專(zhuān)利名稱：光罩、光罩的制作方法及使用該光罩的圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及用于半導(dǎo)體集成電路裝置制造的精細(xì)圖案形成用光罩、其做成方法以及用這個(gè)光罩的圖案形成方法。
背景技術(shù)：
近年，為了使用半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成電路裝置(LSI)的高集成化，電路圖案的精細(xì)化漸漸變得必要了。其結(jié)果，構(gòu)成電路配線圖案的線路精細(xì)化，或者是介于絕緣層的多層制成的配線之間的連接用接觸孔圖案(以下稱之為接觸圖案)的精細(xì)化也變得非常重要。
以下，說(shuō)明假定使用定位抗蝕工序進(jìn)行的近年用光曝光系統(tǒng)的配線圖案線路精細(xì)化的情況。正抗蝕工序中，線圖案為，通過(guò)用光罩曝光及其后的現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)于記錄的非感光區(qū)域而殘留的線狀抗蝕膜(抗蝕圖案)。還有，空隙圖案為，對(duì)應(yīng)于抗蝕感光區(qū)域的抗蝕抗蝕除去部分(抗蝕除去圖案)。還有，接觸圖案為，孔狀的抗蝕除去部分，在空隙圖案中可以考慮為特別微小的部分。且，取代定位抗蝕工序而用負(fù)抗蝕工序的情況下，只要更換上述線圖案及空隙圖案各自的定義即可。
一般的講，在配線圖案精細(xì)化中，導(dǎo)入了被稱為超解象曝光的用斜射入曝光的細(xì)線圖案形成方法。這個(gè)方法，做為對(duì)應(yīng)于抗蝕的非感光區(qū)域的蝕刻圖案的精細(xì)化方法既是非常好的，又有提高周期性配置的密集圖案的焦點(diǎn)深度的效果。但是，這個(gè)斜射入曝光方法做為精細(xì)化獨(dú)立抗蝕除去部分的方法基本無(wú)效，相反，劣化影像(光學(xué)的像)的對(duì)比度、焦點(diǎn)深度。為此，斜射入曝光方法，在具有抗蝕除去部分的尺寸大于抗蝕圖案特征的圖案形成，如柵圖案形成等方面被積極地使用著。
另一方面，我們知道，為形成精細(xì)接觸圖案那樣的獨(dú)立的精細(xì)抗蝕除去部分，使用不包含斜射入部分的低干涉程度的小光源有效。這時(shí)，使用半波色相偏移罩更有效(參照日本國(guó)特開(kāi)平9-90601號(hào)公報(bào))。在半波色相偏移罩中，做為包圍對(duì)應(yīng)接觸圖案的透光部分(開(kāi)口部分)的罩圖案，取代完全遮光部分，設(shè)置了相對(duì)曝光光源只有3～6％程度的非常低透光率，且對(duì)于透過(guò)開(kāi)口部分的光發(fā)生180度相位反轉(zhuǎn)的移相器。
還有，本說(shuō)明書(shū)中，只要沒(méi)有特別限定，透光率都是用以透過(guò)性基板的透光率為100％的實(shí)效透光率來(lái)表示的。還有，所謂的完全遮光膜(完全遮光部分)，是意味著實(shí)效透光率小于1％的遮光膜(遮光部分)。
以下，參照?qǐng)D27(a)～圖27(g)說(shuō)明用半波色相偏移罩的圖案形成方法的原理。
圖27(a)，是在罩表面上設(shè)置的完全遮光部分一鉻膜上設(shè)置了對(duì)應(yīng)于接觸圖案的開(kāi)口部分的光罩平面圖，圖27(b)，表示透過(guò)圖27(a)所表示光罩的光線中對(duì)應(yīng)于AA’線的透過(guò)光線振幅強(qiáng)度。圖27(c)，在設(shè)置在罩表面上的移相器上對(duì)應(yīng)于接觸圖案的鉻膜作為完全遮光部分設(shè)置的光罩平面圖，圖27(d)，表示透過(guò)圖27(c)所表示光罩的光線中對(duì)應(yīng)于AA’線的透過(guò)光線振幅強(qiáng)度。圖27(e)，在設(shè)置在罩表面上的移相器上對(duì)應(yīng)于接觸圖案的鉻膜作為完全遮光部分設(shè)置的光罩(也就是半波色相偏移罩)平面圖，圖27(f)及圖27(g)，各自表示透過(guò)圖27(e)所表示光罩的光線中對(duì)應(yīng)于AA’線的透過(guò)光線振幅強(qiáng)度及光強(qiáng)度。
在此，如圖27(b)、(d)、(f)所示的一樣，圖27(e)所表示半波色相偏移罩的透過(guò)光線振幅強(qiáng)度，是圖27(a)及圖27(c)各自所表示的透過(guò)光罩的光的振幅強(qiáng)度和。也就是，在圖27(e)所表示的半波色相偏移罩，是以成為遮光部分的移相器，不只是使光以低透光率透過(guò)，還給透過(guò)這個(gè)移相器的光加上位相差的光。為此，如圖27(b)、圖27(d)所示一樣，因?yàn)橥高^(guò)移相器的光，對(duì)于透過(guò)開(kāi)口部分的光有反向相位振幅強(qiáng)度的分布，所以，合成圖27(b)所示振幅強(qiáng)度分布和圖27(d)所示振幅強(qiáng)度分布，如圖27(f)所示一樣，由相位變化發(fā)生振幅強(qiáng)度為零的相位點(diǎn)。其結(jié)果，如圖27(g)所示一樣，成為相位邊界的開(kāi)口部分端部(以下稱之為相位端)，形成即使用振幅強(qiáng)度的平方表示的光強(qiáng)度也成為黑暗部分。因此，在透過(guò)圖27(e)表示的半波色相偏移罩的光影像中，在開(kāi)口部分周?chē)鷮?shí)現(xiàn)了非常強(qiáng)的對(duì)比度。但是，為提高這個(gè)對(duì)比度，對(duì)罩垂直射入的光線，具體地講是對(duì)從低干涉度的小光源區(qū)域射入的光生成，另一方面，斜射入的曝光光線，如對(duì)于被稱為除去垂直射入成分(由光源中心「罩的法線方向」的光源成分)的環(huán)帶光源部分的曝光光線，即使在開(kāi)口部分周?chē)?發(fā)生相位變化的相位邊界附近)也看不到對(duì)比度的提高。還有，與由低干涉的小光源進(jìn)行曝光的情況相比，進(jìn)行斜射入光線曝光的情況，存在著焦點(diǎn)深度降低的缺點(diǎn)。
(發(fā)明所要解決的課題)如上所述，如接觸圖案制成一樣的由定位抗蝕工序形成精細(xì)的抗蝕除去圖案的情況，將僅僅是垂直射入成分的光源干涉度在0.5程度以下的小光源和半波色相偏移罩組合進(jìn)行曝光是必要的。這個(gè)方法，對(duì)于精細(xì)的獨(dú)立配置的接觸圖案的形成有著非常的效果。
可是，伴隨著近年半導(dǎo)體裝置的高集成化，不只是配線圖案，在接觸圖案中也是與獨(dú)立配置的圖案一樣緊密配置的圖案也變得必要了。在此，在緊密配置的接觸圖案的形成中，為實(shí)現(xiàn)高焦點(diǎn)深度，與緊密配置的配線圖案一樣斜射入曝光光線是有效的。
還有，近年，在配線圖案形成中，加上成為配線圖案的線圖案的精細(xì)化，配線間的空隙圖案的精細(xì)化也變得必要了。在此，獨(dú)立的精細(xì)配線間空隙圖案的形成，將低干涉度光源和半波色相偏移罩組合使用的效果與獨(dú)立接觸圖案的情況相同。
也就是，高密度的配線圖案及高密度的接觸圖案的形成時(shí)，斜射入曝光光線是必須的，另一方面，進(jìn)行斜射入曝光方法，獨(dú)立的接觸圖案及獨(dú)立的配線間空隙圖案的對(duì)比度及焦點(diǎn)深度顯著變壞。這個(gè)對(duì)比度及焦點(diǎn)深度的變壞，使用到為提高清晰度的半波色相偏移罩的情況更為顯著。
相反，為獨(dú)立精細(xì)接觸圖案及獨(dú)立的精細(xì)配線間空隙圖案的形成，若使用低干涉度小光源，還存在高密度圖案或者是精細(xì)線圖案的形成就變得困難得問(wèn)題。
因此，對(duì)于獨(dú)立配置的精細(xì)空隙圖案最適應(yīng)的光源條件和對(duì)于精密配置的圖案或者是精細(xì)的線圖案最適應(yīng)光源條件為相反關(guān)系。為此，精細(xì)的抗蝕圖案的形成和精細(xì)的抗蝕除去圖案的形成因?yàn)橐瑫r(shí)形成，對(duì)于來(lái)自光源的垂直射入成分及斜射入成分各自的效果進(jìn)行調(diào)整(trade-off)。其結(jié)果使用中干涉度(0.5～0.6程度)的光源。但是，這種情況下，垂直射入及斜射入的兩方面效果相互抵消，所以，要實(shí)現(xiàn)獨(dú)立線圖案或者是密集圖案和獨(dú)立空隙圖案同時(shí)精細(xì)化的半導(dǎo)體裝置的進(jìn)一步高集成化是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于如上所述，本發(fā)明以能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案和獨(dú)立線圖案或者是密集圖案為目的。
(為解決課題的方法)為達(dá)成上述目的，本發(fā)明所涉及的第一光罩是這樣，在透光性基板上形成有對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分、由半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)曝光光線具有透光性的透光部分及由半遮光部分包圍起來(lái)且位于透光部分周邊的周邊部分的三個(gè)部分。半遮光部分及透光部分讓曝光光線在同一個(gè)相位下透過(guò)；周邊部分，讓曝光光線在以半遮光部分及透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)。透光部分形成區(qū)域的透光性基板表面呈暴露狀態(tài)。在周邊形成區(qū)域的透光性基板上，形成以透光部分為標(biāo)準(zhǔn)的具有讓曝光光線在反相位狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)的第一移相膜。在透光部分形成區(qū)域的透光性基板上，順次沉積了第一移相膜和以透光部分為標(biāo)準(zhǔn)的具有讓曝光光線在反相位狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)的第二移相膜。第一移相膜和第二移相膜的重疊沉積層構(gòu)造為具有讓曝光光線的一部分透過(guò)的透光率且讓以透光部分為標(biāo)準(zhǔn)讓曝光光線同相位狀態(tài)透過(guò)。
根據(jù)第一光罩，由透光部分和讓曝光光線以與透光部分同相位狀態(tài)透過(guò)的周邊部分被透光部分和讓曝光光線以與該透光部分相同的相位透過(guò)的遮光性半遮光部分夾起來(lái)。結(jié)果是，透光部分和周邊部分間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就由于透過(guò)周邊部分的光和透過(guò)透光部分的光間的相互干涉而得以強(qiáng)調(diào)。還有，這一對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果在例如正光阻工序中用斜射入曝光形成精細(xì)的獨(dú)立光阻除去部分(也就是精細(xì)的獨(dú)立空間圖案)的情況下也能收到。也就是，通過(guò)將第一光罩和斜射入曝光組合起來(lái)，就能將獨(dú)立空間圖案與獨(dú)立線圖案，或者是獨(dú)立空間圖案與密集圖案同時(shí)精細(xì)化。
還有，根據(jù)第一光罩，由第一移相膜的單層構(gòu)造可以規(guī)定周邊部分的透光率，同時(shí)又可以由第一移相膜和第二移相膜的重疊沉積層構(gòu)造可以規(guī)定半遮光部分的透光率，所以，可以任意設(shè)定周邊部分及半遮光部分各自的透光率的組合。
且，在本說(shuō)明書(shū)中，所謂的對(duì)曝光光線具有透光性，是意味著具有讓光阻感光的透光率；而對(duì)曝光光線具有遮光性，則是意味著具有不讓光阻感光的透光率。還有，同相位狀態(tài)的意思是(-30+360n)度以上且(30+360n)度以下的相位差；而反相位狀態(tài)狀態(tài)的意思是(150+360n)度以上且(210+360n)度以下的相位差。
在第一光罩中，最好的是，第一移相膜具有第一透光率調(diào)整膜和在第一透光率調(diào)整膜上形成的第一相位調(diào)整膜；第一透光率調(diào)整膜具有使曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)通過(guò)的同時(shí)還對(duì)曝光光線具有相對(duì)較低的透光率；第一相位調(diào)整膜具有使曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的同時(shí)還對(duì)曝光光線有相對(duì)高的透光率。
這樣做，在第一移相膜中任意選擇所希望的相位差和所希望的透光率的組合，同時(shí)又通過(guò)透光率調(diào)整膜的材料和相位調(diào)整膜的材料的組合，可以提高為加工第一移相膜的蝕刻時(shí)的選擇比。
在第一光罩中，最好的是，第二移相膜具有第二透光率調(diào)整膜和在第二透光率調(diào)整膜上形成的第二相位調(diào)整膜；第二透光率調(diào)整膜具有使曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)通過(guò)的同時(shí)還對(duì)曝光光線具有相對(duì)較低的透光率；第二相位調(diào)整膜具有使曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的同時(shí)還對(duì)曝光光線有相對(duì)高的透光率。
這樣做，在第二移相膜中任意選擇所希望的相位差和所希望的透光率的組合，同時(shí)又通過(guò)透光率調(diào)整膜的材料和相位調(diào)整膜的材料的組合，可以提高為加工第二移相膜的蝕刻時(shí)的選擇比。
在第一光罩中，周邊部分既可以配置為與透光部分相連接，也可以配置為與透光部分相隔所定的間隔。
在第一光罩中，最好的是，第一移相膜具有使曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)透過(guò)的第一相位調(diào)整膜；第二移相膜具有形成在第一移相膜上，且使曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)透過(guò)的第二相位調(diào)整膜；在第一移相膜和第二移相膜之間形成曝光光線的透光率低于各移相膜的透光率調(diào)整膜。
這樣做，因?yàn)榘胝诠獠糠志妥兂删哂性O(shè)置了第一移相膜和第二移相膜之間低透光率的透光率調(diào)整膜的構(gòu)造，就可以增大半遮光部分和周邊部分間的透光率的差，所以，可以進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)透光部分和周邊部分之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。還有，采用在周邊部分形成區(qū)域的第一相位調(diào)整膜上部分形成透光率調(diào)整膜的構(gòu)造的情況下，使用由透光率調(diào)整膜覆蓋的周邊部分的面積率{＝(周邊部分形成區(qū)域的透光率調(diào)整膜的面積)/(周邊部分的面積)}可以微調(diào)周邊部分的實(shí)際透光率。因此，任意變化同一個(gè)光罩上的對(duì)應(yīng)于圖案形狀的周邊部分的透光率就成為可能。
第一光罩中，曝光光線在半遮光部分上的透光率最好是在6％以上，15％以下。
這樣做，在圖案形成時(shí)，防止了光阻膜減薄的同時(shí)，也可以確實(shí)得到由第一光罩引起的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。
本發(fā)明所涉及的第二光罩是這樣，在透光性基板上形成有對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分；由半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)曝光光線具有透光性的透光部分及由半遮光部分包圍起來(lái)且位于透光部分周邊的周邊部分的三個(gè)部分。半遮光部分及透光部分讓曝光光線在同相位狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)。周邊部分，讓曝光光線在以半遮光部分及透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)。透光部分形成區(qū)域的透光性基板表面呈暴露狀態(tài)。在半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板上形成具有讓曝光光線部分透過(guò)的透光率，且又讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光膜。在周邊形成區(qū)域的透光性基板上，半遮光膜是具有讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的厚度的薄膜狀態(tài)的膜。
根據(jù)第二光罩，由透光部分和讓曝光光線以與透光部分同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分，夾住了透光部分和讓曝光光線以與該透光部分相同的相位透過(guò)的開(kāi)口部分。其結(jié)果是，透光部分和周邊部分間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就由于透過(guò)周邊部分的光和透過(guò)透光部分的光間的相互干涉而得以強(qiáng)調(diào)。還有，這一對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精細(xì)的獨(dú)立光阻除去部分(也就是對(duì)應(yīng)于透光部分得精細(xì)獨(dú)立空間圖案)的情況下也同樣可以得到。也就是，通過(guò)將第二光罩和斜射入曝光組合起來(lái)，就能將獨(dú)立空間圖案與獨(dú)立線圖案，或者是獨(dú)立空間圖案與密集圖案同時(shí)精細(xì)化。
還有，根據(jù)第二光罩，因?yàn)榘胝诠獠糠质怯砂胝诠饽さ脝螌訕?gòu)造制成的，所以光罩構(gòu)造就變得非常單純。還有，只要部分削薄半遮光膜，換句話說(shuō)，只要在半遮光部分設(shè)置凹陷部分就可以簡(jiǎn)單地形成周邊部分。再有，與使用多層膜結(jié)構(gòu)的情況相比，在周邊部分和透光部分間夾入微小幅寬的半遮光部分的情況，也可以抑制構(gòu)成該微小幅寬的半遮光部分的膜的剝離。
第二光罩中，最好的是，半遮光膜具有形成在透光性基板上的透光率調(diào)整膜和形成在透光率調(diào)整膜上的相位調(diào)整膜；透光率調(diào)整膜讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)通過(guò)且對(duì)曝光光線具有低透光率；相位調(diào)整膜對(duì)曝光光線具有高透過(guò)率；半遮光部分形成區(qū)域的相位調(diào)整膜具有讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)的厚度；周邊部分形成區(qū)域的相位調(diào)整膜具有讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的厚度。
這樣做，在半遮光膜中任意選擇所希望的相位差和所希望的透光率的組合，同時(shí)又通過(guò)透光率調(diào)整膜的材料和相位調(diào)整膜的材料的組合，可以提高為加工半遮光膜的蝕刻時(shí)的選擇比。
第二光罩中，最好的是，半遮光膜具有形成在透光性基板上的相位調(diào)整膜和只在半遮光膜形成區(qū)域上形成的透光率調(diào)整膜；透光率調(diào)整膜讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)通過(guò)且對(duì)曝光光線具有低透光率；相位調(diào)整膜對(duì)曝光光線具有高透過(guò)率；半遮光部分形成區(qū)域的相位調(diào)整膜具有讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)的厚度；周邊部分形成區(qū)域的相位調(diào)整膜具有讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的厚度。
這樣做，在半遮光膜中任意選擇所希望的相位差和所希望的透光率的組合，同時(shí)又通過(guò)透光率調(diào)整膜的材料和相位調(diào)整膜的材料的組合，可以提高為加工半遮光膜的蝕刻時(shí)的選擇比。
在第二光罩中，周邊部分既可以配置為與透光部分相連接，也可以配置為與透光部分相隔所定的間隔。
第二光罩中，曝光光線在半遮光部分上的透光率最好是在6％以上，15％以下。
這樣做，在圖案形成時(shí)，防止了光阻膜減薄的同時(shí)，也可以確實(shí)得到由第二光罩引起的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。
本發(fā)明所涉及的第三光罩是這樣，在透光性基板上形成有對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分；由半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)曝光光線具有透光性的透光部分及由半遮光部分包圍起來(lái)且位于透光部分周邊的周邊部分的三個(gè)部分。半遮光部分及透光部分讓曝光光線在同相位狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)。周邊部分，讓曝光光線在以半遮光部分及透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)。透光部分形成區(qū)域的透光性基板表面呈暴露狀態(tài)。在半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板上形成具有讓曝光光線部分透過(guò)的透光率，且又讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光膜。在周邊形成區(qū)域的透光性基板上，為使其具有讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的厚度而蝕刻凹陷。
根據(jù)第三光罩，由透光部分和讓曝光光線以與透光部分同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分，夾住了透光部分和讓曝光光線以與該透光部分相同的相位透過(guò)的開(kāi)口部分。其結(jié)果是，透光部分和周邊部分間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就由于透過(guò)周邊部分的光和透過(guò)透光部分的光間的相互干涉而得以強(qiáng)調(diào)。還有，這一對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精細(xì)的獨(dú)立光阻除去部分(也就是對(duì)應(yīng)于透光部分得精細(xì)獨(dú)立空間圖案)的情況下也同樣可以得到。也就是，通過(guò)將第三光罩和斜射入曝光組合起來(lái)，就能將獨(dú)立空間圖案與獨(dú)立線圖案，或者是獨(dú)立空間圖案與密集圖案同時(shí)精細(xì)化。
還有，根據(jù)第三光罩，因?yàn)榘胝诠獠糠质怯砂胝诠饽さ脝螌訕?gòu)造制成的，所以光罩構(gòu)造就變得非常單純。
第三光罩中，最好的是，半遮光膜具有形成在透光性基板上的透光率調(diào)整膜和形成在透光率調(diào)整膜上的相位調(diào)整膜；透光率調(diào)整膜讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)通過(guò)且對(duì)曝光光線具有低透光率；相位調(diào)整膜對(duì)曝光光線具有高透過(guò)率。
這樣做，在半遮光膜中任意選擇所希望的相位差和所希望的透光率的組合，同時(shí)又通過(guò)透光率調(diào)整膜的材料和相位調(diào)整膜的材料的組合，可以提高為加工半遮光膜的蝕刻時(shí)的選擇比。
在第三光罩中，周邊部分既可以配置為與透光部分相連接，也可以配置為與透光部分相隔所定的間隔。
第三光罩中，曝光光線在半遮光部分上的透光率最好是在6％以上，15％以下。
這樣做，在圖案形成時(shí)，防止了光阻膜減薄的同時(shí)，也可以確實(shí)得到由第三光罩引起的對(duì)此度強(qiáng)調(diào)效果。
本發(fā)明所涉及的圖案形成方法，以使用本發(fā)明的第一至第三的光罩中的任何一個(gè)圖案形成方法為前提，包括在基板上形成光阻膜的工序；透過(guò)光罩將曝光光線照射到光阻膜上的工序；及對(duì)由曝光光線照射的光阻膜進(jìn)行顯像并將光阻膜圖案化的工序。
根據(jù)本發(fā)明的圖案形成方法，可收到與本發(fā)明所涉及的第一至第三的光罩同樣的效果。還有，在照射曝光光線的工序中，由于使用斜射入照明法(斜射入曝光法)以后，就可以確實(shí)收到上述效果。
本發(fā)明所涉及的第一種光罩制作方法，為制成在透光性基板上形成有對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分、由半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)曝光光線具有透光性的透光部分及由半遮光部分包圍起來(lái)且位于透光部分周邊的周邊部分的光罩的制作方法。具體而言，包括在半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板上形成具有讓曝光光線部分地透過(guò)的透光率且以讓曝光光線在以周邊部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)的第一移相膜的第一工序；在第一移相膜上形成讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的第二移相膜的第二工序；除去透光部分形成區(qū)域及周邊部分形成區(qū)域的第二移相膜的第三工序；在第三工序后，除去透光部分形成區(qū)域的第一移相膜的第四工序。在半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板上形成的第一移相膜及第二移相膜的重疊沉積層構(gòu)造，在具有部分透過(guò)曝光光線的透光率的同時(shí)，讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)。
根據(jù)第一光罩的制作方法，在透光性基板上順次形成讓曝光光線相位反轉(zhuǎn)透過(guò)的第一及第二移相膜后，除去透光部分形成區(qū)域及周邊部分形成區(qū)域的第二移相膜，隨后除去透光部分形成區(qū)域的第一移相膜。也就是，透光部分由透光性基板的露出部分形成，半遮光部分由第一及第二移相膜的重疊沉積層構(gòu)造讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)。為此，由透光部分和讓曝光光線與透光部分同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分可以將讓曝光光線與透光部分反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的周邊部分夾住。因此，透光部分和周邊部分間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就由于透過(guò)周邊部分的光和透過(guò)透光部分的光間的相互干涉而得以強(qiáng)調(diào)。還有，在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精細(xì)的獨(dú)立光阻除去部分(即精細(xì)的獨(dú)立空間圖案)的情況下，也能收到這一對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。也就是，將本實(shí)施方式中的光罩和斜射入曝光組合起來(lái)以后，就能將獨(dú)立空間圖案與獨(dú)立線圖案，或者獨(dú)立空間圖案與密集圖案同時(shí)精細(xì)化。
還有，根據(jù)第一光罩的制造方法，通過(guò)對(duì)沉積在透光性基板上的第一及第二移相膜有選擇地進(jìn)行蝕刻，這樣，具有半遮光部分和周邊部分的任意形狀光罩圖案的制作就容易進(jìn)行了。
還有，根據(jù)第一光罩的制作方法，在透光部分和周邊部分分離的情況下，換句話說(shuō)，在透光部分和周邊部分之間介入了由第一及第二移相膜的重疊沉積層構(gòu)造制成的半遮光部分的情況下，以圖案化了的第二移相膜為光罩，可以對(duì)第一移相膜進(jìn)行自我調(diào)整的蝕刻，所以能夠正確進(jìn)行光罩加工。
本發(fā)明所涉及的第二種光罩制造方法，為制成在透光性基板上形成有對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分；由半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)曝光光線具有透光性的透光部分及由半遮光部分包圍起來(lái)且位于透光部分周邊的周邊部分的光罩的制作方法。具體而言，包括在透光性基板上形成讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的第一相位調(diào)整膜的第一工序；在第一移相膜上形成讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)透過(guò)的第二移相膜的第二工序；除去周邊部分形成區(qū)域的第二相位調(diào)整膜的第三工序；在第三工序之后，順次除去透光部分形成區(qū)域的第一及第二移相膜的第四工序。形成在半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板上的第一及第二相位調(diào)整膜的重疊沉積層構(gòu)造，具有讓曝光光線部分地透過(guò)的透光率，同時(shí)可以讓曝光光線以周邊部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)。
根據(jù)第二光罩的制作方法，在透光性基板上順次形成讓曝光光線相位反轉(zhuǎn)透過(guò)的第一及第二移相膜后，除去周邊部分形成區(qū)域的第二移相膜，隨后除去透光部分形成區(qū)域的第二移相膜及第一移相膜。也就是，透光部分由透光性基板的露出部分形成，半遮光部分由第一及第二移相膜的重疊沉積層構(gòu)造形成，周邊部分由第一移相膜單層構(gòu)造形成。在此，第一及第二移相膜的重疊沉積層構(gòu)造讓曝光光線以透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)。為此，由透光部分和讓曝光光線與透光部分同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分可以將讓曝光光線與透光部分反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的周邊部分夾住。因此，透光部分和周邊部分間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就由于透過(guò)周邊部分的光和透過(guò)透光部分的光間的相互干涉而得以強(qiáng)調(diào)。還有，在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精細(xì)的獨(dú)立光阻除去部分(即精細(xì)的獨(dú)立空間圖案)的情況下，也能收到這一對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。也就是，將本實(shí)施方式中的光罩和斜射入曝光組合起來(lái)以后，就能將獨(dú)立空間圖案與獨(dú)立線圖案，或者獨(dú)立空間圖案與密集圖案同時(shí)精細(xì)化。
還有，根據(jù)第二光罩的制造方法，通過(guò)對(duì)沉積在透光性基板上的第一及第二移相膜有選擇地進(jìn)行蝕刻，這樣，具有半遮光部分和周邊部分的任意形狀光罩圖案的制作就容易進(jìn)行了。
還有，根據(jù)第二光罩的制作方法，分別進(jìn)行除去周邊部分形成區(qū)域的第二移相膜工序和除去透光部分形成區(qū)域的第二移相膜。為此，在透光部分和周邊部分之間存在微小間隙的情況下，換句話說(shuō)，在透光部分和周邊部分之間介入由第一及第二移相膜重疊沉積層構(gòu)造形成的微小寬度半遮光部分情況下，光罩加工的邊緣就變大。
在第一及第二種光罩制作方法中，最好是，移相膜對(duì)曝光光線的透光率在6％以上且在15％以下。
這樣做以后，就既能防止形成圖案時(shí)光阻膜的減薄等，又確能收到由第一及第二光罩制作方法的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。


圖1(a)～圖1(g)為說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理的圖。
圖2(a)～圖2(f)為說(shuō)明利用現(xiàn)有的相位端的圖像強(qiáng)調(diào)效果對(duì)光源形狀的依賴性的圖。
圖3(a)～圖3(f)為說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)法中移相膜的尺寸界限值的圖。
圖4(a)及圖4(b)為說(shuō)明本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)法中移相膜的尺寸界限值的圖。
圖5(a)～圖5(f)為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩在獨(dú)立圖案形成中由來(lái)自各種各樣光源位置的曝光光線射入而產(chǎn)生的光強(qiáng)度分布的圖。
圖6(a)～圖6(f)為說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有的半色調(diào)移相膜形成獨(dú)立圖案時(shí)，由來(lái)自各種各樣光源位置的曝光光線射入而產(chǎn)生的光強(qiáng)度分布的圖。
圖7(a)～圖7(f)為說(shuō)明對(duì)比度及DOF對(duì)本發(fā)明的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中的半遮光部分的透光率的依賴性的圖。
圖8(a)～圖8(f)示出了在形成了對(duì)應(yīng)于連接圖案的開(kāi)口部分的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，由半遮光部分和移相膜構(gòu)成的遮光性光罩圖案的幾種平面布置情況。
圖9(a)示出了要用本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩形成的所希望的圖案之一例；圖9(b)為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的平面圖；圖9(c)為沿圖9(b)中的AA’線剖開(kāi)的剖面圖。
圖10(a)為在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩中移相膜為單層膜的情況下的剖面圖；圖10(b)為在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩中移相膜為由透光率調(diào)整膜和相位調(diào)整膜構(gòu)成的重疊沉積層膜的情況下的剖面圖。
圖11(a)為表示通常的曝光光源的形狀的圖；圖11(b)為表示輪帶曝光光源的形狀的圖；圖11(c)為表示四重極曝光光源的形狀的圖；圖11(d)為表示輪帶—四重極混合型曝光光源的形狀的圖。
圖12(a)～圖12(d)為剖面圖，示出了使用本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法下的每一個(gè)工序。
圖13(a)～圖13(e)為剖面圖，示出了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的制作方法中的各個(gè)工序。圖13(f)為對(duì)應(yīng)于圖13(c)所示的剖面圖的平面圖；圖13(g)為對(duì)應(yīng)于圖13(e)所示的剖面圖的平面圖。
圖14(a)～圖14(e)為剖面圖，示出了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式的第一個(gè)變形例所涉及的光罩的制作方法中的各個(gè)工序。圖14(f)為對(duì)應(yīng)于圖14(c)所示的剖面圖的平面圖；圖14(g)為對(duì)應(yīng)于圖14(e)所示的剖面圖的平面圖。
圖15(a)～圖15(e)為剖面圖，示出了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式的第二個(gè)變形例所涉及的光罩的制作方法中的各個(gè)工序。圖15(f)為對(duì)應(yīng)于圖15(c)所示的剖面圖的平面圖；圖15(g)為對(duì)應(yīng)于圖15(e)所示的剖面圖的平面圖。
圖16(a)示出了要用本發(fā)明的第2個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩形成的所希望的圖案之一例。圖16(b)為第2個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的平面圖；圖16(c)為沿圖16(b)中的AA’線剖開(kāi)的剖面圖。
圖17(a)～圖17(d)為剖面圖，示出了使用了本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法下的每一個(gè)工序。
圖18(a)～圖18(d)為剖面圖，示出了使用本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案構(gòu)成方法下的每一個(gè)工序。
圖19(a)示出了要用本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩形成的所希望的圖案之一例。圖19(b)為第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的平面圖；圖19(c)為沿圖19(b)中的AA’線剖開(kāi)的剖面圖。
圖20(a)～圖20(d)為剖面圖，示出了使用了本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法下的每一個(gè)工序。
圖21(a)及圖21(b)為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩中半波色相偏移罩位于連接于開(kāi)口部分的情況下的平面圖及剖面圖；圖21(c)及圖21(d)為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩中半波色相偏移罩位于距離開(kāi)口部分所定間隙的情況下的平面圖及剖面圖。
圖22(a)示出了要用本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩形成的所希望的圖案之一例。圖20(b)為第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的平面圖；圖22(c)為沿圖22(b)中的AA’線剖開(kāi)的剖面圖。
圖23(a)～圖23(d)為剖面圖，示出了使用了本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法下的每一個(gè)工序。
圖24(a)～圖24(e)為剖面圖，示出了本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的制作方法中的各個(gè)工序；圖24(f)為對(duì)應(yīng)于圖24(c)所示的剖面圖的平面圖；圖24(g)為對(duì)應(yīng)于圖24(e)所示的剖面圖的平面圖。
圖25(a)～圖25(c)為說(shuō)明用被薄膜化的遮光膜作本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的透光率調(diào)整膜用而引起的相位變化對(duì)圖案形成造成的影響的圖。
圖26(a)為本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及光罩中透光性基板的挖掘部分位于與開(kāi)口部分相隔所定尺寸的情況下的平面圖；圖26(b)～圖26(d)為各自同情況下的剖面圖。
圖27(a)～圖27(g)為說(shuō)明用現(xiàn)有的半色調(diào)移相膜而得到的圖像強(qiáng)調(diào)原理的圖。
(符號(hào)說(shuō)明)1a、1b、1c、1d、1e、1f-輪廓強(qiáng)調(diào)光罩；2a、2b、2c、2d、2e、2f-透光性基板；3a、3b、3c、3d、3e、3f-半遮光部分；4a、4b、4c、4d、4e、4f-開(kāi)口部分；5a、5b、5c、5d、5e、5f-移相膜；10-透光性基板；11-下層移相膜；11A-第一透光率調(diào)整膜；11B-第一相位調(diào)整膜；12-上層相位調(diào)整膜；12A-第二透光率調(diào)整膜；12B-第二相位調(diào)整膜；13-第一光阻圖案；14-第二光阻圖案；20-透光性基板；21-下層相位調(diào)整膜；22-透光率調(diào)整膜；23-上層相位調(diào)整膜；30-透光性基板；31-半波色相偏移罩；40-透光性基板；41-半波色相偏移罩；41A-透光率調(diào)整膜；41B-相位調(diào)整膜；100-基板；101-被加工膜；102-光阻膜；102a-潛像部分；103-曝光光線；104-透過(guò)光線；105-光阻圖案；200-基板；201-被加工膜；202-光阻膜；202a-潛像部分；203-曝光光線；204-透過(guò)光線；205-光阻圖案；300-基板；301-被加工膜；302-光阻膜；302a-潛像部分；303-曝光光線；304-透過(guò)光線；305-光阻膜圖案；400-基板；401-被加工膜；402-光阻膜；402a-潛像部分；403-曝光光線；404-透光光線；405-光阻圖案。
具體實(shí)施例方式
首先，說(shuō)明在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基礎(chǔ)上本中請(qǐng)者所設(shè)計(jì)的由光罩提高解像度的方法，具體講，是為提高獨(dú)立空隙圖案的解像度的「輪廓強(qiáng)調(diào)法」。
(輪廓強(qiáng)調(diào)法)接下來(lái)，以由定位抗蝕工序形成接觸圖案的情況為例加以說(shuō)明。且，「輪廓強(qiáng)調(diào)法」為只要是定位抗蝕工序的微小空隙圖案，與其形狀無(wú)關(guān)全能成立的原理。還有，「輪廓強(qiáng)調(diào)法」，在使用正抗蝕程序的情況下，也只要考慮定位抗蝕工序中的精細(xì)空隙圖案(抗蝕除去圖案)和精細(xì)圖案的置換就可全部同樣適用。
圖1(a)～圖1(g)，是為說(shuō)明在形成接觸圖案的曝光中強(qiáng)調(diào)光的影像對(duì)比度的原理的圖。
圖1(a)，是通過(guò)曝光光線的透光率在6％以上及15％以下的半遮光部分，對(duì)應(yīng)于接觸圖案的開(kāi)口部分(也就是透光部分)所包圍的光罩的平面圖，圖1(b)，表示透過(guò)圖1(a)所示光罩的光線中對(duì)應(yīng)于AA’線的振幅強(qiáng)度。
圖1(c)，是圖1(a)所示開(kāi)口部分的周邊區(qū)域上配置的移相器，且在其他區(qū)域上配置了完全遮光部分的光罩平面圖，圖1(d)，是表示圖1(c)所示的透過(guò)光罩的光線中對(duì)應(yīng)于AA’線的振幅強(qiáng)度。在此，圖1(d)所表示的光線的振幅強(qiáng)度，是這部分光透過(guò)移相器的光線，所以，與圖1(b)所示的光線振幅強(qiáng)度為反對(duì)稱相位關(guān)系。
圖1(e)，通過(guò)相對(duì)于曝光光線具有6％以上且15％以下透光率的半遮光部分，對(duì)應(yīng)于接觸圖案開(kāi)口部分及其周邊區(qū)域上配置的移相器所包圍的光罩平面圖，圖1(f)及圖1(g)，是表示透過(guò)圖1(e)所示光罩的光線中對(duì)應(yīng)于AA’線的振幅強(qiáng)度及光強(qiáng)度(光線振幅強(qiáng)度的平方)。圖1(e)所示光罩，是圖1(a)所示光罩中開(kāi)口部分周?chē)鷧^(qū)域上的配置了移相器的光罩。在此，圖1(e)所示光罩，是實(shí)現(xiàn)「輪廓強(qiáng)調(diào)法」的本發(fā)明的光罩(以下稱輪廓強(qiáng)調(diào)光罩)的一例。
且，圖1(a)或者圖1(e)所示的光罩中，透過(guò)半遮光部分的光線和透過(guò)開(kāi)口部分的光線具有相同的相位{具體地講，相位差在(-30+360n)度以上且在(30+360n)度以下(n為整數(shù))}。還有，圖1(e)所示光罩中，透過(guò)移相器的光線和透過(guò)開(kāi)口部分的光線為反相位狀態(tài){具體地講，相位差在(150+360n)度以上且在(210+360n)度以下(n為整數(shù))}。
透過(guò)圖1(e)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的光線的影像所強(qiáng)調(diào)的原理如下所述。也就是，圖(e)所示光罩的構(gòu)造，是圖1(a)及圖1(c)各自所示光罩的重合結(jié)構(gòu)。因此，如圖1(b)、圖1(d)及圖1(f)所示一樣，透過(guò)圖1(e)所示光罩的光線振幅強(qiáng)度，是重合透過(guò)圖1(a)及圖1(c)各自所示光罩的光線的振幅強(qiáng)度的分布結(jié)構(gòu)。在此，如可從圖1(f)得知，圖1(e)所示光罩中，透過(guò)配置在開(kāi)口部分周?chē)囊葡嗥鞯墓饩€，透過(guò)開(kāi)口部分及半遮光部分各自的光線中的一部分可以抵消。因此，圖1(e)所示光罩中，只要調(diào)整透過(guò)移相器的光的強(qiáng)度，使其開(kāi)口部分周?chē)墓饩€相互抵消，如圖1(g)所示，對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分周?chē)墓饩€強(qiáng)度基本減小到0的光線強(qiáng)度的分布就成為可能。
還有，圖1(e)所示的光罩中，透過(guò)移相器的光線，在開(kāi)口部分周?chē)泻艽蟮牡窒?，另一方面，在開(kāi)口部分的中央附近也稍有抵消。其結(jié)果，如圖1(g)所示的一樣，在透過(guò)圖1(e)所示的光罩的光線中，也可得到增大從開(kāi)口部分中央向開(kāi)口部分周?chē)兓墓饩€強(qiáng)度分布的輪廓(profile)的傾斜度的效果。因此，透過(guò)圖1(e)所示光罩的光線強(qiáng)度分布，就象有清晰(sharp)的輪廓一樣，所以形成對(duì)比度高的象。
以上是本發(fā)明中強(qiáng)調(diào)光學(xué)影像{光強(qiáng)度的影像(image)}的原理。也就是，通過(guò)由低透光率的半遮光部分形成的光罩，沿著開(kāi)口部分的輪廓配置了移相器，由圖1(a)所示光罩光強(qiáng)度影像中，就可能形成對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分輪廓線的黑暗部分。由此，開(kāi)口部分的光線強(qiáng)度和開(kāi)口部分周?chē)墓鈴?qiáng)度之間可以形成強(qiáng)調(diào)光線強(qiáng)度的分布。本說(shuō)明書(shū)中，由這樣的原理進(jìn)行影像強(qiáng)調(diào)的方法稱之為「輪廓強(qiáng)調(diào)法」，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)這個(gè)原理的光罩稱之為「輪廓強(qiáng)調(diào)光罩」。
在此，說(shuō)明成為本發(fā)明的基本原理的輪廓強(qiáng)調(diào)法和從前的半波色相偏移罩原理的不同之處。輪廓強(qiáng)調(diào)法原理的最重要之處，是透過(guò)半遮光部分及開(kāi)口部分的光線中的各自一部分通過(guò)移相器時(shí)抵消了一部分光，由此，就形成了光強(qiáng)度分布中的黑暗部分這一點(diǎn)。也就是，移相器如同不透明圖案那樣動(dòng)作這一點(diǎn)。為此，如所見(jiàn)到的圖1(f)的一樣，透過(guò)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的光線的振幅強(qiáng)度中，由于相同相位狀態(tài)一側(cè)的強(qiáng)度變化形成黑暗部分。在后面還要詳細(xì)說(shuō)明，但是，只在這種狀態(tài)下，由斜射入曝光光線使提高對(duì)比度成為可能。
另一方面，有對(duì)應(yīng)于接觸圖案開(kāi)口部分的從前的曝光半波色相偏移罩時(shí)的光強(qiáng)度分布中，如圖27(g)所示一樣，在開(kāi)口部分周?chē)纬珊诎祬^(qū)域。但是，比較表示曝光從前的半波色相偏移罩時(shí)的光線的振幅強(qiáng)度的圖27(f)和表示曝光輪廓強(qiáng)調(diào)光罩時(shí)的光線振幅強(qiáng)度的圖1(f)，很明顯存在著以下的不同之處。也就是，如圖27(f)所示一樣，在曝光半波色相偏移罩情況下的振幅強(qiáng)度分布中，存在著生成相位反轉(zhuǎn)的相位境界。還有，如圖27(g)所示一樣，這個(gè)相位境界，實(shí)現(xiàn)了由相位端部分形成的光強(qiáng)度分布黑暗部分的影像強(qiáng)調(diào)。但是，由相位端部分形成黑暗部分得到對(duì)比度的強(qiáng)調(diào)效果，所以，對(duì)于光罩是垂直的入射光線成分就成為必要的了。相反，由斜射入曝光光線即便是產(chǎn)生了相位境界，卻未形成由相位端部分引起的黑暗部分，其結(jié)果，得不到對(duì)此度強(qiáng)調(diào)效果。這就是即便是相對(duì)于半波色相偏移罩進(jìn)行斜射入曝光光線也無(wú)法生成對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果的理由。換而言之，為了得到由半波色相偏移罩引起的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果，就有必要進(jìn)行低干涉度小光源的曝光。
如上所述，在接觸圖案形成中，半波色相偏移罩和輪廓強(qiáng)調(diào)光罩實(shí)現(xiàn)了很相似的光強(qiáng)度分布，另一方面，由于黑暗部分形成原理的不同{透過(guò)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的光的振幅強(qiáng)度分布上不生成相位境界[參照?qǐng)D1(f)]}，在輪廓強(qiáng)調(diào)法的情況下，即便是斜射入的曝光光線也可以形成精細(xì)的獨(dú)立空隙圖案形成所必須的高對(duì)比度的光的影像。
圖2(a)，是對(duì)應(yīng)于接觸圖案開(kāi)口部分由移相器包圍形成的半波色相偏移罩的平面圖。圖2(b)，是表示使用對(duì)于圖2(a)所示半波色相偏移罩干涉度σ＝0.4的小光源進(jìn)行曝光的情況下的AA’線的光強(qiáng)度分布的計(jì)算結(jié)果，圖2(c)，是表示使用對(duì)于圖2(a)所示半波色相偏移罩的斜射入曝光光線之一的環(huán)帶光源進(jìn)行曝光情況下AA’線的光強(qiáng)度分布的計(jì)算結(jié)果。在此，環(huán)帶光源使用了外徑σ＝0.75、內(nèi)經(jīng)σ＝0.5的被稱做2/3環(huán)帶。還有，作為曝光條件，使用了光源波長(zhǎng)λ＝193nm(ArF光源)、開(kāi)口數(shù)NA＝0.6。還有，接觸孔的尺寸為180nm的正方形，移相器的透光率為0.6％。且，在以下的說(shuō)明中，在沒(méi)有限制的情況下，用曝光光源的光源強(qiáng)度為1時(shí)的相對(duì)光強(qiáng)度表示光強(qiáng)度。
如圖2(b)及圖2(c)所示一樣，在使用半波色相偏移罩的情況下，由小光源進(jìn)行的曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布中，由相位端部分形成的黑暗部分形成了高對(duì)比度影像，另一方面，進(jìn)行斜射入光線曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布中由相位端部分無(wú)法形成黑暗部分，所以形成了對(duì)比度很差的圖像。
圖2(d)，是對(duì)應(yīng)于接觸圖案開(kāi)口部分和位于包圍這個(gè)開(kāi)口部分區(qū)域的移相器，由成為完全遮光部分的鉻膜包圍的邊緣強(qiáng)調(diào)型相位光罩平面圖，圖2(e)，表示使用相對(duì)于圖2(d)所示的邊緣強(qiáng)調(diào)型相位光罩干涉度為σ＝0.4的小光源進(jìn)行曝光時(shí)的對(duì)應(yīng)于AA’線的光強(qiáng)度分布計(jì)算結(jié)果，圖2(f)，表示使用相對(duì)于圖2(e)所示的邊緣強(qiáng)調(diào)型相位光罩環(huán)帶光源進(jìn)行曝光時(shí)的對(duì)應(yīng)于AA’線的光強(qiáng)度分布計(jì)算結(jié)果。在此，邊緣強(qiáng)調(diào)型相位光罩，與半波色相偏移罩相同，在開(kāi)口部分和移相器之間由相位端部分形成黑暗部分實(shí)現(xiàn)影像強(qiáng)調(diào)。還有，環(huán)帶光源的種類(lèi)、曝光條件及移相器的透光率，與圖2(a)～圖2(c)所示半波色相偏移罩的情況相同。還有，接觸孔的尺寸為220nm的正方形，移相器寬為80nm。
如圖2(e)及圖2(f)所示，用邊緣強(qiáng)調(diào)型相位罩的情況和使用半波色相偏移罩的情況一樣，用小光源進(jìn)行曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布中由相位端部分形成黑暗部分形成了高對(duì)比度的影像，另一方面，進(jìn)行斜射入曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布中由相位端部分不形成黑暗部分形成了非常差對(duì)比度的影像。
接下來(lái)，在輪廓強(qiáng)調(diào)法中，詳細(xì)說(shuō)明由斜射入曝光光線成分得到的高對(duì)比度圖案之前，說(shuō)明即使有如圖1(e)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)法的構(gòu)造，若移相器的幅度變得有過(guò)剩的大，輪廓強(qiáng)調(diào)法的效果就會(huì)得不到。
圖3(a)，是通過(guò)曝光光線的透光率在6％以上及15％以下的半遮光部分，對(duì)應(yīng)于接觸圖案的開(kāi)口部分和位于包圍這個(gè)開(kāi)口部分的小幅度移相器所包為的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖。還有，圖3(b)，表示使用相對(duì)于圖3(a)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的干涉度σ＝0.4的小光源進(jìn)行曝光的情況下對(duì)應(yīng)于AA’線的光強(qiáng)度分布計(jì)算結(jié)果。還有，圖3(c)，是對(duì)于圖3(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩用環(huán)帶光源進(jìn)行曝光的情況下對(duì)應(yīng)于AA’線的光強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果。
還有，圖3(d)，對(duì)于曝光光線具有6％以上和15％以下透光率的半遮光部分，對(duì)應(yīng)于接觸圖案開(kāi)口部分和位于包圍這個(gè)開(kāi)口部分區(qū)域的大幅寬移相器所設(shè)置的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖。還有，圖3(e)，表示用對(duì)于圖3(d)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩干涉度σ＝0.4的小光源進(jìn)行曝光情況下對(duì)應(yīng)于AA’線的光線強(qiáng)度分布的計(jì)算結(jié)果，圖3(f)，表示圖3(d)所示對(duì)于輪廓強(qiáng)調(diào)光罩用環(huán)帶光源進(jìn)行曝光的情況下對(duì)應(yīng)于AA’線的光強(qiáng)度分布計(jì)算結(jié)果。
在此，圖3(d)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中的移相器的幅寬設(shè)定為輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理基本不成立的過(guò)于大。具體地講，圖3(a)及圖3(d)所示的開(kāi)口部分的尺寸均為220nm的四方形，圖3(a)所示的移相器的幅寬為60nm，圖3(d)所示移相器的幅寬為150nm。還有，環(huán)帶光源和曝光條件，與圖2(a)～圖2(c)所示半波色相偏移罩的情況相同。
如圖3(b)及圖3(c)所示一樣，用輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理成立的圖3所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的情況下，由移相器的不透明化作用產(chǎn)生的黑暗部分在不受光源的種類(lèi)影響所表現(xiàn)的同時(shí)光強(qiáng)度分布中的對(duì)比度由環(huán)帶光源可以得到更高的值。
另一方面，使用移相器過(guò)大的圖3所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的情況下，透過(guò)移相器的光線變得過(guò)強(qiáng)，所以，振幅強(qiáng)度分布中就形成了反相位狀態(tài)的強(qiáng)度分布。這種狀態(tài)中，與半波色相偏移罩或者是邊緣強(qiáng)調(diào)型光罩作用同樣的原理。也就是，如圖3(e)及圖3(f)所示一樣，用小光源進(jìn)行曝光時(shí)的光源強(qiáng)度分布中由相位端部分形成的黑暗部分體現(xiàn)對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。另一方面，進(jìn)行斜射入曝光時(shí)的光強(qiáng)度分布中由相位端部分未形成黑暗部分，形成對(duì)比度非常不清的影像。
也就是，為實(shí)現(xiàn)輪廓強(qiáng)調(diào)法，在光罩構(gòu)造中，包圍在半遮光部分中的開(kāi)口部分周?chē)恢慌渲昧艘葡嗥鳎拗仆高^(guò)這個(gè)移相器內(nèi)的光線是有必要的。根據(jù)原理的機(jī)理(mechanism)，透過(guò)移相器的光線，具有透過(guò)半遮光部分及開(kāi)口部分各自的光線的相互抵消以上的強(qiáng)度，且，意味著在其振幅強(qiáng)度分布中不形成一定大小以上的反相位狀態(tài)強(qiáng)度分布。
實(shí)際上，為限制透過(guò)移相器的光線，可以用設(shè)置對(duì)應(yīng)于移相器的透光率的其幅寬條件(具體的講是上限)。以下，就這個(gè)條件，用考察的由透過(guò)移相器的光線抵消來(lái)自移相器周?chē)墓饩€的結(jié)果{參照?qǐng)D4(a)及圖4(b)}說(shuō)明。
如圖4(a)所示的一樣，用在透明基板上設(shè)置了透光率為T(mén)、線幅寬為L(zhǎng)的移相器的光罩(移相器光罩)曝光時(shí)，在被曝光的材料上對(duì)應(yīng)于移相器的中心的位置生成光強(qiáng)度定為Ih(L、T)。還有，在使用取代移相器光罩的移相器設(shè)置了完全遮光部分的光罩(遮光罩)進(jìn)行曝光中，在被曝光材料上對(duì)應(yīng)于完全遮光部分的中心位置生成的光強(qiáng)度定為Ic(L)。還有，取代移相器光罩的移相器而設(shè)置開(kāi)口部分(透光部分)，且，代替移相器光罩的透光部分用設(shè)置完全遮光部分的光罩(透明光罩)進(jìn)行曝光中，在被曝光材料上對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分中心的位置生成的光強(qiáng)度定為Io(L)。
圖4(b)，表示用圖4(a)所示移相器光罩曝光中將移相器透光率T及線幅寬L進(jìn)行各種變化的情況下光強(qiáng)度Ih(L、T)的仿真結(jié)果，用透光率T及線幅寬L各自作為縱軸及橫軸用光線強(qiáng)度表示的樣子。在此，表示的是T＝Ic(L)/Io(L)的關(guān)系的重合曲線。還有，仿真條件是，曝光光線的波長(zhǎng)λ＝0.193μm(ArF光源)、曝光機(jī)的投影光學(xué)系的開(kāi)口數(shù)NA＝0.6、曝光光源的干涉度σ＝0.8(通常光源)。
如圖4(b)所示的一樣，光強(qiáng)度Ih(L、T)成為最小的條件可以由T＝Ic(L)/Io(L)的關(guān)系表示。這是因?yàn)?，從物理上講，表示透過(guò)移相器內(nèi)的光線的強(qiáng)度若為T(mén)×Io(L)，就表示與透過(guò)移相器外的光線強(qiáng)度Ic(L)平衡的關(guān)系。因此，透過(guò)移相器內(nèi)的光線成為過(guò)剩在振幅強(qiáng)度分布中出現(xiàn)反相位狀態(tài)振幅強(qiáng)度的移相器幅寬L，為T(mén)×Io(L)大于Ic(L)的幅寬L。
還有，由于光源的種類(lèi)的不同多少會(huì)有些差異，但是，透光率1的透過(guò)移相器內(nèi)的光線和透過(guò)移相器外的光線平衡時(shí)的幅寬L為0.3×(光源波長(zhǎng))/NA(開(kāi)口數(shù))程度{圖4(b)的情況為100nm程度}，這是從各種仿真結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)所得。還有，如從圖4(b)可知一樣，為了防止具有6％(0.06)以上的透光率的移相器內(nèi)的光線的過(guò)剩透過(guò)，與透光率100％(1.0)的移相器的情況相比，將幅寬L降到2倍以下是必要的。也就是，為了防止在具有透光率為6％以上的移相器內(nèi)光的過(guò)剩透過(guò)，移相器的幅寬L上限必須在0.6×λ/NA以下。
將以上的考察應(yīng)用于輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，作為輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中透過(guò)移相器外的光線，實(shí)質(zhì)上不是考慮移相器的兩側(cè)，而只考慮一側(cè)即可，所以，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中移相器的幅寬L的上限只要是上述考察所得上限的一半即可。因此，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中的移相器的幅寬上限，在移相器的透光率為6％以上的情況下為0.3×λ/NA以下。但是，這并不是充分的條件，對(duì)應(yīng)于移相器的透光率的高低，有必要使移相器的幅寬L的上限小于0.3×λ/NA。也就是，移相器的透光率為100％或者是50％以上的透光率的情況，移相器的幅寬L為0.2×λ/NA以下，最好是0.15×λ/NA以下。還有，在形成精細(xì)接觸圖案中，由透過(guò)移相器的光線和透過(guò)對(duì)應(yīng)于接觸圖案的透光部分的光線相互干涉，得到強(qiáng)調(diào)光強(qiáng)度分布的輪廓的效果，所以，移相器最好是配置在離透光部分，也就是從接觸孔中心小于0.5×λ/NA的區(qū)域內(nèi)。因此，移相器的幅寬L小于0.3×λ/NA的情況下，在形成接觸圖案中，最好是在離對(duì)應(yīng)于接觸圖案的透光部分中心為0.5×λ/NA～0.8×λ/NA以下的范圍內(nèi)，存在包圍透光部分的的移相器。
且，本說(shuō)明書(shū)中，在沒(méi)有特別限制的情況下，移相器幅寬等的各種光罩尺寸被換算為曝光材料上的尺寸表示，但是，光罩的實(shí)際尺寸可以通過(guò)換算尺寸乘以曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系數(shù)簡(jiǎn)單的求得。
接下來(lái)，基于相對(duì)于輪廓強(qiáng)調(diào)光罩從各種各樣的光源位置進(jìn)行曝光的情況下的光強(qiáng)度分布對(duì)比度的變化，詳細(xì)說(shuō)明在輪廓強(qiáng)調(diào)法中由斜射入曝光實(shí)現(xiàn)影像強(qiáng)調(diào)。
圖5(a)是輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的一例的平面圖。在此，半遮光部分的透光率為7.5％，移相器及開(kāi)口部分的透光率為100％。還有，開(kāi)口部分的尺寸為200nm的四方形，移相器的幅寬為50nm。
圖5(c)，對(duì)于圖5(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，通過(guò)光學(xué)仿真計(jì)算用開(kāi)口數(shù)NA規(guī)格化了的各種各樣光源位置的點(diǎn)光源進(jìn)行曝光的情況下對(duì)應(yīng)于圖5(a)的AA’線的光強(qiáng)度分布，在這個(gè)計(jì)算結(jié)果{例如圖5(b)所示的光強(qiáng)度分布}中讀取相當(dāng)于開(kāi)口部分中央位置的光強(qiáng)度Io，表示了該光強(qiáng)度Io的相對(duì)于各光源位置的描繪結(jié)果。在此，表示光源波長(zhǎng)λ為193nm(ArF光源)，開(kāi)口數(shù)為0.6的由光學(xué)計(jì)算進(jìn)行仿真的結(jié)果。且，以下的說(shuō)明中，在沒(méi)有特別限制時(shí)，光學(xué)仿真是以波長(zhǎng)λ＝193nm(ArF光源)，開(kāi)口數(shù)NA＝0.6的條件進(jìn)行光學(xué)計(jì)算。
如圖5(c)所示的一樣，開(kāi)口部分中央的光強(qiáng)度Io由外側(cè)光源位置{自圖5(c)的原點(diǎn)的遠(yuǎn)光源位置}的點(diǎn)光源曝光程度變大。也就是，用斜射入成分強(qiáng)的光源曝光的程度，知道對(duì)比度變清晰。參照?qǐng)D面具體說(shuō)明。圖5(d)、圖5(e)及圖5(f)，在圖5(c)所示的各點(diǎn)光源的樣點(diǎn)P1、P2、P3中，對(duì)應(yīng)于圖5(a)的AA’線的光強(qiáng)度分布的描繪。如圖5(d)、圖5(e)及圖5(f)所示，隨著點(diǎn)光源的位置變到外側(cè)，換而言之，隨著大的斜射入光源位置的變成，形成高對(duì)比度的影像。
接下來(lái)，為了進(jìn)行比較，說(shuō)明相對(duì)于半波色相偏移罩從各種各樣光源位置進(jìn)行曝光情況下的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度變化。圖6(a)是半波色相偏移罩的一例的平面圖。在此，移相器的透光率為6％，開(kāi)口部分的透光率為100％。還有，開(kāi)口部分的尺寸{被曝光晶片(wafer)上的換算}為180nm四方形。
圖6(c)，對(duì)于圖6(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，通過(guò)光學(xué)仿真計(jì)算用開(kāi)口數(shù)NA規(guī)格化了的各種各樣光源位置的點(diǎn)光源進(jìn)行曝光的情況下對(duì)應(yīng)于圖6(a)的AA’線的光強(qiáng)度分布，在這個(gè)計(jì)算結(jié)果{例如圖6(b)所示的光強(qiáng)度分布}中讀取相當(dāng)于開(kāi)口部分中央位置的光強(qiáng)度Io，表示了該光強(qiáng)度Io的相對(duì)于各光源位置的描繪結(jié)果。
如圖6(c)所示的一樣，開(kāi)口部分中央的光強(qiáng)度Io由內(nèi)側(cè)光源位置{圖6(c)的原點(diǎn)的近光源位置}的點(diǎn)光源曝光程度變大。也就是，用斜射入成分強(qiáng)的光源曝光的程度，知道對(duì)比度變清晰。參照?qǐng)D面具體說(shuō)明。圖6(d)、圖6(e)及圖6(f)，在圖6(c)所示的各點(diǎn)光源的樣點(diǎn)P1、P2、P3中，對(duì)應(yīng)于圖6(a)的AA’線的光強(qiáng)度分布的描繪。如圖6(d)、圖6(e)及圖6(f)所示，隨著點(diǎn)光源的位置變到外側(cè)，換而言之，隨著垂直射入光源位置的變成，形成高對(duì)此度的影像。
如以上說(shuō)明了的，比較圖5(a)～圖5(f)所示的結(jié)果和圖6(a)～圖6(f)的結(jié)果可知，輪廓強(qiáng)調(diào)法，在接觸圖案等的精細(xì)獨(dú)立空隙圖案的形成中，用以前的方法未能實(shí)現(xiàn)，用斜射入曝光強(qiáng)調(diào)光強(qiáng)度分布的對(duì)比度成為可能。
到此為止說(shuō)明了用輪廓強(qiáng)調(diào)光罩提高對(duì)比度的做法，接下來(lái)，說(shuō)明對(duì)比度及DOF對(duì)于輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中半遮光部分的透光率的依賴性。在此，利用圖7(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩，基于圖案形成中仿真各種界限的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。圖7(b)，表示對(duì)圖7(a)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩進(jìn)行曝光時(shí)所形成的光強(qiáng)度分布。在圖7(b)中，也表示了要用圖7(a)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成幅寬為100nm的接觸孔圖案情況中所定義了的各種邊界相關(guān)值。具體地講，臨界強(qiáng)度Ith是抗蝕膜感光的光線強(qiáng)度，對(duì)于這個(gè)值定義各種界限。例如，以Ip做為光強(qiáng)度分布的最高值，這樣，Ip/Ith就成為使抗蝕膜感光的感度比例值，這個(gè)值越高越好。還有，以Ib作為透過(guò)半遮光部分的光線的反射(back ground)強(qiáng)度，這樣，Ith/Ib值越高就意味著圖案形成時(shí)抗蝕膜的分解越難發(fā)生，同樣這個(gè)值也是越高越好。一般來(lái)講，Ith/Ib的值希望在2以上。在考慮了以上的情況的基礎(chǔ)上說(shuō)明各界限。
圖7(c)，表示用圖7(a)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成圖案時(shí)DOF對(duì)于半遮光部分透光率的依賴性的計(jì)算結(jié)果。在此，DOF，定義為圖案制成時(shí)尺寸變化在10％以內(nèi)的聚焦位置寬度。如圖7(c)所示一樣，DOF的提高最好是半遮光部分的透光率越高。還有，圖7(d)，表示計(jì)算用圖7(a)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成圖案時(shí)相對(duì)于半遮光部分透光率的最高值Ip的結(jié)果。如圖7(d)所示一樣，最高值Ip，也就是提高對(duì)比度也最好是半遮光部分的透光率高。從以上的結(jié)果來(lái)看，在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，半遮光部分的透光率越高越好，具體地講，如圖7(c)及圖7(d)所示一樣，透光率在0％至6％之間上升時(shí)曝光界限的提高率變大，所以，最好是用6％以上的半遮光部分就可以理解了。
圖7(e)，表示用圖7(a)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成圖案時(shí)對(duì)于半遮光部分透光率的Ith/Ib計(jì)算結(jié)果。如圖7(e)所示一樣，Ith/Ib為半遮光部分的透光率越高而越低，提高Ith/Ib最好是半遮光部分的透光率過(guò)高。具體地講，半遮光部分的透光率在15％左右時(shí)Ith/Ib就會(huì)變得小于2。還有，圖7(f)，表示計(jì)算用圖7(a)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成圖案時(shí)相對(duì)于半遮光部分透光率Ip/Ith的結(jié)果。如圖7(f)所示一樣，在半遮光部分的透光率為15％時(shí)Ip/Ith達(dá)到最高值。
如以上說(shuō)明的一樣，在輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，DOF或者是對(duì)比度是隨著半遮光部分透光率的提高而升高，其效果，在半遮光部分透光率超過(guò)6％就變得越明顯。另一方面，從防止圖案形成時(shí)抗蝕膜得光分解，或者是抗蝕感光度最優(yōu)觀點(diǎn)來(lái)講，半遮光部分透光率的最大值最好是在15％程度。因此，可以說(shuō)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中的半遮光部分透光率的最優(yōu)值在6％以上且15％以下。也就是，半遮光部分，為使部分曝光光線透過(guò)但卻不不使抗蝕膜感光的部分。換而言之，半遮光部分，只使全曝光光線中的一部分透過(guò)。作為這樣的半遮光部分的材料，可以使用ZrSiO、CrAlO、TaSiO、MoSiO或者是TiSiO等氧化物。
圖8(a)～圖8(f)，表示設(shè)置了對(duì)應(yīng)于接觸圖案的開(kāi)口部分的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，由半遮光部分和移相器構(gòu)成的遮光性光罩圖案的各種形式的平面圖。
圖8(a)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1a，與圖1(a)所示輪廓強(qiáng)調(diào)光罩有同樣的構(gòu)成。也就是，輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1a是使用透光性基板2a的光罩，包括，具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透光率的半遮光部分3a、被半遮光部分3a所圍且對(duì)應(yīng)于獨(dú)立接觸圖案的開(kāi)口部分4a和位于開(kāi)口部分4a周?chē)沫h(huán)狀移相器5a。
圖8(b)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1b是使用透光性基板2b的光罩，包括，具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透光率的半遮光部分3b、被半遮光部分3b所圍且對(duì)應(yīng)于獨(dú)立接觸圖案的開(kāi)口部分4b和具有開(kāi)口部分4b的各邊相同長(zhǎng)度的且各邊相連的由四個(gè)矩形狀移相器的一部分形成的移相器5b。這個(gè)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1b，在獨(dú)立圖案形成中基本和輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1a具有相同的特性。
圖8(c)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1c是使用透光性基板2c的光罩，包括，具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透光率的半遮光部分3c、被半遮光部分3c所圍且對(duì)應(yīng)于獨(dú)立接觸圖案的開(kāi)口部分4c和具有比開(kāi)口部分4c的各邊長(zhǎng)度短，且各邊相連的由四個(gè)矩形狀移相器的一部分形成的移相器5c。移相器5c的各個(gè)移相器的一部分的中央和開(kāi)口部分4c的中央對(duì)合。在這個(gè)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1c中，通過(guò)固定開(kāi)口部分4c的幅寬(大小)變更移相器5c的各個(gè)移相器一部分的長(zhǎng)短，可以進(jìn)行曝光后形成的抗蝕圖案的尺寸調(diào)整。例如，移相器5c的各個(gè)移相器的一部分的長(zhǎng)度做得越短，抗蝕圖案的尺寸就會(huì)越大。在此，保持輪廓強(qiáng)調(diào)作用的前提下可能變更的移相器5c的各個(gè)移相器一部分的長(zhǎng)度的下限為，限制在光源(曝光光線)波長(zhǎng)的一半程度為止，另一方面，因只變更光罩的尺寸的變更量的一半程度，所以，調(diào)整移相器一部分的長(zhǎng)度，是作為圖案尺寸調(diào)整方法非常好的方法。
圖8(d)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1d是使用透光性基板2d的光罩，包括，具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透光率的半遮光部分3d、被半遮光部分3d所圍且對(duì)應(yīng)于獨(dú)立接觸圖案的開(kāi)口部分4d、和從半遮光部分3d和開(kāi)口部分4d的界限只將所定尺寸伸入半遮光部分3d的環(huán)狀移相器5d。也就是，移相器5d和開(kāi)口部分4d之間介入了環(huán)狀半遮光部分3d。
圖8(e)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1e是使用透光性基板2e的光罩，包括，具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透光率的半遮光部分3e、被半遮光部分3e所圍且對(duì)應(yīng)于獨(dú)立接觸圖案的開(kāi)口部分4e、和從半遮光部分3e和開(kāi)口部分4e的界限只將所定尺寸伸入半遮光部分3e的環(huán)狀移相器5e。移相器5e，由開(kāi)口部分4e的各邊的長(zhǎng)度具有各個(gè)長(zhǎng)方形且在開(kāi)口部分4e的對(duì)角線上相接的四個(gè)移相器的一部分組成。在此，移相器5e和開(kāi)口部分4e之間介入了環(huán)狀的半遮光部分3e。在這個(gè)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1e中，通過(guò)固定移相器5c的大小及為止而只變更開(kāi)口部分4c的幅寬(大小)，可以進(jìn)行曝光后形成的抗蝕圖案的尺寸調(diào)整。例如，隨著增大開(kāi)口部分4e的幅寬抗蝕圖案的尺寸也變大。若按照只變更這個(gè)開(kāi)口部分的幅寬的圖案尺寸調(diào)整方法，與同時(shí)進(jìn)行定位(scaling)開(kāi)口部分及移相器雙方的圖案尺寸調(diào)整的方法相比，可以將MEEF(Mask Error Enhancement Factor相對(duì)于光罩尺寸變化量的圖案尺寸變化量比)降低的一半程度。
圖8(f)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1f是使用透光性基板2f的光罩，包括，具有使曝光光線的一部分透過(guò)的透光率的半遮光部分3f、被半遮光部分3f所圍且對(duì)應(yīng)于獨(dú)立接觸圖案的開(kāi)口部分4f、和從半遮光部分3f和開(kāi)口部分4f的界限只將所定尺寸伸入半遮光部分3e的環(huán)狀移相器5e。移相器5f，由開(kāi)口部分4f的各邊的長(zhǎng)度具有各個(gè)長(zhǎng)方形且在開(kāi)口部分4e的各邊相對(duì)的四個(gè)移相器的一部分組成。在此，移相器5f的各個(gè)移相器的長(zhǎng)度，既可以比開(kāi)口部分4f的邊長(zhǎng)長(zhǎng)，也可以比它短。按照輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1f的做法，可以進(jìn)行如圖8(c)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩1c同樣的抗蝕圖案的尺寸調(diào)整。
且，在圖8(d)～圖8(f)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，為增大MEEF的降低效果，開(kāi)口部分和移相器之間的半遮光部分的幅寬，最好在λ/NA(λ是曝光光源的波長(zhǎng)，NA是開(kāi)口數(shù))的1/5以下。還有，為了得到提高DOF的效果，上述的半遮光部分的幅寬，最好是可以影響由移相器引起的光的干涉效果的尺寸，也就是λ/NA的十分之一程度以下。還有，圖8(a)～圖8(f)所示的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，作為開(kāi)口部分的形狀采用了正方形，但用八角形似的多角形或者是圓形均可。還有，移相器的形狀也是一樣，并不只限于連續(xù)的環(huán)狀的形式或者是復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)方形的形式。如，排列復(fù)數(shù)個(gè)正方形移相器部分形成移相器亦可。
還有，到此為止，是以定位抗蝕工序?yàn)榍疤?，在輪廓?qiáng)調(diào)光罩中對(duì)應(yīng)于抗蝕除去部分的部分定義為開(kāi)口部分進(jìn)行了全部的說(shuō)明。但是，在可以利用有充分高的透光率的移相器的情況下，在以上說(shuō)明所用的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩中，即便是置換定義為開(kāi)口部分的部分和透光率高的移相器，或是置換定義為移相器的部分和開(kāi)口部分，再或是置換定義為半遮光部分的部分和透光率低的移相器(如半波色相偏移罩的移相器)，各構(gòu)成要素之間的相對(duì)相位差的關(guān)系相同，所可以可以使線實(shí)現(xiàn)有同樣效果的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩。
(第一個(gè)實(shí)施方式)下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩、光罩的制作方法及使用該光罩的圖案形成方法。且，第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩為用以實(shí)現(xiàn)上述輪廓強(qiáng)調(diào)法的縮小投影曝光系統(tǒng)的光罩。
圖9(a)，表示了要用第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩形成的所希望的圖案之一例。
然而，若設(shè)曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的縮小倍數(shù)為M時(shí)，則對(duì)通常的光罩而言，使用對(duì)曝光光源來(lái)講為完全遮光膜的鉻等的材料，所希望圖案(一般情況下為晶片上的設(shè)計(jì)值)的M倍大小的圖案，便被畫(huà)在由對(duì)曝光光線的透光率很高的材料制成的基板(透光性基板)上。然而，本說(shuō)明書(shū)中，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，即使在對(duì)光罩進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，也不使用將晶片上的尺寸放大了M倍以后的光罩尺寸，而是直接使用晶片上的尺寸進(jìn)行說(shuō)明。換句話說(shuō)，說(shuō)明的是除去光阻膜的感光部分的情況。另一方面，在使用負(fù)光阻工序的情況下，除了光阻膜的感光部分變成光阻圖案這一點(diǎn)以外，其它地方都和使用正光阻工序時(shí)是完全一樣的。還有，本實(shí)施方式中，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，用設(shè)定透光性基板的透光率為100％時(shí)的實(shí)效透光率來(lái)表示這個(gè)透光率。
圖9(b)，為第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩平面圖，具體而言，為用以形成圖9(a)表示的所希望圖案的光罩平面圖。如圖9(b)所示，對(duì)應(yīng)著所希望的圖案中的光阻除去部分設(shè)置了開(kāi)口部分(透光部分)。還有，做為包圍開(kāi)口部分的遮光性光罩圖案，取代完全遮蔽曝光光線的完全遮光部分，使用具有不使光阻膜完全感光的低透光率(6～15％左右)的，且以開(kāi)口部分為標(biāo)準(zhǔn)讓曝光光線同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分。在第一個(gè)實(shí)施方式中，如設(shè)半遮光部分的透光率為7.5％。還有，在開(kāi)口部分的周邊，設(shè)置了以開(kāi)口部分為標(biāo)準(zhǔn)讓曝光光線反向相位透過(guò)的移相器(周邊部分)。在此，遵從輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理，透過(guò)移相器的光線，使透過(guò)開(kāi)口部分及半遮光部分的光線可有效地抵消，設(shè)定移相器透光率高于半遮光部分透光率之值，如20％。
且，在第一個(gè)實(shí)施方式中，采用這樣的移相器的布置方式，即例如圖8(b)所示那樣，采用移相器從矩形開(kāi)口部分的每一條邊開(kāi)始延伸到所定尺寸以內(nèi)的區(qū)域中與這些邊相連的移相器的形式。
圖9(c)，為沿圖9(b)中的AA’線剖開(kāi)的剖面圖，也就是第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的剖面圖。如圖9(c)所示，開(kāi)口部分(透光部分)形成區(qū)域的透光性基板10的表面呈暴露狀態(tài)。還有，在移相器(周邊部分)形成區(qū)域的透光性基板10上，形成了以開(kāi)口部分為標(biāo)準(zhǔn)讓曝光光線在180{實(shí)際為(150+360n)度以上且(210+360n)度以下(n為整數(shù))}度的相位差(反向相位)狀態(tài)下透過(guò)的下層移相膜11。還有，在半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板10上，順次沉積成下層移相膜11，和以開(kāi)口部分為標(biāo)準(zhǔn)的讓曝光光線以反向相位狀態(tài)透過(guò)的上層移相膜12。可使用ZrSiO、CrAlO、TaSiO、MoSiO或者TiSiO等氧化膜形成下層移相膜11及上層移相膜12。但是，最好的是下層移相膜11和上層移相膜12用不同的氧化膜構(gòu)成。在此，下層移相膜11是做為單體具有20％透光率的移相膜。對(duì)此，沉積成的下層移相膜11和上層移相膜12的構(gòu)造，就成為就具有7.5％透光率，和使其與開(kāi)口部分(透光性基板10)之間的曝光光線產(chǎn)生360度{實(shí)際上是(-30+360n)度以上且(30+360n)度以下(n為整數(shù))}的相位差(同相位狀態(tài))的半遮光膜的機(jī)能。換句話說(shuō)，下層移相膜11和上層移相膜12的重疊沉積層構(gòu)造，起著不發(fā)生相位反轉(zhuǎn)的半波色相偏移罩的機(jī)能。還有，半遮光部分和開(kāi)口部分之間，形成了由下層移相膜11單層構(gòu)造制成的周邊部分，也就是移相器。如上所述，本實(shí)施方式的光罩起著輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的機(jī)能。但是，如前所述，為了得到由輪廓強(qiáng)調(diào)法的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)，限制移相器幅寬在所定尺寸以下是必要的。
然而，在以上說(shuō)明中，如圖10(a)所示，是以下層移相膜11和上層移相膜12各為單層膜的情況為前提的。因?yàn)樵谶@種情況下，各移相膜的光學(xué)系數(shù)由膜材料決定，各移相膜的膜厚就由相位偏移量決定了。另一方面，透光率不僅與光學(xué)系數(shù)有關(guān)，還與膜厚有關(guān)，所以不能說(shuō)一定存在具有適宜的光學(xué)系數(shù)的材料作移相膜的材料。具體而言，也就是并不能限制正好能讓曝光光線在以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)下透過(guò)的那一膜厚的透光率正好可實(shí)現(xiàn)的材料一定存在。因此，在第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩中，如圖10(b)所示，下層移相膜11具有依次沉積成的第一透光率調(diào)整膜11A和形成在第一透光率調(diào)整膜11A上的第一相位調(diào)整膜11B，且，上層移相膜12也具有依次沉積成的第二透光率調(diào)整膜12A和形成在第二透光率調(diào)整膜12A上的第二相位調(diào)整膜12B的做法在各移相膜中實(shí)現(xiàn)任意的透光率是最好的。在此，第一透光率調(diào)整膜11A及第二透光率調(diào)整膜12A，具有相對(duì)于以開(kāi)口部分為標(biāo)準(zhǔn)的讓曝光光線以同相位狀態(tài)透過(guò)的同時(shí)，并相對(duì)曝光光線具有較低的透光率。另一方面，第一相位調(diào)整膜11B及第二相位調(diào)整膜12B，具有相對(duì)于以開(kāi)口部分為標(biāo)準(zhǔn)的讓曝光光線以反向相位透過(guò)的的同時(shí)，并相對(duì)曝光光線具有較高的透光率。做為第一透光率調(diào)整膜11A及第二透光率調(diào)整膜12A，例如可用Zr、Cr、Ta、Mo或者Ti等金屬制成的薄膜(厚度在30nm以下)或者是由如Ta-Cr合金、Zr-Si合金、Mo-Si合金或者Ti-Si合金等金屬合金制成的薄膜(厚度在30nm以下)來(lái)做。而相位調(diào)整膜11B則可用如SiO2膜等氧化膜來(lái)做。
且，在圖10(b)中，表示了下層移相膜11及上層移相膜12雙方具有兩層構(gòu)造情況的例子，但是若為下層移相膜11及上層移相膜12中的一個(gè)為雙層構(gòu)造，而另一個(gè)為單層構(gòu)造的情況也是可以的。
還有，在本說(shuō)明書(shū)中，所謂的透光率調(diào)整膜，意味著這樣的膜是相對(duì)于曝光光線的單位厚度透光率較低，且在不會(huì)對(duì)曝光光線的相位變化造成影響的情況下通過(guò)調(diào)節(jié)它的厚度按所希望的值可設(shè)定相對(duì)于曝光光線的透光率的膜。還有，所謂相位調(diào)整膜，則意味著這樣的膜是相對(duì)曝光光線的單位厚度透光率較高，且不會(huì)對(duì)曝光光線的透光率變化造成影響，并能通過(guò)調(diào)節(jié)它的厚度將在它和透光性基板(開(kāi)口部分)之間的對(duì)曝光光線的相位差設(shè)定在所希望的值上。
其次，說(shuō)明使用了第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法。在此，在用曝光機(jī)進(jìn)行光罩圖案的縮小復(fù)印時(shí)，正如對(duì)輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理所做的說(shuō)明一樣，使用斜射入曝光光源以便通過(guò)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成高對(duì)比度的影像。在在此，所謂斜射入曝光光源，意味著將圖11(a)所示的普通曝光光源中的垂直射入成分除去后，得到的圖11(b)～圖11(d)中所示的光源。這種斜射入曝光光源的代表有圖11(b)所示的環(huán)狀曝光光源及圖11(c)所示的四重極曝光光源。雖然或多或少依存于目的圖案，但一般情況下，從對(duì)比度的強(qiáng)調(diào)或者DOF的放大效果來(lái)看，四重極曝光光源比輪帶曝光光源更大。但因四重極曝光有圖案形狀相對(duì)光罩形狀出現(xiàn)歪斜等副作用，故最好的是，在那樣的情況下，用圖11(d)所示的環(huán)狀—四重極混合型曝光光源。這個(gè)環(huán)狀—四重極曝光光源的特征在于在以光源中心(通常為曝光光源中心)為原點(diǎn)的XY坐標(biāo)系中進(jìn)行考慮的情況下，將光源中心和XY軸上的光源除去以后就具有四重極的特點(diǎn)，而采用圓形作為光源的外形以后就又具有了環(huán)狀的特點(diǎn)。
圖12(a)～圖12(d)，表示了使用第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法的每一個(gè)工序剖面圖。
首先，如圖12(a)所示，在基板100上形成金屬膜或者絕緣膜等被加工膜101以后，再如圖12(b)所示，在被加工膜101上形成正光阻膜102。
接著，如圖12(c)所示，在具備了由下層移相膜11和上層移相膜12的重疊沉積層構(gòu)造制成的半遮光部分和由下層移相膜11的單層結(jié)構(gòu)制成的移相器后，對(duì)于第一實(shí)施方式所涉及的光罩，用斜射入曝光光源照射曝光光線103，由透過(guò)該光罩的透過(guò)光104對(duì)光阻膜102進(jìn)行曝光。此時(shí)，因用低透光率半遮光部分作了光罩圖案，故整個(gè)光阻膜102在較弱的光能下被曝光。但是，如圖12(c)所示，被足以讓光阻膜102在顯像工序中光解的曝光光能照射的僅僅是光阻膜102中對(duì)應(yīng)于光罩的透光部分(開(kāi)口部分)的潛像部分102a。
接著，通過(guò)對(duì)光阻膜102進(jìn)行顯像處理以除去潛像部分102a而形成光阻圖案105，如圖12(d)所示。這時(shí)在圖12(c)所示的曝光工序下，開(kāi)口部分周邊的光線抵消的結(jié)果是，因曝光光能幾乎不照射光阻膜102中對(duì)應(yīng)于移相器(周邊部分)的部分，故透過(guò)開(kāi)口部分的光線與透過(guò)周邊部分的光線之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就得到了強(qiáng)調(diào)。換種說(shuō)法，照射到潛像部分102a上的光線和照射在潛像部分102a周?chē)墓饩€之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就可得到了強(qiáng)調(diào)。因此，由于潛像部分102a的能量分布也發(fā)生急劇變化，故制成了形狀起伏激烈(陡峭)的光阻圖案105。
下面，參考附圖，說(shuō)明第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的制作方法。
圖13(a)～圖13(e)，表示了第一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的制作方法中的各個(gè)工序的剖面圖。圖13(f)為對(duì)應(yīng)于圖13(c)所示剖面圖的平面圖；圖13(g)為對(duì)應(yīng)于圖13(e)所示剖面圖的平面圖。
首先，如圖13(a)所示，在由對(duì)曝光光線具有透光性的材料，如石英等制成的透光性基板10上，順次形成如由TaSiO制成的下層移相膜11及由MoSiO制成的上層移相膜12。下層移相膜11及上層移相膜12，各自可使用如ZrSiO、CrAlO、TaSiO、MoSiO或者TiSiO等材料制成的金屬氧化膜。但是，上層移相膜12的構(gòu)成最好是為可以有選擇地除去下層移相膜11，下層移相膜11和上層移相膜12由互不相同的氧化膜構(gòu)成。還有，下層移相膜11和上層移相膜12各自與透光性基板10的透光部分(開(kāi)口部分)之間產(chǎn)生相對(duì)于曝光光線的大于、等于(150+360×n)度，且小于、等于(210+360×n)度(n為整數(shù))的相位差(反向相位)。在此，下層移相膜11及上層移相膜12的至少其中之一具有如上所述的透光率調(diào)整膜和相位調(diào)整膜的雙層構(gòu)造亦可。
接下來(lái)，如圖13(b)所示，在透光性基板10上形成覆蓋半遮光部分形成區(qū)域的第一光阻圖案13，也就是，形成有開(kāi)口部分(透光部分)形成區(qū)域及移相器(周邊部分)形成區(qū)域各自的除去部分的第一光阻圖案13。其后，以第一光阻圖案12為屏蔽對(duì)上層移相膜12進(jìn)行蝕刻處理并將上層移相膜12圖案化以后，再將第一光阻圖案13除去。這樣一來(lái)，如圖13(c)及圖13(f)所示，在上層移相膜12中，除去對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分形成區(qū)域及移相器形成區(qū)域各自的部分。
接下來(lái)，如圖13(d)所示，在透光性基板10上形成覆蓋半遮光部分形成區(qū)域及開(kāi)口部分形成區(qū)域的第二光阻圖案14，也就是形成在開(kāi)口部分形成區(qū)域具有除去部分的第二光阻圖案14。其后，以第二光阻圖案14為屏蔽對(duì)下層移相膜11進(jìn)行蝕刻后再將下層移相膜11圖案化，隨后再將第二光阻圖案14除去。這樣一來(lái)，如圖13(e)及圖13(g)所示，除去在下層移相膜11中對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分形成區(qū)域的部分，完成第一實(shí)施方式所涉及光罩。也就是有輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面構(gòu)造的第一實(shí)施方式所涉及的光罩，做為光罩毛坯，準(zhǔn)備了兩層沉積而成的半波色相偏移罩透光性基板，其后，通過(guò)對(duì)上、下層移相膜順次進(jìn)行有選擇的蝕刻很容易地就可以形成。
如上所述，根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方式，在透光性基板10上順次形成讓曝光光線各自以反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的下層移相膜11及上層移相膜12后，除去開(kāi)口部分(透光部分)形成區(qū)域及移相器(周邊部分)形成區(qū)域的上層移相膜12，其后，除去開(kāi)口部分形成區(qū)域的下層移相膜11。也就是，開(kāi)口部分由透光性基板10的暴露部分形成，半遮光部分由下層移相膜11及上層移相膜12的沉積構(gòu)造形成，移相器由下層移相膜11的單層構(gòu)造形成。在此，下層移相膜11及上層移相膜12的重疊沉積層構(gòu)造讓曝光光線以開(kāi)口部分為標(biāo)準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)。為此，由開(kāi)口部分和讓曝光光線與開(kāi)口部分同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分，可以?shī)A住讓曝光光線與開(kāi)口部分反向相位透過(guò)的移相器。因此，由于透過(guò)開(kāi)口部分的光線和透過(guò)移相器的光線的相互干涉，可以強(qiáng)調(diào)開(kāi)口部分和移相器之間光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。還有，這個(gè)對(duì)比度的強(qiáng)調(diào)效果，在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精細(xì)的獨(dú)立光阻除去部分(也就是對(duì)應(yīng)透光部分的精細(xì)獨(dú)立空間圖案)的情況下也能得到。也就是，通過(guò)斜射入曝光，就能將獨(dú)立空間圖案與獨(dú)立線圖案，或者是獨(dú)立空間圖案與密集圖案同時(shí)精細(xì)化。
還有，根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)對(duì)沉積在透光性基板10上的下層移相膜11及上層移相膜12分別進(jìn)行選擇性蝕刻，就很容易進(jìn)行具有半遮光部分和移相器(周邊部分)的任意形狀的光罩圖案的做成。
還有，根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方式，構(gòu)成半遮光部分的下層移相膜11及上層移相膜12的重疊沉積層中，通過(guò)加工上層移相膜12可以形成任意形狀的移相器。為此，做為輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖案布置，并不只限于圖9(b)及圖9(c)所示的類(lèi)型，也就是圖8(b)所示的類(lèi)型。還能實(shí)現(xiàn)例如圖8(a)～圖8(f)所示的任何一種類(lèi)型的平面圖案布置。
還有，根據(jù)第一實(shí)施方式，在由下層移相膜11的單層構(gòu)造可規(guī)定移相器的透光率的同時(shí)，也可以由下層移相膜11和上層移相膜12的重疊沉積層構(gòu)造規(guī)定半遮光部分的透光率，所以，可以任意設(shè)定移相器及半遮光部分各自透光率的組合。
且，在第一個(gè)實(shí)施方式中，最好是光罩的半遮光部分(下層移相膜11和上層移相膜12的重疊沉積層構(gòu)造)的透光率在6％以上，且在15％以下。這樣做以后，就既能防止在形成圖案時(shí)的光阻膜減薄等，又確能收到本實(shí)施方式的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。
還有，在第一個(gè)實(shí)施方式中，是以使用正光阻工序?yàn)榍疤徇M(jìn)行了說(shuō)明，當(dāng)然不言而喻，也可用負(fù)光阻工序代替正光阻工序。在此，不管使用任一工序的情況下，作為曝光光源，均可使用如i線(波長(zhǎng)365nm)、KrF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)、ArF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)193nm)或者F2受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)157nm)等。
(第一個(gè)實(shí)施方式的第一個(gè)變形例)下面，參考

本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式的第一個(gè)變形例所涉及的光罩及其制作方法。
第一個(gè)實(shí)施方式的第一個(gè)變形例和第一個(gè)實(shí)施方式的不同之處如下，也就是在第一個(gè)實(shí)施方式中，如圖8(a)～圖8(c)所示的那樣，是以移相器(周邊部分)與開(kāi)口部分(透光部分)相鄰的平面布置的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩為對(duì)象。而在第一個(gè)實(shí)施方式的第一個(gè)變形例中，如圖8(d)～圖8(f)所示的那樣，則是以移相器與開(kāi)口部分的相分離平面布置的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩為對(duì)象。
圖14(a)～圖14(e)是表示第一個(gè)實(shí)施方式的第一個(gè)變形例所涉及的光罩的制作方法中各個(gè)工序的剖面圖。圖14(f)是對(duì)應(yīng)于圖14(c)所示剖面圖的平面圖。圖14(g)則是對(duì)應(yīng)于圖14(e)所示剖面圖的平面圖。
首先，如圖14(a)所示，在由對(duì)曝光光線具有透光性的材料，如石英等制成的透光性基板10上，順次形成下層移相膜11及上層移相膜12。下層移相膜11及上層移相膜12的各自，在其自身與透光性基板10的透光性部分(開(kāi)口部分)之間相對(duì)于曝光光線產(chǎn)生(150+360n)度以上，(210+360n)度以下的相位差(n為整數(shù))。在此，下層移相膜11及上層移相膜12中至少有一個(gè)可具有透光率調(diào)整膜和相位調(diào)整膜的兩層構(gòu)造(參考第一個(gè)實(shí)施方式)。
接著，如圖14(b)所示，在透光性基板10上形成覆蓋半遮光部分形成區(qū)域的第一光阻圖案13。也就是說(shuō)，形成在開(kāi)口部分(透光部分)形成區(qū)域及移相器(周邊部分)形成區(qū)域及分別具有除去部分的第一光阻13。在此，本變形例中，開(kāi)口部分形成區(qū)域和移相器形成區(qū)域相互是分離的。換句話說(shuō)，第一光阻圖案13介于開(kāi)口部分形成區(qū)域和移相器形成區(qū)域之間。其后，以第一光阻圖案12為屏蔽，對(duì)上層移相膜12進(jìn)行蝕刻處理并將上層移相膜12圖案化以后，再除去第一光阻圖案13。這樣一來(lái)，如圖14(c)及圖14(f)所示，上層移相膜12中對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分形成區(qū)域及移相器形成區(qū)域的部分分別被除去。
接下來(lái)，如圖14(d)所示，在透光性基板10上，形成覆蓋含有移相器形成區(qū)域的半遮光部分形成區(qū)域，且在開(kāi)口部分形成區(qū)域具有除去部分的第二光阻圖案14。其后，以第二光阻圖案14及已圖案化了的上層移相膜12做為屏蔽，對(duì)下層移相膜11進(jìn)行蝕刻再將下層移相膜11圖案化后，除去第二光阻圖案14。這樣一來(lái)，如圖14(e)及圖14(g)所示，除去了下層移相膜11中對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分形成區(qū)域的部分，完成了第一個(gè)實(shí)施方式的第一個(gè)變形例所涉及的光罩。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方式的第一個(gè)變形例，在能夠收到第一個(gè)實(shí)施方式的效果的基礎(chǔ)上，還能得到以下效果。也就是說(shuō)，以圖案化了的上層移相膜12為屏蔽，可對(duì)下層移相膜11進(jìn)行自我對(duì)準(zhǔn)的蝕刻，所以可以正確地進(jìn)行光罩加工。
(第一個(gè)實(shí)施方式的第二個(gè)變形例)下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式的第2個(gè)變形例所涉及的光罩及其制成方法。
第一個(gè)實(shí)施方式的第二個(gè)變形例和第一個(gè)實(shí)施方式的不同之處如下所述，也就是在第一個(gè)實(shí)施方式中，是以例如圖8(a)～圖8(c)所示那樣的移相器(周邊部分)與開(kāi)口部分(透光部分)相鄰的平面布置的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩為對(duì)象，但在第一個(gè)實(shí)施方式的第2個(gè)變形例中，是以例如圖8(d)～圖8(f)所示那樣的移相器與開(kāi)口部分相分離的平面布置的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩為對(duì)象。
圖15(a)～圖15(e)為剖面圖，表示了第一個(gè)實(shí)施方式的第2個(gè)變形例所涉及的光罩的制作方法中的各個(gè)工序。圖15(f)為對(duì)應(yīng)于圖15(c)所示的剖面圖的平面圖；圖15(g)為對(duì)應(yīng)于圖15(e)所示的剖面圖的平面圖。
首先，如圖15(a)所示，在由對(duì)曝光光線具有透光性的材料的，如石英等制成的透光性基板10上，順次形成下層移相膜11及上層移相膜12。下層移相膜11及上層移相膜12的每一個(gè)，在它和透光性基板10(開(kāi)口部分)之間對(duì)曝光光線產(chǎn)生(150+360×n)度以上，且(210+360×n)度以下(其中n為整數(shù))的相位差。在此，下層移相膜11及上層移相膜12中至少一個(gè)，可以具有由透光率調(diào)整膜和相位調(diào)整膜構(gòu)成的雙層構(gòu)造(參考第一個(gè)實(shí)施方式)。
接下來(lái)，如圖15(b)所示，在透光性基板10上形成覆蓋半遮光部分形成區(qū)域及開(kāi)口部分(透光部分)形成區(qū)域的第一光阻圖案13，也就是形成在移相器(周邊部分)形成區(qū)域具有除去部分的第一光阻圖案13。其后，以第一光阻圖案13為屏蔽對(duì)上層移相膜12進(jìn)行蝕刻處理并在上層移相膜12圖案化以后，除去第一光阻圖案13。這樣一來(lái)，如圖15(c)及圖15(f)所示，上層移相膜12中對(duì)應(yīng)于移相器形成區(qū)域的部分被除去。
接下來(lái)，如圖15(d)所示，在透光性基板10上，形成半遮光部分形成區(qū)域及移相器形成區(qū)域的第二光阻圖案14，也就是形成在開(kāi)口部分形成區(qū)域的具有除去部分的第二光阻圖案14。其后，以第二光阻圖案14為屏蔽依次對(duì)上層移相膜12及下層移相膜11進(jìn)行蝕刻圖案化各相位膜后，除去第二光阻圖案14。這樣一來(lái)，如圖15(e)及圖16(g)所示，下層移相膜11及上層移相膜12的每一個(gè)中對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分形成區(qū)域的那一部分被除去，制成了第一個(gè)實(shí)施方式的第二個(gè)變形例所涉及的光罩。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方式的第二個(gè)變形例，除能收到第一個(gè)實(shí)施方式的效果以外，還能收到以下效果。也就是在本變形例中，除去上層移相膜12中對(duì)應(yīng)于移相器形成區(qū)域的那一部分的工序{參照?qǐng)D15(c)}和除去上層移相膜12中對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部分形成區(qū)域的那一部分的工序{參照?qǐng)D15(e)}是分別進(jìn)行的。因此，在開(kāi)口部分和移相器之間存在微小間隙的情況下，換句話說(shuō)，在開(kāi)口部分和移相器之間，殘留下由下層移相膜11及上層移相膜12的重疊沉積層構(gòu)造引起的介入了微小寬度的半遮光部分的情況下，光罩的加工容限就增大。
且，在第一個(gè)實(shí)施方式的第二個(gè)變形例中，在進(jìn)行除去上層移相膜12中對(duì)應(yīng)于移相器形成區(qū)域的那一部分的工序之前，亦可先進(jìn)行除去對(duì)應(yīng)于下層移相膜11及上層移相膜12各自開(kāi)口部分形成區(qū)域的那一部分的工序。
(第二個(gè)實(shí)施方式)下面，參考

本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩、光罩的制作方法及使用該光罩的圖案形成方法。且，第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩是為實(shí)現(xiàn)輪廓強(qiáng)調(diào)法的縮小投影曝光裝置的光罩。
圖16(a)表示了要用第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩形成的所希望的圖案之一例。且，在本實(shí)施方式中也與第一實(shí)施方式相同，以下說(shuō)明假定使用正光阻工序的情況。還有，在本實(shí)施方式中，在沒(méi)有特別限定的情況下，透光率用設(shè)透光性基板的透光率為100％時(shí)的實(shí)效透光率來(lái)表示。
圖16(b)為第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的平面圖，具體而言，為用以形成圖16(a)所示的所希望的圖案的光罩的平面圖。如圖16(b)所示，對(duì)應(yīng)著我們所希望的圖案中的光阻除去部分設(shè)置了開(kāi)口部分。還有，做為包圍開(kāi)口部分的光阻圖案，取代完全遮擋曝光光線的完全遮光部分，用其透光率為不讓光阻膜感光的具有低透光率(6～15％左右)的，且以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)的使曝光光線同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分。還有，在開(kāi)口部分的周邊，設(shè)置了以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)使曝光光線反相透過(guò)的移相器(周邊部分)。在此，根據(jù)輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理，透過(guò)移相器的光線，使在透過(guò)開(kāi)口部分及半遮光部分各自的光線可以相互抵消，比半遮光部分的透光率更高地設(shè)定移相器的透光率。
且，第二個(gè)實(shí)施方式中，做為移相器配置的方法，如圖8(b)所示那樣，采用了從矩形開(kāi)口部分的各邊開(kāi)始延伸到所定尺寸以下的區(qū)域中且與這些邊相連移相器。
圖16(c)，為沿圖16(b)中的AA’線剖開(kāi)的剖面圖，也就是第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的剖面圖。如圖16(c)所示，開(kāi)口部分(透光部分)形成區(qū)域的透光性基板20的表面是暴露的。還有，在移相器(周邊部分)形成區(qū)域的透光性基板20上形成了下層相位調(diào)整膜21。再有，在半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板20上，順次沉積了下層相位調(diào)整膜21、透光率調(diào)整膜22和上層相位調(diào)整膜23。下層相位調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23，每一個(gè)都是以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)使曝光光線以180度{實(shí)際上是(150++360n)度以上，(210+360n)以下(n為整數(shù))}的相位差(反相位狀態(tài)狀態(tài))透過(guò)的相位偏移(shife)膜。對(duì)于曝光光線而言，透光率調(diào)整膜22具有低于下層相位調(diào)整膜21及上層相位調(diào)整膜23的透光率。下層相位調(diào)整膜21和上層相位調(diào)整膜23可以使用如SiO2膜等的氧化膜。做為透光率調(diào)整膜22，可用如Zr、Cr、Ta、Mo或者Ti等的金屬制成的薄膜(厚度在30nm以下)，或者是如Ta-Cr合金、Zr-Si合金、Mo-Si合金或者Ti-Si合金等的金屬合金制成的薄膜(厚度在30nm以下)制成；還有，下層相位調(diào)整膜21，單體時(shí)具有非常高的透光率，且是以開(kāi)口部分(透光性基板20)為基準(zhǔn)使曝光光線反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的移相膜。還有，透光率調(diào)整膜22的透過(guò)率，設(shè)定為使下層相位調(diào)整膜21、透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23的重疊沉積層構(gòu)造相對(duì)于曝光光線具有所定透光率(不使光阻膜感光程度的低透光率)。還有，下層相位調(diào)整膜21、透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23的重疊沉積層構(gòu)造，使曝光光線在以開(kāi)口部分(透光性基板20)為基準(zhǔn)情況下同相位狀態(tài){具體地講，相位差在(-30+360n)度以上，且在(30+360n)度以下，(n為整數(shù))}透過(guò)。也就是，由下層相位調(diào)整膜21、透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23的重疊沉積層構(gòu)造，使曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)，且構(gòu)成對(duì)曝光光線有所定透光率的半遮光部分。這樣，形成了位于半遮光部分和開(kāi)口部分之間由下層相位調(diào)整膜21的單層構(gòu)造制成的周邊部分，也就是移相器，由此實(shí)現(xiàn)了輪廓強(qiáng)調(diào)光罩。但是，為了用輪廓強(qiáng)調(diào)法得到對(duì)比度強(qiáng)調(diào)，有必要將移相器的幅寬限制在所定尺寸以下。
這樣第二實(shí)施方式所涉及的光罩的做成方法如下。也就是，在由對(duì)于曝光光線具有透光性的材料(如石英等)制成的透光性基板20上，形成由下層相位調(diào)整膜21、透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23組成的重疊沉積層構(gòu)造后，對(duì)上層相位調(diào)整膜23、透光率調(diào)整膜22及下層相位調(diào)整膜21進(jìn)行順次選擇性蝕刻。具體做法是，只要以下層相位調(diào)整膜21做為下層移相膜，透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23做為上層移相膜，即使是在第二實(shí)施方式所涉及的光罩做成方法，也可以原樣使用如圖13～圖15所示的第一實(shí)施方式所涉及的光罩做成方法。
接下來(lái)，說(shuō)明有關(guān)第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法。在此，使用曝光機(jī)進(jìn)行光罩圖案縮小投影時(shí)，如在輪廓強(qiáng)調(diào)法的原理中所說(shuō)明的一樣，因?yàn)槭怯幂喞獜?qiáng)調(diào)光罩形成對(duì)比度高的影像，所以也可使用如圖11(b)～圖11(d)所示的斜射入曝光光源。
圖17(a)～圖17(d)，為表示使用第二個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法的每一個(gè)工序剖面圖。
首先，如圖17(a)所示，在基板200上形成了金屬膜或者絕緣膜等的加工膜201以后，再如圖17(b)所示，在加工膜201上形成正光阻膜202。
接下來(lái)，如圖17(c)所示，第二實(shí)施方式所涉及的光罩，包括由下層相位調(diào)整膜21、透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23的重疊沉積層構(gòu)造制成的半遮光部分和由下層相位調(diào)整膜21的單層構(gòu)造制成的移相器；用斜射入曝光光源的曝光光線203照射第二實(shí)施方式所涉及的光罩，由透過(guò)這個(gè)光罩的透過(guò)光線204對(duì)光阻膜202進(jìn)行曝光。這時(shí)，因使用了作為光罩圖案的半遮光部分，整個(gè)光阻膜202在較弱的光能下曝光。但是，如圖17(c)所示，足以讓光阻膜202在顯像工序中溶解的曝光能照射了的僅僅是光阻膜202中對(duì)應(yīng)于光罩的透光部分(開(kāi)口部分)的潛像部分202a。
接下來(lái)，通過(guò)對(duì)光阻膜202進(jìn)行顯像處理以除去潛像部分202a而形成光阻圖案205，如圖17(d)所示。這時(shí)在圖17(c)所示的曝光工序中，開(kāi)口部分周邊的光的被抵消結(jié)果，是因曝光光能幾乎不照射光阻膜202中對(duì)應(yīng)于移相器(周邊部分)的部分，故透過(guò)開(kāi)口部分的光線與透過(guò)周邊部分的光線之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就得到了強(qiáng)調(diào)。換句話說(shuō)，照射到潛像部分202a上的光線和照射在潛像部分202a周?chē)墓饩€之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就可得到強(qiáng)調(diào)。這樣一來(lái)，因潛像部分202a的能量分布也發(fā)生了急劇的變化，故形成陡峭形狀的光阻圖案205。
如上所說(shuō)明的一樣，根據(jù)第二實(shí)施方式，由透光性基板20的暴露部分形成的開(kāi)口部分(透光部分)，下層相位調(diào)整膜21，透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23的重疊沉積層構(gòu)成的半遮光部分夾住由下層相位調(diào)整膜21的單層構(gòu)造制成的移相器(周邊部分)。在此，下層相位調(diào)整膜21，透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23的重疊沉積層讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)，下層相位調(diào)整膜21的單層構(gòu)造讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)。因此，由于透過(guò)開(kāi)口部分的光線和透過(guò)移相器的光線相互干涉，開(kāi)口部分和移相器之間的光強(qiáng)度分布對(duì)比度可以得到強(qiáng)調(diào)。還有，這個(gè)對(duì)比度強(qiáng)調(diào)的效果，如正光阻工序中用斜射入曝光方法形成精細(xì)化獨(dú)立光阻除去部分(也就是和透光部分對(duì)應(yīng)的精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案)的情況下也能得到。也就是，由斜射入曝光，可以同時(shí)精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案和獨(dú)立線圖案，或者是獨(dú)立空隙圖案和密集圖案。
還有，根據(jù)第二實(shí)施方式，通過(guò)有選擇的進(jìn)行分別蝕刻沉積在透光性基板20上的下層相位調(diào)整膜21，透光性基板22及上層相位調(diào)整膜23，就能很容易進(jìn)行有半遮光部分和移相器(周邊部分)的任意形狀的光罩圖案的形成。
還有，根據(jù)第二實(shí)施方式，在構(gòu)成半遮光部分的下層相位調(diào)整膜21，透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23的重疊沉積層構(gòu)造中，通過(guò)加工透光率調(diào)整膜22及上層相位調(diào)整膜23可以形成任意形狀的移相器。為此，做為輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的圖案設(shè)計(jì)，圖16(b)及圖16(c)所示種類(lèi)，也就是不僅限于圖8(b)所示種類(lèi)，如圖8(a)～圖8(f)所示的任何一種都可能實(shí)現(xiàn)。
還有，根據(jù)第二實(shí)施方式，由于在下層相位調(diào)整膜21和上層相位調(diào)整膜23之間設(shè)置了比各相位調(diào)整膜透光率低的透光率調(diào)整膜22，形成了半遮光部分。為此，可以增大這個(gè)半遮光部分和由下層相位調(diào)整膜21的單層構(gòu)造制成的移相器(周邊部分)之間的透光率的差，就可以進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)開(kāi)口部分(透光部分)和周邊部分之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。
且，在第2個(gè)實(shí)施方式中，最好的是，光罩的透光率在6％以上且在15％以下。這樣做了以后，就既能防止在形成圖案時(shí)的光阻膜的減薄等，又確能收到本實(shí)施方式的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。
還有，在第二個(gè)實(shí)施方式中，是以使用正光阻工序?yàn)榍疤徇M(jìn)行說(shuō)明的，當(dāng)然不用說(shuō)，也可用負(fù)光阻工序代替正光阻工序。在此，在使用任一工序的情況下，都是使用如i線(波長(zhǎng)365nm)、KrF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)、ArF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)193nm)或者F2受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)157nm)等作曝光光源。
還有，第二實(shí)施方式中，如圖16(c)所示，做為半遮光部分，使用了下層相位調(diào)整膜21、透光率調(diào)整膜22和上層相位調(diào)整膜23的重疊沉積層構(gòu)造。但是取代它的，如圖18(a)所示的一樣，同樣做為半遮光部分，使用下層相位調(diào)整膜21和上層相位調(diào)整膜22的兩層構(gòu)造，也能實(shí)現(xiàn)同樣的效果的光罩。具體地講，圖18(a)所示的構(gòu)造中，只在相位調(diào)整膜21和半遮光部分形成區(qū)域上形成的透光率調(diào)整膜22，構(gòu)成讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分。還有，透光率調(diào)整膜22對(duì)曝光光線具有相對(duì)低的透光率，而另一方面，相位調(diào)整膜21對(duì)曝光光線具有相對(duì)高的透光率。由此，由相位調(diào)整膜21和透光率調(diào)整膜22制成的半遮光部分由讓一部分曝光光線透過(guò)的透光率。且，透光率調(diào)整膜22在讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的同時(shí)，半遮光部分形成區(qū)域的相位調(diào)整膜21也讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)。對(duì)此，移相器(周邊部分)形成區(qū)域的相位調(diào)整膜21薄膜化為具有讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的厚度。比較圖16(c)和圖18(a)所示的構(gòu)造的情況，圖16(a)所示的構(gòu)造，在光罩加工中在進(jìn)行上層相位調(diào)整膜23的蝕刻時(shí)可以利用透光率調(diào)整膜22做為抗蝕膜這一點(diǎn)優(yōu)于圖18(a)所示的構(gòu)造。另一方面，圖18(a)所示的構(gòu)造，通過(guò)蝕刻使由單層膜形成的相位調(diào)整膜21的厚度發(fā)生變化可以形成移相器這一點(diǎn)，換句話說(shuō)，在光罩單純程度這一點(diǎn)上優(yōu)于圖16(c)所示的構(gòu)造。還有，根據(jù)圖18(a)所示的構(gòu)造，在相位調(diào)整膜21和透光率調(diào)整膜22所形成的半遮光膜中可以任何選擇所希望的相位差和所希望的透光率的組合，同時(shí)，又由于透光率調(diào)整膜22的材料和相位調(diào)整膜21的材料的組合，可以提高為加工這個(gè)半遮光膜的蝕刻時(shí)的選擇比。
還有，第二實(shí)施方式中，如圖16(c)所示一樣，在移相器形成區(qū)域的下層相位調(diào)整膜21上沒(méi)有形成透光率調(diào)整膜22。但是，取代它，如圖18(b)所示的一樣，也可以在移相器形成區(qū)域的下層相位調(diào)整膜21上形成透光率調(diào)整膜22。換句話說(shuō)，也可以代替由下層相位調(diào)整膜21的單層構(gòu)造制成的移相器，使用由下層相位調(diào)整膜21及透光率調(diào)整膜22的重疊沉積層構(gòu)造制成的移相器。這時(shí)，移相器的透光率和半遮光部分的透光率變?yōu)橥瘸潭?。比較了圖16(c)和圖18(b)各自所示的構(gòu)造的情況，圖16(c)所示的構(gòu)造，比起半遮光部分移相器可實(shí)現(xiàn)高透光率這一點(diǎn)，也就是，由輪廓強(qiáng)調(diào)法提高對(duì)比度效果這一點(diǎn)，比圖18(b)所示的結(jié)構(gòu)優(yōu)秀。另一方面，圖18(b)所示的構(gòu)造，在移相器的透光率低時(shí)可以放大移相器的尺寸這一點(diǎn)，也就是光罩加工的容易程度這一點(diǎn)優(yōu)于圖16(c)所示結(jié)構(gòu)。
還有，取代圖18(b)所示結(jié)構(gòu)，如圖18(c)所示，做為半遮光部分及移相器，即便是使用下層的相位調(diào)整膜22和上層的相位調(diào)整膜23的雙層構(gòu)造，也可以實(shí)現(xiàn)具有同樣效果的光罩。具體地講，圖18(c)所示構(gòu)造中，透光率調(diào)整膜22和半遮光部分形成區(qū)域的相位調(diào)整膜23構(gòu)成讓曝光光線移相器開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的半遮光膜。還有，透光率調(diào)整膜22對(duì)曝光光線有相對(duì)低的透光率，而相位調(diào)整膜23對(duì)曝光光線有相對(duì)高的透光率。由此，由透光率調(diào)整膜22和相位調(diào)整膜23制成的半遮光部分，具有讓曝光光線一部分透過(guò)的透光率。且，透光率調(diào)整膜22在讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)的同時(shí)，半遮光部分形成區(qū)域的相位調(diào)整膜23也讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)。對(duì)此，移相器(周邊部分)形成區(qū)域的相位調(diào)整膜23，薄膜化為具有讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的厚度。圖18(b)所示的構(gòu)造和圖18(c)所示的構(gòu)造相比的情況，圖18(c)所示的構(gòu)造是光罩構(gòu)造的簡(jiǎn)單程度這一點(diǎn)好。還有，做為相位調(diào)整膜23的材料，使用對(duì)由石英等制成的透光性基板20很難提高蝕刻選擇比的情況下，圖18(c)所示構(gòu)造，在蝕刻相位調(diào)整膜23時(shí)為防止石英的蝕刻可利用透光率調(diào)整膜22做為抗蝕刻膜這一點(diǎn)是好的。還有，圖18(c)所示的構(gòu)造，相位調(diào)整膜23和透光率調(diào)整膜22制成的半遮光膜中在任意選擇組合所希望的相位差和所希望的透光率的同時(shí)，通過(guò)組合透光率調(diào)整膜22的材料和相位調(diào)整膜23的材料，可以提高為加工這個(gè)半遮光膜蝕刻時(shí)的選擇比。
可是，第二實(shí)施方式中，通過(guò)比較圖16(c)所示的構(gòu)造和圖18(b)所示的構(gòu)造可知，即便是下層相位調(diào)整膜21和上層相位調(diào)整膜23之間介入透光率調(diào)整膜22的同樣的重疊沉積層構(gòu)造，只改變透光率調(diào)整膜22的加工方法就可以形成不同透光率的移相器。換句話講，采用兩層相位調(diào)整膜夾住透光率調(diào)整膜的構(gòu)造，在同樣的光罩上，可以實(shí)現(xiàn)圖16(c)所示構(gòu)造和圖18(b)所示構(gòu)造，所以對(duì)應(yīng)圖案形狀改變移相器(周邊部分)的透光率就成為可能。還有，如圖18(d)所示的一樣，采用在移相器形成區(qū)域的下層相位調(diào)整膜21上部分形成透光率調(diào)整膜22的構(gòu)造的情況，可以通過(guò)由透光率調(diào)整膜22覆蓋的移相器的覆蓋面積率{＝(移相器形成區(qū)域的透光率調(diào)整膜22的面積)/(移相器的面積)}細(xì)致調(diào)整移相器的實(shí)效透光率。因此，在同一光罩上對(duì)應(yīng)于圖案形狀任意改變移相器的透光率就成為可能。
(第三實(shí)施方式)下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明所涉及的第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩、光罩的制作方法及使用該光罩的圖案形成方法。且，第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩為用以實(shí)現(xiàn)輪廓強(qiáng)調(diào)法的縮小投影曝光裝置下的光罩。
圖19(a)，表示了用第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩形成的所希望的圖案之一例。且，在本實(shí)施方式中，也與第一實(shí)施方式一樣，以假定使用正光阻工序的情況加以說(shuō)明。還有，在本實(shí)施方式中，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，透光率用設(shè)透光性基板的透光率為100％時(shí)的實(shí)效透光率來(lái)表示。
圖19(b)，表示了第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩，具體而言，為用以形成圖19(a)所示的所希望的圖案的光罩的平面圖。如圖19(b)所示，對(duì)應(yīng)著所希望的圖案中的光阻除去部分設(shè)置了開(kāi)口部分(透光部分)。還有，做為由開(kāi)口部分圍起來(lái)的遮光性光罩圖案，取代完全遮蔽曝光光線的完全遮光部分，使用透光率為不使光阻膜感光那么強(qiáng)的低透光率(6～15％左右)的且讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分。還有，在開(kāi)口部分的周邊，設(shè)置了讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的移相器(周邊部分)。在此，根據(jù)輪廓強(qiáng)調(diào)法原理，透過(guò)移相器的光線，為使分別透過(guò)開(kāi)口部分和半遮光部分的光線從效果上互相抵消，設(shè)定移相器的透光率比半遮光部分的透光率更高。
且，在第3個(gè)實(shí)施方式中，做為移相器的布置方式，如圖8(b)所示那樣，采用了從矩形開(kāi)口部分的每一條邊開(kāi)始按所定尺寸以下的區(qū)域中與各邊相連而配置移相器的形式。
圖19(c)，為沿圖19(b)中的AA’線的剖面圖，也就是第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的剖面圖。如圖19(c)所示，開(kāi)口部分形成區(qū)域的透光性基板30的表面呈暴露狀態(tài)。還有，半遮光部分形成區(qū)域及移相器形成區(qū)域的透光性基板30上，形成了具有不使光阻膜感光程度的低透光率的半遮光膜(半波色相偏移罩)31。做為半波色相偏移罩31，可使用如ZrSiO、CrAlO、TaSiO、MoSiO或者是TiSiO等氧化物。還有、半遮光部分形成區(qū)域的半波色相偏移罩31，具有對(duì)其與透光性基板30(開(kāi)口部分)之間的曝光光線產(chǎn)生360度{實(shí)際上是(-30+360n)度以上，(30+360n)度以下(n是整數(shù))}的相位差(同相位狀態(tài))的厚度。另一方面，移相器的形成區(qū)域的半波色相偏移罩31，薄膜話為具有對(duì)其與開(kāi)口部分之間的曝光光線產(chǎn)生(150+360n)度以上，(150+360n)度以下(n為整數(shù))的相位差的厚度。也就是，改變了半波色相偏移罩31的厚度，讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)透過(guò)。
如以上的做法，本實(shí)施方式的光罩中，在由半波色相偏移罩31的膜厚部分制成的半遮光部分和開(kāi)口部分(透光部分)之間，由半波色相偏移罩31的薄膜部分制成的周邊部分，也就是移相器的形成，由此，實(shí)現(xiàn)了輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的機(jī)能。但是，在這個(gè)移相器中，通過(guò)對(duì)半波色相偏移罩31薄膜化生成相位反轉(zhuǎn)，同時(shí)與由半波色相偏移罩31的厚膜部分制成的半遮光部分相比對(duì)曝光光線的透光率有所增大。還有，為了通過(guò)輪廓強(qiáng)調(diào)法得到對(duì)比度的強(qiáng)調(diào)，限制移相器幅寬在所定尺寸以下是有必要的。
這樣的第三實(shí)施方式所涉及的光罩的制作方法如下所述。也就是，在由對(duì)曝光光線具有透光性的材料(如石英等)制成的透光性基板30上，形成半波色相偏移罩31后，對(duì)其進(jìn)行有選擇的蝕刻。
接下來(lái)，說(shuō)明使用了第3個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法。在此，用曝光機(jī)進(jìn)行光罩圖案轉(zhuǎn)印時(shí)，如在輪廓強(qiáng)調(diào)法原理中所說(shuō)明的一樣，為形成由輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成的對(duì)比度高的影像，如圖11(b)～圖11(d)所示一樣使用斜射入曝光光源為好。
圖20(a)～圖20(d)為使用了第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法的每一個(gè)工序的剖面圖。
首先，如圖20(a)所示的一樣，在基板300上形成金屬膜或者是絕緣膜等加工用膜301以后，再如圖20(b)所示那樣，在加工用膜301上形成正光阻膜302。
接下來(lái)，如圖20(c)所示一樣，用斜射入曝光光源將曝光光線303照射到第3個(gè)實(shí)施方式所涉及的包括由半波色相偏移罩31的厚膜部分制成的半遮光部分及由半波色相偏移罩31的薄膜部分制成的移相器兩部分的光罩，由透過(guò)這個(gè)光罩的透過(guò)光304對(duì)光阻膜302進(jìn)行曝光。因此時(shí)使用了低透光率的半遮光部分作了光罩圖案，所以整個(gè)光阻膜302在較弱的光能下曝光。但是，如圖20(c)所示那樣，被足以讓光阻膜302在顯像工序中溶解的曝光能照射的僅僅是光阻膜302中對(duì)應(yīng)于光罩的透光部分(開(kāi)口部分)的潛像部分302a。
接下來(lái)，通過(guò)對(duì)光阻膜302進(jìn)行顯像處理除去潛像部分302a而形成光阻圖案305，如圖20(d)所示。這時(shí)，在圖20(c)所示的曝光工序中，透過(guò)開(kāi)口部分周邊的光線被抵消的結(jié)果，是曝光光能幾乎不照射光阻膜302中對(duì)應(yīng)于移相器(周邊部分)的部分，所以穿過(guò)透光部分的光線與穿過(guò)周邊部分的光線之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就得到了強(qiáng)調(diào)。換句話說(shuō)，照射到潛像部分302a上的光線和照射在潛像部分302a周?chē)墓饩€之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就可以得到強(qiáng)調(diào)。因此，由于潛像部分302a的光能分布也發(fā)生了急劇的變化，所以制成了形狀陡峭的光阻圖案305。
如上所說(shuō)明的那樣，根據(jù)第三實(shí)施方式，由透光性基板30的暴露部分制成的開(kāi)口部分(透光部分)和半波色相偏移罩31厚膜部分制成的半遮光部分，夾住由半波色相偏移罩31的薄膜構(gòu)造制成的移相器(周邊部分)。在此，半波色相偏移罩31的厚膜部分讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)，另一方面，半波色相偏移罩31的薄膜構(gòu)造讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)。因此，由于透過(guò)開(kāi)口部分的光線和透過(guò)移相器的光線的相互干涉，開(kāi)口部分和移相器之間的光強(qiáng)度分布對(duì)比度可以得到強(qiáng)調(diào)。還有，這個(gè)對(duì)比度強(qiáng)調(diào)的效果，如正光阻工序中用斜射入曝光方法形成精細(xì)化獨(dú)立光阻除去部分(也就是和透光部分對(duì)應(yīng)的精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案)的情況下也能得到。也就是，由斜射入曝光，可以同時(shí)精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案和獨(dú)立線圖案，或者是獨(dú)立空隙圖案和密集圖案。
還有，根據(jù)第三實(shí)施方式，因?yàn)榘胝诠獠糠质怯砂氩ㄉ嗥普?1的單層構(gòu)造制成的，所以光罩的構(gòu)造就變得非常簡(jiǎn)單。還有，只是部分薄膜化半波色相偏移罩31，換句話說(shuō)，只要在半波色相偏移罩31上設(shè)置凹陷部分就可簡(jiǎn)單地形成移相器(周邊部分)。
還有，根據(jù)第三實(shí)施方式，通過(guò)有選擇地對(duì)形成在透光性基板30上的半波色相偏移罩31進(jìn)行蝕刻，就能很容易進(jìn)行有半遮光部分和移相器(周邊部分)的任意形狀的光罩圖案的形成。
還有，根據(jù)第三實(shí)施方式，通過(guò)加工半波色相偏移罩31可以形成任意形狀的移相器，所以，做為輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的圖案設(shè)計(jì)，圖19(b)及圖19(c)所示種類(lèi)，也就是不僅限于圖8(b)所示種類(lèi)，如圖8(a)～圖8(f)所示的任何一種都可能實(shí)現(xiàn)。
且，在第三個(gè)實(shí)施方式中，最好的是，光罩的半遮光部分的透光率在6％以上且在15％以下。這樣做了以后，就既能防止在形成圖案時(shí)的光阻膜的減薄等，又確能收到本實(shí)施方式的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。
還有，在第三個(gè)實(shí)施方式中，是以使用正光阻工序?yàn)榍疤徇M(jìn)行說(shuō)明的，當(dāng)然不用說(shuō)，也可用負(fù)光阻工序代替正光阻工序。在此，使用任何一個(gè)工序的情況，曝光光源都是用如i線(波長(zhǎng)365nm)、KrF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)、ArF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)193nm)或者F2受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)157nm)等。
還有，第三實(shí)施方式中，做為半波色相偏移罩31的構(gòu)造，使用具有低透光率的透光率調(diào)整膜和高透光率相位調(diào)整膜構(gòu)成的雙層重疊沉積層構(gòu)造亦可{參照?qǐng)D18(a)及圖18(c)}。這樣做，就能任意選擇半波色相偏移罩31中所希望的相位變化和所希望的透光率的組合，同時(shí)還通過(guò)組合透光率調(diào)整膜的材料和相位調(diào)整膜的材料，就能提高用以加工半波色相偏移罩31的蝕刻時(shí)的選擇比。
還有，根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方式，如圖21(a)的平面圖及對(duì)應(yīng)于它的圖21(b)的剖面圖所示一樣，將由半波色相偏移罩31的薄膜部分制成的移相器(周邊部分)設(shè)置為與開(kāi)口部分(透光部分)相接的形式。但是，取代于此的是，如圖21(c)的平面圖及對(duì)應(yīng)于它的圖21(d)的剖面圖所示一樣，將由半波色相偏移罩31的薄膜部分設(shè)置在與開(kāi)口部分相離所定間隔的形式亦可。換句話說(shuō)，使移相器和開(kāi)口部分相離，在兩者之間設(shè)置由半波色相偏移罩31的厚膜部分制成的半遮光部分亦可。這時(shí)，如圖21(c)及圖21(d)所示那樣，只將半波色相偏移罩31部分薄膜化，換句話說(shuō)，只在半波色相偏移罩31上設(shè)置凹陷部分，就可以形成移相器。其結(jié)果，與使用多層膜構(gòu)成的半遮光部分的情況相比，在移相器和開(kāi)口部分之間介入微小幅寬的半遮光部分，也可抑制構(gòu)成這個(gè)微小幅寬的半遮光部分的膜的剝離。另一方面，在移相器和開(kāi)口部分之間，設(shè)置了有多層膜構(gòu)成的微小幅寬半遮光部分的情況下，這個(gè)半遮光部分，做為下層膜上所形成的上層膜的微小獨(dú)立區(qū)域而存在，所以，在上層膜加工時(shí)這個(gè)獨(dú)立區(qū)域的剝離就變得容易了。
(第四實(shí)施方式)下面，參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明所涉及的第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩、光罩的制作方法及使用該光罩的圖案形成方法。且，第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩為用以實(shí)現(xiàn)輪廓強(qiáng)調(diào)法的縮小投影曝光裝置的光罩。
圖22(a)，表示了用第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩形成的所希望的圖案之一例。且，在本實(shí)施方式中，也與第一實(shí)施方式一樣，以假定使用正光阻工序的情況加以說(shuō)明。還有，在本實(shí)施方式中，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，透光率用設(shè)透光性基板的透光率為100％時(shí)的實(shí)效透光率來(lái)表示。
圖22(b)，表示了第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩，具體而言，為用以形成圖22(a)所示的所希望的圖案的光罩的平面圖。如圖22(b)所示，對(duì)應(yīng)著所希望的圖案中的光阻除去部分設(shè)置了開(kāi)口部分(透光部分)。還有，做為由開(kāi)口部分圍起來(lái)的遮光性光罩圖案，取代完全遮蔽曝光光線的完全遮光部分，使用透光率為不使光阻膜感光那么強(qiáng)的低透光率(6～15％左右)的且讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的半遮光部分。還有，在開(kāi)口部分的周邊，設(shè)置了讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的移相器(周邊部分)。在此，根據(jù)輪廓強(qiáng)調(diào)法原理，透過(guò)移相器的光線，為使分別透過(guò)開(kāi)口部分和半遮光部分的光線從效果上互相抵消，設(shè)定移相器的透光率比半遮光部分的透光率更高。
且，在第四個(gè)實(shí)施方式中，做為移相器的布置方式，如圖8(b)所示那樣，采用了從矩形開(kāi)口部分的每一條邊開(kāi)始按所定尺寸以下的區(qū)域中與各邊相連而配置移相器的形式。
圖22(c)，為沿圖22(b)中的AA’線的剖面圖，也就是第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的剖面圖。如圖22(c)所示，開(kāi)口部分形成區(qū)域的透光性基板40的表面呈暴露狀態(tài)。還有，半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板40上，形成了具有不使光阻膜感光程度的低透光率(6～15％)的半遮光膜(半波色相偏移罩)41。半波色相偏移罩41，對(duì)其與透光性基板40(開(kāi)口部分)之間的曝光光線產(chǎn)生360度{實(shí)際上是(-30+360n)度以上，(30+360n)度以下(n是整數(shù))}的相位差(同相位狀態(tài))。還有，移相器的形成區(qū)域的透光性基板40，被蝕刻凹陷為具有對(duì)其與開(kāi)口部分之間的曝光光線產(chǎn)生(150+360n)度以上，(150+360n)度以下(n為整數(shù))的相位差的厚度。也就是，在移相器形成區(qū)域的透光性基板40上設(shè)置了蝕刻凹陷部分40a。
且，做為半波色相偏移罩41，可用如Zr、Cr、Ta、Mo或者Ti等的金屬制成的薄膜(厚度在30nm以下)，或者是如Ta-Cr合金、Zr-Si合金、Mo-Si合金或者Ti-Si合金等的金屬合金制成的薄膜(厚度在30nm以下)制成。本實(shí)施方式中，做為半波色相偏移罩41，只為減小其與開(kāi)口部分之間的透過(guò)光線相位差的值而薄膜化，且因此使用了具有不使光阻膜曝光的程度的低透光率的遮光膜(做為通常的遮光膜所使用的鉻膜等)的單層結(jié)構(gòu)。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的光罩，在由半波色相偏移罩41制成的半遮光部分和開(kāi)口部分(透光部分)之間，形成了由透光性基板40的蝕刻凹陷部分40a制成的移相器(周邊部分)，由此實(shí)現(xiàn)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的機(jī)能。但是，為了得到輪廓強(qiáng)調(diào)法的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)，限制移相器的幅寬在所定尺寸以下是必要的。
接下來(lái)，說(shuō)明使用了第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法。在此，用曝光機(jī)進(jìn)行光罩圖案縮小轉(zhuǎn)印時(shí)，如在輪廓強(qiáng)調(diào)法原理中所說(shuō)明的一樣，為形成由輪廓強(qiáng)調(diào)光罩形成的對(duì)比度高的影像，如圖11(b)～圖11(d)所示一樣使用斜射入曝光光源為好。
圖23(a)～圖23(d)為使用了第三個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的圖案形成方法的每一個(gè)工序的剖面圖。
首先，如圖23(a)所示的一樣，在基板400上形成金屬膜或者是絕緣膜等加工用膜401以后，再如圖23(b)所示那樣，在加工用膜401上形成正光阻膜402。
接下來(lái)，如圖20(c)所示一樣，用斜射入曝光光源將曝光光線403照射到第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的包括由半波色相偏移罩41制成的半遮光部分及由透光性基板40上的蝕刻凹陷部分40a制成的移相器兩部分的光罩，由透過(guò)這個(gè)光罩的透過(guò)光404對(duì)光阻膜402進(jìn)行曝光。因此時(shí)使用了低透光率的半遮光部分作了光罩圖案，所以整個(gè)光阻膜402在較弱的光能下曝光。但是，如圖23(c)所示那樣，被足以讓光阻膜402在顯像工序中溶解的曝光能照射的僅僅是光阻膜402中對(duì)應(yīng)于光罩的透光部分(開(kāi)口部分)的潛像部分402a。
接下來(lái)，通過(guò)對(duì)光阻膜402進(jìn)行顯像處理除去潛像部分402a而形成光阻圖案405，如圖23(d)所示。這時(shí)，在圖23(c)所示的曝光工序中，透過(guò)開(kāi)口部分周邊的光線被抵消的結(jié)果，是曝光光能幾乎不照射光阻膜402中對(duì)應(yīng)于移相器(周邊部分)的部分，所以穿過(guò)透光部分的光線與穿過(guò)周邊部分的光線之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就得到了強(qiáng)調(diào)。換句話說(shuō)，照射到潛像部分402a上的光線和照射在潛像部分402a周?chē)墓饩€之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度就可以得到強(qiáng)調(diào)。因此，由于潛像部分402a的光能分布也發(fā)生了急劇的變化，所以制成了形狀陡峭的光阻圖案405。
接下來(lái)，說(shuō)明使用了第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的做成方法。
圖24(a)～圖24(d)為表示第四個(gè)實(shí)施方式所涉及的光罩的做成方法的每一個(gè)工序的剖面圖，圖24(f)是表示對(duì)應(yīng)于圖24(c)剖面圖的平面圖，圖24(g)是表示對(duì)應(yīng)于圖24(e)剖面圖的平面圖。
首先，如圖24(a)所示的一樣，在由對(duì)曝光光線具有透光性的材料，如石英等制成的基板40上形成半波色相偏移罩41。在此，做為半波色相偏移罩41，如前所述的一樣，使用了薄膜化了的單層遮光膜。
接下來(lái)，如圖24(b)所示的一樣，在透光性基板40上，形成覆蓋半遮光部分形成區(qū)域及開(kāi)口部分(透光部分)形成區(qū)域的各個(gè)第一光阻圖案42，也就是，形成在移相器(周邊部分)形成區(qū)域上有除去部分的第一光阻圖案42。其后，以第一光阻圖案42為光罩，對(duì)半波色相偏移罩41和透光性基板40各自進(jìn)行蝕刻，然后除去第一光阻圖案42。由此，如圖24(c)及圖24(f)所示一樣，在半波色相偏移罩41中除去與移相器形成區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分。還有，移相器形成區(qū)域的透光性基板40，以使其具有讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)的厚度而蝕刻凹陷。具體地講，在透光性基板40上對(duì)應(yīng)于移相器形成區(qū)域部分，形成了產(chǎn)生180度{具體的是(150+360n)度以上，(210+360n)度以下(n為整數(shù))}相位反轉(zhuǎn)的蝕刻凹陷部分40a。
接下來(lái)，如圖24(d)所示的一樣，在透光性基板40上，形成覆蓋對(duì)應(yīng)于半波色相偏移罩41中半遮光部分形成區(qū)域部分的第二光阻圖案43。其后，以第二光阻圖案43為光罩，對(duì)半波色相偏移罩41進(jìn)行蝕刻，然后除去第二光阻圖案43。由此，如圖24(e)及圖24(g)所示一樣，在半波色相偏移罩41中除去與移相器形成區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分，完成第四實(shí)施方式所涉及的光罩。也就是，具有輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面構(gòu)造的第四實(shí)施方式所涉及的光罩，首先準(zhǔn)備好做為空白光罩的并沉積了經(jīng)過(guò)薄膜化的遮光膜的透光性基板，其后，通過(guò)對(duì)這個(gè)遮光膜及透光性基板順次進(jìn)行蝕刻，就可以容易地形成(這個(gè)第四實(shí)施方式所涉及的光罩)了。
如以上所說(shuō)明的一樣，根據(jù)第四實(shí)施方式，由透光性基板40的暴露部分制成的開(kāi)口部分(透光部分)和半波色相偏移罩41制成的半遮光部分夾著透光性基板40的蝕刻凹陷部分40a制成的移相器(周邊部分)。在此，半波色相偏移罩41讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)，另一方面，蝕刻凹陷部分40a讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)狀態(tài)透過(guò)。因此，透過(guò)開(kāi)口部分的光線和透過(guò)移相器的光線相互干涉，可以強(qiáng)調(diào)卡開(kāi)口部分和移相器之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。還有，這個(gè)對(duì)比度強(qiáng)調(diào)的效果，如正光阻工序中用斜射入曝光方法形成精細(xì)化獨(dú)立光阻除去部分(也就是和透光部分對(duì)應(yīng)的精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案)的情況下也能得到。也就是，由斜射入曝光，可以同時(shí)精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案和獨(dú)立線圖案，或者是獨(dú)立空隙圖案和密集圖案。
還有，根據(jù)第四實(shí)施方式，因?yàn)榘胝诠獠糠质怯砂氩ㄉ嗥普?1的單層構(gòu)造制成的，所以光罩的構(gòu)造就變得非常簡(jiǎn)單。
還有，根據(jù)第四實(shí)施方式，在透光性基板40上形成半波色相偏移罩41后，通過(guò)有選擇地對(duì)半波色相偏移罩41和透光性基板40各自進(jìn)行蝕刻，就能很容易進(jìn)行有半遮光部分和移相器(周邊部分)的任意形狀的光罩圖案的形成。
還有，根據(jù)第四實(shí)施方式，使用如圖24(a)～圖24(e)所示的光罩制作方法，通過(guò)加工透光性基板40和半波色相偏移罩41的重疊沉積層構(gòu)造，可以形成任意形狀的移相器，所以，做為輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的圖案設(shè)計(jì)，圖22(b)及圖22(c)所示種類(lèi)，也就是不僅限于圖8(b)所示種類(lèi)，如圖8(a)～圖8(f)所示的任何一種都可能實(shí)現(xiàn)。
還有，根據(jù)第四實(shí)施方式，做為半波色相偏移罩41，因?yàn)橛玫氖潜∧せ说耐ǔ９庹值恼诠饽ぃ?，可以?jiǎn)單地準(zhǔn)備做為空白光罩而因準(zhǔn)備基板的構(gòu)造。也就是，準(zhǔn)備在透光性基板上形成的單層薄膜形成的空白光罩，進(jìn)行對(duì)單層薄膜及透光性基板各自的蝕刻，可容易地進(jìn)行光罩的加工。如，做為通常的半波色相偏移罩用空白光罩，使用了形成有相位調(diào)整膜和透光率調(diào)整膜的兩層構(gòu)造的透光性基板，但是本實(shí)施方式中，使用了半波色相偏移罩用空白光罩中沒(méi)有沉積相位調(diào)整膜的透光性基板，換句話說(shuō)，使用透光性基板上只形成透光率調(diào)整膜的空白光罩亦可。也就是，做為半波色相偏移罩41，通過(guò)使用薄膜化了的遮光膜，在空白光罩制造中產(chǎn)生了可以利用從前技術(shù)的實(shí)用性好處。
在此，參照?qǐng)D25(a)～圖25(c)說(shuō)明通過(guò)仿真檢討用薄膜化了的遮光膜做為半波色相偏移罩41，也就是半遮光部分引起的相位變化(開(kāi)口部分和半遮光部分之間生成的相位差)對(duì)圖案形成的影響的結(jié)果。仿真的條件，是曝光光線的波長(zhǎng)λ＝0.193μm(ArF光源)，曝光機(jī)的投影光學(xué)系的開(kāi)口數(shù)NA＝0.6的環(huán)狀光源。
圖25(a)，是表示用于仿真的輪廓強(qiáng)調(diào)光罩的平面圖。如圖25(a)所示的一樣，開(kāi)口部分及移相器的幅寬各為200nm和50nm，開(kāi)口部分、移相器及半遮光部分的各自透光率為100％、100％和7.5％。還有，移相器和開(kāi)口部分生成180度的相位差，半遮光部分和開(kāi)口部分生成0～30度的相位差。
圖25(b)，在半遮光部分和開(kāi)口部分之間生成0度、10度、20度及30度的相位差的情況下，表示圖25(a)所示對(duì)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩進(jìn)行曝光時(shí)對(duì)應(yīng)于AA’線的光強(qiáng)度分布的仿真結(jié)果。如圖25(b)所示的那樣，可以得知只要半遮光部分和開(kāi)口部分之間的相位差在30度以內(nèi)，光強(qiáng)度分布中的對(duì)比度基本不受影響。
圖25(c)，在半遮光部分和開(kāi)口部分之間生成0度、10度、20度及30度的相位差的情況下，表示圖25(a)所示對(duì)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩進(jìn)行曝光時(shí)圖案生成尺寸(CDCritical Dimension)的焦點(diǎn)依賴性的仿真結(jié)果。如圖25(c)所示的那樣，隨著半遮光部分和開(kāi)口部分之間的相位差的變化，CD變?yōu)榉逯?，最?yōu)焦點(diǎn)位置也變化。但是，即便是上述相位差發(fā)生變化，對(duì)于焦點(diǎn)變化而言CD的變化難易程度，也就是焦點(diǎn)深度幾乎不變?？墒?，對(duì)應(yīng)于光罩全部位置而言，發(fā)生同樣的最優(yōu)焦點(diǎn)位置的變動(dòng)，在圖案形成中完全不會(huì)產(chǎn)生影響。對(duì)圖案形成所能產(chǎn)生影響的只是焦點(diǎn)深度值。也就是，半遮光部分和開(kāi)口部分之間的相位差在30度以內(nèi)的話，可以說(shuō)在焦點(diǎn)特性上不會(huì)產(chǎn)生特別的影響。
因此，在本實(shí)施方式中，做為半遮光部分的半波色相偏移罩41，在使用薄膜化了的遮光膜的情況下，嚴(yán)格地講無(wú)法實(shí)現(xiàn)輪廓強(qiáng)調(diào)光罩(半遮光部分和開(kāi)口部分之間的相位差為0度)，但是，由薄膜的不同，只要產(chǎn)生30度以下的相位差，可以知道不會(huì)失去輪廓強(qiáng)調(diào)法引起的效果。具體地講，做為遮光膜的材料，使用Ta、Cr或者是包含它們的合金等的情況下，對(duì)于ArF光源和開(kāi)口部分之間產(chǎn)生30度左右的相位差的遮光膜的厚度估算在30nm以上。而且，這個(gè)厚度，是為實(shí)現(xiàn)10％程度以下透光率的充分的厚度。
且，在第四個(gè)實(shí)施方式中，最好的是，光罩的半遮光部分的透光率在6％以上且在15％以下。這樣做了以后，就既能防止在形成圖案時(shí)的光阻膜的減薄等，又確能收到本實(shí)施方式的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果。
還有，在第四個(gè)實(shí)施方式中，是以使用正光阻工序?yàn)榍疤徇M(jìn)行說(shuō)明的，當(dāng)然不用說(shuō)，也可用負(fù)光阻工序代替正光阻工序。在此，使用任何一個(gè)工序的情況，曝光光源都是用如i線(波長(zhǎng)365nm)、KrF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)、ArF受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)193nm)或者F2受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)157nm)等。
還有，第四實(shí)施方式中，做為半波色相偏移罩41的構(gòu)造，使用具有低透光率的透光率調(diào)整膜和高透光率相位調(diào)整膜構(gòu)成的雙層重疊沉積層構(gòu)造亦可。這樣做，就能任意選擇半波色相偏移罩41中所希望的相位差{具體地講(-30+360n)度以上且(30+360+n)度以下}和所希望的透光率的組合，同時(shí)還通過(guò)組合透光率調(diào)整膜的材料和相位調(diào)整膜的材料，就能提高用以加工半波色相偏移罩41的蝕刻時(shí)的選擇比。還有，如做為本實(shí)施方式所使用的半波色相偏移罩41，在遮光膜的單層薄膜上，通過(guò)沉積相位調(diào)整膜來(lái)使開(kāi)口部分和半遮光部分之間的相位差成為0度也是可以的。
還有，根據(jù)第四個(gè)實(shí)施方式，如圖22(b)的平面圖及其對(duì)應(yīng)的圖22(c)的剖面圖所示，透光性基板40的蝕刻凹陷部分40a，也就是移相器與開(kāi)口部分相接設(shè)置。但是，另一種做法，如圖26(a)的平面圖及其對(duì)應(yīng)的圖26(b)的剖面圖所示那樣，在使用半遮光部分做為半波色相偏移罩41的同時(shí)，亦可將透光性基板40的蝕刻凹陷部分40a離開(kāi)開(kāi)口部分所定的間隔設(shè)置。換句話說(shuō)，使移相器(周邊部分)和開(kāi)口部分(透光部分)分離，在兩者之間設(shè)置半遮光部分亦可。還有，只取代圖26(b)所示的光罩中的由半波色相偏移罩41制成的半遮光部分，采用如圖26(c)所示的在低透光率的單層薄膜上沉積相位調(diào)整膜的半遮光部分的光罩剖面構(gòu)成。圖26(c)所示的光罩中，做為半遮光部分，使用了沉積低透光率的透光率調(diào)整膜41A和高透光率的透光率調(diào)整膜41B的兩層構(gòu)造，以此使半遮光部分和開(kāi)口部分之間的相位差為0度。在此，做為透光率調(diào)整膜41A，可用如Zr、Cr、Ta、Mo或者Ti等的金屬制成的薄膜(厚度在30nm以下)，或者是如Ta-Cr合金、Zr-Si合金、Mo-Si合金或者Ti-Si合金等的金屬合金制成的薄膜(厚度在30nm以下)形成。還有，做為相位調(diào)整膜41B，可使用如SiO2膜等的氧化膜。
然而，如圖26(c)所示的那樣，使移相器和開(kāi)口部分相隔微小幅寬d半遮光部分有厚的多層結(jié)構(gòu)時(shí)，具體地講，在移相器和開(kāi)口部分之間，存在形成在下層的相位調(diào)整膜41A上的厚相位調(diào)整膜41B的微小獨(dú)立區(qū)域時(shí)，在相位調(diào)整膜41B的加工時(shí)這個(gè)獨(dú)立區(qū)域變得容易剝離。對(duì)此，利用在移相器和開(kāi)口部分之間可以允許30度以內(nèi)的相位差這一點(diǎn)，如圖26(d)那樣制成光罩?jǐn)嗝鏄?gòu)成亦可。也就是，做為移相器和開(kāi)口部分之間的微小幅寬的半遮光部分，使用不含相位調(diào)整膜41Bd薄透光率調(diào)整膜41A的單層構(gòu)造亦可。透光率調(diào)整膜41A的單層構(gòu)造，對(duì)應(yīng)其厚度，其與開(kāi)口部分之間只生成很少的相位差。這樣做，即便是在移相器和開(kāi)口部分之間介入微小幅寬的半遮光部分，也可以抑制構(gòu)成這個(gè)微小幅寬的半遮光部分的膜的剝落，得到輪廓強(qiáng)調(diào)法效果的光罩做成成為可能。如在本實(shí)施方式中，在全半遮光部分形成區(qū)域使用了由遮光膜制成的半波色相偏移罩41，但是取代它，做為移相器和開(kāi)口部分之間的半遮光部分，使用半波色相偏移罩41的單層構(gòu)造，而做為其他區(qū)域的半遮光部分，使用半波色相偏移罩41和在其上形成的相位調(diào)整膜的重疊沉積層構(gòu)造亦可。
還有，在第一～第四實(shí)施方式中，是以光罩中的開(kāi)口部分(透光部分)及移相器(周邊部分)以外的部分全為半遮光部分為前提而敘述的。但是，光罩中開(kāi)口部分及移相器各自充分分離的部分，也就是，在光罩中，開(kāi)口部分及移相器在從光學(xué)角度考慮可以無(wú)視干涉效果的距離｛＝2λ/NA(λ是曝光光線的波長(zhǎng)，NA是曝光機(jī)的縮小投影光學(xué)系的開(kāi)口數(shù))}以外的部分全為完全遮光部分亦可。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，由透過(guò)透光部分的光線和透過(guò)周邊部分的光線的相互干涉，可以強(qiáng)調(diào)透光部分和周邊部分之間的光強(qiáng)度分布的對(duì)比度。還有，這個(gè)對(duì)此度強(qiáng)調(diào)效果，如在正光阻工序中使用斜射入曝光方法，在形成對(duì)應(yīng)于透光部分的精細(xì)獨(dú)立空隙圖案的情況下也能得到。因此，由斜射入曝光方法，可以同時(shí)精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案和獨(dú)立線圖案，或者是獨(dú)立空隙圖案和密集圖案。
權(quán)利要求
1.一種光罩，其特征為在透光性基板上包括，對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)上述曝光光線具有透光性的透光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且位于上述透光部分周?chē)闹苓叢糠?；上述半遮光部分及上述透光部分讓上述曝光光線在同相位狀態(tài)下透過(guò)；上述周邊部分，讓上述曝光光線在以上述半遮光部分及上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)下透過(guò)；上述透光部分形成區(qū)域的上述透光性基板表面呈暴露狀態(tài)；在上述周邊形成區(qū)域的上述透光性基板上，形成讓上述曝光光線以上述透光部分為基準(zhǔn)的具有在反相位狀態(tài)透過(guò)的第一移相膜；在上述半遮光部分形成區(qū)域的上述透光性基板上，順次沉積了上述第一移相膜，和以上述透光部分為基準(zhǔn)的具有讓上述曝光光線在反相位狀態(tài)下透過(guò)的第二移相膜；上述第一移相膜和上述第二移相膜的沉積層構(gòu)造為具有讓上述曝光光線的一部分透過(guò)的透光率且讓上述曝光光線以上述透光部分為基準(zhǔn)同相位狀態(tài)透過(guò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的光罩，其特征為上述第一移相膜具有第一透光率調(diào)整膜和在上述第一透光率調(diào)整膜上形成的第一相位調(diào)整膜；上述第一透光率調(diào)整膜，使上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)透過(guò)，同時(shí)還對(duì)上述曝光光線具有較低的透光率；上述第一相位調(diào)整膜，使上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)，同時(shí)還對(duì)上述曝光光線有較高的透光率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的光罩，其特征為上述第二移相膜具有第二透光率調(diào)整膜和在上述第二透光率調(diào)整膜上形成的第二相位調(diào)整膜；上述第二透光率調(diào)整膜，使上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)通過(guò)，同時(shí)還對(duì)上述曝光光線具有較低的透光率；上述第二相位調(diào)整膜，使上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)，同時(shí)還對(duì)上述曝光光線有較高的透光率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的光罩，其特征為上述周邊部分被配置為與上述透光部分相連接的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的光罩，其特征為上述周邊部分被配置為與上述透光部分相離所定的間隔的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的光罩，其特征為上述第一移相膜具有使上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的第一相位調(diào)整膜；上述第二移相膜具有形成在上述第一移相膜上，且使上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的第二相位調(diào)整膜；在上述第一移相膜和上述第二移相膜之間形成對(duì)上述曝光光線的透光率低于上述各移相膜的透光率調(diào)整膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的光罩，其特征為上述半遮光部分對(duì)上述曝光光線的透光率在6％以上，且在15％以下。
8.一種圖案形成方法，使用權(quán)利要求1所述的光罩，其特征為包括，在基板上形成光阻膜的工序；透過(guò)上述光罩將上述曝光光線照射到上述光阻膜上的工序；對(duì)由上述曝光光線照射的上述光阻膜進(jìn)行顯像處理而將上述光阻膜圖案化的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖案形成方法，其特征為在照射上述曝光光線的工序中使用了斜射入照明法。
10.一種光罩，其特征為在透光性基板上包括，對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)上述曝光光線具有透光性的透光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且位于上述透光部分周邊的周邊部分；上述半遮光部分及上述透光部分讓上述曝光光線在同相位狀態(tài)透過(guò)；上述周邊部分，讓上述曝光光線在以上述半遮光部分及上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)；上述透光部分形成區(qū)域的上述透光性基板表面呈暴露狀態(tài)；在上述半遮光部分形成區(qū)域的上述透光性基板上形成具有讓上述曝光光線部分透過(guò)的透光率，且又讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)透過(guò)的半遮光膜；上述半遮光膜，形成在上述周邊部分形成區(qū)域的上述透光性基板上，上述半遮光膜具有讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的厚度的薄膜化了的半遮光膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光罩，其特征為上述半遮光膜，具有形成在上述透光性基板上的透光率調(diào)整膜和形成在上述透光率調(diào)整膜上的相位調(diào)整膜；上述透光率調(diào)整膜，讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)透過(guò)且對(duì)上述曝光光線具有較低的透光率；上述相位調(diào)整膜，對(duì)上述曝光光線具有較高的透過(guò)率；上述半遮光部分形成區(qū)域的上述相位調(diào)整膜，具有讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)透過(guò)的厚度；上述周邊部分形成區(qū)域的上述相位調(diào)整膜，具有讓上述曝光光線以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光罩，其特征為上述半遮光膜具有形成在上述透光性基板上的相位調(diào)整膜和只在上述半遮光膜形成區(qū)域的上述相位調(diào)整膜上形成的透光率調(diào)整膜；上述透光率調(diào)整膜，讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)透過(guò)且對(duì)上述曝光光線具有較低的透光率；上述相位調(diào)整膜，對(duì)上述曝光光線具有較高的透過(guò)率；上述半遮光部分形成區(qū)域的上述相位調(diào)整膜，具有讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)透過(guò)的厚度；上述周邊部分形成區(qū)域的上述相位調(diào)整膜，具有讓上述曝光光線以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光罩，其特征為上述周邊部分被配置為與上述透光部分相連接的狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光罩，其特征為上述周邊部分被配置為與上述透光部分相被離所定間隔的狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光罩，其特征為上述半遮光部分，對(duì)上述曝光光線的透光率在6％以上，且在15％以下。
16.一種圖案形成方法，使用權(quán)利要求10所述的光罩，其特征為包括，在基板上形成光阻膜的工序；通過(guò)上述光罩將上述曝光光線照射在上述光阻膜上的工序；顯像照射了上述曝光光線的上述光阻膜，圖案化上述光阻膜的工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖案形成方法，其特征為在上述照射曝光光線工序中使用了斜射入照明法。
18.一種光罩，其特征為在透光性基板上形成包括，對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)上述曝光光線具有透光性的上述透光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且位于上述透光部分周邊的周邊部分；上述半遮光部分及上述透光部分讓上述曝光光線在同相位狀態(tài)透過(guò)；上述周邊部分，讓上述曝光光線在以上述半遮光部分及上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)下透過(guò)；上述透光部分形成區(qū)域的上述透光性基板表面呈暴露狀態(tài)；在上述半遮光部分形成區(qū)域的上述透光性基板上，形成具有讓上述曝光光線部分透過(guò)的透光率，且又讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)同的相位透過(guò)的半遮光膜；上述周邊形成區(qū)域的上述透光性基板部分被蝕刻凹陷，蝕刻凹陷后所剩透光性基板的厚度具有讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光罩，其特征為上述半遮光膜具有形成在上述透光性基板上的透光率調(diào)整膜和形成在上述透光率調(diào)整膜上的相位調(diào)整膜；上述透光率調(diào)整膜對(duì)上述曝光光線具有較低的透光率；上述相位調(diào)整膜對(duì)上述曝光光線具有較高的透過(guò)率。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光罩，其特征為上述周邊部分被配置為與上述透光部分相連接的狀態(tài)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光罩，其特征為上述周邊部分被配置為與上述透光部分相離所定間隔的狀態(tài)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光罩，其特征為上述半遮光部分，對(duì)上述曝光光線的透光率在6％以上，且在15％以下。
23.一種圖案形成方法，使用權(quán)利要求18所述的光罩，其特征為包括，在基板上形成光阻膜的工序；通過(guò)上述光罩將曝光光線照射在上述光阻膜上的工序；顯像照射了上述曝光光線的上述光阻膜，圖案化上述光阻膜的工序。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖案形成方法，其特征為在上述照射曝光光線工序中使用了斜射入照明法。
25.一種光罩的制作方法，其特征為在透光性基板上形成包括，對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)上述曝光光線具有透光性的透光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且位于上述透光部分周邊的周邊部分的光罩的制作方法；其中還包括在上述透光性基板上，形成讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的第一移相膜的第一工序；在上述第一移相膜上形成讓上述曝光光線以在透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的第二移相膜的第二工序；除去上述透光部分形成區(qū)域及上述周邊部分形成區(qū)域的上述第二移相膜的第三工序；在上述第三工序后，除去上述透光部分形成區(qū)域的上述第一移相膜的第四工序；在上述半遮光部分形成區(qū)域的上述透光性基板上形成的上述第一移相膜及上述第二移相膜的沉積層構(gòu)造，具有讓上述曝光光線部分透過(guò)的透光率，同時(shí)讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)透過(guò)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光罩制作方法，其特征為上述半遮光部分，對(duì)上述曝光光線的透光率在6％以上，且在15％以下。
27.一種光罩制作方法，其特征為在透光性基板上形成包括，對(duì)上述曝光光線具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)上述曝光光線具有透光性的透光部分、由上述半遮光部分包圍起來(lái)且位于上述透光部分周邊的周邊部分的光罩制作方法；其中還包括在透光性基板上，形成讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的第一移相膜的第一工序；在上述第一移相膜上，形成讓上述曝光光線在以上述透光部分為基準(zhǔn)的反相位狀態(tài)透過(guò)的第二移相膜的第二工序；除去上述周邊部分形成區(qū)域的上述第二相位調(diào)整膜的第三工序；在上述第三工序之后，順次除去上述透光部分形成區(qū)域的上述第二移相膜及上述第一移相膜的第四工序；形成在上述半遮光部分形成區(qū)域的上述透光性基板上的上述第一相位調(diào)整膜及上述第二相位調(diào)整膜的沉積層構(gòu)造，具有讓上述曝光光線部分地透過(guò)的透光率，同時(shí)讓上述曝光光線在以上述周邊部分為基準(zhǔn)的同相位狀態(tài)透過(guò)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光罩制作方法，其特征為上述半遮光部分，對(duì)上述曝光光線的透光率在6％以上，且在15％以下。
全文摘要
一種光罩，光罩的制作方法及使用該光罩的圖案形成方法。其目的在于實(shí)現(xiàn)同時(shí)精細(xì)化獨(dú)立空隙圖案和獨(dú)立線圖案或者是獨(dú)立空隙圖案和密集圖案。在透光性基板上設(shè)置了對(duì)曝光光線具有遮光性的半遮光部分，由上述半遮光部分包圍起來(lái)且對(duì)上述曝光光線具有透光性的開(kāi)口部分(透光部分)，和位于開(kāi)口部分周邊的移相器(周邊部分)。開(kāi)口部分形成區(qū)域的透光性基板表面呈暴露狀態(tài)。在移相器形成區(qū)域的透光性基板上形成下層相位調(diào)整膜。半遮光部分形成區(qū)域的透光性基板上沉積了下層相位調(diào)整膜及上層相位調(diào)整膜。下層相位調(diào)整膜及上層相位調(diào)整膜各自讓曝光光線以開(kāi)口部分為基準(zhǔn)反相位狀態(tài)透過(guò)。
文檔編號(hào)G03F1/00GK1455300SQ03122599
公開(kāi)日2003年11月12日 申請(qǐng)日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月30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