CN1973244A - Levenson型相移掩模及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种Levenson型相移掩模，具有形成在透明衬底上的遮光部分和开口。部分挖掘开口处的透明衬底或者在开口处的透明衬底上部分设置透明膜，以形成移相器开口和非移相器开口。移相器开口和非移相器开口重复存在于掩模中。移相器开口将透射光的相位反相。该Levenson型相移掩模具有从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的遮光部分图案。该遮光部分图案受到偏移修正，相对于通过掩模设计设定的预定设计线宽，所述偏移修正使遮光部分图案以预定量向其两侧扩展。

Description

Levenson型相移掩模及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于制造诸如LSI的半导体元件的Levenson型相移掩模及其制造方法。
背景技术
近来，随着半导体元件的密度增高和小型化，甚至在投影曝光器件中需要高分辨率特性。因此，在光掩模领域中，有一种由IBM公司的Levenson等人在1982年提出的作为用于改善转录图案的分辨率特性的技术的相移方法。该相移方法的原理如下：在一个开口中设置相移部分(移相器开口)，使得将通过相邻开口的透射光的相位反相，以便当透射光彼此干涉时降低边界部分处的光强，由此提高转录图案的分辨率特性和焦深。通过使用这种相移方法来改善其分辨率特性的光掩模通常被称为Levenson型相移掩模。
当前，在一个开口中设置相移部分的主要方法是挖掘型(diggingtype)方法，在该方法中，例如通过蚀刻来挖掘透明衬底以提供移相器开口。
图8是示出挖掘型Levenson型相移掩模的结构的示意性截面图。在该图中，数字11表示透明衬底，12表示遮光膜，13表示非移相器开口，而14表示移相器开口。数字15表示浅沟槽，其为在衬底中所挖出的非移相器开口13的深度。数字16表示底切，其为设置在移相器开口14中的遮光部分的遮光板的长度。数字17表示与在穿过非移相器开口13的透射光3b和穿过移相器开口14的透射光3a之间的180°相位差相对应的挖掘量(或蚀刻量)的差。数字18表示铬的临界尺寸(CD，例如在线图案的孤立图案的情况下，是指线宽)，当铬(Cr)用于遮光膜12时，其作为线宽尺寸。数字19表示间距，其为从折光图案的端面到下一折光图案的端面的距离。
在图8所示的Levenson型相移掩模中，不具有浅沟槽15的结构是所谓的单沟槽结构，而具有浅沟槽15的结构是所谓的双沟槽结构。在这两种结构中，设置例如在专利文献1中所述的底切16是公知的，以便防止由于来自衬底的挖掘部分的侧壁的透射光引起的遮光强度的不均衡。
上述挖掘型Levenson型相移掩模是基于其中以重复的方式交替设置移相器开口和非移相器开口的结构。然而，在实际的器件电路的设计中，不仅制造其中交替设置移相器开口和非移相器开口的图案，还要制造其中移相器开口彼此邻接的图案或者其中非移相器开口彼此邻接的图案。例如，如图9所示，可以制造其中移相器开口21a与另一移相器开口22a邻接的图案。通常在电路设计中不可能避免产生这样的图案，其中相同类型的开口彼此邻接。其中相同类型的开口彼此邻接的图案具有以下两个问题。
第一个问题是：由于穿过相邻开口21a和22a的透射光3a的相位相同(在图9的情况下为Л-Л)，因此它们相互增强(而非相互抵消)，使得***在相同类型的开口之间的部分23a中的光强增加，导致该***部分的分辨率特性降低。图10是示出当使用正抗蚀剂来将具有图9结构的掩模转移到半导体晶片上时的相对曝光强度的特性线图。在相同的阈值(SL)下，***在相同类型的移相器开口21a与22a之间的部分的抗蚀剂CD 23b小于***在移相器开口与非移相器开口之间的部分的抗蚀剂CD(抗蚀剂的转移尺寸)25b和26b，并且前一部分难以分辨。
第二个问题是：存在于***在相同类型的开口之间的部分23a中的遮光膜12b容易脱落(或剥落)。当非移相器开口彼此邻接时不存在问题，但是当相同类型的移相器开口21a和22a如在图9所示的图案中那样彼此邻接时，产生从两侧到***在两个相移器开口21a和22a之间的部分23a中的透明衬底11中的底切16，使得遮光膜12b与透明衬底11之间的接触面积减小。因此，***部分23a中的遮光膜12b容易从透明衬底11上脱落。由于防止遮光膜12b脱落的措施，而使掩模设计受到很大地限制，并且不能正确选择底切的量，而且掩模性能会恶化。
专利文献1：日本特开平10-333316号公报。
发明内容
为了解决上述问题，本发明涉及提供可以提高***在相同类型的开口之间的部分中的图案分辨率特性并且使***在相同类型的开口之间的部分中的遮光膜难以脱落的Levenson型相移掩模和其制造方法。
(1)本发明的Levenson型相移掩模的特征在于，包括形成在透明衬底上的遮光部分和开口，部分挖掘开口处的透明衬底或者在开口处的透明衬底上部分设置透明膜，以形成移相器开口和非移相器开口，移相器开口和非移相器开口重复存在于掩模中，移相器开口将透射光的相位反相；该Levenson型相移掩模包括：从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的遮光部分图案，该遮光部分图案受到偏移修正，相对于通过掩模设计设定的预定设计线宽，所述偏移修正使遮光部分图案以预定量向其两侧扩展。
(2)根据上述段落(1)的相移掩模的特征在于，在预定的曝光条件下从两侧***在相邻的移相器开口之间或从两侧***在相邻的非移相器开口之间的遮光部分图案的转移尺寸被表示为偏移修正量的函数，并且确定该偏移修正量使得获得具有期望的转移尺寸的遮光部分图案。
(3)根据上述段落(2)的相移掩模的特征在于，通过对转移到半导体晶片上的模拟来实现确定偏移修正量的处理。
(4)根据上述段落(1至3)中的任意一个的相移掩模是Levenson型相移掩模，其中从两侧***在相邻的移相器开口之间的遮光部分图案受到偏移修正，该相移掩模的特征在于，***在移相器开口与非移相器开口之间的遮光部分图案在移相器开口一侧具有底切，而受到偏移修正的遮光部分图案没有底切(图1)。
(5)根据上述段落(1至3)中的任意一个的相移掩模是Levenson型相移掩模，其中从两侧***在相邻的移相器开口之间的遮光部分图案受到偏移修正，该相移掩模的特征在于，***在移相器开口与非移相器开口之间的遮光部分图案在移相器开口一侧具有底切，而受到偏移修正的遮光部分图案没有遮光膜(图2)。在该无铬型相移掩模中，来自移相器开口的透射光和来自***部分的透射光彼此抵消。结果，虽然在***部分中不存在任何遮光膜，但是掩模好像有遮光膜存在一样。
(6)根据本发明的Levenson型相移掩模的制造方法涉及制造包括形成在透明衬底上的遮光部分和开口的Levenson型相移掩模的方法，部分挖掘开口处的透明衬底或者在开口处的透明衬底上部分设置透明膜以形成移相器开口和非移相器开口，移相器开口和非移相器开口重复存在于掩模中，移相器开口将透射光的相位反相；该方法的特征在于包括：对形成在透明衬底上的遮光膜进行构图蚀刻，并且在其中要形成从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的遮光部分图案的区域中形成受到偏移修正的遮光膜图案；形成以与遮光膜图案上的底切相对应的量向其两侧扩展的抗蚀剂图案；并且利用抗蚀剂图案作为掩模来通过蚀刻挖掘透明衬底，在抗蚀剂图案中形成底切，并除去抗蚀剂图案的抗蚀剂(图6A至6I)。
(7)根据上述段落(6)的方法的特征在于包括：在除去抗蚀剂图案的抗蚀剂后，形成覆盖除了从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的遮光部分图案之外的遮光膜图案的抗蚀剂图案；通过蚀刻除去遮光部分图案的遮光膜；并除去抗蚀剂图案的抗蚀剂(图6A至6I)。
(8)根据本发明的Levenson型相移掩模的制造方法涉及制造包括通过遮光膜的构图形成而形成在透明衬底上的遮光部分和开口的Levenson型相移掩模的方法，部分挖掘开口处的透明衬底或者在开口处的透明衬底上部分设置透明膜以形成移相器开口和非移相器开口，移相器开口和非移相器开口重复存在于掩模中，移相器开口将透射光的相位反相；该方法的特征在于包括：对形成在透明衬底上的遮光膜进行构图蚀刻，并从其中要形成从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的遮光部分图案的区域中除去遮光膜；对除去遮光膜的区域进行偏移修正以形成以与底切相对应的量向其两侧扩展的抗蚀剂图案；并利用抗蚀剂图案作为掩模来通过蚀刻挖掘透明衬底，在抗蚀剂图案中形成底切，并除去抗蚀剂图案的抗蚀剂(图7A至7G)。
(9)根据上述段落(6至8)中的任意一个的方法的特征在于，在预定的曝光条件下从两侧***在相邻的移相器开口之间或从两侧***在相邻的非移相器开口之间的遮光部分图案的转移尺寸被表示为偏移修正量的函数，并且确定该偏移修正量从而获得具有期望的转移尺寸的遮光部分图案。
(10)根据上述段落(9)的方法的特征在于，通过对转移到半导体晶片上的模拟来实现确定偏移修正量的处理。
在本说明书中，限定“非移相器开口”使其表示能光透射但不改变光的相位的图案区域。此外，在本说明书中，限定“移相器开口”使其表示能使光透射使得光的相位被改变(相位被调制)的图案区域。例如，在挖掘型Levenson型相移掩模的情况下，非移相器开口对应于图案部分，其是没有遮光膜的区域并且在其中没有挖掘或者如果有的话也仅仅形成浅沟槽。此外，相移器开口对应于具有挖掘的图案部分。
在本说明书中，限定“NA”使其表示通过光学装置中孔径的半径相对入射光形成的角θ的正弦sinθ与透镜与处理目标衬底之间的空间的折射率n的乘积所给定的数值孔径。
在本说明书中，限定“σ”使其表示作为其中照明光学***的数值孔径除以投影光学***的数值孔径的值而给定的相干系数。
在本说明书中，限定“精确焦点(just focus)”使其表示使曝光器件光学***的焦点与施加到其中要形成图案的处理目标衬底上的抗蚀剂的表面一致。
附图简述
图1是示出本发明第一实施例中的Levenson型相移掩模的截面图；
图2是示出本发明第二实施例中的Levenson型相移掩模的截面图；
图3是示出本发明第三实施例中的Levenson型相移掩模的截面图；
图4是示出当使用正抗蚀剂来将本发明的Levenson型相移掩模转移到半导体晶片上时的相对曝光强度的特性图；
图5是示出从两侧***在相同类型的开口之间的图案的抗蚀剂CD相对于偏移修正量的特性图；
图6A是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图6B是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图6C是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图6D是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图6E是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图6F是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图6G是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图6H是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图6I是用于说明制造本发明的Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图7A是用于说明制造本发明的可选Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图7B是用于说明制造本发明的可选Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图7C是用于说明制造本发明的可选Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图7D是用于说明制造本发明的可选Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图7E是用于说明制造本发明的可选Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图7F是用于说明制造本发明的可选Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图7G是用于说明制造本发明的可选Levenson型相移掩模的方法的工艺截面图；
图8是示出常规挖掘型Levenson型相移掩模的示意性截面图；
图9是示出具有其中移相器开口彼此邻接的图案的常规Levenson型相移掩模的截面图；以及
图10是示出当使用正抗蚀剂来将具有图9的结构的常规掩模转移到半导体晶片上时的相对曝光强度的特性图。
实施本发明的最佳模式
下面将参考附图来详细说明本发明的各个优选实施例。
(第一实施例；类型1)
如图1所示，第一实施例的Levenson型相移掩模1是这样的类型，其中从两侧***在相邻的移相器开口21c与22c之间的遮光部分图案23c包括遮光膜图案52b，并且该遮光膜图案52b没有底切，此外，遮光部分图案23c受到偏移修正α。下文中这被称为类型1。
在类型1的掩模1中，将没有底切的遮光膜图案52b设置在挖掘部分44b的一侧上，而将具有底切16的遮光膜图案52a(遮光部分图案25c)设置在挖掘部分44b的另一侧上，并且这些图案形成移相器开口21c。以相同的方式，通过没有底切的遮光膜图案52b和具有底切16的遮光膜图案52a(遮光部分图案26c)来形成在越过遮光部分图案23c的另一侧上的移相器开口22c。
根据类型1的掩模1，由于偏移修正α抑制通过移相器开口21c和22c透射的光3a相互增强，所以***部分中的相对曝光强度从特性线B(虚线)提高到特性线A(实线)，如图4所示，并且不使两侧上的相邻开口之间的相位差反相，从而显著提高遮光部分图案23c(通常不容易被分辨的图案)的抗蚀剂CD23f的分辨率特性。此外，在类型1的掩模中，由于遮光膜图案52b在遮光部分图案23c中没有底切，所以遮光膜52b不容易从透明衬底41上脱落。
(第二实施例；类型2)
如图2所示，第二实施例的掩模1A是这样的类型，其中从两侧***在相邻的移相器开口21d与22d之间的遮光部分图案23d不具有任何的遮光膜，并且遮光部分图案23d受到偏移修正β。下文中这被称为类型2。
在类型2的掩模1A中，在挖掘部分45b的一侧设置没有遮光膜的遮光部分图案23d，而在挖掘部分45b的另一侧设置具有底切16的遮光膜图案53a(遮光部分图案25d)，并且这些图案形成移相器开口21d。以相同的方式，还通过没有遮光膜的遮光部分图案23d和具有底切16的遮光膜图案53a(遮光部分图案26d)形成在越过遮光部分图案23d的另一侧上的移相器开口22d。
当***部分(遮光部分图案23d)的线宽较小时，类型2的掩模(无铬型)1A是有效的，并且来自移相器开口21d和22d的透射光3a和来自非移相器开口23d的透射光3b相互抵消，由此使得能够获得清晰的分辨率特性，就好象遮光膜存在一样，尽管在***部分中不存在遮光膜。
(第三实施例；类型3)
如图3所示，第三实施例的掩模1B是这样的类型，其中从两侧***在相邻的非移相器开口21e和22e之间的遮光部分图案23e受到偏移修正γ。下文中这被称为类型3。
在类型3的掩模1B中，不是在用作移相器开口的挖掘部分46b中，而是在从两侧***在非移相器开口21e和22e之间的衬底41的平坦区域中设置遮光膜图案51f，由此形成遮光部分图案23e。根据类型3的这种掩模1B，还可以获得提高分辨率特性和防止遮光膜脱落的效果，与在上述类型1的掩模1A的情况下一样。
接下来，将说明对转移到半导体晶片上以获得最优化的偏移修正量(α，β，γ)的模拟。在其中在***在相邻的移相器开口(非移相器开口)之间的图案的预定曝光条件下的转移尺寸被表示为偏移修正量的函数的方法中，获得最优化偏移修正量。首先，在其中移相器开口和非移相器开口重复存在的普通Lenvenson型相移掩模的结构中，确定使得可以获得与光掩模上的铬CD一样的抗蚀剂CD的阈值。当特别存在除上述结构的图案之外的要被分辨的图案时，确定以期望的抗蚀剂CD分辨图案的阈值。
接下来，当在如图1和图2(或图3)所示的其中具有相同相位的开口彼此邻接的结构中以各种方式改变偏移修正量时，在从两侧***在相同类型的开口之间的图案的上述阈值处获得抗蚀剂CD(抗蚀剂的转移尺寸)。对于每一个掩模类型确定偏移修正量(α，β，γ)，使得可以在期望的值(例如图5中的阈值水平线31)处获得该抗蚀剂CD。
图5是示出通过利用模拟来检验抗蚀剂CD(抗蚀剂的转移尺寸)相对于偏移修正量的改变的结果的特性线图，其中水平轴表示偏移修正量(nm)，而垂直轴表示在相同类型的开口的两侧上相邻的图案的抗蚀剂CD(nm)。在该图中，特性线E(粗实线)对应于类型1的相移掩模1，特性线F(细实线)对相应于类型2的相移掩模1A，而特性线G(虚线)对应于类型3的相移掩模1B。对于每一种类型的相移掩模，由特性线E、F、G和具有图案最小线宽(65nm)的阈值水平线31的交叉点获得偏移修正量α、β、γ。下面示出在模拟中使用的Levenson型相移掩模的模型和曝光条件。
铬CD：260nm(光掩模上的尺寸)
间距：760nm(光掩模上的尺寸)
浅沟槽：0nm
底切：100nm(光掩模上的尺寸)
曝光波长：193nm
NA：0.78
σ：0.4
曝光放大倍率：4
焦点：精确焦点
(制造类型1和2的掩模的方法)
接下来，将参考图6A至图6I来说明制造类型1和2的Levenson型相移掩模的方法。示出具有单个沟槽的Levenson型相移掩模的结构。
首先，制备空白掩模100(步骤S1)。如图6A所示，在空白掩模100中，利用包括铬金属膜和氧化铬膜这两层的遮光膜51来覆盖由合成石英制成的透明衬底41，在所述遮光膜51上进一步施加抗蚀剂层61。通过电子束对该抗蚀剂层61进行构图曝光，并执行一系列诸如显影的构图处理，由此形成抗蚀剂图案61a和61b。这里，对抗蚀剂图案61b进行一定量的偏移修正，其中通过对转移到上述半导体晶片上的模拟来获得所述偏移修正量。接着，利用抗蚀剂图案61a和61b作为掩模来蚀刻遮光膜51，由此形成图6B所示的预定图案(步骤S2)。然后，利用专用剥离溶液来剥离抗蚀剂层61，并在图6C所示的透明衬底41上形成遮光膜图案51a和51b(步骤S3)。
接着，将具有预定厚度的抗蚀剂层62施加到处理目标衬底上，并且通过电子束来对该抗蚀剂层62进行构图曝光，并执行一系列诸如显影的构图处理，由此形成图6D所示的预定抗蚀剂图案62a和62b(步骤S4)。这里，形成抗蚀剂图案62b，使得其以对应于底切(UC)的量向其两侧扩展，预期稍后处理抗蚀剂图案62b以形成底切。
接着，利用抗蚀剂图案62a和62b作为掩模，对透明衬底41进行干法蚀刻，由此形成图6E所示的挖掘部分42(步骤S5)。这里，控制蚀刻处理以形成挖掘部分42，使得满足下面的等式(1)：
d＝λ/2(n-1)-UC    …(1)
其中，d为挖掘部分42的深度，UC为底切的量，λ为曝光波长，而n为透明衬底的折射率。
接着，利用抗蚀剂图案62a和62b作为掩模来对透明衬底41进行湿法蚀刻，由此形成如图6F所示的具有底切的挖掘部分43(步骤S6)。
接着，利用专用剥离溶液来剥离抗蚀剂层62，由此获得Lenvenson型相移掩模300，其中在透明衬底41上形成遮光膜图案52a和52b、非移相器开口44a和移相器开口44b，如图6G所示(步骤S7)。该掩模对应于上述类型1的掩模1。在掩模300(1)中，从两侧***在移相器开口44b之间的图案52b没有底切，而图案52b受到偏移修正α。
此外，另外执行以下处理以获得类型2的掩模。首先，将抗蚀剂层63施加并形成在掩模300上，以及通过电子束对抗蚀剂表层63进行构图曝光并执行一系列诸如显影的构图处理以形成抗蚀剂图案63a，并且然后通过利用抗蚀剂图案63a作为掩模的蚀刻来除去遮光膜52b(步骤S8)。然后，利用专用剥离溶液来剥离抗蚀剂层63，由此获得Levenson型相移掩模400，其中在透明衬底41上形成遮光膜图案53a、非移相器开口45a和移相器开口45b，如图6I所示(步骤S9)。该掩模400对应于类型2的Leveson型相移掩模1A。
(制造类型2的掩模的另一种方法)
接下来，将参考图7A至图7G说明制造图2所示的类型2的Levenson型相移掩模的另一种方法。
制备如上所述的相同空白掩模100，如图7A所示(步骤S21)。通过电子束对空白掩模100上的抗蚀剂层61进行构图曝光，并执行一系列诸如显影的构图处理，由此形成抗蚀剂图案61a。然后，利用抗蚀剂图案61a作为掩模来蚀刻遮光膜51，由此形成图7B所示的预定图案(步骤S22)。然后，利用专用剥离溶液来剥离抗蚀剂层61，由此在图7C所示的透明衬底41上制造遮光膜图案51a(步骤S23)。
接着，将具有预定厚度的抗蚀剂层62施加到处理目标衬底上，并且通过电子束对该抗蚀剂层62进行构图曝光，并执行一系列诸如显影的构图处理，由此形成图7D所示的预定抗蚀剂图案62a和62b(步骤S24)。这里，对抗蚀剂图案62b进行一定量的偏移修正β，通过对转移到半导体晶片上的模拟获得所述偏移修正量。此外，形成抗蚀剂图案62b使得其以对应于底切(UC)的量向其两侧扩展，预期在随后的步骤中处理抗蚀剂图案62b以形成底切。
接着，利用抗蚀剂图案62a和62b作为掩模来对透明衬底41进行干法蚀刻，由此形成图7E所示的挖掘部分42(步骤S25)。根据上述等式(1)来控制挖掘部分42的深度d。
接着，利用抗蚀剂图案62a和62b作为掩模来对透明衬底41进行湿法蚀刻，由此形成具有底切的挖掘部分43，如图7F所示(步骤S26)。
最后，利用专用剥离溶液来剥离抗蚀剂层62，由此获得类型2的Levenson型相移掩模400(1A)，其中在透明衬底41上形成遮光膜图案52a、非移相器开口44a和移相器开口44b，如图7G所示(步骤S27)。
本发明可以提供用于在制造诸如LSI的半导体元件中使用的Levenson型相移掩模及其制造方法。图1至3所示的类型都可以应用于挖掘型Levenson型相移掩模。值得注意的是，图1和2所示的类型还可以应用于顶部安装型Levenson型相移掩模。
根据本发明，从两侧***在移相器开口之间的图案23a、23c、23d或者从两侧***在非移相器开口之间的图案23e受到偏移修正α、β、γ，用于使图案以预定量向其两侧扩展。因此，将***区域中的相对曝光强度从特性线B(虚线)提高到特性线A(实线)，如图4所示，并且可以显著提高***部分23c、23d、23e中的抗蚀剂CD23f(由于两侧的相邻开口之间的相位差不被反相而不容易被分辨)的分辨率特性。
此外，根据本发明，由于从两侧***在非移相开口21c和22c之间的部分23c中的图案没有底切，所以该部分中的遮光膜52b不脱落。即，可以减小其中当在移相器开口中形成底切时***在移相器开口之间的遮光膜脱落的缺陷，并且还可以以更大的自由度来适当地选择底切的量，而不受遮光膜脱落的限制。
此外，根据本发明，由于在从两侧***在移相器开口21d和22d之间的部分中的部分23d中的图案没有底切，所以遮光膜自身的脱落不会发生。即，可以减小其中当形成底切时遮光膜脱落的缺陷，并且还可以以更大的自由度来适当地选择底切的量，而不受遮光膜脱落的限制。此外，穿过该部分23d透射的光的相位差为0°，而穿过两侧的开口21d和22d透射的光之间的相位差为180°，导致反相，由此提供良好的分辨率特性。
下文中，将说明本发明的各实施例。
(实例1)
对实施例1进行说明，其中利用本发明的Levenson型相移掩模在晶片上形成抗蚀剂图案。通过上述制造方法来制造图1所示的类型1的掩模1。此时，没有产生由于所制造的掩模的遮光膜图案的脱落而引起的缺陷。
获得具有下列尺寸的类型1的掩模1。
透明衬底的厚度：6350μm
间距：760nm
挖掘宽度L1：531nm
遮光部分的宽度L2：398nm
底切长度L3：100nm
挖掘深度L4：172nm
掩模的设计线宽：260nm
然后，将抗反射膜和抗蚀剂施加到硅衬底上，并且利用曝光装置对抗蚀剂进行曝光。曝光条件如下：
曝光波长：193nm(ArF受激准分子激光器)
NA：0.78
σ：0.4
曝光放大倍率：4
偏移修正量α：69nm
此后，执行显影，并形成抗蚀剂图案。
在该抗蚀剂图案中，如通过图4中的特性线A所示，提高***在相同类型的开口之间(π-π相移)的图案的分辨率特性，并满足精度。
(实例2)
示出一个实例，其中利用本发明的Levenson型相移掩模在晶片上形成抗蚀剂图案。通过上述制造方法来制造图2所示的类型2的掩模1A。此时，没有产生由于所制造的掩模的遮光膜图案的脱落而引起的缺陷。
获得具有下列尺寸的类型2的掩模1A。
透明衬底的厚度：6350μm
间距：760nm
挖掘宽度L1：569nm
遮光部分的宽度L2：322nm
底切长度L3：100nm
挖掘深度L4：172nm
掩模的设计线宽：260nm
然后，将抗反射膜和抗蚀剂施加到硅衬底上，并且利用曝光装置对抗蚀剂进行曝光。曝光条件如下：
曝光波长：193nm(ArF受激准分子激光器)
NA：0.78
σ：0.4
曝光放大倍率：4
偏移修正量β：31nm
此后，执行显影，并形成抗蚀剂图案。
在该抗蚀剂图案中，如通过图4中的特性线A所示，提高***在相同类型的开口之间(π-π相移)的图案的分辨率特性，并满足精度。
(实例3)
示出一个实例，其中利用本发明的Levenson型相移掩模在晶片上形成抗蚀剂图案。通过光刻工艺的普通方法(例如，专利文献1所述的方法)来制造图3所示的类型3的掩模1B。此时，没有产生由于所制造的掩模的遮光膜图案的脱落而引起的缺陷。
获得具有下列尺寸的类型3的掩模1B。
透明衬底的厚度：6350μm
间距：760nm
遮光部分的宽度L2：286nm
底切长度L3：100nm
挖掘深度L4：172nm
掩模的设计线宽：260nm
然后，将抗反射膜和抗蚀剂施加到硅衬底上，并且利用曝光装置对抗蚀剂进行曝光。曝光条件如下：
曝光波长：193nm(ArF受激准分子激光器)
NA：0.78
σ：0.4
曝光放大倍率：4
偏移修正量γ：13nm
此后，执行显影，并形成抗蚀剂图案。
在该抗蚀剂图案中，如通过图4中的特性线A所示，提高***在相同类型的开口之间(0-0相移)的图案的分辨率特性，并满足精度。

Claims (11)

1、一种Levenson型相移掩模，包括形成在透明衬底上的遮光部分和开口，部分挖掘所述开口处的所述透明衬底或者在所述开口处的所述透明衬底上部分设置透明膜，以形成移相器开口和非移相器开口，所述移相器开口和所述非移相器开口重复存在于所述掩模中，所述移相器开口将透射光的相位反相，该Levenson型相移掩模的特征在于具有：
从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的遮光部分图案，该遮光部分图案受到偏移修正，相对于通过掩模设计设定的预定设计线宽，所述偏移修正使所述遮光部分图案以预定量向其两侧扩展。
2、根据权利要求1所述的相移掩模，其特征在于：在预定的曝光条件下从两侧***在相邻的所述移相器开口之间或从两侧***在相邻的所述非移相器开口之间的所述遮光部分图案的转移尺寸被表示为偏移修正量的函数，并且确定该偏移修正量从而获得具有期望的转移尺寸的所述遮光部分图案。
3、根据权利要求2所述的相移掩模，其特征在于：通过对转移到半导体晶片上的模拟来实现确定所述偏移修正量的处理。
4、根据权利要求1至3中任何一项所述的相移掩模，其为Levenson型相移掩模，其中从两侧***在相邻的所述移相器开口之间的所述遮光部分图案受到偏移修正，该相移掩模的特征在于：***在所述移相器开口与所述非移相器开口之间的遮光部分图案在所述移相器开口一侧具有底切，而受到偏移修正的所述遮光部分图案没有底切。
5、根据权利要求1至3中任何一项所述的相移掩模，其为Levenson型相移掩模，其中从两侧***在相邻的所述移相器开口之间的所述遮光部分图案受到偏移修正，该相移掩模的特征在于：***在所述移相器开口与所述非移相器开口之间的所述遮光部分图案在所述移相器开口一侧具有底切，而受到偏移修正的所述遮光部分图案没有遮光膜。
6、一种制造Levenson型相移掩模的方法，该掩模包括形成在透明衬底上的遮光部分和开口，部分挖掘所述开口处的所述透明衬底或者在所述开口处的所述透明衬底上部分设置透明膜以形成移相器开口和非移相器开口，所述移相器开口和所述非移相器开口重复存在于所述掩模中，所述移相器开口将透射光的相位反相，该方法的特征在于包括：
对形成在所述透明衬底上的遮光膜进行构图蚀刻，并且在其中要形成从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的遮光部分图案的区域中形成受到偏移修正的所述遮光膜图案；
形成以与所述遮光膜图案上的底切相对应的量向其两侧扩展的抗蚀剂图案；以及
利用所述抗蚀剂图案作为所述掩模来通过蚀刻挖掘所述透明衬底，在所述抗蚀剂图案中形成底切，并除去所述抗蚀剂图案的抗蚀剂。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于包括：在除去所述抗蚀剂图案的抗蚀剂后，形成覆盖除了从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的所述遮光部分图案之外的所述遮光膜图案的抗蚀剂图案；通过蚀刻除去所述遮光部分图案的所述遮光膜；并除去所述抗蚀剂图案的抗蚀剂。
8、一种制造Levenson型相移掩模的方法，该掩模包括通过遮光膜的构图形成而形成在透明衬底上的遮光部分和开口，部分挖掘所述开口处的所述透明衬底或者在所述开口处的所述透明衬底上部分设置透明膜以形成移相器开口和非移相器开口，所述移相器开口和所述非移相器开口重复存在于所述掩模中，所述移相器开口将透射光的相位反相，该方法的特征在于包括：
对形成在所述透明衬底上的所述遮光膜进行构图蚀刻，并从其中要形成从两侧***在相邻的相同类型的开口之间的遮光部分图案的区域中除去所述遮光膜；
对除去所述遮光膜的区域进行偏移修正以形成以与底切相对应的量向其两侧扩展的抗蚀剂图案；以及
利用所述抗蚀剂图案作为所述掩模来通过蚀刻挖掘所述透明衬底，在所述抗蚀剂图案中形成底切，并除去所述抗蚀剂图案的抗蚀剂。
9、根据权利要求6至8中任何一项所述的方法，其特征在于：在预定的曝光条件下从两侧***在相邻的所述移相器开口之间或从两侧***在相邻的所述非移相器开口之间的所述遮光部分图案的转移尺寸被表示为偏移修正量的函数，并且确定该偏移修正量从而获得具有期望的转移尺寸的所述遮光部分图案。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于：通过对转移到半导体晶片上的模拟来实现确定所述偏移修正量的处理。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于包括：
确定阈值从而获得与光掩模上的铬临界尺寸一样的所述抗蚀剂的转移尺寸，或者确定阈值从而利用期望的抗蚀剂临界尺寸来分辨特定的图案；
当在其中具有相同相位的开口彼此邻接的图案结构中改变所述偏移修正量时，在从两侧***在相同类型的开口之间的所述图案的所述阈值处获得所述抗蚀剂的转移尺寸；以及
对于每一掩模类型确定所述偏移修正量，从而在期望的阈级值处获得所述抗蚀剂转移尺寸。
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