[發明專利]相移掩模及其制造方法以及半導體元件的制造方法

無效

• 申請號: 200580043248.5
• 申請日: 2005-12-02
• 公開（公告）號: CN101080671A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 小西敏雄;小島洋介;根本悟;佐佐木淳;田中啟司
• 申請（專利權）人: 凸版印刷株式會社
• 主分類號: G03F1/08
• 分類號: G03F1/08;H01L21/027
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡建新;楊謙

技術領域

本發明涉及在LSI制造中使用的列文森(Levenson)型相移掩模，特別涉及減小了轉印圖案的轉印尺寸差、不會發生位置偏差的列文森型相移掩模。

背景技術

近年來，由于半導體電路圖案的微細化，對于在該電路圖案形成中使用的光掩模也被推向微細化的趨勢，并期望析像力的提高。在這樣的狀況下，列文森等人提出了通過使透射光掩模的相鄰的開口部的投影光相互具有180度的相位差來提高轉印圖案的析像力的、所謂的相移技術。

該相移技術是：通過在相鄰的開口部的一個上設置相移部，從而通過相移部的透射光成為與其他透射光相反相位(偏移180度)，來減弱轉印圖案邊界部的光強度、將相鄰的轉印圖案分離，并提高析像度。

這樣的在相鄰的開口部的一個上設置相移部而使透射光相位反轉的光掩模一般稱作列文森型相移掩模。

作為在開口部的一個上設有相移部的列文森型相移掩模，較多采用在透鏡基板上與相移器一起形成有與其等價的凹入部(凹部)的凹入型相移掩模。

圖1是說明凹入型的列文森型相移掩模的構造的剖視圖。在圖1中，在透明基板1的表面上設有遮光膜2，在該遮光膜2上形成有相位差0度的開口部(0相位部)3及相位差180度的開口部(π相位部)4。開口部4處的透明基板1凹入，并且形成有遮光膜的遮檐的長度a的底切部5。圖中，參照標記b是相位差，c稱作鉻CD(CD：Critical?Dimension(臨界尺寸)，例如在線圖案的孤立圖案的情況下是指線寬)，是在遮光膜中使用鉻時的尺寸。截距p是從遮光圖案的開口端面到下個遮光圖案的開口端面的距離。

在圖1所示的單溝槽構造的列文森型相移掩模中，為了防止因入射到基板凹入部的側壁上的透射光所產生的曝光強度的不平衡，設有底切部5(例如日本特開平08-194303號公報)，還已知有由于同樣的目的而對本來的開口部的尺寸加上空間偏離s的構造(例如日本特許第3127148號公報、日本特開2003-255511號公報)。

在這樣的基板凹入型的列文森型相移掩模中有以下的問題。

因抗蝕劑膜厚的不均勻及其襯底的凹凸，會在曝光時發生對焦偏差(以下稱作散焦)，由于該散焦帶來的0相位部與π相位部的透射光的對比度變動相互不同，所以如表示位置帶來的曝光強度的變化的圖4的曲線圖的虛線12所示，曝光強度分布成為不平衡狀態。即，有發生圖案轉印的位置偏差14及CD錯誤13的問題。進而，該圖案轉印的位置偏差也根據截距而不同。這里，圖4的實線11表示平衡狀態的良好的曝光強度分布。在圖4中，參照標記15表示0相位部的曝光強度，16表示π相位部的曝光強度。

以防止該圖案轉印的位置偏差為目的，已知有根據規定的掩模圖案數據制作最初掩模圖案、接著計算分類后的掩模圖案各自的位置偏差量、求出糾正計算出的位置偏差量的掩模圖案修正量、利用該掩模圖案修正量修正最初掩模圖案、求出最終掩模圖案的技術(例如日本特開2002-357889號公報).

但是，該技術是以修正圖案尺寸的形式應對起因于波導效應的抗蝕劑圖案的位置偏差的技術，由于它是進行修正以使最佳焦點處的位置偏差消失的技術，所以散焦位置處的位置偏差要乘以偏移量。即，雖然期望的焦點寬度的位置偏差的平均值變小，但范圍不變化，所以位置偏差的修正不充分。

發明內容

本發明的目的是提供即使在各種截距下發生了散焦、也能夠不發生位置偏差而得到高精度的圖案的相移掩模。

本發明的另一目的是提供上述相移掩模的制造方法。

本發明的又一目的是提供使用上述相移掩模的半導體元件的制造方法。

根據本發明的第1技術方案，提供一種相移掩模，具備透明基板、和形成在該透明基板上的遮光膜，在上述遮光膜上交替地形成有第1開口部和第2開口部，上述透明基板從上述第2開口部開始被凹入規定的深度，從而形成凹部，通過上述第1及第2開口部的透射光的相位交替地反轉，其特征在于，根據上述遮光膜的上述第1開口部的開口端部和第2開口部的開口端部之間的截距，設定上述透射光的相位差。

根據本發明的第2技術方案，提供一種相移掩模的制造方法，具備：在透明基板上形成遮光膜的工序；以及在上述遮光膜上交替地形成第1開口部和第2開口部，并且從上述第2開口部開始將上述透明基板凹入規定的深度來形成凹部的工序，通過上述第1及第2開口部的透射光的相位交替地反轉，其特征在于，根據上述遮光膜的上述第1開口部的開口端部與第2開口部的開口端部之間的截距，設定上述透射光的相位差。