相對(duì)的開(kāi)口部分的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖。在圖10的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，由于與各開(kāi)口部分相接的移相器之間的結(jié)合是不會(huì)低于兩方向，因此可防止在移相器之間的結(jié)合部分透過(guò)移相器的反相位的光過(guò)剩的情事。由此，在與輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的開(kāi)口部分對(duì)應(yīng)的場(chǎng)所之外的其他場(chǎng)所，可防止光強(qiáng)度的峰值(即旁瓣，Sidelobe)產(chǎn)生。亦即，使用通過(guò)移相器包圍除了對(duì)角部分的開(kāi)口部分的周?chē)妮喞獜?qiáng)調(diào)光罩(圖9(b)或圖10所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩)時(shí)，不論開(kāi)口部分為獨(dú)立狀態(tài)或密集狀態(tài)，輪廓強(qiáng)調(diào)法皆成立。
圖9(c)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1c，是具有對(duì)于曝光光線具有透過(guò)性的透過(guò)性襯底2c、形成于透過(guò)性襯底2c上的半遮光部分3c、在半遮光部分3c開(kāi)口而設(shè)且與獨(dú)立接觸圖案相對(duì)的開(kāi)口部分4c、及通過(guò)具有長(zhǎng)度比開(kāi)口部分4c的各邊長(zhǎng)度短的四個(gè)矩形的移相器所構(gòu)成，且在與開(kāi)口部分4c的各邊中央及各移相器部分的中央位置對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)下，以與開(kāi)口部分4c的各邊相接的方式形成的移相器5c。在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1c中，通過(guò)固定開(kāi)口部分4c的寬度(大小)且變更移相器5c的各移相器部分的長(zhǎng)度，可進(jìn)行曝光后所形成的抗蝕圖案的尺寸調(diào)整。例如，當(dāng)愈縮短移相器5c的各移相器部分的長(zhǎng)度，則抗蝕圖案的尺寸增大。在此，為了保持輪廓強(qiáng)調(diào)的作用，可變更移相器5c的各移相器部分的長(zhǎng)度的下限，是限定在光源(曝光光線)波長(zhǎng)的一半左右，另外，由于僅變更光罩尺寸的變更量的一半左右而不變更圖案尺寸，因此以調(diào)整移相器部分的長(zhǎng)度作為圖案尺寸調(diào)整方法為相當(dāng)優(yōu)良的方法。
圖9(d)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1d，是具有對(duì)于曝光光線具有透過(guò)性的透過(guò)性襯底2d、形成于透過(guò)性襯底2d上的半遮光部分3d、在半遮光部分3d開(kāi)口而設(shè)且與獨(dú)立接觸圖案相對(duì)的開(kāi)口部分4d、及從半遮光部分3d與開(kāi)口部分4d的邊界僅進(jìn)入所規(guī)定的尺寸的半遮光部分3d側(cè)的位置上所形成的環(huán)狀移相器5d。該移相器5d，是通過(guò)將半遮光部分3d進(jìn)行環(huán)狀開(kāi)口而形成，移相器5d與開(kāi)口部分4d之間介存有環(huán)狀的半遮光部分3d。
圖9(e)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1e，是具有對(duì)于曝光光線具有透過(guò)性的透過(guò)性襯底2e、形成于透過(guò)性襯底2e上的半遮光部分3e、在半遮光部分3e開(kāi)口而設(shè)且與獨(dú)立接觸圖案相對(duì)的開(kāi)口部分4e、及從半遮光部分3e與開(kāi)口部分4e的邊界僅進(jìn)入所規(guī)定的尺寸的半遮光部分3e側(cè)的位置上所形成的環(huán)狀移相器5e。移相器5e，是通過(guò)長(zhǎng)度分別具有比開(kāi)口部分4e的各邊長(zhǎng)度長(zhǎng)的矩形，且在開(kāi)口部分4e的對(duì)角線上使彼此的角部分相接的四個(gè)移相器部分所構(gòu)成。在此，在移相器5e與開(kāi)口部分4e之間介存有環(huán)狀的半遮光部分3e。在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1e中，僅通過(guò)固定移相器5e的大小及配置，并且變更開(kāi)口部分4e的寬度(大小)，可進(jìn)行曝光后所形成的抗蝕圖案的尺寸調(diào)整。例如，依據(jù)增大開(kāi)口部分4e的寬度，使抗蝕圖案的尺寸亦增大。根據(jù)僅變更該開(kāi)口部分的寬度的圖案尺寸調(diào)整法，與同時(shí)對(duì)開(kāi)口部分及移相器部分進(jìn)行比例描繪以進(jìn)行圖案尺寸的調(diào)整的方法相比，可使MEEF(Mask Error Enhancement Factor圖案尺寸變化量與圖案尺寸變化量相對(duì)的比)降低至一半的程度。
圖9(f)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1f，是具有對(duì)于曝光光線具有透過(guò)性的透過(guò)性襯底2f、形成于透過(guò)性襯底2f上的半遮光部分3f、在半遮光部分3f開(kāi)口而設(shè)且與獨(dú)立接觸圖案相對(duì)的開(kāi)口部分4f、及從半遮光部分3f與開(kāi)口部分4f的邊界僅進(jìn)入所規(guī)定的尺寸的半遮光部分3f側(cè)的位置上所形成的環(huán)狀移相器5f。移相器5f是通過(guò)分別具有長(zhǎng)度與開(kāi)口部分4f的各邊長(zhǎng)度相同的矩形且與開(kāi)口部分4f的各邊相對(duì)向的四個(gè)移相器部分所構(gòu)成。在此，移相器5f的各移相器部分的長(zhǎng)度，長(zhǎng)于或短于開(kāi)口部分4f的各邊的長(zhǎng)度均可。根據(jù)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1f，與圖9(c)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1c相同，可進(jìn)行抗蝕圖案的尺寸調(diào)整。
此外，在圖9(d)至圖9(f)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，開(kāi)口部分與移相器之間的半遮光部分的寬度，是期望可以利用移相器達(dá)到光的干涉效果的尺寸，最好的是為λ/NA(λ為曝光光線的波長(zhǎng)、NA為開(kāi)口數(shù))的1/10以下。又，在圖9(a)至圖9(f)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，雖使用正方形為開(kāi)口部分的形狀，亦可為如8角形一樣的多角形或是圓形等。又，移相器的形狀亦不限于連續(xù)的環(huán)形狀或者是復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)方形。例如，通過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)正方形的移相器部分并列，形成移相器亦可。
接下來(lái)，說(shuō)明相對(duì)于輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的開(kāi)口部分與移相器的位置關(guān)系的提高DOF特性的依存性。圖11(a)，是用以求出開(kāi)口部分的尺寸(開(kāi)口寬度)與DOF的關(guān)系的仿真所使用了輪廓強(qiáng)調(diào)光罩構(gòu)造的平面圖，圖11(b)，是對(duì)于開(kāi)口寬度的DOF的依存性的仿真結(jié)果圖。具體而言，圖11(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，一般是定義為在覆蓋透過(guò)性襯底主面的半遮光部分上設(shè)置有寬度W的開(kāi)口部分、位于該開(kāi)口部分的外周上的寬度d的環(huán)狀移相器的構(gòu)造。又，圖11(b)，是表示仿真在圖11(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，將d固定為50nm且使W在170至280nm的范圍內(nèi)變化時(shí)的DOF特性的結(jié)果。在此，仿真的曝光條件是λ為193nm、NA為0.6，使用光源為輪帶曝光光源。
如圖11(b)所示，當(dāng)開(kāi)口部分的寬度W為0.8×λ/NA以下的值時(shí)，由于可獲得移相器的干涉效果，因此DOF成為良好的值。尤其是當(dāng)開(kāi)口部分的寬度W為0.6×λ/NA以下的值時(shí)，DOF的提高效果更加顯著。因而，在開(kāi)口部分與半遮光部分的邊界上設(shè)置有移相器的位置關(guān)系成為用以提高DOF特性的為最好位置關(guān)系(正確地說(shuō)是輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的開(kāi)口部分與移相器的位置關(guān)系)。亦即，在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，通過(guò)移相器的干涉作用對(duì)于開(kāi)口部分中心的影響，特別有提高DOF特性的功效，確實(shí)獲得該功效的開(kāi)口部分的寬度W、即產(chǎn)生強(qiáng)烈的移相器的干涉作用的開(kāi)口部分的寬度W是低于0.8×λ/NA。
如上所述，在圖9(a)至圖9(f)所示的光罩圖案中，從DOF特性的最優(yōu)化的觀點(diǎn)來(lái)看，以在半遮光部分與開(kāi)口部分的邊界上設(shè)置有移相器的圖9(a)至圖9(c)所示的光罩圖案形狀為最好。另外，在抑制MEEF的同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖案尺寸調(diào)整的基礎(chǔ)上，移相器配置于從開(kāi)口部分的邊界僅進(jìn)入半遮光部分一側(cè)所規(guī)定尺寸的位置的圖9(d)至圖9(f)所示的光罩圖案形狀為最好。
此外，在本實(shí)施方式中，雖然以說(shuō)明使成為接觸圖案的空間圖案形成時(shí)為對(duì)象，取而代之，在形成接觸圖案以外的其他空間圖案時(shí)亦可獲得同樣的功效。
又，在本實(shí)施方式中，使用遮光性的光罩圖案為包圍開(kāi)口部分(透光部分)的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成空間圖案時(shí)為對(duì)象進(jìn)行了說(shuō)明。然而，取而代之，使用遮光性的光罩圖案通過(guò)開(kāi)口部分(透光部分)所包圍的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成線圖案時(shí)，例如亦可通過(guò)在線狀的半遮光部分的周邊區(qū)域即光罩圖案的透光部分的附近區(qū)域配置移相器，可獲得相同的功效。這時(shí)，從DOF特性的最優(yōu)化的觀點(diǎn)來(lái)看，以采用在半遮光部分與透光部分的邊界設(shè)置移相器的光罩形狀最為理想。另外，在抑制MEEF的同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖案尺寸調(diào)整的基礎(chǔ)上，以采用移相器從與開(kāi)口部分的邊界僅于所規(guī)定的尺寸配置于半遮光一側(cè)的光罩圖案形狀為最好。
(第2實(shí)施方式)接下來(lái)，說(shuō)明本申請(qǐng)案發(fā)明者在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)所考察的提高光罩的解象度的方法，具體而言，是說(shuō)明提高用以使獨(dú)立空間圖案的解象度提高的“中心線強(qiáng)調(diào)法”的光罩。
圖12是使用本發(fā)明的第2實(shí)施方式的中心線強(qiáng)調(diào)法的光罩(以下稱(chēng)為圖象強(qiáng)調(diào)光罩)，具體而言，是用以形成獨(dú)立接觸圖案的圖象強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖。
如圖12所示，圖象強(qiáng)調(diào)光罩6是具有相對(duì)于曝光光線具有透過(guò)性的透過(guò)性襯底7、形成于透過(guò)性襯底7上的具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率且與獨(dú)立線圖案對(duì)應(yīng)的半遮光部分8、設(shè)置于半遮光部分8的內(nèi)部分的開(kāi)口部分的移相器9。在圖象強(qiáng)調(diào)光罩6中，通過(guò)以透光部分7為基準(zhǔn)使用同相位使曝光光線透過(guò)的半遮光部分8、以透光部分7為基準(zhǔn)使用反相位使曝光光線透過(guò)的移相器9，構(gòu)成具有遮光性的光罩圖案。
又，與曝光光線相對(duì)的半遮光部分8的透過(guò)率低于15％，最好的是為6％以上15％以下。做為這種半遮光部分8的材料，是例如可使用Cr、Ta、Zr或者是Mo等金屬或通過(guò)這種金屬的合金所構(gòu)成的薄膜(厚度為50nm以下)。上述的合金具體而言亦有Ta-Cr合金、Zr-Si合金或Mo-Si合金等。再者，欲增加半遮光部分8的厚度時(shí)，亦可使用含有ZrSiO、Cr-Al-O、TaSiO或者是MoSiO等氧化物的材料。
又，相對(duì)于曝光光線的移相器9的透過(guò)率，比半遮光部分8的透過(guò)率高，且低于透光部分(透過(guò)性襯底7的未形成光罩的部分)的透過(guò)率。
<中心線強(qiáng)調(diào)法的原理>
接下來(lái)，說(shuō)明用以提高獨(dú)立線圖案的解象度的“中心線強(qiáng)調(diào)法”，通過(guò)正性抗蝕過(guò)程形成極少的線圖案時(shí)為例。即使在“中心線強(qiáng)調(diào)法”中，與“輪廓強(qiáng)調(diào)法”相同，基本的原理，是通過(guò)移相器的不透明作用形成光強(qiáng)度分布的黑暗部分使對(duì)比度提高。
首先，一邊參照?qǐng)D13(a)至圖13(c)一邊說(shuō)明構(gòu)成線狀的光罩圖案的半遮光部分的內(nèi)部設(shè)計(jì)移相器的效果。
圖13(a)，是表示在構(gòu)成寬度L的線狀光罩圖案的半遮光部分(透過(guò)率Tc)的內(nèi)部設(shè)有寬度S的移相器(透過(guò)率Ts)的圖象強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖、及組合透過(guò)該圖象強(qiáng)調(diào)光罩謄寫(xiě)在與AA′線對(duì)應(yīng)的位置的光強(qiáng)度。在此，將與光罩圖案中心對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度設(shè)為Ie(L，S)表示。圖13(b)，是設(shè)置有通過(guò)寬度L的半遮光部分(透過(guò)率Tc)構(gòu)成的半遮光圖案的光罩平面圖，組合透過(guò)該光罩謄寫(xiě)在與AA′線對(duì)應(yīng)的位置上的光強(qiáng)度。在此，將與半遮光圖案中心對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度設(shè)為Ic(L)。此外，圖13(a)及圖13(b)所示的半遮光部分，是以透過(guò)部分為基準(zhǔn)使同相位的光透過(guò)。圖13(c)，是通過(guò)在覆蓋光罩光罩表面的完全遮光部分上設(shè)置有寬度S的移相器(透過(guò)率Ts)所構(gòu)成的移相圖案的光罩的平面圖，組合透過(guò)該光罩謄寫(xiě)在與AA′線對(duì)應(yīng)的位置上的光強(qiáng)度。在此，將與半遮光圖案中心對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度設(shè)為Io(S)。
圖13(a)所示的圖象強(qiáng)調(diào)光罩，是重合圖13(b)及圖13(c)所示的光罩構(gòu)造。因此，在平衡Ic(L)與Io(S)的L與S的關(guān)系中，可使Ie(L，S)最小化，由此，可實(shí)現(xiàn)圖13(a)所示的圖象強(qiáng)調(diào)光罩的所強(qiáng)調(diào)的對(duì)比度。亦即，通過(guò)在構(gòu)成線狀的光罩圖案的半遮光部分的內(nèi)部分設(shè)置移相器，可根據(jù)中心線強(qiáng)調(diào)法的原理強(qiáng)調(diào)光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，具體而言，是光罩圖案中心的對(duì)比度。
然而，用以使上述的光強(qiáng)度Io(S)產(chǎn)生的圖象強(qiáng)調(diào)光罩的移相器(半遮光部分所設(shè)的開(kāi)口區(qū)域)的形狀不需與半遮光部分的形狀對(duì)應(yīng)。圖14(a)及圖14(b)，是圖象強(qiáng)調(diào)光罩的移相器的其他形狀的平面圖。具體而言，圖14(a)及圖14(b)，是表示構(gòu)成線狀的光罩圖案的半遮光部分內(nèi)所設(shè)的移相器，圖14(a)所示的移相器，是通過(guò)兩條長(zhǎng)方形圖案所構(gòu)成，圖14(b)所示的移相器，是通過(guò)五個(gè)正方形圖案所構(gòu)成。通過(guò)設(shè)置有圖14(a)及圖14(b)所示的移相器的圖象強(qiáng)調(diào)光罩，可獲得與圖12所示的圖象強(qiáng)調(diào)光罩相同的功效。從而，在半遮光部分內(nèi)所收納的范圍內(nèi)可將圖象強(qiáng)調(diào)光罩的移相器形狀設(shè)定在長(zhǎng)方形、正方形、圓或多角形等任意的形狀。其理由在于，只要透過(guò)精細(xì)的開(kāi)口部分的光的強(qiáng)度相同，則不受開(kāi)口部分的形狀的影響可進(jìn)行全部相同的光學(xué)性動(dòng)作的緣故。
<圖象強(qiáng)調(diào)光罩的DOF特性>
本申請(qǐng)案發(fā)明者為使圖象強(qiáng)調(diào)光罩與斜射入曝光的組合的有效性更加明確，使用成為移相器的開(kāi)口部分的尺寸不同的復(fù)數(shù)個(gè)圖象強(qiáng)調(diào)光罩，通過(guò)仿真，試算出從不同的曝光光線射入方向進(jìn)行曝光時(shí)的DOF(聚焦深度)特性。圖15(a)至圖15(c)，是表示其結(jié)果。其中，圖15(a)，是表示曝光光線射入方向從光源座標(biāo)(線狀的光罩圖案的寬度方向及長(zhǎng)度方向分別取x軸及y軸的座標(biāo))的中心方向垂直射入時(shí)的仿真結(jié)果，圖15(b)，是表示曝光光線射入方向從光源座標(biāo)的X軸方向或Y軸方向斜射入時(shí)的仿真結(jié)果，圖15(c)是表示曝光光線的射入方向從光源座標(biāo)的45度方向(與X軸方向或Y軸方向呈45度的角度的方向)斜射入時(shí)的仿真結(jié)果。在此，使用與各曝光光線射入方向相對(duì)調(diào)整遮光性使成為最大的開(kāi)口部分寬度(以下稱(chēng)為最適開(kāi)口部分寬度)的圖象強(qiáng)調(diào)光罩、具有小于最適開(kāi)口部分寬度的開(kāi)口部分寬度的圖象強(qiáng)調(diào)光罩、及具有大于最適開(kāi)口部分寬度的開(kāi)口部分寬度的圖象強(qiáng)調(diào)光罩。又，為了比較，通過(guò)仿真，試算出取代圖象強(qiáng)調(diào)光罩的光罩圖案設(shè)置具有相同的外形形狀的完全遮光圖案的光罩(完全遮光光罩)時(shí)的DOF特性。此外，DOF特性，是以在最適聚焦時(shí)與各光罩圖案對(duì)應(yīng)而形成的圖案(抗蝕劑圖案)尺寸成為0.12μm的方式設(shè)定曝光能源時(shí)，以根據(jù)散焦是否使圖案的尺寸變化為基準(zhǔn)加以評(píng)價(jià)。又，在圖15(a)至圖15(c)中，L為光罩圖案寬度，S為開(kāi)口部分寬度，散焦位置(橫軸)0與最適聚焦位置對(duì)應(yīng)。
如圖15(a)所示，曝光方向射入方向從光源座標(biāo)的中心方向的射入方向時(shí)，依據(jù)圖象強(qiáng)調(diào)光罩的開(kāi)口部分寬度增大，使DOF特性劣化，使用完全遮光光罩時(shí)(L＝0.12μm、S＝0μm)(以下簡(jiǎn)略表示為L(zhǎng)/S＝0.12/0μm)的DOF特性最優(yōu)良。另外，如圖15(b)所示，曝光光線射入方向從光源座標(biāo)的X軸方向或Y軸方向斜射入時(shí)，DOF特性不依存于圖象強(qiáng)調(diào)光罩的開(kāi)口部分寬度，使用圖象強(qiáng)調(diào)光罩及完全遮光光罩時(shí)(L/S＝0.13/0μm)亦具有相同的DOF特性。然而，如圖15(c)所示，曝光方向射入方向從光源座標(biāo)的45度方向斜射入時(shí)，依據(jù)圖象強(qiáng)調(diào)光罩的開(kāi)口部分寬度增大，使DOF特性提高，在使用完全遮光光罩時(shí)(L/S＝0.15/0μm)的DOF特性最低。亦即，為了提高從45度方向斜射入的曝光通過(guò)光罩圖案衍射光與光罩圖案透過(guò)光的干涉所產(chǎn)生的光強(qiáng)度分布的散焦特性，可知必須在可實(shí)現(xiàn)所需的最低限度的遮光性的范圍內(nèi)增大光罩圖案透過(guò)光(亦即移相器的配置區(qū)域)。
接下來(lái)，說(shuō)明圖象強(qiáng)調(diào)光罩的移相器的配置位置。圖16(a)是設(shè)有通過(guò)半遮光部分構(gòu)成的寬度L的半遮光圖案的光罩平面圖，組合透過(guò)該光罩謄寫(xiě)在與AA′線對(duì)應(yīng)的位置上的光強(qiáng)度。在這種半遮光圖案內(nèi)部分設(shè)置移相器制作圖象強(qiáng)調(diào)光罩時(shí)，依據(jù)半遮光圖案的寬度L變大，可實(shí)現(xiàn)最大對(duì)比度的移相器的寬度變小。然而，如圖16(a)所示，不論半遮光圖案具有多么寬的寬度，與半遮光圖案的中心對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度不會(huì)變?yōu)?，一定存有殘留光強(qiáng)度。因而，圖象強(qiáng)調(diào)光罩在使用半遮光部分作為構(gòu)成光罩圖案的遮光部分時(shí)，如圖16(b)所示，依據(jù)半遮光部分的寬度L變大，必須設(shè)置與上述的殘留光強(qiáng)度平衡的移相器。因而，通過(guò)與在光罩上可形成的移相器的最小尺寸與該殘留光強(qiáng)度相合，在實(shí)現(xiàn)圖象強(qiáng)調(diào)光罩時(shí)必須全部分形成所需的移相器。然而，必須固定半遮光部分的透過(guò)率，使該殘留光強(qiáng)度在實(shí)際的曝光中形成不使抗蝕劑膜感光的量。
(第3實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D面說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光罩及其光罩?jǐn)?shù)據(jù)制成方法。
圖17，是利用輪廓強(qiáng)調(diào)法及中心線強(qiáng)調(diào)法的第3實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制成方法，具體而言，依據(jù)使用光罩而形成所期望的圖案，進(jìn)行光罩圖案的制成的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制成方法的流程圖。又，圖18(a)至圖18(d)及圖19(a)至圖19(d)，是使用圖17所示的光罩制成方法表示形成線圖案形成用的光罩圖案時(shí)的各工序圖。又，圖20(a)至圖20(d)及圖21(a)至圖21(c)，是使用圖17所示的光罩制成方法表示形成線圖案形成用的光罩圖案時(shí)的各工序圖。
首先，在步驟S11中，輸入使用光罩欲形成的所期望的圖案。圖18(a)及圖20(a)，是分別表示所期望的圖案的一例。圖18(a)所示的期望圖案是抗蝕劑除去圖案(抗蝕圖案中的開(kāi)口部分)，圖20(a)所示的期望圖案是抗蝕圖案。
接下來(lái)，在步驟S12中，依據(jù)期望圖案決定光罩圖案的形狀并設(shè)定光罩圖案所使用的半遮光部分的透過(guò)率Tc。這時(shí)，因應(yīng)將曝光條件設(shè)定為過(guò)度曝光或曝光不足，與期望圖案相對(duì)進(jìn)行放大或縮小該圖案的重定尺寸。圖18(b)及圖20(b)，是分別依據(jù)重定尺寸后的期望圖案制作出的光罩圖案的一例。圖18(b)所示的光罩圖案，是通過(guò)包圍與期望圖案對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分(透光部分)的半遮光部分所構(gòu)成。圖20(b)所示的光罩圖案，是通過(guò)由透光部分所包圍的半遮光部分所構(gòu)成。
接下來(lái)，在步驟S13中，以低于光罩圖案的所規(guī)定尺寸D1抽出開(kāi)口部分所挾住的區(qū)域，換言之即抽出光罩圖案的寬度低于所規(guī)定的尺寸D1以下的區(qū)域。在此，D1期望為0.8×λ/NA左右(λ為光源波長(zhǎng)、NA為開(kāi)口數(shù))。分別在圖18(c)及圖20(c)、圖18(b)及圖20(b)所示的光罩圖案是表示以低于所規(guī)定的尺寸D1開(kāi)口部分所挾住的區(qū)域。
接下來(lái)，在步驟S14，在步驟S13所抽出的區(qū)域內(nèi)為使中心線強(qiáng)調(diào)法成立而插入移相器。圖18(d)及圖20(d)，是分別在圖18(c)及圖20(c)所示的已抽出的區(qū)域內(nèi)插入合適寬度的移相器使中心強(qiáng)調(diào)法成立的圖。
接下來(lái)，在步驟15中，在光罩圖案內(nèi)插入移相器使輪廓強(qiáng)調(diào)法成立。具體而言，圖19(a)，是在圖18(d)所示的光罩圖案內(nèi)插入移相器使輪廓強(qiáng)調(diào)法成立的圖。如圖19(a)所示，在與光罩圖案的開(kāi)口部分(方形狀)的各邊相接的區(qū)域上插入有所規(guī)定尺寸的移相器。此外，在圖19(a)所示光罩圖案中，雖配置如圖9(b)所示的移相器，移相器的配置并不只限于此。又，圖21(a)，是表示在圖20(d)所示的光罩圖案內(nèi)插入移相器使輪廓強(qiáng)調(diào)法成立的圖。如圖21(a)所示，在與光罩圖案的寬度超越所規(guī)定的尺寸D1區(qū)域的周緣部分上插入移相器。此外，在圖21(a)中，雖配置如圖9(a)所示的移相器，移相器配置并不只限于此。
通過(guò)以上步驟S11至步驟S15的工序，使用中心線強(qiáng)調(diào)法及輪廓強(qiáng)調(diào)法，進(jìn)行可形成精細(xì)圖案的光罩圖案的制作。因此，更通過(guò)曝光與光罩圖案對(duì)應(yīng)而形成的圖案的尺寸調(diào)整的鄰接效果修正，及依據(jù)縮小曝光系統(tǒng)的縮小倍率的值進(jìn)行光罩尺寸的換算等一般的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作處理，以完成光罩圖案。然而，在光罩尺寸調(diào)整中當(dāng)MEEF大時(shí)，通過(guò)光柵(可調(diào)整光罩尺寸的最小寬度)的影響，引起圖案尺寸調(diào)整誤差大的光罩圖案。因此，在第3實(shí)施方式中，為更加改良光罩圖案，在實(shí)施鄰接效果修正時(shí)，可以低的MEEF調(diào)整圖案尺寸，且可追加實(shí)施使因光柵引起的圖案尺寸調(diào)整誤差降低的工序。
亦即，在步驟S16中，對(duì)于與應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法及輪廓強(qiáng)調(diào)法的光罩，應(yīng)用MEEF降低手法。如上述輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理中所說(shuō)明，為調(diào)整圖案的尺寸而有變更移相器的位置或尺寸與變更半遮光部分的尺寸的方法。一般來(lái)說(shuō)，以透光部分為基準(zhǔn)成為使反相位的光透過(guò)的區(qū)域的移相器，由于具有非常強(qiáng)的遮光性，因此在移相器的周邊即使附加半遮光部分，透過(guò)光罩的光的強(qiáng)度分布亦難以被影響。因此，變更半遮光部分的尺寸的方法，在于可使MEEF降低的點(diǎn)上優(yōu)于變更移相器的位置或尺寸的方法。因此，于開(kāi)口部分與移相器的邊界插入半遮光部分作為用以調(diào)整圖案尺寸的CD(圖案尺寸)調(diào)整區(qū)域。圖19(b)及圖21(b)是分別表示對(duì)于圖19(a)及圖21(a)所示的光罩圖案設(shè)定CD調(diào)整用的半遮光部分的圖。如圖19(b)所示，空間圖案形成用的開(kāi)口部分，是依據(jù)步驟S16必須由半遮光部分加以包圍。又，如圖21(b)所示，線圖案形成用光罩圖案內(nèi)的移相器，是依據(jù)步驟S16必須通過(guò)半遮光部分加以包圍。此外，由于在移相器的周邊設(shè)置的作為CD調(diào)整區(qū)域的半遮光部分，其大小最好的是不對(duì)移相器的遮光性造成影響的大小，所以在第3實(shí)施方式中，將CD調(diào)整區(qū)域的寬度設(shè)為0.1×λ/NA以下。亦即，CD調(diào)整區(qū)域的寬度，最好的是在可影響移相器引起光的干涉效果及尺寸λ/NA的十分之一以下。
依據(jù)步驟S11至S16的工序的工序所制成的光罩圖案，是可形成精細(xì)圖案的光罩圖案。又，在該光罩圖案的制作中，于應(yīng)用鄰近效果修正的時(shí)候，通過(guò)變更包圍開(kāi)口部分或移相器的半遮光部分的尺寸進(jìn)行圖案尺寸的調(diào)整，能以低MEEF來(lái)實(shí)現(xiàn)圖案尺寸的調(diào)整。亦即，可實(shí)現(xiàn)因光罩的光柵的影響引起的圖案尺寸調(diào)整誤差低的優(yōu)良光罩圖案制作方法。
然而，一般在對(duì)使用半遮光部分(即透過(guò)性遮光圖案)的光罩圖案進(jìn)行曝光時(shí)所謄寫(xiě)的光強(qiáng)度，不僅是隨著越向光罩圖案的內(nèi)部而單純地減少，還是一邊振動(dòng)一邊減少。該光強(qiáng)度分布的振動(dòng)，是具有從光罩圖案的一端起在λ/NA以下出現(xiàn)峰值即旁瓣的振動(dòng)。因此，在第3實(shí)施方式中，實(shí)際上進(jìn)行圖案形成時(shí)的曝光中，通過(guò)過(guò)度曝光使與抗蝕膜的半遮光部分對(duì)應(yīng)的部分不感光的方式，再追加進(jìn)行用以實(shí)現(xiàn)曝光界線的放大的工序。
亦即，在步驟S17中，應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法、輪廓強(qiáng)調(diào)法及MEEF降低手法的光罩圖案插入旁瓣降低用移相器。在此，在獨(dú)立的開(kāi)口圖案周邊單獨(dú)產(chǎn)生的旁瓣，或在光罩圖案內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的旁瓣大致上不會(huì)引起問(wèn)題。然而，當(dāng)開(kāi)口部分之間以λ/NA至2×λ/NA左右的距離相鄰時(shí)，由于產(chǎn)生兩個(gè)旁瓣的峰值重合的區(qū)域，因此在進(jìn)行過(guò)度曝光時(shí)，因該區(qū)域的光強(qiáng)度將有導(dǎo)致抗蝕膜感光的可能性。又，在光罩圖案的寬度為2×λ/NA以下的部分上，由于兩個(gè)旁瓣的峰值從該部分的兩側(cè)重合，因此在進(jìn)行過(guò)度曝光時(shí)，因該部分的光強(qiáng)度將有導(dǎo)致抗蝕膜感光的可能性。然而，如上述的輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理所述，在使用半遮光部分的光罩內(nèi)，移相器之間的間隔若在0.8×λ/NA以上，換而言之，若光罩圖案的寬度在0.8×λ/NA以上，則可將抵消與半遮光部分的殘留光強(qiáng)度相當(dāng)?shù)墓獾囊葡嗥髋渲迷谌我獾奈恢?。在?實(shí)施方式中，利用該原理，在開(kāi)口部分之間的間隔為2×λ/NA以下的區(qū)域上配置與半遮光部分的殘留光強(qiáng)度平衡的移相器，以完全抵消旁瓣的峰值重合的區(qū)域的光強(qiáng)度。同樣地，通過(guò)在光罩圖案的寬度未超過(guò)0.8×λ/NA的部分(依據(jù)輪廓強(qiáng)調(diào)法是在配置移相器之后)上配置與半遮光部分的殘留光強(qiáng)度平衡的移相器，可完全抵消旁瓣的峰值重合的區(qū)域的光強(qiáng)度。亦即，依據(jù)步驟S17，可放大使用根據(jù)步驟S11至S16所制成的光罩圖案進(jìn)行曝光時(shí)的過(guò)度曝光界限。圖19(c)，是在圖19(b)所示的光罩圖案中以2×λ/NA以下的間隔挾住開(kāi)口部分的區(qū)域上插入旁瓣降低用移相器的圖。又，圖21(c)，是在圖21(b)所示的光罩圖案的寬度超過(guò)0.8×λ/NA的部分(應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法之后)上插入旁瓣降低用移相器。
最后，在步驟S18中，輸出通過(guò)步驟S11至S17為止的工序制作出的光罩圖案。通過(guò)步驟S11至步驟S18為止的工序，可以高精確度形成精細(xì)圖案，且可進(jìn)行圖案形呈時(shí)曝光界限優(yōu)良的光罩圖案的制作。此外，雖以構(gòu)成光罩圖案的遮光部分全部分為半遮光部分作為前提，從進(jìn)行中心線強(qiáng)調(diào)法所插入的移相器及距離應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法的開(kāi)口部分相當(dāng)?shù)木嚯x(亦即大于可忽略光的干涉影響的距離2×λ/NA的距離)的區(qū)域，不須說(shuō)亦可做為完全遮光部分。圖19(d)，是表示距離圖19(c)所示的光罩圖案的移相器及開(kāi)口部分相當(dāng)距離的區(qū)域設(shè)定為完全遮光部分的圖。
如以上所說(shuō)明的，根據(jù)第3實(shí)施方式，通過(guò)使用在不使抗蝕膜感光的程度內(nèi)使弱光透過(guò)的半遮光部分，以形成光罩圖案，可將移相器插入在可強(qiáng)調(diào)光強(qiáng)度的對(duì)比度的光罩圖案的任意位置上。然而，所插入的移相器之間必須分離所規(guī)定的尺寸以上。由此，在具有任意的開(kāi)口形狀的抗蝕圖案形成時(shí)，可應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法及輪廓強(qiáng)調(diào)法。換而言之，由于與圖案的疏密無(wú)關(guān)系通過(guò)斜射入曝光以強(qiáng)調(diào)與光罩對(duì)應(yīng)的遮光象的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，故可同時(shí)形成獨(dú)立空間圖案與獨(dú)立線圖案或密集圖案。
又，根據(jù)第3實(shí)施方式，在實(shí)現(xiàn)可形成精細(xì)圖案的光罩圖案的同時(shí)，在應(yīng)用鄰接效果修正的時(shí)候，亦可實(shí)現(xiàn)以低的MEEF進(jìn)行圖案尺寸調(diào)整可能的光罩。再者，由于可在光罩的任意位置上插入移相器，因此可抑制旁瓣的產(chǎn)生，由此，在圖案形成時(shí)亦可形成曝光界限高的光罩圖案。
又，根據(jù)第3實(shí)施方式，在具有半遮光部分與移相器的光罩圖案中，在所規(guī)定的寬度以下的部分上依據(jù)中心線強(qiáng)調(diào)法配置移相器，并且在超越所規(guī)定寬度的部分上依據(jù)輪廓強(qiáng)調(diào)法配置移相器。因此，通過(guò)任意形狀的光罩在曝光時(shí)可形成對(duì)比度強(qiáng)的像。由此，使用設(shè)有這種光罩圖案的光罩，通過(guò)對(duì)于涂敷有抗蝕劑的基板進(jìn)行曝光，可形成精細(xì)的抗蝕圖案。又，通過(guò)使用斜射入照明對(duì)該光罩進(jìn)行曝光，可形成對(duì)于聚焦變動(dòng)難以產(chǎn)生圖案尺寸的變動(dòng)的細(xì)小圖案。
圖22，是綜合表示對(duì)應(yīng)于光罩圖案的線寬度插入用以實(shí)現(xiàn)中心線強(qiáng)調(diào)法或輪廓強(qiáng)調(diào)法的移相器的插入方法。如圖22所示，對(duì)于超過(guò)所規(guī)定的線寬度的光罩圖案，除了輪廓強(qiáng)調(diào)法可適用外，對(duì)于所規(guī)定的線寬度以下的光罩應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法。在此，所規(guī)定的線寬度以選擇0.8×λ/NA為基準(zhǔn)較好，若設(shè)定在其值以下的值亦無(wú)關(guān)。又，如圖22所示，在中心線強(qiáng)調(diào)法中，若光罩圖案線寬度愈粗，則插入于光罩圖案內(nèi)部的移相器則愈細(xì)，若光罩圖案線寬度愈細(xì)，插入于光罩圖案內(nèi)部的移相器反之愈粗。求出該移相器的線寬度的最適尺寸的方法如上所述。此外，應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法時(shí)，僅以移相器構(gòu)成光罩圖案的情況亦有。
另外，如圖22所示，在輪廓強(qiáng)調(diào)法中，于超越所規(guī)定的線寬度的光罩圖案的周緣部分插入移相器。這時(shí)若移相器的線寬度透過(guò)移相器內(nèi)的光不會(huì)過(guò)剩，則不需依存光罩圖案的線寬度，在全部的光罩中亦可形成固定的值。亦即，不論是應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法或應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法，依據(jù)光罩圖案的線寬度可一次決定。
然而，因使用半遮光部分，在引起所規(guī)定尺寸的光罩圖案中，明顯產(chǎn)生旁瓣現(xiàn)象。但是，對(duì)于位于這種條件下的光罩圖案，如上所述，由于成為可任意插入與半遮光部分的殘存光強(qiáng)度平衡的移相器的光罩圖案，故如圖22所示，例如在光罩圖案的中心插入旁瓣降低用移相器亦可。這時(shí)，當(dāng)僅看見(jiàn)光罩圖案的移相器的配置時(shí)，對(duì)于相同的光罩圖案而言，成為可同時(shí)應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法與中心線強(qiáng)調(diào)法的狀態(tài)。又，在大于使旁瓣現(xiàn)象最明顯的尺寸更大的尺寸的光罩中，可任意決定是否在光罩圖案中心插入旁瓣降低用移相器。此外，在圖22所示的例子中，當(dāng)光罩圖案尺寸相當(dāng)大時(shí)，亦可省略旁瓣降低用移相器的插入。
(第4實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D面說(shuō)明本發(fā)明第4實(shí)施方式的光罩及其制作方法。
圖23，是有關(guān)第4實(shí)施方式的光罩，具體而言，是用以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的中心線強(qiáng)調(diào)法的線圖案形成用光罩部分、用以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)法的接觸圖案形成用光罩部分(通過(guò)光罩圖案包圍透光部分(開(kāi)口部分))的光罩平面圖。又，圖24(a)至圖24(f)，是分別表示圖23的AA′線剖面圖。亦即，具有如圖23所示的平面構(gòu)成的光罩的實(shí)現(xiàn)方法，基本上有圖24(a)至圖24(f)所示的6個(gè)形式。然而，圖24(a)至圖24(f)所示的剖面構(gòu)成為基本形式，亦可實(shí)現(xiàn)具有組合上述形式的剖面構(gòu)成的光罩。以下，說(shuō)明圖24(a)至圖24(f)所示的基本形式的光罩的制作方法。
在圖24(a)所示的形式中，在透過(guò)性襯底10的光罩圖案形成區(qū)域上形成有以透光部分為基準(zhǔn)使用反相位使曝光光線透過(guò)的第1移相器膜11。又，在第1移相器膜11的半遮光部分形成區(qū)域上形成有以第1移相器膜11為基準(zhǔn)使用反相位使曝光光線透過(guò)的第2移相器膜12。由此，形成有第2移相器膜12與第1移相器膜11的沉積構(gòu)造所構(gòu)成的半遮光部分，且形成有通過(guò)第1移相器膜11的單層構(gòu)造構(gòu)成的移相器。通過(guò)該第2移相器膜12與第1移相器膜11的沉積構(gòu)造所構(gòu)成的半遮光部分，是以透光部分為基準(zhǔn)使用同相位使曝光光線透過(guò)。亦即，在圖24(a)所示的形式中，通過(guò)以透過(guò)透光部分的光為基準(zhǔn)，加工分別使所透過(guò)的光的相位反轉(zhuǎn)的移相膜的沉積膜，可實(shí)現(xiàn)通過(guò)移相器與半遮光部分所構(gòu)成的期望光罩圖案。又，通過(guò)移相器膜的沉積膜可實(shí)現(xiàn)具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率的半遮光部分。
在圖24(b)所示的形式中，在透過(guò)性襯底20的半遮光部分形成區(qū)域上形成具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率且以透光部分為基準(zhǔn)使用同相位使曝光光線透過(guò)的半遮光膜21。亦即，形成有通過(guò)半遮光膜21所構(gòu)成的半遮光部分。又，通過(guò)在透過(guò)性襯底20的移相器形成區(qū)域僅挖深所規(guī)定的厚度，形成有以透光部分為基準(zhǔn)使用反相位使曝光光線透過(guò)的移相器。亦即，在圖24(b)所示的形式中，通過(guò)組合與透光部分相比大致不產(chǎn)生相位差的半遮光膜21、透過(guò)性襯底20的挖掘部分，可實(shí)現(xiàn)通過(guò)半遮光部分與移相器所構(gòu)成的期望光罩圖案。
在圖24(c)所示的形式中，在透過(guò)性襯底30的半遮光部分形成區(qū)域上形成有以移相器為基準(zhǔn)使用反相位使曝光光線透過(guò)的移相器膜31。又，透過(guò)性襯底30的透光部分形成區(qū)域僅挖深所規(guī)定的厚度，由此，形成有以移相器為基準(zhǔn)以反相位使曝光光線透過(guò)的透光部分。亦即，在圖24(c)所示的形式中，可實(shí)現(xiàn)將至此定義為透光部分的部分與透過(guò)率高的移相器置換，定義為移相器的部分與透光部分置換，定義為半遮光部分的部分是與具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率的移相器置換的光罩。這時(shí)，圖24(c)所示的光罩的各構(gòu)成要素間的相對(duì)相位差的關(guān)系，是與分別于圖24(a)、圖24(b)及圖24(d)至圖24(f)所示的其他形式的光罩相同。
在圖24(d)所示的形式中，于透過(guò)性襯底40的半遮光部分形成區(qū)域上，形成具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率且以透光部分為基準(zhǔn)，以同相位使曝光光線透過(guò)的經(jīng)薄膜化的遮光膜41。亦即，形成有通過(guò)遮光部分41構(gòu)成的半遮光部分。又，通過(guò)僅以所規(guī)定的厚度挖深透過(guò)性襯底40的移相器形成區(qū)域，形成有以透光部分為基準(zhǔn)使用反相位使曝光光線透過(guò)的移相器。在此，通過(guò)使一般的金屬膜薄膜化，可形成具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率的遮光膜41。透過(guò)遮光膜41的光，由于遮光膜41被薄膜化，因此只有些細(xì)微的相位變化。此外，透過(guò)半遮光部分的光的相位，相對(duì)于透過(guò)透光部分的光具有相位差時(shí)，因使用半遮光部分的光罩圖案所形成的光的象中焦點(diǎn)位置僅有些微小偏離。然而，該相位差若為30度左右，則對(duì)于焦點(diǎn)位置的偏離則沒(méi)有影響。由此，通過(guò)使用經(jīng)薄膜化的金屬膜等作為遮光膜41，以透光部分為基準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)使大致同相位的光少量透過(guò)的半遮光部分。亦即，在圖24(d)所示的形式中，可獲得與圖24(b)所示的形式相同的功效。又，由于可以使用經(jīng)薄膜化的遮光膜作為與透光部分相比大致不產(chǎn)生相位差的半遮光膜，因此不需要使用移相控制用的透過(guò)性厚膜，可簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)通過(guò)移相器與半遮光部分所構(gòu)成的期望光罩圖案。
在圖24(e)所示的形式中，在透過(guò)性襯底50的光罩圖案形成區(qū)域上形成具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率，且以透光部分為基準(zhǔn)以同相位使曝光光線透過(guò)的半遮光膜51。又，通過(guò)僅挖深半遮光膜51的移相器形成區(qū)域所規(guī)定的厚度，形成有以透光部分為基準(zhǔn)以反相位使曝光光線透過(guò)的移相器。換而言之，在形成有通過(guò)半遮光膜51的非挖深部分構(gòu)成的半遮光部分的同時(shí)，形成有通過(guò)半遮光膜51的挖深部分構(gòu)成的移相器。亦即，在圖24(e)所示的形式中，通過(guò)使用半遮光膜51的挖深部分，制作出以透過(guò)透光部分的光為基準(zhǔn)，使所透過(guò)的光的相位反轉(zhuǎn)的移相器，可實(shí)現(xiàn)由移相器與半遮光部分所構(gòu)成的期望光罩圖案。
在圖24(f)所示的形式中，在透過(guò)性襯底60的光罩圖案形成區(qū)域上形成具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透過(guò)率，且以透光部分為基準(zhǔn)使用同相位使曝光光線透過(guò)的半遮光膜61。又，在半遮光膜61的移相器形成區(qū)域上，形成以透光部分為基準(zhǔn)，使曝光光線以反相位透過(guò)的移相器膜62。由此，形成有通過(guò)半遮光膜61的單層構(gòu)造構(gòu)成的半遮光部分，且形成有通過(guò)半遮光膜61與移相器膜62的沉積構(gòu)造所構(gòu)成的移相器。亦即，在圖24(f)所示的形式中，通過(guò)在半遮光膜61上沉積移相器膜62，可實(shí)現(xiàn)通過(guò)移相器與半遮光部分所構(gòu)成的期望光罩圖案。
(第5實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D面說(shuō)明本發(fā)明的第5實(shí)施方式的圖案形成方法，具體而言，是使用第1至第4實(shí)施方式中任一個(gè)實(shí)施方式的光罩(以下稱(chēng)之為‘本發(fā)明的光罩’)的圖案形成方法。如上所述，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的光罩，亦即使用以輪廓強(qiáng)調(diào)法及中心線強(qiáng)調(diào)法成立的方式制作而成的光罩進(jìn)行曝光，可行成細(xì)小的圖案。又，例如，對(duì)于圖23所示的光罩進(jìn)行曝光，并在晶片上進(jìn)行圖案的縮小謄寫(xiě)時(shí)，如輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理及中心線強(qiáng)調(diào)法的原理所說(shuō)明，不論是關(guān)于實(shí)現(xiàn)輪廓強(qiáng)調(diào)法的光罩部分(輪廓強(qiáng)調(diào)光罩)，或者是關(guān)于實(shí)現(xiàn)中心線強(qiáng)調(diào)法的光罩部分(圖象強(qiáng)調(diào)光罩)，通過(guò)進(jìn)行斜射入曝光，可形成對(duì)比度高的像。又，由此，可實(shí)現(xiàn)相對(duì)于聚焦變動(dòng)而圖案尺寸卻難以變動(dòng)的圖案形成。
圖25(a)至圖25(d)，是使用本發(fā)明的光罩的圖案形成法的各工序的剖面圖。
首先，如圖25(a)所示，在基板100上形成金屬膜或絕緣膜等被加工膜101之后，如圖25(b)所示，在被加工膜101上形成正性抗蝕膜102。
接下來(lái)，如圖25(c)所示，對(duì)于本發(fā)明的光罩，例如圖24(a)所示的形式的光罩(但在圖25(c)中僅圖示接觸圖案形成用光罩部分)照射曝光光線103，通過(guò)透過(guò)該光罩的透過(guò)光104對(duì)抗蝕膜102進(jìn)行曝光。此外，在圖25(c)所示的工序中所使用的光罩的透過(guò)性襯底10上，設(shè)置有通過(guò)第1移相器膜11與第2移相器膜12的沉積構(gòu)造構(gòu)成的半遮光部分；及通過(guò)第1移相器膜11的單層構(gòu)造構(gòu)成的移相器所構(gòu)成的光罩圖案。該光罩圖案是包圍與期望圖案(抗蝕劑除去圖案)對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部分(透光部分)。亦即，在圖25(c)所示的曝光工序中，使用斜射入曝光光源介于實(shí)現(xiàn)該輪廓強(qiáng)調(diào)法的光罩對(duì)抗蝕膜102進(jìn)行曝光。這時(shí)，又于具有低透過(guò)率的半遮光部分被用于光罩圖案，故以較弱的能量使抗蝕膜102全體曝光。然而，如圖25(c)所示，在顯像工序中照射足以使抗蝕劑溶解的曝光能量，僅限于與抗蝕膜102的光罩的開(kāi)口部分對(duì)應(yīng)的潛象部分102a。
接下來(lái)，如圖25(d)所示，通過(guò)對(duì)抗蝕膜102進(jìn)行顯像除去潛象部分102a，以形成抗蝕圖案105。這時(shí)，在圖25(c)所示的曝光工序中，由于開(kāi)口部分與包圍此的區(qū)域間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度高，故潛象部分102a與包圍此的區(qū)域間的能量分布急劇變化，而形成具有輪廓明顯的形狀的抗蝕圖案105。
如以上所說(shuō)明，根據(jù)第5實(shí)施方式，在圖案形成時(shí)使用具有通過(guò)半遮光部分與移相器所構(gòu)成的光罩圖案的本發(fā)明的光罩。在此，輪廓強(qiáng)調(diào)法在該光罩的透光部分附近配置有移相器，依據(jù)中心線強(qiáng)調(diào)法以光罩圖案低于所規(guī)定尺寸在透光部分所包圍的區(qū)域配置有移相器。因此，透光部分的周邊部分或光罩圖案的細(xì)小寬度部分的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度與圖案的疏密無(wú)關(guān)，根據(jù)斜射入曝光加強(qiáng)強(qiáng)調(diào)。因此，使用本發(fā)明的光罩，通過(guò)對(duì)涂抹了抗蝕劑的基板曝光，精細(xì)的抗蝕圖案的形成就成為了可能。又，通過(guò)對(duì)于該光罩使用斜射入照明進(jìn)行曝光，可形成對(duì)于聚焦變動(dòng)難以產(chǎn)生圖案尺寸變動(dòng)的細(xì)小圖案。
此外，在第5實(shí)施方式中，雖以在正性抗蝕過(guò)程中實(shí)施使用輪廓強(qiáng)調(diào)法成立的光罩的曝光為例進(jìn)行說(shuō)明，不必說(shuō)本發(fā)明當(dāng)然不只限于此。亦即，亦可在正性抗蝕過(guò)程中實(shí)施使用中心線強(qiáng)調(diào)法成立的光罩，或使用輪廓強(qiáng)調(diào)法與中心線強(qiáng)調(diào)法成立的光罩?；蛘呤牵谪?fù)性抗蝕過(guò)程中使用輪廓強(qiáng)調(diào)法與中心線強(qiáng)調(diào)法至少一方成立的光罩。在此，于使用正性抗蝕過(guò)程時(shí)，通過(guò)對(duì)于照射曝光光線的正性抗蝕膜進(jìn)行顯像，除去與正性抗蝕膜的光罩對(duì)應(yīng)的部分以外的其他部分，可形成光罩圖案形狀的抗蝕圖案。又，在使用負(fù)性抗蝕過(guò)程時(shí)，通過(guò)對(duì)于照射曝光光線的負(fù)性抗蝕膜進(jìn)行顯像，除去與負(fù)性抗蝕膜的光罩對(duì)應(yīng)的部分，可形成具有光罩圖案形狀的開(kāi)口部分的抗蝕圖案。
(第6實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D面說(shuō)明本發(fā)明第6實(shí)施方式的光罩及其光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法。此外，以下在所說(shuō)明的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法中的任一方法，是依據(jù)本發(fā)明的中心線強(qiáng)調(diào)法或本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)法，從插入有移相器的光罩圖案抽出在圖案謄寫(xiě)時(shí)圖案形狀容易改變的所規(guī)定形狀部分，以該形狀部分成為期望形狀的方式進(jìn)行移相器的插入、變形或消去。亦即，在本實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)做成方法中，例如通過(guò)組合第3實(shí)施方式的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法實(shí)施本實(shí)施方式的光罩制成方法，加上圖案線寬度或圖案間隔的精細(xì)化，可形成具有期望形狀的圖案。
具體而言，做為圖案謄寫(xiě)時(shí)圖案形狀容易變形的形狀部分，如圖26(a)所示的，是比所規(guī)定尺寸細(xì)的線圖案的端部分。一般由于與這種線圖案對(duì)應(yīng)的光罩圖案的端部的遮光效果差，因此在圖案形成時(shí)將使線的長(zhǎng)度縮短。這稱(chēng)縮短之為線端部分的后退現(xiàn)象。對(duì)于這種線端部分后退的現(xiàn)象而言，亦可單純地延長(zhǎng)光罩圖案的長(zhǎng)度以進(jìn)行變形補(bǔ)償。又，在圖案形成時(shí)，對(duì)于曝光量變動(dòng)或聚焦變動(dòng)使線長(zhǎng)度穩(wěn)定的其他方法，亦有使光罩圖案的線端寬度加粗的方法。這是使用通過(guò)一般的完全遮光膜構(gòu)成的光罩圖案的方法中所進(jìn)行的方法，使線端加粗的形狀稱(chēng)為槌頭圖案。根據(jù)本發(fā)明的中心線強(qiáng)調(diào)法，在光罩圖案的遮光效果減少的部分通過(guò)插入大的移相器可使遮光效果提高。亦即，在光罩圖案中，在遮光效果比線中央劣化的線端，通過(guò)使用較粗的移相器可實(shí)現(xiàn)高遮光性。由此，如圖26(a)所示，亦可使線端變形為通過(guò)移相器構(gòu)成的錘頭圖案。
取代圖26(a)所示的變形補(bǔ)償方法，如圖26(b)所示，可對(duì)線端應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法作為通用性高的變形補(bǔ)償方法。具體而言，對(duì)于用以形成線圖案的光罩圖案，在距其兩端所規(guī)定距離以內(nèi)的區(qū)域的線方向與平行的周邊部分配置移相器。如此，在線圖案獨(dú)立存在時(shí)，使線端部分的特性成為與槌頭圖案的特性大致相同。
然而，根據(jù)圖26(b)所示的方法，當(dāng)線圖案的端與其他圖案鄰接而存在時(shí)，在兩圖案之間的空間形成尤具有降低MEEF的特別效果，由此，可獲得防止圖案橋接等致命的圖案變形的優(yōu)良功效。以下，說(shuō)明線圖案的端部與其他圖案近接時(shí)的變形補(bǔ)償方法。
首先，如圖26(c)所示，在線圖案的端部分間彼此接近時(shí)，進(jìn)行用以形成各線圖案的光罩圖案的各線端的變形。在這種情況下必須進(jìn)行圖案形成，使線端之間不橋接且使線端之間的間隔成為最小。通過(guò)使用本發(fā)明的圖26(c)所示的變形補(bǔ)償方法，可大幅降低相同的目標(biāo)圖案尺寸的MEEF值。
接下來(lái)，如圖26(d)所示，使一個(gè)線圖案端與應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法的其他細(xì)的線圖案鄰接時(shí)，形成一個(gè)線圖案的一個(gè)光罩圖案的線端的變形方法與圖26(b)相同。另外，對(duì)于形成其他線圖案的其他光罩圖案而言，將配置于離一個(gè)光罩圖案的附近部分的一個(gè)光罩圖案?jìng)?cè)的端部分所規(guī)定尺寸以內(nèi)的移相器變更為半遮光部分。這時(shí)，僅將插入在其他光罩圖案的中心線上的移相器的一個(gè)光罩圖案附近部分移動(dòng)到一個(gè)光罩圖案的相反一側(cè)端。圖26(d)所示的情況是將移相器的所規(guī)定部分變更為半遮光部分的例。這時(shí)，結(jié)果是使移相器的寬度縮小。通過(guò)使用本發(fā)明圖26(d)所示的變形補(bǔ)償方法，可大幅降低相同的目標(biāo)圖案尺寸的MEEF值。
接下來(lái)，如圖26(e)所示，使一個(gè)線圖案端與應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法的其他粗的線圖案鄰接時(shí)，形成一個(gè)線圖案的一個(gè)光罩圖案的線端的變形方法與圖26(b)相同。另外，對(duì)于形成其他線圖案的其他光罩圖案而言，將配置于一個(gè)光罩圖案的附近部分的移相器變更為半遮光部分。這時(shí)，在其他光罩圖案中，亦可將配置在一個(gè)光罩圖案附近部分的移相器向更內(nèi)側(cè)移動(dòng)。圖26(e)所示的情況，是在其他光罩圖案中將移相器的所規(guī)定部分向更內(nèi)側(cè)移動(dòng)的例，惟這時(shí)的效果實(shí)質(zhì)上與將移相器的所規(guī)定部分變更為半遮光部分的效果相同。通過(guò)使用本發(fā)明的圖26(e)所示的變形補(bǔ)償方法，可大幅降低相同的目標(biāo)圖案尺寸的MEEF值。
如上所述，在使用圖26(a)至圖26(e)所示的本實(shí)施方式的變形補(bǔ)償方法所應(yīng)用的光罩進(jìn)行圖案形成時(shí)，為了大幅降低MEEF，可縮小光罩制成時(shí)的尺寸誤差的界限，因此可形成更精細(xì)的圖案。
此外，在圖案謄寫(xiě)時(shí)容易產(chǎn)生圖案形狀變形的部分，除了前述的線圖案的端部分之外，亦有如圖27(a)所示的應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法的細(xì)線所構(gòu)成的L型角圖案。這時(shí)的變形補(bǔ)償方法是如圖27(a)所示，在距光罩圖案的L型屈折點(diǎn)(光罩圖案的輪廓線彎折的地方)所規(guī)定的尺寸以內(nèi)的區(qū)域配置半遮光部分以取代中心線強(qiáng)調(diào)用的移相器。這時(shí)，亦可縮小該區(qū)域的中心線強(qiáng)調(diào)用的移相器的尺寸。又，在距光罩圖案的L型角外一側(cè)的周緣部分配置角強(qiáng)調(diào)用移相器亦可。此外，角強(qiáng)調(diào)用的移相器看起來(lái)雖與輪廓強(qiáng)調(diào)用的移相器相同，為了角強(qiáng)調(diào)而配置在比原本配置有輪廓強(qiáng)調(diào)用的移相器的位置更外側(cè)者。另外，如圖27(b)所示，當(dāng)由應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法的粗線構(gòu)成的L型角圖案時(shí)，在距光罩圖案的周緣部分的L型角的內(nèi)側(cè)的屈折點(diǎn)所規(guī)定的尺寸以內(nèi)的區(qū)域上配置半遮光部分取代輪廓強(qiáng)調(diào)用的移相器。這時(shí)，亦可縮小該區(qū)域的輪廓強(qiáng)調(diào)用的移相器的尺寸。又，在距光罩圖案的周緣部分的L型角的外側(cè)的屈折點(diǎn)所規(guī)定的尺寸以內(nèi)的區(qū)域上配置上述的角強(qiáng)調(diào)用移相器取代輪廓強(qiáng)調(diào)用移相器亦可。
圖27(a)及圖27(b)所示的變形補(bǔ)償方法，是消去光罩圖案的遮光效果強(qiáng)的角內(nèi)側(cè)的強(qiáng)調(diào)圖案(移相器)的同時(shí)，使光罩圖案的遮光效果弱的角外側(cè)的強(qiáng)調(diào)圖案變形。根據(jù)圖27(a)及圖27(b)所示的本實(shí)施方式的變形補(bǔ)償方法，可獲得接近目的的圖案形狀。其理通過(guò)是可從使光罩圖案的遮光性成為過(guò)剩的角部分除去移相器，且可改善遮光均勻的緣故。
又，在圖案謄寫(xiě)時(shí)容易變形的圖案形狀的部分的其他例，例如圖27(c)所示應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法的細(xì)線所構(gòu)成的T型角圖案。這時(shí)的變形補(bǔ)償方法，是如圖27(c)所示，在距光罩圖案的T型角的屈折點(diǎn)所規(guī)定的尺寸以內(nèi)的區(qū)域，配置半遮光部分取代中心線強(qiáng)調(diào)用的移相器。這時(shí)，亦可縮小該區(qū)域的中心線強(qiáng)調(diào)用的移相器的尺寸。又，在光罩圖案的周緣部分的T型角的分歧相反側(cè)配置輪廓強(qiáng)調(diào)用的移相器亦可。另外，如圖27(d)所示，通過(guò)應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法的較粗線所構(gòu)成的T型角圖案時(shí)，在距光罩圖案的周緣部分的T型角的屈折點(diǎn)所規(guī)定尺寸以內(nèi)的區(qū)域上配置半遮光部分取代輪廓強(qiáng)調(diào)用移相器。這時(shí)，亦可縮小該區(qū)域的中心線強(qiáng)調(diào)用的移相器的尺寸。又，在光罩圖案的周緣部分的T型角的分歧相反側(cè)配置輪廓強(qiáng)調(diào)用的移相器亦可。
圖27(c)及圖27(d)所示的變形補(bǔ)償方法，是消去光罩圖案的遮光效果強(qiáng)的角內(nèi)一側(cè)的強(qiáng)調(diào)圖案(移相器)的同時(shí)，使光罩圖案的遮光效果弱的角外側(cè)的強(qiáng)調(diào)圖案變形。根據(jù)圖27(c)及圖27(d)所示的本實(shí)施方式的變形補(bǔ)償方法，可獲得接近目的的圖案形狀。其理通過(guò)是可從使光罩圖案的遮光性成為過(guò)剩的角部分除去移相器，且可改善遮光均勻的緣故。
又，在圖案謄寫(xiě)時(shí)容易變形的圖案形狀的部分的其他例，例如圖27(e)所示應(yīng)用中心線強(qiáng)調(diào)法的細(xì)線所構(gòu)成的十字型角圖案。這時(shí)的變形補(bǔ)償方法，是如圖27(e)所示，在距光罩圖案的十字型角的屈折點(diǎn)所規(guī)定的尺寸以內(nèi)的區(qū)域配置半遮光部分取代中心線強(qiáng)調(diào)用的移相器。這時(shí)，亦可縮小該區(qū)域的中心線強(qiáng)調(diào)用的移相器的尺寸。另外，如圖27(f)所示，通過(guò)應(yīng)用輪廓強(qiáng)調(diào)法的較粗線所構(gòu)成的十字型角圖案時(shí)，在距光罩圖案的周緣部分的十字型角的屈折點(diǎn)所規(guī)定尺寸以內(nèi)的區(qū)域上配置半遮光部分取代輪廓強(qiáng)調(diào)用移相器。這時(shí)，亦可縮小該區(qū)域的中心線強(qiáng)調(diào)用的移相器的尺寸。
圖27(e)及圖27(f)所示的變形補(bǔ)償方法，是消去光罩圖案的遮光效果強(qiáng)的角內(nèi)側(cè)的強(qiáng)調(diào)圖案。根據(jù)圖27(e)及圖27(f)所示的本實(shí)施方式的變形補(bǔ)償方法，可獲得接近目的的圖案形狀。其理通過(guò)是可從使光罩圖案的遮光性成為過(guò)剩的角部分除去移相器，且可改善遮光均勻性的緣故。
如以上所說(shuō)明，根據(jù)第6實(shí)施方式，在具有半遮光部分與移相器的光罩中，依據(jù)中心線強(qiáng)調(diào)法在所規(guī)定寬度以下的部分上配置移相器，且依據(jù)輪廓強(qiáng)調(diào)法在超越所規(guī)定寬度的部分上配置移相器。因此，通過(guò)任意形狀的光罩圖案在曝光時(shí)可形成對(duì)比度非常強(qiáng)的像。由此，使用設(shè)有這種光罩圖案的光罩，對(duì)于涂敷有抗蝕劑的基板進(jìn)行曝光，以形成精細(xì)的抗蝕圖案。又，對(duì)于該光罩使用斜射入照明進(jìn)行曝光，以在聚焦變動(dòng)時(shí)形成難以產(chǎn)生圖案尺寸變動(dòng)的細(xì)小圖案。
又，根據(jù)第6實(shí)施方式，如光罩圖案的角部分內(nèi)側(cè)等，即使在一般的完全遮光圖案上遮光效果過(guò)強(qiáng)的部分，亦可通過(guò)使用半遮光部分降低遮光效果。亦即，若不在光罩圖案的遮光效果成為過(guò)剩的部分單純地依據(jù)中心線強(qiáng)調(diào)法或輪廓強(qiáng)調(diào)法插入遮光效果強(qiáng)調(diào)用的移相器，可防止不需要的遮光效果的產(chǎn)生。因而，利用該效果，通過(guò)限制移相器的插入，可容易地將任意形狀的圖案制成目的的形狀。
此外，在第6實(shí)施方式中，雖以在正性抗蝕過(guò)程中實(shí)施使用輪廓強(qiáng)調(diào)法或中心線強(qiáng)調(diào)法成立的光罩的曝光時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)然并不只限于此。亦即，亦可在正性抗蝕過(guò)程中實(shí)施至少輪廓強(qiáng)調(diào)法或中心線強(qiáng)調(diào)法中任一方成立的光罩的曝光。或者是，在負(fù)性抗蝕過(guò)程中實(shí)施至少輪廓強(qiáng)調(diào)法或中心線強(qiáng)調(diào)法中任一方成立的光罩的曝光。在此，當(dāng)使用正性抗蝕過(guò)程時(shí)，對(duì)照射曝光光線的正性抗蝕膜進(jìn)行顯像，通過(guò)除去與正性抗蝕膜的光罩圖案對(duì)應(yīng)的部分以外的其他部分，可形成光罩圖案形狀的抗蝕圖案。又，當(dāng)使用負(fù)性抗蝕過(guò)程時(shí)，對(duì)照射曝光光線的正性抗蝕膜進(jìn)行顯像，通過(guò)除去與負(fù)性抗蝕膜的光罩圖案對(duì)應(yīng)的部分以外的其他部分，可形成光罩圖案形狀的抗蝕圖案。
(發(fā)明的功效)根據(jù)本發(fā)明，光罩圖案是通過(guò)半遮光部分與移相器所構(gòu)成，以通過(guò)透過(guò)移相器的光可抵消透過(guò)透光部分及半遮光部分的一部分光的方式配置有移相器。因此，由于可強(qiáng)調(diào)與光罩圖案對(duì)應(yīng)的遮光象的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度，故不需依存于圖案的形狀或密集程度，在相同的曝光條件下可形成精細(xì)圖案。
權(quán)利要求
1.一種光罩，包括在對(duì)于曝光光線具有透光性的透過(guò)性襯底上設(shè)有對(duì)于上述曝光光線具有遮光性的光罩圖案、及在上述透過(guò)性襯底上未形成有上述光罩圖案的透光部分，其特征為上述光罩圖案，由以下部分所構(gòu)成以上述透光部分為基準(zhǔn)而使上述曝光光線同相位透過(guò)的半遮光部分；以上述透光部分為基準(zhǔn)而使上述曝光光線反相位透過(guò)的移相器；上述半遮光部分，具有使上述曝光光線部分透過(guò)的透過(guò)率；上述移相器，設(shè)置在可由透過(guò)該移相器的光抵消透過(guò)上述透光部分及上述半遮光部分的光的一部分的位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為對(duì)于上述曝光光線，上述半遮光部分的透過(guò)率在15％以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為對(duì)于上述曝光光線，上述半遮光部分的透過(guò)率在6％以上且15％以下的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述半遮光部分，是以上述透光部分為基準(zhǔn)，以(-30+360×n)度以上且(30+360×n)度以下(n是整數(shù))的相位差使上述曝光光線透過(guò)；上述移相器，是以上述透光部分為基準(zhǔn)，以(150+360×n)度以上且(210+360×n)度以下(n是整數(shù))的相位差使上述曝光光線透過(guò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述移相器，配置在上述光罩圖案中距離上述透光部分的邊界(0.8×λ/NA)×M以下的位置上(λ為上述曝光光線的波長(zhǎng)，NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)。
6.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述移相器的寬度，在(0.3×λ/NA)×M以下(λ為上述曝光光線的波長(zhǎng)，NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)。
7.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案，以包圍上述透光部分的方式設(shè)置，上述移相器，以在上述光罩圖案的上述透光部分附近，由上述半遮光部分與上述透光部分夾住的方式設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案，以包圍上述透光部分的方式設(shè)置；上述移相器，以在上述光罩圖案的上述透光部分附近，以由上述半遮光部分包圍的方式設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案，由上述透光部分予以包圍，上述移相器，由上述半遮光部分予以包圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求第9項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案的寬度，在(0.8×λ/NA)×M以下(λ為上述曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)。
11.根據(jù)權(quán)利要求第10項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述移相器的寬度，在(0.4×λ/NA)×M以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案，是由上述透光部分所包圍的線狀圖案，上述移相器，于上述光罩圖案的線寬度方向的中央部分，以上述半遮光部分央住的方式設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求第12項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案的寬度，在(0.8×λ/NA)×M以下(λ為上述曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)。
14.根據(jù)權(quán)利要求第13項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述移相器的寬度，在(0.4×λ/NA)×M以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案，是由上述透光部分所包圍的線狀圖案，上述移相器，至少以在上述光罩圖案的線寬度方向的兩端部分夾住上述半遮光部分的方式設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案，是由上述透光部分所包圍的線狀圖案，上述移相器，以在上述光罩圖案的線寬度方向的兩端部分及中央部分夾住上述半遮光部分的方式設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求第16項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案的寬度，在(λ/NA)×M以下(λ為上述曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)。
18.根據(jù)權(quán)利要求第17項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述移相器的寬度，在(0.3×λ/NA)×M以下。
19.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案，是由上述透光部分所包圍的線狀圖案，上述移相器，于上述光罩圖案的線寬度方向的兩端部分以由上述半遮光部分夾住的方式設(shè)置。
20.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述光罩圖案，是由上述透光部分所包圍的線狀圖案，上述移相器，在上述光罩圖案的線寬度方向的兩端部分及中央部分以由上述半遮光部分別包圍的方式設(shè)置。
21.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述透光部分，具有第1透光部分與第2透光部分，上述光罩圖案，以包圍上述第1透光部分與上述第2透光部分的方式設(shè)置，上述移相器，設(shè)置于上述第1透光部分與上述第2透光部分之間的中央部分，上述半遮光部分，設(shè)置于上述移相器的兩側(cè)。
22.根據(jù)權(quán)利要求第21項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述第1透光部分與上述第2透光部分的間隔，在(0.8×λ/NA)×M以下(λ為上述曝光的波長(zhǎng)、NA及M分別為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)口數(shù)及縮小倍率)。
23.根據(jù)權(quán)利要求第22項(xiàng)所述的光罩，其特征為上述移相器的寬度，在(0.4×λ/NA)×M以下。
24.一種圖案形成方法，是使用權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩的方法，其特征為具有以下工序在基板上形成抗蝕膜的工序；介于上述光罩對(duì)上述抗蝕膜照射上述曝光光線的工序；對(duì)已照射了上述曝光光線的上述抗蝕膜進(jìn)行顯像，形成抗蝕圖案的工序。
25.根據(jù)權(quán)利要求第24項(xiàng)所述的圖案形成方法，其特征為在照射上述曝光光線的工序中使用斜射入照明法。
26.一種光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，是權(quán)利要求第1項(xiàng)所述光罩的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為具有以下工序依據(jù)使用上述光罩所欲形成的圖案決定上述光罩圖案的形狀，并設(shè)定上述半遮光部分的透過(guò)率的第1工序；在上述第1工序之后，在上述光罩圖案中以小于所規(guī)定尺寸選定上述透光部分所夾住區(qū)域的第2工序；及在上述第2工序之后，在上述已選定的區(qū)域及上述光罩圖案中的上述透光部分附近插入上述移相器的第3工序。
27.根據(jù)權(quán)利要求第26項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，具有在上述移相器與上述透光部分之間插入所規(guī)定尺寸以下的上述半遮光部分的工序。
28.根據(jù)權(quán)利要求第26項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，具有在上述光罩圖案中以小于所規(guī)定尺寸在上述透光部分所夾住的區(qū)域上，插入以透光部分為基準(zhǔn)，使上述曝光光線反相位透過(guò)的其他移相器的工序。
29.根據(jù)權(quán)利要求第28項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為上述其他的移相器，是以上述透光部分為基準(zhǔn)，以(150+360×n)度以上且(210+360×n)度以下(n為整數(shù))的相位差使上述曝光光線透過(guò)。
30.根據(jù)權(quán)利要求第26項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，還有從上述光罩圖案的中選定具有所規(guī)定尺寸以下寬度的線狀圖案端部分，在與該已選定的圖案端部分的線方向平行的周緣部分上插入其他的移相器的工序。
31.根據(jù)權(quán)利要求第26項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，還有從上述光罩圖案中的選定角部分，在自上述光罩圖案的上述已選定的角部分的屈折點(diǎn)起所規(guī)定尺寸以內(nèi)的區(qū)域上配置上述移相器時(shí)，將上述移相器置換為上述半遮光部分，或縮小上述移相器的尺寸的工序。
32.根據(jù)權(quán)利要求第26項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，還有在固定上述移相器的尺寸的狀態(tài)下補(bǔ)正上述半遮光部分的尺寸，使所用上述光罩所欲形成的上述圖案具有期望尺寸的工序。
33.一種光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，是權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的光罩的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為具有以下工序依據(jù)使用上述光罩所欲形成的圖案決定上述光罩圖案的形狀，并設(shè)定上述半遮光部分的透過(guò)率的第1工序；在上述第1工序之后，選定上述光罩圖案的寬度小于所規(guī)定尺寸的區(qū)域的第2工序；及在上述第2工序之后，在上述已選定的區(qū)域及上述光罩圖案的寬度超過(guò)上述所規(guī)定尺寸的區(qū)域的周緣部分上插入上述移相器的第3工序。
34.根據(jù)權(quán)利要求第33項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，還有在上述移相器與上述透光部分之間插入小于所規(guī)定尺寸的上述半遮光部分的工序。
35.根據(jù)權(quán)利要求第33項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，還有在上述光罩圖案的寬度超過(guò)所規(guī)定尺寸的區(qū)域上，插入以上述透光部分為基準(zhǔn)且使上述曝光光線反相位透過(guò)的其他移相器的工序。
36.根據(jù)權(quán)利要求第35項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為上述其他的移相器，是以上述透光部分為基準(zhǔn)，并以(150+360×n)度以上且(210+360×n)度以下(n為整數(shù))的相位差使上述曝光光線透過(guò)。
37.根據(jù)權(quán)利要求第33項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，還有從上述光罩圖案的中選定具有所規(guī)定尺寸以下的寬度的線狀圖案端部分，在與該已選定的圖案端部分的線方向平行的周緣部分上插入其他的移相器的工序。
38.根據(jù)權(quán)利要求第33項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，還有從上述光罩圖案中的選定角部分，在距上述光罩圖案的上述已選定的角部分的屈折點(diǎn)所規(guī)定尺寸以內(nèi)的區(qū)域上配置上述移相器時(shí)，將上述移相器置換為上述半遮光部分，或縮小上述移相器的尺寸的工序。
39.根據(jù)權(quán)利要求第33項(xiàng)所述的光罩?jǐn)?shù)據(jù)制作方法，其特征為在上述第3工序之后，還有在固定上述移相器的尺寸的狀態(tài)下補(bǔ)正上述半遮光部分的尺寸，使所用上述光罩所欲形成的上述圖案具有期望尺寸的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不依靠圖案的形狀或者是密集程度，而可在相同曝光條件下形成精細(xì)圖案的光罩。該光罩是具有于透過(guò)性襯底(2)上所設(shè)置的光罩圖案，該光罩圖案是通過(guò)以下部分所構(gòu)成以透光部分(4)為基準(zhǔn)而使曝光光線同相位透過(guò)的半遮光部分(3)；及以透光部分(4)為基準(zhǔn)而使曝光光線反相位透過(guò)的移相器(5)。半遮光部分(3)是具有使曝光光線部分透過(guò)的透過(guò)率。移相器(5)是設(shè)置在通過(guò)該移相器的透過(guò)光可抵消透過(guò)透光部分(4)及半遮光部分(3)的光的一部分的位置上。
文檔編號(hào)G03F1/32GK1633625SQ0280574
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2002年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月26日
發(fā)明者三坂章夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社