專利名稱：圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體集成電路裝置時(shí)所使用的用于形成微細(xì)圖案的 光掩模、使用該光掩模的圖案形成方法及光掩模圖案的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為實(shí)現(xiàn)用半導(dǎo)體制成的大規(guī)模集成電路裝置(以下稱其為 LSI)的高集成化，就要求電路圖案越來(lái)越微細(xì)化。其結(jié)果是，構(gòu)成電路 的布線圖案的細(xì)線化也就變得非常重要了 。
下面，以現(xiàn)有的利用光曝光裝置且在正光阻工序下實(shí)現(xiàn)布線圖案的細(xì) 線化為例加以說(shuō)明。在正光阻工序中，線圖案為光阻膜中對(duì)曝光光不敏 感的部分，也就是顯像后殘留下來(lái)的光阻部分(光阻圖案)；溝槽圖案為 光阻膜中對(duì)曝光光敏感的部分，換句話說(shuō)，顯像后光阻被除去而形成的開(kāi) 口部分(光阻膜除去圖案)。需提一下，在用負(fù)光阻工序來(lái)代替正光阻工序 的情況下，將對(duì)上述線圖案及溝槽圖案的定義翻一下即可。
到目前為止，在利用光曝光裝置形成圖案的時(shí)候，是使用在由石英等 制成的透明基板(透光基板)上將由Cr等制成的完全遮光圖案描繪成與 所希望的圖案相對(duì)應(yīng)的圖案的光掩模。在這樣的光掩模中，Cr圖案所存在 的區(qū)域成為根本不讓某一波長(zhǎng)的曝光光透過(guò)(實(shí)質(zhì)透光率為0%)的遮光 部分，同時(shí)，不存在Cr圖案的區(qū)域(開(kāi)口部分)則成為相對(duì)所述曝光光 的透光率和透光基板對(duì)所述曝光光的透光率一樣(實(shí)質(zhì)上為100%)的透 光部分。而且，在使用該光掩模進(jìn)行曝光的時(shí)候，遮光部分和光阻膜的非 感光部分相對(duì)應(yīng)，而開(kāi)口部分(透光部分)則與光阻膜的感光部分相對(duì)應(yīng)。 因此，這樣的光掩模，即由相對(duì)某一波長(zhǎng)的曝光光的遮光部分及透光部分 構(gòu)成的光掩模被稱為二進(jìn)制光掩模。
一般情況下，在光曝光裝置中，用所述二元光掩模曝光時(shí)所形成的像
5(通過(guò)曝光而在被曝光材料上產(chǎn)生的能量強(qiáng)度分布)的對(duì)比度和久/NA 成反比。這里，A為從光源射出的曝光光的波長(zhǎng)，NA為曝光機(jī)的縮小投 影光學(xué)系(具體而言為投影透鏡)的開(kāi)口數(shù)。因此，可能形成為光阻圖案 的尺寸便和A /NA成正比。為實(shí)現(xiàn)圖案的微細(xì)化， 一個(gè)有效的方法就是 使曝光光的波長(zhǎng)A變小的短波長(zhǎng)化、和讓開(kāi)口數(shù)NA變大的高NA化。
另一方面，利用上述光曝光裝置所形成的像，有由于形成枸成LSI的 元件時(shí)所形成的階梯、或者是襯底表面不平坦等原因而偏離理想焦點(diǎn)的時(shí) 候。因此，也必須使在散焦?fàn)顟B(tài)下形成的圖案的尺寸在所規(guī)定的范圍內(nèi)。 圖案的尺寸保持在規(guī)定的范圍內(nèi)的散焦值，換句話說(shuō)，圖案的尺寸精度得 到保證的散焦值的界限被稱為焦點(diǎn)深度(DOF)。換句話說(shuō)，為實(shí)現(xiàn)圖案 的微細(xì)化， 一方面必須加強(qiáng)像的對(duì)比度，另一方面，還必須提高DOF的 值。然而，因?yàn)镈OF和A /NAz成正比，所以在為提高對(duì)比度而進(jìn)行短 波長(zhǎng)化及高NA化的時(shí)候，DOF的值會(huì)下降。
如上所述，這樣的一種技術(shù)是越來(lái)越重要的，即不僅能用短波長(zhǎng)化和 高NA比以外的方法來(lái)提高對(duì)比度，同時(shí)又能不改變波長(zhǎng)A及開(kāi)口數(shù)NA 而提高DOF。
大幅度地提高對(duì)比度及DOF的方法中最具有代表性的方法，是對(duì)光 掩模上的周期圖案進(jìn)行斜入射曝光這一方法。然而，某些斜入射曝光只對(duì) 是按久/NA以下(包括等于)的短周期布置的圖案的那一種情況有很大 的效果，并不是一種對(duì)任意的圖案的微細(xì)化都有效的方法。 一種彌補(bǔ)該斜 入射曝光的缺點(diǎn)的方法，即為使用輔助圖案的方法(以下稱其為輔助圖案 法)。
下面，對(duì)在特開(kāi)平5 —165194號(hào)公報(bào)中所公開(kāi)的輔助圖案法(以下稱 其為第一個(gè)現(xiàn)有例)加以說(shuō)明。圖35為在第一個(gè)現(xiàn)有例中所使用的光掩 模的平面圖。圖35所示的光掩模用在進(jìn)行1/5的縮小投影曝光的步進(jìn)機(jī)
(stepper)中。如圖35所示，在成為母基板的透明玻璃基板10的表面 形成有由鉻制成的遮光膜11，在遮光膜11上形成了為通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移
(transfer)的主圖案(電路圖案)的第一開(kāi)口部分12，在遮光膜11上 第一開(kāi)口部分12的兩側(cè)還形成有一對(duì)第二開(kāi)口部分13，即通過(guò)曝光不被 轉(zhuǎn)移且能使主圖案的轉(zhuǎn)移精度提高的輔助圖案。這里，將第一開(kāi)口部分12的寬度例如設(shè)定為1.5//m，將每一個(gè)第二開(kāi)口部分13的寬度例如設(shè)定為 0.75/zm。而且，還將第一開(kāi)口部分12的中心和每一個(gè)第二開(kāi)口部分13 的中心之間的距離例如設(shè)定為4.5//m。換句話說(shuō)，在第一個(gè)現(xiàn)有例中所 用的光掩模中，形成了與為主圖案的電路圖案相鄰且其尺寸比該電路圖案 的尺寸還小的的輔助圖案。然而，雖然通過(guò)第一個(gè)現(xiàn)有例所涉及的輔助圖 案法能夠使DOF提高一點(diǎn)，但得不到和在本來(lái)的周期圖案的情況下同等 程度的效果。
下面，說(shuō)明將第一個(gè)現(xiàn)有例做了改良以后的方法、即特開(kāi)平9一73166 號(hào)公報(bào)中所公開(kāi)的輔助圖案法(以下稱其為第二個(gè)現(xiàn)有例)。圖36為在第 二個(gè)現(xiàn)有例中所用的光掩模的平面圖。如圖36所示，在成為光掩?；?的透明^皮璃基板20上形成主圖案21，同時(shí)在玻璃基板20上遮光部分21 的兩側(cè)按周期布置有輔助圖案22。主圖案21由由下層的低透光率膜和上 層的遮光膜(鉻膜)構(gòu)成的疊層膜構(gòu)成；輔助圖案22由將所述疊層膜中 的上層的遮光膜除去后而剩下的低透光率膜構(gòu)成。這里，由低透光率膜形 成的輔助圖案22不是曝光時(shí)形成光阻的非感光部分(換句話說(shuō)，光阻圖 案)的圖案。因此，相對(duì)主圖案21按周期布置該透光率較低的輔助圖案 22并進(jìn)行斜入射曝光以后，就能使DOF提高。

發(fā)明內(nèi)容
雖然使用移相膜以后，能夠讓對(duì)比度和DOF大大地提高，這也僅限 于以下情況，即可在光掩模上微細(xì)的線圖案的兩側(cè)，分別布置透光部分(開(kāi) 口部分)和以透光部分為基準(zhǔn)讓曝光光以180°的相位差透過(guò)的移相膜這 樣的情況。因此，即使使用移相膜，也不能在一般的LSI中的布線圖案的 所有的微細(xì)部分，得到對(duì)比度及DOF的提高效果。
利用斜入射曝光以后，對(duì)完全的周期圖案來(lái)說(shuō)，能收到大大地提高它 的對(duì)比度及DOF的效果。但在一般的LSI中包括孤立圖案等的布線圖案 的整個(gè)微細(xì)部分上述效果就收不到了 。此時(shí)使用輔助圖案，DOF等能有一 些改善(第一個(gè)現(xiàn)有例)，但這一效果和完全周期圖案相比就是微乎其微的 了。另外，使用透光率低的圖案作輔助圖案以后，就能提高輔助圖案布置 的自由度，由此而提高圖案布置的周期性(第二個(gè)現(xiàn)有例)，但在這種情況下，又存在著以下問(wèn)題。換句話說(shuō)，通過(guò)第二個(gè)現(xiàn)有例所得到的實(shí)質(zhì)效果， 僅僅是因?yàn)槟軌驅(qū)⑤o助圖案做得粗些，而使輔助圖案的加工容易進(jìn)行而已。
換句話說(shuō)，從對(duì)比度及DOF的提高效果來(lái)看，第二個(gè)現(xiàn)有例和第一個(gè)現(xiàn) 有例(使用細(xì)輔助圖案的情況)基本上是一樣的。其理由為對(duì)比度及DOF 的提高效果，并不是看由主圖案及輔助圖案構(gòu)成的光掩模圖案是否為周期 圖案來(lái)決定，而是看曝光時(shí)由光掩模圖案形成的像(能量強(qiáng)度分布)的周 期性是否高來(lái)決定。
鑒于以上所述，本發(fā)明的目的，在于提供一種在形成任意形狀的圖 案時(shí)能夠提高對(duì)比度及DOF的光掩模、圖案形成方法及光掩模數(shù)據(jù)制作 方法。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明所涉及的光掩模，為一種具有形成在透光基 板上的光掩模圖案和所迷透光基板上未形成所述光掩模圖案的透光部分的 光掩模。具體而言，光掩模圖案，具有通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移的主圖案、讓曝 光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案。主圖案，由具有讓曝光光部分 透過(guò)的第一透光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的第 一半遮光部分、讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu) 成。輔助圖案，由具有讓曝光光部分地透過(guò)的第二透光率且讓曝光光在以 透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的第二半遮光部分構(gòu)成。
需提一下，在本申請(qǐng)案件中，同相位意味著相位差在大于等于(— 30 + 360 X n)度且小于等于(30 + 360 X n)度(n為整數(shù))這一范 圍；而反相位意味著相位差在大于等于(150 + 360 X n)度且小于等 于(210 + 360 X n)度(n為整數(shù))這一范圍。
根據(jù)第一種光掩模，因主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成，故可由透 過(guò)移相器的光來(lái)將透過(guò)遮光部分及半遮光部分的光的一部分抵消掉。所以 就能加強(qiáng)對(duì)應(yīng)于主圖案的暗影的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。還因除了主圖案以 外又形成了低透光率的輔助圖案，故可通過(guò)將輔助圖案布置在合適的位置 來(lái)產(chǎn)生與透過(guò)主圖案的移相器的光干涉的衍射光。結(jié)果是，可提高主圖案 轉(zhuǎn)移像中的散焦特性，從而提高DOF特性。
根據(jù)第一種光掩模，因?yàn)檩o助圖案為半遮光部分，故輔助圖案的布置 自由度提高，由此而可提高包含主圖案的圖案布置的周期性。進(jìn)而是DOF
8特性進(jìn)一步提高。還有，因主圖案為半遮光部分，故可在由于曝光而不被 轉(zhuǎn)移的條件下使輔助圖案粗一些，加工也就變得容易了。
在第一種光掩模中，最好是，第一透光率小于等于15%。 這樣做以后，就既能防止在形成圖案時(shí)光阻膜變薄，同時(shí)還能使光阻
膜的感光度最佳化。換句話說(shuō)，這一效果和DOF提高效果及對(duì)比度提高
效果可以兩立。
在第一種光掩模中，最好是，第二透光率大于等于6%且小于等于50%。
這樣做以后，就既能防止由于輔助圖案的遮光性過(guò)高而形成光阻膜的 非感光部分，同時(shí)還確實(shí)能實(shí)現(xiàn)由衍射光帶來(lái)的DOF提高效果。
本發(fā)明所涉及的第二種光掩模，是一種具有形成在透光基板上的光掩 模圖案和透光基板上未形成光掩模圖案的透光部分的光掩模。具體而言， 光掩模圖案，具有通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移的主圖案、讓曝光光衍射且通過(guò)曝光 卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案；在主圖案和輔助圖案之間夾有透光部分；輔助圖案 的中心，被布置在相對(duì)當(dāng)設(shè)所規(guī)定的斜入射位置為SA (0.4《SA《0.8) 時(shí)由sin0A二 NAXSA定義的斜入射角0A而言，離主圖案的中心MX (入/ (2Xsin0A))遠(yuǎn)的位置或者是它附近(A為曝光光的波長(zhǎng)，M及 NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口數(shù))。
根據(jù)第二種光掩模，和主圖案不同，輔助圖案被布置在離主圖案MX
(入/ (2Xsin0A))遠(yuǎn)的位置上或者是其附近。因此主圖案的轉(zhuǎn)移像中 的散焦特性由于由輔助圖案產(chǎn)生的衍射光而提高，結(jié)果是，DOF特性提高。
在第二種光掩模中，主圖案，或者由遮光部分構(gòu)成，或者由讓曝光光 在以透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成。
在第二種光掩模中，最好是，主圖案由具有讓曝光光部分地透過(guò)的透 光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的半遮光部分、讓 曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成。
這樣做以后，因主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成，故可由透過(guò)該移 相器的光抵消透過(guò)透光部分及半遮光部分的光的一部分。結(jié)果是，能夠加 強(qiáng)對(duì)應(yīng)主圖案的暗影的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。
當(dāng)主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成時(shí)，最好是，將移相器布置在主圖案的中心部位并由半遮光部分包圍起來(lái)。
這樣做以后，因?qū)?yīng)主圖案的暗影的中心部位的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度 得到了加強(qiáng)，故可邊保持良好的散焦特性，邊例如形成微細(xì)的線圖案。還 有，最好是，半遮光部分中由移相器和透光部分所夾部分的尺寸，或者是
大于等于20nm且小于等于(0.3X又/NA) XM，或者是大于等于曝光 光的波長(zhǎng)的4分之l且小于等于(0.3XA/NA) XM(A為曝光光的波 長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口數(shù))。需提一 下，主圖案可由代替半遮光部分的遮光部分和移相器構(gòu)成。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，將移相器布 置在主圖案的周緣部位并由半遮光部分包圍起來(lái)。
這樣做以后，透過(guò)透光部分的光的像在主圖案附近的光強(qiáng)度分布的對(duì) 比度就得以加強(qiáng)，由此而可邊將散焦特性保持得良好，邊形成例如微細(xì)的 接觸圖案。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，半遮光部分 的透光率小于等于15%。
這樣做以后，就既能防止在形成圖案時(shí)光阻膜變薄，同時(shí)還能使光阻 膜的感光度最佳化。換句話說(shuō)，這一效果和DOF提高效果及對(duì)比度提高 #1果可以兩立。
在第二種光掩模中，輔助圖案，可由遮光部分構(gòu)成，也可由具有讓曝 光光部分地透過(guò)的透光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透 過(guò)的半遮光部分構(gòu)成，都可以。因?yàn)槿糨o助圖案由半遮光部分構(gòu)成，則輔 助圖案的布置自由度提高，由此可使含有主圖案的圖案布置的周期性提高， 故可進(jìn)一步提高DOF特性。因?yàn)槿糨o助圖案為半遮光部分，就可在通過(guò) 曝光卻不轉(zhuǎn)移這樣的條件下使輔助圖案粗一些，故加工變得更容易。需提 一下，在輔助圖案由半遮光部分構(gòu)成的情況下，最好是，半遮光部分的透 光率大于等于6%且小于等于50%。這樣做以后，就既能防止由于輔助圖 案的遮光性過(guò)高而形成光阻膜的非感光部分，同時(shí)還確實(shí)能實(shí)現(xiàn)由衍射光 帶來(lái)的DOF提高效果。
本發(fā)明的第三種光掩模，為一種具有形成在透光基板上的光掩模圖案 和透光基板上未形成光掩模圖案的透光部分的光掩模。具體而言，光掩模圖案，具有通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移的主圖案、讓曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)
移的輔助圖案；在主圖案和輔助圖案之間夾有透光部分；輔助圖案的中心， 被布置在相對(duì)當(dāng)設(shè)所規(guī)定的斜入射位置為SB (0.4《SB《0.8)時(shí)由sin 0B = NAXSB定義的斜入射角0B而言，離主圖案的中心MX ((入/ (2Xsin0B)) + (A / (NA + sin0B)))遠(yuǎn)的位置或者是它附近(入 為曝光光的波長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口 數(shù))。
根據(jù)第三種光掩模，和主圖案不同，將輔助圖案設(shè)在離主圖案MX ((入/ (2Xsin0B)) + (A / (NA + sin0B)))遠(yuǎn)的位置上或者其 附近。所以，因此主圖案的轉(zhuǎn)移像中的散焦特性由于由輔助圖案產(chǎn)生的衍 射光而提高，結(jié)果是，DOF特性提高。還有，若將第一輔助圖案設(shè)在離主 圖案MX (凡/ (2Xsin^B))遠(yuǎn)的位置或者其附近且將第二輔助圖案布 置在離主圖案MX ((A / (2Xsin0B)) + (入/ (NA + sin0B))) 遠(yuǎn)的位置或者其附近，就能收到以下效果。換句話說(shuō)，因?yàn)槌俗尩谝惠o 助圖案起第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的作用以外，還讓第二輔助圖案起第二級(jí) 衍射光產(chǎn)生圖案的作用，故DOF提高效果可進(jìn)一步增大。
在第三種光掩模中，主圖案可由遮光部分構(gòu)成，也可由讓曝光光在以 透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成。
在第三種光掩模中，最好是，主圖案由具有讓曝光光部分地透過(guò)的透 光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的半遮光部分、讓 曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成。
這樣做以后，因主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成，故可由透過(guò)移相 器的光來(lái)將透過(guò)透光部分及半遮光部分的光的一部分抵消掉。所以就能加 強(qiáng)對(duì)應(yīng)于主圖案的暗影的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，將移相器布 置在主圖案的中心部位并由半遮光部分包圍起來(lái)。
這樣做以后，因?qū)?yīng)主圖案的暗影的中心部位的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度 得到了加強(qiáng)，故可邊保持良好的散焦特性，邊例如形成微細(xì)的線圖案。還 有，最好是，半遮光部分中由移相器和透光部分所夾部分的尺寸，或者是 大于等于20nm且小于等于(0.3XA/NA) XM，或者是大于等于曝光
ii光的波長(zhǎng)的4分之l且小于等于(0.3XA/NA) XM(A為曝光光的波 長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口數(shù))。需提一 下，主圖案可由代替半遮光部分的遮光部分和移相器構(gòu)成。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，將移相器布 置在主圖案的周緣部位并由半遮光部分包圍起來(lái)。
這樣做以后，透過(guò)透光部分的光的像在主圖案附近的光強(qiáng)度分布的對(duì) 比度就得以加強(qiáng)，由此而可邊將散焦特性保持得良好，邊形成例如微細(xì)的 接觸圖案。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，遮光部分的 透光率小于等于15%。
這樣做以后，就既能防止在形成圖案時(shí)光阻膜變薄，同時(shí)還能使光阻 膜的感光度最佳化。換句話說(shuō)，這一效果和DOF提高效杲及對(duì)比度提高 效果可以兩立。
在第三種光掩模中，輔助圖案可由遮光部分構(gòu)成，也可由具有讓曝光 光部分地透過(guò)的透光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò) 的半遮光部分構(gòu)成。因?yàn)槿糨o助圖案由半遮光部分構(gòu)成，則輔助圖案的布 置自由度提高，由此可使含有主圖案的圖案布置的周期性提高，故DOF 特性進(jìn)一步提高。因?yàn)槿糨o助圖案為半遮光部分，就可在通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn) 移這樣的條件下使輔助圖案粗一些，故加工變得更容易。需提一下，在輔 助圖案由半遮光部分構(gòu)成的情況下，最好是，半遮光部分的透光率大于等 于6%且小于等于50%。這樣做以后，就既能防止由于輔助圖案的遮光性 過(guò)高而形成光阻膜的非感光部分，同時(shí)還確實(shí)能實(shí)現(xiàn)由衍射光帶來(lái)的DOF 提高效果。
需提一下，在第二及第三種光掩模中，在將輔助圖案布置在離移相器 MX (A / (2Xsin0))或者M(jìn)X ((入/ (2Xsin0)) + (入/ (NA + sin0)))遠(yuǎn)的位置上的情況下，最好是，或者是斜入射角0大于等于01 且小于等于02，或者是斜入射角0為(01+02) /2，或者是斜入射角 0 (^ + 02) /2 (01及02為曝光機(jī)的斜入射曝照明系的最小斜入射角 及最大斜入射角，f為滿足sinf =0.4XNA (NA為曝光機(jī)的縮小投影光 學(xué)系的開(kāi)口數(shù))的角度)。本發(fā)明所涉及的第四種光掩模，為一種具有形成在透光基板上的光掩 模圖案和透光基板上未形成光掩模圖案的透光部分的光掩模。具體而言， 光掩模圖案，具有通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移的主圖案、讓曝光光衍射且通過(guò)曝光 卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案。輔助圖案，由被布置在離主圖案的中心的距離為X 的位置上或者它附近且在它和主圖案之間夾著透光部分的第一輔助圖案、 和被布置在從主圖案看去在第一輔助圖案的外側(cè)方向離第一輔助圖案的中
心的距離為Y的位置上或者是它附近且在它和第一輔助圖案之間夾著透光 部分的第二輔助圖案構(gòu)成。X比Y長(zhǎng)。
需提一下，在該申請(qǐng)案件中，主圖案和輔助圖案之間的距離意味著從 二者的中心到中心間的距離。例如，在平行于線狀的主圖案布置形狀近似
于該主圖案的輔助圖案的情況下，主圖案和輔助圖案之間的距離就意味主 圖案及輔助圖案的各自的中心線之間的距離。
根據(jù)第四種光掩模，和主圖案不同，第一輔助圖案布置在離主圖案的 距離為X的位置或者其附近，同時(shí)第二輔助圖案布置在離第一輔助圖案的 距離為比距離X短的距離Y的位置或者其附近。因此，主圖案的轉(zhuǎn)移像中 的散焦特性由于由輔助圖案產(chǎn)生的衍射光而提高，結(jié)果是，DOF特性提高。
在第四種光掩模中，最好是，當(dāng)設(shè)所規(guī)定的斜入射位置為S (0.4《SA 《0.8)時(shí)，X/Y= (l+S) / (2XS)。這樣^敝以后，就能使DOF特性 的提高效果最大化。
在第四種光掩模中，相對(duì)當(dāng)設(shè)所規(guī)定的斜入射位置為SA (0.4《SA《 0.8)時(shí)由sin0A= NAXSA定義的斜入射角0A而言，X = MX (義/ (2Xsin0A)),這是可以的。
在第四種光掩模中，主圖案，可由遮光部分構(gòu)成，也可由讓曝光光在 以透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成。
在第四種光掩模中，最好是，主圖案由具有讓曝光光部分地透過(guò)的透 光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的半遮光部分、讓 曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成。
這樣做以后，因主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成，故可由透過(guò)該移 相器的光抵消透過(guò)透光部分及半遮光部分的光的一部分。結(jié)果是，能夠加 強(qiáng)對(duì)應(yīng)主圖案的暗影的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，將移相器布 置在主圖案的中心部位并由半遮光部分包圍起來(lái)。
這樣做以后，因?qū)?yīng)主圖案的暗影的中心部位的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度 得到了加強(qiáng)，故可邊保持良好的散焦特性，邊例如形成微細(xì)的線圖案。還 有，最好是，半遮光部分中由移相器和透光部分所夾部分的尺寸，或者是
大于等于20nm且小于等于(0.3XA/NA) XM，或者是大于等于曝光 光的波長(zhǎng)的4分之l且小予等于(0.3X義/NA) XM(A為曝光光的波 長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口數(shù))。需提一 下，主圖案可由代替半遮光部分的遮光部分和移相器構(gòu)成。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，將移相器布 置在主圖案的周緣部位并由半遮光部分包圍起來(lái)。
這樣做以后，透過(guò)透光部分的光的像在主圖案附近的光強(qiáng)度分布的對(duì) 比度就得以加強(qiáng)，由此而可邊將散焦特性保持得良好，邊形成例如微細(xì)的 接觸圖案。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，半遮光部分 的透光率小于等于15%。
這樣做以后，就既能防止在形成圖案時(shí)光阻膜變薄，同時(shí)還能使光阻 膜的感光度最佳化。換句話說(shuō)，這一效果和DOF提高效果及對(duì)比度提高 效果可以兩立。
在第四種光掩模中，第一及第二輔助圖案，可由遮光部分構(gòu)成，也可 由具有讓曝光光部分地透過(guò)的透光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相
同相位下透過(guò)的半遮光部分構(gòu)成，都可以。因?yàn)槿舾鬏o助圖案由半遮光部 分構(gòu)成，則輔助圖案的布置自由度提高，由此可使含有主圖案的圖案布置 的周期性提高，故DOF特性進(jìn)一步提高。因?yàn)槿舾鬏o助圖案為半遮光部 分，就可在通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移這樣的條件下使各輔助圖案粗一些，故加工 變得更容易。需提一下，在各輔助圖案由半遮光部分構(gòu)成的情況下，最好 是，半遮光部分的透光率大于等于6%且小于等于50%。這樣做以后，就 既能防止由于各輔助圖案的遮光性過(guò)高而形成光阻膜的非感光部分，同時(shí) 還確實(shí)能實(shí)現(xiàn)由衍射光帶來(lái)的DOF提高效果。
本發(fā)明所涉及的第五種光掩模，為一種具有形成在透光基板上的光掩
14模圖案和透光基板上未形成光掩模圖案的透光部分的光掩模。具體而言， 光掩模圖案，具有通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移的主圖案、讓曝光光衍射且通過(guò)曝光
卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案；輔助圖案，由在它和主圖案之間夾著遮光部分那樣 設(shè)置的、寬度為Dl的第一輔助圖案、和從主圖案看去在第一輔助圖案的 外側(cè)方向在它和第一輔助圖案之間夾著透光部分而設(shè)、寬度為D2的第二 輔助圖案構(gòu)成；這里，D2比D1大。
根據(jù)第五種光掩模，因?yàn)楹椭鲌D案不同，還設(shè)置了第一及第二輔助圖 案，故主圖案的轉(zhuǎn)移像中的散焦特性由于由各輔助圖案產(chǎn)生的衍射光而提 高，結(jié)果是，DOF特性提高。還有，因?yàn)殡x主圖案遠(yuǎn)的第二輔助圖案的寬 度D2比離主圖案近的第一輔助圖案的寬度Dl大，故可在將曝光容限保 持得很高的同時(shí)，得到上述DOF特性的提高效果。
在第五種光掩模中，最好是，D2/D1大于等于1.2且小于等于2。 這樣做以后，既能防止由于輔助圖案的存在而形成光阻的非感光部分，還 能得到上述的DOF特性提高效果。
在第五種光掩模中，主圖案可由遮光部分構(gòu)成，也可由讓曝光光在以 透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成。
在第五種光掩模中，最好是，主圖案由具有讓曝光光部分地透過(guò)的透 光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的半遮光部分、讓 曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成。
這樣做以后，因主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成，故可由透過(guò)該移 相器的光抵消透過(guò)透光部分及半遮光部分的光的一部分。結(jié)果是，能夠加 強(qiáng)對(duì)應(yīng)主圖案的暗影的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。
當(dāng)主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成時(shí)，最好是，將移相器布置在主 圖案的中心部位并由半遮光部分包圍起來(lái)。
這樣做以后，因?qū)?yīng)主圖案的暗影的中心部位的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度 得到了加強(qiáng)，故可邊保持良好的散焦特性，邊例如形成微細(xì)的線圖案。還 有，最好是，半遮光部分中由移相器和透光部分所夾部分的尺寸，或者是 大于等予20nm且小于等于(0.3XA/NA) XM，或者是大于等于曝光 光的波長(zhǎng)的4分之1且小于等于(0.3XA/NA) XM(A為曝光光的波 長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口數(shù))。需提一
15下，主圖案可由代替半遮光部分的遮光部分和移相器構(gòu)成。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，將移相器布
置在主圖案的周緣部位并由半遮光部分包圍起來(lái)。
這樣做以后，透過(guò)透光部分的光的像在主圖案附近的光強(qiáng)度分布的對(duì)
比度就得以加強(qiáng)，由此而可邊將散焦特性保持得良好，邊形成例如微細(xì)的
接觸圖案。
在主圖案由半遮光部分和移相器構(gòu)成的情況下，最好是，半遮光部分
的透光率小于等于15%。 '
這樣做以后，就既能防止在形成圖案時(shí)光阻膜變薄，同時(shí)還能使光阻 膜的感光度最佳化。換句話說(shuō)，這一效果和DOF提高效果及對(duì)比度提高 效果可以兩立。
在第五種光掩模中，第一及第二輔助圖案，可由遮光部分構(gòu)成，也可 由具有讓曝光光部分地透過(guò)的透光率且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的相
同相位下透過(guò)的半遮光部分構(gòu)成，都可以。因?yàn)槿舾鬏o助圖案由半遮光部 分構(gòu)成，則輔助圖案的布置自由度提高，由此可使含有主圖案的圖案布置 的周期性提高，故DOF特性進(jìn)一步提高。因?yàn)槿舾鬏o助圖案為半遮光部 分，就可在通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移這樣的條件下使各輔助圖案粗一些，故加工 變得更容易。需提一下，在各輔助圖案由半遮光部分構(gòu)成的情況下，最好 是，半遮光部分的透光率大于等于6%且小于等于50%。這樣做以后，就 既能防止由于各輔助圖案的遮光性過(guò)高而形成光阻膜的非感光部分，同時(shí) 還確實(shí)能實(shí)現(xiàn)由衍射光帶來(lái)的DOF提高效果。
需提一下，在第一光掩模到第五光掩模中，最好是，移相器是通過(guò)挖 透光基板而形成的。這樣做以后，在形成圖案時(shí)就能發(fā)揮出非常優(yōu)良的散 焦特性。
還有，在第一光掩模到第五光掩模中，最好是，半遮光部分由形成在 透光基板上的金屬薄膜構(gòu)成。這樣做以后，很筒單地就能形成半遮光部分， 故可以很容易地將光掩模加工出來(lái)。
本發(fā)明所涉及的第一種圖案形成方法，為使用本發(fā)明的各個(gè)光掩模的 圖案形成方法。包括在村底上形成光阻膜的工序；隔著本發(fā)明的光掩模 將曝光光照射在光阻膜上的工序；以及對(duì)將用曝光光照射了的光阻膜顯像，而形成光阻圖案的工序。
根據(jù)第一種圖案形成方法，可得到和本發(fā)明的各光掩模相同的效果。 在第一種圖案形成方法中，最好是，在照射曝光光的工序中使用斜入射照 明法。這樣做以后，在透過(guò)光掩模的光的光強(qiáng)度分布中，對(duì)應(yīng)于主圖案及 透光部分的各部分之間的對(duì)比度提高。光強(qiáng)度分布中的散焦特性也提高。 因此，在形成圖案時(shí)可提高曝光容限和散焦容限。換句話說(shuō)，能夠形成散 焦特性極其優(yōu)良的微細(xì)圖案。
本發(fā)明所涉及的第二種圖案形成方法，為使用本發(fā)明的第二到第三種
光掩模的圖案形成方法。包括在村底上形成光阻膜的工序；隔著光掩模 利用環(huán)狀照明將曝光光照射在光阻膜上的工序；以及對(duì)將用曝光光照射了 的光阻膜顯像，而形成光阻圖案的工序。
根據(jù)第二種圖案形成方法，特別是在用于環(huán)狀照明的照明形狀中的外
徑和內(nèi)徑的平均值大于等于0.58且小于等于0.8的情況下(外徑和內(nèi)徑的 值是使用曝光機(jī)的開(kāi)口數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化了的值)，確實(shí)能得到由本發(fā)明的第二及第 三種光掩模帶來(lái)的DOF特性提高效果。
本發(fā)明所涉及的第三種圖案形成方法，為使用本發(fā)明的第二或者第三 種光掩模的圖案形成方法，包括在襯底上形成光阻膜的工序；隔著光掩 模利用四極照明將曝光光照射在光阻膜上的工序；以及對(duì)將用曝光光照射 了的光阻膜顯像，而形成光阻圖案的工序。
根據(jù)第三種圖案形成方法，特別是在用于四極照明的4個(gè)極的每一個(gè) 照明形狀的中心位置離光源中心的距離大于等于0.4/ (0.5) o.s且小于等 于0.6/ (0.5) os的情況下(外徑和內(nèi)徑的值，為使用曝光機(jī)的開(kāi)口數(shù)標(biāo) 準(zhǔn)化了的值)，確實(shí)能得到由本發(fā)明的第二及第三種光掩模帶來(lái)的DOF特 性提高效果。
本發(fā)明所涉及的第一種光掩模數(shù)據(jù)制作方法，為一種具有形成在透光 基板上的光掩模圖案和透光基板上未形成光掩模圖案的透光部分的光掩模 的光掩模數(shù)據(jù)制作方法。具體而言，包括制作對(duì)應(yīng)于隔著光掩模將曝光 光照射在光阻上而形成的光阻的所希望的非感光區(qū)域的主圖案的步驟；決 定被布置在主圖案的內(nèi)部且讓曝光光在以透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò) 移相器的形狀的步驟；布置在透光基板上離移相器一定距離的位置上讓曝
17光光衍射的輔助圖案的步驟；將主圖案中和透光部分的境界的邊設(shè)定為 CD調(diào)整用邊的步驟；通過(guò)模擬，預(yù)測(cè)由布置了移相器的主圖案和輔助圖 案形成的光阻圖案的尺寸的步驟；在所預(yù)測(cè)的光阻圖案的尺寸和我們所希 望的尺寸不一致的情況下，讓CD調(diào)整用邊移動(dòng)而使主圖案變形的工序。 根據(jù)第一種光掩模數(shù)據(jù)制作方法，首先，決定主圖案內(nèi)的移相器的形 狀及輔助圖案的布置位置而將圖案形成特性最佳化以后，再以主圖案的邊 作CD調(diào)整用邊來(lái)讓主圖案變形，以便讓通過(guò)模擬預(yù)測(cè)的光阻圖案尺寸和 所希望的尺寸一致。結(jié)果是，可實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)良的圖案形成特性的光掩模圖 案。
在第一種光掩模數(shù)據(jù)制作方法下，主圖案可具有讓曝光光在以透光部 分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的半遮光部分。
若在主圖案擁有半遮光部分的情況下，將移相器布置在主圖案中尺寸 在規(guī)定值以下的那一區(qū)域的中心部位且由半遮光部分將它圍起來(lái)，就能實(shí) 現(xiàn)可形成更微細(xì)的所希望的圖案且具有優(yōu)良的圖案形成幹性的光掩模圖 案。這里，最好是，將移相器布置成在它和透光部分之間夾著寬度在規(guī)定 值以上的半遮光部分的樣子。
還有，若在主圖案擁有半遮光部分的情況下，將移相器布置在主圖案 的周緣部分，則能實(shí)現(xiàn)可形成具有任意形狀的所希望的圖案且具有優(yōu)良的 圖案形成特性的光掩模圖案。
在第一種光掩模數(shù)據(jù)制作方法下，最好是，主圖案具有遮光部分；將 移相器布置在主圖案中尺寸在規(guī)定值以下的那一區(qū)域的中心部位且由遮光 部分將它圍起來(lái)。這樣做以后，就能實(shí)現(xiàn)可形成更微細(xì)的所希望的圖案且 具有優(yōu)良的圖案形成特性的光掩模圖案。這里，最好是，將移相器布置成 在它和透光部分之間夾著寬度在規(guī)定值以上的遮光部分的樣子。
本發(fā)明所涉及的第二種光掩模數(shù)據(jù)制作方法，為一種具有形成在透光 基板上的光掩模圖案和透光基板上未形成光掩模圖案的透光部分的光掩模 的光掩模數(shù)據(jù)制作方法。具體而言，包括制作對(duì)應(yīng)于隔著光掩模將曝光 光照射在光阻上而形成的光阻的所希望的非感光區(qū)域的主圖案的步驟；將 主圖案分為第一 區(qū)域和第二區(qū)域的步驟；將讓曝光光衍射的第一輔助圖案 布置在離透光基板上第一區(qū)域的主圖案有一定距離的位置上的步驟；以及將讓曝光光衍射的第二輔助圖案布置在離透光基板上第二區(qū)域的主圖案有 一定距離的位置上的步驟。
根據(jù)第二種光掩模數(shù)據(jù)制作方法，因?yàn)榈?一 區(qū)域的主圖案和第二區(qū)域 的主圖案相互靠近，故在不能同時(shí)布置對(duì)二者而言都是最佳位置的輔助圖 案(衍射光產(chǎn)生圖案)的情況下，也能優(yōu)先地將衍射光產(chǎn)生圖案布置在相 對(duì)一個(gè)區(qū)域的主圖案而言為最佳的位置上，特別是優(yōu)先地將衍射光產(chǎn)生圖 案布置在相對(duì)重要區(qū)域的主圖案而言為最佳的位置上。這里，重要的區(qū)域 (第一區(qū)域及第二區(qū)域中之一)可為晶體管區(qū)域。 發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，和主圖案不同，還將讓曝光光衍射的輔助圖案設(shè)在光掩 模上，故主圖案的轉(zhuǎn)移像中的散焦特性由于由輔助圖案產(chǎn)生的衍射光而提
高，結(jié)果是，DOF特性提高。


圖l(a)為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模的平面圖；圖l(b) 及圖1 (c)為沿圖1 (a)中的I —I線剖開(kāi)的剖面圖。
圖2 (a)到圖2 (d)示出了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模 的剖面結(jié)構(gòu)的多種變形。
圖3 (a)到圖3 (d)為用以說(shuō)明通過(guò)在擁有輔助圖案的主圖案中釆 用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，而使光掩模中的尺寸誤差對(duì)形成圖案時(shí)的影響很小的 圖。
圖4為本發(fā)明的第 一個(gè)實(shí)施例的第 一個(gè)變形例所涉及的光掩模的光掩 模圖案的平面圖。
圖5(a)為用以說(shuō)明在對(duì)圖案周期性地布置的光掩模曝光的情況下所 產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象的圖；圖5 (b)為用以說(shuō)明在僅有0級(jí)衍射光及1級(jí)衍射 光通過(guò)透鏡且1"0 = -1"1的條件下，對(duì)圖5 (a)所示的圖案的光掩模進(jìn)行斜 入射曝光時(shí)所產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象的圖；圖5 (c)為用以說(shuō)明在僅有0級(jí)衍射 光、+1級(jí)衍射光及一l級(jí)衍射光通過(guò)透鏡的條件下，對(duì)圖5 (a)所示的 光掩模進(jìn)行斜入射曝光時(shí)所產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象的圖。
圖6 (a)為顯示在一邊改變間距圖案的間距， 一邊對(duì)圖5 (a)所示的光掩模進(jìn)行斜入射曝光的情況下用于模擬DOF特性的點(diǎn)光源的圖；圖6 (b)為顯示用于該模擬的間距圖案的圖；圖6 (c)為顯示該模擬結(jié)果的 圖；圖6 (d)為用以說(shuō)明在0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光及2級(jí)衍射光通過(guò) 透鏡的條件下，對(duì)圖5 (a)所示的光掩模進(jìn)行斜入射曝光時(shí)所產(chǎn)生的衍射 現(xiàn)象的圖。
圖7 (a)為顯示在一邊改變光掩模上的間距圖案的間距一邊進(jìn)行斜入 射曝光的情況下，用于模擬DOF特性的間距圖案(實(shí)質(zhì)上以無(wú)限周期布 置著的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu))；圖7 (b)為顯示該模擬結(jié)果的圖。
圖8 (a)為為顯示在一邊改變光掩模上的間距圖案的間距一邊進(jìn)行斜 入射曝光的情況下，用于模擬DOF特性的間距圖案(為并列地布置著的3 個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu))；圖8 (b)為顯示該模擬結(jié)果的圖。
圖9 (a) 圖9 (c)分別示出了為使由光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的主圖 案的DOF特性大幅度地提高，布置了衍射光產(chǎn)生圖案(輔助圖案)而構(gòu) 成的本發(fā)明的光掩模圖案的平面圖。
圖10 (a)示出了在為證實(shí)通過(guò)在圖9 (a) 圖9 (c)所示的位置 布置上衍射光產(chǎn)生圖案而得到良好的DOF特性的模擬中所用的圖案(光 掩模圖案)的圖；圖10 (b)為顯示該模擬結(jié)果的圖。
圖11 (a)為示出了在為證實(shí)通過(guò)在圖9 (a) 圖9 (c)所示的位置 布置上衍射光產(chǎn)生圖案而得到良好的DOF特性的模擬中，使用了透鏡開(kāi) 口數(shù)NA二0.6、 sin0二O.7XNA的光學(xué)條件下的結(jié)果的圖；11 (b)為在 該模擬過(guò)程中在使用了透鏡開(kāi)口數(shù)NA二 0.6、 sin0= 0.6XNA的光學(xué)條 件的情況下的結(jié)果的圖；圖11 (c)為在該模擬過(guò)程中在使用了透鏡開(kāi)口 數(shù)NA= 0.7、 sin0= 0.7XNA的光學(xué)條件的情況下的結(jié)果的圖。
圖12 (a)到圖12 (c)分別為顯示用以評(píng)價(jià)利用具有面積的光源的 情況下本發(fā)明的由衍射光產(chǎn)生圖案帶來(lái)的DOF特性的提高效果的模擬中， 所使用的圖案(光掩模圖案)的圖；圖12 (d)為顯示用于該模擬的光源 的圖；圖12 (e)為顯示在一定的條件下對(duì)圖12 (a) 圖12 (c)所示 的光掩模圖案進(jìn)行曝光時(shí)，對(duì)應(yīng)于光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的光強(qiáng)度分布的 模擬結(jié)果的圖；圖12 (f)為顯示在一定的條件下對(duì)圖12 (a) 圖12 (c) 所示的光掩模圖案進(jìn)行曝光，而形成對(duì)應(yīng)于光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的寬度m的圖案的情況下，模擬了該圖案的CD的散焦特性的結(jié)果。
圖13 (a)為在圖12 (b)所示的光掩模圖案中，第一級(jí)衍射光產(chǎn)生 圖案被布置離移相器的中心的距離為Pl的位置上的情況的圖；圖13 (b) 為邊改變距離PI邊對(duì)圖12所示的光掩模圖案進(jìn)行曝光的情況下DOF的 變化的圖；圖13 (c)為在圖12 (c)所示的光掩模圖案中將第二級(jí)衍射 光產(chǎn)生圖案布置在離第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心的距離為P2的位置上 的情況的圖；圖12 (d)為邊改變距離P2邊對(duì)圖13 (c)所示的光掩模圖 案進(jìn)行曝光的情況下的DOF的變化的圖。
圖14 (a)到圖14 (d)為用以說(shuō)明對(duì)利用環(huán)狀照明對(duì)圖9 (a)到圖 9 (c)所示的光掩模圖案進(jìn)行斜入射曝光進(jìn)行模擬的模擬結(jié)果的圖。
圖15 (a)到圖15 (d)為用以說(shuō)明對(duì)利用環(huán)狀照明對(duì)圖9 (a)到圖 9 (c)所示的光掩模圖案進(jìn)行斜入射曝光進(jìn)行模擬的模擬結(jié)果的圖。
圖16 (a) 圖16 (d)為用以說(shuō)明對(duì)利用四極照明對(duì)圖9 (a)到圖 9 (c)所示的光掩模圖案進(jìn)行斜入射曝光進(jìn)行模擬的模擬結(jié)果的圖。
圖17 (a)到圖17 (d)為用以說(shuō)明利用本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的第 3個(gè)變形例所涉及的輔助圖案的布置產(chǎn)生更理想的效果的光掩模加強(qiáng)結(jié) 構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的圖案形成特性的情況。
圖18 (a)到圖18 (d)為用以說(shuō)明在對(duì)圖4所示的光掩模圖案進(jìn)行 曝光的情況下，對(duì)DOF、曝光容限等對(duì)輔助圖案的寬度等依賴性模擬后的 結(jié)果的圖。
圖19為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模的平面圖。 圖20 (a)為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模的平面圖；圖20 (b)為沿圖20 (a)中的XX—XX線剖開(kāi)的剖面圖。
圖21 (a) 圖21 (c)為沿圖20 (a)中的XX —XX線剖開(kāi)的剖面 圖的幾個(gè)例子。
圖22為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的變形例所涉及的光掩樓的平面圖。 圖23 (a)為本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模的平面圖；圖23 (b)及圖23 (c)為沿圖23 (a)中的XXIII —XXIII線剖開(kāi)的剖面圖。 圖24為本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的變形例所涉及的光掩模的平面圖。 圖25 (a)為顯示本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的變形例所涉及的筒單化了
21的光掩模的一個(gè)例子的平面圖；圖25 (b)及圖25 (c)為沿圖25 (a) 中的XXV—XXV線剖開(kāi)的剖面圖。
圖26為顯示本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例所涉及的已筒單化了的光掩模的 一個(gè)例子的平面圖。
圖27為顯示本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例所涉及的已筒單化了的光掩模的 一個(gè)例子的平面圖。
圖28 (a)到圖28 (c)為顯示本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例所涉及的圖案 形成方法中的各個(gè)工序的剖面圖。
圖29 (a) 圖29 (e)分別為顯示本案發(fā)明人定義的、斜入射角的 主要計(jì)算方法的圖，在用具有面積的光源照射時(shí)也通過(guò)該方法計(jì)算出衍射 光產(chǎn)生圖案的適當(dāng)?shù)牟贾梦恢谩?br> 圖30為本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模數(shù)據(jù)制作方法的流程圖。
圖31 (a) 圖31 (g)為顯示本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩 模數(shù)據(jù)制作方法的每一個(gè)步驟中的具體的光掩模圖案作成例的圖。
圖32為顯示本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例所涉及的根據(jù)光掩模數(shù)據(jù)制作方 法制成的衍射光產(chǎn)生圖案的詳細(xì)作成例的圖。
圖33為顯示本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模數(shù)據(jù)制作方法中 的已改良的處理流程的圖。
圖34為顯示由本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模數(shù)據(jù)制作方法 中被改良的處理流程制作衍射光產(chǎn)生圖案的詳細(xì)的例子。
圖35為現(xiàn)有的光掩模的平面圖。
圖36為現(xiàn)有的光掩模的平面圖。
符號(hào)說(shuō)明
100 —透光基板；IOI —主圖案；101A —半遮光部分或者遮光部分； 101B —移相器；102—第一輔助圖案(半遮光部分)；103 —第二輔助圖案 103 (半遮光部分)；106—半遮光膜；107 —遮光膜；108 —移相膜；109 一遮光部分；IIO —光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)；lll一半遮光部分；112 —移相器； 113—第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；114—第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；140 —光源； 141 —光；142 — 0纟及書亍4于光；143—1級(jí)$亍4寸光；144——l級(jí)書亍4于光；145—2級(jí)衍射光；150 —光掩模；151 —間距圖案；152 —透鏡；160 —透光基 板；161 —移相器；170-透光基板；171 —半遮光圖案；200-透光基板； 201 —主圖案；201A—半遮光部分；201B —移相器；202—第一輔助圖案 (半遮光部分)；203 —第二輔助圖案(半遮光部分)；300 —透光基板；301 —主圖案；301A—遮光部分；301B —移相器；302—第一輔助圖案(遮光 部分)；303 —第二輔助圖案(遮光部分)；307 —遮光膜；308 —移相膜； 400 —透光基板；401 —主圖案(移相器)；402 —第一輔助圖案(半遮光部 分)；403—第二輔助圖案(半遮光部分)；406 —半遮光膜；407 —遮光膜； 408 —移相膜；411 —主圖案(遮光部分)；412—第一輔助圖案(遮光部分)； 413—第二輔助圖案(遮光部分)；422—第一輔助圖案(移相器)；423 — 第二輔助圖案(移相器)；500 —襯底；501 —被加工膜；502 —光阻膜； 502a—潛像部分；503-曝光光；504 —透過(guò)光；505 —光P且圖案；600 — 所希望的圖案；601 —主圖案；602 —移相器；603—笫1級(jí)衍射光產(chǎn)生圖 案；604—第2級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；605 —CD調(diào)整用邊緣；701 —主圖案； 701A—遮光部分；701B —移相器；702 —主圖案；702A—半遮光部分； 702B-移相器；703 —主圖案；703A—半遮光部分；703B —移相器；704 —主圖案；704A—半遮光部分；704B —移相器；705 —主圖案；705A — 半遮光部分；705B —移相器；710 —主圖案；710A —遮光部分；710B — 移相器；711 —主圖案；711A—遮光部分；711B —移相器；712 —主圖案； 712A—遮光部分；712B —移相器；801 —第1級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；802 — 第l級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；803—第l級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；804—第1級(jí)衍射 光產(chǎn)生圖案；805 —第2級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；806—第l級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案； 811 —第1級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；812 —第1級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；813 —第1 級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；814—第l級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案；815—第1級(jí)衍射光產(chǎn) 生圖案；S —從通過(guò)透鏡中心的法線到光源的距離(斜入射位置)；0—斜 入射角；NA—透鏡開(kāi)口數(shù)NA; P-間距；0 1 — 1級(jí)衍射光的繞射角；0 2 —2級(jí)衍射光的繞射角；光的波長(zhǎng)；r0 —0級(jí)衍射光在透鏡上的到 達(dá)位置；rl一l級(jí)衍射光在透鏡上的到達(dá)位置；L—圖案的寬度(線寬)； W—開(kāi)口的寬度；R—圖案間的距離；D —衍射光產(chǎn)生圖案的寬度；Dl —1 級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的寬度；D2 —2級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的寬度；la —對(duì)應(yīng)于
23移相器的中心的光強(qiáng)度；Ib —對(duì)應(yīng)于半遮光圖案的中心的光強(qiáng)度；X —從 移相器到1級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的距離；Y—從l級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案到2級(jí) 衍射光產(chǎn)生圖案的距離；PI —從移相器到1級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的距離；P2 一從1級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案到2級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的距離；S1 —環(huán)狀光源的 內(nèi)徑；S2 —環(huán)狀光源的外徑；xl —四極光源中的每一個(gè)光源在X坐標(biāo)上最 接近原點(diǎn)的值；x2 —四極光源中的每一個(gè)光源在X坐標(biāo)上離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的 值。
具體實(shí)施方式
(前提事項(xiàng))
在要說(shuō)明本發(fā)明的每 一 個(gè)實(shí)施例之際，先乂t前提事項(xiàng)加以說(shuō)明。 因?yàn)橥ǔＪ窃诳s小投影機(jī)型曝光機(jī)中使用光掩模圖案，故在討論光掩 模上的圖案尺寸的時(shí)候，必須考慮縮小倍率這一問(wèn)題。然而，在說(shuō)明以下 各實(shí)施例的時(shí)候，為避免混亂，在對(duì)應(yīng)于我們所希望形成的圖案(例如光 阻圖案)說(shuō)明光掩模上的圖案尺寸的時(shí)候，不做特別說(shuō)明的話，指的是用 該縮小倍率換算以后而得到的值。具體而言，在M分之一的縮小投影系統(tǒng) 中，在通過(guò)寬度M X lOOmn的光掩模圖案形成寬度lOOnm的光阻圖案 的情況下，設(shè)光掩模圖案的寬度及光阻圖案的寬度都是100nm。
還有，在本發(fā)明的每一個(gè)實(shí)施例中，在不做特別說(shuō)明的情況下。M及 NA分別表示曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍數(shù)及開(kāi)口數(shù)，A表示曝光 光的波長(zhǎng)，0表示斜入射曝光下的斜入射角。 (第一個(gè)實(shí)施例)
下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模。 圖1 (a)為第一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模的平面圖；圖1 (b)為圖1 (a)中的I一I線剖開(kāi)的一個(gè)剖面圖；圖1 (c)為圖1 (a)中的I一I線 剖開(kāi)的另一剖面圖。
如圖1 (a)及圖1 (b)所示，在透光基板100上形成通過(guò)曝光而被 轉(zhuǎn)移的線狀主圖案101。主圖案101，由擁有讓曝光光部分地透過(guò)的第一 透光率的第一半遮光部分101A和移相器101B組成。第一半遮光部分 101A形成為將線狀的移相膜101B包圍起來(lái)的樣子。換句話說(shuō)，將移相膜IOIB布置在主圖案101的中心部位。移相器101B例如是通過(guò)挖透光 基板100而形成的。透光基板100上主圖案101的兩側(cè)，布置了兩個(gè)構(gòu)成 為一對(duì)的使曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案102，各個(gè)輔助圖 案102和主圖案101之間夾著透光部分。輔助圖案102由擁有讓曝光光部 分地透過(guò)的第二透光率的第二半遮光部分構(gòu)成。這里，第一半遮光部分 IOIA及第二半遮光部分，例如為形成在透光基板100上的半遮光膜106。 需提一下，第一半遮光部分IOIA及輔助圖案102也可為遮光部分。
在圖1 (a)及圖1 (b)所示的光掩模中，光掩模圖案由主圖案101 及輔助圖案102構(gòu)成，透光基板IOO上未形成有該光掩模圖案的部分為透 光部分(開(kāi)口部分)。
透過(guò)移相器101B的光和透過(guò)透光部分的光之間，有一個(gè)相位彼此相 反的關(guān)系(具體而言，兩者間的相位差具有大于等于(150 + 360 X n) 度且小于等于(210 + 360 X n)度(n為整數(shù))這樣的關(guān)系)。
透過(guò)第一半遮光部分IOIA及第二半遮光部分(輔助圖案102)的光 和透過(guò)透光部分的光之間，具有一個(gè)相位彼此相同的關(guān)系(具體而言，兩 者間的相位差具有大于等于(—30 + 360 X n)度且小于等于(30 + 360 X n)度(n為整數(shù))這樣的關(guān)系)。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例，因?yàn)橹鲌D案101由第一半遮光部分(或者第一遮 光部分)IOIA和移相器IOIB構(gòu)成，故可由透過(guò)移相器IOIB的光(反相 位的光)來(lái)抵消透過(guò)透光部分及第一半遮光部分IOIA的光(同相位的光) 的一部分，由此而實(shí)現(xiàn)很強(qiáng)的遮光性。該效果在主圖案101成為微細(xì)圖案， 其遮光性下降的情況下尤其顯著。另一方面，因?yàn)檩o助圖案102是由半遮 光部分構(gòu)成的，故它是一個(gè)遮光性比較低的圖案。這樣以來(lái)，就可使對(duì)應(yīng) 于主圖案101的暗影的遮光程度比常規(guī)的遮光圖案的高，且可削弱輔助圖 案102的遮光性，故光強(qiáng)度分布的對(duì)比度可由本實(shí)施例的光掩模結(jié)構(gòu)得以 加強(qiáng)。因?yàn)槌鲌D案101以外，還形成了低透光率的輔助圖案102，故通 過(guò)將輔助圖案102布置在適當(dāng)?shù)奈恢?，就可產(chǎn)生與透過(guò)主圖案101的移相 器101B的光發(fā)生干涉的衍射光。這樣以來(lái)，主圖案101的轉(zhuǎn)移像的散焦 特性提高。結(jié)果是，DOF特性提高。
下面，對(duì)主圖案由移相器和半遮光部分構(gòu)成的情況進(jìn)行說(shuō)明。在不做特別說(shuō)明的情況下，主圖案由移相器和遮光部分構(gòu)成也能夠收到一樣的效 果。
換句話說(shuō)，根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例，因?yàn)檩o助圖案102為遮光性較弱的半 遮光部分，故輔助圖案102不易由于曝光而被轉(zhuǎn)移，在輔助圖案102不被 轉(zhuǎn)移這樣的制約條件下輔助圖案布置的自由度也就提高。于是，就因?yàn)槟?夠提高含有主圖案101的圖案布置的周期性，故可進(jìn)一步提高DOF特性。 還因輔助圖案102為半遮光部分，故可在輔助圖案102通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移 這樣的條件下可使輔助圖案102粗一些，故除了光掩模的加工變得更容易 以外，還有即使在加工輔助圖案時(shí)尺寸出現(xiàn)了差錯(cuò)，對(duì)主圖案101的轉(zhuǎn)移 像造成的影響也很小。而且，根據(jù)本實(shí)施例還能收到以下效果，即在主圖 案101的周緣部分由半遮光部分構(gòu)成的情況下，在加工光掩模的過(guò)程中所 產(chǎn)生的主圖案101的尺寸誤差對(duì)圖案形成造成的影響也變小。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例，因?yàn)閷⒁葡嗥鱅OIB布置在主圖案101的中心部 位，故能夠加強(qiáng)對(duì)應(yīng)于主圖案101的暗影的中心部位的光強(qiáng)度分布的對(duì)比 度。結(jié)果是，能夠一邊良好地保持散焦特性， 一邊例如形成微細(xì)的線圖案。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例，移相器IOIB是通過(guò)在半遮光部分(半遮光膜106) 上形成開(kāi)口部分且將該開(kāi)口部分內(nèi)的透光基板IOO挖一下以后而形成的， 由此而形成了高透過(guò)性移相器。還可通過(guò)調(diào)整半遮光部分的開(kāi)口尺寸來(lái)調(diào) 整透過(guò)主圖案內(nèi)部分(換句話說(shuō)移相器101B)的反相位的光的強(qiáng)度，由 此而很容易將透過(guò)主圖案101的反相位的光最佳化，從而在形成圖案的過(guò) 程中發(fā)揮出非常優(yōu)良的散焦特性。換句話說(shuō)，因?yàn)榧瓤赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)包圍移相 器的半遮光部分的寬度來(lái)調(diào)整光掩模的尺寸，又可通過(guò)調(diào)整半遮光部分的 開(kāi)口尺寸來(lái)調(diào)整反相位的光的強(qiáng)度，故能夠得到光掩模尺寸及反相位的光 的強(qiáng)度可分別獨(dú)立調(diào)整這樣的特有效果。結(jié)果是，確實(shí)能夠收到調(diào)整反相 位的光而得到的效果，例如聚焦特性提高的效果及微細(xì)圖案的對(duì)比度的提 高效果，同時(shí)還很容易實(shí)現(xiàn)所希望的圖案尺寸。
需提一下，在第一個(gè)實(shí)施例中，最好是，構(gòu)成主圖案101的第一半遮 光部分IOIA的第一透光率在15%以下(包括15%)。這樣做以后，就能 防止在形成圖案時(shí)，光阻膜由于透過(guò)半遮光部分的光增加過(guò)多而變薄，同 時(shí)還能使光阻膜的感光度最佳化。換句話說(shuō)，這些效果和DOF提高效果
26及對(duì)比度提高效果可以兩立。
在第一個(gè)實(shí)施例中，最好是，輔助圖案102 (亦即第二半遮光部分) 的第二透光率在6%以上(包括6°/。)且50%以上(包括50%)。這樣做以 后，就既能防止由于輔助圖案102的遮光性過(guò)高而形成光阻膜的非感光部 分，同時(shí)還確實(shí)能實(shí)現(xiàn)由衍射光帶來(lái)的DOF提高效果。
在第一個(gè)實(shí)施例中，第一半遮光部分IOIA和成為輔助圖案102的第 二半遮光部分，可由同一個(gè)半遮光膜106，例如可由形成在透光基板100 上的金屬薄膜構(gòu)成。因?yàn)樵谶@種情況下很筒單地就能形成每一個(gè)半遮光部 分，因此也就很容易加工光掩模。上述金屬薄膜，例如可為由例如Cr(鉻)、 Ta (鉭)、Zr (鋯)、Mo (鉬)或者Ti (鈦)等金屬制成的薄膜或者由這 些金屬的合金制成的薄膜(例如厚度小于等于50nm )。具體的合金材料 可為Ta — Cr合金、Zr — Si合金、Mo —Si合金或者Ti —Si合金等。還可 使用含有ZiSiO、 CrAlO、 TaSiO、 MoSiO或者TiSiO等硅氧化物的厚膜 來(lái)代替金屬薄膜。
在第一個(gè)實(shí)施例中，在僅將主圖案101的第一半遮光部分IOIA置換 為遮光部分的情況下，也能收到由主圖案101和輔助圖案102帶來(lái)的對(duì)比 度的提高效果。具體而言，例如如圖1 (c)所示，還可使用在構(gòu)成第一半 遮光部分101A的半遮光膜106上又沉積了遮光膜107的光掩模結(jié)構(gòu)。
圖2 (a) 圖2 (d)示出了第一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模的結(jié)構(gòu)的 多種變形。換句話說(shuō)，可用圖2 (a)所示的光掩模結(jié)構(gòu)來(lái)代替圖1 (b) 所示的光掩模結(jié)構(gòu)。圖2 (a)所示的結(jié)構(gòu)是這樣的，即在在透光基板IOO 上依次疊層沉積由高透光率材料制成的移相膜108及半遮光膜106而構(gòu)成 的結(jié)構(gòu)下，主圖案101內(nèi)的移相器101B的形成區(qū)域的移相膜108被除去 且該移相器101B的形成區(qū)域及透光部分形成區(qū)域的半遮光膜106也被除 去。在這種情況下，也是如圖2 (b)所示，可在構(gòu)成主圖案101的第一 半遮光部IOIA的半遮光膜106上沉積遮光膜107。需提一下，在圖2 (a) 及圖2 (b)所示的光掩模結(jié)構(gòu)下，透光基板100上僅形成移相膜108的 區(qū)域成為透光部分。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，就可根據(jù)移相膜108的膜厚來(lái)控制 移相器IOIB的相位，故可高精度地控制移相器IOIB的相位。
還可用圖2 (c)所示的光掩模結(jié)構(gòu)來(lái)代替圖1 (b)所示的光掩模結(jié)透光基板100上依次疊層半遮 光膜106及由高透光率材料制成的移相膜108的結(jié)構(gòu)下，透光部分形成區(qū) 域的半遮光膜106被除去且主圖案101內(nèi)除移相器101B地形成區(qū)域以外 的其他區(qū)域的移相膜108也被除去。在這種情況下，如圖2 (d)所示， 可在構(gòu)成主圖案101的第一半遮光部分IOIA的半遮光膜106上，形成由 移相膜108及遮光膜107的疊層結(jié)構(gòu)。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，就可根據(jù)移相膜 108的膜厚來(lái)控制移相器101B的相位。
其次，說(shuō)明由本案發(fā)明人新發(fā)現(xiàn)的、通過(guò)在線狀的遮光圖案(主圖案 101)的中心部位形成移相器(移相器101B)這樣的結(jié)構(gòu)(以下稱其為光 掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu))來(lái)加強(qiáng)光掩模圖案的透光性，從而提高線圖案的析像度的 方法(以下稱其為中心線加強(qiáng)法)。下面，以通過(guò)正型光阻工序來(lái)形成微小 的線圖案的情況為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。若在使用負(fù)型光阻工藝的情況下，將正 型光阻工藝中的微小線圖案(光阻圖案)換成微小溝槽圖案(光阻除去圖 案)，該中心線加強(qiáng)法同樣成立。而且，為方便說(shuō)明，假設(shè)移相器部分以外 的遮光圖案是由遮光部分構(gòu)成的。
在光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中，若通過(guò)調(diào)整圖案的寬度和移相器的寬度，做到 從遮光圖案周圍進(jìn)到遮光圖案背面的光的強(qiáng)度正好和透過(guò)移相器的光的強(qiáng) 度相平衡，則透過(guò)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光的振幅強(qiáng)度的分布情況是在對(duì)應(yīng)于 光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的中心的那一位置為0。此時(shí)，光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光的強(qiáng) 度(振幅強(qiáng)度的乘方)的分布情況也是在對(duì)應(yīng)于光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的中心的 位置為0。換句話說(shuō)，可由光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)形成高對(duì)比度的像。這里.，遮 光部分即使為在和透光部分(透光基板)相同的相位下讓光透過(guò)并具有有 限的透光率的半遮光部分，也能收到同樣的效果。換句話說(shuō)，雖然本來(lái)若 考慮遮光性較弱這一點(diǎn)的話，它就不是作為線狀的光掩模圖案很理想的半 遮光部分，但通過(guò)在其內(nèi)部分形成移相器，即通過(guò)采用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)， 就能形成對(duì)比度很高的像。換句話說(shuō)，可將半遮光部分用在形成微細(xì)圖案 上。
需提一下，如上所述，從其原理來(lái)看，中心線加強(qiáng)法在在光掩模上僅 由完全的遮光部分形成圖案(完全遮光圖案)時(shí)很困難的情況下極其有效。 換句話說(shuō)，由于衍射現(xiàn)象的存在而很難由完全遮光圖案來(lái)遮光的情況下的
28光掩模圖案的寬度，即在0.8X久/NA以下(包括等于)的光掩模圖案寬 度下中心線加強(qiáng)法能夠發(fā)揮作用；在衍射現(xiàn)象的影響變大的0.5X入/NA 以下(包括等于)的光掩模圖案寬度下，中心線加強(qiáng)法就能發(fā)揮出更大的 效果。而且，在使用了完全遮光圖案的圖案形成極其困難的0.4X A /NA 以下(包括等于)的光掩模圖案寬度的情況下，中心線加強(qiáng)法就能發(fā)揮出 極其顯著的效果。因此，主圖案具有光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例，因?yàn)樵?主圖案的光掩模寬度成為上述微細(xì)尺寸的情況下能發(fā)揮出那一效果，故在 形成微細(xì)圖案的時(shí)候具有極高的效果。只不過(guò)是，在本申請(qǐng)中，光掩模加 強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的光掩模圖案寬度意味著含有移相器的遮光部分或者是半遮光部 分的整個(gè)外形形狀的寬度。
下面，說(shuō)明通過(guò)給舍有輔助圖案的主圖案采用 一個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)， 就能減小光掩模中的尺寸誤差對(duì)形成圖案時(shí)帶來(lái)的影響這一情況。
在主圖案附近加上了輔助圖案以后，就成為布置得很密的光掩模圖案 了。 一般情況下，在布置得很密的光掩模圖案中，光掩模中的尺寸誤差對(duì) 圖案形成造成的影響就變大。但當(dāng)在主圖案中采用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)以后， 就能使該影響變小。
圖3 (a)示出了由具有由移相器101B及半遮光部分101A構(gòu)成的光 掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的主圖案101、和由半遮光部分構(gòu)成的輔助圖案102構(gòu)成的 光掩模圖案。具體而言，光掩模圖案，由寬度140nm的主圖案101、及 中心在離主圖案101的中心300nm遠(yuǎn)的那一位置上的寬度90nm的輔助 圖案102構(gòu)成。在主圖案101的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)下，移相器101B的寬度 70nm。此時(shí)，如圖3 (b)所示，在輔助圖案102的結(jié)構(gòu)和圖3 (a)所示 的光掩模圖案一樣且主圖案101由單純的遮光部分(遮光圖案)109構(gòu)成 的情況下，為實(shí)現(xiàn)和圖3 (a)所示的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)同等程度的遮光性， 就需要寬度180nm的遮光圖案。
圖3 (c)及圖3 (d)，示出了模擬當(dāng)圖3 (a)及圖3 (b)所示的光 掩模圖案的主圖案的寬度及輔助圖案的寬度同時(shí)分別變化10nm的時(shí)候， 對(duì)圖案形成造成的影響的模擬結(jié)果。具體而言，圖3 (c)示出了在圖案曝 光時(shí)對(duì)應(yīng)于圖3 (a)的IIIA—IIIA線(主圖案101的寬度方向)的那一 位置上所形成的光強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果；圖3 (d)示出了在圖案曝光時(shí)對(duì)應(yīng)于圖3 (b)的IIIB —IIIB線(主圖案101的寬度方向)的那一位置上 所形成的光強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果。但是，模擬的時(shí)候，設(shè)光源的波長(zhǎng)入為 193nm (ArF光源的波長(zhǎng))，透鏡開(kāi)口數(shù)NA為0.6,用在光掩模圖案上的 所有的半遮光部分的透光率都是696。需提一下，在圖3 (c)及圖3 (d) 中，用實(shí)線來(lái)表示每一個(gè)圖案寬度(光掩模尺寸)增加10nm時(shí)(+10nm) 的結(jié)果；用虛線來(lái)表示每一個(gè)圖案寬度(光掩模尺寸)減小10nm.時(shí)(— 10nm)的結(jié)果。在圖3 (c)及圖3 (d)中，設(shè)對(duì)應(yīng)于主圖案101的中心 位置的位置為0。
由圖3 (c)及圖3 (d)所示的模擬結(jié)果可知若在主圖案中采用光掩 模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，主圖案中心的光強(qiáng)度幾乎不隨光掩模尺寸的增減而變化。還 有，在使用所形成的圖案的尺寸進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)候，若在使用圖3 (a)的光 掩模結(jié)構(gòu)形成寬度100nm的圖案的條件下主圖案的寬度及輔助圖案的寬 度即光掩模尺寸增加lOnm，則所形成的圖案的寬度就成為106nm。同樣， 若光掩模尺寸減小lOnni，所形成的圖案的尺寸就成為95nm。換句話說(shuō)， 即使光掩模尺寸增減10nm左右，對(duì)所形成的圖案的尺寸的影響也只有 5nm左右。
另一方面，若在使用圖3 (b)的光掩模結(jié)構(gòu)形成寬度100nm的圖案 的條件下主圖案及輔助圖案的光掩模尺寸增加lOnm,則所形成的圖案的 尺寸就成為116nm。同樣，若光掩模尺寸減小10nm，所形成的圖案的尺 寸就成為86nm。換句話說(shuō)，若光掩模尺寸增減lOmn,則所形成的圖案 的尺寸就增減15nm左右。換句話說(shuō)，若采用圖3 (b)所示的結(jié)構(gòu)，則圖 案尺寸的變化就大于或者等于光掩模尺寸的變動(dòng)量，形成圖案時(shí)也就很容 易出現(xiàn)由于光掩模尺寸誤差所帶來(lái)的影響。
這樣以來(lái)，通過(guò)在接近輔助圖案的主圖案中采用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)以后， 就能收到現(xiàn)有技術(shù)中所得不到的、形成圖案時(shí)難以出現(xiàn)由于光掩模的尺寸 變動(dòng)帶來(lái)的影響這樣的效果。該效果在主圖案是由移相器及半遮光部分構(gòu) 成的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的情況下特別顯著，在主圖案為由移相器及遮光部分 構(gòu)成的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，也能收到同樣的效果。
需提一下，在本實(shí)施例中，輔助圖案并不一定要設(shè)在主圖案的兩側(cè)。 具體而言，在其他的主圖案接近主圖案的一側(cè)的情況下，僅在與主圖案中其他主圖案接近的那 一 側(cè)相反的 一 側(cè)形成輔助圖案即可。 (第 一個(gè)實(shí)施例的第 一個(gè)變形例) 下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的第一個(gè)變形例所涉及 的光掩模。
圖4為第 一 個(gè)實(shí)施例的第 一 個(gè)變形例所涉及的光掩模的光掩模圖案的 平面圖。在圖4中，構(gòu)成要素和圖1 (a)及圖1 (b)所示的第一個(gè)實(shí)施 例所涉及的光掩模中的一樣的，用同一個(gè)符號(hào)來(lái)表示，且省略說(shuō)明。
本變形例的第一個(gè)特征為，對(duì)所規(guī)定的斜入射角0而言，將輔助圖案 102 (寬度D1)設(shè)在離主圖案101 (寬度L)的移相器101B (寬度W) 的中心(A / (2Xsin0))的位置上。
該變形例的第二個(gè)特征為，在離主圖案101的移相器101B的中心(入 / (2Xsin0)) + (A / (NA + sin0))的位置上，換句話說(shuō)，在離 輔助圖案(以下稱其為第一輔助圖案)102的中心(A / (NA + sin0)) 的位置上，形成了讓曝光光衍射且通辻曝光卻不轉(zhuǎn)移的第二輔助圖案103 (寬度D2)。需提一下，第一輔助圖案102及第二輔助圖案103之間存 在著透光部分。此外，第二輔助圖案103由和第一輔助圖案102 —樣的半 遮光部分構(gòu)成。
根據(jù)該變形例，確實(shí)可通過(guò)設(shè)置輔助圖案收到DOF提高的效果。
需提一下，在該變形例中，不布置第一輔助圖案102及第二輔助圖案 103中的任一個(gè)輔助圖案也是可以的。
在該變形例中，即使移相器101B的中心和第一輔助圖案102的中心 之間的距離為(又/ (2Xsin0))附近的值，也能收到一定的上述效果。
在該變形例中，即使移相器101B的中心和第二輔助圖案103的中心 之間的距離為(A / (2Xsin0)) + (A / (NA + sin0))附近的值， 也能收到一定的上述效果。
在該變形例中，最好是，上述斜入射角0為大于等于0.4XNA且小于 等于0.8XNA的值。為大于等于0.58XNA且小于等于0.7XNA的值就 更好了。在使用環(huán)狀照明進(jìn)行曝光的時(shí)候，最好是，上述斜入射角0為大 于等于0.6XNA且小于等于0.80XNA的值。在使用四極照明進(jìn)行曝光的 時(shí)候，最好是，上述斜入射角0為大于等于0.4XNA且小于等于0.60X
31NA的值(詳細(xì)情況參考第一個(gè)實(shí)施例的第二個(gè)變形例)。
在該變形例中，最好是，主圖案101的寬度L至少比移相器IOIB的寬 度W寬2x20nm (包括等于)(光掩模上的實(shí)際尺寸)，大于等于曝光波長(zhǎng) (曝光光的波長(zhǎng))的1/4的2倍就更好。換句話說(shuō)，最好是，在主圖案的 光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)下，夾在移相器和透光部分之間的半遮光部分(或者是遮 光部分)的寬度，至少大于等于20nm (光掩模上的實(shí)際尺寸)；大于等于 曝光波長(zhǎng)的1/4就更好了。但是，因?yàn)槭褂玫氖遣捎昧斯庋谀＜訌?qiáng)結(jié)構(gòu)的 光掩模，故最好是主圖案的寬度小于等于0.8x入/NA。因此，最好是， 夾在移相器和透光部分之間的半遮光部分(或者是遮光部分)的寬度不超 過(guò)0. 4 x入/NA (詳細(xì)情況參考第一個(gè)實(shí)施例的第三個(gè)變形例)。
在該變形例中，最好是，第二輔助圖案103的寬度D2大于笫一輔助圖 案102的寬度D1， D2大于等于D1的1.2倍就更好了 (詳細(xì)情況參考第一 個(gè)實(shí)施例的第四個(gè)變形例)。
下面，說(shuō)明通過(guò)在上述特定位置給具有光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的主圖案101 布置一衍射光產(chǎn)生圖案(輔助圖案102),產(chǎn)生和透過(guò)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的 開(kāi)口部分(移相器101B)的光干涉的衍射光，由此而能夠提高形成圖案時(shí) 的散焦特性的理由。
圖5 (a)為說(shuō)明對(duì)圖案是周期地布置著的光掩模曝光時(shí)所產(chǎn)生的衍射 現(xiàn)象的圖。在圖5 (a)中,定義為sin4> = |r0|, sinaHrll, |rO| + |rl| = 入/P, sin6HrOl + lrl1。如圖5 (a)所示，來(lái)自光源140的光141照 射由多個(gè)以一定的間距P且實(shí)質(zhì)上無(wú)限周期地布置著的遮光圖案(以下稱 其為間距圖案)151構(gòu)成的光掩模150。這里，實(shí)質(zhì)上無(wú)限周期地布置，意 味著可由光掩模中央部位的間距圖案151收到和實(shí)際上無(wú)數(shù)的間距圖案 周期地布置著的情況下由每一個(gè)間距圖案收到的效果一樣的效果。換句話 說(shuō)，意味著布置間距圖案151時(shí)，要保證從光掩模中央部位的間距圖案 151到光掩模端部分的間距圖案151的距離大于等于4x入/NA左右。
圖5(a)示出了假想是斜入射曝光下的衍射現(xiàn)象。換句話說(shuō)，光源140 位于離通過(guò)透鏡152的中心的法線(圖中的點(diǎn)劃線)的距離為S的位置。 此時(shí)，來(lái)自光源140的光141與光掩模150所成的入射角(斜入射角)cj) 由sin小=S x NA來(lái)表示。這里，稱規(guī)定斜入射角4)的S為斜入射位置。 不過(guò)，光源140的坐標(biāo)由開(kāi)口數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化了的值來(lái)表示。通過(guò)以間距P布置著的間距圖案151的光141的n級(jí)衍射光(n為整數(shù))的書f射角6n由sin en = nx入/P來(lái)表示。在斜入射角(J)下入射到光掩模150中的光141的 0級(jí)衍射光142到達(dá)由透鏡152上的坐標(biāo)(以透鏡中心為原點(diǎn)的一維坐標(biāo) 系上的坐標(biāo)，以下同)rO= - sincj) =-SxNA表示的位置。還有，光141 的一級(jí)4汙射光(+ 1級(jí)書于射光)143到達(dá)由透鏡152上的坐標(biāo)rl = r0 + sin 6 1 = r0 +入/P表示的位置。 一般情況下，透鏡152上的n級(jí)衍射光所 到達(dá)的位置由坐標(biāo)rn = rO+sin6n = rO + nxX/p表示。^f旦是，當(dāng)
rn的絕對(duì)值超過(guò)NA時(shí)，該n級(jí)衍射光就不會(huì)成為通過(guò)透鏡152的衍射光， 因而這時(shí)不在晶圓上成像。
理想的透鏡，通過(guò)該透鏡在晶圓上成像的衍射光的散焦時(shí)的相位變化， 僅由透鏡中的衍射光的通過(guò)位置離透鏡中心的距離(半徑)來(lái)決定。當(dāng)光 垂直于透鏡入射的時(shí)候，O級(jí)衍射光總是通過(guò)透鏡中心，l級(jí)以上(包括l 級(jí))的衍射光通過(guò)離透鏡中心的位置。這樣以來(lái)，就因?yàn)樯⒔箷r(shí)，在通過(guò) 透鏡中心的0級(jí)衍射光和通過(guò)離開(kāi)透鏡中心的位置的高級(jí)衍射光之間產(chǎn)生 相位差，而使像模糊不清。
圖5 ( b )為用以說(shuō)明在僅有0級(jí)衍射光及1級(jí)衍射光透過(guò)透鏡且rO= -rl的條件下對(duì)圖5(a)所示的光掩模進(jìn)行斜入射曝光時(shí)所產(chǎn)生的衍射現(xiàn) 象的圖。在圖5 (b)中，若r(H-rl,則0級(jí)和1級(jí)衍射光成像時(shí)的相位 在散焦?fàn)顟B(tài)下也相等。如圖5(b)所示，0級(jí)衍射光142及1級(jí)衍射光143 都通過(guò)離透鏡152中心的距離相等的那一位置。于是，散焦時(shí)所接收的相 位變化，在0級(jí)衍射光142和1級(jí)衍射光143之間是一致的。換句話說(shuō)， 因?yàn)樵谶@兩個(gè)衍射光之間不產(chǎn)生相位差，故圖像也不會(huì)由于散焦而模糊不 清。這里，考慮到r0 = - rl這一條件，rl = r0 + sin 6 1就變成了 -2 x r0 = sin6 1。再考慮到sin 6 1=入/ P及r0 = - sine))的關(guān)系以后， 就能得到2xsincf)-人/p。因此，通過(guò)進(jìn)行由sincj) = ;v / (2xp)表示的 斜入射角(])的斜入射曝光，就能形成散焦特性優(yōu)良的圖案。換句話說(shuō)，對(duì) 斜入射角cf)的斜入射曝光而言，當(dāng)周期圖案以P.= X/ (2xsin(j))這樣 的一個(gè)間距設(shè)在光掩模上時(shí)能夠得到良好的散焦特性。在斜入射曝光中， 散焦特性由于實(shí)質(zhì)上無(wú)限周期地布置著的間距圖案的存在而提高的理由如 上所述。
但是，僅在間距P為人/ ( 2 x sincj))時(shí)或者接近這一個(gè)值的時(shí)候才 能得到上述良好的散焦特性。而且，也僅僅是在通過(guò)透鏡的衍射光成為0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光及-1級(jí)衍射光中之任何一種衍射光的條件下能夠 得到該散焦特性的提高效果。
圖5 ( c )為用以說(shuō)明在0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光、-1級(jí)衍射光通過(guò) 透鏡的條件下對(duì)圖5 (a)所示的光掩模進(jìn)行斜入射曝光時(shí)所產(chǎn)生的衍射現(xiàn) 象的圖。在圖5 (c)中，定義為sincj)Hr01, sina=|rl|, |rO| + |rl| = 入/P, sin6產(chǎn)lr0l + lrl1。而且，在圖5(c)中，若士一級(jí)衍射光通過(guò)光 掩模，就得不到良好的散焦?fàn)顟B(tài)。如圖5 ( c )所示，即使在0級(jí)衍射光142 通過(guò)透鏡152上的由坐標(biāo)r0 =- sincj)表示的位置且+l級(jí)衍射光143通過(guò) 透鏡152上的由坐標(biāo)rl = sinc])表示的位置的條件下，若-1級(jí)衍射光144 通過(guò)透鏡152的位置即rO- sin6 1進(jìn)入透鏡152中，也得不到良好的散焦 特性。這里，-1級(jí)衍射光144通過(guò)透鏡152之外的條件由r0 - sin6 1< —NA來(lái)表示。若考慮到r0 = - sine})及sin6 1= rl - r0 = 2 x sincj)這一 關(guān)系，-1級(jí)糸T射光144通過(guò)透鏡152之外的條件就成了 - sincj) - 2 x sin cj) < — NA，即3 x sine]) 〉 NA。
換句話說(shuō)，對(duì)斜入射角小而言，+ 1級(jí)衍射光及-1級(jí)衍射光通過(guò)透鏡 的條件由3x sincJK NA來(lái)表示。在對(duì)應(yīng)于這一條件的斜入射角cj)下，+ 1 級(jí)衍射光及-1級(jí)衍射光雙方都通過(guò)透鏡，同時(shí)又因+ 1級(jí)書亍射光及-1級(jí) 衍射光通過(guò)透鏡的位置離透鏡中心的距離不同，故像會(huì)由于在散焦時(shí)這兩 種衍射光之間的相位差而變得模糊不清。因此，能夠提高散焦特性的斜入 射角巾的下限由sincf)〉 NA/ 3來(lái)定義。需提一下，考慮到若sincj)大于NA， 0級(jí)衍射光就不再通過(guò)透鏡這一事實(shí)，能夠使散焦特性提高的斜入射角小 的條件就由NA > sincj)〉 NA/3來(lái)表示。
其次，說(shuō)明邊改變間距圖案的間距邊對(duì)圖5(a)所示的光掩模進(jìn)行斜 入射曝光時(shí)，對(duì)DOF特性的模擬結(jié)果。圖6 (a)為顯示用于模擬的點(diǎn)光源 的圖；圖6 (b)為顯示用以模擬的間距圖案的圖；圖6 (c)為顯示DOF 特性的模擬結(jié)果的圖。在DOF特性的模擬中使用了圖6(a)所示的一對(duì)光 源(點(diǎn)光源)140,具體而言，即分別位于垂直于通過(guò)透鏡152的中心的法 線的平面(二維坐標(biāo)系)中坐標(biāo)(光源坐標(biāo))(-0. 8， 0)及(0. 8, 0)的 一對(duì)點(diǎn)光源140。這里，點(diǎn)光源140為ArF (波長(zhǎng)入-193nm)光源。還有， 在DOF特性的模擬中，使用了透鏡開(kāi)口數(shù)NA為0. 6且斜入射角小為sincj) =0. 48 (即圖5 (a)中的距離S為0. 8)的斜入射曝光。還有，圖6 (b) 所示的間距圖案151，即以間距P無(wú)限周期地布置著的每一個(gè)間
34距圖案151，為寬度lOOnm的線狀遮光圖案，使用該間距圖案151形成 寬度lOOmn的圖案時(shí)進(jìn)行模擬。需提一下，圖6 (c)所示的DOF的值 為在寬度100nm的圖案在尺寸誤差小于等于10nm的條形下形成的散焦 的范圍。如圖6 (c)所示，在間距圖案151的間距P為A / (2Xsin0) (換句話說(shuō)，約0.20/zm)的時(shí)候或者是為接近入/ (2Xsin0)的值的 時(shí)候，能夠得到很高的DOF。然而，不管間距P變得比A/ (2Xsin0) 大還是變得比它小，DOF的值都急劇地下降。
這里，本案發(fā)明人的著眼點(diǎn)，為圖6 (c)所示的DOF對(duì)間距的依 賴性中，拿間距P的變化而言，DOF局部分地提高的間距P的值等間距 地存在。如下所述，本案發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)了該DOF局部分提高的間距P 的值為高級(jí)次的衍射光影響成像的A / (NA + sin0)(即0.18/im)的 整數(shù)倍。
在光的衍射現(xiàn)象中，相鄰級(jí)數(shù)的衍射光具有反相位的關(guān)系。圖6 (d) 為用以說(shuō)明在O級(jí)衍射光、1級(jí)衍射光、2級(jí)衍射光通過(guò)透鏡的條件下對(duì) 圖5 (a)所示的光掩模進(jìn)行斜入射曝光時(shí)所產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象的圖。此時(shí)， 2級(jí)衍射光145的相位為圖6 (d)所示的1級(jí)衍射光143的相位的反相 位。若在斜入射曝光中，由相位相反的2級(jí)衍射光145形成的像干涉由0 級(jí)衍射光142及1級(jí)衍射光143形成的像，就出現(xiàn)互相將對(duì)方的像的強(qiáng)度 抵消的現(xiàn)象。然而，因散焦時(shí)雙方的像的強(qiáng)度減少，另一方面，因l級(jí)衍 射光143及2級(jí)衍射光145的相位相反，故每一個(gè)像由于散焦引起的惡化 就相互抵消。換句話說(shuō)，由反相位的2級(jí)衍射光145形成的像干涉由l級(jí) 衍射光143形成的像而產(chǎn)生的像的散焦特性提高，結(jié)果是，DOF特性提 高。
如圖6 (d)所示，產(chǎn)生這樣的DOF特性提高的效果的條件為2級(jí)衍 射光145通過(guò)透鏡152的條件，它由sin02 < NA —r0來(lái)表示。這里， 若考慮sin02 = 2X A /P及r0二一sin^ ，則上述條件由2X A /P<NA 十sin0來(lái)表示。因此，從1級(jí)衍射光143也通過(guò)透鏡152的狀態(tài)變化到2 級(jí)衍射光145也通過(guò)透鏡152的狀態(tài)的間距P由2X ;i / (NA+sin0) 來(lái)表示。一般情況是，n級(jí)繞射光通過(guò)透鏡的條件由sine二nX ;i /P<NA 一rO^NA+sin0來(lái)表示。換句話說(shuō)，若間距P大于等于nX ;i / (NA +
35sin0)， n級(jí)衍射光就通過(guò)透鏡的邊緣。因此，當(dāng)間距P二nX A / (NA + sin0) (n為大于等于2的整數(shù))時(shí)，DOF特性局部分地提高。
如上所述，在斜入射曝光中相位相反的光和光干涉以后，就能實(shí)現(xiàn)散 焦特性的提高。這里，本案發(fā)明人認(rèn)為通過(guò)增加其相位與1級(jí)衍射光相 反的2級(jí)衍射光的強(qiáng)度而引起相等的作用的搡作，能夠提高散焦特性。具 體而言，通過(guò)將其相位與1級(jí)衍射光相反的O級(jí)衍射光的成分導(dǎo)入到通過(guò) 周期性地布置遮光性圖案而形成的衍射光中，就有可能提高散焦特性。這 可利用上述光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。換句話說(shuō)，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制光掩模 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中設(shè)置在其內(nèi)部分的移相器(開(kāi)口部分)的尺寸，就能邊調(diào)整由 光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的遮光的程度，邊在通過(guò)透鏡內(nèi)的衍射光的級(jí)數(shù)不發(fā) 生變化的情況下控制反相位的光之故。本案發(fā)明人這樣預(yù)測(cè)若采用光掩 模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，那么，間距P二 nXA/ (sin^+NA) (n為大于等于2的 整數(shù))時(shí)局部分地僅提高了一點(diǎn)的DOF (參看圖6 (c))就能與光掩模加 強(qiáng)結(jié)構(gòu)的移相器的尺寸成正比地大幅度地提高。
其次，說(shuō)明本案發(fā)明人用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)作間距圖案，進(jìn)行和圖6 (a) 圖6 (c)所示的模擬一樣的模擬的模擬結(jié)果。圖7 (a)為顯示在 模擬中作間距圖案用的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的圖。圖7(b)為顯示利用圖7(a) 所示的間距圖案對(duì)DOF特性進(jìn)行模擬的模擬結(jié)果的圖。需提一下，用于 模擬的點(diǎn)光源和圖6(a)所示的點(diǎn)光源一樣。其他模擬條件也和圖6(a) 圖6 (c)所示的模擬條件一樣。而且，在圖7 (b)中，還示出了改變光 掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的移相器的大小(開(kāi)口寬度)時(shí)的結(jié)果。
如圖7 (a)所示，多個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110以規(guī)定的間距P實(shí)質(zhì)上 無(wú)限周期地布置著。每一個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110，由具有其外形形狀的半 遮光部分lll及在光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的中央部位由半遮光部分111包圍 起來(lái)的移相器112構(gòu)成。這里，設(shè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的寬度(圖案寬度) 為L(zhǎng),移相器112的寬度(開(kāi)口寬度)為W。
與圖6 (c)所示的DOF特性一樣，在圖7 (b)所示的DOF特性中， 當(dāng)間距P為nX A / (sin0十NA) (n為大于等于2的整數(shù))時(shí)，DOF 局部分地增大。再就是，隨著開(kāi)口寬度W與圖案寬度L之比(W/L)變 大，DOF的提高效果也變得非常大。換句話說(shuō)，光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)特有的效期地布置著的圖案進(jìn)行斜入射曝光，則不
僅在間距P為X/ ( 2xsin小)(模擬條件大約為0.20iim)或者其附近的 值的時(shí)候，能夠進(jìn)行DOF特性極優(yōu)的圖案轉(zhuǎn)移，而且在間距P為nxX/ (sin^) + NA)(模擬條件大約為(nx0.18)pm, n為大于等于2的整數(shù)) 那樣大的尺寸的時(shí)候，也能進(jìn)行DOF特性極優(yōu)的圖案轉(zhuǎn)移。
下面，說(shuō)明本案發(fā)明人用并列布置著的3個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)來(lái)代替圖 7(a)所示的實(shí)質(zhì)上無(wú)限周期地布置著的光掩模作間距圖案，進(jìn)行和圖6 U) ~圖6 (c)所示的模擬一樣的模擬而得到的結(jié)果。圖8 (a)為顯示 在模擬中所使用的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的圖；圖8 (b)為顯示由圖8 (a)所 示的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的DOF特性的模擬結(jié)果的圖。需提一下，用于 模擬的點(diǎn)光源和圖6(a)所示的點(diǎn)光源一樣。其他模擬條件也和圖6(a) ~ 圖6 (c)所示的情況下的模擬條件一樣。換句話說(shuō)，使用的是透鏡開(kāi)口數(shù) NA為0.6、距離S (參考圖5 (a))為0.8、斜入射角*為sin<l) = SxNA =0.48的斜入射曝光。
如圖8(a)所示，3個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)IIO等間距地(圖案間距離R) 并列布置著。每一個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110,由具有其外形形狀的半遮光部 分lll及在光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的中央部位由半遮光部分111包圍起來(lái)的 移相器112構(gòu)成。這里，設(shè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的寬度(圖案寬度)為L(zhǎng), 移相器112的寬度(開(kāi)口寬度)為W，則W/L二0.4。
在圖8(b)中，示出了改變圖案間距離R時(shí)，由3個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié) 構(gòu)110中位于中央的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)IIO得到的DOF特性。和圖7 (b) 所示的DOF特性一樣，在圖8 (b)所示的DOF特性中，也是當(dāng)間距P 即圖案間的距離(正確地講，每一個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的移相器112和 移相器112之間的距離)R為X/ (2x sine]))(模擬條件大約為0.20nm) 或者其附近的值時(shí)，DOF特性局部分地變好。而且，如圖8(b)所示， 當(dāng)圖案間的距離R為在X/ (2x sin4))(約0.20imi)中加上了 X/ (NA + sin* )(約為0.18yim)的倍數(shù)的值的情況下，DOF的極大值出現(xiàn)。
換句話說(shuō)，在對(duì)布置了 3個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)IIO而形成的圖案進(jìn)行 斜入射曝光的情況下，若圖案間距離R為X/ (2x sinct))(約0.20irni),
37DOF的極大值出現(xiàn)。而且，在圖案間距離R為X/ (2xsincJ) ) +nxX/ (sincj) + NA) (n為自然數(shù))的情況下，也能得到DOF的極大值。認(rèn)為 出現(xiàn)DOF的極大值的原因是在對(duì)由無(wú)限周期地布置著的光掩模加強(qiáng)結(jié) 構(gòu)構(gòu)成的圖案進(jìn)行斜入射曝光的情況下，由于散焦引起的0級(jí)衍射光及1 級(jí)衍射光所產(chǎn)生的相位偏離(相位變化) 一致的衍射現(xiàn)象、和在由0級(jí)衍 射光及1級(jí)衍射光所成的像中反相位的高級(jí)衍射光干涉進(jìn)來(lái)的現(xiàn)象。因此， 可以推測(cè)出表示能夠得到上述DOF的極大值的圖案間距離R的關(guān)系式 在一般情況下都成立。
如上所述，本案發(fā)明人做出了以下的發(fā)現(xiàn)，即在用象光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 110那樣的擁有移相器的圖案作圖1 (a)所示的本實(shí)施例中的光掩模的主 圖案101的情況下，通過(guò)將作為輔助圖案102的、既通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移又 使其產(chǎn)生衍射光的圖案(衍射光產(chǎn)生圖案)布置在規(guī)定的位置上,.便可大 幅度地提高主圖案101由于曝光而被轉(zhuǎn)移時(shí)的DOF特性。這里的規(guī)定位 置，為離主圖案101的移相器101B (光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的移相器112) 的中心X/ (2xsin小)遠(yuǎn)的位置和入/ (2xsinc)) ) + nxX/ (sinc|) + NA) (n為正整數(shù))遠(yuǎn)的位置。
圖9 (a) ~圖9 (c)分別示出了為使由光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110構(gòu)成的 主圖案的DOF特性大幅度地提高，布置衍射光產(chǎn)生圖案(輔助圖案)而 構(gòu)成的本發(fā)明的光掩模圖案的平面圖。
如圖9 (a)所示，通過(guò)在離在半遮光部分111的內(nèi)部分形成移相器 112 (寬度W)而構(gòu)成的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110 (寬度L)中的移相器112 的中心例如X/ (2x sincl))的位置上布置由可保證不會(huì)由于曝光而被轉(zhuǎn) 移的那么大的尺寸的半遮光部分構(gòu)成的第 一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案(第 一輔助 圖案)113(寬度D)，就提高了光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的DOF特性。
如圖9 (b)所示，通過(guò)在離半遮光部分111的內(nèi)部分形成移相器112 而構(gòu)成的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110中的移相器112的中心例如X/ (2xsin4)) + nxX/ (sincJ) + NA)的位置上，布置由可保證不會(huì)由于曝光而被轉(zhuǎn)移的 那么大的尺寸的半遮光部分構(gòu)成的第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案(第二輔助圖案) 114 (寬度D),就提高了光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的DOF特性。
本案發(fā)明人還從DOF提高效果是由衍射光產(chǎn)生的這一理由出發(fā)，發(fā)現(xiàn)了以下現(xiàn)象即如圖9 (c)所示，通過(guò)合成圖9 (a)所示的輔助圖案及 圖9(b)所示的輔助圖案，即可大幅度地提高光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的DOF 特性。換句話說(shuō)，通過(guò)將第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113布置在離光掩模加強(qiáng) 結(jié)構(gòu)110中的移相器112的中心A / (2Xsin0)的位置上，同時(shí)將第二 級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案114布置在離的移相器112的中心A / (2Xsin0) + n x入/ (sin0+NA)的位置上，DOF特性的提高效果就更大了 。
換句話說(shuō)，與從主圖案到第一輔助圖案的距離(X)和從第一輔助圖 案到第二輔助圖案的距離(Y)相等的周期布置相比，所述的從主圖案到 第一輔助圖案的距離X比從第一輔助圖案到第二輔助圖案的距離Y長(zhǎng)的非 周期布置，在提高DOF特性這一點(diǎn)上更優(yōu)秀。這里，X和Y的最佳比率 由X/Y= (sin0 + NA) / (2X sin0)來(lái)表示。若用對(duì)斜入射角0而言 具有sin0 = NAxS這一關(guān)系的斜入射位置S來(lái)表示它的話，X/Y= (sin 0+NA) / (2X sin^) = (l + S) / (2XS),成為一不依賴NA的 值。
需提一下，雖然沒(méi)有圖示出來(lái)，理想情況是，在離第二輔助圖案114 的中心(遠(yuǎn)離光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的那一方向)A / (sin0+NA)遠(yuǎn)的
成的第三級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案(第三輔助圖案)。同樣，在離第3輔助圖案 的中心的距離為A / (sin0+ NA)的倍數(shù)的每一個(gè)位置上，布置可保證 通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的那么大的尺十的半遮光部分構(gòu)成的第4、第5、第 6...衍射光產(chǎn)生圖案作輔助圖案，也是很理想的。
下面，確認(rèn)一下通過(guò)模擬而得到的將衍射光產(chǎn)生圖案布置在所述規(guī)定 位置上所帶來(lái)的效果。
首先，對(duì)本案發(fā)明人通過(guò)模擬所證實(shí)的通過(guò)將衍射光產(chǎn)生圖案布置在 圖9 (a) 圖9 (c)所示的位置上，由光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的主圖案就 能夠得到良好的DOF特性這一結(jié)果加以說(shuō)明。圖10 (a)為顯示模擬時(shí) 所使用的圖案(光掩模圖案)的圖。具體而言，如圖10 (a)所示，在離 在半遮光部分111的內(nèi)部分形成移相器112而構(gòu)成的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110 中的移相器112的中心的距離為X的位置上，布置由具有一不會(huì)由于曝光 而被轉(zhuǎn)移那么大的尺寸的半遮光部分構(gòu)成的第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案(第一輔助圖案)113;在離第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113的中心(遠(yuǎn)離光掩模加 強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的那一方向)的距離為Y的位置上，布置了由具有一不會(huì)由于 曝光而被轉(zhuǎn)移那么大的尺寸的半遮光部分構(gòu)成的第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案 (第二輔助圖案)114。這里，設(shè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的寬度為L(zhǎng)，移相 器112的寬度為W，第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113及二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案 114的寬度為D。圖10 (b)為顯示由圖10 (a)所示的圖案得到的DOF 特性的模擬結(jié)果的圖。具體而言，圖10 (b)是這樣得到的，即一邊改變 距離X及距離Y， 一邊對(duì)圖10 (a)所示的圖案進(jìn)行曝光時(shí)，通過(guò)模擬而 得到的對(duì)應(yīng)于光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110而形成的圖案的DOF，將那一結(jié)果用 距離X及距離Y描繪出來(lái)以后，就得到了圖10 (b)。需提一下，模擬條 件為L(zhǎng)二100nm、 W = 60nm、 D = 70nm、光源(ArF光源)的波長(zhǎng)入= 193nm、透鏡開(kāi)口數(shù)NA二0.6、 sin0 (0:斜入射角)=0.8XNA。還設(shè) 構(gòu)成第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113及第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案114的半遮光部 分的透光率為6%，同時(shí)設(shè)對(duì)應(yīng)于光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110而形成的圖案的尺 寸(寬度)為100nm。再就是，在圖10 (b)中，等高線表示DOF， A 點(diǎn)表示距離X二A/ (2Xsin0)(約為0.20/im)、距離Y = A / (sin0 + NA)(約0.18/zm )的點(diǎn)。由圖10 (b)可知，在A點(diǎn)能得到DOF的 近似最大值。換句話說(shuō)，證實(shí)了通過(guò)圖4所示的該變形例的光掩模能得到 良好的DOF特性。
還有，通過(guò)將衍射光產(chǎn)生圖案布置在圖4所示的位置上就可使DOF 最大，為證明在任意的光學(xué)條件下都成立，對(duì)本案發(fā)明人利用圖10 (a) 所示的圖案在不同的光學(xué)條件下進(jìn)行同樣的模擬所得到的結(jié)果。
圖11 (a)為顯示在透鏡開(kāi)口數(shù)NA = 0.6、 sin^= 0.7XNA的光學(xué) 條件下(其他條件和圖10 (b) —樣)DOF特性的模擬結(jié)果的圖。在圖 11 (a)中，A點(diǎn)表示距離X = ;i / (2Xsin0)(約為0.23/zm)、距離Y =入/ (sin0+ NA)(約0.19〃m )的點(diǎn)。由圖11 (a)可知，在A點(diǎn) 能得到DOF的近似最大值。
圖11 (b)為顯示在透鏡開(kāi)口數(shù)NA二 0.6、 sin0= 0.6XNA的光學(xué) 條件下(其他條件和圖10 (b)的一樣)DOF特性的模擬結(jié)果的圖。在圖 11 (b)中，A點(diǎn)表示距離X二;i/ (2Xsin0)(約為0.268//m)、距離Y = A / (sin0+ NA)(約0.20"m )的點(diǎn)。由圖11 (b)可知，在A 點(diǎn)能得到DOF的近似最大值。
圖11 (c)為顯示在透鏡開(kāi)口數(shù)NA二0.7、 sin0二O.7XNA的光學(xué)條 件下(其他條件和圖10 (b)的一樣)DOF特性的糢擬結(jié)果的圖。在圖
11 (c)中，A點(diǎn)表示距離X::i/ (2Xsin0)(約為0.196/zm)、距離 Y=A/ (sin0+NA)(約0.162/zm )的點(diǎn)。由圖ll (c)可知，在A 點(diǎn)能得到DOF的近似最大值。
在以上的說(shuō)明中，是以使用點(diǎn)光源為前提的，下面，說(shuō)明在使用具有 面積的光源的情況下，通過(guò)模擬評(píng)價(jià)由衍射光產(chǎn)生圖案帶來(lái)的DOF特性 的提高效果的結(jié)果。圖12 (a) 圖12 (c)分別為示出了在模擬中所使 用的圖案(光掩模圖案)的圖。
具體而言，圖12 (a)所示的光掩模圖案僅由寬L的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 110構(gòu)成。這里，光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110，由擁有其外形形狀的半遮光部分 111、設(shè)在光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的中央部位且由半遮光部分111包圍起來(lái) 的移相器112 (寬度W)構(gòu)成。圖12 (b)所示的光掩模圖案，為在圖12 (a)所示的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110上增加了使之產(chǎn)生在由sin0 = 2Xsin0 (0:斜入射角)表示的角度下衍射的衍射光的第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案 113。這里，第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113為半遮光圖案，其寬度為D。圖
12 (c)所示的光掩模圖案，為在圖12 (b)所示的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110 及第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113上增加了使之產(chǎn)生在由sin" = 2X (NA + sin0) (0:斜入射角、NA:透鏡開(kāi)口數(shù)NA)表示的角度t 下衍射的衍 射光的第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案114。這里，第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案114為 半遮光圖案，其寬度為D。
圖12 (d)為示出了用于模擬的光源具體而言環(huán)狀光源的圖。如圖12 (d)所示，環(huán)狀光源的外徑及內(nèi)徑分別為0.8及0.6 (由透鏡開(kāi)口數(shù)NA 標(biāo)準(zhǔn)化的)。在這種情況下，對(duì)斜入射角0而言，存在O.6XNA<sin0<O.8 XNA的斜入射光。 一般認(rèn)為在這種情況下，第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113 及第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案114的最佳布置位置，可由成為上述光源的主要 成分的斜入射角來(lái)決定。換句話說(shuō)，因?yàn)榭梢哉J(rèn)為若是上述光源，斜入射 角0的平均值就是光源的主要成分，故成為該主要成分的斜入射角0就由sin0=NAX (0.6 + 0.8) / 2 = 0.7XNA來(lái)表示。下面，繼續(xù)說(shuō)明包含 該內(nèi)容的通過(guò)模擬得到的確認(rèn)結(jié)果。
圖12 (e)為顯示在規(guī)定的條件下對(duì)圖12 (a) 圖12 (c)所示的 光掩模圖案曝光的情況下，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110而產(chǎn)生的光 強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果的圖。圖12(f)為顯示在規(guī)定的條件下對(duì)圖12(a) 圖12 (c)所示的光掩模圖案曝光，形成對(duì)應(yīng)于每一個(gè)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110 的寬度0.1/^m的圖案的情況下，對(duì)該圖案的CD的散焦特性進(jìn)行模擬的 模擬結(jié)果的圖。這里，CD指的是決定尺寸，用圖案的最終尺寸來(lái)表示。 需提一下，模擬時(shí)，設(shè)L二180nm、 W = 60nm、 D = 90nm，衍射光產(chǎn)生 圖案的位置是根據(jù)為sin0= 0.7XNA= 0.42的斜入射角0來(lái)決定的。再 就是，設(shè)光源(ArF光源)的波長(zhǎng)A為193nm，透鏡開(kāi)口數(shù)NA為0.6。 再就是，構(gòu)成第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113及第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案114的 半遮光部分的透光率為6%。需提一下，在圖12 (e)及圖12 (f)中，表 示線的種類的(a)， (b)及(c)分別與圖12 (a)、圖12 (b)及圖12 (c) 所示的光掩模圖案相對(duì)應(yīng)。
如圖12 (e)所示，由圖12 (a) 圖12 (c)所示的所有的光掩模 圖案，亦即帶光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110的光掩模圖案形成了對(duì)比度非常高的像 (光強(qiáng)度分布)。還有，每一個(gè)光強(qiáng)度分布中和形成的O.lm的圖案有關(guān)的 部分，幾乎不受第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113及第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案114 的影響?？芍?yàn)榇藭r(shí)形成0.1/zm (100nm)的圖案的臨界光強(qiáng)度在 0.2左右，所以不會(huì)出現(xiàn)第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113及第二級(jí)衍射光產(chǎn)生 圖案114被析像而轉(zhuǎn)移到光阻上這樣的現(xiàn)象。
如圖12 (f)所示，通過(guò)將第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113及第二級(jí)衍射 光產(chǎn)生圖案114加到光掩模圖案上，光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)IIO的散焦特性就有 飛躍的提高。換句話說(shuō)，通過(guò)把設(shè)有移相器112的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110和 笫一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113及第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案114一起使用，就能 形成散焦特性極優(yōu)的圖案。
其次，對(duì)本案發(fā)明人通過(guò)模擬證實(shí)的如上所述理論上推導(dǎo)出的、對(duì)將 散焦特性最佳化的衍射光產(chǎn)生圖案的布置位置的計(jì)算方法是正確的這一情 況進(jìn)行說(shuō)明。具體而言，在圖12 (b)及圖12 (c)所示的光掩模圖案中，改變衍射光產(chǎn)生圖案113及114的位置的情況下，對(duì)應(yīng)于光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 110而形成的寬度0.1/im的線圖案的DOF的值通過(guò)模擬來(lái)求得。這里， DOF為線圖案的寬度從O.l^m變到0.09#m的散焦范圍。還有，模擬 條件和圖12 (e)及圖12 (f)的時(shí)候一樣。
圖13 (a),為顯示在圖12 (b)所示的光掩模圖案中，將第一級(jí)衍射 光產(chǎn)生圖案113布置在離移相器112的中心的距離為Pl的位置上的情況 的圖。圖13 (b)為顯示在邊改變距離Pl邊將圖13 (a)所示的光掩模 圖案曝光的情況下，所述DOF的變化情況的圖。如圖13 (b)所示，當(dāng) 距離Pl由理論式；i / (2Xsin0)求得的、約為230nm的時(shí)候，DOF 的值近似峰值。
圖13 (c)，為顯示在圖12 (c)所示的光掩模圖案中，將第二級(jí)衍射 光產(chǎn)生圖案114布置在離第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113的中心的距離為P2 的位置上的情況的圖。這里，移相器112和第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案113之 間的距離為A / (2Xsin0)(約230nm)。圖13 (d)為顯示在邊改變距 離P2邊將圖13 (c)所示的光掩模圖案曝光的情況下，所述DOF的變化 情況的圖。如圖13 (d)所示，當(dāng)距離P2由理論式A / (sin0+NA)求 得、約為190nm的時(shí)候，DOF的值近似峰值。
如上所述，在用光源(離通過(guò)透鏡中心的法線的距離為S的光源)的 波長(zhǎng)為A ，透鏡開(kāi)口數(shù)為NA的曝光機(jī)將移相器或者光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)曝光 的情況下，這樣布置衍射光產(chǎn)生圖案以后，就能將對(duì)應(yīng)于移相器或者光掩 模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)形成的圖案的DOF特性最佳化。換句話說(shuō)，在離移相器或者 光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的中心(都是移相器的中心)A/ (2Xsin0)那么遠(yuǎn)的 位置上布置第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案，同時(shí)在離第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中 心的距離為A / (sin0+NA)的位置，即在離移相器的中心的距離為(入 / (2Xsin0)) + (A / (sin0+NA))的位置上布置第二級(jí)衍射光產(chǎn)生 圖案。
在以上的說(shuō)明中，示出了衍射光產(chǎn)生圖案相對(duì)由照明形狀決定的斜入 射角0這一主要成分而言最佳的最佳布置位置。接下來(lái)，說(shuō)明對(duì)衍射光產(chǎn) 生圖案的布置位置的容許范圍。如圖8 (b)所示，在衍射光產(chǎn)生圖案的最 佳布置位置和最佳布置位置之間，存在著DOF最低的位置(以下稱其最壞布置位置)。這里，若將最佳布置位置和最壞布置位置的中間位置定義為
能夠得到平均DOF提高效果的位置(以下稱其為平均布置位置)，則最好 是衍射光產(chǎn)生圖案位于一對(duì)將最佳布置位置夾起來(lái)的平均布置位置之間。 或者是，若衍射光產(chǎn)生圖案的中心位于最佳布置位置和將最佳布置位置夾 起來(lái)的一對(duì)平均布置位置中的每一個(gè)平均布置位置的中間位置之間，就是 更好的了 。
具體說(shuō)明的話，第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的最佳布置位置為離移相器的 中心的距離為A / (2Xsin0) +A / (sin0+NA)的位置。若稱該位置 為點(diǎn)OP，則點(diǎn)OP兩側(cè)的最壞布置位置就是從點(diǎn)OP向兩側(cè)移動(dòng)(入/
(sin0 + NA)) /2那么遠(yuǎn)的位置。而且，點(diǎn)OP兩側(cè)的平均布置位置就 是從點(diǎn)OP向兩側(cè)移動(dòng)(A/ (sin0+NA)) /4那么遠(yuǎn)的位置。假設(shè)第 二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案位于由這一對(duì)平均布置位置所夾的區(qū)域中是最理想的 情況，則最好就是第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案在離移相器的中心的距離為入/
(2Xsin0) + U / (sin0+NA) X (3 / 4) 入/ (2Xsi一) + (入 / (sin^+NA)) X (5/4)的那一范圍內(nèi)。最好是，在和圖13 (c) — 樣的條件下進(jìn)行數(shù)值換算的時(shí)候，就最好是將第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案布置
在離第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心的距離為143 238nm的那一范圍內(nèi)。 第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的最佳布置位置和一對(duì)夾著該最佳布置位置的 平均布置位置中的每一個(gè)平均布置位置之間的中間位置，為從點(diǎn)OP向兩 側(cè)移動(dòng)(入/ (sin^ + NA)) /8那么遠(yuǎn)的位置。這里，最好是，第二級(jí) 衍射光產(chǎn)生圖案為不形成光阻圖案的輔助圖案，且第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案 的中心位于所述一對(duì)夾著最佳布置位置的中間位置和中間位置之間。換句 話說(shuō)，則最好就是第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心在離移相器的中心的距離 為入/ (2Xsin0) + U / (sin0十NA)) X (7 / 8) 入/ (2Xsin 0) + (久/ (sin^+NA)) X (9/8)的那一范圍內(nèi)。最好是，在和圖 13 (c) —樣的條件下進(jìn)行數(shù)值換算的情況下，第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的 中心位于離第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心的距離為166 214nm的那一 范圍內(nèi)。
第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案也和第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案一樣，最好是，第 一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案，位于由在第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的最佳布置位置的
44兩側(cè)且離最佳布置位置的距離為(A/ (sin0+NA)) /4的一對(duì)平均布 置位置所夾的區(qū)域中。換句話說(shuō)，第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心，位于第 一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的最佳布置位置和一對(duì)夾著該最佳布置位置的平均布 置位置中的每一個(gè)平均布置位置之間的中間位置所夾的區(qū)域中，亦即位于 由在第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的最佳布置位置的兩側(cè)且離最佳布置位置的距 離為(入/ (sin0 + NA)) /8的一對(duì)中間位置所夾的區(qū)域中。
具體而言，最好是，第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案在離移相器的中心的距離 為入/ (2Xsin0)—(入/ (sin0+ NA)) / 4到入/ (2Xsin0)十
(入/ (sin0+NA)) /4的那一范圍內(nèi)。最好是，在和圖13 (c) —樣 的條件下進(jìn)行數(shù)值換算的情況下，第 一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案位于離移相器的 中心的距離為183 278mn的那一范圍內(nèi)?；蛘呤?，最好是，第一級(jí)衍射 光產(chǎn)生圖案的中心在離移相器的中心的距離為A / (2Xsin0)—(入/
(sin0+NA)) /8到A/ (2 X sin0 ) + (入/ (sin0十NA)) /8的
那一范圍內(nèi)。最好是，在和圖13 (c) —樣的條件下進(jìn)行數(shù)值換算的情況
下，第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心位于離移相器的中心的距離為206
254nm的那一范圍內(nèi)。
需提一下，如上所述，對(duì)第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的布置位置的容許范
圍的想法，并不限于圖4所示的第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案也存在的那一種情
況。換句話說(shuō)，在存在著第三級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案、第四級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案
等的情況下，最好是，將第三級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案、第四級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案
等布置在和第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的時(shí)候一樣被定義出來(lái)的布置位置的容
許范圍內(nèi)。
(第一個(gè)實(shí)施例的第二個(gè)變形例)
下面，在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的第二個(gè)變形例中，將說(shuō)明對(duì)第一個(gè) 實(shí)施例(或者第一個(gè)變形例)所涉及的光掩模而言最好的斜入射角的范圍。 到這里為止，對(duì)對(duì)用在曝光的斜入射角而言最好輔助圖案的布置位置做了 說(shuō)明。在該變形例中，將顯示實(shí)際存在最佳斜入射角這一情況。換句話說(shuō)， 將輔助圖案布置在對(duì)那一最佳斜入射角而言為最佳之位置而構(gòu)成的光掩 模，將成為形成圖案時(shí)最佳的光掩模。
用于實(shí)際曝光的照明不僅有點(diǎn)光源，還有具有一定面積的光源。因此，曝光時(shí)同時(shí)存在多個(gè)斜入射角0。這里，在考慮最佳的斜入射角的時(shí)候， 將斜入射照明分為環(huán)狀照明、雙極照明及四極照明一類等來(lái)考慮。因?yàn)椋?拿環(huán)狀照明而言，所有的照明成分相對(duì)光掩模面而言成為斜入射成分，而 對(duì)光掩模上的每一個(gè)線圖案而言卻存在著實(shí)質(zhì)上不能成為斜入射成分的照 明成分。與此相對(duì)，雙極照明及四極照明中，卻不存在斜入射成分以外的 照明成分。
具體而言，在環(huán)狀照明中，垂直于線圖案的延伸方向(以下稱其為線
方向)入射的光對(duì)那一線圖案而言成為斜入射光；而從平行于線方向的方 向入射的光對(duì)那一線圖案而言實(shí)質(zhì)上成為垂直入射光。因此，存在著這樣 的垂直入射成分的照明，不管它的形狀如何，都可將它分在環(huán)狀照明這一類中。
另一方面，在極開(kāi)在垂直于線方向的那一方向上的雙極照明中，對(duì)那 一線圖案實(shí)質(zhì)上為垂直入射成分的光就不存在了。因此，這樣的僅存在斜 入射成分的照明，不管其形狀如何，都可將它分在雙極照明這一類中。
在四極照明中，也和雙極照明一才羊，不存在從平4亍于線方向的那一方 向入射的成分(換句話說(shuō)，實(shí)質(zhì)的垂直入射光)。在四極照明中，存在的僅 是從線方向的對(duì)角方向(和線方向成45度的角度的方向)入射的斜入射 光。例如，在從與線方向成45度角的對(duì)角方向射入由相對(duì)開(kāi)口數(shù)NA由 sin^max = NA定義的最大斜入射角0max的光的情況下，將這一光投 影到垂直于線方向的那一方向以后，實(shí)質(zhì)上就與sin0= NAX0.505的斜 入射成分等價(jià)。從這一特殊性來(lái)看，四極照明具有和雙極照明不一樣的特 性。
下面，利用模擬結(jié)果，說(shuō)明在以衍射光產(chǎn)生圖案作輔助圖案布置給主 圖案的情況下，DOF對(duì)斜入射角的依賴性。這里，使用圖9 (a) 圖9 (c)所示的光掩模圖案進(jìn)行模擬。需提一下，在圖9 (a)中，僅布置了 第一輔助圖案113，該第一輔助圖案113由半遮光部分構(gòu)成，其寬度為D; 在圖9 (b)中，僅布置了第二輔助圖案114，該第二輔助圖案114由半遮 光部分構(gòu)成，其寬度為D;在圖9 (c)中，布置了所述第一輔助圖案113 和所述第二輔助圖案114。圖9 (a) 圖9 (c)中的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110 由半遮光部分lll和移相器112構(gòu)成，該光掩模的寬度為L(zhǎng)，移相器的寬用環(huán)狀照明對(duì)圖9 (a) 圖9 (c)中所示的光掩模圖案進(jìn)行斜入射 曝光所得到的模擬結(jié)果示于圖14 (a) 圖14 (d)。圖14 (a)為顯示用 于模擬的環(huán)狀照明的圖。在圖14 (a)中，照明形狀的內(nèi)徑用Sl來(lái)表示， 外徑用S2來(lái)表示。而且，在圖14 (a)中，還示出了 XY坐標(biāo)系。需提一 下，設(shè)圖9 (a) 圖9 (c)中的每一個(gè)線圖案(光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)110、第 一及第二輔助圖案113及114)是平行于XY坐標(biāo)系的Y軸布置著的。還 有，在模擬DOF對(duì)斜入射角的依賴性之際，當(dāng)在用圖14 (a)所示的照 明進(jìn)行曝光的情況下，定義S:(S1 + S2) /2,同時(shí)根據(jù)sin0二SxNA 來(lái)布置圖9 (a) 圖9 (c)中的每一個(gè)輔助圖案113及114,進(jìn)行那時(shí) 的圖案形成特性的模擬。這里，在模擬過(guò)程中，設(shè)L二 100nm、 W = 60nm、 D二60nm， A=193nm， NA = 0.7。確定環(huán)狀照明的形狀時(shí)，要讓S2 — Sl = 0.02。對(duì)在這些條件下用圖9 (a) 圖9 (c)中的每一個(gè)圖所示的 光掩模圖案形成寬度80nm的圖案的時(shí)候，DOF對(duì)斜入射角0的依賴性 (正確地講為對(duì)斜入射位置S = sin0 /NA的依賴性)的模擬結(jié)果示于圖 14 (a) 圖14 (d)中。需提一下，在圖14 (b) 圖14 (d)中，為了 比較，還示出了用寬度100nm的遮光圖案作主圖案的情況下的結(jié)果。換 句話說(shuō)，在圖14 (a) 圖14 (d)中，用實(shí)線表示主圖案為光掩模加強(qiáng) 結(jié)構(gòu)的情況下的結(jié)果，用虛線表示主圖案為遮光圖案的情況下的結(jié)果。
在圖14 (a) 圖14 (d)所示的所有結(jié)果中，在S《0.7的照明條件 下的DOF最大。在S大于等于0.58且小于等于0.8的照明條件下，和用 遮光圖案作主圖案的情況相比，用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)作主圖案時(shí)DOF提高 了。換句話說(shuō)，若使用滿足sin0二 0.7XNA的斜入射角0作曝光條件， 由sin0及NA定義的位置給由光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的主圖案布置了輔助 圖案而構(gòu)成的圖9 (a) 圖9 (c)所示的光掩模圖案，就成為圖案形成 特性最優(yōu)良的光掩模圖案。需提一下，是按上述決定最佳照明條件的，不 僅如此，將光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)引入到主圖案中以后，同時(shí)使用sin0大于等 于0.6且小于等于0.8XNA的照明條件的話，和主圖案由遮光圖案構(gòu)成的 情況相比，這時(shí)可使DOF提高。
若以所述模擬條件為例進(jìn)行說(shuō)明的話，情況如下。換句話說(shuō)，因最佳
47照明條件為sin 0 = 0.7 X NA且NA = 0.7 ，故通過(guò)在離構(gòu)成主圖案的移相 器的中心的距離為入/ (2Xsin0) = 0.193 / (2X0.7X0.7) =197nm 的位置上布置第一輔助圖案(正確地講為其中心)，就能得到最佳的光掩模。 同樣，通過(guò)在離構(gòu)成主圖案的移相器的中心的距離為久/ (2Xsin0) + 入/ (NA+sin0) =0.193 / (2X0.7X0.7) + 0.193 / (0.7 + 0.7X0.7) =359nm的位置上布置第二輔助圖案(正確地講為其中心)，就能得到最 佳的光掩模。
將光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)引入到主圖案中，同時(shí)將第一輔助圖案(正確地講 為其中心)布置在離主圖案的移相器的中心的距離大于等于0.193/ (2 X0.8X0.7) = 172nm且小于等于0.193/ (2X0.58X0.7) = 238nm的 范圍內(nèi)，就能產(chǎn)生DOF的提高效果。同樣，將第二輔助圖案(正確地講 為其中心)布置在離主圖案的移相器的中心的距離大于等于0.193/ (2 X0.8X0.7) + 0.193/ (0.7 + 0.8X0.7) = 325nm且小于等于0.193 / (2X0.58X0.7) +0.193/ (0.7 + 0.58X0.7) = 412nm的范圍內(nèi)，就能 產(chǎn)生DOF的提高效果。
用雙極照明對(duì)圖9 (a) 圖9 (c)中所示的光掩模圖案進(jìn)行斜入射 曝光的模擬結(jié)果示于圖15 (a) 圖15 (d)中。圖15 (a)為顯示用于 模擬的雙極照明的圖。在圖15 (a)中還示出了 XY坐標(biāo)系。在圖15 (a) 中，分極了的照明形狀的內(nèi)徑坐標(biāo)用xl來(lái)表示，外側(cè)坐標(biāo)用x2來(lái)表示。 這里，設(shè)雙極照明的分極的方向?yàn)榇怪庇诠庋谀＜訌?qiáng)結(jié)構(gòu)110等的線方向 的方向。換句話說(shuō)，雙極照明的分極的方向?yàn)槠叫杏赬Y坐標(biāo)系的X軸的 方向，設(shè)圖9 (a) 圖9 (c)中的每一個(gè)線圖案是平行于XY坐標(biāo)系的Y 軸布置著的。還有，在模擬DOF對(duì)斜入射角的依賴性之際，在用圖15 (a) 所示的照明進(jìn)行曝光的情況下，定義S = (xl + x2) /2，同時(shí)根據(jù)sin 0二SXNA來(lái)布置圖9 (a) 圖9 (c)中的每一個(gè)輔助圖案113及114, 進(jìn)行那時(shí)的圖案形成特性的模擬。這里，在模擬過(guò)程中，設(shè)L-100nm、 W = 60nm、 D = 60nm、 A =193nm、 NA=0.7。確定雙極照明的形狀時(shí)， 要讓x2—xl=0.02。和圖14 (a) 圖14 (d)所示的環(huán)狀照明的情況一 樣，對(duì)在這些條件下用圖9 (a) 圖9 (c)中的每一個(gè)圖所示的光掩模 圖案形成寬度80nm的圖案的時(shí)候，DOF對(duì)斜入射角0的依賴性(正確地講，為對(duì)斜入射位置S = sin0 /NA的依賴性)的模擬結(jié)果示于圖15 (a) 圖15 (d)中。需提一下，在圖15 (b) 圖15 (d)中，為了比 較，還示出了用寬度100nm的遮光圖案作主圖案的情況下的結(jié)果。換句 話說(shuō)，在圖15 (a) 圖15 (d)中，用實(shí)線表示主圖案為光掩模加強(qiáng)結(jié) 構(gòu)的情況下的結(jié)杲，用虛線表示主圖案為遮光圖案的情況下的結(jié)果。
在圖15 (b) 圖15 (d)所示的所有結(jié)果中，在S義0.58的照明條 件下的DOF最大。在S大于等于0.5且小于等于0.7的照明條件下，和 用遮光圖案作主圖案的情況相比，用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)作主圖案時(shí)DOF提 高了。換句話說(shuō)，若用滿足sin0二O.58XNA的斜入射角0作曝光條件， 由sin0及NA定義的位置給由光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的主圖案布置輔助圖 案而構(gòu)成的圖9 (a) 圖9 (c)所示的光掩模圖案，就成為圖案形成特 性最優(yōu)良的光掩模圖案。需提一下，是按上述決定最佳照明條件的，不僅 如此，將光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)引入到主圖案中，同時(shí)使用sin^大于等于0.5X NA且小于等于0.7XNA的照明條件的話，和主圖案由遮光圖案構(gòu)成的情 況相比，這時(shí)可使DOF提高。
其次，用四極照明對(duì)圖9 (a) 圖9 (c)中所示的光掩模圖案進(jìn)行 斜入射曝光的模擬結(jié)果示于圖16 (a) 圖16 (d)中。圖16 (a)為顯 示用于模擬的四極照明的圖。在圖16 (a)中，XY坐標(biāo)軸也顯示出來(lái)了。 需提一下，設(shè)圖9 (a) 圖9 (c)中的每一個(gè)線圖案(光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 110、第一及第二輔助圖案113及114)是平行于XY坐標(biāo)系的Y軸布置 著的。在圖16 (a)中，四極照明為極分在所述線圖案的方向(線方向) 的對(duì)角方向的位置上的照明，極分在垂直于線方向(Y軸方向)的那一個(gè) 方向(X軸方向)上的照明形狀的內(nèi)側(cè)坐標(biāo)用xl來(lái)表示，外側(cè)坐標(biāo)用x2 來(lái)表示。還有，在模擬DOF對(duì)斜入射角的依賴性之際，與圖15 (a)所 示的雙極照明一樣，在用圖16 (a)所示的照明進(jìn)行曝光的情況下，定義 S=(xl + x2) /2，同時(shí)根據(jù)sin0-SXNA來(lái)布置圖9 (a) 圖9 (c) 中的每一個(gè)輔助圖案113及114，進(jìn)行那時(shí)的圖案形成特性的模擬。這里， 在模擬過(guò)程中，設(shè)L =100nm、 W 二 60nm、 D 二 60nm、 A =193nm、 NA=0.7。確定四極照明的形狀時(shí)，要讓x2 — xl-0.02。和圖15 (b) 圖15 (d)所示的雙極照明的情況一樣，對(duì)在這些條件下用圖9 (a) 圖9(c)中的每一個(gè)圖所示的光掩模圖案形成寬度80nm的圖案的時(shí)候，DOF 對(duì)斜入射角0的依賴性(正確地講，為對(duì)斜入射位置S = sin0 / NA的依 賴性)的模擬結(jié)果示于圖16(b) 圖16(d)中。需提一下，在圖16(b) 圖16 (d)中，為了比較，還示出了用寬度100nm的遮光圖案作主圖案 的情況下的結(jié)果。換句話說(shuō)，在圖16 (b) 圖16 (d)中，用實(shí)線表示 主圖案為光掩模加強(qiáng)構(gòu)的情況下的結(jié)果，用虛線表示主圖案為遮光圖案的 情況下的結(jié)果。
在圖16 (b) 圖16 (d)所示的所有結(jié)果中，即在四極照明中，在 S《0.50的照明條件下，DOF最大。換句話說(shuō)，在四極照明中，最佳的斜 入射角0由sin0二O.5OXNA來(lái)決定。這是因?yàn)橥队霸谒臉O照明中的X軸 上的位置為將本來(lái)的斜入射位置0.505倍以后而得到的，因此就對(duì)應(yīng)于將 環(huán)狀照明中的最佳條件即sin^= 0.7這一值0.505倍以后所得到的值了 。 最理想的斜入射角0由0.4XNA《sin0《0.6XNA來(lái)決定。此時(shí)，離開(kāi) 了四個(gè)極的每一個(gè)照明區(qū)域的光源中心(XY坐標(biāo)系的原點(diǎn))的距離大于 等于0.4/ (0.505) xna且小于等于0.6/ (0.5。.5) xnA。
如上所述，使用環(huán)狀照明時(shí)，最理想的斜入射位置S大于等于0.6且 小于等于0.8， S = 0.7亦即sin^= 0.7XNA這一條件為最佳值。使用雙 極照明時(shí)，最理想的斜入射位置S大于等于0.5且小于等于0.7， S = 0.58 亦即sin0二O.58XNA這一條件為最佳值。使用四極照明時(shí)，蕞理想的斜 入射位置S大于等于0.4且小于等于0.6， S= 0.5亦即sin^= 0.5XNA 這一條件為最佳值。換句話說(shuō)，在環(huán)狀照明及雙極照明的情況下，最理想 的斜入射位置S的范圍有共同的部分，由斜入射位置S大于等于0.58且 小于等于0.7的值定義的、圖9 (a) 圖9 (c)所示的光掩模圖案，無(wú) 論對(duì)屬于環(huán)狀照明之類的照明還是對(duì)屬于雙極照明之類的照明，都能成為 DOF特性極優(yōu)的光掩模圖案。不是圖16 (a)所示的理想的四極照明，而 是在照明區(qū)域分布在不限于與線方向成45度角的很廣的角度方向上的變 形四極照明，實(shí)質(zhì)上屬于環(huán)狀照明一類及雙極照明一類，對(duì)應(yīng)于該環(huán)狀照 明及雙極照明的同一個(gè)理想的斜入射角而形成的光掩模，是實(shí)用上最理想 的光掩模。
若給對(duì)應(yīng)于大于等于0.4且小于等于0.8的斜入射位置S而構(gòu)成的光
50掩模選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)恼彰鳁l件，該光掩模就成為DOF特性極優(yōu)的光掩模。 需提一下，實(shí)用上最理想的照明為環(huán)狀照明。這是由于因雙極照明幾
乎對(duì)平行于照明形狀的極的方向的線圖案沒(méi)有什么效果，成為雙極照明的
適用對(duì)象的圖案受到限制之故。再就是，四極照明，在形成由于一個(gè)線彎
曲而構(gòu)成的T型、L型等圖案時(shí)，會(huì)產(chǎn)生該圖案的形狀相對(duì)光掩模形狀產(chǎn)
生很大的變形等不理想的現(xiàn)象。
(第一個(gè)實(shí)施例的第三個(gè)變形例)
下面，在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的笫三個(gè)變形例中，對(duì)第一個(gè)實(shí)施例 (或者是第一個(gè)變形例或者是第二個(gè)變形例)所涉及的光掩模的光掩模加 強(qiáng)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)更理想的效果的輔助圖案的布置情況加以說(shuō)明。
到這里為止，說(shuō)明了通過(guò)在主圖案中引入光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，即可獲得 各種效果的情況。換句話說(shuō)，在光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中，通過(guò)調(diào)整主圖案的光 掩模寬度和其內(nèi)部分的移相器的寬度，即可使DOF、對(duì)比度等圖案形成特 性提高。
但是，無(wú)論使用圖1 (b)、圖1 (c)還是圖2 (a) 圖2 (d)所示 的哪一種結(jié)構(gòu)，都最好是包圍移相器的半遮光部分或者遮光部分具有一定 大小的寬度。因?yàn)槿绻鼑葡嗥鞯陌胝诠獠糠只蛘哒诠獠糠诌^(guò)于微細(xì)， 加工光掩模時(shí)，這一微細(xì)部分就很難加工，同時(shí)還會(huì)在加工后所進(jìn)行的清 洗等后處理中，出現(xiàn)圖案剝離等問(wèn)題。若移相器的透光率和透光部分的透 光率大致相等，就不能通過(guò)利用了光的透過(guò)性的光掩模檢查將移相器和透 光部分區(qū)別開(kāi)來(lái)。與此相對(duì)，若在移相器和透光部分的交界處存在著光掩 模檢查裝置所能夠確認(rèn)的、低透光率的半遮光部分或者遮光部分，就很容 易對(duì)光掩模進(jìn)行檢查。
需提一下，從光掩模加工的觀點(diǎn)來(lái)看，最好是，在光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中， 包圍移相器的半遮光部分或者遮光部分的寬度最小也要在大于等于20nm (光掩模上的實(shí)際尺寸)。這是因?yàn)橐话阏J(rèn)為用以加工光掩模的電子束曝光 裝置中，使用2級(jí)曝光等技術(shù)所能夠?qū)崿F(xiàn)的析像界限在20nm左右之故。
因?yàn)槭褂貌ㄩL(zhǎng)和曝光波長(zhǎng)一樣的光來(lái)檢查光掩模是理想的，故最好是 光掩模檢查裝置能夠確認(rèn)的尺寸大于等于曝光波長(zhǎng)的1/4倍(光掩模上 的實(shí)際尺寸)。因?yàn)樾∮诘扔谶@一個(gè)尺寸的尺寸是不能由光來(lái)確認(rèn)的。這里，光掩模上的實(shí)際尺寸指的是，尚未用光掩模倍數(shù)將晶圓上的尺寸進(jìn)行換算 的尺寸、即光掩模上的實(shí)際尺寸。
但是，因?yàn)闉榈玫阶鳛楣庋谀＜訌?qiáng)結(jié)構(gòu)的效果，就要求透過(guò)移相器的 光和透過(guò)透光部分的光相互干涉，所以最好是由移相器和透光部分所夾的 半遮光部分(或者遮光部分)的尺寸，小于等于所迷兩個(gè)光強(qiáng)烈地相互干
涉的那一距離即0.3X A /NA。但因?yàn)檫@是晶圓上的轉(zhuǎn)移像的距離，故在 光掩模上的尺寸要小于等于光掩模倍數(shù)M乘上這一尺寸所得到的距離即 (0.3X入/NA) XM。
下面，根據(jù)模擬結(jié)杲，對(duì)采用了借助本變形例所涉及的輔助圖案的設(shè) 置方案而產(chǎn)生了更好的效果的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)極優(yōu)的圖案形成特性 這一'1t^L加以"i兌明。
圖17 (a)為顯示用于模擬的光掩模圖案的圖。需提一下，在圖17(a) 中，用同一個(gè)符號(hào)來(lái)表示和圖1 (a)所示的笫一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模 的構(gòu)成部分一樣的構(gòu)成部分，詳細(xì)說(shuō)明省略。
如圖17 (a)所示，在由遮光部分101A (第一個(gè)實(shí)施例中的第一半 遮光部分101A)和移相器IOIB構(gòu)成的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的主圖案101中， 設(shè)主圖案101的寬度為L(zhǎng)，移相器101B的寬度為W。還有，在主圖案101 的兩側(cè)，布置了一對(duì)使曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案102。 從該移相器101B的中心到輔助圖案102的中心的距離為G 。輔助圖案102 由寬度為D的半遮光部分構(gòu)成。
圖17(b) 圖17(d)，示出了通過(guò)模擬評(píng)價(jià)的在L-90nm、D-70nm 固定不變，不斷地改變W及G而形成寬度90nm的圖案的情況下的DOF 及曝光容限。這里，曝光容限意味著為讓圖案尺寸改變10%所必需的曝 光量的變化量(單位:％)。換句話說(shuō)，因?yàn)槠毓馊菹拊酱?，?dāng)曝光量變化 時(shí)，圖案尺寸就越穩(wěn)定。故在實(shí)際的圖案形成工序中，曝光容限越大，當(dāng) 曝光量變化時(shí)，圖案尺寸卻很難變化。這是一個(gè)很理想的狀況。模擬時(shí)， 使用了波長(zhǎng)入=193nm、 NA=0.7，圖16 (a)所示的四極照明。只不過(guò) 是，在圖16 (a)所示的結(jié)構(gòu)中，xl=0.45XNA， x2 = 0.6'XNA。
具體而言，圖17 (b)示出了在G:240nm及G: 500nm這兩種情 況下，DOF對(duì)W(移相器的寬度)的依賴性；圖17(c)示出了在G = 240nm及G二500nm這兩種情況下，曝光容限對(duì)W (移相器的寬度)的依賴性。
從圖17 (b)及圖17 (c)可知在G二500nm的模擬結(jié)果中，當(dāng)W 《90nm的時(shí)候，亦即移相器的寬度W變得近似等于光掩模圖案的寬度(主 圖案101的寬度)L的時(shí)候，DOF、曝光容限都變成最大。還因DOF僅 與移相器的寬度W成正比地平緩地增加，故若使移相器的寬度W相對(duì)光 掩模圖案的寬度L而言很細(xì)，就得不到充分大的容限。
為在形成圖案時(shí)得到充分大的容限，有必要將移相器的寬度W設(shè)定成 和光掩模圖案的寬度L近似相等的尺寸，但是在這種情況下，包圍移相器 的遮光部分的寬度變得非常微細(xì)，作為光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)是不理想的。
另一方面，由圖17 (b)及圖17 (c)可知，在G二240nm的模擬結(jié) 果中，當(dāng)W《60nm的時(shí)候，曝光容限最大，同時(shí)DOF也比W二0時(shí)的 單純的遮光圖案提高了很多。因此，通過(guò)使移相器的寬度W比90nm的 光掩模圖案的寬度L窄30nm左右，在形成圖案時(shí)就能得到充分大的容限。 在這種情況下，包圍移相器的遮光部分的寬度為15nm。這是因?yàn)榭s小倍 數(shù)M為4被，換算成光掩模上的實(shí)際尺寸后，就成為60nm，故確保了曝 光波長(zhǎng)(193nm)的l/4倍以上(包括1/4)的尺寸。需提一下，在圖 17 (b)及圖17 (c)中，W = 90nm意味著主圖案IOI僅由移相器構(gòu)成。 從以上說(shuō)明的結(jié)果可知，在主圖案的光掩模寬度相等的情況下，與讓 主圖案使用單純的移相器的情況相比，讓主圖案使用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，再 布置上輔助圖案的話，能夠提高光掩模的曝光容限。需提一下，若設(shè)NA XSin0= (xl + x2) /2， G = 240nm就相當(dāng)于為第一輔助圖案(輔助 圖案102)的最佳布置位置即A/ (2Xsin0)。雖然省略不提，本案發(fā)明 人已經(jīng)確認(rèn)好了第二輔助圖案(相當(dāng)于為最佳布置位置即A / (2Xsin0) + (入/NA+sin0) G二440nm的時(shí)候)也有同樣的結(jié)果。
由圖17 (b)及圖17 (c)可知，在曝光容限達(dá)到其最大值之前，它 是與移相器的寬度W成正比地急劇增加。另一方面，若能確保充分大的曝 光容限，移相器的寬度W也就不必是使曝光容限最大化的值了。因此，.能 否邊充分地確保包圍移相器的半遮光部分或者遮光部分的寬度，邊在形成 圖案時(shí)確保充分大的容限，是依賴于DOF是否隨光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的移 相器的寬度W的增加而大大地提高來(lái)決定。圖17 (d)示出了所描繪出來(lái)的DOF是如何隨移相器的寬度W與從 移相器的中心到輔助圖案的中心的距離G構(gòu)成的矩陣而變化的結(jié)果。從這 一結(jié)果可知，當(dāng)G:240nm (0.24〃m)及G = 440nm (0.44/im)時(shí)， DOF與W值成正比地急速地增加。如上所述，這些是分別對(duì)應(yīng)于本變形 例中的第 一輔助圖案的最佳布置位置及笫二輔助圖案的最佳布置位置的位 置。因此，通過(guò)在這些位置上布置輔助圖案，就既能充分地確保光掩模加 強(qiáng)結(jié)構(gòu)中包圍移相器的半遮光部分及遮光部分的寬度，又能在形成圖案時(shí) 確保充分大的容限。
(第 一個(gè)實(shí)施例的第四個(gè)變形例)
下面，作為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的第.四個(gè)變形例，對(duì)第一個(gè)實(shí)施例 (或者第一個(gè)實(shí)施例的第一個(gè)變形例到第三個(gè)變形例)所涉及的光掩模產(chǎn) 生更理想的效果的輔助圖案的寬度進(jìn)行說(shuō)明。
首先，說(shuō)明對(duì)在將圖4所示的光掩模圖案曝光的情況下，DOF、曝光 容限等對(duì)輔助圖案的寬度的依賴性進(jìn)行模擬所得到的結(jié)果。模擬時(shí)，使用 了；i-193nm、 NA-0.7的環(huán)狀照明(內(nèi)徑0.65，外徑0.75)。還設(shè)透 光部分及移相器的透光率為1，移相器以外的光掩模圖案部分全部由半遮 光部分(透光率6%)構(gòu)成。而且，每一個(gè)輔助圖案根據(jù)sin^=0.7XNA 被設(shè)置在圖4所示的最佳位置上。
一般情況下，若使輔助圖案很粗，則主圖案的DOF就增大，而曝光 容限卻減少。這里，通過(guò)對(duì)主圖案轉(zhuǎn)移中的DOF及曝光容限進(jìn)行模擬來(lái) 評(píng)價(jià)這一現(xiàn)象實(shí)際上是如何依賴第 一及第二輔助圖案的寬度的。具體而言， 求出了第一及第二輔助圖案102及103的寬度Dl及D2分別從40nm變 化到100nm時(shí)，L=140nm、 W = 80nm的主圖案101的DOF及曝光 容限。
圖18 (a)及圖18 (b)示出了將D2固定在70nm，讓D1從40nm 變化到100nm的情況下對(duì)DOF及曝光容限的模擬結(jié)果；圖18 (c)及圖 18 (d)示出了將Dl固定在70nni，讓D2從40nm變化到100nm的情 況下對(duì)DOF及曝光容限的模擬結(jié)果。需提一下，圖18 (a)到圖18 (d) 所示的DOF及曝光容限，都是形成寬90nm的圖案的時(shí)候的DOF及曝 光容限。從圖18 (a)及圖18 (b)所示的結(jié)果可知，第一輔助圖案102的寬 度D1增加時(shí)，主圖案轉(zhuǎn)移中的DOF也與其成正比地大幅度地增加；還 知道，隨著寬度D1的增加，主圖案轉(zhuǎn)移中的曝光容限卻大大地減少。換 句話說(shuō)，若第一輔助圖案102較粗，DOF增加，曝光容限卻減少。因此， 只有折中考慮這二者的關(guān)系來(lái)提高容限，別無(wú)它法。
從圖18 (c)及圖18 (d)所示的結(jié)果可知，第二輔助圖案103的寬 度D2增加時(shí)，主圖案轉(zhuǎn)移中的DOF也與其成正比地大幅度地增加，這 和第一輔助圖案102的時(shí)候是一樣的。但即使寬度D2增加，主圖案轉(zhuǎn)移 中的曝光容限卻僅減少一點(diǎn)點(diǎn)。因此，可通過(guò)增加寬度D2，而在不使曝 光容限下降的情況下，讓DOF提高。
如上所述，讓第二輔助圖案的寬度D2大于第一輔助圖案的寬度Dl 以后，就既能將曝光容限維持在一個(gè)較高的狀態(tài)，又能使DOF提高。本 案發(fā)明人由經(jīng)驗(yàn)得知，即使第二輔助圖案為在未形成光阻的非感光部分的 范圍內(nèi)的笫一輔助圖案的最大寬度的1.2倍左右，第二輔助圖案也不會(huì)形 成光阻的非感光部分。因此，即使讓第二輔助圖案的寬度為第一輔助圖案 的1.2倍，也不會(huì)發(fā)生形成光阻的非感光部分這樣的現(xiàn)象。這^"以來(lái)，讓 第二輔助圖案的寬度D2大于等于第一輔助圖案的寬度D1的1.2倍以后， 就既能避免出現(xiàn)第二輔助圖案形成光阻的非感光部分的現(xiàn)象，又確實(shí)能得 到上述效果。只不過(guò)是，為能夠得到由輔助圖案帶來(lái)的DOF提高效果， 最好是，輔助圖案的寬度大于等于輔助圖案析像的最小尺寸的一半。換句 話說(shuō)，在第一輔助圖案的寬度D1為產(chǎn)生DOF提高效果那么大的情況下， 為使第二輔助圖案不析像，最好是是第二輔助圖案的寬度D2小于等于第 一輔助圖案的寬度D1的2倍。
需提一下，在本變形例中，是以在主圖案的兩側(cè)設(shè)一對(duì)成為衍射光產(chǎn) 生圖案的輔助圖案為前提來(lái)進(jìn)行說(shuō)明的。但是，在主圖案的一側(cè)緊挨著的 是另外一個(gè)主圖案的情況下，即使僅在和主圖案中的這另外一個(gè)主圖案接 近的那一側(cè)相反的一側(cè)形成輔助圖案，也能收到和本變形例一樣的效果。 (第二個(gè)實(shí)施例)
下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模圖案。 圖19為第二個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模圖案的平面圖。
55如圖19所示，在透光基板200上形成通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移的主圖案 201。主圖案201，由擁有讓曝光光部分地透過(guò)的第一透光率的第一半遮 光部分201A和移相膜201B組成。第一半遮光部分201A擁有主圖案201 的外形形狀。移相器201B形成在主圖案201的周緣部位且由第一半遮光 部分201A包圍著。移相膜201B例如是通過(guò)挖透光基板200而形成的。 在離透光基板200上的主圖案201的移相器201B的中心的距離為A / (2 Xsin0)的位置上形成了讓曝光先衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的第一輔助圖 案202 (寬度:D1)，在該第一輔助圖案202和主圖案201之間夾的是透光 部分。還有，在離透光基板200上的第一輔助圖案202的中心(遠(yuǎn)離主圖 案201的那一方向)的距離為A/ (NA + sin^)的位置上形成了讓曝 光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的第二輔助圖案203 (寬度:D2)，在該第二 輔助圖案203和第一輔助圖案202之間夾的是透光部分。這里，第一輔助 圖案202和第二輔助圖案203都是由擁有讓曝光光部分地透過(guò)的第二透光 率的第二半遮光部分構(gòu)成。
需提一下，在本實(shí)施例中，移相器201B和第一輔助圖案202之間的 距離可為(A / (2Xsin0))附近的值(參考第一個(gè)實(shí)施例的第一個(gè)變形 例)。
在本實(shí)施例中，移相器201B和第二輔助圖案203之間的距離可為(入 / (2Xsin0)) + (A / (NA + sin0))附近的值(參考第一個(gè)實(shí)施 例的第一個(gè)變形例)。
在本實(shí)施例中，最好是，上迷sin^ (0:斜入射角)大于等于0.4X NA且小于等于0.8XNA，大于等于0.58XNA且小于等于0.7XNA就更 好了。在使用環(huán)狀照明進(jìn)行曝光的時(shí)候，最好是，上迷sin0大于等于0.6 XNA且小于等于0.80XNA。在使用四極照明進(jìn)行曝光的時(shí)候，最好是， 上述sin0大于等于0.4XNA且小于等于0.60XNA (參考第一個(gè)實(shí)施例 的第二個(gè)變形例)。
在本實(shí)施例中，最好是，第二輔助圖案203的寬度D2大于第一輔助 圖案202的寬度D1， D2大于等于D1的1.2倍就更好了 (參考第一個(gè)實(shí) 施例的第四個(gè)變形例)。
下面，說(shuō)明本實(shí)施例中的移相器的布置的特征。首先，當(dāng)想要形成的
56圖案的尺寸在o.3x;i /NA以下(包括等于)的時(shí)候，最好是將移相器布 置在對(duì)應(yīng)于該圖案的半遮光部分(半遮光圖案)的中心；當(dāng)想要形成的圖 案的尺寸在X /NA以上(包括等于)的時(shí)候，最好是將移相器布置在對(duì) 應(yīng)于該圖案的半遮光圖案的周緣部位；當(dāng)想要形成的圖案的尺寸大于0.3 xA /NA且小于又/NA的時(shí)候，既可將移相器布置在對(duì)應(yīng)于該圖案的 半遮光圖案的中心，又可將移相器布置在對(duì)應(yīng)于該圖案的半遮光圖案的周 緣部位。
將移相器布置在為形成尺寸大于等于入/NA的圖案的光掩模圖案部 分中的周緣部位的理由有兩個(gè)， 一是為了通過(guò)后述的"輪廓加強(qiáng)法"得到 圖案形成特性的提高效果，二是為了將辨射光產(chǎn)生圖案布置在最佳的位置 上。具體而言，最好是將移相器布置在離半遮光圖案的外周的距離小于等 于入/ (2Xsin0)的那一范圍內(nèi)。換句話說(shuō)，為布置第一級(jí)衍射光產(chǎn)生 圖案，有必要將移相器布置在半遮光圖案(主圖案)中離外周的距離小于 等于入/ (2Xsin0)的那一位置上。還有，考慮到sin0的最大值為NA
這一點(diǎn)，在尺寸大于等于;i/na的半遮光圖案的情況下，則最好是將移 相器布置在其周緣部位。
在圖19所示的光掩模中，光掩模圖案由主圖案201、第一輔助圖案 202及第二輔助圖案203構(gòu)成。透光基板200上未形成該光掩模圖案的部 分未透光部分(開(kāi)口部分)。
透過(guò)移相膜201B的光和透過(guò)透光部分的光之間，有一個(gè)相位彼此相 反的關(guān)系(具體而言，兩者間的相位差具有大于等于(150 + 360 X n) 度且小于等于(210 + 360 X n)度(n為整數(shù))這樣的關(guān)系)。
透過(guò)第一半遮光部分201A及第二半遮光部分(第一輔助圖案202及 第二輔助圖案203)的光和透過(guò)透光部分的光之間，分別具有一個(gè)相位彼 此相同的關(guān)系(具體而言，兩者間的相位差具有大于等于(—30 + 360 X n)度且小于等于(30 + 360 X n)度(n為整數(shù))這樣的關(guān)系)。
根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例，因?yàn)橹鲌D案201由第一半遮光部分201A和移相 器201B構(gòu)成，故可由透過(guò)移相器201B的光來(lái)抵消透過(guò)透光部分及第一 半遮光部分201A的光的一部分。結(jié)果是，能夠?qū)?duì)應(yīng)于主圖案201的暗 影的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度提高。還有，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例，除了主圖案201以外，還形成了低透光率 的第一及第二輔助圖案202及203。具體而言，在離主圖案201的移相器 201B的中心的距離為入/ (2Xsin0)的位置上形成了第一輔助圖案(第 一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案)202;在離第一輔助圖案202的中心的距離為入/ (NA + sin^)的位置上形成了第二輔助圖案(第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案) 203。于是，就確實(shí)能產(chǎn)生和透過(guò)主圖案201的移相器201B的光干涉的 衍射光。結(jié)果是，主圖案201的轉(zhuǎn)移像中的散焦特性提高，DOF特性也
就提lfj 。
但是，在本實(shí)施例中，即使移相器201B和第一輔助圖案202之間的 距離為(義/ (2Xsin0))附近的值，也能收到一定的上述效果。同樣， 即使移相器201B和第二輔助圖案203之間的距離為(入/ (2Xsin0)) + (A / (NA + sin0))附近的值，也能收到一定的上述效果(參考第 一個(gè)實(shí)施例的第一個(gè)變形例)。最好是，上迷sin0 (0:斜入射角)大于等 于0.4XNA且小于等于0.8XNA，大于等于0.6XNA且小于等于0.7X NA就更好了 (參考第一個(gè)實(shí)施例的第二個(gè)變形例)。
還有，在本實(shí)施例中，由主圖案201的移相器201B和透光部分所夾 的半遮光部分(第一半遮光部分201A)的寬度至少大于等于20nm (光掩 模上的實(shí)際尺寸);大于等于曝光波長(zhǎng)的1/4就更好了 (參考第一個(gè)實(shí)施 例的第三個(gè)變形例)。
還有，在本實(shí)施例中，第二輔助圖案203的寬度D2大于第一輔助圖 案202的寬度D1， D2大于等于D1的1.2倍就更好了 (詳細(xì)情況參考第 一個(gè)實(shí)施例的第四個(gè)變形例)。
還有，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例，因第一輔助圖案202及第二輔助圖案203 為半遮光部分，故可提高輔助圖案布置的自由度，由此而提高含有主圖案 201的圖案布置的周期性，這樣以來(lái)DOF可就進(jìn)一步提高了。還有，因 第一輔助圖案202及第二輔助圖案203為半遮光部分，故可在通過(guò)曝光卻 不轉(zhuǎn)移的條件下使每一個(gè)輔助圖案粗一些，所以容易加工。
還有，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例，因?qū)⒁葡嗥?01B布置在主圖案201的周 緣部位，故能夠加強(qiáng)透過(guò)透光部分的光的像的主圖案201附近的光強(qiáng)度分 布的對(duì)比度，由此而可邊將散焦特性保持得良好，邊形成圖案。還有，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)挖透光基板200以后來(lái)形成移 相器201B的，故形成圖案時(shí)能夠發(fā)揮出優(yōu)良的散焦特性。
需提一下，在第二個(gè)實(shí)施例中，可僅布置第一輔助圖案202及第二輔 助圖案203中之一個(gè)圖案。
還有，在第二個(gè)實(shí)施例中，最好是，構(gòu)成主圖案201的第一半遮光部 分201A的第一透光率在15%以下(包括15%)。這樣做以后，就既能防 止在形成圖案時(shí)光阻膜變薄，同時(shí)還能使光阻膜的感光度最佳化。但是， 要想使這些效果與DOF提高效果、對(duì)比度提高效果兩立，最好是第一透 光率大于等于3%。
還有，在第二個(gè)實(shí)施例中，最好是，第一輔助圖案202及第二輔助圖
案203 (亦即第二半遮光部分)的第二透光率在6%以上(包括6%)且 50%以上(包括50%)。這4f以來(lái)，既能防止由于每一個(gè)輔助圖案的遮光 性過(guò)高而形成光阻的非感光部分，又確實(shí)能實(shí)現(xiàn)由衍射光帶來(lái)的DOF提 高效果。
還有，在笫二個(gè)實(shí)施例中，第一半遮光部分201A和成為第一輔助圖 案202及第二輔助圖案203的第二半遮光部分，可由同一個(gè)半遮光膜例如 形成在透光基板200上的金屬薄膜構(gòu)成。因?yàn)樵谶@種情況下很簡(jiǎn)單地就能 形成每一個(gè)半遮光部分，因此也就很容易加工光掩模。上述金屬薄膜，例 如可為由例如Cr (鉻)、Ta (鉭)、Zr (鋯)、Mo (鉬)或者Ti (鈦)等 金屬制成的薄膜或者由這些金屬的合金制成的薄膜(例如厚度小于等于 50nm )。具體的合金材料可為Ta —O合金、Zr-Si合金、Mo —Si合金 或者Ti一Si合ir等。還可使用含有ZiSiO、 CrAlO、 TaSiO、 MoSiO或 者TiSiO等硅氧化物的厚膜來(lái)代替金屬薄膜。
還有，在第二個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)在透光基板100上形成由高透光 率材料構(gòu)成的移相膜來(lái)形成移相器201B。
下面，對(duì)由本案發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的、借助在遮光圖案(主圖案201)的周 緣部位形成移相器(移相器201B)這樣的結(jié)構(gòu)，而提高孤立溝槽圖案的 析像度的方法(下面，稱其為輪廓加強(qiáng)法)進(jìn)行說(shuō)明。這里，"輪廓加強(qiáng)法" 是一只要是正光阻工序下的微小溝槽圖案全能成立的原理，而與它的形狀 無(wú)關(guān)。下面，以由正光阻工序形成連接圖案的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。而且，"輪廓加強(qiáng)法"同樣適用于負(fù)光阻工序，只是這時(shí)要將正光阻工序的微小 溝槽圖案(光阻除去圖案)和微小圖案(光阻圖案)置換一下。還有，在 以下說(shuō)明中，不特別指出的話，假定移相器部分以外的遮光圖案由半遮光 部分構(gòu)成。
在例如形成有包圍開(kāi)口部分的遮光圖案且在遮光圖案的周緣部位布置 有移相器的光掩模中(以下稱其為輪廓加強(qiáng)光掩模)，透過(guò)布置在遮光圖案 的周緣部位的移相器的光，換句話說(shuō)，透過(guò)布置在開(kāi)口部分(透光部分) 的周圍的移相器的光，能將透光開(kāi)口部分及半遮光部分的光的 一部分抵消。 因此，若通過(guò)調(diào)整而用透過(guò)移相器的光的強(qiáng)度去抵消透過(guò)包圍開(kāi)口部分的
區(qū)域(輪廓部分)的光，就能形成輪廓部分的光強(qiáng)度減少到近似接近o的 那個(gè)值的光強(qiáng)度分布。透過(guò)移相器的光強(qiáng)烈地抵消輪廓部分的光，卻微弱 地抵消開(kāi)口部分中央附近的光。結(jié)果是，能收到透過(guò)輪廓加強(qiáng)光掩模的光
的強(qiáng)度分布中分布的傾斜度從開(kāi)口部分朝著周圍增大的效果。于是，因?yàn)?透過(guò)輪廓加強(qiáng)光掩模的光的強(qiáng)度分布擁有很陡的分布曲線，故形成的是對(duì) 比度很高的光強(qiáng)度的像(圖像)。這就是輪廓加強(qiáng)法中能夠加強(qiáng)光強(qiáng)度的圖 像的原理。換句話說(shuō)，通過(guò)將移相器布置在由低透光率的半遮光部分構(gòu)成 的光掩模圖案的開(kāi)口部分附近，就能在由光掩模形成的光強(qiáng)度的像中形成 對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分的輪廓的非常強(qiáng)的暗部。這樣以來(lái)，就能在開(kāi)口部分的光 強(qiáng)度及其周邊部分的光強(qiáng)度之間形成對(duì)比度得以加強(qiáng)的光強(qiáng)度分布。
需提一下，用于輪廓加強(qiáng)法中的半遮光部分的透光率高一些好，但由 于半遮光部分的存在會(huì)在本來(lái)成為遮光部分的區(qū)域存在透過(guò)光，因此，從 形成圖案時(shí)防止光阻膜(對(duì)應(yīng)于半遮光部分的光阻圖案)的膜減少或者是 從使光阻的感光度最佳化等的觀點(diǎn)來(lái)看，最好是將半遮光部分的透光率的
最大值定在15%左右。另一方面，為收到由輪廓加強(qiáng)法帶來(lái)的效果，最好 是將半遮光部分的透光率的最小值定在3%左右。于是，可以說(shuō)輪廓加強(qiáng) 光掩模中的半遮光部分的透光率的最佳值要大于等于3%且小于等于15 %。而且，在輪廓加強(qiáng)光掩模中，將移相器設(shè)置成與開(kāi)口部分相接的樣子 也行，將移相器設(shè)置成在它和開(kāi)口部分之間夾著半遮光部分的樣子也行。 沿著開(kāi)口部分的整個(gè)輪廓布置移相器也行，僅沿著該輪廓的一部分布置移 相器也行。使用讓光在和透光部分相同的相位下透過(guò)的半遮光圖案做遮光圖案以 后，就可能形成中心線加強(qiáng)法(參看第一個(gè)實(shí)施例)和輪廓加強(qiáng)法同時(shí)使 用的光掩模圖案。換句話說(shuō)，將移相器布置在用以形成微細(xì)的線圖案的半 遮光圖案的中心部位。另一方面，將移相器布置在用以形成大的圖案的半 遮光圖案的周緣部位。這樣以來(lái)，因?yàn)閷?duì)應(yīng)于大圖案的端部的光強(qiáng)度的像 的對(duì)比度就由于輪廓加強(qiáng)法而提高，所以想要形成的所有圖案中的所有部 分光強(qiáng)度的像的對(duì)比度都能加強(qiáng)。這樣，就能借助到現(xiàn)在為止形成圖案時(shí) 作為光掩模圖案用不太理想的半遮光圖案(讓光在和透光部分一樣的相位 下透過(guò)的半遮光部分)，來(lái)形成任意形狀的圖案了。還有，使用半遮光圖案 亦即半遮光膜還有以下好處。換句話說(shuō)，在現(xiàn)有的光掩模中，為確保遮光 性而必須使用厚金屬膜作光掩模圖案。與此相對(duì)，因?yàn)檫@里可用具有半遮 光性的薄金屬膜形成半遮光圖案，換句話說(shuō)，因?yàn)橛靡孕纬晒庋谀D案的
金屬膜變薄，故光掩模的加工就容易了。具體而言，在使用Cr膜的情況 下，到現(xiàn)在為止，要求光掩模圖案的厚度在lOOnm左右，半遮光圖案的 厚度卻在10nm左右就足夠了。因此，在通過(guò)蝕刻形成微細(xì)的光掩模圖案 的情況下、在形成光掩模圖案之后進(jìn)行清洗等的情況下，都難以出現(xiàn)剝離 等不良現(xiàn)象。
需提一下，在第二個(gè)實(shí)施例中，使用衍射光產(chǎn)生圖案(第一輔助圖案 202及第二輔助圖案203)，使其產(chǎn)生與讓透過(guò)光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(主圖案 201)內(nèi)的開(kāi)口部分(移相器201B)的光干涉的衍射光，由此而使形成圖 案時(shí)的散焦特性(DOF特性)提高的理由和第一個(gè)實(shí)施例一樣。
換句話說(shuō)，在將移相器(移相器201B)布置在半遮光部分(第一半 遮光部分201A)的周緣部位的輪廓加強(qiáng)法的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(參考圖19) 中，由移相器包圍起來(lái)的半遮光部分只讓光阻不感光那么大的光透過(guò)，光 學(xué)上來(lái)看它和透光部分一樣。于是，因?yàn)檩喞訌?qiáng)法的移相器也產(chǎn)生和中 心線加強(qiáng)法的移相器一樣的作用，故和中心線加強(qiáng)法一樣，在離移相器的 中心的距離為A/ (2Xsin0)的位置上布置了笫一級(jí)第一輔助圖案，并 且(或者)在離第一輔助圖案的中心的距離為入/ (NA + sin^)的位 置上布置了第二輔助圖案，而可使散焦特性提高。但輪廓加強(qiáng)法中以移相 器的位置為基準(zhǔn)的衍射光產(chǎn)生圖案的布置位置的容許范圍，與在第一個(gè)實(shí)施例中所說(shuō)明的中心線加強(qiáng)法中的衍射光產(chǎn)生圖案的布置位置的容許范圍 一樣。
(第三個(gè)實(shí)施例) 下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模。
圖20 (a)為第三個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模的平面圖，圖20 (b)為 沿圖20 (a)中的XX — XX線剖開(kāi)的剖面圖。圖21 (a) 圖21 (c)為 沿圖20 (a)中的XX—XX線剖開(kāi)的剖面圖的幾個(gè)例子。
如圖20 (a)及圖20 (b)所示，在透光基板300上形成通過(guò)曝光而 被轉(zhuǎn)移的線狀主圖案301。主圖案301由第一半遮光部分301A和移相器 301B組成。第一半遮光部分301A形成為將線狀的移相器301B包圍起來(lái) 的樣子。換句話說(shuō)，將移相器301B布置在主圖案301的中心部位。移相 器301B例如是通過(guò)挖透光基板300而形成的。透光基板300上主圖案 301的兩側(cè)，布置了兩個(gè)構(gòu)成為一對(duì)的使曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移 的輔助圖案302，各個(gè)輔助圖案302和主圖案301之間夾著透光部分。輔 助圖案302由第二半遮光部分構(gòu)成。
需提一下，在本實(shí)施例中，第一半遮光部分301A及成為輔助圖案302 的第二遮光部分由同一個(gè)遮光膜307例如為形成在透光基板300上的Cr (鉻)膜等金屬膜形成。
換句話說(shuō)，第三個(gè)實(shí)施例和第一個(gè)實(shí)施例的不同之處為，在第三個(gè)實(shí) 施例中，使用由遮光部分及移相器構(gòu)成的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還使用僅 由遮光部分構(gòu)成的輔助圖案(衍射光產(chǎn)生圖案)。需提一下，在圖20 (a) 及圖20 (b)所示的光掩模中，由主圖案301和輔助圖案302構(gòu)成光掩模 圖案。透光基板300上未形成該光掩模圖案的部分為透光部分(開(kāi)口部分)。 透過(guò)移相器301B的光和透過(guò)透光部分的光之間有一個(gè)相位彼此相反的關(guān) 系(具體而言，兩者間的相位差具有大于等于(150 + 360 X n)度且小 于等于(210 + 360 X n)度(n為整數(shù))這樣的關(guān)系)。
根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例，因?yàn)橹鲌D案301擁有移相器301B，故可由透過(guò) 移相器301B的光抵消透過(guò)透光部分的光的一部分。因此，對(duì)應(yīng)于主圖案 301的暗影的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就得以加強(qiáng)。還因除了主圖案301以外， 還設(shè)置了輔助圖案302，故通過(guò)將輔助圖案302布置在合適的位置，就可
62產(chǎn)生與透過(guò)主圖案301的移相器301B的光干涉的衍射光。這樣，主圖案 301的轉(zhuǎn)移像的散焦特性就提高，DOF也就提高。
還有，根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例，因?yàn)閷⒁葡嗥?01B布置在具有主圖案301 的外形形狀的第 一 半遮光部分301A的中心部位，故對(duì)應(yīng)于主圖案301的 暗影的中心部位的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就得以加強(qiáng)，結(jié)果是，既能將散焦 特性維持得良好，又能形成例如微細(xì)的線圖案。
根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)挖透光基板300來(lái)形成移相器301B 的，故形成圖案時(shí)會(huì)發(fā)揮出極其優(yōu)良的散焦特性。具體而言，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò) 在遮光膜307 (遮光部分)上開(kāi)上開(kāi)口部分，并同時(shí)挖開(kāi)口部分內(nèi)的透光 基板300而形成移相器301B的，故移相器301B成為透過(guò)性很高的移相 器。還因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)調(diào)整遮光部分的開(kāi)口尺寸來(lái)調(diào)整透過(guò)主圖案301內(nèi)部的 反相位的光的強(qiáng)度，而很容易實(shí)現(xiàn)透過(guò)主圖案301的反相位的光的最佳化， 故在形成圖案時(shí)能發(fā)揮出極其優(yōu)良的散焦特性。換句話說(shuō)，因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)調(diào) 整包圍移相器的遮光部分的寬度來(lái)調(diào)整光掩模尺寸(主圖案尺寸)，還可通 過(guò)調(diào)整遮光部分的開(kāi)口尺寸來(lái)調(diào)整透過(guò)主圖案的反相位的光的強(qiáng)度，故能 夠收到可獨(dú)立地調(diào)整光掩模尺寸和反相位的光的強(qiáng)度那樣的特有效果。因 此，和第一個(gè)實(shí)施例一樣，確實(shí)能夠收到調(diào)整反相位的光而得到的效果， 例如聚焦特性的提高效果及微細(xì)圖案的對(duì)比度的提高效果，同時(shí)還很容易 實(shí)現(xiàn)所希望的圖案尺寸。
需提一下，在第三個(gè)實(shí)施例中，例如如圖21 (a)所示，拿透光基板 300及遮光膜307的疊層結(jié)構(gòu)而言，除去移相器形成區(qū)域和透光部分形成 區(qū)域所對(duì)應(yīng)的遮光膜307，同時(shí)挖對(duì)應(yīng)于透光部分形成區(qū)域的透光基板 300，也可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生和圖20 (b)所示的光掩模一樣的效果的光掩模。
還有，在第三個(gè)實(shí)施例中，如圖21 (b)及圖21 (c)所示，可利用 在透光基板300上夾著由透光率很高的材料制成的移相膜308形成遮光膜 307的結(jié)構(gòu)，形成擁有移相器301B的主圖案301和輔助圖案302。具體 而言，如圖21 (b)所示，在在透光基板300上沉積高透光率的移相膜308 且在其上沉積遮光膜307而構(gòu)成的光掩模結(jié)構(gòu)中，除去移相器形成區(qū)域和 透光部分形成區(qū)域所對(duì)應(yīng)的遮光膜307，并同時(shí)除去移相器形成區(qū)域所對(duì) 應(yīng)的移相膜308，這樣也可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生和圖20 (b)所示的光掩模一樣的效果的光掩模。而且，根據(jù)圖21 (b)所示的光掩模，還能高精度地控制移 相器301B的相位。另一方面，如圖21 (c)所示，在和圖21 (b) —樣 的疊層光掩模結(jié)構(gòu)中，除去移相器形成區(qū)域和透光部分形成區(qū)域所對(duì)應(yīng)的 遮光膜307，并同時(shí)除去透光部分形成區(qū)域所對(duì)應(yīng)的移相膜308，也能實(shí) 現(xiàn)產(chǎn)生和圖20 (b)所示的光掩模一樣的效果的光掩模。
這里，如該實(shí)施例所示，筒單地說(shuō)明一下在在透光基板上形成由金屬 膜制成的遮光部分同時(shí)挖透光基板而形成移相器，這樣來(lái)形成光掩模的情 況下，實(shí)現(xiàn)容易檢查光掩模的光掩模圖案這一情況。因?qū)饩哂型高^(guò)性的 材料的透光率隨光的波長(zhǎng)而變，故若在檢查光掩模時(shí)，不使用波長(zhǎng)和曝光 光的波長(zhǎng)一樣的光，就不能檢查光掩模，這種情況時(shí)有發(fā)生。換句話說(shuō)， 在用波長(zhǎng)大于曝光光的光檢查對(duì)曝光光的透光率較低的材料的情況下，有 時(shí)候，該材料相對(duì)檢查光的波長(zhǎng)具有非常高的透光率，結(jié)果而不能檢查光 掩模圖案的遮光性。然而，如該實(shí)施例所述，在用能夠完全遮光且膜厚充 分厚的金屬膜作遮光部分的情況下，該金屬膜就成為相對(duì)X線區(qū)域的波長(zhǎng) 以外的所有光幾乎完全遮光的遮光膜。因此，在曝光光的波長(zhǎng)和光掩模檢 查裝置的光的波長(zhǎng)不一樣的情況下，很容易對(duì)本實(shí)施例那樣的光掩模進(jìn)行 光掩模檢查。
(第三個(gè)實(shí)施例的變形例)
下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的變形例所涉及的光掩模。
圖22為第三個(gè)實(shí)施例的變形例所涉及的光掩模下的光掩模圖案的平 面圖。需提一下，在圖22中，用相同的符號(hào)來(lái)表示和圖20 (a)及圖20 (b)所示的第三個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模相同的構(gòu)成要素，說(shuō)明省略。
本變形例的第一個(gè)特征為，將輔助圖案302 (寬度Dl)設(shè)在離主圖 案301 (寬度L)的移相器301B的中心的距離為(A / (2Xsin0))的 位置上。
該變形例的第二個(gè)特征為，在離主圖案301的移相器301B的中心的 距離為(A / (2Xsin0)) + (A / (NA + sin0))的位置上，換句 話說(shuō)，在離輔助圖案(以下稱其為第一輔助圖案)302的中心(A/ (NA + sin0))的位置上，形成了讓曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的第二輔助圖案303 (寬度D2)，第一輔助圖案302及第二輔助圖案303之間要 有透光部分。第二輔助圖案303由和第一輔助圖案302 —樣的遮光部分構(gòu) 成。
根據(jù)該變形例，確實(shí)可實(shí)現(xiàn)由第三個(gè)實(shí)施例的衍射光帶來(lái)的DOF提 高效果。
需提一下，在該變形例中，不布置第一輔助圖案302及第二輔助圖案 303中的任一個(gè)輔助圖案也是可以的。
在該變形例中，即使移相器301B和第一輔助圖案302之間的距離為 (入/ (2Xsin0))附近的值，也能收到一定的上述效果。
在該變形例中，即使移相器301B和第二輔助圖案303之間的距離為 (入/ (2Xsin0)) + (入/ (NA + sin0))附近的值，也能收到一 定的上述效果。
這里，產(chǎn)生所述一定效果的，與第一輔助圖案302或者第二輔助圖案 303的布置位置有關(guān)的所述"附近的值"，指的是在第一個(gè)實(shí)施例的第一個(gè) 變形例中所說(shuō)明的、衍射光產(chǎn)生圖案的布置位置的容許范圍。
在該變形例中，最好是，上述斜入射角0為大于等于0.4XNA且小于 等于0.8XNA的值。為大于等于0.58XNA且小于等于0.7XNA的值就 更好了。在使用環(huán)狀照明進(jìn)行曝光的時(shí)候，最好是，上迷斜入射角0為大 于等于0.6XNA且小于等于0.80XNA的值。在使用四極照明進(jìn)行曝光的 時(shí)候，最好是，上述斜入射角0為大于等于0.4XNA且小千等于0.60X NA的值(參考第一個(gè)實(shí)施例的第二個(gè)變形例)。
在該變形例中，最好是，主圖案301的寬度L至少比移相器301B的 寬度W寬2X20nm (包括等于)(光掩模上的實(shí)際尺寸)，大于等于曝光 波長(zhǎng)(曝光光的波長(zhǎng))的1/4的2倍就更好了。換句話說(shuō)，最好是，在 主圖案的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)下，夾在移相器和透光部分之間的半遮光部分(或 者是遮光部分)的寬度，至少大于等于20nm (光掩模上的實(shí)際尺寸)；大 于等于曝光波長(zhǎng)的1/4就更好了。但是，因?yàn)槭褂玫氖遣捎昧斯庋谀＜?強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光掩模，故最好是主圖案的寬度小于等于0.8X A /NA。因此， 最好是，夾在移相器和透光部分之間的半遮光部分(或者是遮光部分)的 寬度不超過(guò)0.4X A /NA (詳細(xì)情況參考第一個(gè)實(shí)施例的第三個(gè)變形例)。在該變形例中，最好是，第二輔助圖案303的寬度D2大于第一輔助 圖案302的寬度D1， D2大于等于D1的1.2倍就更好了 (詳細(xì)情況參考 第 一個(gè)實(shí)施例的第四個(gè)變形例)。 (第四個(gè)實(shí)施例)
下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模。
圖23 (a)為第四個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模的平面圖，圖23 (b)為 沿圖23 (a)中的XXin — XXIII線剖開(kāi)的剖面圖。
如圖23 (a)及圖23 (b)所示，在透光基板400上形成通過(guò)曝光而 被轉(zhuǎn)移的線狀主圖案401。主圖案401由移相器構(gòu)成。該移相器例如是通 過(guò)挖透光基板400而形成的。在透光基板400上主圖案401的兩側(cè)，布置 了兩個(gè)構(gòu)成為 一對(duì)的使曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案402 ， 輔助圖案402和主圖案401之間夾著透光部分。輔助圖案402由具有讓曝 光光部分地透迚的透光率的半遮光部分構(gòu)成。
換句話說(shuō)，第四個(gè)實(shí)施例和第一個(gè)實(shí)施例的不同之處為，在第四個(gè)實(shí) 施例中，主圖案401僅由移相器來(lái)構(gòu)成，而不是由光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)成。 需提一下，在圖23 (a)及圖23 (b)所示的光掩模中，由主圖案401和 輔助圖案402構(gòu)成光掩模圖案。透光基板400上未形成該光掩模圖案的部 分為透光部分(開(kāi)口部分)。
透過(guò)成為主圖案401的移相器的光和透過(guò)透光部分的光之間有一個(gè)相 位彼此相反的關(guān)系(具體而言，兩者間的相位差具有大于等于(150 + 360 X n)度且小于等于(210 + 360 X n)度(n為整數(shù))這樣的關(guān)系)。
透過(guò)成為輔助圖案402的半遮光部分的光和透過(guò)透光部分的光之間具 有一個(gè)相位彼此相同的關(guān)系(具體而言，兩者間的相位差具有大于等于(— 30 + 360 X n)度且小于等于(30 + 360 X n)度(n為整數(shù))這樣的 關(guān)系)。
根據(jù)第四個(gè)實(shí)施例，因?yàn)橹鲌D案401由移相器構(gòu)成，故可由透過(guò)該移 相器的光抵消透過(guò)透光部分的光的一部分。因此，對(duì)應(yīng)于主圖案401的暗 影的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就得以加強(qiáng)。還因除了主圖案401以外，還設(shè)置 了低透光率的輔助圖案402，故通過(guò)將輔助圖案402布置在合適的位置， 就可產(chǎn)生與透過(guò)為主圖案401的移相器的光干涉的衍射光。這樣，主圖案401的轉(zhuǎn)移像的散焦特性就提高，DOF也就提高。
還有，根據(jù)第四個(gè)實(shí)施例，因輔助圖案402為半遮光部分，故輔助圖 案的布置自由度提高，而能夠提高含有主圖案401的圖案布置的周期性， 故可進(jìn)一步提高DOF特性。還因輔助圖案402為半遮光部分，故可在通 過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的條件下使輔助圖案402粗一些，這樣加工就變得更容易。
還有，根據(jù)第四個(gè)實(shí)施例，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)挖透光基板400來(lái)形成成為主 圖案401的移相器的，故形成圖案時(shí)會(huì)發(fā)揮出極其優(yōu)良的散焦特性。
需提一下，在第四個(gè)實(shí)施例中，因主圖案401僅由移相器構(gòu)成，故收
不到在第 一 個(gè)實(shí)施例到第三個(gè)實(shí)施例中使用光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)而帶來(lái)的效
果，換句話說(shuō)，通過(guò)調(diào)整光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的尺寸、設(shè)在光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中
的移相器(開(kāi)口部分)的尺寸，而收到的邊控制對(duì)比度及散焦特性，邊在
形成圖案時(shí)很容易地實(shí)現(xiàn)我們所希望的尺寸這一特有效果。然而，若只想 提高散焦特性，可用單純的移相器來(lái)替換光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
還有，在第四個(gè)實(shí)施例中，最好是，成為輔助圖案402的半遮光部分 的透光率在6%以上(包括6%)且50%以上(包括50%)。這樣做以后， 就既能防止由于輔助圖案402的遮光性過(guò)高而形成光阻膜的非感光部分， 同時(shí)還確實(shí)能實(shí)現(xiàn)由衍射光帶來(lái)的DOF提高效果。
還有，在第四個(gè)實(shí)施例中，可用圖23 (c)所示的光掩模剖面結(jié)構(gòu)來(lái) 代替圖23 (b)所示的光掩模剖面結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，如圖23 (c)所示， 在在透光基板400上依次疊層了半遮光膜406及由高透光率材料制成的移 相膜408的結(jié)構(gòu)中，可采用除去移相器形成區(qū)域(主圖案形成區(qū)域)以外 的移相膜408且除去透光部分形成區(qū)域的半遮光膜406的結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖 23 (c)所示的結(jié)構(gòu)，很容易使成為主圖案401的移相器的透光率小于成 為輔助圖案402的半遮光部分的透光率。在這種情況下，若設(shè)移相器的透 光率小于等于15%，就不僅可由移相器構(gòu)成微細(xì)的圖案，任意尺寸的整個(gè) 主圖案都可由移相器構(gòu)成，故很容易形成任意尺寸的圖案混合在一起布置 著作為主圖案用的光掩模。
(第四個(gè)實(shí)施例的變形例)
下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的變形例所涉及的光掩模。
67圖24為第四個(gè)實(shí)施例的變形例所涉及的光掩模下的光掩模圖案的平 面圖。需提一下，在圖24中，用相同的符號(hào)來(lái)表示和圖23 (a)及圖23 (b)所示的第四個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模相同的構(gòu)成要素，說(shuō)明省略。
本變形例的第一個(gè)特征為，將輔助圖案402 (寬度Dl)設(shè)在離主圖 案401 (寬度W)即移相器的中心的距離為(入/ (2Xsin0))的位置 上。
該變形例的第二個(gè)特征為，在離成為主圖案401的移相器的中心的距 離為(久/ (2Xsin0)) + (入/ (NA + sin0))的位置上，換句話 說(shuō)，在離輔助圖案(以下稱其為第一輔助圖案)402的中心(A / (NA + sin0))遠(yuǎn)的位置上，形成了讓曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的第二輔 助圖案403 (寬度D2)，第一輔助圖案402及第二輔助圖案403之間要 夾著透光部分。第二輔助圖案403由和第一輔助圖案402 —樣的遮光部分 構(gòu)成。
根據(jù)該變形例，確實(shí)可實(shí)現(xiàn)由第四個(gè)實(shí)施例的衍射光帶來(lái)的DOF提 高效果。
需提一下，在該變形例中，不布置第一輔助圖案402及第二輔助圖案 403中的任一個(gè)輔助圖案也是可以的。
在該變形例中，即使成為主圖案401的移相器和第一輔助圖案402之 間的距離為(A/ (2Xsin0))附近的值，也能收到一定的上述效果。
在該變形例中，即使成為主圖案401的移相器和第二輔助圖案403之 間的距離為(A / (2Xsin0)) + (久/ (NA + sin0))附近的值， 也能收到一定的上述效果。
這里，產(chǎn)生所述一定效果的，與第一輔助圖案402或者第二輔助圖案 403的布置位置有關(guān)的所述"附近的值"，指的是在第一個(gè)實(shí)施例的第一個(gè) 變形例中所說(shuō)明的、衍射光產(chǎn)生圖案的布置位置的容許范圍。
在該變形例中，最好是，上述斜入射角0為大于等于O.4XNA且小于 等于0.80XNA的值。為大于等于0.58XNA且小于等于0.7XNA的值就 更好了。在使用環(huán)狀照明進(jìn)行曝光的時(shí)候，最好是，上述斜入射角^為大 于等予0.6XNA且小于等于0.80XNA的值。在使用四極照明進(jìn)行曝光的 時(shí)候，最好是，上述斜入射角0為大于等于0.4XNA且小于等于0.60XNA的值(參考第一個(gè)實(shí)施例的第二個(gè)變形例)。
在該變形例中，最好是，笫二輔助圖案403的寬度D2大于第一輔助 圖案402的寬度D1， D2大于等于D1的1.2倍就更好了 (詳細(xì)情況參考 第一個(gè)實(shí)施例的第四個(gè)變形例)。
還有，在本變形例中，用半遮光部分作每一個(gè)輔助圖案402及403用， 不僅如此，還可使用遮光部分來(lái)作第一輔助圖案402及第二輔助圖案403 用。和用半遮光部分作輔助圖案相比，用遮光部分作輔助圖案時(shí)，主圖案 和輔助圖案之間的對(duì)比度下降，另一方面，在本變形例中所說(shuō)明的位置上 布置輔助圖案以后，就能得到實(shí)現(xiàn)了很大的DOF的光掩模，這是不言而 喻的。
還有，在利用以下說(shuō)明的筒單化了的光掩模結(jié)構(gòu)代替本變形例中的光 掩模結(jié)構(gòu)的情況下，和本變形例相比，雖然形成圖案時(shí)的對(duì)比度、DOF的 加強(qiáng)效果下降了 ，但確可使該加強(qiáng)效果比現(xiàn)有技術(shù)下的高。
具體而言，在用圖25 (a)所示的由遮光部分形成的輔助圖案412及 413來(lái)代替該變形例中的由半遮光部分構(gòu)成的輔助圖案402及403 (參看 圖24)的情況下，因輔助圖案的遮光性變高了 ，故輔助圖案的布置自由度 下降了。但是，因?yàn)樵?5 (a)所示的光掩模結(jié)構(gòu)下，也是主圖案401 由移相器構(gòu)成，故在布置該變形例中的輔助圖案402及403的位置上布置 上輔助圖案412及413以后，就能收到DOF提高效果。還有，若用遮光
部分來(lái)替換半遮光部分，形成圖案時(shí)的精度下降了，但能收到對(duì)光掩模進(jìn) 行了確確實(shí)實(shí)的檢查這樣的效果(參考第三個(gè)實(shí)施例)。
圖25 (b) 圖25 (c)示出了沿圖25 (a)中的XXV—XXV線剖開(kāi) 的剖面圖的幾個(gè)例子。
在圖25 (b)所示的結(jié)構(gòu)中，成為主圖案401的移相器例如是通過(guò)挖 透光基板400而形成的。每一個(gè)輔助圖案(第二輔助圖案413未圖示)由 形成在透光基板400上的遮光膜407構(gòu)成。因?yàn)楦鶕?jù)圖25 (b)所示的結(jié) 構(gòu)，能得到透光率充分高的移相器，故可得到充分大的DOF提高效果。
還有，圖25 (c)所示的結(jié)構(gòu)，可通過(guò)對(duì)依次疊層形成在透光基板400 上的移相膜408及遮光膜407的結(jié)構(gòu)，除去輔助圖案形成區(qū)域以外的遮光 膜407并除去透光部分形成區(qū)域的移相膜408來(lái)實(shí)現(xiàn)。換句話說(shuō)，主圖案401由移相膜408這一單層結(jié)構(gòu)構(gòu)成；每一個(gè)輔助圖案412及413 (省略 示意第二輔助圖案413)由移相膜408和遮光膜407的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在 圖25 (c)所示的結(jié)構(gòu)中，若使移相器的透光率小于等于15%，就不僅能 由移相器形成微細(xì)圖案，還能由移相器形成大圖案，故很容易形成從微細(xì) 圖案到大尺寸的任意尺寸的圖案混合布置著作為主圖案的光掩模。
還有，在用圖26所示的由移相器形成的輔助圖案422及423來(lái)代替 該變形例中的由半遮光部分構(gòu)成的輔助圖案402及403 (參看圖24)的情 況下，使輔助圖案的遮光性比主圖案的遮光性低的效果下降了，卻能得到 充分大的DOF提高效果。因?yàn)閳D26所示的結(jié)構(gòu)通過(guò)將透光基板上的移相 膜圖案化即可實(shí)現(xiàn)，故光掩模的加工就變得很容易。
還有，可用圖27所示的由遮光部分構(gòu)成的主圖案411及由遮光部分 構(gòu)成的輔助圖案412及413來(lái)代替本變形例中的由移相器構(gòu)成的主圖案及 由半遮光部分構(gòu)成的輔助圖案402及403 (參看圖24)。在這種情況下， 和該變形例相比，由主圖案411帶來(lái)的遮光性加強(qiáng)效果及DOF提高效果 下降了，但DOF卻有一定的提高。根據(jù)圖27所示的光掩模結(jié)構(gòu)，因?yàn)閮H 由遮光部分形成光掩模圖案，故光掩模的加工和檢查等都非常容易。 (第五個(gè)實(shí)施例)
下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例所涉及的圖案的形成方 法，具體而言，為利用了第一個(gè)實(shí)施例到第四個(gè)實(shí)施例中任一個(gè)實(shí)施例所
涉及的光掩模(以下稱其為本發(fā)明的光掩模)的圖案形成方法。
圖28 (a) 圖28 (d)為顯示第五個(gè)實(shí)施例所涉及的圖案形成方法
的每一個(gè)工序的剖面圖。
首先，如圖28 (a)所示，在襯底500上形成金屬膜或者絕緣膜等被
加工膜501以后，如圖28 (b)所示，在被加工膜501上形成正型光阻膜
502。
接著，如圖28 (c)所示，用曝光光503去照射本發(fā)明的光掩模、例 如圖1 (b)所示的第一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模，由透過(guò)該光掩模的透過(guò) 光504對(duì)光阻膜502曝光。
需提一下，在在圖28 (c)所示的工序中所使用的光掩模的透光基板 100上，設(shè)有由于曝光而被轉(zhuǎn)移的線狀主圖案101。主圖案101由擁有讓曝光光部分地透過(guò)的第一透光率的第一半遮光部分101A和移相器101B 組成。第一半遮光部分101A形成為將線狀的移相膜101B包圍起來(lái)的樣 子。移相器101B例如是通過(guò)挖透光基板100而形成的。透光基板100上 主圖案101的兩側(cè)，布置了兩個(gè)構(gòu)成為一對(duì)的使曝光光衍射且通過(guò)曝光卻 不轉(zhuǎn)移的輔助圖案102,各個(gè)輔助圖案102和主圖案101之間夾著透光部 分。輔助圖案102由擁有讓曝光光部分地透過(guò)的第二透光率的第二半遮光 部分構(gòu)成。
在圖28 (c)所示的曝光工序中，使用斜入射曝光光源對(duì)光阻膜502 曝光。因?yàn)榇藭r(shí)透光率低的半遮光部分用作光掩模圖案，故整個(gè)光阻膜502 在較弱的能量下曝光。但是，如圖28 (c)所示，僅有對(duì)應(yīng)于主圖案101 以外的區(qū)域的光阻膜502的潛像部分502a，是用在顯象工序中光阻膜足 以溶解的曝光能來(lái)照射。
接著，如圖28 (d)所示，對(duì)光阻膜502進(jìn)行顯象處理而將潛像部分 502a除去，由此而形成對(duì)應(yīng)于主圖案101的光阻圖案505。
根據(jù)第五個(gè)實(shí)施例，因?yàn)槭鞘褂昧吮景l(fā)明的光掩模(具體而言，為第 一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模)的圖案形成方法，故能收到和第一個(gè)實(shí)施例 一樣的效果。具體而言，通過(guò)本發(fā)明的光掩模對(duì)涂敷了光阻的襯底(晶圓) 進(jìn)行斜入射曝光。此時(shí)，因?yàn)閾碛幸葡嗥?開(kāi)口部分)的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu) (主圖案IOI)具有非常強(qiáng)的遮光性，故用在顯象工序中足以溶解的曝光 能來(lái)照射對(duì)應(yīng)于光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)以外的其他區(qū)域的光阻。而且，由光掩模 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)形成的暗影的對(duì)比度非常高，同時(shí)該暗影的散焦特性也非常優(yōu)良， 故可形成DOF高的微細(xì)圖案。
需提一下，在第五個(gè)實(shí)施例中，使用了第一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模， 不僅如此，還可使用第二個(gè)實(shí)施例到第四個(gè)實(shí)施例中的每一個(gè)實(shí)施例所涉 及的光掩模，每一個(gè)實(shí)施例都能收到同樣的效果。
還有，在第五個(gè)實(shí)施例中，使用的是正型光阻工序，不僅如此，還可 代替它，使用負(fù)型光阻工序，這時(shí)也能收到同樣的效果。
還有，在第五個(gè)實(shí)施例中，最好是，在用圖28 (c)所示的曝光光503 進(jìn)行照射的工序中，使用斜入射照明法(斜入射曝光法)。這樣以來(lái)，在透 過(guò)本發(fā)明的光掩模的光的光強(qiáng)度分布中，在對(duì)應(yīng)于主圖案及透光部分的部分之間的對(duì)比度就提高。而且，光強(qiáng)度分布的散焦特性也提高。因此，在 形成圖案時(shí)，曝光容限和散焦容限就提高。換句話說(shuō)，能形成散焦特性極 其優(yōu)良的微細(xì)圖案。
其次，對(duì)在使用了有輔助圖案(衍射光產(chǎn)生圖案)的本發(fā)明的光掩模 進(jìn)行斜入射曝光的過(guò)程中，起著重要作用的斜入射角的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。
在使用點(diǎn)光源作斜入射曝光光源的情況下，對(duì)斜入射角有一個(gè)明確的 定義(參看圖5)。但是，在使用具有一定面積的通常的光源進(jìn)行照明的情 況下，存在著多個(gè)斜入射角。
圖29 (a) 圖29 (e)為顯示本案發(fā)明人定義的、斜入射角的主要 計(jì)算方法的圖，在用具有面積的光源照射時(shí)也通過(guò)該方法計(jì)算出衍射光產(chǎn) 生圖案的適當(dāng)?shù)牟贾梦恢谩?br> 圖29(a)示出了進(jìn)行環(huán)狀照明時(shí)的斜入射角的計(jì)算方法，如圖29(a) 所示，環(huán)狀照明時(shí)，環(huán)狀光源的內(nèi)徑Sl對(duì)應(yīng)于最小斜入射角為0 1的光源， 環(huán)狀光源的外徑S2對(duì)應(yīng)于最大斜入射角為02的光源。因此，用于計(jì)算衍 射光產(chǎn)生圖案的布置位置的斜入射角0就根據(jù)從由內(nèi)徑S1及外徑S2計(jì)算 出的S二(S1 + S2) /2的位置照射的光的光源來(lái)定義。換句話說(shuō)，斜入 射角0= (01+ 02) /2。而且，若S1及S2為由NA定義的標(biāo)準(zhǔn)值， 則第一個(gè)實(shí)施例到第四個(gè)實(shí)施例中的光掩模的斜入射角0 ，就可根據(jù)sin 0=SXNA= (Sl + S2) XNA/2來(lái)設(shè)定。但是，在使用環(huán)狀照明的情 況下，最好是，在圖案形成方法中，使用斜入射位置S為大于等于0.6且 小于等于0.8的照明及光掩模。使用斜入射位置S為0.7附近的值的照明 及光掩模就更好了 (參看第一個(gè)實(shí)施例的第二個(gè)變形例)。
需提一下，可將斜入射角0設(shè)定為大于等于01且小于等于02的任 意值，是不言而喻的。換句話說(shuō)，可將斜入射角0設(shè)定在滿足S1XNA《 sin0《S2XNA這一關(guān)系的任意值上，這是不言而喻的。
在象第一個(gè)實(shí)施例中所說(shuō)明的那樣，進(jìn)行斜入射曝光時(shí)，斜入射角0 為sin0<NA/3的情況下，就得不到散焦特性的提高效果了 。因此，在 由具有面積的光源作照明的情況下，最好是斜入射角0由能夠得到充分大 的散焦特性提高效果的值來(lái)構(gòu)成。還有，在用于曝光的光源含有sin0<NA /3這樣的斜入射角0的情況下，不去理會(huì)來(lái)自那一部分的斜入射光，用
72設(shè)有最佳的衍射光產(chǎn)生圖案的光掩模進(jìn)行曝光的話，和顧及來(lái)自所述部分 的斜入射光而設(shè)置衍射光產(chǎn)生圖案的情況相比，前者在形成圖案時(shí)能發(fā)揮
出極其優(yōu)良的散焦特性。所以，最好是，斜入射角0的最小角f為由sin f 二0.4XNA所定義的值。換句話說(shuō)，用于計(jì)算衍射光產(chǎn)生圖案的布置位 置的斜入射角0為(^ + 02) /2。換句話說(shuō)，斜入射角0由sin0= (0.4 + S2) XNA/2來(lái)定義。
圖29 (b) 圖29 (e)分別示出了進(jìn)行四極照明時(shí)斜入射角的計(jì)算 方法。在四極照明的情況下，如各圖所示，利用四極光源(4眼光源)的 中心(以下稱其為光源中心)為原點(diǎn)的XY坐標(biāo)系計(jì)算斜入射角。具體而 言，在四極照明的情況下，對(duì)平行于該XY坐標(biāo)系中的X軸、Y軸的每一 個(gè)圖案進(jìn)行斜入射角的最佳化。具體而言，斜入射角不是由從光源中心到 每一個(gè)光源的距離來(lái)定義，而是由X軸上或者Y軸上每一個(gè)光源的坐標(biāo)值 來(lái)定義。下面，說(shuō)明對(duì)與Y軸平行的圖案而言將斜入射角最佳化的情況， 對(duì)與X軸平行的圖案而言將斜入射角最佳化的情況是一樣的。首先，最小 斜入射角由四極光源的每一個(gè)光源中X坐標(biāo)的絕對(duì)值中離原點(diǎn)最近的值來(lái) 定義，換句話說(shuō)，由圖29 (b) ~圖29 (e)所示的xl來(lái)定義最小斜入射 角。同樣，最大斜入射角由四極光源的每一個(gè)光源中X坐標(biāo)的絕對(duì)值中離 原點(diǎn)最遠(yuǎn)的的值來(lái)定義，換句話說(shuō)，由圖29 (b) ~圖29 (e)所示的x2 來(lái)定義最大斜入射角。因此，在四極照明的情況下，用于計(jì)算衍射光產(chǎn)生 圖案的布置位置的斜入射角0可4艮據(jù)sin0= SXNA= (xl + x2) XNA /2來(lái)設(shè)定。但是，最好是，在使用四極照明的情況下，在圖案形成方法 中，使用斜入射位置S大于等于0.4且小于等于0.4的照明及光掩模。使 用斜入射位置S為0.5附近的值的照明及光掩模就更好了 (參看第一個(gè)實(shí) 施例的第二個(gè)變形例)。
需提一下，可將斜入射角0設(shè)定在滿足xlXNA《sin0《x2XNA 這一關(guān)系的任意一個(gè)值上，這是不言而喻的。
還有，在圖29 (b) 圖29 (e)所示的四極照明的情況下，也和圖 29 (a)所示的環(huán)狀照明一樣，最好是，斜入射角0的最小角f為由sin f二0.4XNA所定義的值。換句話說(shuō)，用于計(jì)算衍射光產(chǎn)生圖案的布置位 置的斜斜入射角0由sin^= (0.4+ x2) XNA/2來(lái)定義。(第六個(gè)實(shí)施例)
下面，參考附圖，對(duì)本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模數(shù)據(jù)制作 方法，具體而言，使用了中心線加強(qiáng)法、輪廓加強(qiáng)法及衍射光產(chǎn)生圖案的、
第 一個(gè)實(shí)施例到第四個(gè)實(shí)施例中的任一個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模(以下稱
其為本發(fā)明的光掩模)的光掩模數(shù)據(jù)制作方法。需提一下，在本實(shí)施例中，
若不另做說(shuō)明，光掩模的各個(gè)構(gòu)成要素的功能及性質(zhì)等和所述本發(fā)明的光
掩模所對(duì)應(yīng)的構(gòu)成要素一樣。
在說(shuō)明具體的處理內(nèi)容之前，先對(duì)本發(fā)明的光掩模的光掩模數(shù)據(jù)制作
方法中的要點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明的光掩模中，在形成一個(gè)孤立圖案的時(shí) 候，移相器及包圍移相器的遮光部分或者是半遮光部分、以及布置在其周 圍的衍射光產(chǎn)生圖案(輔助圖案)都有關(guān)。因此，為使形成圖案時(shí)的圖案
尺寸換句話說(shuō)CD (Critical Dimension)成為我們所希望的值，就需要 決定上述移相器的寬度、遮光部分或者半遮光部分的寬度、衍射光產(chǎn)生圖 案的位置以及其寬度等多個(gè)要素的值。而且，大多數(shù)情況下，為實(shí)現(xiàn)我們 所希望的CD的上述各個(gè)要素的值的組合并不限于一個(gè)，而是多個(gè)。于是， 在本實(shí)施例中的光掩模數(shù)據(jù)制作方法中，優(yōu)先決定使形成圖案時(shí)的容限最 大的重要要素的值，然后再根據(jù)形成圖案時(shí)對(duì)容限的影響很小的要素調(diào)整 圖案尺寸。
具體而言，在本實(shí)施例中，最好是，先決定移相器的位置及寬度，再 決定輔助圖案的位置及寬度，最后決定包圍移相器的遮光部分或者是半遮 光部分的寬度(這些都是形成圖案時(shí)對(duì)容限的影響度極高的要素)，換句話 說(shuō)，最好是，通過(guò)調(diào)整由移相器和透光部分所夾的區(qū)域的寬度來(lái)制作實(shí)現(xiàn) 了我們所希望的CD的光掩模數(shù)據(jù)。下面，對(duì)具體的處理內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
圖30為第六個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模數(shù)據(jù)制作方法的流程圖，具體 而言，是根據(jù)微細(xì)的我們所希望的圖案作成在光掩模上成為遮光圖案的 LSI用光掩模圖案的方法的流程圖。還有，圖31 (a) 圖31 (g)示出 了笫六個(gè)實(shí)施例所涉及的光掩模數(shù)據(jù)制作方法中的每一個(gè)工序中所制作的 具體的光掩模圖案。
圖31 (a)示出了要根據(jù)光掩模圖案形成的我們所希望的圖案。換句 話說(shuō)，圖31 (a)所示的圖案600為相當(dāng)于在使用本發(fā)明的光掩模的曝光過(guò)程中不讓光阻感光的區(qū)域的圖案。需提一下，在本實(shí)施例中說(shuō)明圖案形 成的時(shí)候，不做特別說(shuō)明的話，是以使用正型光阻工序?yàn)榍疤岬?。換句話 說(shuō)，說(shuō)明的是假定通過(guò)顯像光阻的感光部分被除去且光阻的非感光部分作 為光阻圖案殘留下來(lái)的情況。因此，在使用負(fù)型光阻工序的情況下，除了 光阻的感光部分作為光阻圖案殘留下來(lái)且光阻的非感光部分被除去這一點(diǎn) 不一沖羊以外，其他地方都一樣。
首先，在步驟Sl，將圖31 (a)所示的我們所希望的圖案600輸入 到用于制作光掩模數(shù)據(jù)的電腦中。
接著，在步驟S2 ，根據(jù)在對(duì)根據(jù)本實(shí)施例而制作的光掩模進(jìn)行曝光時(shí)， 是使用較強(qiáng)的曝光還是使用較弱的曝光，來(lái)進(jìn)行將圖31 (a)所示的我們 所希望的圖案放大或者縮小的尺寸再設(shè)定(resize)?；蛘呤牵瑸楦鶕?jù)形成 圖案時(shí)每一個(gè)步驟下所產(chǎn)生的尺寸變化，有意識(shí)地調(diào)整尺寸進(jìn)行我們所希 望的圖案的尺寸再設(shè)定也是可以的。如圖31 (b)所示，進(jìn)行了尺寸再設(shè) 定以后的圖案為由半遮光部分構(gòu)成的主圖案601。
接著，在步驟S3，如圖31 (c)所示，決定布置在主圖案601中尺寸 為規(guī)定值以下的那一區(qū)域的中心部位的移相器602的形狀(寬度等，以下 同)。此時(shí)，讓移相器602完全包含在主圖案601即半遮光圖案的內(nèi)部。 換句話說(shuō)，讓主圖案601的最外邊為半遮光圖案的邊。
這里，最好是按下述來(lái)調(diào)整所生成的移相器的寬度。換句話說(shuō)，包圍 移相器的半遮光部分中的移相器和透光部分所夾的區(qū)域的寬度，由于之后 要進(jìn)行的CD調(diào)整而被改變，結(jié)果是，為使該區(qū)域的寬度不成為所規(guī)定的 寬度以下，而事先對(duì)移相器的寬度進(jìn)行調(diào)整。需提一下，上述所規(guī)定的寬 度，最好是在光掩模上的實(shí)際尺寸為20nm或者是曝光波長(zhǎng)的4分之1以 上。因此，設(shè)定移相器的寬度，為的是在這一時(shí)刻將由移相器和透光部分 所夾的區(qū)域的寬度確保在所述規(guī)定尺寸以上，且在那一狀態(tài)所預(yù)測(cè)的CD 不會(huì)比我們所希望的值粗。具體而言，將在上述狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)我們所希望的 CD的移相器的寬度定義為最大移相器寬度，同時(shí)布置移相器以便能夠使 每一個(gè)圖案的對(duì)比度及DOF在該最大移相器寬度以下的移相器的寬度范 圍內(nèi)最佳化。這樣以來(lái)，就沒(méi)有必要在以后的工序中改變移相器的寬度從 而調(diào)整圖案的尺寸了。需提一下，到這里為止，是以主圖案為光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)為前提來(lái)進(jìn)行說(shuō)明的，不僅如此，在制作光掩模數(shù)據(jù)以便主圖案僅由 移相器構(gòu)成的情況下，可省略上述處理內(nèi)容。
接著，在步驟S4，如圖31 (d)所示，決定被布置在主圖案601中 尺寸大于規(guī)定值的那一區(qū)域的周緣部位的移相器602的形狀。此時(shí)，讓移 相器602完全包含在主圖案601即半遮光圖案的內(nèi)部，由此而讓主圖案 601的最外邊為半遮光圖案的邊。
接著，在步驟S5，如圖31 (e)所示，在離在步驟S3及步驟S4布 置的移相器602有 一 定距離(根據(jù)曝光時(shí)所用的光源的照明的斜入射角等 決定的距離)的位置，布置上由半遮光部分構(gòu)成的第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案 603及第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案604作讓曝光光衍射的輔助圖案用。例如， 在移相器602為線狀的圖案的情況下，將線狀的衍射光產(chǎn)生圖案布置在離 移相器602有一定距離的位置上且與移相器602平行。但是，當(dāng)在衍射光 產(chǎn)生圖案的布置位置存在其他圖案的情況下，就不在該其他圖案存在的區(qū) 域布置衍射光產(chǎn)生圖案。
通過(guò)以上處理，就將形成圖案時(shí)對(duì)容限的影響很大的移相器的位置及 寬度、以及衍射光產(chǎn)生圖案的位置及寬度設(shè)定在最佳值上了。
接著，在步驟S6，為進(jìn)行調(diào)整光掩模圖案的尺寸的處理做準(zhǔn)備，通過(guò) 該處理要做到在用本發(fā)明的光掩模曝光時(shí)具有我們所希望的尺寸的圖案 對(duì)應(yīng)于光掩模圖案而形成。換句話說(shuō)，為通常被稱為OPC (Optical Proximity Correction)處理的處理^故準(zhǔn)備。在本實(shí)施例中，將形成圖案 時(shí)的尺寸換句話說(shuō)預(yù)測(cè)CD根據(jù)該結(jié)果尺寸被調(diào)整的光掩模圖案區(qū)域，僅 限定為主圖案601的邊換句話說(shuō)半遮光圖案的邊。換句話說(shuō)，如圖31 (f) 所示，將主圖案601的最外邊設(shè)定為CD調(diào)整用邊605。換句話說(shuō)，對(duì)應(yīng) 該形成的圖案的尺寸的調(diào)整即CD的調(diào)整，僅用構(gòu)成主圖案的半遮光部分 的最外邊來(lái)調(diào)整。這樣以來(lái)，對(duì)布置了移相器的主圖案而言，可通過(guò)調(diào)整 由移相器和透光部分所夾的半遮光部分的寬度來(lái)調(diào)整CD。結(jié)果是，可在 移相器602及相對(duì)移相器602布置在最佳位置的衍射光產(chǎn)生圖案603及 604不變形的情況下，制成能夠?qū)崿F(xiàn)我們所希望的CD的光掩模圖案。
接著，在步驟S7，設(shè)定用于光掩模圖案的半遮光部分及移相器的透光率。接著，在步驟S8、步驟S9及步驟S10，進(jìn)行OPC處理(例如以模 型為基礎(chǔ)的OPC處理)。具體而言，在步驟S8，通過(guò)考慮了光學(xué)原理及 光阻顯象特性的模擬，預(yù)測(cè)由布置了移相器602的主圖案601、衍射光產(chǎn) 生圖案603及604形成的光阻圖案的尺寸。此時(shí)，在模擬過(guò)程中，不僅要 考慮光刻工序，還要考慮和干刻等其他的和圖案形成有關(guān)的工序。接著， 在步驟S9，查一查所預(yù)測(cè)的光阻圖案的尺寸是否和我們所希望的尺寸一 致。當(dāng)和所希望的尺寸不一致的時(shí)候，在步驟SIO，根據(jù)對(duì)光阻圖案的預(yù) 測(cè)尺寸和我們所希望的尺寸之差移動(dòng)CD調(diào)整用邊605，由此而進(jìn)行主圖 案601的變形。
該實(shí)施例的特征為，僅通過(guò)改變?cè)诓襟ES6所設(shè)定的CD調(diào)整用邊605， 就能實(shí)現(xiàn)可形成具有我們所希望的尺寸的光阻圖案的光掩模圖案。換句話 說(shuō)，重復(fù)進(jìn)行步驟S8 S10直到光阻圖案的預(yù)測(cè)尺寸和我們所希望的尺寸 一致，最后在步驟Sll，輸出能夠形成具有我們所希望的尺寸的光阻圖案 的光掩模圖案。圖31 (g)示出了在步驟S11輸出的光掩模圖案的一例。
然而，本來(lái)，影響本發(fā)明的光掩模中的圖案(光阻圖案)尺寸的參數(shù) 很多，有移相器的寬度、光掩模圖案(主圖案)的寬度以及輔助圖案的寬 度及位置等。
與此相對(duì)，根據(jù)第六個(gè)實(shí)施例，為實(shí)現(xiàn)對(duì)比度及散焦特性等(重要的 圖案形成特性)極其優(yōu)良的光掩模，首先，決定為重要參數(shù)的移相器602 的寬度及衍射光產(chǎn)生圖案603及604的布置位置。之后，僅讓作為CD調(diào) 整用邊605設(shè)定的、主圖案601的最外邊移動(dòng)來(lái)進(jìn)行圖案尺寸控制，就能 實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)良的圖案形成特性的光掩模圖案。
因此，根據(jù)按照本實(shí)施例的方法作成的光掩模數(shù)據(jù)制作光掩模，然后 再使用該光掩模進(jìn)行斜入射曝光的話，就不管是形成微細(xì)的圖案還是形成 微細(xì)溝槽，都能得到很高的對(duì)比度和極其優(yōu)良的DOF特性。
還有，根據(jù)第六個(gè)實(shí)施例，因?yàn)閷⒁葡嗥?02布置在它在主圖案601 的尺寸在所規(guī)定的值以下的區(qū)域的中心部位，故能夠?qū)崿F(xiàn)能夠形成更微細(xì) 的我們所希望的圖案且圖案形成特性極優(yōu)的光掩模圖案。
到這里為止，說(shuō)明的是將衍射光產(chǎn)生圖案布置在它能夠產(chǎn)生最佳的衍 射光的位置上的光掩模數(shù)據(jù)制作方法，接下來(lái)，對(duì)其他的主圖案接近主圖案的情況下光掩糢數(shù)據(jù)制作方法(特別是上述步驟S5的處理)進(jìn)行詳細(xì) 的說(shuō)明。需提一下，在以下的說(shuō)明中，用圖32所示的光掩模圖案制作例 來(lái)代替圖31 (g)所示的光掩模圖案制作例。在圖32中，701為引人注目 的主圖案，702、. 703、 704及705分別為接近主圖案701的其他主圖案。 而且，在以下說(shuō)明中，設(shè)第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心的最佳位置為離移 相器的中心GO遠(yuǎn)的位置，同時(shí)第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心的容許位置 范圍從G1到G2 (G1<G0<G2)。此時(shí)，最好是，讓G1及G2和在第一 個(gè)實(shí)施例中所說(shuō)明的第 一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的布置位置的容許范圍 一致。 還有，設(shè)第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心的最佳位置為離移相器的中心H0 遠(yuǎn)的位置，同時(shí)第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的中心的容許位置范圍從Hl到H2 (H1<H0<H2)。此時(shí)，最好是，讓H1及H2和在第一個(gè)實(shí)施例中所說(shuō) 明的第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的布置位置的容許范圍 一 致。
下面，邊考慮著引人注目的主圖案701和與它接近的其他主圖案 702 705的關(guān)系，邊對(duì)產(chǎn)生衍射光產(chǎn)生圖案的方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。需 提一下，各個(gè)主圖案701 705分別具有光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，主 圖案701由移相器701B和包圍它的半遮光部分701A構(gòu)成；主圖案702 由移相器702B和包圍它的半遮光部分702A構(gòu)成；主圖案703由移相器 703B和包圍它的半遮光部分703A構(gòu)成；主圖案704由移相器704B和 包圍它的半遮光部分704A構(gòu)成;主圖案705由移相器705B和包圍它的 半遮光部分705A構(gòu)成。
如圖32所示，主圖案701和主圖案702接近的程度，要滿足二者的 中心間的距離Pl為Pl<2 X Gl。此時(shí)，主圖案701和主圖案702之間 不布置衍射光產(chǎn)生圖案。
主圖案701和主圖案703接近的程度，要滿足二者的中心間的距離 P2為2 X Gl P2<2 X G2。此時(shí)，在主圖案701和主圖案703之間 的中央布置第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案801。
主圖案701和主圖案704接近的程度，要滿足二者的中心間的距離 P3為2 X G2 P3<2 X Hl。此時(shí)，在主圖案701和主圖案704之間， 離主圖案701的中心GO遠(yuǎn)的位置上布置具有中心的第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖 案802 ，同時(shí)在離主圖案704的中心GO遠(yuǎn)的位置上布置具有中心的第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案803。
主圖案701和主圖案705接近的程度，要滿足二者的中心間的距離 P4為2 X HI P4<2 X H2。此時(shí)，在主圖案701和主圖案705之間， 離主圖案701的中心GO遠(yuǎn)的位置上布置具有中心的第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖 案804，在主圖案701和主圖案705之間的中央布置第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖 案805，在離主圖案705的中心GO遠(yuǎn)的位置上布置具有中心的第一級(jí)衍 射光產(chǎn)生圖案806。
需提一下，在引人注目的主圖案的中心和與其相鄰的其他主圖案的中 心相距2 X H2以上(包括等于)遠(yuǎn)的情況下，可在每一個(gè)主圖案之間離 每一個(gè)主圖案的中心GO遠(yuǎn)的位置上設(shè)置分別擁有中心的 一對(duì)第 一級(jí)衍射 光產(chǎn)生圖案，再在離每一個(gè)主圖案的中心H0遠(yuǎn)的位置上設(shè)置分別擁有中 心的 一對(duì)第二級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案。
根據(jù)上述的衍射光產(chǎn)生圖案產(chǎn)生方法，在主圖案以任意尺寸接近其他 主圖案的情況下，也確實(shí)能產(chǎn)生理想的衍射光產(chǎn)生圖案。
需提一下，在第六個(gè)實(shí)施例中，是以具有使用了半遮光部分的光掩模 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光掩模圖案為對(duì)象進(jìn)行說(shuō)明的，不僅如此，還可代替它，以具 有使用了遮光部分的光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光掩模圖案為對(duì)象。具體而言，可 以將在本實(shí)施例中作為半遮光部分說(shuō)明的地方全都用遮光部分來(lái)替換。還 有，在這種情況下，可以省略在步驟S4的在主圖案601的周緣部位布置 移相器602的步驟。需提一下，在用遮光部分來(lái)替代半遮光部分的情況下， 在由根據(jù)本實(shí)施例的方法制作的光掩模圖案來(lái)形成規(guī)定尺寸以下的圖案 時(shí)，能收到對(duì)比度或者DOF的很大的提高效果。具體而言，在形成微小 溝槽時(shí)，對(duì)比度或者DOF的提高效果很小。但是，在形成例如以高速搡 作為目的的LSI回路的柵極層的圖案時(shí)，上述效果卻極高。亦即，在形成 只有晶體管圖案的尺十極其微細(xì)且不包含微小的溝槽圖案的圖案等時(shí)，上 迷效果極高。
在制作通常的LSI用光掩模圖案數(shù)據(jù)的時(shí)候，重要的是增加形成晶體 管圖案時(shí)的容限。正因?yàn)槿绱?，在主圖案和主圖案接近而導(dǎo)致不能將衍射 光產(chǎn)生圖案布置在對(duì)這兩個(gè)主圖案來(lái)講都是最佳的位置上的情況下，可對(duì) 成為晶體管部分的主圖案在最佳位置產(chǎn)生衍射光產(chǎn)生圖案，而對(duì)成為布線
79部分的主圖案不管是不是最佳位置，產(chǎn)生衍射光產(chǎn)生圖案即可。下面，參
考圖33所示的流程圖作具體說(shuō)明。圖33所示的改良處理流程和圖30所 示的處理流程的不同之處，在于根據(jù)主圖案的移相器的布置位置布置衍 射光產(chǎn)生圖案的處理是分兩個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行的。換句話說(shuō)，具體而言，圖30 的處理流程中的步驟S5下的處理，分成圖33的處理流程中的步驟S51 和S52這兩個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行。具體而言，首先，在步驟S51，產(chǎn)生并布置相 對(duì)晶體管區(qū)域的主圖案的移相器為最佳的衍射光產(chǎn)生圖案。接著，在步驟 S 5 2 ，產(chǎn)生相對(duì)晶體管區(qū)域以外的區(qū)域的主圖案的移相器為最佳的衍射光 產(chǎn)生圖案。根據(jù)該方法，即使出現(xiàn)因?yàn)榫w管區(qū)域的主圖案和其他區(qū)域(布 線區(qū)域)的主圖案相互接近而不能布置同時(shí)對(duì)這兩個(gè)主圖案來(lái)講都是最佳 的衍射光產(chǎn)生圖案的情況，也能布置相對(duì)晶體管區(qū)域的主圖案為最佳的衍 射光產(chǎn)生圖案。需提一下，晶體管區(qū)域的主圖案的抽出，例如很容易借助 根據(jù)LSI設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)抽出柵極層和活性層的重疊等的處理來(lái)進(jìn)行。
圖34示出了光掩模圖案制作例(根據(jù)圖33所示的處理流程而得到的 具體的處理結(jié)果)。如圖34所示，主圖案710 712分別由移相器710B 712B及遮光部分710A 712A構(gòu)成，而且，對(duì)這些主圖案710 712布 置了第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案811 815。這里，移相器710B為布置在晶體 管區(qū)域的移相器，其他的移相器711B及712B為布置在晶體管區(qū)域以外 的區(qū)域的移相器。還有，對(duì)移相器而言最佳的第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案的布 置位置，為離移相器的中心G0遠(yuǎn)的位置，第一級(jí)衍射光產(chǎn)生圖案所能容 許的位置范圍從G1到G2。還有，主圖案710和主圖案711相互接近、 主圖案711和主圖案712相互接近。相互接近的每一個(gè)主圖案的中心和中 心間的距離為p。這里，設(shè)p為大于等于2 X Gl小于2 X G2的值。 而且，衍射光產(chǎn)生圖案812及815為被布置在相亙接近的主圖案和主圖案 之間的區(qū)域的衍射光產(chǎn)生圖案。其他的衍射光產(chǎn)生圖案811、 813及814 是對(duì)為接近其他主圖案的主圖案而布置的衍射光產(chǎn)生圖案。如圖34所示， 布置在布置在晶體普區(qū)域以外的區(qū)域的主圖案711及712之間的衍射光產(chǎn) 生圖案815，被布置在這兩個(gè)主圖案間的中央。另一方面，布置在晶體管 區(qū)域的主圖案710和主圖案711之間的衍射光產(chǎn)生圖案812，被布置在離 主圖案710的移相器710B的中心G0遠(yuǎn)的位置上且具有中心。換句話說(shuō)，衍射光產(chǎn)生圖案優(yōu)先布置在對(duì)布置在晶體管區(qū)域的移相器而言為最佳的位 置上。
在圖33所示的改良處理流程中，通過(guò)將圖30的處理流程中的步驟 S5下的處理分兩個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行，很容易地就實(shí)現(xiàn)了衍射光產(chǎn)生圖案優(yōu)先布 置在對(duì)晶體管區(qū)域的移相器而言為最佳的位置上這一件事。但是，不用說(shuō)， 在同一個(gè)步驟下同時(shí)布置對(duì)晶體管區(qū)域及其以外的區(qū)域的衍射光產(chǎn)生圖案 也是可以的。還有，以上說(shuō)明的是，在形成圖案時(shí)，假設(shè)重要的區(qū)域?yàn)榫?體管區(qū)域的情況，不僅如此，在形成圖案時(shí)，重要的區(qū)域?yàn)榫w管區(qū)域以 外的其他區(qū)域的情況下，用其他區(qū)域來(lái)替換上述改良處理流程中的晶體管 區(qū)域即可。
還有，在第六個(gè)實(shí)施例中，以主圖案為光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光掩模的光 掩模數(shù)據(jù)制作方法為主做了說(shuō)明。但是，通過(guò)上迷各個(gè)處理，也能作成主
圖案不是光掩模加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光掩模的光掩模數(shù)據(jù)。換句話說(shuō)，例如在主圖 案僅由移相器構(gòu)成的情況下，因?yàn)橐葡嗥鬟叧蔀橹鲌D案的邊，故可通過(guò)調(diào) 整移相器的寬度來(lái)調(diào)整CD。還有，例如在主圖案僅由遮光圖案構(gòu)成的情 況下，因?yàn)檎诠鈭D案的邊成為主圖案的邊，故可通過(guò)調(diào)整遮光圖案的寬度 來(lái)調(diào)整CD。在這種情況下，可省略圖30的處理流程中的步驟S3及S4 中之一方或者雙方。
還有，在第一個(gè)實(shí)施例到第六個(gè)實(shí)施例中，說(shuō)明的是透過(guò)型光掩模的 情況。不過(guò)，本發(fā)明并不限于此，例如將透光率讀成反射率等，曝光光的 透過(guò)現(xiàn)象全部置換為反射現(xiàn)象以后，本發(fā)明就是對(duì)反射型光掩模也成立。
如上所述，本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體集成電路裝置的光掩模，非常 適用于形成微細(xì)圖案等。
權(quán)利要求
1、一種圖案形成方法，利用了光掩模，該光掩模具有形成在透光基板上的光掩模圖案和所述透光基板上未形成所述光掩模圖案的透光部分，其特征為包括在襯底上形成光阻膜的工序(a)；隔著所述光掩模將曝光光照射在所述光阻膜上的工序(b)；以及對(duì)將用所述曝光光照射了的所述光阻膜顯像，而形成光阻圖案的工序(c)；在所述光掩模中，所述光掩模圖案，具有通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移的主圖案、讓所述曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案；所述主圖案，由具有讓所述曝光光部分地透過(guò)的第一透光率且讓所述曝光光在以所述透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的第一半遮光部分、讓所述曝光光在以所述透光部分為基準(zhǔn)的反相位下透過(guò)的移相器構(gòu)成；所述輔助圖案，由具有讓所述曝光光部分地透過(guò)的第二透光率且讓所述曝光光在以所述透光部分為基準(zhǔn)的相同相位下透過(guò)的第二半遮光部分構(gòu)成；所述輔助圖案的圖案寬度，小于所述主圖案的圖案寬度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征為 所述第一透光率小于等于15%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征為 所述第二透光率大于等于6%且小于等于50%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征為 所述第一半遮光部分和所述第二半遮光部分，由同一半遮光膜形成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征為 在所述主圖案和所述輔助圖案之間夾有所述透光部分； 所述輔助圖案的中心，被布置在相對(duì)當(dāng)設(shè)所規(guī)定的斜入射位置為SA時(shí)由sin4)A= NAxSA定義的斜入射角(J) A而言，離所述主圖案的中心MxU/ (2xsincJ)A))遠(yuǎn)的位置或者是它附近，其中0.4^SA^D.8， X為所 述曝光光的波長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口數(shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征為 在所述主圖案和所述輔助圖案之間夾有所述透光部分； 所述輔助圖案的中心，被布置在相對(duì)當(dāng)設(shè)所規(guī)定的斜入射位置為SB時(shí)由sincJ)B = NAxSB定義的斜入射角cJ)B而言，離所述主圖案的中心 Mx((X/ (2xsin4)B)) + (X/ ( NA + sin4) B )))遠(yuǎn)的位置或者是它附 近，其中X為所述曝光光的波長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小 投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖案形成方法，其特征為所述輔助圖案，由與所述主圖案之間夾著所述透光部分的第 一輔助圖 案、和被布置在從所述主圖案看去，在所述第一輔助圖案的外側(cè)方向上且 與所述第一輔助圖案之間夾著所述透光部分的第二輔助圖案構(gòu)成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖案形成方法，其特征為所述第一輔助圖案的中心，被布置在相對(duì)當(dāng)設(shè)所規(guī)定的斜入射位置為 SA時(shí)由sin4>A= NAxSA定義的斜入射角巾A而言，離所述主圖案的中 心Mx(X/ (2xsincJ)A))遠(yuǎn)的位置或者是它附近，其中，0.4^SA^0.8, X為所述曝光光的波長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率 及開(kāi)口數(shù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖案形成方法，其特征為 所述第二輔助圖案的中心，被布置在相對(duì)當(dāng)設(shè)所規(guī)定的斜入射位置為SA時(shí)由sin(j)A= NAxSA定義的斜入射角小A而言，離所述主圖案的中 心Mx ((X/ (2xsin(l)A)) + (X/ ( NA + sincj) A)))遠(yuǎn)的位置或者是 它附近，其中0.4SSA^0.8。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征為 將所述移相器布置在所述主圖案的中心部位并由所述第一半遮光部分包圍起來(lái)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖案形成方法，其特征為 所述第一半遮光部分中由所述移相器和所述透光部分所夾部分的尺寸大于等于20nm且小于等于(0.3xX/NA) xM，其中X為所述曝光光的 波長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍率及開(kāi)口數(shù)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖案形成方法，其特征為 所述第一半遮光部分中由所述移相器和所述透光部分所夾的部分的尺寸大于等于所述曝光光的波長(zhǎng)的4分之1且小于等于(0.3xX/NA) xM, 其中A為所述曝光光的波長(zhǎng)，M及NA為曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小 倍率及開(kāi)口數(shù)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其特征為 將所述移相器布置在所述主圖案的周緣部位并由所述第一半遮光部分包圍起來(lái)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1~ 13中任一項(xiàng)所述的圖案形成方法，其特征為 在所述工序(b)中使用的是斜入射照明法。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1~ 13中任一項(xiàng)所述的圖案形成方法，其特征為 在所述工序(b)中利用環(huán)狀照明來(lái)照射所述曝光光。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所迷的圖案形成方法，其特征為用于所述環(huán)狀照明的照明形狀中的外徑和內(nèi)徑的平均值大于等于 0.58且小于等于0.8,其中所述外徑和所述內(nèi)徑的值是使用曝光機(jī)的開(kāi)口 數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化了的值。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1~ 13中任一項(xiàng)所述的圖案形成方法，其特征為 在所述工序(b)中利用四眼照明來(lái)照射所述曝光光。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所迷的圖案形成方法，其特征為用于所述四眼照明的4個(gè)眼的每一個(gè)照明形狀的中心位置離光源中心 的距離大于等于0.4/ (0.5) 05且小于等于0.6/ (0.5) 05,其中所述距離 的值為使用曝光機(jī)的開(kāi)口數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化了的值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光掩模、使用了該光掩模的圖案形成方法及光掩模數(shù)據(jù)制作方法。所要解決的課題為在形成任意形狀的圖案時(shí)，讓對(duì)比度和DOF提高。在透光基板100上形成通過(guò)曝光而被轉(zhuǎn)移的線狀主圖案101。主圖案101，由擁有讓曝光光部分地透過(guò)的第一透光率的第一半遮光部分101A和移相器101B組成。透光基板100上主圖案101的兩側(cè)，布置了構(gòu)成一對(duì)的使曝光光衍射且通過(guò)曝光卻不轉(zhuǎn)移的輔助圖案102。
文檔編號(hào)G03F1/00GK101446761SQ20081016919
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月17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