專利名稱：曝光用掩模、圖案復(fù)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曝光用掩模及其制造方法、圖案復(fù)制方法、圖案形成方法及SRAM 的制造方法，尤其涉及一種在作為半導(dǎo)體制造工藝之一的光刻工序中采用的曝光用掩模及其制造方法、圖案復(fù)制方法、圖案形成方法及SRAM的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了滿足半導(dǎo)體器件對高速度、高密度化的要求，形成在半導(dǎo)體襯底上的配線等圖案的寬度變得越來越細。通過在光刻法中所用的曝光用光采用短波長，能夠?qū)崿F(xiàn)圖案的微細化。目前，半導(dǎo)體器件的圖案規(guī)則(pattern rule)已達到IOOnm以下的水平。該尺寸比曝光用光的波長還短。例如，用為曝光用光源的ArF準分子激光器的波長為193nm。由于圖案規(guī)則比曝光用光的波長還短，所以不能忽視由衍射等導(dǎo)致的光學(xué)鄰近效應(yīng)的影響，而且由光學(xué)鄰近效應(yīng)導(dǎo)致圖案顯著劣化。發(fā)生如下的現(xiàn)象，即使掩模上圖案的線寬相同，復(fù)制在晶片上的圖案的線寬也因圖案分布的密度而不同。下述的專利文獻1公開了，修正由圖案分布的密度不同所導(dǎo)致的線寬誤差的技術(shù)。下面，說明專利文獻1所公開的掩模上的圖案。在以高密度配置有遮光圖案的區(qū)域，在各遮光圖案的內(nèi)部配置狹縫。在遮光圖案稀疏的區(qū)域，則不在各遮光圖案中配置狹縫。由于光能透過狹縫，所以在遮光圖案稠密的區(qū)域和稀疏的區(qū)域，能夠使光密度一致。這樣，通過使光密度一致，能夠防止由光學(xué)鄰近效應(yīng)所引起的圖案的劣化。另外，由于光學(xué)鄰近效應(yīng)，圖案的頂端部分的形狀易劣化。尤其是若線寬變細，則直線狀圖案的頂端下降導(dǎo)致圖案變短的、被稱作縮短(shortening)的現(xiàn)象變得顯著。作為修正由這種光學(xué)鄰近效應(yīng)所引起的掩模圖案與復(fù)制圖案之間的形狀差異的方法，提出了稱為光學(xué)鄰近修正(OPC :0ptical Proximity Correction)的修正方法。在OPC法中，在圖案的變形方向相反的方向上，其中該圖案的變形方向是在將掩模圖案復(fù)制在晶片上時發(fā)生的，通過事先局部地加粗掩模圖案、或配置虛設(shè)圖案，從而修正復(fù)制圖案的尺寸及形狀的變化。下述的專利文獻2及專利文獻3公開了，利用OPC法抑制縮短的技術(shù)。例如，以細長的掩模圖案的前端變得比其中央部分還要粗的方式設(shè)計圖案。該變粗的部分被稱作錘頭 (hammer head)。通過在細長的圖案的前端形成錘頭，能夠抑制縮短。專利文獻1 JP特開2005-10635號公報專利文獻2 JP特開2004-302263號公報專利文獻3 JP特愿2004-196963號說明書發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題
針對利用ArF準分子激光器(excimer laser)及移相掩模，將90nm寬度的直線狀圖案通過縮小投影曝光來復(fù)制的情況，進行了考察。在本說明書中，若沒有特別事先聲明， 則將掩模上所形成的掩模圖案的尺寸換算為考慮縮小率的晶片上的尺寸，并進行標記。例如，在縮小率為1/4的情況下，晶片上與90nm寬度的直線狀圖案相對應(yīng)的掩模圖案的實際尺寸寬度為360nm，但是將掩模圖案的寬度標記成作為其換算尺寸的90nm。
本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若掩模圖案的寬度變化lnm，則復(fù)制在晶片上的圖案寬度變化約4nm。即，掩模上的圖案尺寸的變化會放大4倍而復(fù)制到晶片上。通常，以Inm為步長 (step size)來設(shè)計掩模圖案的尺寸。因此，在晶片上，能夠用比4nm還小的步長來變化圖案的尺寸。例如，能夠?qū)⒕€寬為90nm的直線狀圖案和線寬為92nm的直線狀圖案同時復(fù)制到晶片上。
本發(fā)明的一個目的是，提供一種能夠用細小的步長來復(fù)制所希望的尺寸圖案的曝光用掩模。本發(fā)明的其它目的是，提供一種其曝光用掩模的制造方法及采用其曝光用掩模的圖案復(fù)制方法。
為了抑制細長圖案的縮短，若在掩模圖案的頂端形成錘頭，則圖案的頂點數(shù)目增加。例如，若在細長的長方形圖案的兩端形成粗細變化成兩級的錘頭，則頂點數(shù)目會從4增加到20。頂點數(shù)目的增加與掩模圖案的設(shè)計數(shù)據(jù)的增大有關(guān)。
本發(fā)明的其它目的是，提供一種能夠抑制細長圖案的縮短且還能夠抑制掩模圖案的設(shè)計數(shù)據(jù)的增大的曝光用掩模及采用這些的圖案復(fù)制方法。
用于解決問題的方法
根據(jù)本發(fā)明的一個觀點，提供了一種曝光用掩模的制造方法，其特征在于，包括 工序a，形成掩模圖案，并獲得第一關(guān)系，其中，所述掩模圖案具有將原圖案分離為至少兩個部分圖案的形狀，所述至少兩個部分圖案相隔比分辨率極限還細的間隔而配置，所述第一關(guān)系為隔開部分圖案的間隔寬度和在復(fù)制該掩模圖案時形成于襯底上的圖案的尺寸之間的關(guān)系；工序b，根據(jù)需形成在襯底上的圖案的尺寸和所述第一關(guān)系，決定使構(gòu)成掩模圖案的部分圖案相互隔開的間隔寬度；工序c，基于在所述工序b中所決定的間隔寬度，在掩模上形成分離為至少兩個部分圖案的掩模圖案。
根據(jù)本發(fā)明的其它的觀點，提供一種曝光用掩模，其特征在于，具有掩模襯底； 掩模圖案，其形成在所述掩模襯底上，而且，所述掩模圖案包括至少兩個部分圖案，所述至少兩個部分圖案與需復(fù)制在襯底上的圖案相對應(yīng)，并且所述至少兩個部分圖案以隔開比分辨率極限還細的間隔的方式相互分離。
根據(jù)本發(fā)明的另外其它的觀點，提供一種圖案復(fù)制方法，其特征在于，包括工序 a，經(jīng)由具有掩模圖案的曝光用掩模來曝光感光膜，其中，所述掩模圖案是通過將原圖案沿第一方向分離為至少兩個部分圖案而得到的，所述至少兩個部分圖案相隔以比分辨率極限還細的間隔而配置；工序b，顯影所述感光膜，從而形成復(fù)制有所述掩模圖案的第一圖案， 而且，在所述第一圖案在所述第一方向上的尺寸比第二圖案在所述第一方向上的尺寸還小，其中，所述第二圖案是在與所述工序a的條件相同的曝光條件下復(fù)制所述原圖案而形成的。
根據(jù)本發(fā)明的另外其它的觀點，提供一種曝光用掩模，其特征在于，具有掩模襯底；掩模圖案，其形成在所述掩模襯底，而且在內(nèi)部包括輔助圖案，而且，在即位于該掩模圖案的內(nèi)部又位于該輔助圖案外側(cè)的區(qū)域的光透射率比該輔助圖案內(nèi)部的光透射率以及該掩模圖案外側(cè)的光透射率都低或者都高，該掩模圖案的外形為頂點數(shù)目比該輔助圖案還少的多角形，該輔助圖案的尺寸比分辨率極限還小。
根據(jù)本發(fā)明的另外其它的觀點，提供一種圖案復(fù)制方法，其特征在于，包括經(jīng)由掩模圖案來曝光感光膜的工序，其中，所述掩模圖案在內(nèi)部包括輔助圖案，而且，在即位于該掩模圖案內(nèi)部又位于該輔助圖案外側(cè)的區(qū)域的光透射率，比該輔助圖案內(nèi)部的光透射率以及該掩模圖案外側(cè)的光透射率都低或者都高，該掩模圖案的外形為頂點數(shù)目比該輔助圖案還少的多角形，該輔助圖案的尺寸比分辨率極限還小，；顯影被曝光的所述感光膜的工序。
發(fā)明效果
由于隔開比分辨率極限還細的間隔來配置兩個部分圖案，所以由兩個部分圖案復(fù)制一個圖案。被復(fù)制的一個圖案的尺寸與復(fù)制原圖案而得到的圖案的尺寸不同。通過變化部分圖案的間隔，能夠形成各種尺寸的復(fù)制圖案。
通過將配置在掩模圖案內(nèi)的輔助圖案的頂點數(shù)目比配置在掩模圖案的外形變少， 從而與為了復(fù)制所要的圖案而調(diào)整過外形形狀的掩模圖案相比，能夠減少頂點的總數(shù)。由此，能夠變小圖案的設(shè)計數(shù)據(jù)的大小。


圖IA及圖IB分別是第一實施例的掩模圖案的俯視圖及剖視圖。
圖2是復(fù)制第一掩模圖案而形成的復(fù)制圖案的俯視圖。
圖3是表示復(fù)制圖案的寬度與構(gòu)成掩模圖案的部分圖案的間隔之間的關(guān)系的曲線圖。
圖4A是制造中途的器件的剖視圖，其用于說明按照第一實施例且利用掩模制造半導(dǎo)體器件的方法(其一)。
圖4B是制造中途的器件的剖視圖，其用于說明按照第一實施例且利用掩模制造半導(dǎo)體器件的方法(其二)。
圖4C是制造中途的器件的剖視圖，其用于說明按照第一實施例且利用掩模制造半導(dǎo)體器件的方法(其三)。
圖4D是制造中途的器件的剖視圖，其用于說明按照第一實施例且利用掩模制造半導(dǎo)體器件的方法(其四)。
圖4E是制造中途的器件的剖視圖，其用于說明利用第一實施例的掩模制造半導(dǎo)體器件的方法(其五)。
圖4F是制造中途的器件的剖視圖，其用于說明按照第一實施例且利用掩模制造半導(dǎo)體器件的方法(其六)。
圖5A 圖51是第一實施例的掩模圖案的變形例的掩模圖案的俯視圖。
圖6A是第二實施例的掩模圖案的俯視圖，圖6B是現(xiàn)有錘頭型掩模圖案的俯視圖，圖6C及圖6D分別是復(fù)制圖6A及圖6B的掩模圖案而形成的圖案的俯視圖。
圖7A是第三實施例的掩模圖案的俯視圖，圖7B是使現(xiàn)有錘頭型掩模圖案變形了的俯視圖，圖7C及圖7D分別是復(fù)制圖7A及圖7B的掩模圖案而形成的圖案的俯視圖。
具體實施方式
圖IA是表示第一實施例的掩模圖案的俯視圖，圖IB是表示圖IA的點劃線Bl-Bl 的剖視圖。在玻璃襯底1的表面上，形成由MoSi構(gòu)成的遮光膜2。根據(jù)設(shè)置在遮光膜2的開口，形成掩模圖案3 5。
掩模圖案3 5的內(nèi)部(形成有開口的區(qū)域)幾乎100%透射以ArF準分子激光器作為光源的193nm波長的紫外光。掩模圖案3 5的外側(cè)區(qū)域(形成有遮光膜的區(qū)域) 透射約6%的該紫外光。設(shè)定遮光膜2的膜厚，以便使在形成有遮光膜2的區(qū)域透射了的紫外光的相位比在形成有開口的區(qū)域透射了的紫外光的相位延遲180°。
在玻璃襯底1的表面上，定義XY直角坐標系。掩模圖案3為Y方向上長的長方形。 掩模圖案4具有如下形狀，即將與掩模圖案3相同形狀的原圖案分離成兩個部分圖案4A及 4B的形狀，其中這兩個部分圖案4A及4B是隔著沿Y方向延伸的細間隔而配置的。部分圖案4A與4B之間的間隔比分辨率極限(resolution limit)細。而且，部分圖案4A與4B的寬度的總和原圖案的寬度相等。
另一個掩模圖案5也與掩模圖案4同樣地，由兩個部分圖案5A及5B構(gòu)成。部分圖案5A與5B之間的間隔比掩模圖案4的部分圖案4A與4B之間的間隔寬。但是，部分圖案5A與5B之間的間隔也比分辨率極限細。
例如，掩模圖案3的長度為lOOOnm、寬度為90nm。掩模圖案4及5的部分圖案的間隔分別為3nm及6nm。
利用圖IA及圖IB所示的掩模，進行縮小率為1/4的縮小投影曝光，將抗蝕圖案形成在正(posi)型化學(xué)增幅抗蝕膜上，其中該正型化學(xué)增幅抗蝕膜形成在晶片上。所使用的光源為193nm波長的ArF準分子激光器?？刮g膜的厚度為250nm，并在其下方形成由熱塑性酚醛類樹脂構(gòu)成的80nm厚度的反射防止膜。在復(fù)制有90nm線寬的掩模圖案3的晶片上的圖案(下面，標記為“復(fù)制圖案”)的寬度正好為90nm的條件下進行曝光。
圖2是表示通過掩模圖案3 5而形成在晶片上的復(fù)制圖案13 15的俯視圖。 由于掩模圖案4及5的部分圖案的間隔比分辨率極限細，因此與此相對應(yīng)的復(fù)制圖案14及 15不會被分離成兩個圖案，而成為一個圖案。復(fù)制圖案13 15的端部呈現(xiàn)出帶有圓形的形狀。復(fù)制圖案13 15的寬度分別為90nm、88nm及86nm。
圖3示出了構(gòu)成掩模圖案的部分圖案的間隔與復(fù)制圖案的寬度之間的關(guān)系。橫軸以“nm”單位來表示部分圖案的間隔，縱軸以“nm”單位來表示復(fù)制圖案的寬度?？芍?，隨著部分圖案的間隔的變寬，復(fù)制圖案的寬度變窄?？梢哉J為在部分圖案的間隔細于分辨率極限的范圍內(nèi)，顯現(xiàn)出該趨勢。
可知，通過調(diào)節(jié)部分圖案的間隔，能夠在90nm 86nm之間任意地調(diào)節(jié)復(fù)制圖案的寬度。將89nm寬度的掩模圖案復(fù)制所形成的復(fù)制圖案的寬度為86nm而不是89nm。通常， 用Inm步長來調(diào)節(jié)掩模圖案的尺寸，因此利用如掩模圖案3這樣的一個掩模圖案，不能形成比86nm寬度粗且比90nm寬度細的復(fù)制圖案。
如第一實施例的掩模圖案4及5 —樣，通過采用將原圖案分離成兩個部分圖案的形狀，能夠?qū)?fù)制圖案的粗細用比4nm細的步長來調(diào)節(jié)。
通過將分離成部分圖案前的原圖案的寬度設(shè)成比90nm還粗，并形成分離了該原圖案的掩模圖案，從而在比90nm還粗的區(qū)域，也可以用比4nm細的步長來調(diào)節(jié)復(fù)制圖案的寬度。例如，通過將原圖案的寬度設(shè)為94nm，且利用分離了該原圖案的掩模圖案，所以能夠形成90nm以上94nm以下的任意寬度的復(fù)制圖案。
接著，對第一實施例的曝光用掩模的制造方法進行說明。首先，準備形成有掩模圖案的評價用掩模，其中該掩模圖案具有將原圖案分離為隔著比分辨率極細的間隔而配置兩個部分圖案的形狀。在評價用掩模中，形成部分圖案的間隔不同的多個掩模圖案。
利用該評價用掩模將復(fù)制圖案形成在晶片上，并測定復(fù)制圖案的寬度。根據(jù)該測定結(jié)果，求出構(gòu)成掩模圖案的部分圖案的間隔與由該掩模圖案形成的復(fù)制圖案的寬度之間的關(guān)系。下面，將此關(guān)系稱作“第一關(guān)系”。
基于應(yīng)形成在晶片上的復(fù)制圖案的寬度和所述第一關(guān)系，決定掩模圖案的尺寸。 例如，在復(fù)制圖案的寬度為90nm的情況下，將掩模圖案設(shè)為一條直線的形狀，且其寬度設(shè)成90nm。在復(fù)制圖案的寬度比86nm粗且比90nm細的情況下，用兩個部分圖案來構(gòu)成掩模圖案，所述兩個部分圖案是將粗細為90nm的原圖案在寬度方向上分離而成的。部分圖案的間隔能夠根據(jù)所述第一關(guān)系來決定。
如果決定了掩模圖案的形狀及尺寸，則能夠在公知的方向上制造如圖IA及圖IB 所示的移相掩模。
接著，參照圖4A 圖4F，說明利用第一實施例的曝光用掩模制造半導(dǎo)體器件的方法。
如圖4A所示，在由硅構(gòu)成的半導(dǎo)體襯底20的表面，形成MOS晶體管21及22。此外，雖未圖示在圖4A中，但是通過淺溝槽隔離(shallow trench isolation :STI)等，將元件分離絕緣膜形成在半導(dǎo)體襯底20的表層部，在有源區(qū)域的表層部，形成MOS晶體管21及 22的源極及漏極區(qū)域。
在半導(dǎo)體襯底20上，形成由SiOC等構(gòu)成的層間絕緣膜23和由SiN等構(gòu)成的蓋膜 24。這些膜能夠通過例如化學(xué)氣相沉積(CVD)來形成。在這兩層中形成通孔，并向通孔內(nèi)充填導(dǎo)電插件。將導(dǎo)電插件25 J6及27連接到MOS晶體管21及22的源極及漏極區(qū)域。
在蓋膜M上，形成由SiOC構(gòu)成的300nm膜厚的層間絕緣膜30。在層間絕緣膜30 上，形成由SiN構(gòu)成的150nm膜厚的蓋膜31。在蓋膜31上，形成由熱塑性酚醛樹脂等構(gòu)成的反射防止膜32，并在其上形成由正型化學(xué)增幅抗蝕劑構(gòu)成的感光膜33。將反射防止膜32 及感光膜33的厚度分別設(shè)為SOnm及250nm。
在曝光用掩模形成掩模圖案51 53。掩模圖案51與圖IA及圖IB所示的掩模圖案3同樣地具有一個直線形狀。掩模圖案52及53與圖IA及圖IB所示的掩模圖案4及 5同樣地由被分離的兩個部分圖案構(gòu)成。掩模圖案51的寬度例如為90nm。掩模圖案52及 53的部分圖案的各個寬度為45nm，部分圖案的間隔分別為3nm及6nm。
經(jīng)由曝光用掩模50，曝光感光膜33。在形成有感光膜33的半導(dǎo)體襯底20與掩模 50之間，配置有縮小投影光學(xué)系統(tǒng)60。雖然實際上，曝光用掩模50上的掩模圖案51 53 以縮小率1/4復(fù)制到感光膜33，但是在圖4A中，為了易于理解，將掩模圖案51 53縮小為1/4，并利用基于該換算尺寸的大小來表示。經(jīng)由曝光用掩模50，曝光感光膜33。
如圖4B所示，顯影被曝光的感光膜33。在感光膜33形成分別復(fù)制了掩模圖案 51 53的開口 ；34 36。開口 ；34 36與應(yīng)形成在絕緣膜30的配線槽相對應(yīng)。開口 ；34 36的寬度分別為90nm，88nm及86nm。
如圖4C所示，以感光膜33作為蝕刻掩模，通過開口 34 36，蝕刻反射防止膜32 及蓋膜31。由此，在蓋膜31形成對應(yīng)于配線槽的開口 34 36。在反射防止膜32的蝕刻工序中，作為蝕刻氣體采用碳氟化合物，在蓋膜31的蝕刻工序中，采用碳氟化合物與氧的混合氣體作為蝕刻氣體。如圖4D所示，利用氧氣或者由氧、氮及氬等構(gòu)成的混合氣體，灰化去除感光膜33及反射防止膜32。
如圖4E所示，將蓋膜31作為蝕刻掩模，利用將氧和一氧化碳添加到碳氟化合物的蝕刻氣體，蝕刻層間絕緣膜30。由此，形成對應(yīng)于開口 34 36的配線槽37 39。在配線槽37 39的底面，分別露出導(dǎo)電插件25 27的上表面。
如圖4F所示，向配線槽37 39內(nèi)，分別充填銅配線40 42。由此，能夠獲得粗細為90nm、88nm及86nm的銅配線40 42。圖4A所示的各掩模圖案52及53由兩個部分圖案構(gòu)成，其中所述兩個部分圖案將與掩模圖案51相同的圖案作為原圖案。對應(yīng)于掩模圖案52及53的復(fù)制圖案的寬度方向的尺寸，比對應(yīng)于掩模圖案51的復(fù)制圖案的寬度方向的尺寸小，其中該掩模圖案51與所述原圖案相同。
這樣，通過采用由兩個部分圖案構(gòu)成的掩模圖案，與將該原圖案作為掩模圖案的情況相比，能夠在部分圖案相隔開的方向上形成尺寸小的復(fù)制圖案。
在圖4A 圖4F中，表示了由金屬鑲嵌法形成銅配線的情況，但是第一實施例的曝光用掩模也能夠應(yīng)用到其它圖案、例如MOS晶體管的柵極圖案的形成。在形成柵極圖案的情況下，在襯底的整個面上形成多晶硅膜，并在其上方形成反射防止膜和感光膜。在形成柵極圖案時，采用使圖IA及圖IB所示的掩模圖案3 5的遮光區(qū)域和透射區(qū)域反轉(zhuǎn)了的掩模圖案。由此，能夠在與柵極圖案對應(yīng)的區(qū)域殘留感光膜的圖案。
通過采用第一實施例的曝光用掩模，能夠?qū)艠O長度調(diào)整為細。
圖5A 圖51示出了第一實施例的變形例的掩模圖案。如圖5A所示，也可以由將細長的長方形原圖案在其寬度方向上分離的三個部分圖案來構(gòu)成。相互鄰接的兩個部分圖案的間隔比分辨率極限細。
如圖5B所示，也可以設(shè)置相互連接兩個部分圖案的連接部。在連接部的尺寸與部分圖案的長度相比充分小的情況下，能夠忽視連接部對復(fù)制圖案的形狀及尺寸的影響。如圖5C所示，也可以將原圖案沿著其一條對角線切斷而分離成兩個部分圖案，并所述部分圖案沿寬度方向隔開比分辨率極限還小的距離。如圖5D所示，也可以用連接部相互連接圖5C 的兩個部分圖案。
如圖5E所示，也可以將原圖案沿著其兩條對角線切斷而分離成四個部分圖案，并將相互鄰接的部分圖案沿寬度方向隔開比分辨率極限還小的距離。如圖5F所示，也可以將原圖案用平行于其一條對角線的兩條直線來切斷而分離成三個部分圖案，并沿寬度方向隔開比分辨率極限還小的距離。而且，也可以在原圖案形成將用于抑制縮短的錘頭。
圖5G 圖51示出了，在原圖案的長寬比接近于1的情況下即接近于正方形形狀的情況下的掩模圖案的俯視圖。圖5G所示的掩模圖案由四個部分圖案構(gòu)成，其中所述四個部分圖案是通過將原圖案沿縱向二等分，且沿橫向二等分而得到的。相互鄰接的分離圖案的間隔比分辨率極限細。如圖5H所示，也可以用連接部連接圖5G的相互鄰接的兩個部分圖案。
如圖51所示，也可以由將原圖案沿著其兩條對角線分離的四個部分圖案構(gòu)成。在此情況下，相互鄰接的分離圖案的間隔也比分辨率極限還細。
將圖5G 圖51所示的圖案應(yīng)用于例如通孔等的圖案。特別是在原圖案的長寬比相對1 3更接近于1的情況下，使原圖案向其縱向及橫向的兩個方向分離也可以。
接下來，參照圖6A 圖7D，說明第二實施例的掩模圖案。
圖6A示出了第二實施例的掩模圖案70的俯視圖。在第二實施例中，將輔助圖案 71配置在掩模圖案70內(nèi)部。將掩模圖案70的外側(cè)區(qū)域及輔助圖案71的內(nèi)部設(shè)為遮光區(qū)域。在遮光區(qū)域形成如圖IB所示的、由MoSi構(gòu)成的遮光膜2。在即位于掩模圖案70內(nèi)部又位于輔助圖案71外側(cè)的區(qū)域，使以ArF準分子激光器作為光源的紫外光幾乎100%透射。
掩模圖案70的外形是細長的長方形，例如其長度L為lOOOnm、寬度W為106nm。輔助圖案71沿著中心線配置，并且在中心線方向上具有細長的形狀，其中該中心線沿著掩模圖案70的長度方向。輔助圖案71的尺寸比分辨率極限小。輔助圖案71由主要部71A和窄寬部71B構(gòu)成，其中，該主要部7IA為細長的長方形，該窄寬部71B為從主要部7IA的短邊的中央起向外側(cè)突出的長方形。
主要部71A的長度LM為760mm，寬度WA為lOnm。窄寬部71B的每一個的長度LP 為60mm，寬度WP為4nm。輔助圖案71相對掩模圖案70的長度方向及寬度方向配置在中心部。即，從窄寬部71B的前端到掩模圖案70的短邊的距離為60mm，從主要部7IA的長邊到掩模圖案70對應(yīng)的長邊的距離為48nm。而且，主要部7IA與窄寬部71B之間的連接部分的段差為3nm。
為了復(fù)制圖案的寬度成為90nm且能夠抑制縮短，采用被稱作基于模擬的OPC的修正方法算出這些尺寸。
這樣，掩模圖案70具有設(shè)計規(guī)則以下的開口寬度，且內(nèi)部包括將內(nèi)部做成遮光區(qū)域的開口(輔助圖案)。在此，所謂“遮光區(qū)域”不僅是指將曝光用光100%遮光的區(qū)域，而且是指如半色調(diào)(half tone)移相掩模一樣地，在形成有透射區(qū)域和部分透射區(qū)域的情況下，透射率相對低的區(qū)域。
圖6B示出了形成了現(xiàn)有錘頭的掩模圖案80的例子。掩模圖案80由細長的長方形的主要部80A、從其長邊的兩端附近向?qū)挾确较蛲怀龅牡谝患夊N頭部80B及第二級錘頭部80C構(gòu)成。主要部80A的長度Ll為lOOOnm，寬度Wl為90nm。
將第二級錘頭部80C配置在長度LH的區(qū)域，其中該長度LH的區(qū)域包括主要部80A 的長邊的端點。將第一級錘頭部80B配置在長度LH的區(qū)域，其中該長度LH的區(qū)域與配置了第二級錘頭部80C的區(qū)域相連接。長度LH為60mm。第一級錘頭部80B的寬度方向的尺寸WHl為6nm，第二級錘頭部80C的寬度方向的尺寸WH2為12nm。即，第一級錘頭部81B與第二級錘頭部80C之間的連接部位的段差為6nm。與圖6A所示的第二實施例的掩模圖案的情況一樣，為了復(fù)制圖案的寬度成為90nm且能夠抑制縮短，這些尺寸也是采用被稱為基于模擬的OPC的修正方法算出的。
圖6C及圖6D分別示出了，由圖6A所示的第二實施例的掩模圖案70形成的復(fù)制圖案，以及由圖6B的現(xiàn)有掩模圖案80形成的復(fù)制圖案。這些復(fù)制圖案是通過模擬求得的。 模擬所使用的曝光波長為與ArF準分子激光器的波長相同為193nm。可知，在第二實施例的情況下，也能夠形成與采用現(xiàn)有掩模圖案的情況一樣的優(yōu)質(zhì)圖案，其中該掩模圖案形成有錘頭。
在圖6A所示的第二實施例的掩模圖案70中，在其長度方向上，配置有主要部 71A的范圍的透過區(qū)域的總計寬度為96nm，配置有窄寬部71B的范圍的透射區(qū)域的寬度為 102nm，沒有配置輔助圖案的范圍的透射區(qū)域的寬度為106nm。這樣，透射區(qū)域具有3種寬度。因此，可以認為能夠獲得，與形成了兩級的錘頭部的圖6B的掩模圖案80同樣的抑制復(fù)制圖案形狀變形的效果。
圖6A所示的第二實施例的掩模圖案70的外形具有四個頂點，輔助圖案71具有12 個頂點。即，總計具有16個頂點。相對與此，圖6B所示的現(xiàn)有錘頭型掩模圖案80具有20 個頂點。因此，第二實施例的掩模圖案70與采用現(xiàn)有錘頭的掩模圖案80相比，不會使復(fù)制圖案形狀的品質(zhì)劣化，就能夠變小掩模圖案的設(shè)計數(shù)據(jù)的大小。
接下來，參照圖7A 圖7D，說明第三實施例的掩模圖案。
圖7A示出了第三實施例的掩模圖案75的俯視圖。下面，著眼于與圖6A所示的第二實施例的掩模圖案70的不同點進行說明。在第三實施例中，代替第二實施例的輔助圖案 71，形成與輔助圖案71形狀不同的輔助圖案76。
第二實施例的輔助圖案71從主要部71A的短邊的中央突出窄寬部71B，但是，在第三實施例中，為了使窄寬部76B的一個長邊與主要部76A的一個長邊形成一條直線，使窄寬部76B偏向主要部76A的短邊的一端。即，輔助圖案76的沿長度方向一側(cè)的邊從一端到另一端由一條直線構(gòu)成，另一側(cè)的邊為階梯狀。因此，頂點數(shù)目相比較于第二實施例的情況少 4個。
掩模圖案75的外形及大小與第二實施例的掩模圖案70相同。第三實施例的輔助圖案76的主要部76A的長度及粗細也與第二實施例的輔助圖案71的主要部71A相同。第三實施例的輔助圖案76的窄寬部76B的長度與第二實施例的輔助圖案71的窄寬部71B的長度相同，并且其寬度WPl比第二實施例的輔助圖案71的窄寬部71B粗為5nm。
為了參考，圖7B示出了將錘頭部7B僅形成在一側(cè)的掩模圖案85的俯視圖。主要部85A的長度及寬度與圖6B所示的掩模圖案80的主要部80A相同。有關(guān)主要部85A的長度方向的第一級及第二級錘頭部85B及85C的尺寸LH，與圖6B所示的第一及第二錘頭部80B及80C相同。第一級錘頭部85B及第二級錘頭部85C的寬度方向的尺寸WH3及WH4 分別為6nm及18nm。即，第一段錘頭部85B與第二段錘頭部85C之間的連接部位的段差為 12nm。
圖7C及圖7D分別示出了，通過圖7A及圖7B的掩模圖案75及85所形成的復(fù)制圖案的模擬結(jié)果。圖7D所示的復(fù)制圖案反映圖7B的掩模圖案85的第一級及第二級錘頭部85B及85C的形狀，且端部成稍稍彎曲的形狀。相對與此，圖7C所示的復(fù)制圖案，相對中心軸大致成為對象，且不遜色于圖6C及圖6D所示的復(fù)制圖案。
如第三實施例，通過使輔助圖案75在掩模圖案75的外形的中心軸不對稱從而減少頂點數(shù)目，能夠減少圖案設(shè)計數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。此時，復(fù)制圖案的形狀保持著與對應(yīng)于圖6A 所示掩模圖案70的復(fù)制圖案的形狀同樣的品質(zhì)。1
在上述第二實施例中，如圖6A所示，將掩模圖案70的外形設(shè)為四角形，將輔助圖案71的頂點數(shù)目設(shè)為12。在第三實施例中，如圖7A所示，將掩模圖案75的外形設(shè)為四角形，將輔助圖案76的頂點數(shù)目設(shè)為8。這樣，通過將掩模圖案75的外形設(shè)為頂點數(shù)目比輔助圖案的頂點數(shù)目少的多角形，從而與形成錘頭的情況相比，能夠保持復(fù)制圖案的形狀且減少設(shè)計數(shù)據(jù)的大小。
若將輔助圖案的頂點數(shù)目至少設(shè)為8個，則如圖7A及圖7C所示的第三實施例的情況那樣，能夠?qū)?fù)制圖案的形狀及尺寸維持在采用掩模圖案的情況同樣的程度，其中，該掩模圖案具有兩級結(jié)構(gòu)的錘頭部。僅僅將輔助圖案的一端設(shè)成兩級結(jié)構(gòu)也可以。在此情況下，輔助圖案的頂點數(shù)目為6個。
雖然在上述第二及第三實施例中，將掩模圖案的外形設(shè)成細長的長方形，但是不局限于長方形，也可以設(shè)為在一個方向上長的等寬度的形狀。而且，輔助圖案也可以設(shè)成在與外形的長度方向相同的方向上長，且在至少一側(cè)端具有比中央寬度窄的部分的形狀。
在上述第一 第三實施例中，雖然將掩模圖案應(yīng)用到半色調(diào)(half tone)移相掩模，但是，即使應(yīng)用到其它的掩模也能夠獲得相同的效果。例如，在圖6A所示的第二實施例的掩模圖案70中，一般地，以即位于掩模圖案70內(nèi)部又位于輔助圖案71外側(cè)的區(qū)域的光透射率比輔助圖案71內(nèi)部的光透射率以及掩模圖案70外側(cè)的光透射率都低或者都高的方式設(shè)定掩模圖案的光透射率。
另外，與半導(dǎo)體器件的SRAM單元布局結(jié)構(gòu)一樣地，上述實施例的掩模圖案，兩個矩形圖案的前端相互突起，并優(yōu)先能夠用在形成狹小間隔的部位。通過采用實施例的掩模圖案，能夠提高進行鄰近效應(yīng)修正時呈現(xiàn)出非線性舉動程度的微細圖案的加工的再現(xiàn)性。
按照以上實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明并不局限于此。例如可以進行各種各樣的變化、改進、組合等，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種曝光用掩模，其特征在于，具有 掩模襯底，掩模圖案，其形成在所述掩模襯底上，而且在內(nèi)部包括一個輔助圖案；而且， 在既位于該掩模圖案內(nèi)部又位于該輔助圖案外側(cè)的區(qū)域的光透射率，比該輔助圖案內(nèi)部的光透射率以及該掩模圖案外側(cè)的光透射率都低或者都高，該掩模圖案的外形為頂點數(shù)目比該輔助圖案還少的多角形，該輔助圖案的尺寸比分辨率極限還小，所述掩模圖案具有在第一方向上長的等寬的形狀，所述輔助圖案也具有在第一方向上長的形狀，該輔助圖案在其至少一側(cè)端包括寬度比中央部還窄的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光用掩模，其特征在于，所述輔助圖案的頂點數(shù)目至少為6個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光用掩模，其特征在于，所述輔助圖案的沿著長度方向的一側(cè)邊，從一端到另一端為止，由一條直線構(gòu)成，而另一側(cè)邊為階梯狀。
4.一種圖案復(fù)制方法，其特征在于，包括經(jīng)由掩模圖案來曝光感光膜的工序，其中，所述掩模圖案在內(nèi)部包括一個輔助圖案，而且，在既位于該掩模圖案內(nèi)部又位于該輔助圖案外側(cè)的區(qū)域的光透射率，比該輔助圖案內(nèi)部的光透射率以及該掩模圖案外側(cè)的光透射率都低或者都高，該掩模圖案的外形為頂點數(shù)目比該輔助圖案還少的多角形，該輔助圖案的尺寸比分辨率極限還小， 顯影被曝光的所述感光膜的工序；所述掩模圖案具有在第一方向上長的等寬的形狀，所述輔助圖案也具有在第一方向上長的形狀，該輔助圖案在其至少一側(cè)端包括寬度比中央部還窄的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖案復(fù)制方法，其特征在于，所述輔助圖案的頂點數(shù)目至少為6個。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖案復(fù)制方法，其特征在于，所述輔助圖案的沿著長度方向的一側(cè)邊，從一端到另一端為止，由一條直線構(gòu)成，而另一側(cè)邊為階梯狀。
全文摘要
準備形成有掩模圖案的掩模，其中所述掩模圖案具有將原圖案分離為至少兩個部分圖案的形狀，所述至少兩個部分圖案是隔著比分辨率極限細的間隔而配置的。獲得第一關(guān)系，所述第一關(guān)系為隔開部分圖案的間隔寬度和在復(fù)制該掩模圖案時形成于襯底上的的圖案的尺寸之間的關(guān)系。根據(jù)需形成在襯底上的圖案尺寸和第一關(guān)系，決定使構(gòu)成掩模圖案的部分圖案相互隔開的間隔寬度。基于所決定的間隔寬度，在掩模上形成分離為至少兩個部分圖案的掩模圖案。
文檔編號G03F1/38GK102520577SQ20121002073
公開日2012年6月27日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者杉本文利 申請人:富士通半導(dǎo)體股份有限公司