專利名稱：一種圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體裝置或液晶顯示裝置的制造的圖案曝光用的光掩模、其制作方法及使用了該掩模的圖案形成方法，還涉及光掩模用的圖案設(shè)計圖制作方法及掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法。
背景技術(shù)：
近年，隨著通過使用半導(dǎo)體所實現(xiàn)的大規(guī)模集成電路(以下稱為LSI)的精細(xì)化的進(jìn)展，在LSI制造工序之一的平版印刷工序中，掩模圖案和加工圖案(例如由相對于抗蝕膜的圖案復(fù)制所形成的抗蝕劑圖案)之間的形狀誤差或尺寸誤差不容忽視。
還有，隨著LSI上的圖案尺寸的精細(xì)化進(jìn)展到由曝光光的波長(以下稱為波長λ)或曝光機(jī)的投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(以下稱為數(shù)值孔徑NA)所定義的析象分辨極限，LSI制造上的與產(chǎn)品合格率相關(guān)的制造寬裕度、比如聚焦深度等顯著下降。
在根據(jù)以往的圖案形成方法形成規(guī)定形狀的抗蝕膜的情況下，例如，在用由鉻等金屬組成的遮光膜在透射性基板上形成了規(guī)定形狀的遮光性圖案即掩模圖案后，把形成有該掩模圖案的透射性基板作為掩模對涂敷有抗蝕膜的晶片進(jìn)行曝光，由此，把具有和掩模圖案相似形狀的光強度分布投影在抗蝕膜中，然后，通過使抗蝕膜顯影形成規(guī)定圖案的抗蝕膜圖案。
在上述那樣的圖案形成方法中一般使用縮小投影曝光機(jī)。縮小投影曝光機(jī)用形成有把所要求的圖案尺寸放大了幾倍的掩模圖案的透射性基板、即用光掩模通過對由被形成于基板的晶片上的感光樹脂組成的抗蝕膜進(jìn)行縮小投影曝光而實現(xiàn)圖案形成。
圖32(a)表示最小尺寸還比析象度還大得多的圖案的一例，圖32(b)表示用以往的光掩模形成圖32(a)所示的圖案時被投影在抗蝕膜中的光強度分布的模擬結(jié)果。
具體來說，在數(shù)值孔徑NA為0.6、波長λ為0.193μm時的析象度為0.13μm左右，另一方面，圖32(a)所示的圖案的最小尺寸為0.39μm(約析象度的3倍)左右。還有，在以往的光掩模上形成有把圖32(a)所示的圖案的尺寸放大了曝光機(jī)的倍率M(縮小率的倒數(shù))后的掩模圖案。此時，如圖32(b)所示，可以實現(xiàn)和圖32(a)所示的圖案即掩模圖案相似的形狀的光強度分布。還有，在圖32(b)中，用在2維的相對坐標(biāo)系中的相對光強度(以曝光的光強度為1時的光強度)的等高線表示光強度分布。
圖33(a)表示最小尺寸與析象度相當(dāng)?shù)膱D案的一例，圖33(b)表示用以往的光掩模形成圖32(a)所示的圖案時被投影在抗蝕膜中的光強度分布的模擬結(jié)果。
具體來說，在數(shù)值孔徑NA為0.6、波長λ為0.193μm時的析象度為0.13μm左右，另一方面，圖33(a)所示的圖案的最小尺寸也是0.13μm左右。還有，在以往的光掩模上形成有把圖33(a)所示的圖案的尺寸放大了曝光機(jī)的倍率M后的掩模圖案。此時，如圖33(b)所示，可以實現(xiàn)由和圖33(a)所示的圖案即掩模圖案相似的形狀顯著畸變了的光強度分布。還有，在圖33(b)中也用在2維的相對坐標(biāo)系中的相對光強度的等高線表示光強度分布。
也就是說，當(dāng)圖案的最小尺寸被細(xì)微化到析象度的程度時，光掩模上的掩模圖案的線寬也變細(xì)，因此，當(dāng)曝光光穿過光掩模時容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。具體來說，當(dāng)掩模圖案的線寬變細(xì)時，曝光光容易繞到掩模圖案的背側(cè)，其結(jié)果導(dǎo)致掩模圖案無法充分遮擋曝光光，因此，非常難以形成微細(xì)圖案。
于是，為了形成具有析象度以下的尺寸的圖案，在透射性基板上形成由遮光膜組成的遮光性圖案作為掩模圖案，同時，由H.Y.Liu等人提出了(Proc.SPIE，Vol.3334，P.2(1998))實現(xiàn)透射光對在透射性基板上光透射區(qū)(沒形成遮光性圖案的部分)產(chǎn)生180度倒相的移相區(qū)的方法(第1以往例)。在此方法中，借助于被夾在光透射區(qū)和移相區(qū)之間的遮光膜可以形成具有析象度以下的尺寸的圖案。
下面參照圖34(a)～(d)對與第1以往例相關(guān)的圖案形成方法進(jìn)行說明。
圖34(a)表示用于第1以往例中的第1光掩模的俯視圖，圖34(b)表示在圖34(a)的I-I線上的剖視圖。如圖34(a)及圖34(b)所示，在構(gòu)成第1光掩模的第1透射性基板10上形成有遮光膜11，同時，在遮光膜11上隔著具有寬度比(析象度×倍率M)小的遮光膜區(qū)域11a形成有第1開口部12及第2開口部13。還有，在第1透射性基板10上的第2開口部13的下方的部分被刻入，使得通過第1開口部12透過第1透射性基板10的光和通過第2開口部13透過第1透射性基板10的光之間的相位差為180度。由此，在第1透射性基板10上的形成有第1開口部12的部分成為通常的光透射區(qū)，另一方面，在第1透射性基板10上的形成有第2開口部13的部分成為移相區(qū)，因此，借助于被夾在第1開口部12和第2開口部13之間的遮光膜區(qū)域11a可以形成所要求的線寬在析象度程度以下的圖案。
圖34(c)表示用于第1以往例中的第2光掩模的俯視圖。如圖34(c)所示，在構(gòu)成第2光掩模的第2透射性基板20上形成有由遮光膜組成的遮光性圖案21。
在第1以往例中，通過組合在圖34(a)所示的第1光掩模上的由遮光膜區(qū)域11a形成的線圖案和在圖34(c)所示的第2光掩模上的由遮光性圖案21形成的圖案形成所要求的圖案。
具體來說，在第1以往例中，在用圖34(a)所示的第1光掩模對涂敷有由正片型抗蝕劑組成的抗蝕膜的基板進(jìn)行了曝光后進(jìn)行對位，使得借助于使用了第1光掩模的曝光所形成的潛像和用圖34(c)所示的第2光掩模的曝光所形成的潛像形成所要求的圖案。然后，在用第2光掩模進(jìn)行了曝光后使抗蝕膜顯影并形成抗蝕圖案。由此，可以通過使用了第2光掩模的曝光除去在只用第1光掩模進(jìn)行了曝光后進(jìn)行顯影的情況下所形成的多余的圖案(所要求的圖案之外的其他圖案)。結(jié)果，可以形成通過只用了第2光掩模的曝光所不能形成的具有析象度程度以下的線寬的圖案。
圖34(d)表示借助于與第1以往例相關(guān)的圖案形成方法、即使用了圖34(a)所示的第1光掩模及圖34(c)所示的第2光掩模的圖案形成方法所形成的抗蝕圖案。
如圖34(d)所示，在被曝光基板30上形成有抗蝕圖案31，抗蝕圖案31具有析象度程度以下的線寬的線圖案31a。
還有，與H.Y.Liu等的方法不同，渡邊等提出了不在光透射區(qū)和移相區(qū)之間設(shè)置遮光膜而使用借助于通常的透射性基板部分即光透射區(qū)和移相區(qū)的邊界形成圖案的效應(yīng)形成線寬比波長λ小的圖案的方法(第2以往例、第51次應(yīng)用物理學(xué)會學(xué)術(shù)報告會預(yù)交文集)。
以下參照圖35對與第2以往例相關(guān)的圖案形成方法進(jìn)行說明。
圖35表示用于第2以往例中的光掩模的俯視圖。如圖35所示，在構(gòu)成光掩模的透射性基板40上設(shè)有具有周期性排列的多個移相區(qū)41。
在第2以往例中，可以借助于移相區(qū)41形成周期性地排列有多個線寬比波長λ小的線圖案的圖案。
但是，在第1以往例中，為了形成線寬在析象度程度以下的圖案，需要用具有寬度在(析象度×倍率M)以下的遮光膜區(qū)域被寬度在(析象度×倍率M)以上的移相區(qū)及光透射區(qū)夾著的構(gòu)造的移相掩模(第1光掩模)。也就是說，只在由第1光掩模形成的圖案滿足特定的條件時才具有在析象度程度以下的線寬，因此，只借助于第1光掩模不能實現(xiàn)具有任意形狀的圖案。
因此，為了制作象通常的LSI的圖案設(shè)計等那樣具有復(fù)雜形狀的圖案，在第1以往例中，需要進(jìn)行使用了與移相掩模不同的掩模(第2光掩模)的曝光。其結(jié)果導(dǎo)致掩模費用的增加或由在光刻中的工序數(shù)的增加而引起的產(chǎn)量下降及制造成本的增加。
還有，因為把并非移相掩模的通常掩模用作第2光掩模，即便組合使用了第1光掩模和第2光掩模的曝光，由第2光掩模形成的圖案的尺寸也會在析象度程度以上，其結(jié)果導(dǎo)致在析象度程度以下的尺寸下可形成的圖案是有限的。也就是說，第1以往例限定于在上述條件下可相鄰地配設(shè)移相區(qū)和光透射區(qū)的情況下、比如只形成活性區(qū)上的門式圖案的情況下被使用。
另一方面，根據(jù)不在光透射區(qū)和移相區(qū)之間設(shè)置遮光膜而形成圖案的方法，第2以往例只在線寬比波長λ小的圖案重復(fù)的情況下使用，因此，會有這樣的問題，即只借助于此方法無法形成具有任意尺寸或形狀的圖案。
還有，在第2以往例中，必須在透射性基板的光透射區(qū)和移相區(qū)的邊界上制成位相變化劇烈的部分，另一方面，在使用了通過對透射性基板進(jìn)行濕式蝕刻制成移相區(qū)的以往的掩模制成方法的情況下，無法使通過刻入透射性基板所形成的移相區(qū)的邊界垂直。還有，在對透射性基板進(jìn)行濕式蝕刻時，蝕刻也在透射性基板上的移相區(qū)的側(cè)面的區(qū)域上進(jìn)行，因此，對移相區(qū)的尺寸控制變得困難。其結(jié)果會產(chǎn)生這樣的問題，即制成可以形成高精度的細(xì)微圖案的掩模極其困難。
還有，在第2以往例中，利用移相效應(yīng)所形成的圖案的尺寸被限定在波長λ一半程度的尺寸范圍內(nèi)，另一方面，在用由遮光膜組成的掩模圖案形成尺寸在其之上的圖案的情況下，可形成的圖案的最小尺寸為析象度程度。因此，在用同時實現(xiàn)移相效應(yīng)和借助于遮光膜的遮光效應(yīng)的1張掩模形成圖案時，在所形成的圖案的可獲得的尺寸上產(chǎn)生不連續(xù)。其結(jié)果會產(chǎn)生如下問題，即用1張掩模形成具有任意尺寸的圖案時的處理余量極小，在某些情況下用1張掩模無法進(jìn)行圖案的形成。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于可以通過使用了實現(xiàn)移相效應(yīng)的1張掩模的曝光對任意形狀形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的圖案。
為了實現(xiàn)上述目的，與本發(fā)明相關(guān)的光掩模是在對曝光光具有透射性的透射性基板上形成有孤立的遮光性圖案的光掩模，其特征在于上述遮光性圖案是由由遮光膜組成的遮光膜區(qū)域和對上述透射性基板之中沒形成有上述遮光性圖案的光透射區(qū)具有反相位的移相區(qū)構(gòu)成，上述遮光性圖案至少擁有具有第一寬度的第一遮光性圖案和具有第二寬度的第二遮光性圖案，在上述第一遮光性圖案的一部分上設(shè)有為上述移相區(qū)的一部分且由上述遮光模區(qū)域包圍起來的第一移相區(qū)，僅有上述遮光膜區(qū)域設(shè)在上述第二遮光性圖案。
根據(jù)本發(fā)明的光掩模，遮光性圖案是由遮光膜區(qū)域和對光透射區(qū)具有相位差的移相區(qū)構(gòu)成，同時，移相區(qū)的寬度被設(shè)定為與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比移相區(qū)的遮光性能在同等程度以上。由此，可以借助于透過移相區(qū)的光消除因衍射現(xiàn)象而繞進(jìn)遮光性圖案之中的遮光膜區(qū)域的背側(cè)的透射光，因此，在形成具有析象度程度以下的尺寸的圖案的情況下，可以得到形狀與遮光性圖案相似的光強度分布。因此，通過只用了實現(xiàn)移相效應(yīng)的本發(fā)明的光掩模的曝光可以對任意形狀形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的圖案。
在本發(fā)明的光掩模中，遮光膜區(qū)域的輪廓形狀最好和遮光性圖案的形狀一樣，移相區(qū)最好被設(shè)在遮光膜區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
這樣，可以借助于透過移相區(qū)的光可靠地消除因衍射現(xiàn)象而繞進(jìn)遮光性圖案的邊緣部的背側(cè)的透射光。
在本發(fā)明的光掩模中，上述遮光性圖案還具有角部或者端部的第三遮光性圖案，移相區(qū)的一部分即第二移相區(qū)最好被設(shè)在第三遮光性圖案的角部或其內(nèi)側(cè)或者第三遮光性圖案的端部或其內(nèi)側(cè)。
這樣，可以借助于透過移相區(qū)的光可靠地消除因衍射現(xiàn)象而繞進(jìn)遮光性圖案的角部或端部的背側(cè)的透射光。
還有，在本說明書中，角部是指在圖案一側(cè)測定的角度大于0度且小于180度的部分。
在本發(fā)明的光掩模中，假設(shè)移相區(qū)的寬度為Wm，則最好滿足Wm≤(0.4×λ/NA)×M(這里，λ為曝光光的波長，NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，M為該縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率)。
這樣，移相區(qū)的遮光性能與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比確實在同等程度以上。
在本發(fā)明的光掩模中，假設(shè)設(shè)有第一移相區(qū)的遮光性圖案的寬度為Lm，則最好滿足Lm≤(0.8×λ/NA)×M。
這樣，通過在遮光性圖案上設(shè)置移相區(qū)可以提高遮光性圖案的遮光效果。
在滿足Lm≤(0.8×λ/NA)×M的情況下，假設(shè)第一移相區(qū)的寬度為Wm，則最好滿足Wm≤(0.8×λ/NA)×M-Lm且Wm≤Lm。
這樣，可以確實提高遮光性圖案的遮光效果。
在Lm≤(0.8×λ/NA)×M的情況下，假設(shè)第一移相區(qū)的寬度為Wm，則最好滿足0.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)≤Wm≤1.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)且Wm≤Lm。
這樣，可以極大地提高遮光性圖案的遮光效果。
在本發(fā)明的光掩模中，第一移相區(qū)相對于光透射區(qū)的相位差相對于曝光光的波長最好為(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))。
這樣，可以確實提高遮光性圖案的遮光效果。
在本發(fā)明的光掩模中，最好通過在透射性基板上的成為光透射區(qū)的部分及成為第一移相區(qū)的部分之中的至少一方被刻入而設(shè)置第一移相區(qū)相對于光透射區(qū)的相位差。
這樣，可以在移相區(qū)和光透射區(qū)之間可靠地設(shè)置相位差。
在本發(fā)明的光掩模中，移相區(qū)相對于光透射區(qū)的相位差最好通過在透射性基板上的成為光透射區(qū)以外的部分及成為第一移相區(qū)的部分之中的某一方之上形成有移相層而被設(shè)置。
這樣，可以在移相區(qū)和光透射區(qū)之間可靠地設(shè)置相位差。還有，在形成有移相層的情況下，移相層既可以被形成于遮光膜區(qū)域的下側(cè)，也可以被形成于遮光膜區(qū)域的上側(cè)。
與本發(fā)明相關(guān)的圖案形成方法以使用了本發(fā)明的光掩模的圖案形成方法為前提，具備有在基板上形成抗蝕膜的工序、用本發(fā)明的光掩模對抗蝕膜進(jìn)行圖案曝光的工序、對被圖案曝光了的抗蝕膜進(jìn)行顯影并形成抗蝕圖案的工序。
根據(jù)本發(fā)明的圖案形成方法，使用本發(fā)明的光掩模，因此，在形成具有析象度程度以下的尺寸的圖案的情況下，可以通過遮光性圖案得到和形成具有析象度程度以上的尺寸的圖案的情形同等程度的遮光效果，因此，借助于只使用了本發(fā)明的光掩模的曝光可以對任意形狀形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的圖案。
在本發(fā)明的圖案形成方法中，進(jìn)行圖案曝光的工序最好使用斜入射法。
這樣，可以對微細(xì)的圖案提高焦深等處理余量。
在本發(fā)明的圖案形成方法中，抗蝕膜最好是由正片型抗蝕劑組成的。
這樣，借助于使用了本發(fā)明的光掩模的圖案曝光可以可靠地形成微細(xì)的抗蝕圖案。相反，為了形成孔圖案等那樣微細(xì)的抗蝕消去區(qū)，只要用負(fù)片型抗蝕劑即可。
與本發(fā)明相關(guān)的光掩模的制作方法以具備了由在對曝光光具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜區(qū)域和移相區(qū)構(gòu)成的孤立的遮光性圖案的光掩模的制作方法為前提，具備有在透射性基板上形成遮光膜的工序、把遮光膜圖案化并形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序、消去位于遮光膜上的移相區(qū)上的部分并形成開口部的工序，移相區(qū)相對于透射性基板的光透射區(qū)具有反相位，上述遮光性圖案至少擁有具有第一寬度的第一遮光性圖案和具有第二寬度的第二遮光性圖案，在上述第一遮光性圖案的一部分上設(shè)有為上述移相區(qū)的一部分且由上述遮光膜區(qū)域包圍起來的第一移相區(qū)，僅有上述遮光膜區(qū)域設(shè)在上述第二遮光性圖案。
根據(jù)本發(fā)明的光掩模的制作方法，用于形成遮光膜區(qū)域的輪廓的圖案化工序和用于形成移相區(qū)的開口部的圖案化工序獨立進(jìn)行，因此，可以分別正確地控制遮光膜區(qū)域的輪廓尺寸即遮光性圖案的尺寸及移相區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成本發(fā)明的光掩模。
在本發(fā)明的光掩模的制作方法中，形成開口部的工序最好包括在形成開口部后刻入透射性基板上的開口部的下側(cè)的部分的工序，使得在該部分和光透射區(qū)之間相對于曝光光的波長產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的相位差。
這樣，可以形成移相區(qū)，使得遮光性圖案的遮光效果得以可靠地提高。還有，在此情況下，最好在形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序之前進(jìn)行形成開口部的工序。這樣，可以把形成有開口部的遮光膜作為掩模對透射性基板進(jìn)行蝕刻，因此，不必象在形成了遮光膜區(qū)域的輪廓之后形成開口部的情形那樣用抗蝕圖案連續(xù)進(jìn)行開口部形成和基板蝕刻，因此，可以簡單地制成本發(fā)明的光掩模。
在本發(fā)明的光掩模的制作方法中，形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序最好包括在形成遮光膜區(qū)域的輪廓之后刻入透射性基板上的遮光膜區(qū)域的外側(cè)部分的工序，使得在該部分和移相區(qū)之間相對于曝光光的波長產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的相位差。
這樣，可以形成移相區(qū)，使得遮光性圖案的遮光效果得以可靠地提高。還有，與在光透射區(qū)和移相區(qū)之間設(shè)置相位差的情形相比，通過刻入微小面積的開口部的下側(cè)的透射性基板可以簡單地制成本發(fā)明的光掩模。
在本發(fā)明的光掩模的制作方法中，形成遮光膜的工序最好包括在遮光膜的下側(cè)形成相對于曝光光的波長產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的移相層的工序，形成開口部的工序最好包括在形成了開口部后消去移相層上的開口部的下側(cè)的部分的工序。
這樣，可以形成移相區(qū)，使得遮光性圖案的遮光效果得以可靠地提高。還有，與在光透射區(qū)和移相區(qū)之間設(shè)置相位差的情形相比，通過刻入透射性基板可以使蝕刻工序的管理變得簡單、使位相誤差減少并同時易于使移相層的邊緣部分垂直。還有，在此情況下，最好在形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序之前進(jìn)行形成開口部的工序。這樣，可以把形成有開口部的遮光膜作為掩模對移相層進(jìn)行蝕刻，因此，不必象在形成了遮光膜區(qū)域的輪廓之后形成開口部的情形那樣用抗蝕圖案連續(xù)進(jìn)行開口部形成和移相層蝕刻，因此，可以簡單地制成本發(fā)明的光掩模。
在本發(fā)明的光掩模的制作方法中，形成遮光膜的工序最好包括在遮光膜的下側(cè)形成相對于曝光光的波長產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的移相層的工序，形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序最好包括在形成了遮光膜區(qū)域的輪廓之后消去移相層上的遮光膜區(qū)域的外側(cè)部分的工序。
這樣，可以形成移相區(qū)，使得遮光性圖案的遮光效果得以可靠地提高。還有，與在光透射區(qū)和移相區(qū)之間設(shè)置相位差的情形相比，通過刻入透射性基板可以使蝕刻工序的管理變得簡單、使位相誤差減少并同時易于使移相層的邊緣部分垂直。還有，與在光透射區(qū)和移相區(qū)之間設(shè)置相位差的情形相比，通過消去微小面積的開口部的下側(cè)的移相層可以簡單地制成本發(fā)明的光掩模。還有，在此情況下，最好在形成開口部的工序之前進(jìn)行形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序。這樣，可以把形成有遮光膜區(qū)域的輪廓且形成有開口部前的遮光膜作為掩模對移相層進(jìn)行蝕刻，因此，不必象在形成了開口部之后形成遮光膜區(qū)域的輪廓的情形那樣用抗蝕圖案連續(xù)進(jìn)行遮光膜區(qū)域的輪廓形成和移相層蝕刻，因此，可以簡單地制成本發(fā)明的光掩模。
在本發(fā)明的光掩模的制作方法中，在形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序之前進(jìn)行形成開口部的工序，在形成開口部的工序和形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序之間還具備有在透射性基板上形成相對于曝光光的波長產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的移相層的工序，形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序最好包括在形成遮光膜區(qū)域的輪廓之前消去移相層上的遮光膜區(qū)域的外側(cè)部分的工序。
這樣，可以形成移相區(qū)，使得遮光性圖案的遮光效果得以可靠地提高。還有，與在光透射區(qū)和移相區(qū)之間設(shè)置相位差的情形相比，通過刻入透射性基板可以使蝕刻工序的管理變得簡單、使位相誤差減少并同時易于使移相層的邊緣部分垂直。還有，當(dāng)在對移相層的圖案化工序中產(chǎn)生了缺陷的情況下，可以通過再形成移相層修復(fù)該缺陷，因此，不必重復(fù)在移相層形成工序前的工序，因此，可以提高產(chǎn)量。
在本發(fā)明的光掩模的制作方法中，在形成開口部的工序之前進(jìn)行形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序，在形成遮光膜區(qū)域的輪廓的工序和形成開口部的工序之間還具備有在透射性基板上形成相對于曝光光的波長產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的移相層的工序，形成開口部的工序最好包括在形成開口部之前消去位于移相層上的移相區(qū)上的部分的工序。
這樣，可以形成移相區(qū)，使得遮光性圖案的遮光效果得以可靠地提高。還有，與在光透射區(qū)和移相區(qū)之間設(shè)置相位差的情形相比，通過刻入透射性基板可以使蝕刻工序的管理變得簡單、使位相誤差減少并同時易于使移相層的邊緣部分垂直。還有，當(dāng)在對移相層的圖案化工序中產(chǎn)生了缺陷的情況下，可以通過再形成移相層修復(fù)該缺陷，因此，不必重復(fù)在移相層形成工序前的工序，因此，可以提高產(chǎn)量。
在本發(fā)明的光掩模的制作方法中，在假設(shè)了第一移相區(qū)的寬度為Wm時，最好滿足Wm≤(0.4×λ/NA)×M(這里，λ為曝光光的波長，NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，M為該縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率)。
這樣，第一移相區(qū)的遮光性能與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比確實在同等程度以上。
在本發(fā)明的光掩模的制作方法中，假設(shè)設(shè)有第一移相區(qū)的遮光性圖案的寬度為Lm，則最好滿足Lm≤(0.8×λ/NA)×M。
這樣，通過在遮光性圖案上設(shè)置移相區(qū)可以提高遮光性圖案的遮光效果。
在滿足Lm≤(0.8×λ/NA)×M的情況下，假設(shè)第一移相區(qū)的寬度為Wm，則最好滿足Wm≤(0.8×λ/NA)×M-Lm且Wm≤Lm。
這樣，可以確實提高遮光性圖案的遮光效果。
在Lm≤(0.8×λ/NA)×M的情況下，假設(shè)第一移相區(qū)的寬度為Wm，則最好滿足0.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)≤Wm≤1.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)且Wm≤Lm。
這樣，可以極大地提高遮光性圖案的遮光效果。
與本發(fā)明相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法以具備了由在對曝光光具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜區(qū)域和移相區(qū)構(gòu)成的孤立的遮光性圖案的光掩模的圖案設(shè)計制作方法為前提，具備有從與遮光性圖案對應(yīng)的圖案設(shè)計之中抽出具有(0.8×λ/NA)×M(這里，λ為曝光光的波長，NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，M為該縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率)以下的寬度L×M的線圖案的工序、和在被抽出的線圖案的內(nèi)側(cè)配設(shè)具有((0.8×λ/NA)-L)×M以下的寬度W×M(這里W≤L)的移相區(qū)的工序。
根據(jù)本發(fā)明的圖案設(shè)計制作方法，在從與遮光性圖案對應(yīng)的圖案設(shè)計之中抽出了具有(0.8×λ/NA)×M以下的寬度L×M的線圖案之后在被抽出的線圖案的內(nèi)側(cè)配設(shè)具有((0.8×λ/NA)-L)×M以下的寬度W×M(這里W≤L)的移相區(qū)。因此，在遮光性圖案上的遮光效果變?nèi)醯牟糠稚峡梢耘湓O(shè)能夠突出遮光效果的移相區(qū)即掩模增強區(qū)，因此，能夠以對圖案設(shè)計失真少的形狀形成被投影在晶片上的光強度分布。因此，可以制成能夠?qū)θ我庑螤钚纬砂ㄎ鱿蠖瘸潭纫韵碌某叽绲娜我獬叽绲膱D案的光掩模的圖案設(shè)計。
在本發(fā)明的圖案設(shè)計制作方法中，最好滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L。
這樣，可以極大地提高遮光性圖案的遮光效果。
在本發(fā)明的圖案設(shè)計制作方法中，抽出線圖案的工序最好包括從圖案設(shè)計之中抽出圖案角部或圖案端部的工序，配設(shè)移相區(qū)的工序最好包括在被抽出的圖案角部或其內(nèi)側(cè)或被抽出的圖案端部其內(nèi)側(cè)配設(shè)具有(0.5×λ/NA)×M見方以下的尺寸的移相區(qū)的工序。
這樣，借助于衍射到遮光性圖案角部或端部的內(nèi)側(cè)的現(xiàn)象可以通過透過移相區(qū)的光可靠地消除繞進(jìn)來的透射光。
與本發(fā)明相關(guān)的掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法以具備了由在對曝光光具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜區(qū)域和對透射性基板的光透射區(qū)具有相位差的移相區(qū)構(gòu)成的孤立的遮光性圖案的光掩模的掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法為前提，具備有如下工序，即從與遮光性圖案對應(yīng)的圖案設(shè)計之中抽出具有(0.8×λ/NA)×M(這里，λ為曝光光的波長，NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，M為該縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率)以下的寬度L×M的線圖案、在被抽出的線圖案的內(nèi)側(cè)配設(shè)了具有((0.8×λ/NA)-L)×M以下的寬度W×M(這里W≤L)的移相區(qū)并使得遮光性圖案的遮光效果達(dá)到最大后，根據(jù)試曝光或曝光模擬的結(jié)果調(diào)節(jié)移相區(qū)的尺寸的工序。
根據(jù)本發(fā)明的掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法，在配設(shè)了移相區(qū)使得遮光性圖案的遮光效果達(dá)到最大后，根據(jù)試曝光或曝光模擬的結(jié)果調(diào)節(jié)移相區(qū)的尺寸，因此，可以調(diào)節(jié)移相區(qū)的尺寸，使得由使用了光掩模的曝光所形成的圖案的尺寸和設(shè)計值相等。因此，可以制成可以防止圖案向后退等的掩模繪制數(shù)據(jù)，因此，通過進(jìn)行使用了依照該掩模繪制數(shù)據(jù)所形成的光掩模的曝光可以以高精度形成微細(xì)圖案。
在本發(fā)明的掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法中，調(diào)節(jié)移相區(qū)的尺寸的工序最好包括縮小與由使用了光掩模的曝光所形成的圖案的寬度比設(shè)計值大的部分對應(yīng)的上述移相區(qū)的寬度且放大與由使用了上述光掩模的曝光所形成的圖案的寬度比設(shè)計值小的部分對應(yīng)的上述移相區(qū)的寬度的工序。
這樣，可以使由使用了光掩模的曝光所形成的圖案的尺寸可靠地與設(shè)計值相等。
附圖的簡單說明

圖1為表示與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模的基本構(gòu)造的圖。
圖2為要在被曝光基板上形成的所要求的設(shè)計圖案的俯視圖。
圖3(a)為與用于形成圖2所示的圖案的比較例1相關(guān)的光掩模的俯視圖，圖3(b)為表示在用與比較例1相關(guān)的光掩模對抗蝕膜進(jìn)行曝光時被投影到抗蝕膜中的光強度分布的模擬結(jié)果的圖，圖3(c)為表示對圖3(b)所示的模擬結(jié)果中的表示抗蝕圖案的形狀的光強度的等高線的形狀和所要求的圖案形狀進(jìn)行了比較后的結(jié)果的圖。
圖4(a)為與用于形成圖2所示的圖案的本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模的俯視圖，圖4(b)為表示在用與實施例1相關(guān)的光掩模對抗蝕膜進(jìn)行曝光時被投影到抗蝕膜中的光強度分布的模擬結(jié)果的圖，圖4(c)為表示對圖4(b)所示的模擬結(jié)果中的表示抗蝕圖案的形狀的光強度的等高線的形狀和所要求的圖案形狀進(jìn)行了比較后的結(jié)果的圖。
圖5(a)為與比較例2相關(guān)的光掩模的俯視圖，圖5(b)為與比較例3相關(guān)的光掩模的俯視圖，圖5(c)～(e)為表示在使寬度L分別改變了0.06μm、0.10μm、0.16μm的情況下透射過與比較例2及3相關(guān)的各光掩模的2點AB間的光的光強度分布的模擬結(jié)果的圖，圖5(f)為表示在使寬度L連續(xù)改變的情況下透射過與比較例2及3相關(guān)的各光掩模的孤立線圖案的中央部分的光的光強度變化的模擬結(jié)果的圖。
圖6為表示在使波長λ及數(shù)值孔徑NA做各種改變的情況下移相區(qū)的遮光效果比遮光膜的高的最大寬度L的模擬結(jié)果與λ/NA的關(guān)系的圖。
圖7為表示在使波長λ及數(shù)值孔徑NA做各種改變的情況下移相區(qū)的遮光效果達(dá)到最大的寬度L的模擬結(jié)果與λ/NA的關(guān)系的圖。
圖8(a)為與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模的俯視圖，圖8(b)～(d)為表示在使寬度L分別改變了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情況下進(jìn)一步使寬度W做各種變化的情況下透射過圖8(a)所示的掩模上的2點AB間的光的光強度分布的模擬結(jié)果的圖，圖8(e)為表示在使寬度L做各種變化的情況下進(jìn)一步使寬度W做各種變化的情況下透射過圖8(a)所示的掩模上的遮光性圖案的中央部分的光的光強度變化的模擬結(jié)果的圖。
圖9為表示掩模增強區(qū)的遮光效果比遮光膜高的最大寬度W的模擬結(jié)果與寬度L的關(guān)系的圖。
圖10為表示掩模增強區(qū)的遮光效果達(dá)到最大的寬度W的模擬結(jié)果與寬度L的關(guān)系的圖。
圖11(a)為掩模增強區(qū)偏離遮光性圖案的中部被配設(shè)后的掩模的俯視圖，圖11(b)為表示在改變掩模增強區(qū)的偏離寬度的情況下透射過圖11(a)所示的掩模上的2點AB間的光的光強度分布的模擬結(jié)果的圖。
圖12(a)～(c)為表示在分別使用了使遮光性圖案的寬度做各種變化的情況下的與比較例4相關(guān)的光掩模、與比較例5相關(guān)的光掩模及與掩模增強區(qū)被最優(yōu)化后的本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模時的光強度變化的模擬結(jié)果的圖。圖12(d)～(f)為表示在分別把使遮光性圖案的寬度做各種變化的情況下的與比較例4相關(guān)的光掩模、與比較例5相關(guān)的光掩模及與掩模增強區(qū)被最優(yōu)化后的本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模和環(huán)形曝光組合使用時的光強度變化的模擬結(jié)果的圖。
圖13為表示環(huán)形曝光的光源形狀的圖。
圖14(a)為表示分別與W＝L及W＝α×(A-L)/2(這里，A＝0.8×λ/NA，α＝0.5、1.0、1.5及2.0)對應(yīng)的曲線的圖，圖14(b)為表示分別與W＝L-2E及W＝α×(A-L)/2(這里，A＝0.8×λ/NA，α＝0.5、1.0、1.5及2.0)對應(yīng)的曲線的圖。
圖15為表示模擬了在與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模中改變了作為掩模增強區(qū)的移相區(qū)的透射率及位相時的遮光效果的變化的結(jié)果的圖。
圖16(a)～(e)為表示與本發(fā)明的實施例2相關(guān)的圖案形成方法的各工序的剖視圖。
圖17(a)～(c)為表示分別在通常曝光、環(huán)形曝光及四極曝光中的光源形狀的圖。
圖18(a)為表示在使用與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模進(jìn)行通常曝光時的DOF值的模擬結(jié)果的圖，圖18(b)為表示在使用與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模進(jìn)行環(huán)形曝光時的DOF值的模擬結(jié)果的圖，圖18(c)為表示在使用與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模進(jìn)行四極曝光時的DOF值的模擬結(jié)果的圖。
圖19(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例3相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖19(h)～(l)分別為與圖19(b)、(c)、(e)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
圖20(a)為表示在與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模中在掩模增強區(qū)內(nèi)產(chǎn)生不倒相的缺陷的情形的圖，圖20(b)～(d)為表示在使寬度L分別改變了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情況下透射過圖20(a)所示的掩模上的2點AB間的光的光強度分布的模擬結(jié)果的圖。
圖21(a)為表示在與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模中在掩模增強區(qū)內(nèi)產(chǎn)生由遮光膜組成蝕刻殘余的情形的圖，圖21(b)～(d)為表示在使寬度L分別改變了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情況下透射過圖21(a)所示的掩模上的2點AB間的光的光強度分布的模擬結(jié)果的圖。
圖22(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例3的變換例1相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖22(h)～(k)分別為與圖22(b)、(c)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
圖23(a)～(h)為表示與本發(fā)明的實施例3的變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖23(i)～(m)分別為與圖23(b)、(c)、(f)、(g)及(h)對應(yīng)的俯視圖。
圖24(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例4相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖24(h)～(l)分別為與圖24(b)、(c)、(e)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
圖25(a)～(h)為表示與本發(fā)明的實施例4的變換例1相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖25(i)～(n)分別為與圖25(b)、(c)、(d)、(f)、(g)及(h)對應(yīng)的俯視圖。
圖26(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例4的變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖26(h)～(k)分別為與圖26(b)、(c)、(e)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
圖27(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例4的變換例3相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖27(h)～(l)分別為與圖27(b)、(c)、(d)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
圖28(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例5相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖28(h)～(l)分別為與圖28(b)、(c)、(e)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
圖29(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例5的變換例相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖29(h)～(l)分別為與圖29(b)、(c)、(e)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
圖30為與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法及掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法的流程圖。
圖31(a)為表示在與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法的步驟S1中制成的圖案設(shè)計的一例的圖，圖31(b)為表示在與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法的步驟S2中從(a)所示的圖案設(shè)計之中抽出的線圖案、圖案端部及圖案角部的圖，圖31(c)為表示在與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法的步驟S3中被配設(shè)在圖31(b)所示的線圖案等的內(nèi)側(cè)的掩模增強區(qū)的圖，圖31(d)為表示在與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法的步驟S4中被配設(shè)了具有根據(jù)圖31(c)示的線圖案等的尺寸所決定尺寸的掩模增強區(qū)的圖案設(shè)計的圖，圖31(e)為表示在與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法的步驟S5中被進(jìn)行了圖31(d)所示的掩模增強區(qū)的尺寸調(diào)節(jié)后的圖案設(shè)計的圖，圖31(f)為表示在與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法的步驟S6中根據(jù)圖31(e)所示的尺寸調(diào)節(jié)后的圖案設(shè)計所決定的掩模圖案形成用的數(shù)據(jù)的圖，圖31(g)為表示在與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法的步驟S6中根據(jù)圖31(e)所示的尺寸調(diào)節(jié)后的圖案設(shè)計所決定的掩模增強區(qū)形成用的數(shù)據(jù)的圖。
圖32(a)為表示最小尺寸比析象度大得多的圖案的一例的圖，圖32(b)為表示在用以往的光掩模形成圖32(a)所示的圖案時所投影的光強度分布的模擬結(jié)果的圖。
圖33(a)為表示最小尺寸為析象度程度的圖案的一例的圖，圖33(b)為表示在用以往的光掩模形成圖33(a)所示的圖案時所投影的光強度分布的模擬結(jié)果的圖。
圖34(a)為被用于與以往例1相關(guān)的圖案形成方法的第1光掩模的俯視圖，圖34(b)為沿圖34(a)的I-I線的剖視圖，圖34(c)為被用于與以往例1相關(guān)的圖案形成方法的第2光掩模的俯視圖，圖34(d)為表示由使用了圖34(a)所示的第1光掩模及圖34(c)所示的第2光掩模的圖案形成方法所形成的抗蝕圖案的圖。
圖35為被用于與以往例2相關(guān)的圖案形成方法的光掩模的俯視圖。
實施發(fā)明的最佳實施例實施例1以下參照附圖對與本發(fā)明的實施例1相關(guān)的光掩模進(jìn)行說明。還有，在實施例1中，假設(shè)NA表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(比如0.6)、λ表示曝光光即光源的波長(比如0.193μm)、M表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率(比如4或5)。
圖1表示與實施例1相關(guān)的光掩模的基本構(gòu)造。
如圖1所示，在透射性基板100上形成有由遮光膜組成的遮光膜區(qū)域101，同時，在遮光膜區(qū)域101的內(nèi)側(cè)設(shè)有移相區(qū)102。此時，包含移相區(qū)102的遮光膜區(qū)域101的寬度為L×M，移相區(qū)102的寬度為W×M，包圍遮光膜區(qū)域101上的移相區(qū)102的部分的寬度為S×M。還有，移相區(qū)102是通過比如在成為遮光膜區(qū)域101的遮光膜上設(shè)置和移相區(qū)102具有同一輪廓的開口部并只除去產(chǎn)生透射光的波長(從波長λ換算)的一半的光程差的厚度的該開口部下側(cè)的透射性基板100而形成的。由此，透過移相區(qū)102的光相對于透過透射性基板100的光透射區(qū)(遮光膜區(qū)域101和移相區(qū)102都沒設(shè)的部分)的光產(chǎn)生約180度的相位差。
實施例1的特性在于遮光性圖案是由遮光膜區(qū)域101和移相區(qū)102構(gòu)成的。也就是說，通過使用比如圖1所示的光掩?？梢栽诰闲纬蓪挾萀的圖案。例如，假設(shè)晶片上的所要求的圖案尺寸(或設(shè)計值)為0.1μm，則L＝0.1μm，因此，在使用倍率M＝4的曝光機(jī)的情況下，光掩模上的遮光性圖案的尺寸為M×L＝0.1×4＝0.4μm。
圖2為要在被曝光基板上形成的所要求的設(shè)計圖案的俯視圖。
圖3(a)為與用于形成圖2所示的圖案的比較例1相關(guān)的光掩模的俯視圖。
如圖3(a)所示，在與比較例1相關(guān)的光掩模中，在由對曝光光源具有高透射率的玻璃等組成的透射性基板110上形成有只由尺寸為所要求的圖案尺寸(通常為設(shè)計值)M倍的鉻膜等遮光膜組成的遮光性圖案111。例如，在所要求的圖案的輪廓寬度為1μm的情況下，遮光性圖案111的輪廓寬度為Mμm。還有，透射性基板110上的遮光性圖案111的外側(cè)區(qū)域110a為光透射區(qū)。還有，可以把i線(365nm)、KrF受激準(zhǔn)分子激光(248nm)、ArF受激準(zhǔn)分子激光(193nm)或F2受激準(zhǔn)分子激光(157nm)作為曝光光源。
圖3(b)表示在用圖3(a)所示的光掩模對抗蝕膜進(jìn)行曝光時被投影到抗蝕膜中的光強度分布的模擬結(jié)果。還有，在光強度分布的模擬中使用的光學(xué)條件是波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8。還有，在圖3(b)中，用在2維的相對坐標(biāo)系中的相對光強度的等高線表示光強度分布。
在使用了圖3(a)所示的光掩模的情況下，在遮光性圖案111之中線寬度細(xì)的部分(例如區(qū)域R1)、線端(例如區(qū)域R2)或圖案角區(qū)(角部，例如區(qū)域R3)，光會因衍射現(xiàn)象而繞到遮光膜的背側(cè)，因此，把遮光性圖案111作為掩模不能完全遮住曝光光。其結(jié)果如圖3(b)所示，光強度分布顯著偏離遮光性圖案111即與所要求的圖案相似的形狀。還有，在想要形成具有由上述光學(xué)條件所定的析象度程度以下、具體來說0.13μm程度以下的線寬的圖案的區(qū)域(例如區(qū)域R1’或R2’)中，在光強度分布中的相對光強度的等高線間隔加大。因此，由曝光量的不一致性而產(chǎn)生的圖案尺寸的不一致性增加，由此，抗蝕膜的曝光允許量減小，因此，要得到穩(wěn)定的圖案形狀變得非常困難。
圖3(c)為表示對圖3(b)所示的相對光強度的等高線中的被認(rèn)為表示在抗蝕膜顯影后所形成的抗蝕圖案的形狀的等高線的形狀和所要求的圖案形狀進(jìn)行了比較后的結(jié)果。
如圖3(c)所示，在所預(yù)期的抗蝕圖案的形狀中，線端(例如區(qū)域R2’)或圖案角區(qū)(例如區(qū)域R3’)都從所要求的圖案形狀后退，同時，具有0.13μm(析象度)程度以下的線寬的部分(例如區(qū)域R1’)比所要求的圖案形狀細(xì)。
于是，本發(fā)明者試制了在遮光性圖案中的線寬在(M×析象度)程度以下的部分的內(nèi)側(cè)、線端或圖案角區(qū)等上設(shè)置了相對于通常的光透射區(qū)的透射光產(chǎn)生具有約180度的相位差的透射光的移相區(qū)的光掩模即與實施例1相關(guān)的光掩模。
圖4(a)為與用于形成圖2所示的圖案的實施例1相關(guān)的光掩模的俯視圖。
如圖4(a)所示，在與實施例1相關(guān)的光掩模中，在透射性基板120上形成有由輪廓尺寸為所要求的圖案尺寸M倍的鉻膜等遮光膜組成的遮光膜區(qū)域121。例如，在所要求的圖案的輪廓寬度為1μm的情況下，遮光膜區(qū)域121的輪廓寬度為Mμm。還有，透射性基板120上的遮光膜區(qū)域121的外側(cè)區(qū)域120a為光透射區(qū)。還有，在遮光膜區(qū)域121的內(nèi)側(cè)形成有相對于光透射區(qū)120a的透射光產(chǎn)生具有約180度的相位差的透射光且透射率和光透射區(qū)120a的透射率幾乎等價的移相區(qū)122。還有，遮光性圖案是由遮光膜區(qū)域121和移相區(qū)122構(gòu)成的。
具體來說，移相區(qū)122被設(shè)在遮光性圖案之中的線寬在M×0.13μm(析象度)程度以下的部分(例如區(qū)域r1)的內(nèi)側(cè)、線端(例如區(qū)域r2)或圖案角區(qū)(例如區(qū)域r3)等上。還有，移相區(qū)122移是通過比如在成為遮光膜區(qū)域121的遮光膜上設(shè)置和移相區(qū)122具有同一輪廓的開口部并只除去產(chǎn)生透射光的波長(從波長λ換算)的一半的光程差的厚度的該開口部下側(cè)的透射性基板120而形成的。
圖4(b)表示在用圖4(a)所示的光掩模對抗蝕膜進(jìn)行曝光時被投影到抗蝕膜中的光強度分布的模擬結(jié)果。還有，在光強度分布的模擬中使用的光學(xué)條件是波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8。還有，在圖4(b)中，用在2維的相對坐標(biāo)系中的相對光強度的等高線表示光強度分布。
如圖4(b)所示，由圖4(a)所示的光掩模得到的光強度分布具有和由遮光膜區(qū)域121和移相區(qū)122構(gòu)成的遮光性圖案即所要求的圖案相似的形狀。還有，在光強度分布中的相對光強度的等高線間隔還整體變窄。因此，由曝光量的不一致性而產(chǎn)生的圖案尺寸的不一致性減小，由此，抗蝕膜的曝光允許量增大，因此，得到穩(wěn)定的圖案形狀變得容易。
圖4(c)為表示對圖4(b)所示的相對光強度的等高線中的被認(rèn)為表示在抗蝕膜顯影后所形成的抗蝕圖案的形狀的等高線的形狀和所要求的圖案形狀進(jìn)行了比較后的結(jié)果。
如圖4(c)所示，在所預(yù)期的抗蝕圖案的形狀中，不會產(chǎn)生在使用了與比較例1相關(guān)的光掩模的情況下所產(chǎn)生的情形、即線端(例如區(qū)域r2’)或圖案角區(qū)(例如區(qū)域r3’)都從所要求的圖案形狀后退的情形、或具有0.13μm(析象度)程度以下的線寬的部分(例如區(qū)域r1’)比所要求的圖案形狀細(xì)的情形。也就是說，在使用了與實施例1相關(guān)的光掩模的情況下可以形成具有所要求的形狀的圖案。
本發(fā)明者從以上所說明的結(jié)果發(fā)現(xiàn)這樣的原理，即在光掩模上配設(shè)了光透射區(qū)、對光透射區(qū)有180度的相位差的移相區(qū)并使之滿足規(guī)定的條件的情況下，移相區(qū)發(fā)揮比遮光膜區(qū)域更好的遮光性能。
下面，為了特定上述規(guī)定的條件，首先，參照附圖對只把遮光膜或移相區(qū)用作遮光性圖案的構(gòu)造的遮光特性進(jìn)行說明。
圖5(a)表示在透射性基板上形成有只由遮光膜組成的遮光性圖案的掩模(以下稱為與比較例2相關(guān)的光掩模)的俯視圖。如圖5(a)所示，在透射性基板130上形成有由鉻膜等遮光膜組成的寬度(L×M)的孤立線圖案131。
圖5(b)表示在透射性基板上形成有只由移相區(qū)組成的遮光性圖案的掩模(以下稱為與比較例3相關(guān)的光掩模)的俯視圖。如圖5(b)所示，在透射性基板140上形成有由移相區(qū)組成的寬度(L×M)的孤立線圖案141。
圖5(c)～(e)表示在使寬度L分別改變了0.06μm、0.10μm、0.16μm的情況下透射過與比較例2及3相關(guān)的各光掩模的2點AB間的光的光強度(相對光強度)分布的模擬結(jié)果(光學(xué)條件波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。還有，在圖5(c)～(e)中，用虛線表示透射過與比較例2相關(guān)的光掩模的2點AB間的光的光強度分布，用實線表示透射過與比較例3相關(guān)的光掩模的2點AB間的光的光強度分布。還有，在圖5(c)～(e)中可以判斷，橫軸的原點即孤立線圖案131或孤立線圖案141的中間部分上的光強度越小、基于各掩模的遮光效果越大。
圖5(f)表示在使寬度L連續(xù)改變的情況下透射過孤立線圖案131(與比較例2相關(guān)的光掩模)及孤立線圖案141(與比較例3相關(guān)的光掩模)各自的中央部分的光的光強度(相對光強度)變化的模擬結(jié)果(光學(xué)條件波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。還有，在5(f)中，用虛線表示透射過孤立線圖案131的中央部分的光的光強度變化，用實線表示透射過孤立線圖案141的中央部分的光的光強度變化。
如圖5(c)～(e)及圖5(f)所示，當(dāng)寬度L小于析象度程度即0.13μm的程度時，與遮光膜相比，移相區(qū)的遮光效果更好，另一方面，當(dāng)寬度L大于0.13μm的程度時，基于移相區(qū)的遮光效果比遮光膜的差。也就是說，移相區(qū)的遮光效果比遮光膜的遮光效果好的最大寬度L為0.13μm的程度。
還有，如圖5(f)所示，基于移相區(qū)的遮光效果達(dá)到最好時，寬度L在0.10μm附近。
圖6表示在使波長λ及數(shù)值孔徑NA做各種改變的情況下移相區(qū)的遮光效果比遮光膜(鉻膜)的高的最大寬度L的模擬結(jié)果與λ/NA的關(guān)系。
如圖6所示，在移相區(qū)的遮光效果比遮光膜的高的最大寬度L和λ/NA之間，用L＝0.4×λ/NA所表示的關(guān)系近似成立。也就是說，由在透射性基板上所形成的移相區(qū)組成的孤立線圖案在其寬度(L×M)小于(0.4×λ/NA)×M時具有比由遮光膜組成的孤立線圖案更好的遮光效果。
圖7為表示在使波長λ及數(shù)值孔徑NA做各種改變的情況下移相區(qū)的遮光效果達(dá)到最大的寬度L的模擬結(jié)果與λ/NA的關(guān)系的圖。
如圖7所示，在移相區(qū)的遮光效果達(dá)到最大的寬度L和λ/NA之間，用L＝(0.8/3)×λ/NA所表示的關(guān)系近似成立。也就是說，由在透射性基板上所形成的移相區(qū)組成的孤立線圖案在其寬度(L×M)為((0.8/3)×λ/NA)×M時具有最大的遮光效果。
本發(fā)明者從以上所說明的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，借助于在規(guī)定的尺寸以下的移相區(qū)被遮光膜圍住的構(gòu)造、即借助于移相區(qū)被遮光膜區(qū)域圍住的構(gòu)造可以實現(xiàn)具有高遮光性能的遮光性圖案。
下面，為了特定可以借助于移相區(qū)突出遮光膜的遮光性能的條件，參照附圖對具有組合了移相區(qū)和遮光膜區(qū)域的構(gòu)造的遮光性圖案的遮光特性進(jìn)行說明。
圖8(a)表示形成有具有組合了移相區(qū)和遮光膜區(qū)域的構(gòu)造的遮光性圖案的掩模即與實施例1相關(guān)的光掩模的俯視圖。如圖8(a)所示，遮光膜區(qū)域151被形成于透射性基板150上使之包圍移相區(qū)152，遮光性圖案是由遮光膜區(qū)域151和移相區(qū)152構(gòu)成的。還有，包含移相區(qū)152的遮光膜區(qū)域151的寬度為(L×M)，移相區(qū)152的寬度為(W×M)，包圍遮光膜區(qū)域151上的移相區(qū)152的部分的寬度為(S×M)。也就是說，L＝W+2S。
圖8(b)～(d)表示在使寬度L分別改變了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情況下進(jìn)一步使寬度W做各種變化的情況下透射過圖8(a)所示的掩模上的2點AB間的光的光強度(相對光強度)分布的模擬結(jié)果(光學(xué)條件波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
圖8(e)表示在使寬度L做各種變化的情況下進(jìn)一步使寬度W做各種變化的情況下透射過圖8(a)所示的掩模上的遮光性圖案的中央部分的光的光強度(相對光強度)變化的模擬結(jié)果(光學(xué)條件波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
圖9表示組合了移相區(qū)和遮光膜區(qū)域的構(gòu)造的的遮光效果比只使用了根據(jù)圖8(b)～(d)及圖8(e)得到的遮光膜(鉻膜)的構(gòu)造(相當(dāng)于W＝0)的高(光強度降低)的最大寬度W的模擬結(jié)果與寬度L的關(guān)系。
但是，根據(jù)只基于上述移相區(qū)的遮光效果的特性，在移相區(qū)被配設(shè)在遮光膜的內(nèi)側(cè)、使之被光透射區(qū)(透射性基板之中沒形成有遮光性圖案的區(qū)域)包圍在0.4×λ/NA以內(nèi)的距離、換言之滿足W+S≤0.4×λ/NA的情況下，可以預(yù)料，具有該構(gòu)造的遮光性圖案可以實現(xiàn)比只由遮光膜組成的同一尺寸的遮光性圖案更高的遮光效果。還有，在滿足W+S≤0.4×λ/NA的情況下，L≤(0.8×λ/NA)-W成立，因此，L≤(0.8×λ/NA)成立。
另一方面，如圖9所示，在組合了移相區(qū)和遮光膜區(qū)域的構(gòu)造的的遮光效果比只使用了遮光膜的構(gòu)造的高的最大寬度W和寬度L之間，用W＝(0.8×λ/NA)-L表示的關(guān)系近似成立。也就是說，在比如寬度(L×M)的遮光膜的內(nèi)側(cè)形成寬度(W×M)的開口部并把該開口部用作移相區(qū)的情況下，如果滿足W≤(0.8×λ/NA)-L，則與原封不動地使用了寬度(L×M)的遮光膜的情形相比可以改善遮光效果。還有，在滿足W≤(0.8×λ/NA)-L的情況下，W+S≤0.4×λ/NA成立，因此，圖9所示的結(jié)果和上述預(yù)料一致。還有，在L≤0.4×λ/NA的情況下，即便W＝L、也就是說即便只由移相區(qū)形成遮光性圖案，與只由遮光膜形成遮光性圖案的情形相比也可以改善遮光效果。
本發(fā)明者從以上所說明的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在寬度(L×M)小于等于(0.8×λ/NA)×M的遮光性圖案中，通過在其內(nèi)側(cè)設(shè)置寬度(W×M)在((0.8×λ/NA)-L)×M以下的移相區(qū)即開口部可以提高遮光性圖案的遮光效果。以下把滿足上述條件被形成于遮光性圖案的內(nèi)側(cè)的移相區(qū)稱為掩模增強區(qū)。
圖10表示根據(jù)圖8(b)～(d)及圖8(e)得到的掩模增強區(qū)的遮光效果達(dá)到最大的寬度W的模擬結(jié)果與寬度L的關(guān)系。
如圖10所示，在掩模增強區(qū)的遮光效果達(dá)到最大的寬度W和寬度L之間，用W＝((0.8×λ/NA)-L)/2表示的關(guān)系近似成立。也就是說，在比如寬度(L×M)的遮光膜的內(nèi)側(cè)形成寬度(W×M)的開口部并把該開口部用作掩模增強區(qū)的情況下，如果滿足W＝((0.8×λ/NA)-L)/2，則掩模增強區(qū)可以發(fā)揮最大的遮光效果。
本發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)，假設(shè)由遮光膜和被設(shè)在其內(nèi)側(cè)的掩模增強區(qū)構(gòu)成的遮光性圖案的寬度為(L×M)、掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)，如果滿足W≤(0.8×λ/NA)-L，則即使掩模增強區(qū)不位于遮光性圖案的中部，也會有因掩模增強區(qū)而改善遮光性能的效果。
圖11(a)表示掩模增強區(qū)偏離遮光性圖案的中部被配設(shè)后的掩模的俯視圖。如圖11(a)所示，在透射性基板160上形成有遮光膜區(qū)域161，使之包圍掩模增強區(qū)162，遮光性圖案是由遮光膜區(qū)域161和掩模增強區(qū)162形成的。還有，包含掩模增強區(qū)162的遮光膜區(qū)域161的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)，掩模增強區(qū)162的寬度為(W×M)，遮光性圖案的中心線和掩模增強區(qū)162的中心線之間的偏離寬度為(d×M)。
圖11(b)表示在假設(shè)寬度L為0.14μm、寬度W為0.06μm、使偏離寬度d從-0.03μm變到0.03μm的情況下透射過圖11(a)所示的掩模上的2點AB間的光的光強度(相對光強度)分布的模擬結(jié)果(光學(xué)條件波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
如圖11(b)所示，基于掩模增強區(qū)的遮光效果大致是同等的程度而與遮光性圖案上的掩模增強區(qū)的位置無關(guān)。還有，相對于掩模增強區(qū)的位置偏離量為0.06μm×M(d＝-0.03μm的情形和d＝0.03μm的情形之間的偏離量)，其光強度分布本身的位置偏離量為0.02μm的程度，掩模增強區(qū)的位置偏離對光強度分布的影響小。由此可知，在使用了掩模增強區(qū)的遮光性圖案構(gòu)造中，掩模增強區(qū)的形成位置控制并不是那么重要。
如以上所說明，根據(jù)實施例1，在寬度(L×M)小于等于(0.8×λ/NA)×M的遮光性圖案的內(nèi)側(cè)設(shè)置寬度(W×M)在((0.8×λ/NA)-L)×M以下的掩模增強區(qū)，因此，因衍射現(xiàn)象而繞進(jìn)了遮光性圖案之中的遮光膜區(qū)域的背側(cè)的透射光會被透射過掩模增強區(qū)的光消除，因此，可以改善遮光性圖案的遮光效果。此時，通過設(shè)置掩模增強區(qū)使之滿足W＝((0.8×λ/NA)-L)/2，可以使遮光性圖案的遮光效果達(dá)到最大。還有，在L≤0.4×λ/NA的情況下，即便W＝L、也就是說即便只由移相區(qū)形成遮光性圖案，與只由遮光膜形成遮光性圖案的情形相比也可以改善遮光效果。
以下參照附圖對在最優(yōu)化了掩模增強區(qū)的寬度的情況下得到的遮光性能進(jìn)行說明。
圖12(a)～(c)表示在分別使用了在把遮光性圖案的寬度設(shè)為(L×M)并使L從0.26μm變到0.10μm的情況下的遮光性圖案只由遮光膜組成的純遮光膜掩模(以下稱為與比較例4相關(guān)的光掩模)、半色調(diào)移相掩模(以下稱為與比較例5相關(guān)的光掩模)及被包含于遮光性圖案中的掩模增強區(qū)的寬度被最優(yōu)化后的本實施例的掩模時的光強度變化的模擬結(jié)果。
圖12(d)～(f)表示在把假設(shè)遮光性圖案的寬度為(L×M)、使L從0.26μm變到0.10μm的情況下的比較例4、比較例5及本實施例的光掩模和圖13所示的環(huán)形曝光(在曝光機(jī)的光源中心設(shè)有光源半徑的2/3的遮光濾光片)組合使用時的光強度分布的模擬結(jié)果。
還有，在圖12(a)～(f)所示的光強度分布的模擬結(jié)果中使用的光學(xué)條件是波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8，0.8×λ/NA0.26μm及(0.8/3)×λ/NA0.09μm成立。還有，圖12(a)～(f)所示的光強度分布是把遮光性圖案的中央作為原點并沿橫斷遮光性圖案的方向計算得到的。
如圖12(a)所示，在只使用遮光膜掩模的情況下，L越比0.8×λ/NA(0.26μm)小，遮光性圖案的遮光效果變得越弱，曝光允許量急劇降低。
還有，如圖12(b)所示，在使用了半色調(diào)移相掩模的情況下，L變得越小，遮光性圖案的遮光效果變得越弱，曝光允許量急劇降低。
另一方面，如圖12(c)所示，在使用了具有被最優(yōu)化了的掩模增強區(qū)構(gòu)造的本實施例的掩模的的情況下，L在從0.8×λ/NA到(0.8/3)×λ/NA(約0.10μm)的整個范圍內(nèi)可以得到同等程度的遮光效果。還有，如上所述，當(dāng)L在0.8×λ/NA以上時，可以通過只使用了遮光膜的通常的遮光性圖案得到足夠的遮光效果，因此，通過對掩模增強區(qū)構(gòu)造的利用可以在L大于(0.8/3)×λ/NA的任意尺寸上實現(xiàn)足夠的遮光效果。還有，從本實施例中可知，L＝(0.8/3)×λ/NA并不意味著析象分辨極限，即便L在(0.8/3)×λ/NA以下，也可以通過使用掩模增強區(qū)形成圖案。
還有，如圖12(a)及圖12(d)、或圖12(b)及圖12(e)所示，單純的遮光膜掩?；虬肷{(diào)移相掩模通過和環(huán)形曝光組合使用會產(chǎn)生遮光性能的下降。與此相對，如圖12(c)及圖12(f)所示，把本實施例的掩模和環(huán)形曝光組合使用不會產(chǎn)生遮光性能的下降。
還有，關(guān)于因把本實施例的掩模和環(huán)形曝光組合使用所產(chǎn)生的效果將在后面敘述。
下面參照附圖對在假設(shè)包含掩模增強區(qū)的遮光性圖案的寬度為(L×M)、掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時的L和W的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖14(a)表示在把橫軸設(shè)為L、縱軸設(shè)為W時分別與W＝L及W＝α×(A-L)/2(這里，A＝0.8×λ/NA，α＝0.5、1.0、1.5及2.0)對應(yīng)的曲線。這里，W＝α×(A-L)/2滿足與掩模增強區(qū)的寬度(W×M)有關(guān)的條件W≤(0.8×λ/NA)-L＝A-L(這里，W≤L)。還有，如果忽視可在光掩模上形成的最小尺寸，則對于掩模增強區(qū)的寬度(W×M)條件W≤L成立。
在圖14(a)中，在W＝L和W＝α×(A-L)/2的交點上用●表示，該交點上的L值為α×A/(2+α)。
如上所述，掩模增強區(qū)被設(shè)在滿足L＜A的條件的遮光性圖案上，另一方面，如圖14(a)所示，在L＜A的條件中，L變得越小，W＝α×(A-L)/2的值變得越大，在●上W與L一致。也就是說，對于較此小的L可以只由移相區(qū)形成遮光性圖案。例如，在α＝1時，也可以只由移相區(qū)形成L＝A/3不到的遮光性圖案。
圖14(b)表示在把橫軸設(shè)為L、縱軸設(shè)為W時分別與W＝L-2E及W＝α×(A-L)/2(這里，A＝0.8×λ/NA，α＝0.5、1.0、1.5及2.0)對應(yīng)的曲線。這里，(E×M)為可在光掩模上形成的最小尺寸，意味著比如光掩模繪制裝置的重疊精度程度的值。還有，包含掩模增強區(qū)的遮光性圖案的寬度(L×M)及掩模增強區(qū)的寬度(W×M)當(dāng)然是在最小尺寸(E×M)之上。還有，此時，需要在掩模增強區(qū)的兩側(cè)留下寬度至少在(E×M)以上的遮光膜，因此，對于掩模增強區(qū)的寬度(W×M)，條件W≤L-2E成立。
在圖14(b)中，W＝L-2E和W＝α×(A-L)/2的交點上用●表示，該交點上的L值為(α×A+4×E)/(2+α)。
和圖14(a)一樣，如圖14(b)所示，在L＜A的條件下L變得越小，W＝α×(A-L)/2的值變得越大，在●上W與L-2E一致。也就是說，對于較此小的L，隨著L變小，只是掩模增強區(qū)的寬度變小，使得在掩模增強區(qū)的兩側(cè)必須留下寬度為(E×M)的遮光膜。例如，在α＝1時，在L＝(A+4×E)/3不到的遮光性圖案中只改變掩模增強區(qū)的寬度。
還有，如圖14(a)及圖14(b)所示，如果掩模增強區(qū)的寬度(W×M)在滿足條件W≤2×(A-L)/2＝A-L和條件W≤L或W≤L-2E的范圍內(nèi)被決定，則可以借助于掩模增強區(qū)提高遮光性能。還有，當(dāng)條件W＝(A-L)/2和條件L≥A/3被滿足時，掩模增強區(qū)的遮光性能達(dá)到最大，但如果條件0.5×(A-L)/2≤W≤1.5×(A-L)/2和條件W≤L或W≤L-2E被滿足，則足以得到由掩模增強區(qū)引起的提高遮光性能的效果。
以下對掩模增強區(qū)的透射率及位相和基于掩模增強區(qū)的遮光效果的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖15為表示模擬了在假設(shè)遮光性圖案的寬度為(L×M)，在L＝0.10μm的條件下掩模增強區(qū)的寬度被最優(yōu)化后的本實施例的光掩模中，改變了作為掩模增強區(qū)的移相區(qū)的透射率及位相時的遮光效果的變化的結(jié)果。還有，把(F(X，Y)-F(180，1.0))/F(180、1.0)用作遮光效果的評價式(這里，X為位相，Y為透射率強度(透射率的平方后的值，光透射區(qū)的透射率強度為1)，F(xiàn)(X，Y)表示在遮光性圖案中心處的光強度)。還有，在圖15中分別表示了在遮光效果的評價式為1.0、2.0及3.0時的透射率和位相的值的關(guān)系。
這里，如圖15所示，當(dāng)把遮光效果的評價式為1的情形即隨著透射率即位相的變化所產(chǎn)生的光強度變化等于最小光強度F(180，1.0)的情形作為基于掩模增強區(qū)的遮光效果的容許界限時，掩模增強區(qū)相對于光透射區(qū)的相位差最好為(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))。還有，掩模增強區(qū)的透射率強度最好為光透射區(qū)的80％以上。
還有，在以上的說明中，把遮光性圖案作為線圖案被形成的情形作為前提，但在掩模增強區(qū)被配設(shè)在遮光膜的內(nèi)側(cè)使之至少從2個方向被光透射區(qū)包圍在0.4×λ/NA以內(nèi)的距離的情況下會產(chǎn)生基于掩模增強區(qū)的遮光性能提高的效果。因此，在遮光性圖案的角部或其內(nèi)側(cè)、或作為線圖案被形成的遮光性圖案的端部或其內(nèi)側(cè)配設(shè)了掩模增強區(qū)的情況下也會產(chǎn)生基于掩模增強區(qū)的遮光效果的提高，由此，可以形成具有與所要求的遮光性圖案逼真相似的形狀的微細(xì)圖案。
實施例2下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例2相關(guān)的圖案形成方法進(jìn)行說明。還有，與實施例2相關(guān)的圖案形成方法為使用了與實施例1相關(guān)的光掩模的圖案形成方法。另外，在實施例2中，M表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率。
圖16(a)～(e)為表示與實施例2相關(guān)的圖案形成方法的各工序的剖視圖。
首先，如圖16(a)所示，在基板200上形成由金屬膜或絕緣膜組成的被蝕刻膜201。此時，在基板200上也可以預(yù)先形成有底層絕緣膜、底層布線或晶體管等有源元件等。
其次，如圖16(b)所示，在被蝕刻膜201上形成抗蝕膜202。
還有，在本實施例中，把通過顯影除去感光之處的正片型抗蝕劑用作抗蝕膜202的材料，但為了形成孔圖案等那樣微細(xì)的抗蝕消去區(qū)，使用負(fù)片型抗蝕劑即可。
接著，如圖16(c)所示，使用與實施例1相關(guān)的光掩模、即形成有具有掩模增強區(qū)構(gòu)造的遮光性圖案203a的光掩模203對抗蝕膜202進(jìn)行圖案曝光。具體來說，把通過使曝光光204照射在光掩模203上產(chǎn)生的透射光205照射在抗蝕膜202的規(guī)定處。
接著，如圖16(d)所示，使經(jīng)圖案曝光了的抗蝕膜202顯影并形成抗蝕圖案202A。
接著，如圖16(e)所示，把抗蝕圖案202A作為蝕刻掩模對被蝕刻膜201進(jìn)行蝕刻，形成由被蝕刻膜201組成的圖案201A。
根據(jù)實施例2，因使用與實施例1相關(guān)的光掩模進(jìn)行圖案曝光，即便在形成具有析象度程度以下的尺寸的抗蝕圖案202A或圖案201A的情況下也可以得到和在形成具有析象度程度以上的尺寸的圖案的情形同等程度的基于遮光性圖案203a的遮光效果，因此，借助于只使用了與實施例1相關(guān)的光掩模的曝光可以對任意形狀形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的抗蝕圖案202A或圖案201A。
但是，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過使用掩模增強區(qū)，除了具有改善遮光性能的效果之外還可以得到改善聚焦特性等處理余量的特有效果。以下參照附圖對改善處理余量的效果進(jìn)行說明。
圖17(a)～(c)表示分別在通常曝光、環(huán)形曝光及四極曝光中的光源形狀。這里，環(huán)形曝光及四極曝光各為斜入射曝光的一種。
圖18(a)表示在分別使用了在假設(shè)遮光性圖案的寬度為(L×M)并使L從0.10μm變到0.25μm進(jìn)行圖17(a)所示的通常曝光的情況下的單純遮光膜掩模(與比較例4相關(guān)的光掩模)、半色調(diào)移相掩模(與比較例5相關(guān)的光掩模)及與掩模增強區(qū)被最優(yōu)化后的實施例1相關(guān)的光掩模(以下稱為本發(fā)明的光掩模)時的DOF(Depth of Focus聚焦深度)值的模擬結(jié)果。
圖18(b)表示在分別使用了在假設(shè)遮光性圖案的寬度為(L×M)并使L從0.05μm變到0.25μm進(jìn)行圖17(b)所示的環(huán)形曝光的情況下的比較例4、比較例5及本發(fā)明的光掩模時的DOF值的模擬結(jié)果。
圖18(c)表示在分別使用了在假設(shè)遮光性圖案的寬度為(L×M)并使L從0.05μm變到0.30μm進(jìn)行圖17(c)所示的四極曝光的情況下的比較例4、比較例5及本發(fā)明的光掩模時的DOF值的模擬結(jié)果。
還有，在圖18(a)～(c)中，通過在實現(xiàn)任意的L的條件下模擬隨著聚焦位置變化的線寬度(Critical Dimension以下稱為CD)的值求得相對于聚焦位置為0時的CD的CD變動范圍在10％以內(nèi)的聚焦位置的允許范圍作為DOF值。
如圖18(a)～(c)所示，在半色調(diào)移相掩模中，基于使用環(huán)形照明法或四極照明法等斜入射照明法的聚焦深度的改善效果(以通常曝光為基準(zhǔn))只和單純遮光膜具有同等的程度。與此相對，在具有掩模增強區(qū)構(gòu)造的本發(fā)明的光掩模中，L變得越小，因使用斜入射照明法所引起的聚焦深度的改善效果越明顯。
也就是說，掩模增強區(qū)不僅具有改善遮光性能的效果，通過和斜入射照明法組合還具有改善聚焦深度等處理余量的效果。換言之，通過和斜入射照明法組合，遮光效果被調(diào)節(jié)成最大的掩模增強區(qū)具有非常優(yōu)良的曝光量特性和聚焦特性。因此，在形成具有0.8×λ/NA以下的任意尺寸的圖案時，通過在光掩模上的遮光性圖案設(shè)置掩模增強區(qū)并進(jìn)行斜入射曝光可以實現(xiàn)用以往的光掩模制作不了的微細(xì)圖案，同時還可以確保高的處理余量并在LSI制造中實現(xiàn)高的材料利用率。
實施例3下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例3相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。還有，與實施例3相關(guān)的光掩模的制作方法為具備了由被形成于與實施例1相關(guān)的光掩模即透射性基板上的遮光膜區(qū)域和掩模增強區(qū)構(gòu)成的孤立的遮光性圖案的光掩模的制作方法。還有，在實施例3中，假設(shè)NA表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑、λ表示曝光光即光源的波長、M表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率。
圖19(a)～(g)為表示與實施例3相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖19(h)～(l)分別為與圖19(b)、(c)、(e)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖19(a)所示，當(dāng)在由比如石英玻璃組成的透射性基板300上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜301后，在遮光膜301之上涂敷抗蝕劑形成第1抗蝕膜302。
其次，在用電子束(EB)曝光機(jī)等掩模繪制裝置對第1抗蝕膜302進(jìn)行了圖案繪制之后，如19(b)或圖19(h)所示，對第1抗蝕膜302進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模圖案形成區(qū)的第1抗蝕圖案302A。
接著，把第1抗蝕圖案302A作為掩模對遮光膜301進(jìn)行蝕刻，如圖19(c)或圖19(i)所示，在形成了由遮光膜301組成的掩模圖案301A后除去第1抗蝕圖案302A。在圖19(c)所示的工序結(jié)束后的階段，即便在掩模圖案301A存在缺陷，也可以進(jìn)行在以往所用的掩模制造方法中的修復(fù)工序。
接著，如圖19(d)所示，在形成有掩模圖案301A的透射性基板300上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜303。
接著，在使用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜303進(jìn)行了圖案繪制之后，如19(e)或圖19(j)所示，對第2抗蝕膜303進(jìn)行顯影，形成在掩模增強區(qū)形成區(qū)域上具有開口部的第2抗蝕圖案303A。還有，因掩模增強區(qū)形成區(qū)域肯定是在掩模圖案301A的內(nèi)側(cè)，第2抗蝕圖案303A的開口部肯定存在于掩模圖案301A上。
接著，如圖19(f)或圖19(k)所示，在把第2抗蝕圖案303A作為掩模對掩模圖案301A進(jìn)行蝕刻并在掩模圖案301A上形成開口部304。
接著，如圖19(g)或圖19(l)所示，把第2抗蝕圖案303A作為掩模對透射性基板300進(jìn)行蝕刻，在除去了產(chǎn)生180度倒相的厚度的在透射性基板300中的開口部304的下側(cè)部分后除去第2抗蝕圖案303A。此時，刻入透射性基板300使得掩模圖案301A稍微撐出。
如以上所說明，根據(jù)實施例3，在圖案化透射性基板300上的遮光膜301并形成了掩模圖案301A后，在掩模圖案301A上形成位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域的開口部304，然后，刻入透射性基板300中的開口部304的下側(cè)部分。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案301A的外側(cè)的透射性基板300即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部304的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
但是，在與實施例1相關(guān)的光掩模中重要的參數(shù)為包括掩模增強區(qū)的遮光性圖案的寬度即包括開口部304的掩模圖案301A的寬度(L×M)和掩模增強區(qū)的寬度即開口部304的寬度(W×M)(參照圖19(g))。
另一方面，根據(jù)實施例3，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案301A的圖案化工序和用于形成開口部304的圖案化工序，可以分別正確地控制遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，在實施例3中把石英玻璃用作透射性基板300的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例3中把鉻化合物用作遮光膜301的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例3中，當(dāng)開口部304的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。這樣可以保證掩模增強區(qū)的遮光性能與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比在同等程度以上。
還有，在實施例3中，當(dāng)包括開口部304的掩模圖案301A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。這樣可以通過在掩模圖案301A上設(shè)置開口部304即掩模增強區(qū)產(chǎn)生改善遮光性能的效果。此時，如果W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E(這里，(E×M)為可在光掩模上形成的最小尺寸)，則確實可以產(chǎn)生改善遮光性能的效果。還有，如果滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E，則可以增大改善遮光性能的效果。還有，如果W＝((0.8×λ/NA)-L)/2(這里，L≥(0.8×λ/NA)/3)，則可以使改善遮光性能的效果達(dá)到最大。
還有，在實施例3中只除去了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的在透射性基板300中的開口部304的下側(cè)部分，但取而代之，也可以只除去透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的厚度的在透射性基板300中的開口部304的下側(cè)部分。
還有，在實施例3中設(shè)置成使透射性基板300的光透射區(qū)的表面狀態(tài)和透射性基板300的掩模增強區(qū)部分的表面狀態(tài)等價并可以進(jìn)行透射率的調(diào)節(jié)，因此，在圖19(g)所示的工序后也可以對整個透射性基板300進(jìn)行蝕刻。
還有，在實施例3中在用于形成掩模圖案301A的圖案化工序(圖19(c))之后進(jìn)行了用于形成開口部304的圖案化工序(圖19(f))，但取而代之，也可以在用于形成開口部304的圖案化工序之后進(jìn)行用于形成掩模圖案301A的圖案化工序。
以下，借助于掩模增強區(qū)的特性對與實施例3相關(guān)的光掩模的制作方法比以往的光掩模的制作方法好的方面進(jìn)行說明。
第1，在以往的光掩模的制作方法中，在通過刻入透射性基板形成成為移相區(qū)的槽的情況下，難以使該槽的壁面垂直，因此，在光透射區(qū)和移相區(qū)的邊界上不會對透射光產(chǎn)生急劇的位相變化，其結(jié)果是得不到足夠移相效果。與此相對，在實施例3中，通過刻入開口部304的下側(cè)的透射性基板300形成成為掩模增強區(qū)的槽，另一方面，可以借助于開口部304的寬度控制掩模增強區(qū)的尺寸。因此，如圖19(g)所示，刻入開口部304的下側(cè)的透射性基板300使得掩模圖案301A稍微撐出，換言之，設(shè)置成為掩模增強區(qū)的槽使之藏在掩模圖案301A的下側(cè)，由此得到和在開口部304的下側(cè)形成成為掩模增強區(qū)的槽使得其壁面完全垂直的情形同等的效果。也就是說，可以不受通過對透射性基板300的蝕刻所形成的槽的壁面形狀的影響、實現(xiàn)基于掩模增強區(qū)的遮光效果。
第2，在制成移相區(qū)的情況下，一般來說，由于不能修復(fù)在進(jìn)行用于形成移相區(qū)的基板蝕刻時產(chǎn)生的蝕刻殘余或缺陷等，會有不能充分得到移相效果的問題。與此相對，在實施例3中，在進(jìn)行用于形成掩模增強區(qū)的基板蝕刻時可能產(chǎn)生缺陷等，另一方面，掩模增強區(qū)是用于產(chǎn)生提高遮光性能的效果的，掩模增強區(qū)內(nèi)的缺陷很少會對提高遮光性能的效果產(chǎn)生大的影響。因此，不易產(chǎn)生修復(fù)掩模增強區(qū)內(nèi)的缺陷的必要，因此，不易導(dǎo)致在移相區(qū)制作上的材料利用率降低的問題。
圖20(a)為表示在與實施例1相關(guān)的光掩模中在掩模增強區(qū)內(nèi)產(chǎn)生不倒相的缺陷(白缺陷)的情形的圖。如圖20(a)所示，在透射性基板350上形成有遮光膜區(qū)域351、使之包圍掩模增強區(qū)352，遮光性圖案是由遮光膜區(qū)域351和掩模增強區(qū)352構(gòu)成的。還有，在掩模增強區(qū)352內(nèi)產(chǎn)生不倒相的缺陷353。還有，包括掩模增強區(qū)352的遮光膜區(qū)域351的寬度為(L×M)，掩模增強區(qū)352的寬度為(W×M)，缺陷353的寬度為(P×M)。
圖20(b)～(d)表示在使寬度L分別改變了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情況下使寬度P相對于掩模增強區(qū)352的遮光效果達(dá)到最大的寬度W作各種各樣變化的情況下透射過圖20(a)所示的掩模上的2點AB間的光的光強度(相對光強度)分布的模擬結(jié)果(光學(xué)條件波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
如圖20(b)～(d)所示，即便在掩模增強區(qū)352內(nèi)存在寬度小于0.05μm程度的缺陷353也可以得到和缺陷353不存在的情形同等程度的光強度分布，不會導(dǎo)致改善遮光性能的效果變差。也就是說，掩模增強區(qū)構(gòu)造具有不怕受寬度0.05μm程度以內(nèi)的不倒相的缺陷影響的構(gòu)造。
圖21(a)為表示在與實施例1相關(guān)的光掩模中在掩模增強區(qū)內(nèi)產(chǎn)生由遮光膜組成蝕刻殘余(黑缺陷或塵粒缺陷)的情形的圖。如圖21(a)所示，在透射性基板360上形成有遮光膜區(qū)域361、使之包圍掩模增強區(qū)362，遮光性圖案是由遮光膜區(qū)域361和掩模增強區(qū)362構(gòu)成的。還有，在掩模增強區(qū)362內(nèi)產(chǎn)生由遮光膜組成的蝕刻殘余363。還有，包括掩模增強區(qū)362的遮光膜區(qū)域361的寬度為(L×M)，掩模增強區(qū)362的寬度為(W×M)，蝕刻殘余363的寬度為(P×M)。
圖21(b)～(d)為表示在使寬度L分別改變了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情況下使寬度P相對于掩模增強區(qū)362的遮光效果達(dá)到最大的寬度W作各種各樣變化的情況下透射過圖21(a)所示的掩模上的2點AB間的光的光強度(相對光強度)分布的模擬結(jié)果(光學(xué)條件波長λ＝0.193μm、數(shù)值孔徑NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
如圖21(b)～(d)所示，即便在掩模增強區(qū)362內(nèi)存在寬度小于0.05μm程度的蝕刻殘余363也可以得到和蝕刻殘余363不存在的情形同等程度的光強度分布，不會導(dǎo)致改善遮光性能的效果變差。也就是說，掩模增強區(qū)構(gòu)造具有不怕受寬度0.05μm程度以內(nèi)的蝕刻殘余影響的構(gòu)造。
第3，一般來說，在可用EB曝光機(jī)等掩模繪制裝置直接形成的遮光膜圖案的最小線寬上存在界限。與此相對，在實施例3中獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案301A的圖案化工序和用于形成開口部304即掩模增強區(qū)的圖案化工序。因此，可以使用掩模繪制裝置的重疊容許極限以內(nèi)的微小線寬作為包圍開口部304的掩模圖案301A的線寬即包圍掩模增強區(qū)的遮光膜圖案(遮光膜區(qū)域)的線寬。此時，比如EB曝光機(jī)的重疊容許極限比可由EB曝光機(jī)形成的最小圖案寬度小，因此，借助于在2次的圖案化工序中分別形成掩模圖案和掩模增強區(qū)的實施例3可以形成比以往更細(xì)的遮光膜圖案。但是，在實施例3中，在各自不同的圖案化工序中形成掩模圖案和掩模增強區(qū)的結(jié)果可能引起掩模增強區(qū)沒被配設(shè)在掩模圖案的中央部上的位置偏離。但是，如在實施例1中用圖11所說明的那樣，即便使用了掩模增強區(qū)錯位了的光掩模進(jìn)行曝光，對光強度分布產(chǎn)生的影響也小。
實施例3的變換例1下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例3的變換例1相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。
還有，實施例3的變換例1和實施例3不同的點在于如下。具體來說，在實施例3中，在用于形成掩模圖案的圖案化工序之后進(jìn)行用于形成開口部的圖案化工序，與此相對，在實施例3的變換例1中，在用于形成掩模圖案的圖案化工序之前進(jìn)行用于形成開口部的圖案化工序。
圖22(a)～(g)為表示與實施例3的變換例1相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖。還有，圖22(h)～(k)分別為與圖22(b)、(c)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖22(a)所示，當(dāng)在由比如石英玻璃組成的透射性基板310上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜311后，在遮光膜311之上涂敷抗蝕劑形成第1抗蝕膜312。
其次，在用掩模繪制裝置對第1抗蝕膜312進(jìn)行了圖案繪制之后，如22(b)或圖22(h)所示，對第1抗蝕膜312進(jìn)行顯影，形成在掩模增強區(qū)形成區(qū)域上具有開口部的第1抗蝕圖案312A。
接著，把第1抗蝕圖案312A作為掩模對遮光膜311進(jìn)行蝕刻，如圖22(c)或圖22(i)所示，當(dāng)在遮光膜311上形成開口部313后除去第1抗蝕圖案312A。
接著，如圖22(d)所示，把形成有開口部313的遮光膜311作為掩模對透射性基板310進(jìn)行蝕刻，只除去透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的在透射性基板310中的開口部313的下側(cè)部分。此時，事先刻好透射性基板310，使得遮光膜311稍微撐出。
接著，如圖22(e)所示，在包括開口部313的遮光膜311之上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜314。
接著，在用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜314進(jìn)行了圖案繪制之后，如22(f)或圖22(j)所示，對第2抗蝕膜314進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模圖案形成區(qū)的第2抗蝕圖案314A。
接著，把第2抗蝕圖案314A作為掩模對遮光膜311進(jìn)行蝕刻，如圖22(g)或圖22(k)所示，在形成了由遮光膜311組成的具有開口部313的掩模圖案311A后除去第2抗蝕圖案314A。
如以上所說明，根據(jù)實施例3的變換例1，在透射性基板310上的遮光膜311上形成了位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域上的開口部313后，刻入透射性基板310中的開口部313的下側(cè)部分，然后，對遮光膜311進(jìn)行圖案化并形成具有開口部313的掩模圖案311A。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案311A的外側(cè)的透射性基板310即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部313的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例3的變換例1，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案311A的圖案化工序和用于形成開口部313的圖案化工序，可以分別正確地控制包括開口部313的掩模圖案311A的尺寸即遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例3的變換例1，因在進(jìn)行用于形成掩模圖案311A的圖案化工序之前進(jìn)行用于形成開口部313的圖案化工序，可以把形成有開口部313的遮光膜311作為掩模對透射性基板310進(jìn)行蝕刻。因此，不必象在形成了掩模圖案后形成開口部的情形(比如實施例3)那樣用抗蝕圖案連續(xù)進(jìn)行開口部形成和基板蝕刻，可以簡單地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例3的變換例1，因在形成掩模圖案311A之前進(jìn)行基板蝕刻，在形成掩模圖案311A時，因掩模繪制裝置的重疊偏差使得即便包圍開口部313的遮光膜區(qū)域消失也不會產(chǎn)生問題。其理由是在因重疊偏差導(dǎo)致遮光膜區(qū)域有可能消失的尺寸中，即便遮光性圖案只由移相區(qū)形成，也會產(chǎn)生提高遮光性能的效果。
還有，由于掩模增強區(qū)的特性，在比以往的光掩模的制作方法好的方面，與實施例3的變換例1相關(guān)的光掩模的制作方法與實施例3一樣。
還有，在實施例3的變換例1中把石英玻璃用作了透射性基板310的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例3的變換例1中把鉻化合物用作遮光膜311的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例3的變換例1中，當(dāng)開口部313的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。
還有，在實施例3的變換例1中，當(dāng)包括開口部313的掩模圖案311A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。此時，最好滿足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
還有，在實施例3的變換例1中，只除去了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的在透射性基板310中的開口部313的下側(cè)部分，但取而代之，也可以只除去透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的厚度的在透射性基板310中的開口部313的下側(cè)部分。
還有，在實施例3的變換例1中，設(shè)置成使透射性基板310的光透射區(qū)的表面狀態(tài)和透射性基板310的掩模增強區(qū)部分的表面狀態(tài)等價并可以進(jìn)行透射率的調(diào)節(jié)，因此，在圖22(g)所示的工序后也可以對整個透射性基板310進(jìn)行蝕刻。
實施例3的變換例2下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例3的變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。
還有，實施例3的變換例2和實施例3不同的點在于如下。具體來說，在實施例3中除去透射性基板中的開口部的下側(cè)部分，與此相對，在實施例3的變換例2中除去透射性基板中的掩模圖案的外側(cè)部分。
圖23(a)～(g)為表示與實施例3的變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖。還有，圖23(i)～(m)分別為與圖23(b)、(c)、(f)、(g)及(h)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖23(a)所示，當(dāng)在由比如石英玻璃組成的透射性基板320上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜321后，在遮光膜321之上涂敷抗蝕劑形成第1抗蝕膜322。
其次，在用掩模繪制裝置對第1抗蝕膜322進(jìn)行了圖案繪制之后，如23(b)或圖23(i)所示，對第1抗蝕膜322進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模增強區(qū)形成區(qū)域的第1抗蝕圖案322A。
接著，把第1抗蝕圖案322A作為掩模對遮光膜321進(jìn)行蝕刻，如圖23(c)或圖23(j)所示，在形成了由遮光膜321組成的掩模圖案321A后除去第1抗蝕圖案322A。
接著，如圖23(d)所示，用掩模圖案321A對透射性基板320進(jìn)行蝕刻，只除去透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的在透射性基板320中的掩模圖案321A的外側(cè)部分。此時，事先刻好透射性基板320，使得掩模圖案321A稍微撐出。
接著，如圖23(e)所示，在包括掩模圖案321A的透射性基板320之上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜323。
接著，在用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜323進(jìn)行了圖案繪制之后，如23(f)或圖23(k)所示，對第2抗蝕膜323進(jìn)行顯影，制成在掩模增強區(qū)形成區(qū)域上帶有開口部的第2抗蝕圖案323A。
接著，如圖23(g)或圖23(l)所示，把第2抗蝕圖案323A作為掩模對掩模圖案321A進(jìn)行蝕刻，當(dāng)在掩模圖案321A上形成了開口部324后，如圖23(h)或圖23(m)所示，除去第2抗蝕圖案323A。
如以上所說明，根據(jù)實施例3的變換例2，在對透射性基板320上的遮光膜321進(jìn)行圖案化并形成了掩模圖案321A后，刻入透射性基板320中的掩模圖案321A的外側(cè)部分，然后，在掩模圖案321A上形成位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域上的開口部324。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案321A的外側(cè)的透射性基板320即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部324的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例3的變換例2，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案321A的圖案化工序和用于形成開口部324的圖案化工序，可以分別正確地控制包括開口部324的掩模圖案321A的尺寸即遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例3的變換例2，刻入透射性基板320中的掩模圖案321A的外側(cè)部分，由此，在掩模增強區(qū)和光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，與通過刻入微小面積的開口部的下側(cè)的透射性基板設(shè)置該相位差的情形(實施例3或?qū)嵤├?的變換例1)相比，可以簡單地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例3的變換例2，因在形成開口部324之前進(jìn)行基板蝕刻，在形成開口部324時，因掩模繪制裝置的重疊偏差使得即便包圍開口部324的遮光膜區(qū)域消失也不會產(chǎn)生問題。其理由是在因重疊偏差導(dǎo)致遮光膜區(qū)域有可能消失的尺寸中，即便遮光性圖案只由移相區(qū)形成，也會產(chǎn)生提高遮光性能的效果。
還有，由于掩模增強區(qū)的特性，在比以往的光掩模的制作方法好的方面，與實施例3的變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法與實施例3一樣。
還有，在實施例3的變換例2中，把石英玻璃用作了透射性基板320的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例3的變換例2中，把鉻化合物用作遮光膜321的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例3的變換例2中，當(dāng)開口部324的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。
還有，在實施例3的變換例2中，當(dāng)包括開口部324的掩模圖案321A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。此時，最好滿足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
還有，在實施例3的變換例2中，只除去了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的在透射性基板320中的掩模圖案321A的外側(cè)部分，但取而代之，也可以只除去透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的厚度的在透射性基板320中的掩模圖案321A的外側(cè)部分。
還有，在實施例3的變換例2中，設(shè)置成使透射性基板320的光透射區(qū)的表面狀態(tài)和透射性基板320的掩模增強區(qū)部分的表面狀態(tài)等價并可以進(jìn)行透射率的調(diào)節(jié)，因此，在圖23(h)所示的工序后也可以對整個透射性基板320進(jìn)行蝕刻。
實施例4下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例4相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。還有，與實施例4相關(guān)的光掩模的制作方法為具備有由與實施例1相關(guān)的光掩模即被形成于透射性基板上的遮光膜區(qū)域和掩模增強區(qū)構(gòu)成的孤立的遮光性圖案的光掩模的制作方法。還有，在實施例4中，假設(shè)NA表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑、λ表示曝光光即光源的波長、M表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率。
圖24(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例4相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖24(h)～(l)分別為與圖24(b)、(c)、(e)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖24(a)所示，在由比如石英玻璃組成的透射性基板400上形成由比如SOG(Spin on Glass)膜等組成且具有透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的移相層401。然后，當(dāng)在移相層401上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜402后，在遮光膜402之上涂敷抗蝕劑形成第1抗蝕膜403。
其次，在用掩模繪制裝置對第1抗蝕膜403進(jìn)行了圖案繪制之后，如24(b)或圖24(h)所示，對第1抗蝕膜403進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模圖案形成區(qū)的第1抗蝕圖案403A。
接著，把第1抗蝕圖案403A作為掩模對遮光膜402進(jìn)行蝕刻，如圖24(c)或圖24(i)所示，在形成了由遮光膜402組成的掩模圖案402A后除去第1抗蝕圖案403A。
接著，如圖24(d)所示，在形成有掩模圖案402A的透射性基板400上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜404。
接著，在使用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜404進(jìn)行了圖案繪制之后，如24(e)或圖24(j)所示，對第2抗蝕膜404進(jìn)行顯影，形成在掩模增強區(qū)形成區(qū)域上具有開口部的第2抗蝕圖案404A。
接著，如圖24(f)或圖24(k)所示，在把第2抗蝕圖案404A作為掩模對掩模圖案402A及移相層401依次進(jìn)行蝕刻，在掩模圖案402A上形成開口部405，同時，除去在移相層401中的開口部405的下側(cè)部分。然后，如圖24(g)或圖24(l)所示，除去第2抗蝕圖案404A。
如以上所說明，根據(jù)實施例4，在對被形成于透射性基板400上的移相層401上的遮光膜402進(jìn)行圖案化并形成了掩模圖案402A后，在掩模圖案402A形成位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域的開口部405，然后，除去移相層401中的開口部405的下側(cè)部分。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案402A的外側(cè)的透射性基板400即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部405的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案402A的圖案化工序和用于形成開口部405的圖案化工序，可以分別正確地控制包括開口部405的掩模圖案402A的尺寸即遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4，通過除去移相層401中的開口部405的下側(cè)部分在在光透射區(qū)和掩模增強區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，和為了設(shè)置該相位差而刻入透射性基板400的情形相比，蝕刻工序的管理變得簡單，位相誤差減低，同時，使移相層401的邊緣部分垂直變得更簡單。
還有，根據(jù)實施例4，在對移相層401的蝕刻中，與對透射性基板400的蝕刻不同，遮光膜圖案的存在不是必要的，因此，在形成開口部405時，因掩模繪制裝置的重疊偏差使得即便包圍開口部405的遮光膜區(qū)域消失也不會產(chǎn)生問題。
還有，由于掩模增強區(qū)的特性，在比以往的光掩模的制作方法好的方面，與實施例4相關(guān)的光掩模的制作方法與實施例3一樣。
還有，在實施例4中，把石英玻璃用作了透射性基板400的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例4中，使用了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的SOG膜作為移相層401的材料，但并不限于此，也可以使用透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的任意的透射膜。
還有，在實施例4中，把鉻化合物用作遮光膜402的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例4中，當(dāng)開口部405的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。
還有，在實施例4中，當(dāng)包括開口部405的掩模圖案402A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。此時，最好滿足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
實施例4的變換例1下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例4的變換例1相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。
還有，實施例4的變換例1和實施例4不同的點在于如下。具體來說，在實施例4中除去在移相層中的開口部的下側(cè)部分，與此相對，在實施例4的變換例1中除去在移相層中的掩模圖案的外側(cè)部分。
圖25(a)～(h)為表示與實施例4的變換例1相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖25(i)～(n)分別為與圖25(b)、(c)、(d)、(f)、(g)及(h)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖25(a)所示，當(dāng)在由比如石英玻璃組成的透射性基板410上形成由比如SOG膜等組成且具有透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的移相層411。然后，當(dāng)在移相層411上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜412后，在遮光膜412之上涂敷抗蝕劑形成第1抗蝕膜413。
其次，在用掩模繪制裝置對第1抗蝕膜413進(jìn)行了圖案繪制之后，如25(b)或圖25(i)所示，對第1抗蝕膜413進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模增強區(qū)形成區(qū)域的第1抗蝕圖案413A。
接著，把第1抗蝕圖案413A作為掩模對遮光膜412進(jìn)行蝕刻，如圖25(c)或圖25(j)所示，在形成了由遮光膜412組成的掩模圖案412A后除去第1抗蝕圖案413A。
接著，如圖25(d)或圖25(k)所示，用掩模圖案412A對移相層411進(jìn)行蝕刻，除去在移相層411中的掩模圖案412A的外側(cè)部分。
接著，如圖25(e)所示，在包括掩模圖案412A的透射性基板410之上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜414。
接著，在用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜414進(jìn)行了圖案繪制之后，如25(f)或圖25(l)所示，對第2抗蝕膜414進(jìn)行顯影，形成在掩模增強區(qū)形成區(qū)域上帶有開口部的第2抗蝕圖案414A。
接著，如圖25(g)或圖25(m)所示，把第2抗蝕圖案414A作為掩模對掩模圖案412A進(jìn)行蝕刻，在掩模圖案412A上形成了開口部415。然后，如圖25(h)或圖25(n)所示，除去第2抗蝕圖案414A。
如以上所說明，根據(jù)實施例4的變換例1，在對被形成于透射性基板410上的移相層411上的遮光膜412進(jìn)行圖案化并形成了掩模圖案412A后，除去移相層411中的掩模圖案412A的外側(cè)部分，然后，在掩模圖案412A上形成位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域上的開口部415。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案412A的外側(cè)的透射性基板410即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部415的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4的變換例1，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案412A的圖案化工序和用于形成開口部415的圖案化工序，可以分別正確地控制包括開口部415的掩模圖案412A的尺寸即遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4的變換例1，通過除去移相層411中的掩模圖案412A的外側(cè)部分在光透射區(qū)和掩模增強區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，和為了設(shè)置該相位差而刻入透射性基板410的情形相比，蝕刻工序的管理變得簡單，位相誤差減低，同時，使移相層411的邊緣部分垂直變得更簡單。還有，和為了設(shè)置上述相位差而除去微小面積的開口部415的下側(cè)的移相層411的情形相比，可以更簡單地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。還有，因用開口部415被形成前的掩模圖案412A對移相層411進(jìn)行蝕刻，不必象在形成開口部后形成掩模圖案的情形那樣用抗蝕圖案連續(xù)進(jìn)行掩模圖案形成和移相層蝕刻，因此，可以更簡單地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，由于掩模增強區(qū)的特性，在比以往的光掩模的制作方法好的方面，與實施例4的變換例1相關(guān)的光掩模的制作方法與實施例3一樣。
還有，在實施例4的變換例1中，把石英玻璃用作了透射性基板410的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例4的變換例1中，使用了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的SOG膜作為移相層411的材料，但并不限于此，也可以使用透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的任意的透射膜。
還有，在實施例4的變換例1中，把鉻化合物用作了遮光膜412的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例4的變換例1中，當(dāng)開口部415的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。
還有，在實施例4的變換例1中，當(dāng)包括開口部415的掩模圖案412A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。此時，最好滿足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
實施例4的變換例2下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例4的變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。
還有，實施例4的變換例2和實施例4不同的點在于如下。具體來說，在實施例4中，在用于形成掩模圖案的圖案化工序之后進(jìn)行用于形成開口部的圖案化工序并除去在移相層中的開口部的下側(cè)部分，與此相對，在實施例4的變換例2中，在用于形成掩模圖案的圖案化工序之前進(jìn)行用于形成開口部的圖案化工序并除去在移相層中的掩模圖案的外側(cè)部分。
圖26(a)～(g)為表示與實施例4的變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖。還有，圖26(h)～(k)分別為與圖26(b)、(c)、(e)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖26(a)所示，當(dāng)在由比如石英玻璃組成的透射性基板420上形成由比如SOG膜等組成且具有透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的移相層421。然后，當(dāng)在移相層421上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜422后，在遮光膜422之上涂敷抗蝕劑形成第1抗蝕膜423。
其次，在用掩模繪制裝置對第1抗蝕膜423進(jìn)行了圖案繪制之后，如26(b)或圖26(h)所示，對第1抗蝕膜423進(jìn)行顯影，形成在掩模增強區(qū)形成區(qū)域上帶有開口部的第1抗蝕圖案423A。
接著，把第1抗蝕圖案423A作為掩模對遮光膜422進(jìn)行蝕刻，如圖26(c)或圖26(i)所示，在遮光膜422上形成了開口部424后除去第1抗蝕圖案423A。
接著，如圖26(d)所示，在包括開口部424的遮光膜422上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜425。
接著，在使用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜425進(jìn)行了圖案繪制之后，如26(e)或圖26(j)所示，對第2抗蝕膜425進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模圖案形成區(qū)的第2抗蝕圖案425A。
接著，如圖26(f)所示，在把第2抗蝕圖案425A作為掩模對遮光膜422及移相層421依次進(jìn)行蝕刻，形成由遮光膜422組成的帶有開口部424的掩模圖案422A，同時，除去在移相層421中的掩模圖案422A的外側(cè)部分。然后，如圖26(g)或圖26(k)所示，除去第2抗蝕圖案425A。
如以上所說明，根據(jù)實施例4的變換例2，在被形成于透射性基板420上的移相層421上的遮光膜422上形成了位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域上的開口部424后，把遮光膜422圖案化并形成帶有開口部424的掩模圖案422A，然后，除去在移相層421中的掩模圖案422A的外側(cè)部分。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案422A的外側(cè)的透射性基板420即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部424的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4的變換例2，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案422A的圖案化工序和用于形成開口部424的圖案化工序，可以分別正確地控制包括開口部424的掩模圖案422A的尺寸即遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4的變換例2，通過除去移相層421中的掩模圖案422A的外側(cè)部分在光透射區(qū)和掩模增強區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，和為了設(shè)置該相位差而刻入透射性基板420的情形相比，蝕刻工序的管理變得簡單，位相誤差減低，同時，使移相層421的邊緣部分垂直變得更簡單。還有，和為了設(shè)置上述相位差而除去微小面積的開口部424的下側(cè)的移相層421的情形相比，可以更簡單地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4的變換例2，在對移相層421的蝕刻中，與對透射性基板420的蝕刻不同，遮光膜圖案的存在不是必要的，因此，在形成掩模圖案422A時，因掩模繪制裝置的重疊偏差使得即便包圍開口部424的遮光膜區(qū)域消失也不會產(chǎn)生問題。
還有，由于掩模增強區(qū)的特性，在比以往的光掩模的制作方法好的方面，與實施例4的變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法與實施例3一樣。
還有，在實施例4的變換例2中，把石英玻璃用作了透射性基板420的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例4的變換例2中，使用了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的SOG膜作為移相層421的材料，但并不限于此，也可以使用透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的任意的透射膜。
還有，在實施例4的變換例2中，把鉻化合物用作遮光膜422的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例4的變換例2中，當(dāng)開口部424的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。
還有，在實施例4的變換例2中，當(dāng)包括開口部424的掩模圖案422A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。此時，最好滿足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
實施例4的變換例3下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例4的變換例3相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。
還有，實施例4的變換例3和實施例4不同的點在于如下。具體來說，在實施例4中，在用于形成掩模圖案的圖案化工序之后進(jìn)行用于形成開口部的圖案化工序，與此相對，在實施例4的變換例3中，在用于形成掩模圖案的圖案化工序之前進(jìn)行用于形成開口部的圖案化工序。
圖27(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例4的變換例3相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖27(h)～(l)分別為與圖27(b)、(c)、(d)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖27(a)所示，當(dāng)在由比如石英玻璃組成的透射性基板430上形成由比如SOG膜等組成且具有透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的移相層431。然后，當(dāng)在移相層431上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜432后，在遮光膜432之上涂敷抗蝕劑形成第1抗蝕膜433。
其次，在用掩模繪制裝置對第1抗蝕膜433進(jìn)行了圖案繪制之后，如27(b)或圖27(h)所示，對第1抗蝕膜433進(jìn)行顯影，形成在掩模增強區(qū)形成區(qū)域上具有開口部的第1抗蝕圖案433A。
接著，把第1抗蝕圖案433A作為掩模對遮光膜432進(jìn)行蝕刻，如圖27(c)或圖27(i)所示，當(dāng)在遮光膜432上形成了開口部434后除去第1抗蝕圖案433A。
接著，如圖27(d)或圖27(j)所示，用把形成有開口部434的遮光膜432作為掩模對移相層431進(jìn)行蝕刻，除去在移相層431中的開口部434的下側(cè)部分。
接著，如圖27(e)所示，在包括開口部434的遮光膜432上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜435。
接著，在使用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜435進(jìn)行了圖案繪制之后，如27(f)或圖27(k)所示，對第2抗蝕膜435進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模圖案形成區(qū)的第2抗蝕圖案435A。
接著，如圖27(g)及27(l)所示，在把第2抗蝕圖案435A作為掩模對遮光膜432進(jìn)行蝕刻，在形成由遮光膜432組成的帶有開口部434的掩模圖案432A后，除去第2抗蝕圖案435A。
如以上所說明，根據(jù)實施例4的變換例3，在被形成于透射性基板430上的移相層431上的遮光膜432上形成了位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域上的開口部434后，除去在移相層431中的開口部434的下側(cè)部分，然后，把遮光膜432圖案化并形成帶有開口部434的掩模圖案432A。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案432A的外側(cè)的透射性基板430即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部434的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4的變換例3，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案432A的圖案化工序和用于形成開口部434的圖案化工序，可以分別正確地控制包括開口部434的掩模圖案432A的尺寸即遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例4的變換例3，通過除去移相層431中的開口部434的下側(cè)部分在光透射區(qū)和掩模增強區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，和為了設(shè)置該相位差而刻入透射性基板430的情形相比，蝕刻工序的管理變得簡單，位相誤差減低，同時，使移相層431的邊緣部分垂直變得更簡單。
還有，根據(jù)實施例4的變換例3，因在進(jìn)行用于形成掩模圖案432A的圖案化工序之前進(jìn)行用于形成開口部434的圖案化工序，可以把形成有開口部434的遮光膜432作為掩模對移相層431進(jìn)行蝕刻。因此，不必象在形成了掩模圖案后形成開口部的情形(比如實施例4)那樣用抗蝕圖案連續(xù)進(jìn)行開口部形成和基板蝕刻，可以簡單地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，由于掩模增強區(qū)的特性，在比以往的光掩模的制作方法好的方面，與實施例4的變換例3相關(guān)的光掩模的制作方法與實施例3一樣。
還有，在實施例4的變換例3中，把石英玻璃用作了透射性基板430的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例4的變換例3中，使用了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的SOG膜作為移相層431的材料，但并不限于此，也可以使用透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的任意的透射膜。
還有，在實施例4的變換例3中，把鉻化合物用作遮光膜432的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例4的變換例3中，當(dāng)開口部434的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。
還有，在實施例4的變換例3中，當(dāng)包括開口部434的掩模圖案422A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。此時，最好滿足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
實施例5下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例5相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。還有，與實施例5相關(guān)的光掩模的制作方法為具備有由與實施例1相關(guān)的光掩模即被形成于透射性基板上的遮光膜區(qū)域和掩模增強區(qū)構(gòu)成的孤立的遮光性圖案的光掩模的制作方法。還有，在實施例5中，假設(shè)NA表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑、λ表示曝光光即光源的波長、M表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率。
圖28(a)～(g)為表示與本發(fā)明的實施例5相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖。還有，圖28(h)～(l)分別為與圖28(b)、(c)、(e)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖28(a)所示，當(dāng)在由比如石英玻璃組成的透射性基板500上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜501后，在遮光膜501之上涂敷抗蝕劑形成第1抗蝕膜502。
其次，在用掩模繪制裝置對第1抗蝕膜502進(jìn)行了圖案繪制之后，如28(b)或圖28(h)所示，對第1抗蝕膜502進(jìn)行顯影，形成在掩模圖案形成區(qū)帶有開口部的第1抗蝕圖案502A。
接著，把第1抗蝕圖案502A作為掩模對遮光膜501進(jìn)行蝕刻，如圖28(c)或圖28(i)所示，在遮光膜501上形成了開口部503后除去第1抗蝕圖案502A。
接著，如圖28(d)所示，當(dāng)在包括開口部503的遮光膜501上形成由比如SOG膜等組成且具有透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的移相層504。然后，在移相層504上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜505。
其次，在用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜505進(jìn)行了圖案繪制之后，如28(e)或圖28(j)所示，對第2抗蝕膜505進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模增強區(qū)形成區(qū)域的第2抗蝕圖案505A。
接著，如圖28(f)或28(k)所示，把第2抗蝕圖案505A作為掩模對移相層504進(jìn)行蝕刻，在除去了在移相層504中的掩模圖案形成區(qū)域的外側(cè)部分后除去第2抗蝕圖案505A。
接著，如圖28(g)或28(l)所示，把圖案化了的移相層504作為掩模對遮光膜501進(jìn)行蝕刻，形成由遮光膜501組成的具有開口部503的掩模圖案501A。此時，包括開口部503的掩模圖案501A被移相層504覆蓋。
如以上所說明，根據(jù)實施例5，在透射性基板500上的遮光膜501上形成了位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域的開口部503后，在透射性基板500上形成移相層504，然后，在除去了移相層504中的掩模圖案形成區(qū)域的外側(cè)部分后，對遮光膜501進(jìn)行圖案化，形成帶有開口部503的掩模圖案501A使之被移相層504覆蓋。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案501A的外側(cè)的透射性基板500即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部503的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例5，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案501A的圖案化工序和用于形成開口部503的圖案化工序，可以分別正確地控制包括開口部503的掩模圖案501A的尺寸即遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例5，通過除去移相層504中的掩模圖案501A的外側(cè)部分而在光透射區(qū)和掩模增強區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，和為了設(shè)置該相位差而刻入透射性基板500的情形相比，蝕刻工序的管理變得簡單，位相誤差減低，同時，使移相層504的邊緣部分垂直變得更簡單。
還有，根據(jù)實施例5，在對移相層504的圖案化工序中產(chǎn)生了缺陷的情況下，可以通過再形成移相層504修復(fù)該缺陷，因此，不必重復(fù)在移相層形成工序前的工序，因此，可以提高產(chǎn)量。
還有，由于掩模增強區(qū)的特性，在比以往的光掩模的制作方法好的方面，與實施例5相關(guān)的光掩模的制作方法與實施例3一樣。
還有，在實施例5中，把石英玻璃用作了透射性基板500的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例5中，把鉻化合物用作了遮光膜501的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例5中，使用了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的SOG膜作為移相層504的材料，但并不限于此，也可以使用透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的任意的透射膜。
還有，在實施例5中，當(dāng)開口部503的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。
還有，在實施例5中，當(dāng)包括開口部503的掩模圖案501A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。此時，最好滿足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
實施例5的變換例下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例5的變換例相關(guān)的光掩模的制作方法進(jìn)行說明。
還有，實施例5的變換例和實施例5不同的點在于如下。具體來說，在實施例5中，在用于形成掩模圖案的圖案化工序之前進(jìn)行用于形成開口部的圖案化工序并除去在移相層中的掩模圖案的外側(cè)部分，與此相對，在實施例5的變換例中，在用于形成掩模圖案的圖案化工序之后進(jìn)行用于形成開口部的圖案化工序并除去在移相層中的開口部的下側(cè)部分。
圖29(a)～(g)為表示與實施例5的變換例相關(guān)的光掩模的制作方法的各工序的剖視圖，圖29(h)～(l)分別為與圖29(b)、(c)、(e)、(f)及(g)對應(yīng)的俯視圖。
首先，如圖29(a)所示，當(dāng)在由比如石英玻璃組成的透射性基板510上沉積了由比如鉻化合物等組成的遮光膜511后，在遮光膜511之上涂敷抗蝕劑并形成第1抗蝕膜512。
其次，在用掩模繪制裝置對第1抗蝕膜512進(jìn)行了圖案繪制之后，如29(b)或圖29(h)所示，對第1抗蝕膜512進(jìn)行顯影，制成覆蓋掩模圖案形成區(qū)的第1抗蝕圖案512A。
接著，把第1抗蝕圖案512A作為掩模對遮光膜511進(jìn)行蝕刻，如圖29(c)或圖29(i)所示，在形成了由遮光膜511組成的掩模圖案511A后除去第1抗蝕圖案512A。
接著，如圖29(d)所示，在包括掩模圖案511A的透射性基板510上形成由比如SOG膜等組成且具有透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的厚度的移相層513。然后，在移相層513上涂敷抗蝕劑并形成第2抗蝕膜514。
其次，在用掩模繪制裝置對第2抗蝕膜514進(jìn)行了圖案繪制之后，如29(e)或圖29(j)所示，對第2抗蝕膜514進(jìn)行顯影，形成在掩模增強區(qū)形成區(qū)域上帶有開口部的第2抗蝕圖案514A。
接著，如圖29(f)或29(k)所示，把第2抗蝕圖案514A作為掩模對移相層513進(jìn)行蝕刻，在除去了位于移相層513中的掩模增強區(qū)形成區(qū)域的部分后除去第2抗蝕圖案514A。
接著，如圖29(g)或29(l)所示，把圖案化了的移相層513作為掩模對掩模圖案511A進(jìn)行蝕刻，在掩模圖案511A上形成開口部515。
如以上所說明，根據(jù)實施例5的變換例，在對透射性基板510上的遮光膜511進(jìn)行圖案化并形成了掩模圖案511A后，在透射性基板510上形成移相層513，然后，在除去了移相層513中的位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域上的部分后在掩模圖案511A上形成位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域上的開口部515。因此，可以在掩模增強區(qū)和掩模圖案511A的外側(cè)的透射性基板510即光透射區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，設(shè)定開口部515的寬度即掩模增強區(qū)的寬度，使得與具有同一寬度的遮光膜的遮光性能相比、掩模增強區(qū)的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例5的變換例，因獨立進(jìn)行用于形成掩模圖案511A的圖案化工序和用于形成開口部515的圖案化工序，可以分別正確地控制包括開口部515的掩模圖案511A的尺寸即遮光性圖案的尺寸及掩模增強區(qū)的尺寸，因此，可以可靠地制成與實施例1相關(guān)的光掩模。
還有，根據(jù)實施例5的變換例，通過除去移相層513中的位于掩模增強區(qū)形成區(qū)域上的部分而在光透射區(qū)和掩模增強區(qū)之間設(shè)置相位差，因此，和為了設(shè)置該相位差而刻入透射性基板510的情形相比，蝕刻工序的管理變得簡單，位相誤差減低，同時，使移相層513的邊緣部分垂直變得更簡單。
還有，根據(jù)實施例5的變換例，在對移相層513的圖案化工序中產(chǎn)生了缺陷的情況下，可以通過再形成移相層513來修復(fù)該缺陷，因此，不必重復(fù)在移相層形成工序前的工序，因此，可以提高產(chǎn)量。
還有，由于掩模增強區(qū)的特性，在比以往的光掩模的制作方法好的方面，與實施例5的變換例相關(guān)的光掩模的制作方法與實施例3一樣。
還有，在實施例5的變換例中把石英玻璃用作了透射性基板510的材料，但并不限于此，也可以使用氟化鈣等。
還有，在實施例5的變換例中，把鉻化合物用作了遮光膜511的材料，但并不限于此，也可以使用鉻、硅或鋯等金屬或其化合物等。
還有，在實施例5的變換例中，使用了透射光對曝光光產(chǎn)生180度倒相的SOG膜作為移相層513的材料，但并不限于此，也可以使用透射光對曝光光產(chǎn)生(170+360×n)～(190+360×n)度(這里，n為整數(shù))的倒相的任意的透射膜。
還有，在實施例5的變換例中，當(dāng)開口部515的寬度即掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，最好滿足W≤0.4×λ/NA。
還有，在實施例5的變換例中，當(dāng)包括開口部515的掩模圖案511A的寬度即遮光性圖案的寬度為(L×M)時，最好滿足L≤0.8×λ/NA。此時，最好滿足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或滿足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
實施例6下面參照附圖對與本發(fā)明的實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法及掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法進(jìn)行說明。還有，與實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法及掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法是假設(shè)使用了與實施例1相關(guān)的光掩模即具有掩模增強區(qū)構(gòu)造的光掩模的圖案形成方法的、用于制成具有掩模增強區(qū)構(gòu)造的光掩模的圖案設(shè)計制作方法及掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法。還有，在實施例6中，假設(shè)NA表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑、λ表示曝光光即光源的波長、M表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率。
圖30為與實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法及掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法的流程圖。
首先，說明圖案設(shè)計制作方法。
在步驟S1中，制成要在光掩模上形成的掩模圖案(遮光性圖案)的圖案設(shè)計。
在步驟S2中，從在步驟S1中制成的圖案設(shè)計之中抽出寬度L×M在(Q×λ/NA)×M(這里，Q為0.8以下的規(guī)定值)以下的線圖案。此時，也可以從圖案設(shè)計之中一并抽出圖案端部、圖案角部或其他必需的部分。
在步驟S3中，把在步驟S2中抽出的線圖案、圖案端部或圖案角部等各自的內(nèi)側(cè)決定為表示掩模增強區(qū)的圖案(以下有可能只稱為掩模增強區(qū))的配設(shè)位置。
在步驟S4中，根據(jù)含有各掩模增強區(qū)的線圖案等的尺寸設(shè)定分別被配設(shè)在在步驟S3中決定的配設(shè)位置上的掩模增強區(qū)的尺寸。此時，如果是具有寬度L×M的線圖案，則把被配設(shè)在該線圖案的內(nèi)側(cè)的掩模增強區(qū)的寬度設(shè)定為W×M，W＝((0.8×λ/NA)-L)/2(這里，L≥(0.8×λ/NA))。還有，在掩模增強區(qū)之間以比規(guī)定的間隔(例如為了分開形成相鄰的各掩模增強區(qū)所必須的最低限度的間隔)窄的間隔被配設(shè)的情況下、或各掩模增強區(qū)被相互重疊著配設(shè)的情況下，把該各掩模增強區(qū)結(jié)合為一體。而且，消滅小于規(guī)定的尺寸(比如掩模繪制裝置的析象度)的掩模增強區(qū)。
下面對掩模繪制數(shù)據(jù)的制作方法進(jìn)行說明。
在步驟S5中，借助于具有在步驟S4中被配設(shè)了掩模增強區(qū)的圖案設(shè)計的掩模圖案進(jìn)行掩模增強區(qū)的尺寸調(diào)節(jié)，使得在曝光后可以實現(xiàn)具有所要求的尺寸的圖案形成。
在步驟S6中，根據(jù)在步驟S5中被進(jìn)行了尺寸調(diào)節(jié)的圖案設(shè)計輸出和掩模圖案對應(yīng)的掩模圖案形成用數(shù)據(jù)、和表示掩模增強區(qū)的圖案對應(yīng)的掩模增強區(qū)形成用數(shù)據(jù)、及和從掩模圖案減去表示掩模增強區(qū)的圖案后留下的圖案對應(yīng)的遮光膜區(qū)域形成用數(shù)據(jù)。
以下參照圖31(a)～(d)對步驟S1～S4(圖案設(shè)計制作階段)進(jìn)行具體說明。
圖31(a)表示在步驟S1中制成的圖案設(shè)計的一例。
圖31(b)表示從圖31(a)所示的圖案設(shè)計之中抽出的線圖案、圖案端部及圖案角部。如圖31(b)所示，從圖案設(shè)計600之中抽出寬度L×M在(0.8×λ/NA)×M以下的線圖案601及602和圖案端部603及圖案角部604。
圖31(c)表示在步驟S3中被配設(shè)在圖31(b)所示的線圖案等的內(nèi)側(cè)的掩模增強區(qū)。如圖31(c)所示，在線圖案601的中部配設(shè)有線用的掩模增強區(qū)611a，且在線圖案601的端部配設(shè)有端部用的掩模增強區(qū)611b。還有，在線圖案602的中部配設(shè)有線用的掩模增強區(qū)612，在圖案端部603上配設(shè)有端部用的掩模增強區(qū)613，在圖案角部604上配設(shè)有角部用的掩模增強區(qū)614。
圖31(d)表示在步驟S4中被配設(shè)了具有根據(jù)圖31(c)示的線圖案等的尺寸所決定尺寸的掩模增強區(qū)的圖案設(shè)計。
具體來說，首先，對于圖案設(shè)計600之中寬度L×M在(0.8×λ/NA)×M以下的線圖案601及602各自的中部配設(shè)比如具有由W＝((0.8×λ/NA)-L)/2定義的寬度(W×M)的線用的掩模增強區(qū)611a及612。這里，在L不到(0.8×λ/NA)/3的情況下、或在制成具有由W＝((0.8×λ/NA)-L)/2定義的寬度的掩模增強區(qū)即開口部時包圍該開口部的遮光膜區(qū)域的線寬比用掩模繪制裝置可制成的規(guī)定的最小線寬小的情況下，把包圍掩模增強區(qū)的遮光膜區(qū)域的線寬作為上述規(guī)定的最小線寬，通過從線圖案的寬度減去該規(guī)定的最小線寬決定掩模增強區(qū)的寬度。還有，在掩模增強區(qū)的寬度比在遮光膜區(qū)域的內(nèi)側(cè)制成掩模增強區(qū)所需要的最低限度的尺寸即上述規(guī)定的最小線寬小的情況下使掩模增強區(qū)消滅。
還有，在使用與實施例3～5(包括變換例)相關(guān)的光掩模的制作方法的情況下，上述規(guī)定的最小線寬為掩模繪制裝置的重疊容許極限程度的尺寸。
還有，在使用與實施例3的變換例1及變換例2相關(guān)的光掩模的制作方法的情況下，對于L不到(0.8×λ/NA)/3的線圖案，即便僅以無遮光膜區(qū)域的移相區(qū)的構(gòu)造形成也可以得到和使用掩模增強區(qū)構(gòu)造的情形同等程度的效果。
另一方面，首先，對于圖案設(shè)計600之中的線圖案601的端部、圖案端部603及圖案角部604各部配設(shè)具有(0.8×λ/NA)/3×M見方的尺寸的端部用的掩模增強區(qū)611b及613和角部用的掩模增強區(qū)614，使得各掩模增強區(qū)至少被具有上述規(guī)定的最小線寬的遮光膜區(qū)域包圍。然后，在被配設(shè)的掩模增強區(qū)之間有重疊的情況下、或掩模增強區(qū)之間的間隙比為了分開形成掩模增強區(qū)所必須的最低限度的距離小的情況下，結(jié)合各掩模增強區(qū)。此時，在掩模增強區(qū)的尺寸比(0.5×λ/NA)×M大的情況下再進(jìn)行設(shè)定，使得該尺寸在(0.5×λ/NA)×M以下。
如以上所說明，通過步驟S1～S4，使遮光性能變成最大的掩模增強區(qū)被配設(shè)在遮光性能減弱的線圖案的中部，且可以制成在圖案角部及圖案端部上也配設(shè)有掩模增強區(qū)的圖案設(shè)計。由此，借助于圖案設(shè)計之中的至少具有(0.8×λ/NA)/3×M程度以上的寬度的部分可以實現(xiàn)同等程度的遮光性能。
接著，參照圖31(e)～(g)對在步驟S1～S4中制成掩模增強區(qū)及包括該區(qū)的圖案設(shè)計后的步驟S5及S6(掩模繪制數(shù)據(jù)制作階段)進(jìn)行具體說明。
圖31(e)表示在步驟S5中被進(jìn)行了圖31(d)所示的掩模增強區(qū)的尺寸調(diào)節(jié)后的圖案設(shè)計。
具體來說，如圖31(e)所示，對于進(jìn)行試曝光并在曝光后形成的圖案的寬度比設(shè)計值小的部分(例如區(qū)域R1)擴(kuò)大對應(yīng)的掩模增強區(qū)(例如線用的掩模增強區(qū)611a)的寬度，另一方面，對于在曝光后形成的圖案的寬度比設(shè)計值大的部分(例如區(qū)域R2)縮小對應(yīng)的掩模增強區(qū)(例如線用的掩模增強區(qū)612)的寬度。此時，也可以在進(jìn)行掩模增強區(qū)的尺寸調(diào)節(jié)的同時對圖案設(shè)計的輪廓尺寸即掩模圖案的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。還有，在圖31(e)中，用虛線表示本來的圖案設(shè)計600的輪廓，用實線表示被進(jìn)行尺寸調(diào)節(jié)后的圖案設(shè)計600A的輪廓。
圖31(f)表示在步驟S6中根據(jù)圖31(e)所示的尺寸調(diào)節(jié)后的圖案設(shè)計所決定的掩模圖案形成用的數(shù)據(jù)，圖31(g)表示在步驟S6中根據(jù)圖31(e)所示的尺寸調(diào)節(jié)后的圖案設(shè)計所決定的掩模增強區(qū)形成用的數(shù)據(jù)。
還有，在最后制成的光掩模中，從掩模圖案去掉表示掩模增強區(qū)的圖案后的圖案與遮光膜區(qū)域相當(dāng)，表示掩模增強區(qū)的圖案與被設(shè)在遮光膜上的開口部相當(dāng)。
如以上所說明，根據(jù)與實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法，在從與遮光性圖案對應(yīng)的圖案設(shè)計600之中抽出了寬度L×M在(0.8×λ/NA)×M以下的線圖案后，在線圖案的內(nèi)側(cè)配設(shè)寬度W×M在((0.8×λ/NA)-L)×M以下的掩模增強區(qū)。因此，可以在遮光性圖案中的遮光效果減弱的部分上配設(shè)可以突出遮光效果的掩模增強區(qū)，因此，可以用對圖案設(shè)計失真少的形狀形成被投影在晶片上的光強度分布。因此，可以制成能夠?qū)θ我庑螤钚纬砂ㄎ鱿蠖瘸潭纫韵碌某叽绲娜我獬叽绲膱D案的光掩模的圖案設(shè)計。
還有，根據(jù)與實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法，對掩模增強區(qū)的寬度W×M設(shè)定W＝((0.8×λ/NA)-L)/2，因此，掩模增強區(qū)的遮光效果達(dá)到最大。
還有，根據(jù)與實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法，在抽出線圖案時抽出圖案端部及圖案角部，同時，在圖案端部及圖案角部各自的內(nèi)側(cè)配設(shè)具有(0.5×λ/NA)×M見方以下的尺寸的掩模增強區(qū)。因此，可以借助于透過掩模增強區(qū)的光可靠地消除因衍射現(xiàn)象而繞進(jìn)遮光性圖案的圖案端部或圖案角部的背側(cè)的透射光。
還有，根據(jù)與實施例6相關(guān)的掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法，在配設(shè)了掩模增強區(qū)使得遮光性圖案的遮光效果達(dá)到最大后、即在實施了與實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法后，根據(jù)試曝光結(jié)果調(diào)節(jié)掩模增強區(qū)尺寸，因此，可以調(diào)節(jié)掩模增強區(qū)的尺寸，使得曝光后所形成的圖案的尺寸和設(shè)計值相等。因此，可以制成可以防止圖案向后退等的掩模繪制數(shù)據(jù)，因此，通過進(jìn)行使用了依照該掩模繪制數(shù)據(jù)所形成的光掩模的曝光可以以高精度形成微細(xì)圖案。
還有，根據(jù)與實施例6相關(guān)的掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法，對于在曝光后形成的圖案的寬度比設(shè)計值大的部分縮小對應(yīng)的掩模增強區(qū)的寬度，同時，對于在曝光后形成的圖案的寬度比設(shè)計值小的部分?jǐn)U大對應(yīng)的掩模增強區(qū)的寬度。因此，可以使曝光后所形成的圖案的寬度確實和設(shè)計值相等。
還有，在與實施例6相關(guān)的圖案設(shè)計制作方法中，在假設(shè)了線圖案的寬度為(L×M)、掩模增強區(qū)的寬度為(W×M)時，通過設(shè)定W＝((0.8×λ/NA)-L)/2使包括掩模增強區(qū)的線圖案的遮光效果達(dá)到了最大，但也可以取而代之，通過設(shè)定0.5×((0.8×λ/NA)-L)/2≤W≤1.5×((0.8×λ/NA)-L)/2(這里，W≤L或W≤L-2E，(E×M)為可在光掩模上形成的最小尺寸)足以得到提高基于掩模增強區(qū)的遮光性能的效果。還有，如果至少設(shè)定W≤(0.8×λ/NA)-L(這里，W≤L或W≤L-2E)，則產(chǎn)生提高基于掩模增強區(qū)的遮光性能的效果。
還有，在與實施例6相關(guān)的掩模繪制數(shù)據(jù)制作方法中，根據(jù)進(jìn)行了試曝光的結(jié)果對掩模增強區(qū)的尺寸進(jìn)行了調(diào)節(jié)，但也可以取而代之，根據(jù)進(jìn)行了曝光模擬的結(jié)果對掩模增強區(qū)的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1. 一種圖案形成方法，是使用光掩膜形成圖案的形成方法，具備有在基板上形成抗蝕膜的工序、用上述光掩膜對上述抗蝕膜進(jìn)行圖案曝光的工序、和對被圖案曝光了的上述抗蝕膜進(jìn)行顯影并形成抗蝕圖案的工序，所述一種光掩模，在對曝光光具有透射性的透射性基板上形成有孤立的遮光性圖案，上述遮光性圖案是由由遮光膜組成的遮光膜區(qū)域和對上述透射性基板之中沒形成有上述遮光性圖案的光透射區(qū)具有反相位的移相區(qū)構(gòu)成，上述遮光性圖案至少擁有具有第一寬度的第一遮光性圖案和具有比上述第一寬度寬的第二寬度的第二遮光性圖案，在上述第一遮光性圖案的一部分上設(shè)有為上述移相區(qū)的一部分且由上述遮光模區(qū)域包圍起來的第一移相區(qū)，僅有上述遮光膜區(qū)域設(shè)在上述第二遮光性圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于上述遮光膜區(qū)域的輪廓形狀和上述遮光性圖案的形狀一樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于上述遮光性圖案還具有有角部或者端部的第三遮光性圖案，上述移相區(qū)的一部分即第二移相區(qū)被設(shè)在上述第三遮光性圖案的上述角部或其內(nèi)側(cè)或者上述第三遮光性圖案的上述端部或其內(nèi)側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于當(dāng)假設(shè)了上述第一移相區(qū)的寬度為Wm時，滿足Wm≤(0.4×λ/NA)×M，其中，λ為曝光光的波長，NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，M為該縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于當(dāng)假設(shè)了上述第一遮光性圖案的第一寬度為Lm時，滿足Lm≤(0.8×λ/NA)×M，其中，λ為曝光光的波長，NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，M為該縮小投影光學(xué)系統(tǒng)的倍率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖案形成方法，其特征在于當(dāng)假設(shè)了第一移相區(qū)的寬度為Wm時，滿足Wm≤((0.8×λ/NA)×M)-Lm且Wm≤Lm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖案形成方法，其特征在于當(dāng)假設(shè)了第一移相區(qū)的寬度為Wm時，滿足0.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)≤Wm≤1.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)且Wm≤Lm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于上述第一移相區(qū)相對于上述光透射區(qū)的相位差相對于上述曝光光的波長為(170+360×n)～(190+360×n)度，其中，n為整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于通過在上述透射性基板上的上述第一移相區(qū)被刻入而設(shè)置上述第一移相區(qū)相對于上述光透射區(qū)的相位差。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于通過在上述透射性基板上的成為上述光透射區(qū)以外的部分及成為上述第一移相區(qū)的部分之中的某一方之上形成有移相層而設(shè)置上述第一移相區(qū)相對于上述光透射區(qū)的相位差。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖案形成方法，其特征在于上述移相層被形成于上述遮光膜區(qū)域的下側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖案形成方法，其特征在于上述移相層被形成于上述遮光膜區(qū)域的上側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于上述抗蝕膜是由正片型抗蝕劑組成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于通過在上述透射性基板上的上述光透射區(qū)被刻入而設(shè)置上述第一移相區(qū)相對上述光透射區(qū)的相位差。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖案形成方法，其特征在于，上述第二遮光性圖案的上述第二寬度為Lm2時，滿足Lm2＞(0.8×λ/NA)×M。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征在于進(jìn)行上述圖案曝光的工序使用斜入射法。
全文摘要
一種圖案形成方法，是使用光掩膜形成圖案的形成方法，具備有在基板上形成抗蝕膜的工序、用上述光掩膜對上述抗蝕膜進(jìn)行圖案曝光的工序、和對被圖案曝光了的上述抗蝕膜進(jìn)行顯影并形成抗蝕圖案的工序，所述一種光掩模，在對曝光光具有透射性的透射性基板上形成有孤立的遮光性圖案，上述遮光性圖案是由由遮光膜組成的遮光膜區(qū)域和對上述透射性基板之中沒形成有上述遮光性圖案的光透射區(qū)具有反相位的移相區(qū)構(gòu)成。
文檔編號G03F1/00GK1661480SQ20051000389
公開日2005年8月31日 申請日期2000年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月8日
發(fā)明者三坂章夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社