DE602004010249T2

DE602004010249T2 - Methode zur Erzeugung eines Musters mittels einer Fotomaske, und Methode zur Erzeugung der entsprechenden Maskendaten

Info

Publication number: DE602004010249T2
Application number: DE602004010249T
Authority: DE
Inventors: Akio Misaka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2024-05-13
Also published as: EP1491949A2; EP1624338B1; TW200504829A; KR100573049B1; KR100580065B1; KR20050001345A; US7332250B2; US20080113304A1; KR100568401B1; CN1574223A; DE602004010249D1; US7625678B2; JP3746497B2; US20080123935A1; KR20060012332A; CN100498550C; EP1624338A3; CN101025577A; DE602004000470T2; EP1491949B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Musterausbildungsverfahren unter Verwendung eine Fotomaske zur Verwendung bei der Ausbildung feiner Muster bei der Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung und auf ein Verfahren zum Erzeugen von Maskendaten für die Fotomaske.
In letzter Zeit gibt es zunehmende Forderungen, die Schaltungsmuster dünner zu machen, um den Integrationsgrad einer hoch integrierten Schaltung (LSI genannt), die unter Verwendung von Halbleitern realisiert wird, weiter zu steigern. Dementsprechend ist es sehr wichtig geworden, ein Verbindungsmuster, das in einer Schaltung verendet wird, dünner zu machen, oder ein Kontaktlochmuster (nachfolgend auch als Kontaktmuster bezeichnet) für die gegenseitige Verbindung mehrlagiger Schaltungen mit zwischenliegender Isolierschicht dünner zu machen.
Es wird nun das Dünnermachen eines Verbindungsmusters unter Verwendung eines üblichen optischen Belichtungssystems unter der Annahme beschrieben, dass der Positivresistprozess verwendet wird. Beim Positivresistprozess entspricht ein Linienmuster einem linienförmigen Resisffilm (ein Resistmuster), das entsprechend einem unbelichteten Bereich auf einem Resist verbleibt, nachdem es mit Hilfe einer Fotomaske belichtet und anschließend entwickelt worden ist. Ein Zwischenraummuster entspricht auch einem Resistentfernungsabschnitt (einem Resistentfernungsmuster) entsprechend einem belichteten Bereich des Resist. Weiterhin entspricht ein Kontaktmuster einem lochförmigen Resistentfernungsabschnitt und kann als besonders feines Zwischenraummuster betrachtet werden. Es ist anzumerken, dass wenn der Negativresistprozess anstelle des Positivresistprozesses eingesetzt wird, die o.g. Definitionen eines Linienmusters und eines Zwischenraummusters gegenseitig ersetzt sind.
Im Allgemeinen ist für das Dünnermachen eines Schaltungsmusters ein Feinmustererstellungsverfahren eingeführt worden, das eine schräg einfallende Belichtung (Außerachsbeleuchtung) verwendet, die als Superauflösungsbelichtung bezeichnet wird. Dieses Verfahren ist gut zum Dünnermachen eines Resistmusters entsprechend einem unbelichteten Bereich eines Resist und hat eine Wirkung, die Fokustiefe dichter Muster zu verbessern, die periodisch und dicht angeordnet sind. Diese Schrägeinfallbelichtung hat jedoch keine wesentliche Wirkung bei der Verschmälerung eines isolierten Resistentfernungsabschnitts, im Gegenteil, der Kontrast und die Fokustiefe eines Bildes (optisches Abbild) werden verschlechtert, wenn sie für einen isolierten Resistentfernungsabschnitt verwendet wird. Die Schrägeinfallsbelichtung ist daher positiv bei der Musterbildung verwendet worden, bei der ein Resistentfernungsabschnitt eine größere Abmessung als ein Resistmuster hat, beispielsweise bei der Gatemustererstellung.
Andererseits ist es bekannt, dass eine kleine Lichtquelle, die keine Schrägeinfallskomponente und einen geringen Grad an Kohärenz hat, wirksam zur Ausbildung eines isolierten, feinen Resistentfernungsabschnitts, wie beispielsweise eines feinen Kontaktmusters, verwendet wird. In diesem Falle kann das Muster effektiver hergestellt werden, indem eine gedämpfte Phasenschiebermaske verwendet wird. Bei einer gedämpften Phasenschiebermaske wird ein Phasenschieber anstelle eines vollständig abschirmenden Abschnitts als Abschirmmuster zum Umgeben eines transparenten Abschnitts (einer Öffnung) entsprechend einem Kontaktmuster verwendet. Der Phasenschieber hat eine sehr geringe Durchlässigkeit von etwa 3 bis 6% für das Belichtungslicht und bewirkt eine Phasenumkehr von 180° im belichtenden Licht gegenüber dem Licht, das durch die Öffnung fällt.
Hier ist die Durchlässigkeit eine effektive Durchlässigkeit, die man unter der Annahme erhält, dass ein transparentes Substrat eine Durchlässigkeit von 100% hat, soweit nicht anders erwähnt. Auch bedeutet ein vollständig abschirmender Film (ein vollständig abschirmender Abschnitt) einen Abschirmfilm (einen abschirmenden Abschnitt), der eine effektive Durchlässigkeit von weniger als 1 % hat.
Als nächstes wird das Prinzip eines konventionellen Mustererstellungsverfahrens unter Verwendung einer gedämpften Phasenschiebermaske unter Bezugnahme auf die 32A bis 32G erläutert.
32A ist eine Draufsicht auf eine Photomaske, in der eine Öffnung entsprechend einem Kontaktmuster in einem Chromfilm ausgebildet ist, der auf der Maskenoberfläche als ein vollständig abschirmender Abschnitt ausgebildet ist, und 32B zeigt die Amplitudenintensität, die man an einer Position entsprechend der Linie AA' von Licht erhält, das durch die Fotomaske von 32A gefallen ist. 32C ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, bei der ein Chromfilm entsprechend einem Kontaktmuster in einem Phasenschieber ausgebildet ist, der auf der Maskenoberfläche ausgebildet ist, und 32D zeigt eine Amplitudenintensität, die man an einer Position entsprechend der Linie AA' von Licht erhält, das durch die Fotomaske von 32C gefallen ist. 32E ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, in der eine Öffnung entsprechend einem Kontaktmuster in einem Phasenschieber ausgebildet ist, der auf der Maskenoberfläche ausgebildet ist (nämlich eine gedämpfte Phasenschiebermaske), und 32F und 32G zeigen die Amplitudenintensität bzw. die Lichtintensität, die man an einer Position entsprechend der Linie AA' von Licht erhält, das durch die Fotomaske von 32E gefallen ist.
Wie in den 32B, 32D und 32F gezeigt, ist die Amplitudenintensität von Licht, das durch die gedämpfte Phasenschiebermaske von 32E gelangt ist, eine Summe der Amplitudenintensitäten von Licht, das durch die Fotomasken der 32A und 32C gefallen ist. Mit anderen Worten, in der gedämpften Phasenschiebermaske von 32E ist der Phasenschieber, der als ein Abschirmabschnitt dient, nicht nur dazu ausgebildet, Licht bei niedriger Durchlässigkeit durchzulassen, sondern auch eine optische Wegdifferenz (eine Phasendifferenz) von 180° in dem Licht zu erzeugen, das durch die Öffnung fällt, gegenüber dem Licht, das durch den Phasenschieber gelangt. Daher hat, wie in den 32B und 32D gezeigt, das durch den Phasenschieber gelangende Licht eine Amplitudenintensitätsverteilung in entgegengesetzter Phase gegenüber dem Licht, das durch die Öffnung gelangt. Dementsprechend, wenn die Amplitudenintensitätsverteilung von 32B und die Amplitudenintensitätsverteilung von 32D miteinander zusammengesetzt werden, erhält man eine Phasenbegrenzung einer Amplitudenintensität von 0 (null) als Ergebnis der Phasenänderung, wie in 32F gezeigt. An einem Ende der Öffnung entsprechend der Phasengrenze (hier als das Phasenende bezeichnet) ist als Ergebnis, wie in 32G gezeigt, die Lichtintensität, die als ein Quadrat der Amplitudenintensität ausgedrückt ist, gleich 0 (null), und somit wird ein sehr dunkler Teil erzeugt. Daher kann in einem Abbild des Lichts, das durch die gedämpfte Phasenschiebermaske von 32E gelangt ist, ein sehr hoher Kontrast um die Öffnung realisiert werden. Dieser verbesserte Kontrast wird jedoch in Licht erhalten, das vertikal in die Maske eintritt, und genauer gesagt, in Licht, das in die Maske von einem kleinen Lichtquellenbereich mit einem geringen Grad an Kohärenz eintritt. Andererseits kann ein solcher verbesserter Kontrast selbst um die Öffnung (nämlich in der Nähe der Phasengrenze, wo die Phasenänderung verursacht wird) bei Verwendung der Schrägeinfallstechnik nicht erreicht werden, wie bei einer Belichtung, die als Ringbeleuchtung unter Ausschluss einer vertikalen Einfallskomponente bezeichnet wird (eine Beleuchtungskomponente, die von der Mitte der Lichtquelle (längs der Senkrechten auf die Maske) eintritt). Weiterhin ist im Vergleich zum Fall, bei dem die Belichtung durch Verwendung einer kleinen Lichtquelle mit einem geringen Grad an Kohärenz ausgeführt wird, die Fokustiefe nachteilig kleiner, wenn die Schrägeinfallsbelichtung verwendet wird.
Darüber hinaus ist zur Kompensation des Nachteils der gedämpften Phasenschiebermaske bei der Schrägeinfallsbelichtung, wie bei der Ringbeleuchtung, ein Verfahren, bei dem eine kleine Öffnung, die nicht aufgelöst wird, nämlich ein Hilfsmuster um eine Öffnung (entsprechend einem isolierten Kontaktmuster) der gedämpften Phasenschiebermaske ausgebildet wird, vorgeschlagen worden (beispielsweise siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-165194 ). Somit kann eine periodische Lichtintensitätsverteilung erhalten werden, wodurch die Fokustiefe verbessert wird.
Wie oben beschrieben, ist es im Falle, wo ein feines Resistentfernungsmuster, wie beispielsweise ein Kontaktmuster, durch den Positivresistprozess auszubilden ist, erforderlich, die Belichtung durch Verwendung einer Kombination einer gedämpften Phasenschiebermaske und einer kleinen Lichtquelle mit einem Kohärenzgrad von etwa 0,5 oder weniger, d.h. einer Beleuchtung, die eine vertikale Einfallskomponente allein hat, durchzuführen. Dieses Verfahren ist sehr wirksam zur Erstellung eines feinen, isolierten Kontaktmusters.
Entsprechend der jüngsten Steigerung des Integrationsgrades von Halbleitervorrichtungen ist es notwendig geworden, nicht nur für Verbindungsmuster, sondern auch für Kontaktmuster isolierte Muster und dichte Muster herzustellen, die in einem Abstand angeordnet sind, der der Wellenlänge entspricht. In einem solchen Falle wird zur Realisierung einer großen Fokustiefe bei der Erstellung dicht angeordneter Kontaktmuster die Schrägeinfallsbelichtung wirksam eingesetzt, wie bei der Erstellung dicht angeordneter Verbindungsmuster.
Mit anderen Worten, die Schrägeinfallsbelichtung ist für die Erstellung dichter Verbindungsmuster und dichter Kontaktmuster unverzichtbar, wenn jedoch die Schrägeinfallsbelichtung verwendet wird, werden der Kontrast und die Fokustiefe isolierter Kontaktmuster und isolierter Zwischenraummuster zwischen Verbindungen stark verschlechtert. Diese Verschlechterung des Kontrasts und der Fokustiefe ist ernster, wenn eine gedämpfte Phasenschiebermaske zur Verbesserung der Auflösung verwendet wird.
Wenn hingegen eine kleine Lichtquelle mit einem geringen Grad an Kohärenz zur Erstellung isolierter, feiner Kontaktmuster und isolierter feiner Zwischenraummuster zwischen Verbindungen verwendet wird, dann ist es in nachteiliger Weise schwierig, dichte Muster und feine Linienmuster zu erstellen.
Dementsprechend gibt es eine Wechselbeziehung zwischen den optimalen Beleuchtungsbedingungen für isolierte, feine Zwischenraummuster und den optimalen Beleuchtungsbedingungen für dicht angeordnete Muster oder feine Linienmuster. Um gleichzeitig feine Resistmuster und feine isolierte Resistentfernungsmuster zu erstellen, wird daher ein Kompromiss zwischen dem Effekt einer vertikalen Einfallskomponente und dem Effekt einer Schrägeinfallskomponente der Lichtquelle in Betracht gezogen. Als Ergebnis wird eine Lichtquelle mit einem Zwischengrad an Kohärenz (von etwa 0,5 bis 0,6) verwendet. In diesem Falle sind jedoch sowohl der Effekt der vertikalen Einfallskomponente als auch der Schrägeinfallskomponente ausgelöscht, und daher ist es schwierig, einen höheren Grad an Integration von Halbleitervorrichtungen durch gleichzeitiges Dünnermachen isolierter Linienmuster oder dichter Muster und isolierter Zwischenraummuster zu realisieren.
Es ist anzumerken, dass das vorgenannte Hilfsmuster in einer Position angeordnet sein muss, die von einer Öffnung entsprechend einem Kontaktmuster um wenigstens eine Distanz beab-standet ist, die der Wellenlänge einer Lichtquelle (Belichtungslicht) entspricht. Im Falle, dass Öffnungen in einem Teilungsabstand angeordnet sind, der im Bereich von der Wellenlänge bis zum doppelten der Wellenlänge liegt, kann daher das Hilfsmuster nicht verwendet werden. Mit anderen Worten, das vorgenannte Verfahren, das das Hilfsmuster verwendet, ist bei allen Anordnungen nicht einsetzbar, die vom Fall, wo Öffnungen in einem Abstand angeordnet ist, der im Wesentlichen der Wellenlänge entspricht, bis zum Fall, wo eine Öffnung isoliert ist, reichen.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
In Anbetracht der o.g., konventionellen Nachteile ist es eine Aufgabe der Erfindung, gleichzeitig isolierte Zwischenraummuster und isolierte Linienmuster oder dichte Muster schmaler zu machen.
Um die Aufgabe zu lösen, umfasst das Musterausbildungsverfahren dieser Erfindung die Verwendung einer Fotomaske, wobei die Fotomaske auf einem transparenten Substrat einen halbabschirmenden Abschnitt, der gegenüber Belichtungslicht eine Durchlasseigenschaft hat; einen transparenten Abschnitt, der von dem halbabschirmenden Abschnitt umgeben ist und gegenüber dem Belichtungslicht Durchlasseigenschaften aufweist; und ein Hilfsmuster, das von dem halbabschirmenden Abschnitt umgeben ist und um den transparenten Abschnitt herum vorhanden ist. Der halbabschirmende Abschnitt und der transparente Abschnitt lassen das Belichtungslicht mit identischer Phase in Bezug zueinander durch, wobei der halbabschirmende Abschnitt so angeordnet ist, dass er wenigstens einen Teil eines Randes des transparenten Abschnittes berührt, und das Hilfsmuster lässt das Belichtungslicht in einer zum halbabschirmenden Abschnitt und dem transparenten Abschnitt entgegengesetzten Phase durch und wird nicht durch Belichtung übertragen.
In der Fotomaske hat der transparente Abschnitt vorzugsweise die Gestalt eines Rechtecks mit einer Seite, die kleiner ist als (0,8 × λ × M)/NA, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichts angibt und M und NA die Vergrößerung bzw. numerische Apertur des verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben. In diesem Falle ist das Hilfsmuster vorzugsweise ein linienförmiges Muster und hat eine Mittenlinie in einer Position, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Distanz entfernt liegt, die nicht kleiner als (0,3 × λ × M)/NA und nicht größer als (0,5 × λ × M)/NA ist. Vorzugsweise hat das Hilfsmuster eine Breite von nicht mehr als (0,05 × λ × M)/(NA × T^0,5) und nicht mehr als (0,2 × λ × M)/(NA × T^0,5), wobei T die relative Durchlässigkeit des Hilfsmusters in Bezug auf den transparenten Abschnitt angibt. Alternativ ist das Hilfsmuster vorzugsweise ein linienförmiges Muster und hat eine Mittenlinie in einer Position, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Distanz entfernt liegt, die nicht kleiner als (0,365 × λ × M)/NA und nicht größer als (=,435 × λ × M)/NA ist. In diesem Falle hat das Hilfsmuster vorzugsweise eine Breite von nicht weniger als (0,1 × λ × M)/(NA × T^0,5) und nicht mehr als (0,15 × λ × M)/(NA × T^0,5), wobei T die relative Durchlässigkeit des Hilfsmusters gegenüber dem transparenten Abschnitt angibt.
Bei der Fotomaske hat der transparente Abschnitt vorzugsweise die Gestalt einer Linie mit einer Breite, die schmaler ist als (0,65 × λ × M)/NA, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichts angibt und M und N die Vergrößerung bzw. numerische Apertur des verkleinernden Projektionsoptiksystems eines Projektions-Alignes angeben. In diesem Falle ist das Hilfsmuster vorzugsweise ein linienförmiges Muster und hat eine Mittenlinie an einer Position, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Distanz entfernt ist, die nicht kleiner als (0,25 × λ × M)/NA und nicht größer als (0,45 × λ × M)/NA ist. Vorzugsweise hat das Hilfsmuster weiterhin eine Breite von nicht weniger als (0,05 × λ × M)/(NA × T^0,5) und nicht mehr als (0,2 × λ × M)/(NA × T^0,5), wobei T die relative Durchlässigkeit des Hilfsmusters bezüglich des transparenten Abschnitts angibt. Alternativ ist das Hilfsmuster vorzugsweise ein linienförmiges Muster und hat eine Mittenlinie in einer Position, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Distanz entfernt ist, die nicht kleiner als (0,275 × λ × M)/NA und nicht größer als (0,425 × λ × M)/NA ist. In diesem Falle hat das Hilfs muster vorzugsweise eine Breite von nicht weniger als (0,1 × λ × M)/(NA × T^0,5) und nicht mehr als (0,15 × λ × M)/(NA × T^0,5), wobei T die relative Durchlässigkeit des Hilfsmusters gegenüber dem transparenten Abschnitt angibt.
In der Fotomaske enthält das Hilfsmuster vorzugsweise ein erstes Hilfsmuster, das an ein anderes Hilfsmuster angrenzt, das um eine vorgegebene oder geringere Distanz beabstandet ist, wobei der halbabschirmende Abschnitt dazwischen eingeschlossen ist, sowie ein zweites Hilfsmuster, das nicht an ein anderes Hilfsmuster abgrenzt, das um die vorgegebene oder eine geringere Distanz beabstandet ist, wobei der halbabschirmende Abschnitt dazwischen eingeschlossen ist, und das erste Hilfsmuster hat vorzugsweise eine geringere Breite als das zweite Hilfsmuster. In diesem Falle enthält das erste Hilfsmuster vorzugsweise ein erstes Muster, das von dem angrenzenden anderen Hilfsmuster um eine Distanz G1 beabstandet ist, und ein zweites Muster, das von dem angrenzenden anderen Hilfsmuster um eine Distanz G2 beabstandet ist, und im Falle, wo (0,5 × λ × M)/NA > G1 > G2 gilt, hat das zweite Hilfsmuster vorzugsweise eine kleinere Breite, als das erste Hilfsmuster, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichts angibt und M sowie NA die Vergrößerung bzw. numerische Apertur des verkleinernden Projektionsoptiksystems eines Projektions-Aligners angeben. Weiterhin ist in diesem Falle eine Differenz zwischen der Breite des ersten Musters und der Breite des zweiten Musters vorzugsweise proportional zu einer Differenz zwischen der Distanz G1 und der Distanz G2.
Bei der Fotomaske enthält im Falle, dass der transparente Abschnitt die Gestalt eines Rechtecks mit einer Seite hat, die kleiner als (0,8 × λ × M)/NA ist, die Fotomaske vorzugsweise auf dem transparenten Substrat einen zweiten transparenten Abschnitt angrenzend an den transparenten Abschnitt und im Abstand einer gegebenen oder kleineren Distanz, und das Hilfsmuster enthält vorzugsweise ein erstes Hilfsmuster, das in einem Bereich angeordnet ist, der zwischen dem transparenten Abschnitt und dem zweiten transparenten Abschnitt liegt, und ein zweites Hilfsmuster, der in dem anderen Bereich angeordnet ist, und das erste Hilfsmuster hat vorzugsweise eine kleinere Fläche als das zweite Hilfsmuster. In diesem Falle ist die gegebene Distanz vorzugsweise (1,2 × λ × M)/NA.
Bei der Fotomaske enthält im Falle, dass der transparente Abschnitt die Gestalt einer Linie mit einer Breite von weniger als (0,65 × λ × M)/NA ist, die Fotomaske vorzugsweise weiterhin auf dem transparenten Substrat einen zweiten transparenten Abschnitt angrenzend an den transparenten Abschnitt und um eine gegebene oder kleinere Distanz beabstandet, und das Hilfsmuster enthält vorzugsweise ein erstes Hilfsmuster, das in einem Bereich angeordnet ist, der zwischen dem transparenten Abschnitt und dem zweiten transparenten Abschnitt eingeschlossen ist, und ein zweites Hilfsmuster, das in dem anderen Bereich angeordnet ist, und das erste Hilfsmuster hat vorzugsweise eine geringere Breite als das zweite Hilfsmuster. In diesem Falle ist die gegebene Distanz vorzugsweise (1,15 × λ × M)/NA.
Bei der Fotomaske enthält im Falle, dass der transparente Abschnitt die Gestalt einer Linie mit einer Breite von weniger als (0,65 × λ × M)/NA ist, die Fotomaske vorzugsweise weiterhin auf dem transparenten Substrat einen zweiten transparenten Abschnitt benachbart dem transparenten Abschnitt und um eine gegebene oder kleinere Distanz beabstandet, und das Hilfsmuster enthält vorzugsweise ein erstes Hilfsmuster, das in einem Bereich angeordnet ist, der zwischen dem transparenten Abschnitt und dem zweiten transparenten Abschnitt liegt, und ein zweites Hilfsmuster, das in dem anderen Bereich angeordnet ist, und das erste Hilfsmuster hat vorzugsweise eine kleinere Fläche als das zweite Hilfsmuster. In diesem Falle ist die gegebene Distanz vorzugsweise (1,15 × λ × M)/NA.
Bei der Fotomaske liegt im Falle, dass der transparente Abschnitt die Gestalt eines Rechtecks mit einer Seite kleiner als (0,8 × λ × M)/NA hat, der transparente Abschnitt vorzugsweise eng bei einem anderen transparenten Abschnitt um eine Distanz eines gegebenen Bereichs wenigstens einer ersten Richtung entfernt und ist nicht nahe einem anderen transparenten Abschnitt, der um eine Distanz eines gegebenen Bereichs wenigstens längs einer zweiten Richtung beabstandet ist, das Hilfsmuster enthält vorzugsweise ein erstes Hilfsmuster, das um dem transparenten Abschnitt längs der ersten Richtung angeordnet ist, und ein zweites Hilfsmuster, das um dem transparenten Abschnitt längs der zweiten Richtung angeordnet ist, und das erste Hilfsmuster ist vorzugsweise weiter von dem transparenten Abschnitt entfernt, als das zweite Hilfsmuster. In diesem Falle liegt der gegebene Bereich vorzugsweise zwischen (1,15 × λ × M)/NA und (1,45 × λ × M)/NA.
Bei der Fotomaske liegt im Falle, dass der transparente Abschnitt die Gestalt eines Rechtecks mit einer Seite von kleiner als (0,8 × λ × M)/NA hat, der transparente Abschnitt vorzugsweise eng an einem anderen transparenten Abschnitt, beabstandet um eine Distanz eines gegebenen Bereichs wenigstens längs einer ersten Richtung, und liegt nicht eng an einem anderen transparenten Abschnitt, beabstandet um eine Distanz eines gegebenen Bereichs wenigstens längs einer zweiten Richtung, das Hilfsmuster enthält vorzugsweise ein erstes Hilfsmuster, das um dem transparenten Abschnitt längs der ersten Richtung liegt, und ein zweites Hilfsmuster, das um dem transparenten Abschnitt längs der zweiten Richtung liegt, und das erste Hilfsmuster liegt vorzugsweise enger am transparenten Abschnitt als das zweite Hilfsmuster. in diesem Falle liegt der gegebene Bereich vorzugsweise zwischen (0,85 × λ × M)/NA und (1,15 × λ × M)/NA.
Bei der Fotomaske liegt im Falle, dass der transparente Abschnitt die Gestalt einer Linie mit einer Breite von weniger als (0,65 × λ × M)/NA hat, der transparente Abschnitt vorzugsweise eng an einem anderen transparenten Abschnitt, beabstandet um eine Distanz eines gegebenen Bereichs wenigstens längs einer ersten Richtung, und liegt nicht eng an einem anderen transparenten Abschnitt, beabstandet um eine Distanz des gegebenen Bereichs wenigstens längs einer zweiten Richtung, das Hilfsmuster enthält vorzugsweise ein erstes Hilfsmuster, das um dem transparenten Abschnitt längs der ersten Richtung angeordnet ist, und ein zweites Hilfsmuster, das um dem transparenten Abschnitt längs der zweiten Richtung angeordnet ist, und das erste Hilfsmuster ist vorzugsweise weiter von dem transparenten Abschnitt entfernt, als das zweite Hilfsmuster. in diesem Falle liegt der gegebene Bereich vorzugsweise zwischen (1,0 × λ × M)/NA und (1,3 × λ × M)/NA.
Bei der Fotomaske liegt im Falle, dass der transparente Abschnitt die Gestalt einer Linie mit einer Breite von weniger als (0,65 × λ × M)/NA hat, der transparente Abschnitt eng an einem anderen transparenten Abschnitt, beabstandet um eine Distanz eines gegebenen Bereichs wenigstens in einer ersten Richtung, und liegt nicht eng an einem anderen transparenten Abschnitt, beabstandet um eine Distanz eines gegebenen Bereichs wenigstens längs einer zweiten Richtung, das Hilfsmuster enthält vorzugsweise ein erstes Hilfsmuster, das um den transparenten Abschnitt längs der ersten Richtung angeordnet ist, und ein zweites Hilfsmuster, das um dem transparenten Abschnitt längs der zweiten Richtung angeordnet ist, und das erste Hilfsmuster ist vorzugsweise enger an dem transparenten Abschnitt als das zweite Hilfsmuster. In diesem Falle liegt der gegebene Bereich vorzugsweise zwischen (0,7 × λ × M)/NA und (1,0 × λ × M)/NA.
Bei der Fotomaske hat der transparente Abschnitt vorzugsweise die Gestalt einer Linie, das Hilfsmuster ist vorzugsweise parallel zum transparenten Abschnitt längs einer Linienrichtung des transparenten Abschnitts angeordnet, und der transparente Abschnitt hat vorzugsweise ein Linienende, das über das Hilfsmuster um eine gegebene oder größere Abmessung längs der Linienrichtung vorsteht. In diesem Falle ist die gegebene Abmessung vorzugsweise (0,03 × λ × M)/NA, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichts angibt und M bzw. NA die Vergrößerung und eine numerische Apertur des verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben.
Bei der Fotomaske hat der transparente Abschnitt vorzugsweise die Gestalt einer Linie, das Hilfsmuster enthält vorzugsweise ein Paar erster Hilfsmuster, die parallel zu dem transparenten Abschnitt längs einer Linienrichtung des transparenten Abschnitts angeordnet ist und einen Linienmittenabschnitt des transparenten Abschnitts einschließen, und ein Paar zweiter Hilfsmuster, die parallel zum transparenten Abschnitt längs der Linienrichtung angeordnet sind und einen Linienendteil des transparenten Abschnitts einschließen, und eine Distanz zwischen dem Paar zweiter Hilfsmuster ist vorzugsweise größer um eine gegebene oder größere Abmessung, als eine Distanz zwischen dem Paar erster Hilfsmuster. In diesem Falle hat jedes Hilfmuster des Paars zweiter Hilfsmuster vorzugsweise eine Länge längs der Linienrichtung von (0,03 × λ × M)/NA oder mehr, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichts angibt und M bzw. N die Vergrößerung und numerische Apertur eines verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben. Auch ist der gegebene Grad vorzugsweise (0,03 × λ × M)/NA oder mehr.
Bei der Fotomaske ist der transparente Abschnitt vorzugsweise durch Belichtung des transparenten Substrats ausgebildet, das Hilfsmuster ist vorzugsweise durch Abscheiden eines ersten Phasenschieberfilms auf dem transparenten Substrat aus gebildet und verursacht im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer zum transparenten Abschnitt entgegengesetzten Phase, und der halbabschirmende Abschnitt ist vorzugsweise durch Abscheiden eines zweiten Phasenschieberfilms auf dem ersten Phasenschieberfilm ausgebildet und erzeugt im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer zum ersten Phasenschieberfilm entgegengesetzten Phase.
Bei der Fotomaske ist der transparente Abschnitt vorzugsweise durch Belichten des transparenten Substrats ausgebildet, das Hilfsmuster ist vorzugsweise durch Vertiefen des transparenten Substrats in einer Tiefe, die im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in zum transparenten Abschnitt entgegengesetzter Phase hergestellt, und der halbabschirmende Abschnitt ist vorzugsweise durch Abscheiden eines halbabschirmenden Films auf dem transparenten Substrat erstellt, der das Belichtungslicht in einer zum transparenten Abschnitt identischen Phase durchlässt.
Bei der Fotomaske ist der transparente Abschnitt vorzugsweise durch Belichten des transparenten Substrats hergestellt, das Hilfsmuster ist vorzugsweise durch Vertiefen des transparenten Substrats in eine Tiefe hergestellt, die zur Folge hat, dass im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in zum transparenten Abschnitt entgegengesetzter Phase erzeugt wird, und der halbabschirmende Abschnitt ist vorzugsweise durch Abscheiden eines Metalldünnfilms auf dem transparenten Substrat hergestellt, der das Belichtungslicht in zum transparenten Abschnitt identischer Phase durchlässt.
Bei der Fotomaske ist das Hilfsmuster vorzugsweise durch Belichten des transparenten Substrats hergestellt, der transparente Abschnitt ist vorzugsweise durch Vertiefen des transparenten Substrats in eine Tiefe, die bewirkt, dass das Belichtungslicht eine über dem Hilfsmuster entgegengesetzte Phasendifferenz erfährt, hergestellt, und der halbabschirmende Abschnitt ist vorzugsweise durch Abscheiden eines Phasenschieberfilms auf dem transparenten Substrat hergestellt, der im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer zum Hilfsmuster entgegengesetzten Phase hervorruft.
Das Musterherstellungsverfahren dieser Erfindung verwendet eine Fotomaske wie sie oben beschrieben ist, und das Musterherstellungsverfahren enthält die Schritte der Erstellung eines Resistfilms auf einem Substrat; das Bestrahlen des Resistfilms mit einem Belichtungslicht durch die Fotomaske, und das Herstellen eines Resistmusters durch Entwickeln des Resistfilms nach der Bestrahlung mit dem Belichtungslicht.
Das Maskendatenerstellungsverfahren dieser Erfindung wird verwendet zum Erstellen von Maskendaten für eine Fotomaske einschließlich eines Maskenmusters, das auf einem transparenten Substrat ausgebildet wird, und eines transparenten Abschnitts auf dem transparenten Substrat, wo das Maskenmuster nicht ausgebildet wird. Speziell enthält das Maskendatenerstellungsverfahren die Schritte der Bestimmung einer internen Distanz und einer Breite von Konturschiebern auf der Basis eines gewünschten Belichtungsbereichs eines Resist durch Bestrahlung des Resist mit Belichtungslicht durch die Fotomaske; das Erstellen des transparenten Abschnitts innerhalb der Konturschieber; das Einstellen des transparenten Abschnitts als ein CD-Einstellmuster; das Erstellen eines halbabschirmenden Abschnitts zum Durchlassen des Belichtungslichts mit einer bezüglich des transparenten Abschnitts identischen Phase derart, dass der transparente Abschnitt und die Konturschieber von dem halbabschirmenden Abschnitt umgeben werden; das Einstellen der Konturschieber als Phasenschieber, die das Belichtungslicht in zum transparenten Abschnitt entgegengesetzter Phase durchlassen; das Vorhersagen durch Simulation einer Abmessung eines Resistmusters, das durch Verwendung des Maskenmusters einschließlich der Phasenschieber und des halbabschirmenden Abschnitts hergestellt wird; und wenn die vorhergesagte Abmessung des Resistmusters nicht mit einer gewünschten Abmessung übereinstimmt, das Verformen des Maskenmusters durch Verformen des CD-Einstell-musters. Bei diesem Verfahren enthält der Schritt des Bestimmens einer internen Distanz und einer Breite von Konturschiebern vorzugsweise einen Unterschritt des Veränderns der Breite der Konturschieber in Übereinstimmung mit einer Distanz zwischen den Konturschiebern. Vorzugsweise enthält der Schritt des Bestimmens einer internen Distanz und einer Breite von Konturschiebern einen Unterschritt der Veränderung der internen Distanz der Konturschieber in Übereinstimmung mit einer engen Beziehung zwischen gewünschten Belichtungsbereichen.
Gemäß dieser Erfindung kann der Kontrast einer Lichtintensitätsverteilung zwischen einem transparenten Abschnitt und einem Hilfsmuster durch Verwendung wechselseitiger Interferenz zwischen Licht, das durch den transparenten Abschnitt hindurchgeht, und Licht, das durch das Hilfsmuster hindurchgeht, hervorgehoben werden. Dieser Effekt der Hervorhebung des Kontrastes kann auch im Falle erreicht werden, wo ein feines, isoliertes Zwischenraummuster entsprechend dem transparenten Abschnitt beispielsweise durch den Positivresistprozess unter Verwendung der Schrägeinfallsbelichtung ausgeführt wird. Entsprechend können ein isoliertes Zwischenraummuster und ein isoliertes Linienmuster oder dichte Muster gleichzeitig durch Verwendung der Schrägeinfallsbelichtung dünner gemacht werden. Weiterhin kann selbst im Falle, wo komplizierte und feine Zwischenraummuster einander eng benachbart sind, ein Muster mit einer gewünschten Abmessung in zufriedenstellender Weise hergestellt werden.
Eine Durchlässigkeitseigenschaft für Belichtungslicht zu haben, bedeutet hier, eine Durchlässigkeit zu haben, die ausreichend hoch ist, ein Resist zu sensibilisieren, und Abschirmeigenschaft gegenüber Belichtungslicht zu haben, bedeutet hier, dass die Durchlässigkeit zu gering ist, um ein Resist zu sensibilisieren. Weiterhin bedeutet identische Phase eine Phasendifferenz von nicht weniger als (–30 + 360 × n) Grad und nicht mehr als (30 + 360 × n) Grad, und eine entgegengesetzte Phase bedeutet eine Phasendifferenz von nicht weniger als (150 + 360 × n) Grad und nicht mehr als (210 + 360 × n) Grad (wobei n eine ganze Zahl ist).
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A, 1B, 1C, D, 1E, 1F und 1G sind Diagramme zur Erläuterung des Prinzips eines Konturverbesserungsverfahrens dieser Erfindung;
2A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, die bei Ausführungsform 1 der Erfindung verwendet wird, und 2B ist ein Diagramm der Lichtintensitätsverteilung, die auf einen Wafer durch Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 2A gebildet wird;
3A ist eine graphische Darstellung eines Ergebnisses einer Simulation, die zum Erhalten einer Kombination einer Abmessung W, einer Distanz PW und ei ner Breite d zum Erzielen der Spitzenintensität Io von 0,25 in der Fotomaske von 2A ausgeführt wurde, 3B ist ein Diagramm eines Ergebnisses einer Simulation für eine Tiefenschärfe, bei der ein Kontaktloch einer Größe von 100 nm unter Verwendung eines Maskenmusters erstellt wird, das die Kombination der Distanz PW, der Abmessung W und der Breite d in der graphischen Darstellung von 3A hat, und 3C ist ein Diagramm eines Ergebnisses einer Simulation für einen Belichtungsbereich, bei der ein Kontaktloch einer Größe von 100 nm unter Verwendung des Maskenmusters erstellt wird, das die Kombination der Distanz PW, Abmessung W und der Breite d in der graphischen Darstellung von 3A hat;
4A, 4C und 4E sind Diagramme der Ergebnisse einer Simulation für eine Tiefenschärfe, in der ein Kontaktloch einer Größe von 100 nm unter Verwendung der Fotomaske der Ausführungsform 1 der Erfindung erstellt wird, und 4B, 4D und 4F sind Diagramme von Ergebnissen einer Simulation für einen Belichtungsbereich, in der ein Kontaktloch einer Größe von 100 nm unter Verwendung der Fotomaske der Ausführungsform 1 in der Erfindung ausgebildet wird;
5A, 5B, 5C und 5D sind Diagramme zur Darstellung von Variationen in der ebenen Struktur der Fotomaske von Ausführungsform 1;
6A, 6B, 6C und 6D sind Diagramme, die Variationen der Querschnittsstruktur der Fotomaske von Ausführungsform 1 zeigen;
7A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske gemäß einer Modifikation der Ausführungsform 1, und 7B ist ein Diagramm einer Lichtintensitätsverteilung, die auf einem Wafer durch Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 7A ausgebildet wird;
8A ist eine graphische Darstellung eines Ergebnisses einer Simulation, die zur Erzielung einer Maskenstruktur ausgeführt wird, um die Spitzenintensität Io von 0,25 in der Fotomaske der Modifikation der von Ausführungsform 1 zu erzielen, 8B ist ein Diagramm eines Ergebnisses einer Simulation für eine Fokustiefe, in der ein Zwischenraummuster mit einer Breite von 100 nm unter Verwendung einer Fotomaske gebildet wird, die die Maskenstruktur des in 8A gezeigten Graphs hat, und 8C ist ein Diagramm eines Ergebnisses einer Simulation für einen Belichtungsbereich, in dem ein Zwischenraummuster mit einer Breite von 100 nm unter Verwendung der Fotomaske gebildet wird, die die Maskenstruktur hat, die im Graph von 8A gezeigt ist;
9 ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, die bei Ausführungsform 2 der Erfindung verwendet wird;
10A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, die bei der Simulation verwendet wird, die zur Bestätigung des Effekts der Fotomaske gemäß Ausführungsform 2 oder 3 der Erfindung ausgeführt wird, und 10B ist ein Diagramm eines Profils einer Lichtintensitätsteilung, die durch Belichtung oder Verwendung der Fotomaske von 10A gebildet wird;
11A, 11B und 11C sind Diagramme von Ergebnissen einer Simulation, die zur Bestätigung des Effekts der Fotomaske in Ausführungsform 2 ausgeführt wird;
12A und 12B sind Diagramme zur Erläuterung des Grundes, warum die Breite eines Phasenschiebers, der zwischen transparenten Abschnitten vorgesehen ist, vorzugsweise in der Fotomaske von Ausführungsform 2 bei der Erstellung dichter Löcher vermindert ist, wobei eine Distanz zwischen den Mitten der transparenten Abschnitte 1,3 × λ/NA oder weniger ist;
13A, 13B und 13C sind Diagramme von Variationen der Ebenenstruktur der Fotomaske in Ausführungsform 2;
14A und 14B sind Diagramme anderer Variationen der ebenen Struktur der Fotomaske von Ausführungsform 2;
15 ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske gemäß einer Modifikation in Ausführungsform 2;
16A, 16B und 16C sind Diagramme von Variationen der ebenen Struktur der Fotomaske der Modifikation in Ausführungsform 2;
17 ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung;
18A, 18B, 18C und 18D sind Diagramme von Ergebnissen einer Simulation, die zur Bestätigung des Effekts der Fotomaske in Ausführungsform 3 ausgeführt werden;
19 ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 3;
20A und 20B sind Diagramme von Ergebnissen einer Simulation, die zur Bestätigung des Effekts der Fotomaske der Modifikation in Ausführungsform 3 durchgeführt werden;
21A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske gemäß Ausführungsform 4 der Erfindung, und 21B ist ein Diagramm eines Ergebnisses einer Mustererstellungssimulation unter Verwendung der Fotomaske von 21A;
22A, 22B, 22C sind Diagramme von Ergebnissen einer Simulation, die zur Bestätigung des Effekts der Fotomaske in Ausführungsform 4 durchgeführt werden;
23A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4, und 23B ist ein Diagramm eines Ergebnisses einer Musterbildungssimulation unter Verwendung der Fotomaske von 23A;
24A, 24B und 24C sind Diagramme von Ergebnissen einer Simulation, die zur Bestätigung des Effekts der Fotomaske der Modifikation von Ausführungsform 4 ausgeführt werden;
25A, 25B, 25C und 25D sind Querschnittsansichten, um die Prozeduren in einem Musterbildungsverfahren gemäß Ausführungsform 5 der Erfindung zu zeigen;
26A ist ein Diagramm, das die Gestalt einer allgemeinen Belichtungslichtquelle zeigt, und 26B, 26C und 26D sind Diagramme, die die Gestalten von Schrägeinfallsbelichtungslichtquellen zeigen;
27A, 27B, 27C, 27D und 27E sind Diagramme zur Erläuterung eines Ergebnisses einer Simulation, die zum Erzielen der Abhängigkeit einer Belichtungscharakteristik der Fotomaske dieser Erfindung vom Durchmesser einer ringförmigen Beleuchtung ausgeführt wird;
28 ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, die bei der Erläuterung eines Maskendatenherstellungsverfahrens gemäß Ausführungsform 6 der Erfindung verwendet wird;
29 ist ein Flussdiagramm des Maskendatenherstellungsverfahrens von Ausführungsform 6;
30A, 30B und 30C sind Diagramme, die spezielle Beispiele von Maskenmustern zeigen, die in entsprechenden Prozeduren im Maskendatenherstellungsverfahren von Ausführungsform 6 erhalten werden;
31A und 31B sind Diagramme, die spezielle Beispiele von Maskenmustern zeigen, die in betreffenden Prozeduren im Maskendatenherstellungsverfahren von Ausführungsform 6 erhalten werden; und
32A, 32B, 32C, 32D, 32E, 32F und 32G sind Diagramme zur Erläuterung des Betriebs eines konventionellen Maskenerstellungsverfahrens unter Verwendung einer gedämpften Phasenschiebermaske.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
(Vorbedingungen)
Zunächst werden Vorbedingungen zum Beschreiben bevorzugter Ausführungsformen der Erfindungen beschrieben.
Da eine Fotomaske allgemein in einem verkleinernden Projektions-Aligner verwendet wird, ist es notwendig, ein Verkleinerungsverhältnis bei der Erläuterung einer Musterabmessung auf der Maske in Betracht zu ziehen. Um jedoch Verwirrungen zu vermeiden, wird in der Beschreibung jeder nachfolgenden Ausführungsform, wenn eine Musterabmessung auf einer Maske entsprechend einem zu erstellenden gewünschten Muster (wie beispielsweise einem Resistmuster) erwähnt wird, ein durch Umwandeln der Musterabmessung durch Verwendung eines Verkleinerungsverhältnisses (Vergrößerung) erhaltener Wert verwendet, soweit nicht anderweitig erwähnt. Speziell auch im Falle, wo ein Resistmuster mit einer Breite von 100 nm unter Verwendung eines Maskenmusters mit einer Breite von M × 100 nm in einem um 1/M verkleinernden Projektionssystems gebildet wird, werden die Breite des Maskenmusters und die Breite des Resistmusters beide als 100 nm beschrieben.
Auch geben in jeder Ausführungsform der Erfindung M bzw. NA ein Verkleinerungsverhältnis und eine numerische Apertur eines verkleinernden optischen Projektionssystems eines Aligners an, und λ gibt die Wellenlänge von Belichtungslicht an, wenn nicht anders erwähnt.
Weiterhin wird die Musterbildung in jeder Ausführungsform unter der Annahme beschrieben, dass der Positivresistprozess zur Ausbildung eines Resistmusters entsprechend einem unbelichteten Bereich eines Resist verwendet wird. Im Falle, dass der Negativresistprozess anstelle des Positivresistprozesses eingesetzt wird, weil ein unbelichteter Bereich eines Resist im Negativresistprozess entfernt wird, ist ein Resistmuster des Positivresistprozesses durch ein Zwischenraummuster ersetzt.
Weiterhin wird von einer in jeder Ausführungsform beschriebenen Fotomaske angenommen, dass sie eine Durchlassmaske ist. Im Falle, dass die Fotomaske an einer Reflexionsmaske angewendet wird, weil ein transparenter Bereich oder ein Abschirmbereich einer Durchlassmaske einem Reflexionsbereich bzw. einem Nicht-Reflexionsbereich entsprechen, ist das Durchlassphänomen der Durchlassmaske durch das Reflexionsphänomen ersetzt. Speziell ein transparenter Abschnitt oder ein transparenter Bereich einer Durchlassmaske wird durch einen Reflexionsabschnitt oder einen Reflexionsbereich ersetzt, und ein Abschirmbereich wird durch einen nicht-reflektierenden Bereich ersetzt. Weiterhin wird ein Bereich, der Licht in einer Durchlassmaske teilweise durchlässt, durch einen Abschnitt ersetzt, der Licht teilweise reflektiert, und die Durchlässigkeit ist ersetzt durch das Reflexionsvermögen.
(Konturverbesserungsverfahren)
Zunächst wird ein Auflösungsverbesserungsverfahren beschrieben, das eine Fotomaske verwendet, die durch die vorliegenden Erfinder geschaffen wurde, um die vorliegende Erfindung zu realisieren, d.h. ein "Konturverbesserungsverfahren" zum Verbessern der Auflösung eines isolierten Zwischenraummusters.
Die folgende Beschreibung wird unter der Annahme gegeben, dass ein Zwischenraummuster durch das Positivresistverfahren hergestellt wird. Es ist anzumerken, dass das "Konturverbesserungsverfahren" prinzipiell gilt ohne Rücksicht auf die Gestalt eines Musters, sofern das Muster ein feines Zwischenraummuster ist, das mit dem Positivresistverfahren hergestellt wird. Auch ist das "Konturverbesserungsverfahren" in gleicher Weise anwendbar auf den Negativresistprozess durch Ersetzen eines feinen Zwischenraummusters (Resistbeseitigungsmuster) des Positivresistprozesses durch ein feines Muster (Resistmuster).
1A bis 1G sind Diagramme zur Erläuterung des Prinzips der Hervorhebung des Kontrastes eines übertragenen Abbildes von Licht bei der Belichtung, die zur Ausbildung eines Zwischenraummusters ausgeführt wird.
1A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, in der eine Öffnung (d.h. ein transparenter Abschnitt) entsprechend einem Zwischenraummuster von einem halbabschirmenden Abschnitt mit gegebener Durchlässigkeit für das Belichtungslicht umgeben ist, und 1B zeigt die Amplitudenintensität, die man an einer Stelle entsprechend der Linie AB von Licht erhält, das durch die Fotomaske von 1A hindurchgegangen ist.
1C ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, in der ein Phasenschieber um eine Öffnung vorgesehen ist und ein vollständig abschirmender Bereich in der übrigen Fläche vorgesehen ist, und 1D zeigt die Amplitudenintensität, die man an einer Stelle entsprechend der Linie AB von Licht erhält, das durch die Fotomaske von 1C hindurchgegangen ist. Da die in 1D gezeigte Amplitudenintensität in Bezug auf Licht erhalten wird, das durch den Phasenschieber hindurchgeht, hat es eine zu der Lichtintensität von 1B entgegengesetzte Phase.
1E ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, in der eine Öffnung entsprechend eines Zwischenraummusters und ein Phasenschieber, der um die Öffnung vorgesehen ist, von einem halbabschirmenden Abschnitt umgeben sind, der eine gegebene Durchlässigkeit für Belichtungslicht hat, und 1F und 1G zeigen die Amplitudenintensität bzw. Lichtintensität (die ein Quadrat der Amplitudenintensität ist), die man an einer Stelle entsprechend der Linie AB von Licht erhält, das durch die Fotomaske von 1E hindurchgegangen ist. Die Fotomaske von 1E erhält man, indem man einen Phasenschieber um die Öffnung der Fotomaske von 1A vorsieht. Unter diesen Fotomasken ist die Fotomaske von 1E ein Beispiel einer Fotomaske gemäß der vorliegenden Erfindung zur Realisierung des "Konturverbesserungsverfahrens" (nachfolgend hier als Konturverbesserungsmaske bezeichnet).
Bei der Fotomaske der 1A oder 1E besteht ein Zusammenhang einer identischen Phase zwischen Licht, das durch den halbabschirmenden Abschnitt hindurchgegangen ist, und Licht, das durch die Öffnung hindurchgegangen ist (speziell ein Zusammenhang, dass eine Phasendifferenz zwischen diesen Lichtern nicht kleiner als (–30 + 360 × n)° und nicht größer als (30 + 360 × n)° ist, (wobei n eine ganze Zahl ist)). Auch bei der Fotomaske von 1E besteht ein Zusammenhang der entgegengesetzten Phasen zwischen Licht, das durch den Phasenschieber hindurchgegangen ist, und Licht, das durch die Öffnung hindurchgegangen ist (speziell ein Zusammenhang, das eine Phasendifferenz zwischen diesen Lichtern nicht kleiner als (150 + 360 × n) Grad und nicht größer (210 + 360 × n) Grad ist (wobei n eine ganze Zahl ist)).
Ein übertragenes Bild des Lichts, das durch die Konturverbesserungsmaske von 1E hindurchgegangen ist, wird durch das folgende Prinzip hervorgehoben: Die Struktur der Fotomaske von 1E wird erhalten, indem die Fotomasken der 1A und 1C kombiniert werden. Dementsprechend hat, wie in den 1B, 1D und 1F gezeigt, die Amplitudenintensität des Lichts, das durch die Fotomaske von 1E hindurchgegangen ist, eine Verteilung, die man durch Kombinieren der Amplitudenintensitäten der Lichter erhält, die jeweils durch die Fotomasken der 1E und 1C hindurchgegangen sind. An diesem Punkt versteht sich aus 1F, dass das Licht, das durch den Phasenschieber gegangen ist, der um die Öffnung der Fotomaske von 1E angeordnet ist, teilweise die Lichter löschen kann, die jeweils durch die Öffnung und den halbabschirmenden Abschnitt hindurchgegangen sind. Wenn die Intensität des Lichts, das durch den Phasenschieber geht, so eingestellt wird, dass das Licht aufgehoben wird, das durch eine Peripherie der Öffnung in der Fotomaske von 1E geht, kann dementsprechend ein dunkler Teil, in dem die in der Peripherie der Öffnung erhaltene Lichtintensität auf annähernd 0 (null) reduziert wird, in der Lichtintensitätsverteilung ausgebildet werden, wie in 1G gezeigt.
In der Fotomaske von 1E löscht das Licht, das durch den Phasenschieber geht, das Licht stark aus, das durch die Peripherie der Öffnung geht, und löscht Licht, das durch die Mitte der Öffnung geht, schwach aus. Als Folge ist es, wie in 1G gezeigt, möglich, einen Effekt zu erhalten, dass der Gradient des Profils der Lichtintensitätsverteilung, die sich von der Mitte der Öffnung zur Peripherie der Öffnung ändert, vergrößert werden kann. Dementsprechend erreicht die Intensitätsverteilung des Lichts, das durch die Fotomaske von 1E hindurchgeht, ein scharfes Profil, was zur Bildung eines Bildes mit hohem Kontrast führt.
Dieses ist das Prinzip der Hervorhebung eines optischen Bildes (eines Abbildes der Lichtintensität) gemäß der vorliegenden Erfindung. Da der Phasenschieber längs der Kontur der Öffnung der Maske aus dem halbabschirmenden Abschnitt mit niedriger Durchlässigkeit vorgesehen ist, kann ein sehr dunkler Teil, der der Kontur der Öffnung entspricht, im Lichtintensitätsbild erstellt werden, das durch Verwendung der Fotomaske von 1A gebildet wird. Dementsprechend kann eine Lichtintensitätsverteilung erzielt werden, in der der Kontrast zwischen der Lichtintensität, die man in der Öffnung erhält, und der Lichtintensität, die man in der Peripherie der Öffnung erhält, hervorgehoben ist. Hier wird ein Verfahren der Hervorhebung eines Bildes durch dieses Prinzip als das "Konturverbesserungsverfahren" bezeichnet, und eine Fotomaske zur Realisierung dieses Prinzips wird als "Konturverbesserungsmaske" bezeichnet.
Wenn das Konturverbesserungsverfahren mit dem konventionellen Prinzip eines gedämpften Phasenschiebers verglichen wird (siehe 32A bis 32G), unterscheidet sich das Konturverbesserungsverfahren von dem konventionellen Prinzip im Mechanismus zum Erstellen des dunklen Teils in der Peripherie der Öffnung in der Lichtintensitätsverteilung. Es versteht sich aus einem Vergleich zwischen 1F und 32F, dass der dunkle Teil in der Amplitudenintensitätsverteilung durch die Phasengrenze in dem konventionellen gedämpften Phasenschieber gebildet wird. Hingegen wird in dem Konturverbesserungsverfahren der dunkle Teil in der Amplitudenintensitätsverteilung als Folge periodischer Änderung der Amplitudenintensität in der identischen Phase gebildet. Auch kann der dunkle Teil, der durch die Phasengrenze in dem konventionellen gedämpften Phasenschieber gebildet wird, durch die Schrägeinfallsbelichtung nicht ausreichend hervorgehoben werden, und daher sollte der konventionelle gedämpfte Phasenschieber mit einer Belichtung kombiniert werden, die eine kleine Lichtquelle mit einem niedrigen Grad an Kohärenz verwendet. Hingegen ist der dunkle Teil, der durch die periodische Änderung der Amplitudenintensität in der identischen Phase im Konturverbesserungsverfahren gebildet wird, äquivalent einem dunklen Teil, der durch Verwendung eines allgemeinen Musters hergestellt wird, in dem allgemeine transparente Abschnitte und abschirmende Abschnitte periodisch angeordnet sind, und daher kann der Kontrast der Lichtintensitätsverteilung durch Kombination des Konturverbesserungsverfahrens der Schräg einfallsbelichtung hervorgehoben werden. Mit anderen Worten, der Effekt des Konturverbesserungsverfahrens kann bemerkenswerter hervorgehoben werden, wenn es mit der Schrägeinfallsbelichtung kombiniert wird.
Bei der Konturverbesserungsmaske liegt die maximale Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts vorzugsweise bei etwa 15%, um zu verhindern, dass die Dicke eines Resistfilms bei der Musterbildung abnimmt, oder um die Resistempfindlichkeit zu optimieren. Mit anderen Worten, die Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts ist vorzugsweise etwa 15% oder weniger in der Konturverbesserungsmaske. Weiterhin muss der halbabschirmende Abschnitt eine Eigenschaft zum teilweisen Durchlassen von Licht haben, und um in ausreichendem Maße den Effekt, Licht im Wesentlichen durchzulassen, zu erzielen, liegt die Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts vorzugsweise bei wenigstens 3% oder mehr, und besser vorzugsweise bei 6% oder mehr. Dementsprechend ist die optimale Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts der Konturverbesserungsmaske nicht kleiner als 6% und nicht größer als 15%.
Obgleich das Konturverbesserungsverfahren unter der Annahme beschrieben worden ist, dass der Phasenschieber an der Grenze zwischen dem halbabschirmenden Abschnitt und dem transparenten Abschnitt (d.h. der Öffnung), der von dem halbabschirmenden Abschnitt umgeben ist, vorgesehen ist, ist es nicht immer notwendig, den Phasenschieber an der Grenze zu haben. Speziell soweit der Phasenschieber in einer Position vorgesehen ist, um eine Interferenz mit Licht zu ermöglichen, das durch den transparenten Abschnitt durch das Prinzip des Konturverbesserungsverfahrens hindurchgeht, kann das Licht, das durch die Peripherie des transparenten Abschnitts hindurchgegangen ist, ausgelöscht werden. Dementsprechend kann der Phasenschieber an einer Stelle vorgesehen sein, die beispielsweise von jeder Seite einer rechteckigen Öffnung, die in dem halbabschirmenden Abschnitt angeordnet ist, entfernt ist als ein Muster parallel zu jeder Seite. Um jedoch das Konturverbesserungsverfahren wirksam auszunutzen, ist der Phasenschieber vorzugsweise an einer Stelle von der Öffnung entfernt angeordnet, die nicht mehr als 0,5 × λ/NA entfernt liegt, was eine Distanz ist, die Lichtinterferenz verursacht. Ferner, wenn der halbabschirmende Abschnitt mit ausreichender Breite (d.h. einer Breite nicht kleiner λ/NA) außerhalb des Phasenschiebers vorgesehen ist, der den transparenten Ab schnitt umgibt, kann ein vollständig abschirmender Abschnitt außerhalb des halbabschirmenden Abschnitts vorgesehen werden.
Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen zur Realisierung eines gewünschten Musters durch Verwendung einer Maske, die auf der Grundlage des Prinzips des Konturverbesserungsverfahrens erhalten wurde, beschrieben.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
Eine Fotomaske, die bei Ausführungsform 1 der Erfindung verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
2A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske (wo ein transparentes Substrat perspektivisch gezeigt ist, und dieses gilt für ähnliche Zeichnungen, die unten erwähnt werden). Die Fotomaske, die bei dieser Ausführungsform verwendet wird, wird zur Erstellung eines feinen Kontaktmusters verwendet.
Wie in 2A gezeigt, ist ein halbabschirmender Abschnitt 101, der eine ausreichend große Fläche bedeckt, auf einem transparenten Substrat 100 ausgebildet. Weiterhin ist ein Öffnungsmuster, das einem transparenten Abschnitt 102 entspricht, in dem halbabschirmenden Abschnitt 101 an einer Stelle ausgebildet, die einem auf einem Wafer durch Belichtung zu erstellenden gewünschten Kontaktmuster entspricht. Weiterhin sind Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 103 um dem transparenten Abschnitt 102 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 101 dazwischen liegt, beispielsweise derart, dass sie parallel zu entsprechenden Seiten des transparenten Abschnitts 102 in quadratischer oder rechteckiger Gestalt sind. Mit anderen Worten, die Phasenschieber 103 sind so vorgesehen, dass sie den transparenten Abschnitt 102 umgeben.
Bei dieser Ausführungsform lässt der halbabschirmende Abschnitt 101 Licht teilweise durch, und es besteht ein Zusammenhang der identischen Phase zwischen Licht, das durch den halbabschirmenden Abschnitt 101 hindurchgeht, und Licht, das durch den transparenten Abschnitt 102 hindurchgeht (genauer gesagt, ein Zusam menhang, dass eine Phasendifferenz zwischen diesen Lichtern nicht kleiner als (–30 + 360 × n) Grad und nicht größer als (30 + 360 × n) Grad ist, wobei n eine ganze Zahl ist)). Auch hat der halbabschirmende Abschnitt 101 vorzugsweise eine Durchlässigkeit, die ausreichend gering ist, dass sie ein Resist nicht sensibilisiert, und speziell hat der halbabschirmende Abschnitt 101 eine Durchlässigkeit von 15% oder weniger. Andererseits, damit der halbabschirmende Abschnitt 101 eine vom transparenten Abschnitt 102 unterschiedliche Eigenschaft haben kann, hat der halbabschirmende Abschnitt 101 eine Durchlässigkeit, die vorzugsweise nicht kleiner als 3% und besser nicht kleiner als 6% ist. Insbesondere zur Ausbildung eines Kontaktlochs ist die optimale Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts 101 etwa 9%.
Andererseits lässt der Phasenschieber 103 Licht durch, und es besteht ein Zusammenhang entgegengesetzter Phase zwischen Licht, das durch den Phasenschieber 103 hindurchgeht, und Licht, das durch den transparenten Abschnitt 102 hindurchgeht (speziell ein Zusammenhang, dass eine Phasendifferenz zwischen diesen Lichtern nicht kleiner als (150 + 360 × n) Grad und nicht größer als (210 + 360 × n) Grad ist, (wobei n eine ganze Zahl ist)). Es ist anzumerken, dass in allen unten erwähnten Ausführungsformen einschließlich dieser Ausführungsform der Phasenschieber als ein solcher betrachtet wird, der eine Durchlässigkeit äquivalent der des transparenten Abschnitts (des transparenten Substrats) hat, soweit nicht anders erwähnt, die Durchlässigkeit des Phasenschiebers hier aber nicht speziell spezifiziert wird. Um die Eigenschaften des Phasenschiebers, Licht in entgegengesetzter Phase durchzulassen, auszunutzen, ist die Durchlässigkeit des Phasenschiebers vorzugsweise größer als wenigstens die Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts. Auch zur wirksamen Realisierung des Prinzips des Konturverbesserungsverfahrens ist die Durchlässigkeit des Phasenschiebers vorzugsweise 50% oder mehr.
Nimmt man ferner an, dass ein die Fotomaske von 2A verwendendes optisches System eine Belichtungswellenlänge λ und eine numerische Apertur NA hat, dann beträgt in dem am meisten bevorzugten Aufbau zur Erstellung eines feinen Kontaktlochs eine Distanz zwischen den Mittellinien der einander gegenüberliegenden Phasenschieber 103 und dem dazwischen eingeschlossenen transparenten Abschnitt 102 gleich 0,8 × λ/NA, wie später im Detail beschrieben. Mit anderen Worten, jeder Phasenschieber 103 ist optimal an einer Stelle vorgesehen, wo die Mittenlinie des Phasenschiebers 103 von der Mitte des transparenten Abschnitts 102 um eine Distanz von 0,4 × λ/NA beabstandet ist. Weiterhin, wenn die Durchlässigkeit des Phasenschiebers 103 so eingestellt ist, dass sie der Durchlässigkeit des transparenten Abschnitts 102 gleich ist, dann ist die Breite des Phasenschiebers 103 optimal auf 0,15 × λ/NA eingestellt.
In jeder der unten beschriebenen Ausführungsformen gilt die vorangehende Beschreibung auch für einen halbabschirmenden Abschnitt, einen transparenten Abschnitt und einen Phasenschieber (ein Hilfsmuster).
Eine gute Mustererstellungscharakteristik der Fotomaske mit dem oben beschriebenen Aufbau, dargestellt bei der Ausbildung eines feinen Kontaktlochs und insbesondere bei der Erstellung eines Musters mit einer Abmessung von 0,4 × λ/NA oder weniger, wird nun auf der Grundlage eines Simulationsergebnisses beschrieben.
Es wird bei der Simulation angenommen, dass der transparente Abschnitt 102 die Gestalt eines Quadrats mit einer Seitenabmessung W hat, dass jeder Phasenschieber 103 ein rechteckiges Muster mit einer Breite d ist und dass die Mittenlinie eines jeden Phasenschiebers 103 an einer Position angeordnet ist, die von der Mitte des transparenten Abschnitts 102 eine Distanz PW in der Fotomaske von 2A hat. Mit anderen Worten, eine Distanz zwischen zwei einander gegenüberliegenden Phasenschiebern 103, zwischen denen der transparente Abschnitt 102 angeordnet ist, beträgt 2 × PW. Es wird auch angenommen, dass der halbabschirmende Abschnitt 102, der als Hintergrund dient, eine Durchlässigkeit von 9% hat. Unter diesen Bedingungen wird die Lichtintensität bezüglich zahlreicher Kombinationen der Abmessung W, der Distanz PW und der Breite d simuliert. Bei dieser Simulation wird eine optische Berechnung unter der Annahme ausgeführt, dass die Belichtung mit einer Wellenlänge λ von 193 nm und einer numerischen Apertur NA von 0,7 durchgeführt wird. Weiterhin wird angenommen, dass eine 2/3 Ringbelichtung verwendet wird mit einem Außendurchmesser eines Kohärenzgrades von 0,8 und einem Innendurchmesser eines Kohärenzgrades von 0,53.
2B zeigt eine Lichtintensitätsverteilung, die von einem Wafer (in einer Position entsprechend der Linie AB von 2A) durch Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 2A ausgebildet wird. Die Lichtintensitätsverteilung von 28 hat ein Profil mit einer Spitze an einer der Mitte des transparenten Abschnitts 102 entsprechenden Position. In diesem Falle ist es notwendig, dass die Spitzenintensität Io nicht kleiner als ein gegebener Wert ist, um ein Resist entsprechend des transparenten Abschnitts 102 zu sensibilisieren. Die Spitzenintensität Io, die notwendig ist, um das Resist zu sensibilisieren, hängt von dem verwendeten Resistmaterial ab, und es ist experimentell gefunden worden, dass die Spitzenintensität Io, die zur Ausbildung eines feinen Kontaktlochs mit einer Größe von 0,4 × λ/NA oder kleiner notwendig ist, etwa 0,25 ist. Es ist anzumerken, dass die hier erwähnte Lichtintensität als eine relative Lichtintensität ausgedrückt ist, die unter der Annahme erhalten wird, dass die Lichtintensität des Belichtungslichts gleich 1 ist, sofern nicht anders erwähnt.
3A zeigt die Kombinationen der Abmessung W, der Distanz PW und der Breite d zum Erzielen der Spitzenintensität Io von 0,25 in der Fotomaske von 2A, die man als Ergebnis der Simulation erhält. Speziell erhält man 3A durch Auftragen der Dimension W des transparenten Abschnitts 102 zur Erzielung der Spitzenintensität Io von 0,25 über der Distanz 2 × PW zwischen den Mittellinien der beiden einander gegenüberliegenden Phasenschieber 103 mit dem dazwischen angeordneten transparenten Abschnitt 102 (nachfolgend einfach als Schiebermittenliniendistanz bezeichnet). 3A zeigt auch die Zusammenhänge zwischen der Schiebermittenliniendistanz 2 × PW und der Abmessung W, die man jeweils erhält, wenn die Breite d des Phasenschiebers 103 gleich 20 nm, 30 nm, 40 nm, 50 nm und 60 nm ist. Mit anderen Worten, die Lichtintensitätsverteilung mit der Spitzenintensität von 0,25 kann durch Verwendung aller Kombinationen der Distanz PW, der Abmessung W und der Breite d gebildet werden, die in dem Graph von 3A gezeigt sind. Unter diesen Kombinationen entspricht weiterhin eine, deren Tiefenschärfe maximal ist oder deren Belichtungsbereich maximal ist, einer Maskenstruktur mit guter Mustererstellungscharakteristik.
3B zeigt ein Simulationsergebnis für die Fokustiefe, wobei ein Kontaktloch von einer Größe von 100 nm durch Verwendung eines Maskenmusters erstellt wird, das die Kombination der Distanz PW, der Abmessung W und der Breite d gemäß dem Graph von 3A hat. In 3B gibt die Abszisse die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW an, und der Wert der Fokustiefe ist unter Verwendung der Breite d als Parameter auf der Ordinate aufgetragen. Wie in 3B gezeigt, hat bezüglich aller Werte der Breite d die Fokustiefe den Maximalwert, wenn die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW einen Wert in der Nachbarschaft von 0,8 × λ/NA (= etwa 220 nm) hat. An diesem Punkt bedeutet Fokustiefe die Breite eines Bereichs einer Fokusposition zur Erzielung einer Abmessungsvariation von 10% oder weniger der Zielgröße bei der Erstellung eines Kontaktlochs mit einer Zielgröße mit 100 nm.
In gleicher Weise zeigt 3C das Simulationsergebnis für den Belichtungsbereich, in dem ein Kontaktloch einer Größe von 100 nm durch Verwendung eines Maskenmusters mit der Kombination der Distanz PW, der Abmessung W und der Breite d wie im Graph von 3A abgebildet wird. In 3C gibt die Abszisse die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW an, und der Wert des Belichtungsbereichs ist unter Verwendung der Breite d als ein Parameter auf der Ordinate aufgetragen. Wie in 3C gezeigt, hat ohne Rücksicht auf den Wert der Breite d der Belichtungsbereich den Maximalwert, wenn die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW einen Wert in der Nähe von 0,8 × λ/NA hat (= etwa 220 nm). An dieser Stelle bedeutet der Belichtungsbereich ein Verhältnis in Prozent der Breite eines Bereichs der Belichtungsenergie zur Erzielung – bei der Erstellung eines Kontaktlochs einer Zielgröße von 100 nm – einer Dimensionsvariation von 10% oder weniger der Zielgröße zum Wert der Belichtungsenergie zur Realisierung eines Kontaktlochs der Größe 100 nm.
Speziell bei der Fotomaske von 2A ist ohne Rücksicht, welchen Wert die Breite d des Phasenschiebers hat, die Schiebermittenliniendistanz 2 PW etwa 0,8 × λ/NA, wenn die Fokustiefe zur Erstellung eines feinen Kontaktmusters optimiert ist. Auch wenn der Belichtungsbereich optimiert ist, beträgt die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW etwa 0,8 × λ/NA. Dass der optimale Wert der Schiebermittenliniendistanz 2 × PW nicht von der Breite d des Phasenschiebers abhängt, bedeutet hier, dass der optimale Wert auch nicht von der Durchlässigkeit des Phasenschiebers abhängt.
Bei Phasenschiebern der Schiebermittenliniendistanz 2 × PW von 0,8 × λ/NA haben sowohl die Fokustiefe als auch der Belichtungsbereich große Werte, wenn die Breite d jedes Phasenschiebers etwa 0,15 × λ/NA (= 40 nm) ist. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wird gefunden, dass eine Maskenstruktur, bei der Phasenschieber 103 einander gegenüberliegen mit den transparenten Abschnitt 102 dazwischen, jeder Phasenschieber 103 eine Breite von 0,15 × λ/NA hat und die Schiebermittenliniendistanz 0,8 × λ/NA ist, die für die Herstellung feiner Kontaktlöcher gut ist.
Weiterhin versteht sich unter Bezugnahme auf die Graphe der 3B und 3C im Detail, dass eine große Fokustiefe und ein großer Belichtungsbereich erzielt werden können, sofern die Breite d des Phasenschiebers nicht kleiner als 0,05 × λ/NA und nicht größer als 0,2 × λ/NA ist. Es versteht sich auch, dass eine große Fokustiefe und ein großer Belichtungsbereich erzielt werden können, sofern die Schiebermittenliniendistanz nicht kleiner als 0,6 × λ/NA und nicht größer als λ/NA ist (nämlich die Distanz zwischen der Mittenlinie des Phasenschiebers und der Mitte des transparenten Abschnitts ist nicht kleiner als 0,3 × λ/NA und nicht größer als 0,5 × λ/NA ist). Um eine Fokustiefe und einen Belichtungsbereich zu erzielen, die sich ihren Maximalwerten annähern, ist weiterhin die Breite d des Phasenschiebers vorzugsweise nicht kleiner als 0,1 × λ/NA und nicht größer als 0,15 × λ/NA, und die Schiebermittenliniendistanz ist vorzugsweise nicht kleiner als 0,73 × λ/NA und nicht größer als 0,87 × λ/NA (nämlich die Distanz zwischen der Mittenlinie des Phasenschiebers und der Mitte des transparenten Abschnitts vorzugsweise nicht kleiner als 0,365 × λ/NA und nicht größer als 0,435 × λ/NA ist).
Die in den 3B und 3C gezeigten Ergebnisse werden als Daten beschrieben, die man in dem beispielhaften Fall erhält, bei dem die numerische Apertur NA gleich 0,7 ist, und als Ergebnisse, die man durch Simulation erhält, bei denen die numerische Apertur NA gleich 0,6 und 0,8 ist, sind sie in 4A bis 4D gezeigt. 4A und 4B zeigen die Ergebnisse der Simulation, wenn die numerische Apertur NA gleich 0,6 ist, und wie in diesen Graphen gezeigt, haben die Fokustiefe und der Belichtungsbereich beide die Maximalwerte, wenn die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW etwa 0,8 × λ/NA (= etwa 250 nm) ist. 4C und 4D zeigen auch die Ergebnisse der Simulation, wenn die numerische Apertur NA gleich 0,8 ist, und wie in diesen Graphen gezeigt, haben die Fokustiefe und der Belichtungsbereich beide die Maximalwerte, wenn die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW etwa 0,8 × λ/NA (= etwa 190 nm) ist.
Die vorgenannte optimale Maskenstruktur hängt somit nicht vom Wert der numerischen Apertur NA ab.
Weiterhin erhält man die in den 3B und 3C gezeigten Ergebnisse durch Simulation, wenn der halbabschirmende Abschnitt eine Durchlässigkeit von 9% hat, und die Simulationsergebnisse, bei denen der halbabschirmende Abschnitt eine Durchlässigkeit von 6% hat, sind in den 4E und 4F gezeigt. Wie in den 4E und 4F gezeigt, haben ähnlich dem Fall, bei denen der halbabschirmende Abschnitt eine Durchlässigkeit von 9% hat, die Fokustiefe und der Belichtungsbereich beide die Maximalwerte, wenn die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW etwa 0,8 × λ/NA (= etwa 250 nm) ist. Die vorerwähnte optimale Maskenstruktur hängt somit nicht von der Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts ab.
Soweit beschrieben, kann unter der Annahme, dass die Belichtungswellenlänge gleich λ ist und die numerische Apertur des Belichtungssystems gleich NA ist, eine Fotomaske, die zur Ausbildung eines feinen Kontaktlochmusters mit maximaler Fokustiefe und maximalem Belichtungsbereich in der Struktur erhalten werden, in der eine Öffnung entsprechend einem transparenten Abschnitt in einem halbabschirmenden Abschnitt vorgesehen ist, jeder der die Öffnung umgebenden Phasenschieber eine Breite d von 0,15 × λ/NA hat und jeder Phasenschieber so vorgesehen ist, dass seine Mittenlinie von der Mitte des transparenten Abschnitts eine Distanz von 0,4 × λ/NA hat. Es ist anzumerken, dass der Phasenschieber eine dem transparenten Abschnitt äquivalente Durchlässigkeit hat und der Maximalwert der Breite d des Phasenschiebers gleich 0,15 × λ/NA bei dieser Ausführungsform ist. Im Falle, dass der Phasenschieber ein vom transparenten Abschnitt abweichende Durchlässigkeit hat, nämlich im Falle, dass die effektive relative Durchlässigkeit des Phasenschiebers (des Hilfsmusters) zum transparenten Abschnitt nicht 1 ist, ist die Breite des Phasenschiebers entsprechend der relativen Durchlässigkeit verändert, um eine äquivalente Durchlässigkeitseigenschaft zu realisieren. Speziell unter der Annahme, dass die relative Durchlässigkeit gleich T ist, ist die Breite d des Phasenschiebers optimal auf (0,15 × λ)/(NA × T^0,5) eingestellt. Die optimale Distanz von der Mitte des transparenten Abschnitt zur Mittenlinie des Phasenschiebers ist jedoch 0,4 × λ/NA ohne Rücksicht auf die Durchlässigkeit und die Breite des Phasenschiebers.
Weiterhin ist die Breite d des Phasenschiebers vorzugsweise nicht kleiner als (0,05 × λ)/(NA × T^0,5) und nicht größer als (0,2 × λ)/(NA × T^0,5) und noch besser nicht kleiner als (0,1 × λ)/(NA × T^0,5) und nicht größer als (0,15 × λ)/(NA × T^0,5) Auf diese Weise ist die optimale Position des Phasenschiebers, der als Hilfsmuster vorgesehen ist (d.h. die optimale Position seiner Mittenlinie) auf der Grundlage des Konturverbesserungsverfahrens eine Position, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Distanz entfernt ist mit einem Wert von nicht mehr als der Wellenlänge λ des Belichtungslichts bei dieser Ausführungsform. Anders als bei der konventionellen Technik, wo ein Hilfsmuster an einer Stelle vorgesehen sein sollte, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Distanz mit einem Wert entfernt ist, der nicht kleiner als die Wellenlänge λ ist, kann dementsprechend ein Hilfsmuster auch zwischen dicht angeordneten transparenten Abschnitten (entsprechend Kontaktmustern) vorgesehen werden, indem das Konturverbesserungsverfahren ausgenutzt wird.
Mit anderen Worten, gemäß dieser Ausführungsform kann der Kontrast der Lichtintensitätsverteilung zwischen dem transparenten Abschnitt 102 und dem Hilfsmuster durch Ausnutzung gegenseitiger Interferenz zwischen dem Licht, das durch den transparenten Abschnitt 102 hindurchgeht, und dem Licht, das durch den Phasenschieber 103, nämlich dem Hilfsmuster, hindurchgeht, hervorgehoben werden. Dieser Effekt zur Hervorhebung des Kontrastes kann auch im Falle erreicht werden, dass ein feines, isoliertes Zwischenraummuster entsprechend dem transparenten Abschnitt 102 beispielsweise durch den Positivresistprozess unter Verwendung der Schrägeinfallsbelichtung ausgebildet wird. Dementsprechend können ein isoliertes Zwischenraummuster und ein isoliertes Linienmuster oder dichtes Muster gleichzeitig dünner gemacht werden, indem die Schrägeinfallsbelichtung verwendet wird. Weiterhin selbst im Falle, wo komplizierte und feine Zwischenraummuster eng zueinander liegen, kann ein Muster mit einer gewünschten Abmessung in zufriedenstellender Weise ausgebildet werden.
Bei dieser Ausführungsform hat der transparente Abschnitt 102 quadratische oder rechteckige Gestalt, und die Phasenschieber 103 jeweils in recheckiger Gestalt (nämlich linienförmiger Muster) werden um den transparenten Abschnitt 102 ausge bildet, um parallel zu den betreffenden Seiten des transparenten Abschnitts 102 sein, wie in 2A gezeigt. Der Phasenschieber 103 kann jedoch in einer geschlossenen Schleife sein, die den gesamten transparenten Abschnitt 102 umgibt, wie in 5A gezeigt. Auch in diesem Falle befriedigen eine Distanz 2 × PW zwischen den Mittenlinien der Abschnitte des Phasenschiebers, die einander gegenüberstehen mit den transparenten Abschnitt 102 dazwischen (nachfolgend wird die Mittenliniendistanz zwischen diesen Abschnitten eines Phasenschiebers ebenfalls als Phasenschiebermittenliniendistanz bezeichnet) und die Breite d des Phasenschiebers die vorgenannten Bedingungen zur Erzielung der guten Musterbildungscharakteristik.
Auch bei dieser Ausführungsform muss der transparente Abschnitt 102 nicht stets rechteckige Gestalt haben, sondern kann beispielsweise polygonal oder kreisförmig sein, wie in 5B oder 5C gezeigt. Weiterhin brauchen der/die Phasenschieber 103, der/die den transparenten Abschnitt umgibt/umgeben, nicht stets eine zum transparenten Abschnitt 102 analoge Gestalt zu haben, sondern können jede Gestalt haben, sofern die Schiebermittenliniendistanz die vorgenannte Bedingung befriedigt. Darüber hinaus besteht im Falle, dass mehrere Phasenschieber 103 individuell vorgesehen sind, keine Notwendigkeit, dass jeder Phasenschieber 103 parallel zu jeder Seite des transparenten Abschnitt 102 ist, vielmehr können die Phasenschieber 103 beispielsweise so wie in 5 gezeigt in jeder Weise vorgesehen sein, sofern sie den transparenten Abschnitt 102 so umgeben, dass die vorerwähnte Bedingung der Schiebermittenliniendistanz erfüllt ist. Der halbabschirmende Abschnitt 101 ist vorzugsweise zwischen dem transparenten Abschnitt 102 und dem Phaseschieber 103 eingeschlossen, jedoch kann der transparente Abschnitt 102 mit dem Phasenschieber 103 in Berührung sein, beispielsweise wie in 5D gezeigt, sofern die Schiebermittenliniendistanz die vorerwähnte Bedingung befriedigt. Bei jeder dieser oben beschriebenen Maskenstrukturen ist jedoch der Phasenschieber 103 entsprechend dem Hilfsmuster optimal so vorgesehen, dass seine Mittenlinie von der Mitte des transparenten Abschnitts 102 einen Abstand von 0,4 × λ/NA hat, und daher ist der transparente Abschnitt 102, der vorzugsweise zur Ausbildung eines feinen Kontaktmusters verwendet wird, stets kleiner als ein Quadrat oder ein Rechteck mit einer Seitenabmessung von 0,8 × λ/NA.
Als nächstes wird der Querschnittsaufbau der Fotomaske dieser Ausführungsform beschrieben. 6A bis 6D zeigen Varianten der Querschnittsgestalt der Fotomaske gesehen längs der Linie AB von 2A. Speziell hat die Fotomaske der ebenen Struktur aus dem transparenten Abschnitt 102, dem halbabschirmenden Abschnitt 101 entsprechend einem Abschirmmuster und dem Phasenschieber 103 entsprechend dem Hilfsmuster vier Grundtypen von Querschnittsstrukturen, wie in den 6A bis 6D gezeigt. Die Grundtypen der Querschnittstruktur der 6A bis 6D werden nun erläutert.
Zunächst wird bei der Fotomaske mit dem Querschnittsaufbau der in 6A gezeigten Art auf einem transparenten Substrat 100 beispielsweise aus Quarz ein erster Phasenschieberfilm 104 ausgebildet, um im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in entgegengesetzter Phase (nämlich eine Phasendifferenz von nicht weniger als (150 + 360 × n) Grad und nicht mehr als (210 + 360 × n) Grad (wobei n eine ganze Zahl ist)) gegenüber dem transparenten Abschnitt 102 hervorzurufen. Nachfolgend bedeutet das Hervorrufen einer Phasendifferenz in der entgegengesetzten Phase die Hervorrufung einer Phasendifferenz von nicht weniger als (150 + 360 × n) Grad und nicht mehr als (210 + 360 × n) Grad (wobei n eine ganze Zahl ist). Weiterhin wird auf dem ersten Phasenschieberfilm 104 ein zweiter Phasenschieberfilm 105 ausgebildet, um eine Phasendifferenz in der entgegengesetzten Phase gegenüber dem ersten Phasenschieberfilm 104 hervorzurufen. Die ersten und zweiten Phasenschieberfilme 104 und 105 haben Öffnungen in einem in einen transparenten Abschnitt bildenden Bereich, und der zweite Phasenschieberfilm 105 hat eine Öffnung in einem einen Phasenschieber bildenden Bereich. Somit wird der halbabschirmende Bereich 101, der aus einer mehrlagigen Struktur des zweiten Phasenschieberfilms 105 und des ersten Phasenschieberfilms 104 besteht, ausgebildet, und der Phasenschieber 103, der aus einer einlagigen Struktur aus dem ersten Phasenschieberfilm 104 besteht, wird ausgebildet. Ein belichteter Bereich des transparenten Substrats 100 entspricht auch dem transparenten Abschnitt 102.
Als nächstes wird in der Fotomaske des in 6B dargestellten Typs auf einem transparenten Substrat 100 beispielsweise aus Quarz ein halbabschirmender Film 106 ausgebildet, um im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in identischer Phase (nämlich eine Phasendifferenz von nicht weniger als (–30 + 360 × n) Grad und nicht mehr als (30 + 360 × n) Grad (wobei n eine ganze Zahl ist)) gegenüber dem transparenten Abschnitt 102 hervorzurufen. Eine Phasendifferenz in identischer Phase hervorzurufen bedeutet nachfolgend, eine Phasendifferenz von nicht weniger als (–30 + 360 × n) Grad und nicht mehr als (30 + 360 × n) Grad (wobei n eine ganze Zahl ist) hervorzurufen. Die halbabschirmende Film 106 hat Öffnungen jeweils in einem den transparenten Abschnitt bildenden Bereich und einem den Phasenschieber bildenden Bereich. Weiterhin wird ein Abschnitt in dem den Phasenschieber bildenden Bereich vertieft ausgebildet, um im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in der entgegensetzten Phase bezüglich des transparenten Bereiches 102 hervorzurufen. Der Phasenschieber 103 wird somit durch den vertieften Bereich 100a des transparenten Substrats 100 gebildet. Genauer gesagt, in der Fotomaske von 6B wird der halbabschirmende Film 106, der auf dem Quarz ausgebildet ist und minimal eine Phasendifferenz bezüglich des transparenten Abschnitts 102 verursacht, so behandelt, dass der halbabschirmende Abschnitt 101 als ein Abschnitt ausgebildet werden kann, wo der halbabschirmende Film 106 ausgebildet ist, der Phasenschieber 103 als vertiefter Abschnitt 100a des transparenten Substrats 100 ausgebildet werden kann, wo der halbabschirmende film 106 eine Öffnung hat, und der transparente Abschnitt 102 als eine weitere Öffnung des halbabschirmenden Films 106 ausgebildet werden kann (d.h. als ein freiliegender Abschnitt des transparenten Substrats 100).
Als nächstes wird in der Fotomaske mit der Querschnittsstruktur der Art, die in 6C gezeigt ist, auf einem transparenten Substrat 100 beispielsweise aus Quarz ein dünner Film 107, der die Phase des Belichtungslicht minimal ändert, auf der Basis des transparenten Abschnitts 102 ausgebildet. Mit anderen Worten, die Fotomaske von 6C ist eine Spezialform von Fotomasken, die zu dem Typ von 6B gehört. Speziell kann ein dünner Metallfilm mit einer Dicke von beispielsweise 30 nm oder weniger zur Ausbildung des dünnen Films 107 verwendet werden, der bezüglich des transparenten Abschnitts 102 eine Phasendifferenz von nicht weniger als (–30 + 360 × n) Grad und nicht mehr als (30 + 360 × n) Grad erzeugt (wobei n eine ganze Zahl ist) und eine Durchlässigkeit von 15% oder weniger hat. Der dünne Film 107 hat Öffnungen jeweils in einem den transparenten Abschnitt bildenden Bereich und einem den Phasenschieber bildenden Bereich. Weiterhin ist ein Abschnitt in dem den Phasenschieber bildenden Bereich des transparenten Substrats 100 um eine Tiefe vertieft, um im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in der entgegenge setzten Phase bezüglich des transparenten Abschnitts 102 zu erzeugen. Ähnlich der Fotomaske von 6B wird der Phasenschieber 103 somit durch den vertieften Bereich 100a des transparenten Substrats 100 gebildet.
In der Fotomaske des in 6A oder 6B gezeigten Typs sollte der Phasenschieberfilm zur Verursachung einer Phasendifferenz in der entgegengesetzten Phase oder der halbabschirmende Film zur Verursachung einer Phasendifferenz in der identischen Phase eine Dicke von etwa mehreren hundert nm zum Einstellen der Phase haben. Hingegen wird bei der Fotomaske des in 6C gezeigten Typs der dünne Film 107 mit einer Dicke von höchstens einigen zehn nm verwendet, und daher kann die Verfeinerungsbearbeitung zur Musterbildung im Maskenprozess einfach ausgeführt werden. Beispiele des Metallmaterials, das als dünner Film 107 verwendet werden kann, sind Metalle wie Cr (Chrom), Ta (Tantal), Zr (Zirkon), Mo (Molybdän) und Ti (Titan) und Legierungen aller dieser Metalle. Spezielle Beispiele für die Legierung sind Ta-Cr-Legierung, Zr-Si-Legierung, Mo-Si-Legierung und Ti-Si-Legierung. Wenn die Fotomaske des Typs von 6C verwendet wird, kann die Verfeinerungsbearbeitung im Maskierungsprozess leicht durchgeführt werden, da der zu bearbeitende Film der dünne Film 107 ist. Im Falle, wo es notwendig ist, ein sehr feines Muster zwischen dem transparenten Abschnitt 102 und dem Phasenschieber 103 zur Realisierung des Konturverbesserungsverfahrens vorzusehen, hat die Fotomaske des in 6C gezeigten Typs daher eine sehr gute Maskenstruktur.
Schließlich wird in der Fotomaske mit der Querschnittsstruktur des in 6D gezeigten Typs auf einem transparenten Substrat, 100 beispielsweise aus Quarz, ein Phasenschieberfilm 108 ausgebildet, um zu bewirken, dass im Belichtungslicht eine Phasendifferenz in der entgegengesetzten Phase bezüglich des Phasenschiebers 103 erzeugt wird. Der Phasenschieberfilm 108 hat Öffnungen jeweils in einem den transparenten Abschnitt bildenden Bereich und einem den Phasenschieber bildenden Bereich. Weiterhin ist zur Anpassung der Phase des durch den transparenten Abschnitt 102 hindurchgehenden Lichts mit der Phase des durch den halbabschirmenden Abschnitt 101 hindurchgehenden Lichts ein Abschnitt im den transparenten Abschnitt bildenden Bereich des transparenten Substrats 100 um eine Tiefe vertieft, die eine Phasendifferenz in der entgegengesetzten Phase bezüglich des Phasenschiebers 103 hervorruft. Speziell in der Fotomaske von 6D wird der Quarz ent sprechend dem transparenten Substrat 100 und dem Phasenschieberfilm 108 zur Erzeugung einer Phasendifferenz in der entgegengesetzten Phase jeweils so bearbeitet, dass der halbabschirmende Abschnitt 101 als der Abschnitt gebildet werden kann, wo der Phasenschieberfilm 108 ausgebildet wird, der transparente Abschnitt 102 kann als der vertiefte Abschnitt 100a des transparenten Substrats 100 ausgebildet werden, wo der Phasenschieberfilm 108 eine Öffnung hat, und der Phasenschieber 103 kann als eine Öffnung des Phasenschieberfilms 108 ausgebildet werden (d.h. ein freiliegender Abschnitt des transparenten Substrats 100). In der Fotomaske von 6D ist der Phasenschieber 103, der als ein feines Muster auf der Maske ausgebildet ist, als eine einfache Öffnung des Phasenschieberfilms 108 ausgebildet, und der transparente Abschnitt 102, der einer vergleichsweise großen Öffnung entspricht, ist ein geätzter Abschnitt des Quarzes. Daher kann die Tiefe des geätzten Abschnitts des Quarzes sehr leicht beeinflusst werden. Dementsprechend hat die Fotomaske des Typs von 6C eine besonders gute Maskenstruktur zur Realisierung des Konturverbesserungsverfahrens.
Es ist anzumerken, dass obgleich der halbabschirmende Film, der Phasenschieberfilm und dgl. als einlagige Filme in den 6A bis 6D gezeigt sind, jeder Film selbstverständlich auch als ein mehrlagiger Film ausgebildet sein kann.
MODIFIKATION VON AUSFÜHRUNGSFORM 1
Eine Fotomaske, die bei einer Modifikation von Ausführungsform 1 verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
7A ist eine Draufsicht auf die Fotomaske dieser Modifikation. Die Fotomaske dieser Modifikation wird zur Ausbildung eines feinen Zwischenraummusters verwendet. Speziell ist ein auszubildendes gewünschtes Muster in dieser Modifikation ein linienförmiges, feines Zwischenraummuster, das von der Ausführungsform 1 verschieden ist, in der ein gewünschtes Muster ein Kontaktlochmuster ist. Hier bedeutet ein linienförmiges Muster ein Muster, das eine optisch ausreichend lange Längsabmessung aufweist, und bedeutet spezieller ein Muster mit einer Längsabmessung von 2 × λ/NA oder mehr.
Wie in 7A gezeigt, ist auf einem transparenten Substrat 100 ein halbabschirmender Abschnitt 101 ausgebildet, so dass er eine ausreichend große Fläche in der gleichen Weise bedeckt, wie bei der Fotomaske der in 2A gezeigten Ausführungsform 1. Auch ist in einer Position des halbabschirmenden Abschnitts 10 entsprechend einem auf einem Wafer durch die Belichtung auszubildenden gewünschten Muster ein Öffnungsmuster entsprechend einem transparenten Abschnitt 102 vorgesehen. Weiterhin sind Hilfsmuster, die Phasenschiebern 103 entsprechen, um dem transparenten Abschnitt 102 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 101 dazwischen liegt, beispielsweise dass sie parallel zu den entsprechenden Längsseiten des linienförmigen transparenten Abschnitts 102 sind. Mit anderen Worten, die Phasenschieber 103 sind so vorgesehen, dass sie den transparenten Abschnitt 102 zwischen sich einschließen. Bei dieser Modifikation wird angenommen, dass der halbabschirmende Abschnitt 101 eine Durchlässigkeit von beispielsweise 6% hat. Speziell beim Ausbilden eines linienförmigen Zwischenraummusters ist die Lichtmenge, die durch den transparenten Abschnitt 102 hindurchgeht, größer als bei der Erstellung eines Kontaktlochmusters, und daher ist die bevorzugte Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts 101 geringer als beim Ausbilden eines Kontaktlochmusters, und daher ist die bevorzugte Durchlässigkeit etwa 6%.
Es wird angenommen, dass die Belichtungswellenlänge und die numerische Apertur eines die Fotomaske der 7A verwendenden Systems λ bzw. NA sind, ist die bevorzugteste Struktur zum Bilden eines feinen Zwischenraummusters eine Struktur, in der eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 103, die paarweise einander gegenüberliegen mit dem transparenten Abschnitt 102 zwischen sich 0,65 × λ/NA ist, wie oben beschrieben. Mit anderen Worten, jeder Phasenschieber 103 ist optimal so vorgesehen, dass seine Mittenlinie in einer von der Mitte des transparenten Abschnitts 102 um eine Distanz von 0,325 × λ/NA entfernten Position liegt. Weiterhin ist im Falle, dass die Durchlässigkeit des Phasenschiebers 103 so eingestellt ist, dass sie die gleiche ist, wie die des transparenten Abschnitts 102, die Breite des Phasenschiebers 103 optimal auf 0,10 × λ/NA eingestellt.
Nun wird eine gute Mustererstellungscharakteristik der Fotomaske mit dem oben beschriebenen Aufbau der zur Erstellung eines feinen Zwischenraummusters ange geben ist, und spezieller zur Erstellung eines linienförmigen Zwischenraummusters mit einer Breite von 0,4 × λ/NA oder weniger geeignet ist, auf der Grundlage eines Simulationsergebnisses beschrieben.
Es wird bei der Simulation angenommen, dass der transparente Abschnitt 102 ein linienförmiges Muster einer Breite W ist, dass jeder Phasenschieber 103 parallel zu jeder Längsseite des transparenten Abschnitts 102 angeordnet und ein rechteckiges Muster (ein linienförmiges Muster) mit einer Breite d ist, und dass die Mittenlinie eines jeden Phasenschiebers 103 von der Mitte des transparenten Abschnitts 102 um eine Distanz PW in der Fotomaske von 7A beabstandet angeordnet ist. Mit anderen Worten, eine Distanz zwischen den Mittenlinien der beiden Phasenschieber 103, die einander gegenüberliegen mit dem transparenten Abschnitt 102 zwischen sich, ist 2 × PW. Es wird weiterhin angenommen, dass der halbabschirmende Abschnitt 101, der als Hintergrund dient, eine Durchlässigkeit von 6% hat. Unter diesen Bedingungen wird die Lichtintensität bezüglich zahlreicher Kombinationen der Breite W, der Distanz PW und der Breite d simuliert. Bei dieser Simulation wird eine optische Berechnung unter der Annahme ausgeführt, dass die Belichtung mit der Belichtungswellenlänge λ von 193 nm und der numerischen Apertur NA von 0,7 ausgeführt wird. Weiterhin wird angenommen, dass 2/3 Ringbeleuchtung mit dem Außendurchmesser eines Kohärenzgrades von 0,8 und dem Innendurchmesser eines Kohärenzgrades 0,53 verwendet wird.
7B zeigt eine Lichtintensitätsverteilung, die auf einem Wafer (in einer Position entsprechend der Linie AB von 7A) durch Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 7A ausgebildet wird. Die Lichtintensitätsverteilung von 7B hat ein Profil mit einer Spitze an einer Stelle, die der Mitte des transparenten Abschnitts 102 entspricht. In diesem Falle ist es notwendig, dass die Spitzenintensität 10 nicht kleiner als ein gegebener Wert ist, um ein Resist entsprechend der Mitte des transparenten Abschnitts 102 zu sensibilisieren. Spitzenintensität 10, die notwendig ist, das Resist zu sensibilisieren, hängt von dem verwendeten Resistmaterial ab, und es ist experimentell ermittelt worden, dass die zur Ausbildung eines feinen Zwischenraummusters mit einer Breite von 0,4 × λ/NA oder weniger notwendige Spitzenintensität Io etwa 0,25 ist.
Die Analysenergebnisse der Fotomaske dieser Modifikation zeigten sich ähnlich der in den 3A bis 3C in Ausführungsform 1 erzielten Ergebnisse und sind in den 8A bis 8C gezeigt.
8A zeigt die Kombinationen der Breite W, der Distanz PW und der Breite d zum Erzielen der Spitzenintensität Io von 0,25 in der Fotomaske von 7A, erhalten als Ergebnis der Simulation. Speziell zeigt 8A die Breite W des transparenten Abschnitts 102 zum Erzielen der Spitzenintensität Io von 0,25 über der Schiebermittenliniendistanz 2 × PW aufgetragen. 8A zeigt auch die Zusammenhänge zwischen der Schiebermittenliniendistanz 2 × PW und der Breite W, die man erhält, wenn die Breite d des Phasenschiebers 103 gleich 20 nm, 30 nm, 40 nm und 50 nm ist. Mit anderen Worten, die Lichtintensitätsverteilung der Spitzenintensität Io von 0,25 kann durch Verwendung aller Kombinationen der Distanz PW und der Breite W und der Breite d gemäß dem Graph von 8A gebildet werden. Weiterhin entspricht unter diesen Kombinationen die eine, die die maximale Fokustiefe oder den maximalen Belichtungsbereich hat, einer Maskenstruktur, die eine gute Musterbildungscharakteristik hat.
8B zeigt ein Simulationsergebnis für die Fokustiefe, wobei ein Zwischenraummuster mit einer Breite von 100 nm unter Verwendung eines Maskenmusters gebildet wird, das die Kombination der Distanz PW, der Breite W und der Breite d gemäß dem Graph von 6A hat. In 8B gibt die Abszisse die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW an, und der Wert der Fokustiefe ist unter Verwendung der Breite d als Parameter auf der Ordinate aufgetragen.
In gleicher Weise zeigt 8C ein Simulationsergebnis für den Belichtungsbereich, wobei ein Zwischenraummuster mit einer Breite von 100 nm unter Verwendung eines Maskenmusters gebildet wird, das die Kombination aus der Distanz PW, der Breite W und der Breite d gemäß 8A hat. In 8C gibt die Abszisse die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW an, und der Wert des Belichtungsbereichs ist unter Verwendung der Breite d als Parameter auf der Ordinate aufgetragen.
Wie in den 8B und 8C gezeigt, haben ohne Rücksicht auf den Wert der Breite d des Phasenschiebers sowohl die Fokustiefe als auch der Belichtungsbereich die maximalen Werte, wenn die Schiebermittenliniendistanz 2 × PW einen Wert in der Nähe von 0,65 × λ/NA (= etwa 180 nm) hat. Dass der optimale Wert der Schiebermittenliniendistanz 2 × PW nicht von der Breite d des Phasenschiebers abhängt, bedeutet, dass der optimale Wert auch nicht von der Durchlässigkeit des Phasenschiebers abhängt.
Weiterhin haben bei Phasenschiebern, deren Mittenliniendistanz 2 × PW etwa 0,65 × λ/NA beträgt, sowohl die Fokustiefe als auch der Belichtungsbereich ausreichend große Werte, wenn die Breite d des Phasenschiebers etwa 0,10 × λ/NA (= 30 nm) ist.
Es versteht sich aus diesen Ergebnissen, dass eine Maskenstruktur, bei der die Phasenschieber 103 paarig zueinander mit dem transparenten Abschnitt 102 zwischen sich angeordnet sind, jeder Phasenschieber 103 eine Breite von 0,10 × λ/NA hat und die Schiebermittenliniendistanz 0,65 × λ/NA ist, zur Bildung eines feinen Zwischenraummusters gut ist. Im Vergleich zur Ausführungsform 1 ist der Lichtinterferenzeffekt groß, da der transparente Abschnitt 102 bei dieser Ausführungsform die Gestalt einer Linie hat, und daher ist die optimale Position eines jeden Phasenschiebers 103 dichter an der Mitte des transparenten Abschnitts 102.
Weiterhin ergibt sich aus der Bezugnahme auf die Graphe der 8B und 8C im Detail, dass eine große Fokustiefe und ein großer Belichtungsbereich erzielt werden können, sofern die Breite d des Phasenschiebers nicht kleiner als 0,05 × λ/NA und nicht größer als 0,2 × λ/NA ähnlich Ausführungsform 1 ist. Es versteht sich auch, dass eine große Fokustiefe und ein großer Belichtungsbereich erzielt werden können, wenn die Schiebermittenliniendistanz nicht kleiner als 0,5 × λ/NA und nicht größer als 0,9 × λ/NA ist (nämlich die Distanz zwischen der Mittenlinie des Phasenschiebers und der Mitte des transparenten Abschnitts nicht kleiner als 0,25 × λ/NA und nicht größer als 0,45 × λ/NA ist). Weiterhin, um eine Fokustiefe und einen Belichtungsbereich zu erzielen, die sich ihren Maximalwerten annähern, ist die Breite des Phasenschiebers vorzugsweise nicht kleiner als 0,1 × λ/NA und nicht größer als 0,15 × λ/NA, und die Schiebermittenliniendistanz ist vorzugsweise nicht kleiner als 0,55 × λ/NA und nicht größer als 0,85 × λ/NA (nämlich die Distanz zwischen der Mittenlinie des Phasenschiebers und der Mitte des transparenten Abschnitts ist vorzugsweise nicht kleiner als 0,275 × λ/NA und nicht größer als 0,425 × λ/NA).
Die in den 8B und 8C gezeigten Ergebnisse werden als Daten beschrieben, die man in dem beispielhaften Fall erhält, bei dem die numerische Apertur NA gleich 0,7 ist, und die Simulation wird in gleicher Weise unter der Annahme ausgeführt, dass die numerische Apertur NA gleich 0,6 und 0,8 ist. Folglich bestätigt sich, dass die optimale Maskenstruktur nicht vom Wert der numerischen Apertur NA abhängt.
Bei dieser Modifikation ist der optimale Wert der Breite d des Phasenschiebers 0,10 × λ/NA unter der Annahme, dass die Durchlässigkeit des Phasenschiebers dieselbe ist, wie die des transparenten Abschnitts. Im Falle, dass der Phasenschieber eine Durchlässigkeit hat, die von der des transparenten Abschnitts abweicht, nämlich im Falle, dass die effektive relative Durchlässigkeit des Phasenschiebers (des Hilfsmusters) zum transparenten Abschnitt nicht 1 ist, wird die Breite des Phasenschiebers entsprechend der relativen Durchlässigkeit so verändert, dass eine äquivalente Durchlässigkeitseigenschaft erreicht wird. Speziell unter der Annahme, dass die relative Durchlässigkeit T ist, wird die Breite d des Phasenschiebers vorzugsweise auf (0,10 × λ)/(NA × T^0,5) eingestellt. Die optimale Distanz von der Mitte des transparenten Abschnitts zur Mittenlinie des Phasenschiebers ist 0,325 × λ/NA ohne Rücksicht auf die Durchlässigkeit und die Breite des Phasenschiebers.
Weiterhin ist die Breite d des Phasenschiebers vorzugsweise nicht kleiner als (0,05 × λ)/(NA × T^0,5) und nicht größer als (0,2 × λ)/(NA × T^0,5), und vorzugsweise nicht kleiner als (0,1 × λ)/(NA × T^0,5) und nicht größer als (0,15 × λ)/(NA × T^0,5) Auf diese Weise ist die optimale Position des Phasenschiebers, der als Hilfsmuster auf der Grundlage des Konturverbesserungsverfahrens vorgesehen ist (d.h. die optimale Position seiner Mittenlinie), eine Position, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Distanz entfernt ist, die nicht größer als die Wellenlänge λ des Belichtungslichts bei dieser Ausführungsform ist. Dementsprechend kann abweichend von der konventionellen Technik, wo ein Hilfsmuster in einer Position vorgesehen sein sollte, die von der Mitte eines transparenten Abschnitts um eine Distanz entfernt liegt, die nicht kleiner als die Wellenlänge λ ist, ein Hilfsmuster zwischen dicht angeordneten transparenten Abschnitten (entsprechend Zwischenraummustern) vorgesehen werden, indem das Konturverbesserungsverfahren verwendet wird.
Mit anderen Worten, gemäß dieser Ausführungsform kann der Kontrast der Lichtintensitätsverteilung zwischen dem transparenten Abschnitt 102 und dem Hilfsmuster durch Ausnutzung gegenseitiger Interferenz zwischen dem Licht, das durch den transparenten Abschnitt 102 gelangt, und dem Licht, das durch den Phasenschieber 103, nämlich dem Hilfsmuster, gelangt, hervorgehoben werden. Dieser Effekt zur Hervorhebung des Kontrastes kann auch im Falle erzielt werden, wo ein feines, isoliertes Zwischenraummuster entsprechend dem transparenten Abschnitt 102 beispielsweise durch den Positivresistprozess unter Verwendung der Schrägeinfallsbelichtung ausgebildet wird. Dementsprechend können ein isoliertes Zwischenraummuster und ein isoliertes Linienmuster oder dichte Muster gleichzeitig durch Verwendung der Schrägeinfallsbelichtung dünner gemacht werden. Weiterhin kann selbst im Falle, dass komplizierte und feine Zwischenraummuster eng beieinander liegen, ein Muster mit einer gewünschten Abmessung in zufrieden stellender Weise hergestellt werden.
Bei dieser Modifikation sind Phasenschieber 103 parallel zum transparenten Abschnitt 102 vorgesehen. Die Phasenschieber 103 müssen aber nicht vollständig parallel zum transparenten Abschnitt 102 liegen. Speziell selbst wenn ein gewünschtes Muster beispielsweise ein einfaches rechteckiges Muster ist, ist die Musterbreite des transparenten Abschnitts zur Erzielung des gewünschten Musters manchmal auf einer Fotomaske gegenüber jeden kleinen Längeneinheit verändert. In einem solchen Falle ist es nicht notwendig, die Phasenschieber so anzuordnen, dass sie der Änderung der Kontur des transparenten Abschnitts vollständig folgen. Mit anderen Worten, die Phasenschieber 103 können im Wesentlichen parallel zur transparenten Abschnitt 102 vorgesehen werden. Der optimale Wert der Schiebermittenliniendistanz, nämlich der Distanz zwischen der Mittenlinien der gepaarten Phasenschieber 103 mit dem transparenten Abschnitt 102 zwischen ihnen, ist jedoch 0,65 × λ/NA, und daher ist der transparente Abschnitt 102, der zur Ausbildung eines feinen Zwischenraummusters verwendet wird, stets ein Linienmuster mit einer Breite von weniger als 0,65 × λ/NA.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
Eine Fotomaske, die bei Ausführungsform 2 der Erfindung verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
9 ist eine Draufsicht auf die Fotomaske von Ausführungsform 2. Die Fotomaske dieser Ausführungsform wird zur gleichzeitigen Ausbildung mehrerer feiner Kontaktmuster verwendet.
Wie in 9 gezeigt, wird auf einem transparenten Substrat 200 ein halbabschirmender Abschnitt 201 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. Weiterhin sind in Positionen des halbabschirmenden Abschnitts 201, die gewünschten, auf einem Wafer durch Belichtung auszubildenden Kontaktmustern entsprechen, ein transparenter Abschnitt 202, ein Paar transparente Abschnitte 203 und 204 und ein Paar transparenter Abschnitte 205 und 206 als Öffnungsmuster vorgesehen. In diesem Falle ist der transparente Abschnitt 202 ein Öffnungsmuster entsprechend einem isolierten Kontaktmuster, und jeder der transparenten Abschnitt 203 und 205 ist ein Öffnungsmuster entsprechend einem Kontaktmuster, neben dem ein anderes Kontaktmuster dicht angeordnet ist. Weiterhin sind um dem transparenten Abschnitt 202 Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 207 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 201 dazwischen eingeschlossen ist, beispielsweise parallel zur entsprechenden Seiten des transparenten Abschnitts 202 in der Gestalt eines Quadrats oder eines Rechtecks, um den transparenten Abschnitt 202 zu umgeben. In gleicher Weise sind um jeden der transparenten Abschnitte 203 bis 206 Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 208, 209, 210 oder 211 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 201 dazwischen angeordnet ist, beispielsweise um parallel zu entsprechenden Seiten eines jeden der transparenten Abschnitte 203 bis 206 zu sein und den transparenten Abschnitt 203, 204, 205 oder 206 zu umgeben.
Die Phasenschieber 207, die um dem transparenten Abschnitt 202 vorgesehen sind, sind so angeordnet, dass eine Maskenstruktur erzielt wird, die gut zum Ausbilden eines isolierten Kontaktmusters geeignet ist, und jeder Phasenschieber 207 hat eine Breite d0.
Der transparente Abschnitt 203 liegt dicht an dem anderen transparenten Abschnitt 204. In diesem Falle sind unter den Phasenschiebern 208 und 209, die jeweils um den transparenten Abschnitten 203 und 204 vorgesehen sind, jene, die in einem Bereich angeordnet sind, die zwischen den transparenten Abschnitten 203 und 204 liegen, als Phasenschieber 208a und Phasenschieber 209a bezeichnet. Weiterhin liegt der transparente Abschnitt 205 nahe an dem anderen transparenten Abschnitt 206. In diesem Falle sind unter den Phasenschiebern 210 und 211, die jeweils um den transparenten Abschnitten 205 und 206 angeordnet sind, jene, die in einem Bereich liegen, der zwischen den transparenten Abschnitten 205 und 206 liegen, als Phasenschieber 210a und Phasenschieber 211a bezeichnet.
Als eine Charakteristik dieser Ausführungsform hat unter der Annahme, dass die Phasenschieber 208a und 209a Breiten d1 bzw. d2 haben und eine Distanz zwischen Mittenlinien der Phasenschieber 208a und 209a gleich G ist, die Fotomaske eine Struktur, in der eine Beziehung (d1 + d2) < 2 × d0 befriedigt wird unter einer Bedingung, dass die Distanz G1 gleich 0,5 × λ/NA oder kleiner ist. Mit anderen Worten, wenn d1 = d2, dann gilt d1 < d0 und d2 < d0. In diesem Falle hat unter den Phasenschiebern 208, die den transparenten Abschnitt 203 umgeben, jeder der Phasenschieber 208b, die auf Seiten nicht nahe am anderen transparenten Abschnitt 204 liegen, die Breite d0.
Weiterhin hat als weitere Charakteristik dieser Ausführungsform unter der Annahme, dass die Phasenschieber 210a und 211a die Breiten d3 bzw. d4 haben und eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 210a und 211a gleich G2 ist, die Fotomaske eine Struktur, in der eine Beziehung (d3 + d4) < (d1 + d2) <2 × d0 befriedigt wird unter einer Bedingung von G2 < G1 < 0,5 × λ/NA. Mit anderen Worten, wenn d3 = d4 und d1 = d2, gilt d3 = d4 < d1 = d2 < d0. In diesem Falle hat unter den Phasenschiebern 210, die den transparenten Abschnitt 205 umgeben, jeder der Phasenschieber 210b, der auf Seiten nicht nahe zum anderen transparenten Abschnitt 206 liegt, die Breite d0.
Genauer gesagt, im Verhältnis zwischen Phasenschiebern, die einen transparenten Abschnitt umgeben, und Phasenschiebern, die einen anderen transparenten Abschnitt umgeben, haben im Falle, wo Phasenschieber dieser transparenten Abschnitte benachbart und eng zueinander liegen und eine gegebene oder kleinere Distanz zueinander haben, bei dieser Ausführungsform diese eng liegenden Phasenschieber kleinere Breiten als die keinen eng benachbarten Phasenschieber haben, der in einer gegebenen oder kleineren Distanz angeordnet ist. In diesem Falle sind die Breiten der Phasenschieber, die einander eng benachbart sind oder um eine gegebene oder kleinere Distanz beabstandet sind, vorzugsweise proportional zu einer Distanz (einem engen Abstand) zwischen diesen Phasenschiebern. Alternativ ist im Falle der Fotomaske von 9 eine Differenz zwischen der Breite d1 und des Phasenschiebers 208a (oder der Breite d2 des Phasenschiebers 209a) und der Breite d3 des Phasenschiebers 210a (oder der Breite d4 des Phasenschiebers 211a) vorzugsweise proportional zur einer Differenz zwischen den Distanzen G1 und G2.
Gemäß dieser Ausführungsform kann der Kontrakt der Lichtintensitätsverteilung zwischen dem transparenten Abschnitt und dem Hilfsmuster durch Verwendung gegenseitiger Interferenz zwischen Licht, das durch jeden transparenten Abschnitt hindurchgeht, und Licht, das durch die Phasenschieber, nämlich die Hilfsmuster, die um den transparenten Abschnitt vorgesehen sind, hindurchgeht, hervorgehoben werden. Dieser Effekt zur Hervorhebung des Kontrastes kann auch im Falle erreicht werden, dass ein feines isoliertes Zwischenraummuster entsprechend dem transparenten Abschnitt beispielsweise durch den Fotoresistprozess unter Verwendung der Schrägeinfallstechnik ausgebildet wird. Dementsprechend können ein isoliertes Zwischenraummuster und ein isoliertes Linienmuster oder Dichtemuster gleichzeitig durch Verwendung der Schrägeinfallstechnik dünner gemacht werden. Selbst im Falle, dass komplizierte und feine Zwischenraummuster eng zueinander liegen, kann weiter ein Muster mit einer gewünschten Abmessung in zufrieden stellender Weise hergestellt werden.
Nun werden ein isoliertes Kontaktloch und dicht angeordnete Kontaktlöcher, die in zufrieden stellender Weise unter Verwendung der Fotomaske dieser Ausführungs form erstellt werden, im Detail auf der Basis von Simulationsergebnissen beschrieben.
10A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, die bei der Simulation zur Bestätigung des Effekts dieser Ausführungsform verwendet wird. Wie in 10A gezeigt, ist auf einem transparenten Substrat 250 ein halbabschirmender Abschnitt 251 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. Weiter sind in Positionen im halbabschirmenden Abschnitt 251, die gewünschten, auf einem Wafer durch Belichtung herzustellenden Kontaktmustern entsprechen, mehrere transparente Abschnitte 252 jeweils in Gestalt eines Quadrats mit einer Seitenabmessung W benachbart zueinander vorgesehen. Um jeden der transparenten Abschnitte 252 sind auch Phasenschieber (Hilfsmuster) 253 so vorgesehen, dass ihre Mittenlinien in Positionen liegen, die von der Mitte eines jeden transparenten Abschnitts 252 einen Abstand PW0 haben. In diesem Falle hat jeder Phasenschieber 253 eine rechteckige Gestalt mit einer Breite d und einer Länge t. Weiterhin wird angenommen, dass eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 253, die eng benachbart zueinander sind, in einem Bereich, der zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten 252 liegt (nachfolgend als benachbarte Schieberdistanz bezeichnet) eine Distanz G ist.
10B zeigt das Profil einer Lichtintensitätsverteilung, die durch Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 10A erreicht wird. In 10B ist die Lichtintensität, die in der Mitte des transparenten Abschnitts 252 erzielt wird, mit Ip bezeichnet, die Lichtintensität, die sich in der Mitte zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten 252 ergibt, ist als Is ausgedrückt, und die Lichtintensität, die man an einer Position erzielt, wo die Lichtintensität in der Peripherie des transparenten Abschnitts 252 minimal ist, wird Ib bezeichnet. In diesem Falle entspricht die Mitte zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten 252 der Mitte der benachbarten Phasenschieber 253. Weiter wird die Lichtintensitätssimulation unter Bedingungen ausgeführt, dass die Belichtungswellenlänge λ gleich 193 nm und die numerische Apertur NA gleich 0,65 sind. Weiterhin wird angenommen, dass 2/3 Ringbeleuchtung verwendet wird mit einem Außendurchmesser eines Kohärenzgrades von 0,8 und einem Innendurchmesser eines Kohärenzgrades von 0,53. Außerdem ist die Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts 201 auf 6% eingestellt.
Weiterhin ist bei der Fotomaske von 10A zum Zwecke, dass jedes Kontaktmuster zufriedenstellend selbst in einem isolierten Zustand ausgebildet werden kann, die Breite d eines jeden Phasenschiebers 253 auf etwa 0,15 × λ/NA (= etwa 44 nm) eingestellt und die Distanz PW0 zwischen dem Phasenschieber 253 und dem transparenten Abschnitt 252 auf etwa 0,4 × λ/NA (0 etwa 120 nm) eingestellt. Zur Einstellung der Kontaktlochgröße auf eine gewünschte Größe von 100 nm sind darüber hinaus die Seitenabmessung W des transparenten Abschnitt 252 und die Länge t des Phasenschiebers 253 auf 160 nm eingestellt. Bei der vorgenannten Maskenstruktur zur zufriedenstellenden Ausbildung eines isolierten Musters ist die Abhängigkeit der Lichtintensitäten Ib und Is von der Distanz G benachbarter Schieber, wie durch die Simulation berechnet, in einem Graph von 11A gezeigt, wo der Wert der Nachbarschieberdistanz G mit λ/NA normiert ist.
Wie in 11A gezeigt, ist die Lichtintensität Ib ausreichend niedrig, wenn die Nachbarschieberdistanz G größer als 0,5 × λ/NA ist. Mit anderen Worten, eine Lichtintensitätsverteilung mit hohem Kontrast wird in diesem Falle realisiert, und daher kann unter Verwendung der Fotomaske eine gute Mustererstellung realisiert werden. Wenn jedoch die Nachbarschieberdistanz G nicht größer als 0,5 × λ/NA ist, dann ist die Lichtintensität Ib groß. Mit anderen Worten, der Kontrast wird vermindert, weil eine ausreichende Abschirmeigenschaft zwischen den benachbarten zwei Kontaktmustern bei der Kontaktmustererstellung nicht erzielt werden kann. In diesem Falle kann keine gute Musterherstellung ausgeführt werden.
Dieses Phänomen tritt aus dem folgenden Grunde auf: Wenn eine Distanz zwischen Kontaktlöchern bei gewünschten dichten Kontaktlöchern klein ist, dann ist die Breite eines halbabschirmenden Abschnitts, der zwischen Phasenschiebern auf der Maske eingeschlossen ist, so klein, dass der halbabschirmende Abschnitt nicht ausreichend Licht durchlassen kann. Dieses Phänomen wird nun in größerem Detail beschrieben.
Ein Öffnungsmuster (ein transparenter Abschnitt) und ein halbabschirmender Abschnitt sind Bereiche zum Durchlassen von Licht in der positiven Phase, während ein Phasenschieber ein Bereich zum Durchlassen von Licht in der negativen Phase ist. Weiterhin wird die Lichtintensität Ib in einem dunklen Teil (in der Peripherie des transparenten Abschnitts) erzielt, indem das Licht in der positiven Phase, die durch das Öffnungsmuster den halbabschirmenden Abschnitt hindurchgegangen ist, durch das Licht in der negativen Phase, das durch den Phasenschieber hindurchgegangen ist, ausgelöscht wird. Die Lichtintensität Ib im dunklen Teil kann ausreichend klein sein, wenn das Licht in der positiven Phase mit dem Licht in der negativen Phase im Gleichgewicht ist. Speziell wenn die Nachbarschieberdistanz G ausreichend groß ist, dann ist die Lichtmenge, die durch den halbabschirmenden Abschnitt hindurchgeht, ausreichend groß, und daher entspricht die Lichtintensität Is der Durchlassigkeit des halbabschirmenden Abschnitts. Wenn die Nachbarschieberdistanz G jedoch λ/NA oder weniger ist, dann ist die Fläche des halbabschirmenden Abschnitts, der zwischen den Phasenschiebern eingeschlossen ist, entsprechend vermindert, und daher ist die Lichtmenge, die durch den halbabschirmenden Abschnitt gelangt, vermindert. Man kann ermitteln, dass dieses auch daran liegt, dass der Wert der Lichtintensität Is vermindert ist, die Nachbarschieberdistanz G gleich λ/NA oder geringer ist, wie im Graph von 11A gezeigt. Mit anderen Worten, in dem Verhältnis zwischen dem Licht in der positiven Phase und dem Licht in der negativen Phase, die im Gleichgewicht sind, wenn der halbabschirmende Abschnitt mit ausreichend großer Fläche zwischen den benachbarten Phasenschiebern eingeschlossen ist, wird das Licht in der negativen Phase weniger stark, wenn die Fläche des halbabschirmenden Abschnitts verkleinert ist. Wenn das Licht in der negativen Phase stärker wird, dann nimmt auch die Lichtintensität Ib zu, was zu einer Herabsetzung des Kontrasts in der Lichtintensitätsverteilung führt.
Um dieses Phänomen zu vermeiden, wird dementsprechend die Lichtmenge, die durch den Phasenschieber gelangt, vermindert, wenn die Fläche des halbabschirmenden Abschnitts, der zwischen den benachbarten Phasenschiebern eingeschlossen ist, kleiner wird. Als ein Verfahren, das für diesen Zweck eingesetzt wird, wird die Breite des Phasenschiebers verringert.
Der vorliegende Erfinder hat Nachfolgendes durch detaillierte Analyse des Simulationsergebnisses ermittelt: Angenommen, dass ein Phasenschieber, der in der Lage ist, eine gute Musterbildung zu realisieren, wenn die Nachbarschieberdistanz G ausreichend groß ist, eine Breite d0 hat, wenn die Nachbarschieberdistanz G gleich 0,5 × λ/NA oder kleiner ist, können dichte Kontaktlochmuster zufriedenstellend auch ge bildet werden, indem die Breite d des Phasenschiebers auf d0 × (0,5 + G)/(λ/NA) eingestellt wird.
11B zeigt das Ergebnis der Simulation, die ähnlich der zum Erhalten von 10B ausgeführt wird, und speziell zeigt sie die Lichtintensitätsverteilung, die an einer Stelle entsprechend der Linie AB der Fotomaske von 10A gebildet wird. 11B zeigt die Ergebnisse der Lichtintensitätsverteilungssimulation, die unter der Annahme ausgeführt wird, dass die Nachbarschieberdistanz G gleich 0,3 × λ/NA ist, wobei die Breite d auf die Breite d0 (etwa 0,15 × λ/NA (= ungefähr 44 nm)) eingestellt ist, was eine optimale Abmessung zur Bildung eines isolierten Kontaktmusters ist, und die Breite d des Phasenschiebers auf 0,8 × d0 reduziert ist. Wie in 11B gezeigt, kann eine Lichtintensitätsverteilung mit hohem Kontrast durch Verringern der Breite d des Phasenschiebers erzielt werden.
11C zeigt auch das Ergebnis der Simulation ähnlich jener, die zum Erzielen von 10B ausgeführt wird, und zeigt speziell die Lichtintensitätsverteilung, die an der Stelle entsprechend der Linie AB in der Fotomaske von 10A gebildet wird. 11C zeigt die Ergebnisse der Lichtintensitätsverteilungssimulation, die unter der Annahme durchgeführt wird, dass die Nachbarschieberdistanz G weiter auf 0,2 × λ/NA vermindert wird, wobei die Breite d des Phasenschiebers auf die Breite d0 eingestellt ist und die Breite d auf 0,7 × d0 verringert ist. Wie in 11C gezeigt, kann eine Fotomaske, die in der Lage ist, eine Lichtintensitätsverteilung mit hohem Kontrast zu realisieren, durch Vermindern der Breite d des Phasenschiebers in Übereinstimmung mit der Verminderung der Nachbarschieberdistanz G erhalten werden.
Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Simulationen kann man verstehen, dass wenn Phasenschieber (Hilfsmuster) auf der Basis des Konturverbesserungsverfahrens angeordnet sind und Phasenschieber, die jeweils benachbarten transparenten Abschnitten entsprechen, parallel zueinander mit halbabschirmenden Abschnitt dazwischen eingeschlossen angeordnet sind und die Nachbarphasenschieberdistanz 0,5 × λ/NA oder weniger ist, die Breite eines jeden Phasenschiebers vorzugsweise proportional zur Nachbarphasenschieberdistanz vermindert wird.
Wie in 12A gezeigt, ist eine typische Distanz (eine optimale Distanz) PW0 zwischen der Mitte einer Öffnung (d.h. eines transparenten Abschnitts 252) zur Mittenlinie eines Phasenschiebers 253 zur Bildung eines feinen Kontaktmusters gleich 0,4 × λ/NA (siehe Ausführungsform 1). Demgemäß entspricht der Fall, bei dem die Nachbarschieberdistanz G gleich 0,5 × λ/NA oder weniger ist, nämlich der Fall, bei dem die Breite d eines Phasenschiebers 253, der zwischen benachbarten transparenten Abschnitten angeordnet ist, vorzugsweise verringert ist, dem Fall der Bildung dichter Löcher, bei dem eine gewünschte Distanz P (= 2 × PW0 + G) zwischen den Mitten der transparenten Abschnitte 252 entsprechend benachbarten Kontaktlöchern gleich 1,3 × λ/NA oder weniger ist, wie in 12B gezeigt.
Dementsprechend hat in einer solchen Maskenstruktur unter der Annahme, dass ein Phasenschieber 253, der in einem Bereich sandwichartig zwischen den transparenten Abschnitten 252 (Öffnungsmuster) benachbart zueinander mit der Distanz P zwischen ihren Mitten von 1,3 × λ/NA oder weniger eingeschlossen ist, eine Breite d hat, und dass ein weiterer Phasenschieber 253, der in dem anderen Bereich (d.h. einem Bereich, wo die Distanz P nicht 1,3 × λ/NA oder weniger ist) eine Breite d0 hat, wie in 13A gezeigt, diese Breiten d und d0 so eingestellt sind, dass sie d < d0 befriedigen, während jeder Phasenschieber 253 eine Länge t ohne Rücksicht auf seine Position hat.
In 13A ist die Breite des Phasenschieber 253, der in der Fläche vorgesehen ist, die sandwichartig zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten (Öffnungsmustern) 252 vorgesehen ist, vermindert, um die Lichtmenge in der negativen Phase, die durch den Phasenschieber 253 gelangt, zu vermindern. Dementsprechend können bezüglich des Phasenschiebers 253, der zwischen den benachbarten Öffnungsmusters vorgesehen ist, die zwei Phasenschieber 253, die in 13A gezeigt sind, durch einen einzigen Phasenschieber 253 ersetzt werden, der in 13B gezeigt ist, sofern seine Breite d1 die Bedingung d1 < 2 × d0 befriedigt.
In 13A ist auch die Breite des Phasenschiebers 253, der zwischen den benachbarten Öffnungsmustern eingeschlossen ist, vermindert. Stattdessen kann die Länge des Phasenschiebers 253 verringert werden, wie in 13C gezeigt. Speziell unter der Annahme, dass die zwei Phasenschieber 253, die zwischen den Öffnungsmus tern angeordnet sind, eine Breite d2 und eine Länge t2 haben, sind die Breite und die Länge so eingestellt, dass sie die Bedingung t2 × d2 < t × d0 befriedigen.
Weiterhin kann eine Maskenstruktur verwendet werden, wie sie in 14A gezeigt ist. Spezieller gesagt, die Phasenschieber 253, die zwischen den benachbarten Öffnungsmustern eingeschlossen sind, sind zu einem einzigen Phasenschieber kombiniert, und unter der Annahme, dass dieser eine Phasenschieber 253 eine Breite d3 und eine Länge t3 hat, ist die Fläche des Phasenschiebers 253, nämlich d3 × t3 so eingestellt, dass sie kleiner als 2 × t d0 ist.
Weiterhin kann eine Maskenstruktur, wie in 14B gezeigt, verwendet werden. Genauer gesagt, sofern die Fläche des Phasenschiebers 253, der zwischen den benachbarten Öffnungsmustern vorgesehen ist, kleiner als 2 × t d0 ist, kann der Phasenschieber 253 eine beliebige Gestalt haben. In 14B sind zwei rechteckige Muster, die als die Phasenschieber 253 arbeiten, die zwischen den benachbarten Öffnungsmustern vorgesehen sind, so angeordnet, dass sie sich längs einer Richtung erstrecken, längs der die Öffnungsmuster (transparente Abschnitte ) 252 ausgerichtet sind. In diesem Falle sind unter der Annahme, dass der Phasenschieber 253 eine Breite d4 und eine Längs t4 hat, die Breite und die Länge so eingestellt, dass sie t4 × d4 < d0 befriedigen. Obgleich die zwei rechteckigen Muster als die Phasenschieber 253 in 14B angeordnet sind, können drei, vier oder mehr rechteckige Muster anstelle dessen angeordnet sein, so lange die Gesamtfläche der Phasenschieber 253, die zwischen den benachbarten Öffnungsmustern vorhanden sind, kleiner als 2 × d0 × t ist. Weiterhin, in jeder der 13B, 14A und 14B ist dann, wenn die Fläche (die Gesamtfläche in 14B) der Phasenschieber 253, die zwischen benachbarten Öffnungsmustern vorgesehen sind, entsprechend dem Paar benachbarter transparenter Abschnitte 252 halbiert ist, die halbierte Fläche kleiner als die Fläche t × d0 des anderen Phasenschiebers 253, der in der Fläche angeordnet ist, die nicht zwischen den Öffnungsmustern liegt.
Insoweit beschrieben werden gemäß dieser Ausführungsform im Falle, wo dichte Kontaktmuster hergestellt werden, Phasenschieber zwischen transparenten Abschnitten entsprechend den dichten Kontaktlöchern so verformt, dass die Lichtmenge in der entgegengesetzten Phase, die durch diese Phasenschieber gelangt, ver mindert wird. Als Folge kann eine Fotomaske realisiert werden, die in der Lage ist, gute Muster zu bilden.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die Querschnittsstruktur der Fotomaske beispielsweise irgendeine der Querschnittsstrukturen haben, die in den 6A bis 6D in Ausführungsform beschrieben sind.
MODIFIKATION VON AUSFÜHRUNGSFORM 2
Eine Fotomaske, die bei einer Modifikation von Ausführungsform 2 der Erfindung verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
15 ist eine Draufsicht auf die Fotomaske dieser Modifikation. Die Fotomaske dieser Modifikation wird zum gleichzeitigen Ausbilden mehrerer feiner, linienförmiger Zwischenraummuster verwendet. Speziell sind gewünschte Muster, die in dieser Modifikation auszubilden sind, feine linienförmige Zwischenraummuster, die sich von Ausführungsform 2 unterscheiden, wo die gewünschten Muster Kontaktlochmuster sind.
Wie in 15 gezeigt, wird auf einem transparenten Substrat 270 ein halbabschirmender Abschnitt 271 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. Weiterhin werden ein transparenter Abschnitt 272, ein Paar transparenter Abschnitte 273 und 274 und ein Paar transparenter Abschnitte 275 und 276 an Stellen im halbabschirmenden Abschnitt 201 vorgesehen, die den gewünschten Raummustern entsprechen, die auf einem Wafer durch Belichtung ausgebildet werden sollen. In diesem Falle ist der transparente Abschnitt 272 ein Öffnungsmuster entsprechend einem isolierten Zwischenraummuster, und jeder der transparenten Abschnitte 273 und 275 ist ein Öffnungsmuster entsprechend einem Zwischenraummuster mit einem anderen, eng angeordneten Zwischenraummuster. Weiterhin werden Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 277 um den transparenten Abschnitt 272 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 271 sandwichartig dazwischen eingeschlossen ist, um parallel zu den entsprechenden Längsseiten des linienförmigen transparenten Abschnitt 272 zu sein. In gleicher Weise werden Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 278 bis 281 jeweils um die transparente Abschnitte 273 bis 276 angeordnet, wobei der halbabschirmende Abschnitt 271 sandwichartig dazwischen eingeschlossen ist, um parallel zu den entsprechenden Längsseiten des linienförmigen transparenten Abschnitte 273 bis 276 zu sein.
Die Phasenschieber 277, die um dem transparenten Abschnitt 272 vorgesehen sind, sind so angeordnet, dass eine Maskenstruktur erhalten wird, die gut zum Ausbilden eines isolierten, feinen Zwischenraummusters ist, und jeder Phasenschieber 277 hat eine Breite d0.
Der transparente Abschnitt 273 liegt dicht an dem anderen transparenten Abschnitt 274. In diesem Falle werden unter den Phasenschieber 278 und 279, die jeweils um den transparenten Abschnitten 273 und 274 angeordnet sind, jene in einer Fläche, die zwischen den transparenten Abschnitten 273 und 274 eingeschlossen sind, als ein Phasenschieber 278a und ein Phasenschieber 279a bezeichnet. Weiterhin ist der transparente Abschnitt 275 nahe dem anderen transparenten Abschnitt 276. In diesem Falle werden unter den Phasenschiebern 280 und 281, die jeweils um den transparenten Abschnitten 275 und 276 angeordnet sind, jene, die in einem Bereich liegen, der sandwichartig zwischen den transparenten Abschnitten 275 und 276 angeordnet ist, als ein Phasenschieber 280a und ein Phasenschieber 281a bezeichnet.
Als eine Charakteristik dieser Ausführungsform hat unter der Annahme, dass die Phasenschieber 278a und 279a Breiten d1 bzw. d2 haben und eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 278a und 279a gleich G1 ist, die Fotomaske eine Struktur, in der eine Beziehung (d1 + d2) < 2 × d0 befriedigt wird unter der Bedingung, dass die Distanz G1 gleich 0,5 × λ/NA oder geringer ist, wie in Ausführungsform 2. Mit anderen Worten, wenn d1 = d2, dann gilt d1 < d0 und d2 < d0. in diesem Falle hat unter den Phasenschiebern 278, die den transparenten Abschnitt 273 umgeben, jeder der Phasenschieber 278b, die auf Seiten liegen, die nicht eng zu dem anderen transparenten Abschnitt 274 liegen, die Breite d0, wie in Ausführungsform 2.
Weiterhin hat als ein weiteres Merkmal dieser Ausführungsform unter der Annahme, dass die Phasenschieber 280a und 281a Breiten d3 bzw. d4 haben und eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 280a und 281a gleich G2 ist, die Fotomaske eine Struktur, in der eine Beziehung (d3 + d4) < (d1 + d2) < 2 × d0 befriedigt wird unter der Bedingung, dass G2 < G1 < 0,5 × λ/NA gilt, wie in Ausführungsform 2. Mit anderen Worten, wenn d3 = d4 und d1 = d2 gilt d3 = d4 < d1 = d2 < d0. In diesem Falle hat unter den Phasenschiebern 280, die den transparenten Abschnitt 275 umgeben, jeder der Phasenschieber 280b, die auf Seiten angeordnet sind, die nicht eng bei dem anderen transparenten Abschnitt 276 liegen, die Breite d0.
Genauer gesagt, bei dieser Modifikation ähnlich Ausführungsform 2 in der Beziehung zwischen Phasenschiebern, die einen transparenten Abschnitt umgeben, und Phasenschieber, die einen anderen transparenten Abschnitt umgeben, im Falle, dass Phasenschieber dieser transparenten Abschnitte benachbart und eng zueinander sind und eine gegebene oder kleinere Distanz voneinander haben, haben diese Phasenschieber kleinere Breiten, als die anderen Phasenschieber, die keinen benachbarten und engen Phasenschieber im gegebenen oder kleineren Abstand haben. In diesem Falle sind die Breiten der Phasenschieber, die benachbart und eng zueinander sind und den gegebenen und kleineren Abstand haben, vorzugsweise in Proportion zu einer Distanz (einer engen Distanz) zwischen diesen Phasenschiebern. Alternativ im Falle der Fotomaske von 15 ist eine Differenz zwischen der Breite d1 des Phasenschiebers 278a (oder der Breite d2 des Phasenschiebers 279a) und der Breite d3 des Phasenschiebers 280a (oder der Breite d4 des Phasenschiebers 281a) vorzugsweise proportional zu einer Differenz zwischen den Distanzen G1 und G2.
Gemäß dieser Modifikation ähnlich Ausführungsform 2 kann der Kontrast der Lichtintensitätsverteilung zwischen dem transparenten Abschnitt und dem Hilfsmuster durch Ausnutzung gegenseitiger Interferenz zwischen Licht, das durch jeden transparenten Abschnitt gelangt, und Licht, das durch die Phasenschieber, nämlich die Hilfsmuster, die um dem transparenten Abschnitt angeordnet sind, gelangt, hervorgehoben werden. Dieser Effekt zur Hervorhebung des Kontrastes kann auch im Falle erreicht werden, dass ein feines, isoliertes Zwischenraummuster entsprechend dem transparenten Abschnitt beispielsweise mit dem Positivresistprozess unter Verwendung der Schrägeinfallsbelichtung ausgebildet wird. Dementsprechend können ein isoliertes Zwischenraummuster und ein isoliertes Linienmuster oder dichte Muster gleichzeitig durch Verwendung der Schrägeinfallbelichtung dünner gemacht werden. Weiterhin kann selbst im Falle, dass komplizierte und feine Zwischenraummuster eng zueinander sind, ein Muster mit einer gewünschten Abmessung in zufrieden stellender Weise ausgebildet werden.
Dementsprechend kann auch bei dieser Modifikation im Falle, wo ein Paar Phasenschieber eng beieinander vorgesehen sind und sandwichartig zwischen benachbarten Öffnungsmustern (transparenten Abschnitten) vorgesehen sind und die Nachbarschieberdistanz G dazwischen kleiner als 0,5 × λ/NA ist, eine Fotomaske realisiert werden, die in der Lage ist, eine Lichtintensitätsverteilung mit hohem Kontrast selbst beim Ausbilden dichter Zwischenraummuster zu bilden, indem die Breite der Phasenschieber proportional zur Nachbarschieberdistanz G in der gleichen Weise vermindert wird, wie in Ausführungsform 2.
In der obigen Beschreibung sind die entsprechenden linienförmigen transparenten Abschnitte unabhängige Muster. Die Maskenstruktur dieser Modifikation kann jedoch selbst dann verwendet werden, wenn die linienförmigen transparenten Abschnitte nicht unabhängige Muster sind, sofern die oben beschriebene Struktur einer spezifizierten Fläche verwendet wird. Mit anderen Worten, die entsprechenden transparenten Abschnitte können miteinander verbunden werden, um ein einziges Muster in Flächen außerhalb der spezifizierten Fläche zu bilden.
Eine typische Distanz (eine optimale Distanz) PW0 zwischen der Mitte eines Öffnungsmusters und der Mittenlinie eines Phasenschiebers zur Bildung eines feinen Zwischenraummusters ist 0,325 × λ/NA (siehe die Modifikation von Ausführungsform 1). Dementsprechend entspricht der Fall, wo die Nachbarschieberdistanz G gleich 0,5 × λ/NA oder geringer ist, nämlich der Fall, bei dem die Breite d eines zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten angeordneten Phasenschiebers vorzugsweise vermindert ist, dem Fall dichter Löcher, bei dem eine gewünschte Distanz P (= 2 × PW0 + G) zwischen den transparenten Abschnitten entsprechend der benachbarten Zwischenraummuster gleich 1,15 × λ/NA oder weniger ist.
Dementsprechend sind in einer solchen Maskenstruktur unter der Annahme, dass ein Phasenschieber 293, der in einer Fläche angeordnet ist, die zwischen transparenten Abschnitten 292 (Öffnungsmuster) benachbart zueinander eingeschlossen ist, wobei die Distanz P zwischen ihren Mitten 1,15 × λ/NA oder geringer ist, eine Breite d hat und ein weiterer Phasenschieber 293, der in der anderen Fläche (d.h. eine Fläche, wo die Distanz P nicht 1,15 × λ/NA oder weniger ist) eine Breite d0 hat, wie in 16A gezeigt, diese Breiten d und d0 so eingestellt, dass sie d < d0 befriedigen.
In 16A ist die Breite des Phasenschiebers 293, der in der Fläche angeordnet ist, die sandwichartig zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten (Öffnungsmuster) 292 eingeschlossen ist, vermindert, um die Lichtmenge in der negativen Phase, die durch den Phasenschieber 292 gelangt, zu vermindern. Dementsprechend gilt, dass die Phasenschieber 293, die zwischen den benachbarten Öffnungsmustern angeordnet sind, die zwei Phasenschieber 293, die in 16A dargestellt sind, durch einen einzigen Phasenschieber 293 ersetzt werden können, der in 16B dargestellt ist, sofern dessen Breite d1 die Bedingung d1 < 2 × d0 befriedigt.
In 16A ist auch die Breite des Phasenschiebers 293, der zwischen den benachbarten Öffnungsmustern angeordnet ist, vermindert. Alternativ kann der Phasenschieber 293, der zwischen den benachbarten Öffnungsmustern angeordnet ist, in mehrere Muster unterteilt werden, wie in 16C gezeigt, um die Fläche des Phasenschiebers 293 zu vermindern (d.h. die Fläche pro Einheitslänge längs einer Erstreckungsrichtung des Öffnungsmusters entsprechend dem transparenten Abschnitt 292). Speziell unter der Annahme, dass der Phasenschieber 293, der zwischen den benachbarten Öffnungsmustern liegt, in mehrere Muster unterteilt ist, jedes mit einer Breite d2 und einer Länge t, und dass diese mehreren Muster längs der Erstreckungsrichtung der Öffnungsmuster unter einem Zyklus TT angeordnet sind, ist d2 × t/TT so eingestellt, dass es kleiner als 2 × d0, während TT vorzugsweise (λ/NA)/2 oder weniger ist. Der Grund hierfür ist wie folgt: Im Falle, dass der Phasenschieber 293 mit dem Zyklus TT von nicht mehr als der Auflösungsgrenze ((λ/NA)/2) des Belichtungssystems unterteilt ist, ist die Lichtmenge, die durch den Phasenschieber 293 gelangt, proportional zur Flächenverminderung des Phasenschiebers 293 vermindert, doch die unterteilte Gestalt des Phasenschiebers 293 beeinträchtigt die Gestalt der Lichtintensitätsverteilung nicht.
In jeder der 16A bis 16C ist ein halbabschirmender Abschnitt 291 auf einem transparenten Substrat 290 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt, und das Paar linienförmiger transparenter Abschnitte 292 ist so vorgesehen, dass sie zueinander in dem halbabschirmenden Abschnitt 291 in Positionen benachbart sind, die einem gewünschten Zwischenraummuster entsprechen, das durch Belichtung auf einem Wafer auszubilden ist.
Ferner ist in jeder der 16B und 16C, wenn die Fläche der Phasenschieber 293 (die Gesamtfläche in 16C), die zwischen den Öffnungsmustern vorgesehen sind, entsprechend dem Paar transparenter Abschnitte 292 halbiert ist, die halbierte Fläche kleiner als die Fläche (Fläche pro Einheitslänge längs der Erstreckungsrichtung der Öffnungsmuster entsprechend dem transparenten Abschnitten 292) des Phasenschiebers 293, die in der Fläche außerhalb jener zwischen den Öffnungsmustern vorgesehen ist.
Wie insoweit beschrieben, wird bei dieser Modifikation bei der Erstellung dichter Zwischenraummuster ein Phasenschieber, der zwischen benachbarten transparenten Abschnitten entsprechend den dichten Zwischenraummustern vorgesehen ist, so umgeformt, dass die Lichtmenge in der entgegengesetzten Phase, die durch den Phasenschieber gelangt, vermindert wird. Auf diese Weise kann eine Fotomaske realisiert werden, die in der Lage ist, gute Muster zu bilden.
AUSFÜHRUNGSFORM 3
Eine Fotomaske, die gemäß dem Vorgang von Ausführungsform 3 der Erfindung verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
17 ist eine Draufsicht auf die Fotomaske, die bei Ausführungsform 3 verwendet wird. Die Fotomaske dieser Ausführungsform wird für die gleichzeitige Ausbildung mehrerer feiner Kontaktmuster verwendet.
Wie in 17 gezeigt, ist auf einem transparenten Substrat 300 ein halbabschirmender Abschnitt 301 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. An Positionen in dem halbabschirmenden Abschnitt 301, die gewünschten Kontaktmustern entsprechen, die auf einen Wafer durch Belichtung auszubilden sind, sind auch ein transparenter Abschnitt 302, ein Paar transparenter Abschnitt 303 und 304 und ein Paar transparenter Abschnitte 305 und 306 als Öffnungsmuster ausgebildet. In diesem Falle ist der transparente Abschnitt 302 ein Öffnungsmuster entsprechend einem isolierten Kontaktmuster, und jeder der transparenten Abschnitte 303 und 305 ist ein Öffnungsmuster entsprechend einem Kontaktmuster, dem ein anderes Kontaktmuster eng benachbart ist. Weiterhin sind um dem transparenten Abschnitt 302 Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 307 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 301 sandwichartig dazwischen eingeschlossen ist, beispielsweise um parallel zu entsprechenden Seiten des transparenten Abschnitts 302 in Gestalt eines Quadrats oder eines Rechtecks zu sein und den transparenten Abschnitt 302 zu umgeben. In gleicher Weise sind um den transparenten Abschnitten 303 bis 306 Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 308, 309, 310 oder 311 vorgesehen mit dem halbabschirmenden Abschnitt 301 sandwichartig dazwischen, beispielsweise um parallel zu entsprechenden Seiten eines jeden der transparenten Abschnitte 303 bis 306 jeweils in Gestalt eines Quadrats oder eines Rechtecks zu sein und den transparenten Abschnitt 303, 304, 305 oder 306 zu umgeben.
Die Phasenschieber 307, die um dem transparenten Abschnitt 302 vorgesehen sind, sind so angeordnet, dass eine Maskenstruktur erzielt wird, die zur Bildung eines isolierten Kontaktmusters gut ist. In diesem Falle hat der Phasenschieber 307 eine Breite d0, und die Mittenlinie des Phasenschiebers 307 hat von der Mitte des transparenten Abschnitts 302 einen Abstand PW0.
Auch der transparente Abschnitt 303 ist eng an dem anderen transparenten Abschnitt 304 in einer Richtung und eng zu nicht-transparenten Abschnitten in anderen Richtungen. In diesem Falle wird einer der Phasenschieber 308, der um dem transparenten Abschnitt 303 und in dieser einen Richtung angeordnet ist, als Phasenschieber 308a bezeichnet, und die anderen Phasenschieber 308, die in den anderen Richtungen angeordnet sind, sind als Phasenschieber 308b bezeichnet. Weiterhin ist der transparente Abschnitt 305 eng an dem anderen transparenten Abschnitt 306 in einer Richtung und eng an nicht-transparenten Abschnitten in den anderen Richtungen. In diesem Falle ist einer der Phasenschieber 310, der um dem transparenten Abschnitt 305 in dieser einen Richtung vorgesehen ist, als ein Phasenschieber 310a bezeichnet, und die anderen Phasenschieber 310, die in den anderen Richtungen angeordnet sind, sind als Phasenschieber 310b bezeichnet.
Als eine Charakteristik dieser Ausführungsform, unter der Annahme, dass eine Distanz P1 zwischen der Mitte des transparenten Abschnitts 303 und der Mitte des transparenten Abschnitts 304 etwa 1,3 × λ/NA ist, ist eine Distanz PW1 zwischen der Mitte des Phasenschiebers 308a und der Mitte des transparenten Abschnitts 303 so eingestellt, dass PW1 > PW0 befriedigt wird. In diesem Falle ist eine Distanz zwischen der Mitte des Phasenschiebers 308b und der Mitte des transparenten Abschnitts 303 auf die Distanz PW0 eingestellt.
Weiterhin ist als eine weitere Charakteristik dieser Ausführungsform unter der Annahme, dass eine Distanz P2 zwischen der Mitte des transparenten Abschnitts 305 und der Mitte des transparenten Abschnitts 306 etwa 1,0 × λ/NA ist, eine Distanz PW2 zwischen der Mitte des Phasenschiebers 310a und der Mitte des transparenten Abschnitts 305 so eingestellt, dass PW2 < PW0 befriedigt wird. In diesem Falle ist eine Distanz zwischen der Mitte des Phasenschiebers 310b und der Mitte des transparenten Abschnitts 305 auf die Distanz PW0 eingestellt.
Spezieller gesagt, bei dieser Ausführungsform in der Anordnung von Phasenschiebern (Hilfsmuster), gesehen von der Mitte eines Öffnungsmusters (ein transparenter Abschnitt) im Falle, dass ein anderes Öffnungsmuster eng an diesem Öffnungsmuster liegt, ist die Position eines Phasenschiebers, der zur Bildung eines isolierten feinen Kontaktmusters bevorzugt ist, entsprechend der Distanz (enge Distanz) zwischen den engen Öffnungsmustern verändert.
Gemäß dieser Ausführungsform kann der Kontrast der Lichtintensitätsverteilung zwischen dem transparenten Abschnitt und dem Hilfsmuster durch Verwendung der gegenseitigen Interferenz zwischen Licht, das durch jeden transparenten Abschnitt gelangt, und Licht, das durch die Phasenschieber, nämlich die Hilfsmuster, die um dem transparenten Abschnitt angeordnet sind, gelangt, hervorgehoben werden. Dieser Effekt der Hervorhebung des Kontrastes kann auch im Falle erreicht werden, dass ein feines, isoliertes Zwischenraummuster entsprechend dem transparenten Abschnitt beispielsweise durch den Positiresistprozess unter Verwendung der Schrägeinfallstechnik erstellt wird. Dementsprechend können ein isoliertes Zwischenraummuster und ein isoliertes Linienmuster oder dichte Muster gleichzeitig durch Verwendung der Schrägeinfallsbelichtung dünner gemacht werden. Weiterhin kann selbst im Falle, wo komplizierte und feine Zwischenraummuster einander eng benachbart sind, kann ein Muster mit einer gewünschten Abmessung in zufriedenstellender Weise ausgebildet werden.
Nun wird die Fotomaske dieser Ausführungsform, die in der Lage ist, ein isoliertes Kontaktloch und dicht angeordnete Kontaktlöcher in zufriedenstellender Weise auszubilden, im Detail auf der Basis von Simulationsergebnissen beschrieben.
Die ebene Struktur einer Fotomaske, die bei der Simulation verwendet wird, die zur Bestätigung des Effekts dieser Ausführungsform durchgeführt wird, ist die gleiche wie jene (von Ausführungsform 2), die in 10A gezeigt ist. Wie in 10A gezeigt, ist auf einem transparenten Substrat 250 ein halbabschirmender Abschnitt 251 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. Weiter sind an Positionen im halbabschirmenden Abschnitt 251, die auf einem Wafer durch Belichtung auszubildenden gewünschten Kontaktmustern entsprechen, mehre transparente Abschnitte 252 jeweils in Gestalt eines Quadrats mit einer Seitenabmessung W benachbart zueinander vorgesehen. Um jedem der transparenten Abschnitte 252 sind Phasenschieber (Hilfsmuster) 253 so vorgesehen, dass deren Mittenlinien in Positionen von der Mitte eines jeden transparenten Abschnitts 252 um eine Distanz PW0 entfernt liegen. In diesem Falle hat jeder Phasenschieber 253 eine rechteckige Gestalt mit einer Breite d und einer Länge t. Weiterhin wird angenommen, dass eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 253 benachbart und eng zu einander in einer Fläche zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten 252 (nachfolgend hier als Nachbarschieberdistanz bezeichnet) eine Distanz G ist.
10B zeigt das Profil einer Lichtintensitätsverteilung, die durch die Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 10A gebildet wird. In 10B ist die Lichtintensität, die in der Mitte des transparenten Abschnitts 252 erhalten wird, als Ip bezeichnet, und die Lichtintensität, die sich in der Mitte zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten 252 ergibt, ist mit Is bezeichnet, und die Lichtintensität, die sich an einer Stelle ergibt, wo die Lichtintensität minimal in der Peripherie des transparenten Abschnitts 252 ist, ist mit Ib bezeichnet. In diesem Falle entspricht die Mitte zwischen den benachbarten transparenten Abschnitten 252 der Mitte zwischen den benachbarten Phasenschiebern 253. Die Lichtintensitätssimulation wird auch unter Bedingungen ausgeführt, dass die Belichtungswellenlänge λ gleich 193 nm und die numerische Apertur NA gleich 0,65 ist. Weiterhin wird angenommen, dass 2/3 Ringbeleuchtung mit dem Außendurchmesser eines Kohärenzgrades von 0,8 und dem Innendurchmesser eines Kohärenzgrades von 0,53 verwendet wird. Außerdem ist die Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts 201 auf 6% eingestellt.
Weiterhin ist in der Fotomaske von 10A zum Zwecke, dass jedes Kontaktmuster zufrieden stellend selbst in einem isolierten Zustand ausgebildet werden kann, die Breite d eines jeden Phasenschiebers 253 auf etwa 0,15 × λ/NA (= etwa 44 nm) eingestellt und die Distanz PW0 zwischen dem Phasenschieber 253 und dem transparenten Abschnitt 252 ist auf etwa 0,4 × λ/NA (= etwa 120 nm) eingestellt. Weiterhin sind zur Einstellung der Kontaktlochgröße auf eine gewünschte Größe von 100 nm die Seitenabmessung W des transparenten Abschnitts 252 und die Länge t des Phasenschiebers 253 auf 160 nm eingestellt. Die Veränderung, berechnet durch die Simulation, der Lichtintensität Ip (nämlich der Lichtintensität, die sich in der Mitte des transparenten Abschnitt 252 ergibt) von 10B in Übereinstimmung mit der Veränderung einer Distanz P (= G + 2 × PW0) zwischen den Mitten der Öffnungsmuster (transparente Abschnitte) 252 in der vorgenannten Maskenstruktur ist als Graph in 18A gezeigt, wobei der Wert der Distanz P durch λ/NA normiert ist.
18A zeigt, dass wenn die Distanz P zwischen den Mitten der Öffnungsmuster 1,5 × λ/NA oder weniger ist, die Lichtintensität Ip abrupt abfällt und minimal wird, wenn die Distanz P etwa 1,3 × λ/NA ist. Weiterhin, wenn die Distanz P gleich 1,3 × λ/NA oder weniger ist, beginnt die Lichtintensität Ip abrupt anzusteigen und wird höher, als jene, die man erreicht, wenn der transparente Abschnitt 252 isoliert ist (nämlich wenn die Distanz P unendlich ist), wenn die Distanz P etwa λ/NA ist.
Wie auch in Ausführungsform 2 beschrieben, wenn Öffnungsmuster (transparente Abschnitte) eng beieinander liegen, ist die Breite des halbabschirmenden Abschnitt, der zwischen benachbarten Phasenschiebern in einer Fläche zwischen diesen Öffnungsmustern so klein, dass die Lichtmenge in der positiven Phase, die durch die Photomaske hindurchgelangt, vermindert ist. Die Lichtintensitätsspitze Ip, die sich in der Mitte des Öffnungsmusters ergibt, ist auch durch das Licht in der positiven Phase gebildet, und daher wird die Lichtintensität Ip herabgesetzt, wenn die Lichtmenge in der positiven Phase vermindert wird, wie oben beschrieben. Weiterhin, da ein solches Phänomen sehr ernst ist, wenn die Distanz G zwischen benachbarten Phasenschiebern 0,5 × λ/NA (siehe Ausführungsform 2) ist, dann ist das Phänomen ernst, wenn die Distanz P zwischen den Mitten von Öffnungsmustern, die eng beieinander (hier als enge Öffnungsmittendistanz bezeichnet) liegen, G + 2 × PW0 = 0,5 × λ/NA + 2 × 0,4 × λ/NA = 1,3 × λ/NA ist.
Weiterhin, wenn ein transparenter Abschnitt eng bei einem anderen transparenten Abschnitt liegt, dann nimmt die Lichtmenge in der positiven Phase, die durch die Fotomaske gelangt, wieder zu aufgrund des Lichts in der positiven Phase, das durch den anderen transparenten Abschnitt gelangt. In diesem Falle ist der Einfluss des anderen transparenten Abschnitts merklich, wenn die Distanz P zwischen den Mitten dieser transparenten Abschnitte (d.h. die enge Öffnungsmittendistanz) λ/NA ist.
Wenn, wie insoweit beschrieben, die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 1,3 × λ/NA liegt, ist die Lichtintensität Ip, die sich in der Mitte des transparenten Abschnitts ergibt, vermindert, wenn jedoch die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von λ/NA liegt, dann ist die Lichtintensität Ip, die sich in der Mitte des transparenten Abschnitts ergibt, gesteigert. Es ist anzumerken, dass wenn die Lichtintensität Ip herabgesetzt ist, der Kontrast vermindert ist, was zu einer Verhinderung einer guten Musterbildung führt. Weiterhin, wenn die Lichtintensität Ip gesteigert ist, dann nimmt die Größe eines zu bildenden Kontaktlochs zu, was zur Verhinderung einer feinen Musterbildung führt.
18B zeigt das Ergebnis einer Simulation, die ähnlich der ist, die zur Erzielung von 10B ausgeführt wurde, und zeigt speziell die Lichtintensitätsverteilung, die sich in einer Position entsprechend der Linie AB der Fotomaske von 10A ergibt. 18B zeigt die Ergebnisse der Simulation für das Lichtintensitätsverteilungsprofil, das man erhält, indem die enge Öffnungsmittendistanz P auf 450 nm (= etwa 1,5 × λ/NA), 390 nm (= etwa 1,3 × λ/NA) und 300 nm (= etwa 1,0 × λ/NA) einstellt. 18B zeigt, dass wenn die engen Öffnungsmittendistanzen unterschiedlich sind, nämlich wenn die Nähe benachbarter Öffnungsmuster unterschiedlich ist, die Profile der Lichtintensitätsverteilungen entsprechend den Mitten der jeweiligen Öffnungsmuster nicht miteinander übereinstimmen, und daher können feine Kontaktmuster nicht gleichmäßig ausgebildet werden.
Der vorliegende Erfinder hat hingegen als Ergebnis detaillierter Simulation gefunden, dass die Lichtintensitätsprofile entsprechend den Mitten von Öffnungsmustern gleichförmig gemacht werden können, ohne Rücksicht auf die enge Öffnungsmittendistanz P, durch Veränderung der Position eines Phasenschiebers gesehen von der Mitte eines jeden Öffnungsmusters in Übereinstimmung mit der engen Öffnungsmittendistanz P. Speziell wenn die Position eines Phasenschiebers gegenüber der engen Öffnungsmittendistanz P zur Erstellung gleichförmiger Lichtintensitätsprofile entsprechend den Mitten der Öffnungsmuster ausgedrückt wird als PW(P), λPW(P) definiert als (PW(P) – PW0)/PW0 (d.h. PW(P) = PW0 + λPW(P) × PW0) sich ausdrückt wie in einem Graph von 18C gezeigt. Speziell wenn die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 1,3 × λ/NA liegt, ist die optimale Position PW(P) eines Phasenschiebers gegenüber jeder engen Öffnungsmittendistanz P vorzugsweise so eingestellt, dass sie um etwa 10% größer ist, als eine Position PW0 des Phasenschiebers, um ein isoliertes Kontaktmuster zufrieden stellend zu bilden. Auch wenn die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von λ/NA liegt, ist die Position PW(P) vorzugsweise so eingestellt, dass sie um etwa 10% kleiner ist, als die Position PW0.
18D zeigt auch das Ergebnis der Simulation ähnlich der, die zur Erzielung von 10B ausgeführt wurde, und zeigt speziell die Lichtintensitätsverteilung, die sich in der Position entsprechend der Linie AB in der Fotomaske von 10A ergibt. 18D zeigt die Ergebnisse der Simulation für das Lichtintensitätserteilungsprofil, das man durch Verwendung der Fotomaske erhält, in der ein Phasenschieber in der in 18C gezeigten Position angeordnet ist und die enge Öffnungsmittendistanz P hier 450 nm (= ungefähr 1,5 × λ/NA), 390 nm (= etwa 1,3 × λ/NA) bzw. 300 nm (= etwa 1,0 × λ/NA) ist. 18D zeigt, dass wenn der Phasenschieber in der im Graph von 18C gezeigten Position angeordnet ist, die Profile der Lichtintensitätsverteilungen entsprechend den Mitten der Öffnungsmuster so eingestellt werden können, dass sie miteinander bezüglich aller vorgenannten Werte der engen Mittenliniendistanz P übereinstimmen.
Auf der Basis der Ergebnisse dieser Simulationen kann man verstehen, dass wenn es mehrere Öffnungsmuster (transparente Abschnitte) eng beieinander gibt und jedes von Phasenschiebern umgeben ist, die Position PW gesehen von der Mitte des transparenten Abschnitts eines jeden Phasenschiebers vorzugsweise wie folgt in Übereinstimmung mit der engen Mittenliniendistanz P eingestellt ist: Erstens, wenn die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 1,3 × λ/NA liegt, und besser wenn 1,15 × λ/NA < P < 1,45 × λ/NA, und unter der Annahme, dass ein Phasenschieber, der auf einer Seite eines Öffnungsmusters nahe zu einem anderen Öffnungsmuster vorgesehen ist, in einer Position PW1 gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters angeordnet ist, und ein Phasenschieber, der auf einer anderen Seite des Öffnungsmusters nicht eng zu einem anderen Öffnungsmuster vorgesehen ist, in einer Position PW0 gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters angeordnet ist, die Position PW1 vorzugsweise größer als die Position PW0 ist und noch besser die Position PW1 um 5% oder mehr größer als die Position PW0 ist.
Nächstens, wenn die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von λ/NA liegt und besser, wenn 0,85 × λ/NA < P < 1,15 × λ/NA, und unter der Annahme, dass ein Phasenschieber, der auf einer Seite eines Öffnungsmusters eng zu einem weiteren Öffnungsmuster vorgesehen ist, in einer Position PW2 gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters angeordnet ist, und ein Phasenschieber, der auf einer anderen Seite des Öffnungsmusters nicht eng zu einem weiteren Öffnungsmuster vorgesehen ist, in einer Position PW0 gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters angeordnet ist, dann ist die Position PW2 vorzugsweise kleiner als die Position PW0, und besser ist die Position PW2 um 5% kleiner als die Position PW0.
Wie insoweit beschrieben, wird gemäß dieser Ausführungsform im Falle, dass dichte Kontaktmuster erstellt werden, die Position eines Phasenschiebers, der in einer Fläche entsprechend der dichten Kontaktlöcher vorgesehen ist (nämlich die Distanz des Phasenschiebers von der Mitte des transparenten Abschnitts), in Übereinstimmung mit der engen Distanz von Kontaktmustern (nämlich der engen Öffnungsmittendistanz P) verändert. Als Folge kann eine Fotomaske realisiert werden, die in der Lage ist, ein gleichförmiges Lichtintensitätsverteilungsprofil bei der Herstellung von Kontaktmustern mit beliebiger Dichte zu erzeugen. Dementsprechend können feine Kontaktlochmuster, die beliebig angeordnet sind, in zufrieden stellender Weise gebildet werden.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die Querschnittsstruktur der Fotomaske beispielsweise irgendeine der Querschnittsstrukturen sein, die in den 6A bis 6D in Ausführungsform 1 beschrieben sind.
MODIFIKATION VON AUSFÜHRUNGSFORM 3
Eine Fotomaske, die bei einer Modifikation von Ausführungsform 3 der Erfindung verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
19 ist eine Draufsicht auf die Fotomaske dieser Ausführungsform. Die Fotomaske dieser Modifikation wird dazu verwendet, gleichzeitig mehrere feine, linienförmige Zwischenraummuster auszubilden. Genauer gesagt, gewünschte Muster, die in dieser Modifikation auszubilden sind, sind feine, linienförmige Zwischenraummuster, die sich von Ausführungsform 3 unterscheiden, wo die gewünschten Muster Kontaktlochmuster sind.
Wie in 19 gezeigt, ist auf einem transparenten Substrat 350 ein halbabschirmender Abschnitt 351 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. In dem halbabschirmenden Abschnitt 351 sind weiterhin ein transparenter Abschnitt 352, ein Paar transparenter Abschnitte 353 und 354 und ein Paar transparenter Abschnitte 355 und 356 an Stellen vorgesehen, die den gewünschten Zwischenraummustern entsprechen, die auf einem Wafer durch Belichtung ausgebildet werden sollen. In diesem Falle ist der transparente Abschnitt 352 ein Öffnungsmuster entsprechend einem isolierten Zwischenraummuster, und jeder der transparenten Abschnitte 353 und 355 ist ein Öffnungsmuster entsprechend einem Zwischenraummuster, dem ein weiteres Zwischenraummuster eng beabstandet ist. Weiterhin sind Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 357 um dem transparenten Abschnitt 352 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 351 sandwichartig dazwischen eingeschlossen ist, um parallel zu den entsprechenden Längsseiten des linienförmigen transparenten Abschnitt 352 zu sein. In gleicher Weise sind Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 358 bis 361 jeweils um den transparenten Abschnitten 353 bis 356 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 351 sandwichartig zwischen ihnen eingeschlossen ist, um parallel zu den entsprechenden Längsseiten der linienförmigen transparenten Abschnitte 353 bis 356 zu sein.
Die um dem transparenten Abschnitt 352 vorgesehenen Phasenschieber 357 sind so angeordnet, dass eine Maskenstruktur erzielt wird, die zur Bildung eines isolierten Zwischenraummusters gut ist, und jeder Phasenschieber 357 hat eine Breite d0, und eine Distanz zwischen der Mittenlinie des Phasenschiebers 357 und der Mitte des transparenten Abschnitts 352 ist eine Distanz PG0.
Der transparente Abschnitt 353 ist dicht beim anderen transparenten Abschnitt 354 in einer Richtung und nicht dicht zu einem weiteren transparenten Abschnitt in den anderen Richtungen. In diesem Falle ist einer der Phasenschieber 358, der um dem transparenten Abschnitt 353 in dieser einen Richtung angeordnet ist, als ein Phasenschieber 358a bezeichnet, und die anderen Phasenschieber 358, die um dem transparenten Abschnitt 353 in den anderen Richtungen vorgesehen sind, sind als Phasenschieber 358b bezeichnet. Weiterhin ist der transparente Abschnitt 355 dicht bei dem anderen transparenten Abschnitt 356 in einer Richtung und nicht dicht an anderen transparenten Abschnitten in den anderen Richtungen. In diesem Falle ist einer der Phasenschieber 360, der um dem transparenten Abschnitt 355 in dieser einen Richtung vorgesehen ist, als ein Phasenschieber 360a bezeichnet, und die anderen Phasenschieber, die um dem transparenten Abschnitt 355 in den anderen Richtungen vorgesehen sind, sind als Phasenschieber 360b bezeichnet.
Als eine Charakteristik dieser Ausführungsform gilt, wenn eine Distanz P1 zwischen der Mitte des transparenten Abschnitts 353 und der Mitte des transparenten Abschnitts 354 etwa 1,15 × λ/NA ist, eine Distanz PG1 von der Mitte des Phasenschiebers 358a zur Mitte des transparenten Abschnitts 353 so eingestellt ist, das PG1 > PG0 erfüllt ist. In diesem Falle ist eine Distanz von der Mitte des Phasenschiebers 358b zur Mitte des transparenten Abschnitts 353 auf die Distanz PG0 eingestellt.
Weiterhin gilt als weitere Charakteristik dieser Ausführungsform, wenn eine Distanz P2 zwischen der Mitte des transparenten Abschnitts 355 und der Mitte des transparenten Abschnitts 356 etwa 0,85 × λ/NA ist, eine Distanz PG2 von der Mitte des Phasenschiebers 360a zur Mitte des transparenten Abschnitts 355 so eingestellt ist, dass PG2 < PG0 erfüllt wird. In diesem Falle ist eine Distanz von der Mitte des Phasenschiebers 360b zur Mitte des transparenten Abschnitts 355 auf die Distanz PG0 eingestellt.
Genauer gesagt, bei dieser Modifikation ist bezüglich der Position eines Phasenschiebers (Hilfsmusters) gesehen von der Mitte eines Öffnungsmusters (transparenter Abschnitt), wenn ein weiteres Öffnungsmusters eng zum Öffnungsmuster liegt, die Position eines Phasenschiebers, der zur Ausbildung eines isolierten, feinen Zwischenraummusters bevorzugt ist, in der gleichen Weise geändert, wie in Ausführungsform 3 in Übereinstimmung mit der Distanz zwischen diesen Öffnungsmustern (der engen Öffnungsmittendistanz).
Gemäß dieser Modifikation kann der Kontrast der Lichtintensitätsverteilung zwischen dem transparenten Abschnitt und dem Hilfsmuster durch Verwendung gegenseitiger Interferenz zwischen Licht, das durch jeden transparenten Abschnitt gelangt, und Licht, das durch die Phasenschieber, nämlich die Hilfsphasenschieber, die um dem transparenten Abschnitt vorgesehen sind, gelangt, hervorgehoben werden. Dieser Effekt zur Hervorhebung des Kontrastes kann auch im Falle erreicht werden, dass ein feines, isoliertes Zwischenraummuster entsprechend dem transparenten Abschnitt beispielsweise durch das Positivresistverfahren unter Verwendung der Schrägeinfallstechnik ausgebildet wird. Dementsprechend können ein isoliertes Zwischenraummuster und ein isoliertes Linienmuster oder dichte Muster gleichzeitig durch Verwendung der Schrägeinfallsbelichtung dünner gemacht werden. Weiterhin selbst im Falle, dass komplizierte und feine Zwischenraummuster einander eng benachbart sind, kann ein Muster mit einer gewünschten Abmessung in zufrieden stellender Weise hergestellt werden.
Auch in dieser Modifikation ist das Profil einer Lichtintensitätsverteilung entsprechend der Mitte eines Öffnungsmusters (transparenter Abschnitt) entsprechend der engen Öffnungsmittendistanz aufgrund des Einflusses eines weiteren Öffnungsmusters eng bei diesem Öffnungsmuster, wie in Ausführungsform 3 beschrieben, verändert. Da bei dieser Ausführungsform das Öffnungsmuster jedoch nicht einem Kontaktmuster entspricht, sondern einem linienförmigen Muster, ist der Zusammenhang zwischen der engen Öffnungsmittendistanz und dem Profil der Lichtintensitätsverteilung von dem in Ausführungsform 3 Beschriebenen verschieden.
20A zeigt die Abhängigkeit der Lichtintensität Ip, die sich in der Mitte eines Öffnungsmusters (ein transparenter Abschnitt) ergibt, von der engen Öffnungsmittendistanz P, die sich durch die gleiche Berechnung ergibt, wie zur Erzielung von 18A von Ausführungsform 3 ausgeführt. In 20A ist der Wert der engen Öffnungsmittendistanz P durch λ/NA normiert.
Wie in 20A gezeigt, ist anders als bei Ausführungsform 3 die Lichtintensität Ip minimal, wenn die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 1,15 × λ/NA liegt. Weiterhin, wenn die Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 0,85 × λ/NA liegt, hat die Lichtintensität Ip einen Wert, der größer als jener ist, der sich ergibt, wenn der transparente Abschnitt isoliert ist (d.h. wenn die enge Öffnungsmittendistanz P unendlich ist). Mit anderen Worten, wenn die engen Öffnungsmittendistanzen P unterschiedlich sind, nämlich wenn die engen Abstände benachbarter Öffnungsmuster unterschiedlich sind, dann stimmen die Profile der Lichtintensitätsverteilungen entsprechend der Mitten der jeweiligen Öffnungsmuster nicht miteinander überein, und daher können feine Kontaktmuster nicht gleichförmig ausgebildet werden.
Hingegen hat der vorliegende Erfinder ermittelt, dass die Lichtintensitätsprofile, die den Mitten von Öffnungsmustern entsprechen, ohne Rücksicht auf die enge Öffnungsmittendistanz P gleichförmig gemacht werden können, wenn die Position eines Phasenschiebers, gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters, in Übereinstimmung mit der engen Öffnungsmittendistanz P verändert wird. Genauer gesagt, wenn die Position eines Phasenschiebers gegenüber jeder engen Öffnungsmittendistanz P zur Erstellung gleichförmiger Lichtintensitätsprofile entsprechend der Mitten der Öffnungsmuster als PW(P) ausgedrückt wird, dann wird λPW(P), definiert als (PW(P) –PW0)/PW0 (d.h. PW(P) = PW0 + λPW(P) × PW0) so ausgedrückt, wie in einem Graph von 20B gezeigt. Genauer gesagt, wenn die Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 1,15 × λ/NA liegt, dann ist die optimale Position PW(P) eines Phasenschiebers gegenüber jeder engen Öffnungsmittendistanz P vorzugsweise so eingestellt, dass sie um etwa 10% größer ist als eine Position PW0 des Phasenschiebers, um ein isoliertes Kontaktmuster in zufrieden stellender Weise auszubilden. Weiter, wenn die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 0,85 × λ/NA liegt, dann ist die Position PW(P) vorzugsweise um etwa 10% kleiner als die Position PW0 eingestellt.
Auf der Basis der obigen Beschreibung findet sich, dass wenn mehrere linienförmige Öffnungsmuster eng beieinander vorhanden sind, die Position PW eines jeden Phasenschiebers, der um das Öffnungsmuster (transparenter Abschnitt) gesehen von der Mitte des transparenten Abschnitts vorgesehen ist, vorzugsweise wie folgt in Übereinstimmung mit der engen Öffnungsmittendistanz P eingestellt: Erstens, wenn die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 1,15 × λ/NA liegt, und besser wenn 1,0 × λ/NA < P < 1,3 × λ/NA, und unter der Annahme, dass ein Phasenschieber, der auf einer Seite eines Öffnungsmusters eng bei einem weiteren Öffnungsmuster vorgesehen ist, in einer Position PG1 gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters angeordnet ist, und ein Phasenschieber, der auf einer anderen Seite des Öffnungsmusters nicht eng bei einem weiteren Öffnungsmuster vorgesehen ist, in einer Position PG0, gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters, angeordnet ist, die Position PG1 vorzugsweise größer als die Position PG0 ist und noch besser die Position PG1 um 5% oder mehr größer als die Position PG0 ist.
Nächstens, wenn die enge Öffnungsmittendistanz P in der Nähe von 0,85 × λ/NA liegt, und spezieller von 0,7 × λ/NA < P < 1,0 × λ/NA, und unter der Annahme, dass ein Phasenschieber, der auf einer Seite eines Öffnungsmusters eng zu einem weiteren Öffnungsmuster vorgesehen ist, in einer Position PG2, gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters, angeordnet ist, und ein Phasenschieber, der auf einer anderen Seite des Öffnungsmusters nicht dicht zu einem weiteren Öffnungsmuster vorgesehen ist, in einer Position PG0 gesehen von der Mitte des Öffnungsmusters angeordnet ist, ist die Position PG2 vorzugsweise kleiner als die Position PG0, und besser ist die Position PG2 um 5% oder mehr kleiner als die Position PG0.
Soweit beschrieben, gemäß dieser Modifikation im Falle, dass dichte Zwischenraummuster gebildet werden, wird die Position eines Phasenschiebers, der in einer Fläche entsprechend den dichten Zwischenraummustern vorgesehen ist (nämlich die Distanz des Phasenschiebers von der Mitte eines transparenten Abschnitts) in Übereinstimmung mit der engen Distanz von Kontaktmustern (nämlich der engen Öffnungsmittendistanz P) verändert. Als Folge kann eine Fotomaske realisiert werden, die in der Lage ist, ein gleichförmiges Lichtintensitätsverteilungsprofil bei der Erstellung von Zwischenraummustern mit einer beliebigen Dichte zu erstellen.
AUSFÜHRUNGSFORM 4
Eine Fotomaske, die in der Ausführungsform 4 der Erfindung verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
21A ist eine Draufsicht auf die Fotomaske von Ausführungsform 4. Die Fotomaske dieser Ausführungsform wird zur Ausbildung eines feinen linienförmigen Zwischenraummusters verwendet.
Wie in 21A gezeigt, ist auf einem transparenten Substrat 400 ein halbabschirmender Abschnitt 401 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. Im halbabschirmenden Abschnitt 401 ist in einer Position, die einem gewünschten Zwischenraummuster entspricht, das auf einem Wafer durch Belichtung auszubilden ist, ein linienförmiges Öffnungsmuster als ein transparenter Abschnitt 402 ausgebildet. Weiterhin sind um dem transparenten Abschnitt 402 Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 403 und 404 so vorgesehen, dass sie den transparenten Abschnitt 402 umgeben, wobei der halbabschirmende Abschnitt 401 dazwischen eingeschlossen ist. Genauer gesagt, ein Paar Phasenschieber 403 sind so vorgesehen, dass sie den transparenten Abschnitt 402 zwischen sich einschließen und parallel zu dem transparenten Abschnitt 402 längs der Längsrichtung (Linienrichtung) des transparenten Abschnitts 402 sind, und ein weiteres Paar Phasenschieber 404 sind so vorgesehen, dass sind den transparenten Abschnitt 402 zwischen sich einschließen und parallel zu den transparenten Abschnitt 402 längs der Breitenrichtung des transparenten Abschnitts 402 liegen.
In diesem Falle ist das Paar Phasenschieber 403 dazu eingerichtet, eine Maskenstruktur zu erhalten, die zur Ausbildung eines isolierten Zwischenraummusters gut ist, und zwar in einer solchen Weise, dass eine Distanz zwischen den Phasenschiebern 403 mit dem dazwischenliegenden transparenten Abschnitt 402 (genauer gesagt, eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 403) eine Distanz PW0 × 2 ist.
Als Charakteristikum dieser Ausführungsform sind die Phasenschieber 403 kürzer als der transparente Abschnitt 402 längs der Linienrichtung des transparenten Abschnitts 402, es stehen nämlich die Enden (Linienenden) längs der Längsrichtung des transparenten Abschnitts 402 über die Linienenden der Phasenschieber 403 vor. Die Phasenschieber 404, die den Linienenden des transparenten Abschnitts 402 gegenüberliegen, können länger oder kürzer sein, als die Breite (Linienbreite) des transparenten Abschnitts 402.
Gemäß Ausführungsform 4 kann der folgende Effekt zusätzlich zu den Effekten der obigen Ausführungsformen 1 bis 3 erzielt werden: Allgemein ist beim Ausbilden eines linienförmigen Musters durch Verwendung eines Öffnungsmusters (transparenter Abschnitt) die Lichtmenge, die durch ein Linienende des Musters hindurchgeht, reduziert, und daher ist das Linienende des Musters, das nach der Belichtung gebildet ist, zurückgesetzt, was zu einer Reduzierung der Linienlänge führt. Hingegen werden bei dieser Ausführungsform Teile der Phasenschieber, die die Linienenden des Öffnungsmusters umgeben, beseitigt, um die Lichtmenge zu steigern, die durch das Öffnungsmuster hindurchgeht. Als Folge kann verhindert werden, dass das Linienende eines Musters, das nach der Belichtung erstellt wird (nachfolgend als ein übertragenes Muster bezeichnet), zurückspringt.
21B zeigt Ergebnisse einer Musterbildungssimulation, die unter Verwendung der Fotomaske von 21A ausgeführt wurde, wobei die Linienenden des transparenten Abschnitts 402 über die Linienenden der Phasenschieber 403 um eine Abmessung Z vorstehen, die auf 0 nm bzw. 100 nm eingestellt ist. Auf der Abszisse von 21B entspricht eine Position mit dem Skalenwert 0 (null) dem Ende des transparenten Abschnitts (Öffnungsabschnitt) 402. In 21B ist auch eine Mustergestalt, die man erhält, wenn die Abmessung Z gleich 100 nm ist, mit einer durchgehenden Linie gezeigt, und eine Mustergestalt, die man erhält, wenn die Abmessung Z gleich 0 nm ist, ist mit einer gestrichelten Linie gezeigt. In 21B ist auch gezeigt, dass in Phasenschiebern, die parallel zu dem Öffnungsmuster vorgesehen sind, und deren Enden in der Nähe der Linienenden des Öffnungsmusters beseitigt sind, die Linienenden des übertragenen Musters (Resistmuster) gegen ein Zurückspringen geschützt werden können.
Es wird nun das Ergebnis einer Simulation beschrieben, die zur Quantifizierung des Teils des Phasenschiebers ausgeführt wurde, der in der Nähe des Linienendes des Öffnungsmusters zu beseitigen ist, um zu verhindern, dass das Linienende des übertragenen Musters zurückspringt.
22A ist eine Draufsicht auf eine bei der Simulation verwendeten Fotomaske. In 22A werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Elemente zu bezeichnen, die in 21A gezeigt sind, um deren Beschreibung zu unterdrücken.
Wie in 22A in Bezug auf jeden eines Paares linienförmiger, transparenter Abschnitte (Öffnungsmuster) 402 einer Länge L, die einander an ihrem Linienenden gegenüberstehen, gezeigt, sind ein Paar Phasenschieber 403 mit einer Breite d längs der Linienrichtung des transparenten Abschnitts 402 so angeordnet, dass jeder transparente Abschnitt 402 zwischen ihnen sandwichartig eingeschlossen ist. In diesem Falle wird angenommen, dass eine Distanz zwischen den Mittellinien der Phasenschieber 403, die den transparenten Abschnitt 402 zwischen sich einschließen, eine Distanz 2 × PW ist. Es wird ferner angenommen, dass ein Teil des Phasenschiebers 403 in der Nähe des Linienendes des transparenten Abschnitts 402 mit einer Abmessung Z beseitigt ist.
22B zeigt eine Mustergestalt, die von der Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 22A herrührt. In 22B wird angenommen, dass eine Distanz zwischen Linienenden eines Paares übertragener Muster (Resistmuster) entsprechend dem Paar transparenter Abschnitte 402 eine Distanz V ist.
22C zeigt ein Ergebnis einer Lichtintensitätssimulation, die zum Berechnen der Distanz V zwischen den Linienenden der übertragenen Muster (nachfolgend als Musterdistanz bezeichnet) ausgeführt wurde, wobei die Abmessung Z (nachfolgend als Schieberbeseitigungsmaß bezeichnet) in der Fotomaske von 22A unterschiedlich eingestellt wurde, mit der Breite L auf 110 nm, der Distanz 2 × PW auf 180 nm und der Breite d auf 30 nm eingestellt. Bei dieser Lichtintensitätssimulation wurde die Belichtung mit der Belichtungswellenlänge λ von 193 nm und mit der numerischen Apertur NA von 0,7 ausgeführt. Außerdem wurde als Beleuchtung 2/3 Ringbeleuchtung eines Außendurchmessers mit einem Kohärenzgrad von 0,8 und einem Innendurchmesser eines Kohärenzgrades von 0,53 angenommen. Weiterhin ist die Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts 401 gleich 6%. In 22C gibt die Abszisse das Schieberbeseitigungsmaß Z an, und der Wert des Schieberbeseitigungsmaßes Z ist durch λ/NA normiert. In 22C gibt die Ordinate die Musterdistanz V an.
22C zeigt, dass wenn das Schieberbeseitigungsmaß 7 gleich 0 (null) ist, die Musterdistanz V etwa 160 nm ist und das Schieberbeseitigungsmaß Z vergrößert wird, die Musterdistanz V abnimmt, nämlich der Rücksprung des Linienendes des übertragenen Musters vermindert wird. Wenn in diesem Fall das Schieberbeseitigungsmaß Z 0,1 × λ/NA überschreitet, ist die Musterdistanz V etwa 120 nm und ist nicht länger vermindert. Weiter, wenn das Schieberbeseitigungsmaß Z 0,3 × λ/NA ist, dann ist die Musterdistanz V auf etwa 140 nm reduziert. Dieses zeigt, dass der Effekt dieser Ausführungsform auch erreicht werden kann, wenn das Schieberbeseitigungsmaß Z etwa 0,03 × λ/NA ist.
Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform zur Verhinderung, dass das Linienende des übertragenen Musters zurückspringt, eine Maskenstruktur, bei der das Linienende des linienförmigen Muster über den parallel zum Öffnungsmuster vorgesehenen Phasenschieber um eine gegebene oder größere Abmessung vorspringt, vorzugsweise verwendet. Genauer gesagt, die gegebene Abmessung ist vorzugsweise etwa 0,1 × λ/NA, doch kann dieser Effekt selbst dann erreicht werden, wenn die gegebene Abmessung etwa 0,03 × λ/NA ist.
Mit anderen Worten, das Linienende des linienförmigen Öffnungsmusters steht vorzugsweise über den Phasenschieber um eine Abmessung von etwa 0,03 × λ/NA oder mehr vor. Um jedoch das Prinzip des Konturverbesserungsverfahrens effektiv auszunutzen, beträgt die Abmessung Z des vorspringenden Teils des Öffnungsmusters vorzugsweise etwa 0,5 × λ/NA oder weniger. Hierfür gilt der folgende Grund: Da ein Phasenschieber vorzugsweise in einer Position vorgesehen ist, die von einem Öffnungsmuster um eine Distanz etwa 0,5 × λ/NA oder weniger entfernt ist, was der Lichtinterferenzdistanz entspricht, ist die Abmessung des vorspringenden Teils des Linienendes des Öffnungsmusters, nämlich die Länge des Teils, wo der Phasenschieber nicht parallel zum Öffnungsmuster ist, vorzugsweise 0,5 × λ/NA oder weniger.
Wie insoweit beschrieben, steht gemäß dieser Ausführungsform im Falle, dass ein linienförmiges Zwischenraummuster gebildet wird, in dem Verhältnis zwischen einem linienförmigen Öffnungsmuster und Phasenschiebern, die um dem Öffnungsmuster vorgesehen sind, das Linienende des Öffnungsmusters über das Linienende eines parallel zum Öffnungsmuster längs der Linienrichtung angeordneten Phasenschiebers vor, so dass das Linienende des linienförmigen Zwischenraummusters daran gehindert werden kann, zurückzuspringen.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die Fotomaske beispielsweise jede Querschnittsstruktur haben, wie sie in den 6A bis 6D in Ausführungsform 1 beschrieben sind.
MODIFIKATION VON AUSFÜHRUNGSFORM 4
Eine Fotomaske, die bei einer Modifikation von Ausführungsform 4 der Erfindung verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
23A ist eine Draufsicht auf die Fotomaske der Modifikation von Ausführungsform 4. Die Fotomaske dieser Ausführungsform wird zur Herstellung eines feinen, linienförmigen Zwischenraummusters verwendet.
Wie in 23A gezeigt, ist auf einem transparenten Substrat 400 ein halbdurchlässiger Abschnitt 401 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. In dem halbabschirmenden Abschnitt 401 ist in einer Position, die einem gewünschten Zwischenraummuster entspricht, das auf einem Wafer durch Belichtung auszubilden ist, ein linienförmiges Öffnungsmuster als ein transparenter Abschnitt 402 ausgebildet. Weiterhin sind um dem transparenten Abschnitt 402 Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 403 und 404 so vorgesehen, dass sie den transparenten Abschnitt 402 umgeben und halbabschirmenden Abschnitt 401 sandwichartig dazwischen einschließen. Genauer gesagt, ein Paar Phasenschieber 403 sind so vorgesehen, dass sie den transparenten Abschnitt 402 sandwichartig einschließen und parallel zum transparenten Abschnitt 402 längs der Längsrichtung (Linienrichtung) des transparenten Abschnitts 402 sind, und ein weiteres Paar Phasenschieber 404 ist so vorgesehen, dass es den transparenten Abschnitt 402 sandwichartig einschließt und parallel zum transparenten Abschnitt 402 längs der Breitenrichtung des transparenten Abschnitts 402 sind.
Als ein Charakteristikum dieser Modifikation besteht jeder Phasenschieber 403, der sich längs der Linienrichtung erstreckt, aus einem Phasenschieber 403a, der parallel zu einem Linienmittenteil (genauer gesagt, einem Teil, der nicht das unten beschriebene Linienendteil ist) des transparenten Abschnitts 402 vorgesehen ist, und einem Phasenschieber 403b, der parallel zum Linienendteil (genauer gesagt, einem Teil mit einem Maß Z von 0,1 × λ/NA vom Linienende) des transparenten Abschnitts 402, vorgesehen. In diesem Falle sind ein Paar Phasenschieber 403a, die den Linienmittenteil des transparenten Abschnitts 402 einschließen, angeordnet, um eine Mas kenstruktur zu erhalten, die gut zum Ausbilden eines isolierten Zwischenraummusters geeignet ist, in einer solchen Weise, dass eine Distanz zwischen den Phasenschiebern 403a mit dem dazwischen eingeschlossenen transparenten Abschnitt 402 (genauer gesagt, eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 403a), eine Distanz PW0 × 2 ist. Andererseits sind ein Paar Phasenschieber 403b, die den Linienendteil des transparenten Abschnitts 402 zwischen sich einschließen, so angeordnet, dass eine Distanz zwischen den Phasenschiebern 403b mit dem dazwischen angeordneten transparenten Abschnitt 402 (genauer gesagt, eine Distanz zwischen den Mittenlinien der Phasenschieber 403b) eine Distanz PWZ × 2 ist, wobei PWZ × 2 > PW0 × 2. Auch kann jeder Phasenschieber 404, der dem Linienende des transparenten Abschnitts 402 gegenüberliegt, länger oder kürzer als die Breite (Linienbreite) des transparenten Abschnitts 402 sein.
In Ausführungsform 4 sind die Teile des Phasenschiebers 403, die die Linienenden des transparenten Abschnitts 402 umgeben, beseitigt, um die Lichtmenge zu steigern, die durch den transparenten Abschnitt 402 gelangt (siehe 21A). Hingegen sind bei dieser Modifikation Teile der Phasenschieber 403, die die Linienenden des transparenten Abschnitts 402 umgeben, die nämlich die Phasenschieber 403b, an Positionen gelegen, die vom transparenten Abschnitt 402 (Öffnungsmuster) weiter weg liegen, um die Lichtmenge zu steigern, die durch das Öffnungsmuster gelangt, um dadurch zu verhindern, dass die Linienenden eines übertragenen Musters zurückspringen.
Diese Modifikation kann somit den gleichen Effekt erzielen, wie der von Ausführungsform 4.
23B zeigt eine Gestalt eines Resistmusters, das durch Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 23A erhalten wurde, erhalten durch Simulation. Auf der Abszisse von 23B entspricht eine Position mit dem Skalenwert 0 (null) dem Ende des transparenten Abschnitts (offenes Muster) 402. In 23B ist eine Mustergestalt, die man erhält, wenn die Distanz PWZ gleich der Distanz PW0 ist (nämlich wenn der Phasenschieber 403b nicht weiter von dem transparenten Abschnitt entfernt liegt), mit einer gestrichelten Linie gezeigt, und eine Mustergestalt, die man erhält, wenn die Distanz PWZ auf 1,2 × PW0 eingestellt ist (nämlich wenn der Phasenschieber 403b werter von dem transparenten Abschnitt 402 entfernt liegt), ist mit einer durchgehenden Linie gezeigt. Das Maß Z des Phasenschiebers 403b ist auf 0,1 × λ/NA (= etwa 270 nm) eingestellt. Wie in 23B gezeigt, kann bei Phasenschiebern, die parallel zum Öffnungsmuster vorgesehen sind, verhindert werden, dass die Linienenden übertragener Muster (Resistmuster) zurückspringen, wenn die Teile, die in der Nähe der Linienenden des Öffnungsmuster liegen, ferner vom Öffnungsmuster angeordnet sind.
Es wird nun das Ergebnis einer Simulation beschrieben, die ausgeführt wurde, um den Teil in der Nähe des Linienende des Öffnungsmusters des Phasenschiebers zu quantisieren, der weiter vom Öffnungsmuster angeordnet werden soll, um zu verhindern, dass das Linienende des übertragenen Musters zurückspringt.
24A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, die bei der Simulation verwendet wird. In 24A werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Elemente zu bezeichnen, die in 23A gezeigt sind, um die Beschreibung zu unterdrücken. Die Fotomaske von 24A hat einen der Fotomaske der Ausführungsform 4 von 22A ähnlichen Aufbau mit Ausnahme, dass jeder Phasenschieber 403b parallel zu einem Teil mit der Abmessung Z vom Linienende des Öffnungsmusters (transparenter Abschnitt) 402 vorgesehen Ist.
In diesem Falle ist eine Distanz zwischen den Mittenlinien des Paares Phasenschieber 403b, die den Linienendteil des transparenten Abschnitts 402 zwischen sich einschließen, eine Distanz 2 × PWZ. Eine Distanz zwischen den Mittenlinien des Paares Phasenschieber 403a, die den Linienendteil des transparenten Abschnitts 402 zwischen sich einschließen, ist eine Distanz 2 × PW.
24B zeigt eine Mustergestalt, die von der Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 24A herrührt. In 24B wird angenommen, dass eine Distanz zwischen Linienenden eines Paares übertragener Muster (Resistmuster) entsprechend dem Paar transparenter Abschnitte 402 eine Distanz V ist.
24C zeigt ein Ergebnis einer Lichtintensitätssimulation, die zur Berechnung der Distanz (Musterdistanz) V zwischen den Linienenden der übertragenen Muster aus geführt wurde, wobei die Distanz 2 × PWZ (nachfolgend als Schieberdistanz bezeichnet) in der Fotomaske von 24A unterschiedlich eingestellt wurde, mit einer Breite L auf 110 nm eingestellt, die Distanz 2 × PW auf 180 nm eingestellt, die Breite d auf 30 nm eingestellt, und das Maß Z auf 270 nm eingestellt. Bei dieser Lichtintensitätssimulation wird die Belichtung mit einer Belichtungswellenlänge von λ von 193 nm und der numerischen Apertur NA von 0,7 ausgeführt. Als Beleuchtung wird angenommen, dass 2/3 Ringbeleuchtung eines Außendurchmessers mit einem Kohärenzgrad von 0,8 und dem Innendurchmesser einer Kohärenzgrade von 0,53 verwendet wird. Weiterhin, die Durchlässigkeit des halbabschirmenden Abschnitts 401 ist 6%. In 24C gibt die Abszisse 2 × (PWZ – PW) an, d.h. das Inkrement der Schieberdistanz 2 × PWZ, normiert durch λ/NA und die Ordinate gibt die Musterdistanz V an.
Wie 24C zeigt, dass wenn 2 × (PWZ – PW) gleich 0 (null) ist, die Musterdistanz V etwa 160 nm ist und wenn 2 × (PWZ – PW) vergrößert wird, die Musterdistanz V abnimmt, nämlich das Zurückspringen des Linienendes des übertragenen Musters verringert wird. Wenn in diesem Falle der Wert von 2 × (PWZ – PW) den Wert 0,1 × λ/NA überschreitet, ist die Musterdistanz V etwa 120 nm und wird nicht weiter verkürzt. Weiterhin, wenn der Wert von 2 × (PWZ – PW) gleich 0,03 × λ/NA ist, dann ist die Musterdistanz V auf etwa 140 nm vermindert. Dieses zeigt, dass der Effekt dieser Modifikation auch erzielt werden kann, wenn 2 × (PWZ – PW) etwa 0,03 × λ/NA ist.
Um zu verhindern, dass das Linienende eines übertragenen Musters zurückspringt, wird demgemäß bei dieser Ausführungsform vorzugsweise eine Maskenstruktur verwendet, in der eine Distanz 2 × PWZ zwischen einem Paar Phasenschieber, die parallel zum Linienendteil eines linienförmigen Öffnungsmusters vorgesehen sind, um eine gegebene oder größere Abmessung größer ist als eine Distanz 2 × PW zwischen einem Paar Phasenschieber, die parallel zum Linienmittenteil des Öffnungsmusters vorgesehen sind. Genauer gesagt, die gegebene Abmessung ist vorzugsweise etwa 0,1 × λ/NA, doch kann dieser Effekt auch dann erreicht werden, wenn die gegebene Abmessung etwa 0,3 × λ/NA ist.
Mit anderen Worten, 2 × (PWZ – PW) ist vorzugsweise etwa 0,03 × λ/NA oder mehr. Um jedoch das Prinzip des Konturverbesserungsverfahrens wirksam auszunutzen, ist PWZ – L/2 vorzugsweise etwa 0,5 × λ/NA oder weniger. Der Grund hierfür ist wie folgt: Da ein Phasenschieber vorzugsweise an einer Stelle vorgesehen ist, die von einem Öffnungsmuster um eine Distanz von etwa 0,5 × λ/NA oder weniger entfernt liegt, was der Lichtinterferenzdistanz entspricht, ist PWZ – L/2, nämlich die Distanz des Phasenschiebers vom Öffnungsmuster, vorzugsweise 0,5 × λ/NA oder weniger.
Bei dieser Modifikation ist ähnlich zu Ausführungsform 4 das Maß Z (nämlich die Länge des Phasenschiebers 403b) vorzugsweise nicht geringer als etwa 0,03 × λ/NA und nicht größer als etwa 0,5 × λ/NA.
AUSFÜHRUNGSFORM 5
Ein Musterbildungsverfahren gemäß Ausführungsform 5 der Erfindung und insbesondere ein Musterbildungsverfahren, bei dem eine Fotomaske verwendet wird, die bei einer der Ausführungsformen 1 bis 4 (und Modifikationen dieser Ausführungsformen) (nachfolgend als die vorliegende Fotomaske bezeichnet) verwendet wird, werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
25A bis 25D sind Querschnittsansichten zum Zeigen der Prozeduren im Musterbildungsverfahren dieser Ausführungsform.
Zunächst, wie in 25A gezeigt, wird ein Zielfilm 501 beispielsweise aus einem Metallfilm oder einem isolierenden Film, auf einem Substrat 500 ausgebildet. Anschließend, wie in 25B gezeigt, beispielsweise ein Positivresistfilm 502 auf dem Zielfilm 501 ausgebildet.
Als nächstes wird, wie in 25C gezeigt, der Resistfilm 502 mit Belichtungslicht 503 durch die vorliegende Fotomaske bestrahlt, beispielsweise die Fotomaske nach Ausführungsform 1, die in 2A gezeigt ist (spezieller gesagt, die Fotomaske mit der Querschnittsstruktur von 6C). Somit wird der Resistfilm 502 dem Belichtungslicht 503 ausgesetzt, das durch die Fotomaske gelangt.
Auf dem transparenten Substrat 100 der Fotomaske, die in der in 25C gezeigten Prozedur verwendet wird, wird der halbabschirmende Film (dünne Film) 107 entsprechend dem halbabschirmenden Abschnitt ausgebildet, und in dem halbabschirmenden Film 107 wird die einem durch Belichtung zu übertragenden Kontaktmuster entsprechende Öffnung ausgebildet. Weiterhin sind in dem halbabschirmenden Film 107 um die Öffnung andere Öffnungen entsprechend Phasenschieberbildungsbereichen vorgesehen, und das transparente Substrat 100 unter (in den Zeichnungen oben) jeder dieser anderen Öffnungen ist vertieft, um die den Hilfsmustern entsprechenden Phasenschieber zu bilden.
Bei dieser Ausführungsform wird bei der in 25C ausgeführten Belichtung der Resistfilm 502 einer Belichtung unter Verwendung einer schräg einfallenden Belichtungslichtquelle ausgesetzt. Da in diesem Falle der halbabschirmende Abschnitt mit niedriger Durchlässigkeit als Abschirmmuster verwendet wird, wird der gesamte Resistfilm 502 mit schwacher Energie belichtet. Dieses ist jedoch, wie in 25C gezeigt, nur ein Latenzbildabschnitt 502a des Resistfilms 502 entsprechend dem Kontaktmuster, nämlich die Öffnung (transparenter Abschnitt) der Fotomaske, die mit einer Belichtungsenergie bestrahlt wird, die ausreichend hoch ist, um das Resist bei der nachfolgenden Entwicklung aufzulösen.
Als nächstes wird, wie in 25D gezeigt, der Resistfilm 502 entwickelt, um den Latentbildabschnitt 502a zu entfernen. Somit wird ein Resistmuster 504 gebildet, das ein feines Kontaktmuster hat.
Da gemäß Ausführungsform 5 das Musterbildungsverfahren durch Verwendung der vorliegenden Fotomaske (speziell der Fotomaske nach Ausführungsform 1) ausgeführt wird, können die gleichen Effekte erreicht werden, wie jene, die in Ausführungsform 1 beschrieben sind. Genauer gesagt, das Substrat (Wafer), auf dem das Resist angebracht ist, wird der Schrägeinfallsbelichtung durch die vorliegende Fotomaske unterworfen. Da die Phasenschieber hier auf der Fotomaske so angeordnet sind, dass die Fokustiefe und der Belichtungsbereich maximiert werden, kann ein feines Kontaktmuster mit großer Fokustiefe und großem Belichtungsbereich ausgebildet werden.
Obgleich die Fotomaske, die bei Ausführungsform 1 verwendet wird, in Ausführungsform 5 verwendet wird, können die gleichen Effekte wie jene, die in der korrespondierenden Ausführungsform beschrieben sind, erzielt werden, wenn eine Fotomaske gemäß einer der Ausführungsformen 2 bis 4 stattdessen verwendet wird.
Obgleich der Positivresistprozess in Ausführungsform 5 verwendet wird, lassen sich die gleichen Effekte erreichen, wenn stattdessen der Negativresistprozess verwendet wird.
In Ausführungsform 5 wird die Schrägeinfallsbeleuchtung (Außerachsbeleuchtung) in der in 25C gezeigten Prozedur vorzugsweise eingesetzt, um den Resistfilm zu bestrahlen. Somit können der Belichtungsbereich und der Fokusbereich bei der Musterbildung verbessert werden. Mit anderen Worten, es kann ein feines Muster mit guter Defokuscharakteristik gebildet werden.
Weiterhin bedeutet hier die Schrägeinfallslichtquelle eine Lichtquelle, wie sie in einer der 26B bis 26D gezeigt ist, die man erhält, indem eine vertikale Einfallskomponente aus einer Generalbelichtungslichtquelle von 26A entfernt wird. Typische Beispiele der Schrägeinfallslichtquelle sind eine Ringbelichtungslichtquelle von 26B und eine Quadrupol-Lichtquelle von 26C. Im Falle, dass ein Kontaktmuster hergestellt wird, findet vorzugsweise die ringförmige Belichtungslichtquelle Einsatz. Alternativ wird im Falle, dass ein linienförmiges Zwischenraummuster gebildet wird, die Quadrupol-Belichtungslichtquelle bevorzugt. Weiterhin im Falle, dass ein Kontaktmuster und ein linienförmiges Zwischenraummuster gemeinsam gebildet werden, wird vorzugsweise eine Ring/Quadrupol-Belichtungslichtquelle von 26D verwendet. Als eine Charakteristik dieser Ring/Quadrupol-Belichtungslichtquelle und unter der Annahme, dass der Ursprung des XY-Koordinatensystems auf die Mitte der Lichtquelle (die Mitte einer Allgemeinbelichtungsquelle) ausgerichtet ist, hat die Ring/Quadrupol-Belichtungslichtquelle die Eigenschaft einer Quadrupol-Belichtungslichtquelle, wenn Abschnitte in der Mitte und auf den X- und Y-Achsen der Lichtquelle beseitigt sind, und hat die Eigenschaft einer Ring-Belichtungslichtquelle, wenn die Kontur der Lichtquelle eine kreisförmige Gestalt hat.
Im Falle, dass die ringförmige Belichtungslichtquelle, nämlich Ringbelichtung verwendet wird, hat die Lichtquelle vorzugsweise einen Außendurchmesser von 0,7 oder mehr. Hier wird der Beleuchtungsradius eines verkleinernden Projektions-Aligners durch Verwendung einer durch die numerische Apertur NA normierten Einheit angegeben. Dieses ist ein Wert entsprechend der Interferenz in der allgemeinen Beleuchtung (die Allgemeinbelichtungslichtquelle). Nun wird der Grund, warum die Lichtquelle mit dem Außendurchmesser von 0,7 oder mehr vorzugsweise verwendet wird, im Detail beschrieben.
27A bis 27E sind Diagramme zur Erläuterung der Abhängigkeit, erhalten durch Simulation, einer Belichtungscharakteristik der vorliegenden Fotomaske vom Durchmesser der Ringbeleuchtung.
27A ist eine Draufsicht auf eine Fotomaske, die bei der Simulation verwendet wird. Wie in 27A gezeigt, ist ein halbabschirmender Abschnitt 511 auf einem transparenten Substrat 510 so ausgebildet, dass er eine ausreichend große Fläche bedeckt. In dem halbabschirmenden Abschnitt 511 ist ein Öffnungsmuster entsprechend einem transparenten Abschnitt 512 an einer Stelle ausgebildet, die einem gewünschten Kontaktmuster entspricht, das auf einem Wafer durch Belichtung auszubilden ist. Weiterhin sind Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 513 um dem transparenten Abschnitt 512 angeordnet, beispielsweise um parallel zu entsprechenden Seiten des transparenten Abschnitt 512 zu sein, mit quadratischer oder rechteckiger Gestalt.
Es wird angenommen, dass der transparente Abschnitt 516 eine Seitenabmessung W von 130 nm hat, dass jeder Phasenschieber 513 eine Breite d von 40 nm hat, und dass eine Distanz PG zwischen einem Paar Phasenschieber 513, die den transparenten Abschnitt 512 zwischen sich einschließen, 220 nm ist. Die Belichtung wird in der Simulation unter den Bedingungen einer Belichtungswellenlänge λ von 193 nm und der numerischen Apertur NA von 0,7 ausgeführt. Mit anderen Worten, zahlreiche Werte werden in der Simulation eingesetzt, um eine optimale Fotomaske für das Beleuchtungssystem zu erhalten.
27B zeigt die Ringbeleuchtung (ringförmige Belichtungslichtquelle), die bei der Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 27A verwendet wird. Wie in 27B gezeigt, ist der Innendurchmesser der Ringbeleuchtung mit S1 angegeben und deren Außendurchmesser mit S2 angegeben, während die Durchmesser S1 und S2 unter Verwendung von Werten ausgedrückt sind, die durch die numerische Apertur NA normiert sind.
27C zeigt eine Lichtintensitätsverteilung auf einem Wafer (in einer Position entsprechend der Linie AA' von 27A) durch die Belichtung unter Verwendung der Fotomaske von 27A, ausgeführt durch Verwendung der Ringbeleuchtung von 27B. Wie in 27C gezeigt, ist ein Spitzenwert der Lichtintensität, die sich an einer Stelle ergibt, die der Öffnung (transparenter Abschnitt 512) der Fotomaske von 27A entspricht, mit Io angegeben. Da die Spitzenintensität I höher ist, kann ein optisches Bild mit höherem Kontrast gebildet werden.
27D ist ein Graph, den man durch Auftragen der Werte der Spitzenintensität Io erhält, die durch Simulation erhalten wurden, bei der ein Wert S1 – S2 auf 0,01 festgelegt ist und ein Wert (S1 + S2)/2 bei der Ringbeleuchtung von 27B von 0,4 nach 0,95 verändert wird. Wie in 27D gezeigt, ist bei der vorliegenden Fotomaske der Kontrast höher, wenn ein Beleuchtungsbereich (Lichtquellenbereich) der Ringbeleuchtung in einer Fläche verteilt ist, die von der Mitte des Beleuchtungssystems (Lichtquelle) weiter entfernt ist.
27E ist ein Graph, den man durch Auftragen der Werte der Fokustiefe (DOF) erhält, erhalten durch Simulation, bei der ein Kontaktlochmuster mit einer Abmessung von 100 nm unter Verwendung der Fotomaske von 27A gebildet wird, wobei der Wert (S2 – S1) auf 0,01 festgelegt ist und der Wert (S1 + S2)/2 sich bei der Ringbeleuchtung von 27B von 0,4 nach 0,95 ändert. Wie in 27E gezeigt, ist bei der vorliegenden Fotomaske die Fokustiefe maximal, wenn der Beleuchtungsbereich der Ringbeleuchtung in einer Fläche verteilt ist, die von der Mitte des Beleuchtungssystems um 0,7 oder mehr entfernt liegt.
Genauer gesagt, man versteht aus den in den Graphen der 27D und 27E gezeigten Ergebnissen, dass der Beleuchtungsbereich der Ringbeleuchtung vorzugs weise einen Bereich enthält, der von der Mitte des Beleuchtungssystems um 0,7 oder mehr entfernt liegt, um gleichzeitig hohen Kontrast und eine große Fokustiefe zu erhalten.
AUSFÜHRUNGSFORM 6
Ein Maskendatenerstellungsverfahren wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Bei dieser Ausführungsform werden Maskendaten für eine Fotomaske nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4 (nachfolgend als die vorliegende Fotomaske bezeichnet) erzeugt.
Bevor der spezifische Ablauf des Maskendatenerstellungsverfahrens beschrieben wird, sollen die Bedingungen zur Realisierung einer hoch genauen Musterabmessungssteuerung durch Verwendung der vorliegenden Fotomaske beschrieben werden.
Bei der vorliegenden Fotomaske hängt eine Dimension eines nach Belichtung zu bildenden Musters, nämlich eine CD (CD = Critical Dimension = kritische Dimension) sowohl von einem Phasenschieber (Hilfsmuster) als auch von einem transparenten Abschnitt ab. Wenn einer des transparenten Abschnitts und des Phasenschiebers fest ist, kann jedoch eine mögliche Musterdimension bestimmt werden.
Die folgende Beschreibung wird am Beispiel einer in 28 gezeigten Fotomaske gegeben. Wie in 28 gezeigt, ist ein halbabschirmender Abschnitt 601 auf einem transparenten Substrat 600 so ausgebildet, dass eine ausreichend große Fläche bedeckt ist. Ein Öffnungsmuster entsprechend einem transparenten Abschnitt 602 ist an einer Position in dem halbabschirmenden Abschnitt 602 ausgebildet, der einem gewünschten Kontaktmuster entspricht, das auf einem Wafer durch Belichtung ausgebildet werden soll. Weiterhin sind Hilfsmuster entsprechend Phasenschiebern 602 um dem transparenten Abschnitt 602 vorgesehen, wobei der halbabschirmende Abschnitt 601 dazwischen eingeschlossen ist, beispielsweise um parallel zu entsprechenden Seiten des transparenten Abschnitts 602 zu sein, in quadratischer oder rechteckiger Gestalt. Es wird angenommen, dass der transparente Abschnitt 602 eine Breite W hat. Bei dieser Ausführungsform sind unter den Phasenschiebern 603, die den transparenten Abschnitt 602 umgeben, die miteinander gepaarten Phasenschieber 603, die den transparenten Abschnitt 602 nicht zwischen sich einschließen, als Konturschieber bezeichnet, und eine Distanz (zwischen den inneren Seiten) der Konturschieber ist als interne Distanz PG der Umrissschieber bezeichnet.
Wenn in einer solchen Fotomaske die interne Distanz PG auf einen Wert PGC festgelegt ist, dann ist die maximale CD, die mit dieser Fotomaske realisierbar ist, bestimmt. In dieser Fotomaske ändert sich die CD proportional zur Breite W, und die Breite W überschreitet niemals den Wert PGC. Dementsprechend ist eine CD, die man erhält, wenn die Breite W den Wert PGC hat, die mögliche Maximal-CD. Hier wird die Maximal-CD, die bestimmt ist, wenn die interne Distanz PD der Konturschieber bestimmt ist, als die zulässige Maximal-CD bezeichnet.
Wenn hingegen die Breite W auf einen Wert WC in der Fotomaske festlegt ist, dann ist die Minimal-CD, die mit der Fotomaske realisierbar ist, bestimmt. Bei dieser Fotomaske ändert sich die CD proportional zur internen Distanz PG und die interne Distanz PG wird niemals kleiner als der Wert WC. Dementsprechend ist eine CD, die erreicht wird, wenn die interne Distanz PG den Wert WC hat, die mögliche Minimal-CD. Hier wird die Minimal-CD, die bestimmt ist, wenn die Breite W bestimmt ist, als die zulässige Minimal-CD bezeichnet.
Dementsprechend wird die interne Distanz PG in der ersten Stufe so bestimmt, dass die maximal zulässige CD, die man auf der Grundlage einer gewünschten CD erhält, größer sein kann, als die gewünschte CD, und anschließend wird die Breite W zur Realisierung der gewünschten CD hoch genau unter Berücksichtigung eines genauen, engen Zusammenhangs zwischen Mustern berechnet. Auf diese Weise ist es möglich, ein Maskendatenerstellungsverfahren zu realisieren, in dem eine Musterdimension hochgenau gesteuert werden kann.
Nun wird der Ablauf des Maskendatenerstellungsverfahrens dieser Ausführungsform im Detail erläutert.
29 ist ein grundlegendes Flussdiagramm des Maskendatenerstellungsverfahrens dieser Ausführungsform. Die 30A bis 30C, 31A und 31B sind Diagramme beispielhafter Maskenmuster, die in entsprechenden Prozeduren des Maskendatenerstellungsverfahrens dieser Ausführungsform gebildet werden.
30A zeigt ein gewünschtes Muster, das durch die vorliegende Fotomaske zu erstellen ist, und zeigt spezieller ein Beispiel eines Designmusters entsprechend transparenter Abschnitte (Öffnungen) der vorliegenden Fotomaske. Genauer gesagt, Muster 701 bis 703, die in 30A gezeigt sind, sind Muster entsprechend Bereichen eines Resist, die durch die Belichtung unter Verwendung der vorliegenden Fotomaske zu sensibilisieren sind.
Es ist anzumerken, dass hier angenommen wird, dass der Positivresistprozess bei der Musterbildung dieser Ausführungsform verwendet wird, soweit nicht anders erwähnt. Mit anderen Worten, die Beschreibung wird unter der Annahme gegeben, dass ein belichteter Bereich eines Resist durch Entwicklung entfernt wird und ein unbelichteter Bereich des Resist als Resistmuster verbleibt. Dementsprechend, wenn der Negativresistprozess anstelle des Positivresistprozess verwendet wird, kann die Beschreibung in gleicher Weise unter der Annahme angewendet werden, dass ein belichteter Bereich eines Resist als ein Resistmuster verbleibt und ein unbelichteter Bereich entfernt wird.
Zunächst werden im Schritt S1 die gewünschten Muster 701 bis 703 von 30A in einen Rechner eingegeben, der für die Maskendatenerstellung verwendet wird. Hierbei werden die Durchlässigkeiten eines Phasenschiebers und eines halbabschirmenden Abschnitts, die im Maskenmuster verwendet werden, entsprechend eingestellt.
Als nächstes wird im Schritt S2 der interne Abstand der Konturenschieber, der für jedes der gewünschten Muster 701 bis 703 notwendig ist, auf der Grundlage der Belichtungsbedingungen und von Maskenparametern abgeschätzt, wie beispielsweise der Durchlässigkeiten des Phasenschiebers und des halbabschirmenden Abschnitts. Dabei wir die interne Distanz eines jeden Paares Konturenschieber vorzugsweise in Bezug auf jedes Muster (d.h. jeder gewünschte belichtete Bereich im Resist) unter Berücksichtigung der engen Beziehung zwischen den entsprechenden Mustern eingestellt (nachfolgend als enge Musterbeziehung bezeichnet). Die notwendige Bedingung ist jedoch, dass die zulässige maximale CD, die entsprechend der internen Distanz der Konturenverschieber bestimmt wird, größer als die gewünschte CD ist, und daher kann die interne Distanz der Konturenschieber beispielsweise durch gleichmäßige Vergrößerung der gewünschten CD eingestellt werden, während die gewünschte CD um einen Wert vergrößert werden sollte, der die CD überschreitet, die sich in Abhängigkeit von der engen Musterbeziehung ändert.
Als nächstes werden im Schritt S3 die Konturenschieber erstellt. Dabei ist die interne Distanz PG der Konturenschieber eine solche, die im Schritt S2 bestimmt wurde. Dabei wird auch die Breite jedes Konturenschiebers vorzugsweise in Übereinstimmung mit der engen Musterbeziehung verändert, jedoch kann die Breite gleichmäßig eingestellt werden, wenn der Bereich der Musterbildungscharakteristik in einen zulässigen Bereich fällt. Im Falle, wo eine Distanz zwischen Konturenschiebern (d.h. Phasenschiebern) jeweils entsprechend benachbarten Mustern so klein wie in zulässiger Wert oder kleiner einer Maskenbearbeitungscharakteristik ist, können diese Konturenschieber kombiniert werden, um einen einzelnen Phasenschieber zu erzeugen. Genauer gesagt, wie beispielsweise in 30B gezeigt, werden Konturenschieber 711 bis 714 entsprechend den gewünschten Mustern 701 bis 703 erschaffen. In diesem Falle sind die Konturenschieber 711 bis 713 Konturenschieber, die jeweils den gewünschten Mustern 701 bis 703 eigentümlich sind und diesen entsprechen. Der Konturenschieber 714 wird auch durch Kombination von Konturenschiebern erschaffen, die jeweils den gewünschten Mustern 702 und 703 entsprechen. Mit anderen Worten, der Konturenschieber 714 ist ein Konturenschieber, der zwischen den gewünschten Mustern 702 und 703 geteilt wird.
Als nächstes wird im Schritt S4 eine Bearbeitungsvorbereitung ausgeführt, um die Dimension des Maskenmusters so einzustellen, dass ein Muster mit einer gewünschten Dimension entsprechend dem Öffnungsmuster (dem transparenten Teil) der Fotomaske durch die Belichtung unter Verwendung der gegenwärtigen Fotomaske (nämlich OPC-Bearbeitung) gebildete werden kann. Da die Phasenschieber (Konturenschieber) im Schritt S3 bestimmt worden sind, werden in dieser Ausführungsform die Dimensionen der transparenten Abschnitte allein in der OPC- Bearbeitung eingestellt, wodurch Fotomaskendaten zur Realisierung der gewünschten CD erschaffen werden. Daher werden, wie beispielsweise in 30C gezeigt, Öffnungsmuster 721 bis 723 entsprechend den transparenten Abschnitten auf die Innenseiten der Konturenschieber 711 bis 714 eingestellt, die im Schritt S3 erschaffen wurden, und die Öffnungsmuster 721 bis 723 werden als CD-Einstellmuster eingestellt. Dabei werden die gewünschten Muster 701 bis 703 des zu bildenden Zielmusters eingestellt. Die Konturenschieber 711 bis 714 werden nicht für die CD-Einstellung verformt, sondern werden als Muster eingestellt, die auf der Maske vorhanden sind, und als Bezugsmuster, auf die bei der CD-Vorhersage zugegriffen wird.
Als nächstes wird, wie in 31A gezeigt, im Schritt S5 ein halbabschirmender Abschnitt 750 zum teilweisen Durchlassen von Belichtungslicht in identischer Phase bezüglich der Öffnungsmuster 721 bis 723 als Hintergrund der Fotomaske eingestellt, nämlich an den Außenseiten der Öffnungsmuster 721 bis 723 und der Konturenschieber 711 bis 714. Es ist anzumerken, dass die Konturenschieber 711 bis 714 als Phasenschieber zum Übertragen des Belichtungslichts in der entgegengesetzten Phase bezüglich der Öffnungsmuster 721 bis 723 eingestellt werden.
Anschließend wird in den Schritten S6, S7 und S8 die OPC-Bearbeitung durchgeführt (wie beispielsweise eine Modell-Basis-OPC-Bearbeitung). Genauer gesagt, im Schritt S6 wird eine Dimension eines Resistmusters (genauer gesagt, eine Dimension eines belichteten Bereichs des Resist), die unter Verwendung der gegenwärtigen Fotomaske gebildet ist, durch Simulation vorhergesagt, die unter Beachtung des optischen Prinzips, einer Resistentwicklungscharakteristik und einer Ätzcharakteristik oder dgl., falls notwendig, ausgeführt. Anschließend wird im Schritt S7 ermittelt, ob oder ob nicht die vorhergesagte Dimension des Musters mit der Dimension des gewünschten Zielmusters übereinstimmt. Wenn die vorhergesagte Dimension nicht mit der gewünschten Dimension übereinstimmt, wird das CD-Einstellmuster im Schritt S8 auf der Basis einer Differenz zwischen der vorhergesagten Dimension und der gewünschten Dimension verformt, um das Maskenmuster zu verformen.
Als eine Charakteristik dieser Ausführungsform werden die Konturenschieber zur Realisierung der gewünschten CD zuvor im Schritt S3 bestimmt, und die CD- Einstellmuster, die im Schritt S4 allein eingestellt wurden, werden in den Schritten S6 bis S8 verformt, um das Maskenmuster zur Erstellung des Musters mit der gewünschten Dimension zu erhalten. Genauer gesagt, die Prozeduren in den Schritten S6 bis S8 werden wiederholt, bis die vorhergesagte Dimension des Musters mit der gewünschten Dimension übereinstimmt, so dass das Maskenmuster zur Erstellung des Musters mit der gewünschten Dimension schließlich im Schritt S 9 ausgegeben werden kann. 31B zeigt ein Beispiel des im Schritt S9 ausgegebenen Maskenmusters.
Wenn die gegenwärtige Fotomaske mit dem durch das Maskendatenerstellungsverfahren von Ausführungsform 6 erstellten Maskenmustern bei der Belichtung eines Wafers verwendet wird, auf dem ein Resist angebracht worden ist, wird der Kontrast von Licht, das durch die Öffnungsmuster gelangt, durch die Konturenschieber hervorgehoben, die um die Öffnungsmuster angeordnet sind. Daher können feine Zwischenraummuster in Bereichen des Resist erstellt werden, die den Öffnungsmustern entsprechen.
Weiterhin, da eine Konturenverbesserungsmaske, die definitiv eine gewünschte CD realisieren kann, in Ausführungsform 6 hergestellt werden kann, kann ein feines Zwischenraummuster akkurat in einer gewünschten Dimension erstellt werden.
Im Schritt S2 dieser Ausführungsform wird die interne Distanz der Konturenschieber durch gleichmäßige Vergrößerung der gewünschten CD eingestellt. Jedoch wird, wie in Ausführungsform 3 beschrieben, zur Erzielung einer guten Musterbildungscharakteristik eine Distanz von der Mitte eines Öffnungsmusters zu einem Phasenschieber vorzugsweise in Übereinstimmung mit der engen Musterbeziehung verändert. Genauer gesagt, in Ausführungsform 3 wird die bevorzugte Position eines Phasenschiebers durch Verwendung einer Distanz von der Mitte des Öffnungsmusters zur Mittenlinie des Phasenschiebers bestimmt. Wenn dementsprechend bei dieser Ausführungsform die interne Distanz der Konturenschieber auf der Grundlage dieser Distanz berechnet wird, können Maskenmusterdaten einer Fotomaske, die eine bessere, feine Musterbildungscharakteristik aufweist, erschaffen werden.
Weiterhin werden im Schritt S3 dieser Ausführungsform die Breiten der Konturenschieber, die um die betreffenden gewünschten Muster vorgesehen sind, gleichförmig eingestellt. Wie in Ausführungsform 2 beschrieben, werden die Breiten der Konturenschieber jedoch vorzugsweise in Übereinstimmung mit der engen Musterbeziehung verändert. Genauer gesagt, auch bei dieser Ausführungsform, wird, wenn die Breite eines jeden Konturenschiebers, nämlich jeden Phasenschiebers, in Übereinstimmung mit der Distanz zu einem benachbarten Konturenschieber verändert wird, wie in Ausführungsform 2 beschrieben, Maskenmusterdaten einer Fotomaske geschaffen, die eine bessere, feine Musterbildungscharakteristik aufweist.
Obgleich die Breite des Phasenschiebers nach dem Bestimmen der internen Distanz der Konturenschieber in Ausführungsform 6 bestimmt wird, kann die interne Distanz der Konturenschieber stattdessen nach dem Bestimmen der Breite des Phasenschiebers bestimmt werden.
Darüber hinaus wird in Ausführungsform 6 die Beschreibung in Bezug auf eine Durchlassfotomaske gegeben, was die Erfindung nicht einschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auf eine Reflexionsmaske anwendbar, indem das Durchlassphänomen belichtenden Lichts durch das Reflexionsphänomen beispielsweise durch Ersetzen der Lichtdurchlässigkeit durch Reflexion ersetzt wird.

Claims

Verfahren zum Ausbilden von Mustern unter Verwendung einer Fotomaske, das die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden eines Resistfilms auf einem Substrat; Bestrahlen des Resistfilms mit dem Belichtungslicht durch die Fotomaske; und Ausbilden eines Resistmusters durch Entwickeln des Resistfilms nach Bestrahlung mit dem Belichtungslicht, wobei die Fotomaske umfasst: einen halbabschirmenden Abschnitt, der eine Durchlasseigenschaft gegenüber Belichtungslicht aufweist; einen transparenten Abschnitt, der von dem halbabschirmenden Abschnitt umgeben wird und eine Durchlasseigenschaft gegenüber dem Belichtungslicht aufweist; ein Hilfsmuter, das von dem halbabschirmenden Abschnitt umgeben wird und um den transparenten Abschnitt herum vorhanden ist, wobei die halbabschirmende Abschnitt so angeordnet ist, dass er an wenigstens einen Teil eines Rahmens des transparenten Abschnitts angrenzt; der halbabschirmende Abschnitt und der transparente Abschnitt das Belichtungslicht in identischer Phase zueinander durchlassen; und das Hilfsmuster das Belichtungslicht in einer entgegengesetzten Phase in Bezug auf den halbabschirmenden Abschnitt und den transparenten Abschnitt durchlässt und durch Belichtung nicht übertragen wird.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei der transparente Abschnitt der Fotomaske die Form eines Rechtecks mit einer Seite hat, die kleiner ist als (0,8 × λ × M)/NA, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichtes angibt und M und NA Vergrößerung bzw. numerische Apertur eines verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 2, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske ein linienförmiges Muster ist und sich eine Mittellinie desselben an einer Position befindet, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Strecke von nicht weniger als (0,3 × λ × M)/NA und nicht mehr als (0,5 × λ × M)/NA entfernt ist.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 3, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske eine Breite von nicht weniger als (0,05 × λ × M)/(NA × T^0,5) und nicht mehr als (0,2 × λ × M)/(NA × T^0,5) hat, wobei T relative Durchlässigkeit des Hilfsmusters gegenüber dem transparenten Abschnitt angibt.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 2, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske ein linienförmiges Muster ist und sich eine Mittellinie desselben an einer Position befindet, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Strecke von nicht weniger als (0,365 × λ × M)/NA und nicht mehr als (0,435 × λ × M)/NA entfernt ist.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 5, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske eine Breite von nicht weniger als (0,1 × λ × M)/(NA × 1^0,5) und nicht mehr als (0,15 × λ × M)/(NA × 1^0,5) hat, wobei T relative Durchlässigkeit des Hilfsmusters gegenüber dem transparenten Abschnitt angibt.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei der transparente Abschnitt der Fotomaske die Form einer Linie mit einer Breite von weniger als (0,65 × λ × M)/NA hat, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichtes angibt und M und NA Vergrößerung bzw. numerische Apertur eines verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 7, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske ein linienförmiges Muster ist und sich eine Mittellinie desselben an einer Position befindet, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Strecke von nicht weniger als (0,25 × λ × M)/NA und nicht mehr als (0,45 × λ × M)/NA entfernt ist.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 8, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske eine Breite von nicht weniger als (0,05 × λ × M)/(NA × T^0,5) und nicht mehr als (0,2 × λ × M)/(NA × T^0,5) hat, wobei T relative Durchlässigkeit des Hilfsmusters gegenüber dem transparenten Abschnitt angibt.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 7, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske ein linienförmiges Muster ist und sich eine Mittellinie desselben an einer Position befindet, die von der Mitte des transparenten Abschnitts um eine Strecke von nicht weniger als (0,275 × λ × M)/NA und nicht mehr als (0,425 × λ × M)/NA entfernt ist.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 10, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske eine Breite von nicht weniger als (0,1 × λ × M)/(NA × T^0,5) und nicht mehr als (0,15 × λ × M)/(NA × T^0,5) hat, wobei T relative Durchlässigkeit des Hilfsmusters gegenüber dem transparenten Abschnitt angibt.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 11, wobei das Hilfsmuster der Fotomaske ein erstes Hilfsmuster, das an ein anderes Hilfsmuster angrenzt, das um eine vorgegebene oder eine kürzere Strecke beabstandet ist, wobei der halbabschirmende Abschnitt dazwischen eingeschlossen ist, und ein zweites Hilfsmuster enthält, das nicht an ein anderes Hilfsmuster angrenzt, das um die vorgegebene oder eine kürzere Strecke mit dem dazwischen eingeschlossenen halbabschirmenden Abschnitt beabstandet ist; und das erste Hilfsmuter eine kleinere Breite hat als das zweite Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 12, wobei das erste Hilfsmuster der Fotomaske ein erstes Muster, das von dem angrenzenden Hilfsmuster um eine Strecke G1 entfernt ist, und ein zweites Muster enthält, das von dem angrenzenden anderen Hilfsmuster um eine Strecke G2 entfernt ist; und in dem Fall, in dem (0,5 × λ × M)/NA > G1 > G2, das zweite Muster eine geringere Breite hat als das erste Muster, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichtes angibt und M und NA Vergrößerung bzw. numerische Apertur eines verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 13, wobei in der Fotomaske eine Differenz zwischen der Breite des ersten Musters und der Breite des zweiten Musters proportional zu einer Differenz zwischen der Strecke G1 und der Strecke G2 ist.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 2, wobei die Fotomaske des Weiteren auf dem transparenten Substrat einen zweiten transparenten Abschnitt umfasst, der an den transparenten Abschnitt angrenzt und um eine vorgegebene oder geringere Strecke beabstandet ist; wobei das Hilfsmuster ein erstes Hilfsmuster, das in einem Bereich angeordnet ist, der zwischen dem transparenten Abschnitt und dem zweiten transparenten Abschnitt eingeschlossen ist, und ein zweites Hilfsmuster enthält, das in dem Bereich außerhalb des Bereiches, der zwischen dem transparenten Abschnitt und dem zweiten transparenten Abschnitt eingeschlossen ist, angeordnet ist; und das erste Hilfsmuster eine kleinere Fläche hat als das zweite Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 15, wobei in der Fotomaske die vorgegebene Strecke (1,3 × λ × M)/NA ist.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 7, wobei die Fotomaske des Weiteren auf dem transparenten Substrat einen zweiten transparenten Abschnitt umfasst, der an den transparenten Abschnitt angrenzt und um eine vorgegebene oder geringere Strecke beabstandet ist; wobei das Hilfsmuster ein erstes Hilfsmuster, das in einem Bereich angeordnet ist, der zwischen dem transparenten Abschnitt und dem zweiten transparenten Abschnitt eingeschlossen ist, und ein zweites Hilfsmuster enthält, das in dem anderen Bereich angeordnet ist; und das erste Hilfsmuster eine geringere Breite hat als das zweite Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 7, wobei die Fotomaske des Weiteren auf dem transparenten Substrat einen zweiten transparenten Abschnitt umfasst, der an den transparenten Abschnitt angrenzt und um eine vorgegebene oder geringere Strecke beabstandet ist; wobei das Hilfsmuster ein erstes Hilfsmuster, das in einem Bereich angeordnet ist, der zwischen dem transparenten Abschnitt und dem zweiten transparenten Abschnitt eingeschlossen ist, und ein zweites Hilfsmuster enthält, das in dem Bereich außerhalb des Bereiches, der zwischen dem transparenten Abschnitt und dem zweiten transparenten Abschnitt eingeschlossen ist, angeordnet ist, und das erste Hilfsmuster eine geringere Fläche hat als das zweite Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 17, wobei in der Fotomaske der vorgegebene Abstand (1 ,15 × λ × M)/NA ist.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 2, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt nahe an einem anderen transparenten Abschnitt liegt, der um eine Strecke eines vorgegebenen Bereiches wenigstens entlang einer ersten Richtung beabstandet ist und nicht nahe an einem anderen transparenten Abschnitt liegt, der um eine Strecke des vorgegebenen Bereiches wenigstens entlang einer zweiten Richtung beabstandet ist; das Hilfsmuster ein erstes Hilfsmuster, das um den transparenten Abschnitt herum entlang der ersten Richtung angeordnet ist, und ein zweites Hilfsmuster enthält, das um den transparenten Abschnitt herum entlang der zweiten Richtung angeordnet ist; und das erste Hilfsmuster weiter von dem transparenten Abschnitt entfernt ist als das zweite Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 20, wobei in der Fotomaske der vorgegebene Bereich von (1,15 × λ × M)/NA bis (1,45 × λ × M)/NA reicht.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 2, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt nahe an einem anderen transparenten Abschnitt liegt, der um eine Strecke eines vorgegebenen Bereiches wenigstens entlang einer ersten Richtung beabstandet ist und nicht nahe an einem anderen transparenten Abschnitt liegt, der um eine Strecke des vorgegebenen Bereiches wenigstens entlang einer zweiten Richtung beabstandet ist; das Hilfsmuster ein erstes Hilfsmuster, das um den transparenten Abschnitt herum entlang der ersten Richtung angeordnet ist, und ein zweites Hilfsmuster enthält, das um den transparenten Abschnitt herum entlang der zweiten Richtung angeord net ist, und das erste Hilfsmuster näher an dem transparenten Abschnitt liegt als das zweite Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 22, wobei der vorgegebene Bereich von (0,85 × λ × M)/NA bis (1,15 × λ × M)/NA reicht.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 7, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt nahe an einem anderen transparenten Abschnitt liegt, der um eine Strecke eines vorgegebenen Bereiches wenigstens entlang einer ersten Richtung beabstandet ist und nicht nahe an einem anderen transparenten Abschnitt liegt, der um eine Strecke des vorgegebenen Bereiches wenigstens entlang einer zweiten Richtung beabstandet ist; wobei das Hilfsmuster ein erstes Hilfsmuster, das um den transparenten Abschnitt herum entlang der ersten Richtung angeordnet ist, und ein zweites Hilfsmuster enthält, das um den transparenten Abschnitt herum entlang der zweiten Richtung angeordnet ist; und das erste Hilfsmuster weiter von dem transparenten Abschnitt entfernt ist als das zweite Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 24, wobei in der Fotomaske der vorgegebene Bereich von (1,0 × λ × M)/NA bis (1,3 × λ × M)/NA reicht.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 7, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt nahe an einem anderen transparenten Abschnitt liegt, der um eine Strecke eines vorgegebenen Bereiches wenigstens entlang einer ersten Richtung beabstandet ist, und nicht nahe an einem anderen transparenten Abschnitt liegt, der um eine Strecke des vorgegebenen Bereiches wenigstens entlang einer zweiten Richtung beabstandet ist; das Hilfsmuster ein erstes Hilfsmuster, das um den transparenten Bereich herum entlang der ersten Richtung angeordnet ist, und ein zweites Hilfsmuster enthält, das um den transparenten Abschnitt herum entlang der zweiten Richtung angeordnet ist; und das erste Hilfsmuster näher an dem transparenten Abschnitt liegt als das zweite Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 26, wobei in der Fotomaske der vorgegebene Bereich von (0,7 × λ × M)/NA bis (1,0 × λ × M)/NA reicht.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt die Form einer Linie hat; das Hilfsmuster parallel zu dem transparenten Abschnitt entlang einer Linienrichtung des transparenten Abschnitts angeordnet ist; und der transparente Abschnitt ein Linienende hat, das um eine vorgegebene oder größere Abmessung entlang der Linienrichtung über das Hilfsmuster hinaus vorsteht.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 28, wobei in der Fotomaske die vorgegebene Abmessung (0,03 × λ × M)/NA beträgt, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichtes angibt und M und NA Vergrößerungen bzw. numerische Apertur eines verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt die Form einer Linie hat; das Hilfsmuster ein Paar erste Hilfsmuster, die parallel zu dem transparenten Abschnitt entlang einer Linienrichtung des transparenten Abschnitts angeordnet sind und einen Linien-Mittelteil des transparenten Abschnitts einschließen, und ein Paar zweiter Hilfsmuster enthält, die parallel zu dem transparenten Abschnitt entlang der Linienrichtung angeordnet sind und einen Linien-Endteil des transparenten Abschnitts einschließen; und ein Abstand zwischen dem Paar zweiter Hilfsmuster um eine vorgegebene oder größere Abmessung, größer ist als ein Abstand zwischen dem Paar erster Hilfsmuster.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 30, wobei in der Fotomaske jedes des Paars zweiter Hilfsmuster eine Länge entlang der Linienrichtung von (0,03 × λ × M)/NA oder mehr hat, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichtes angibt und M und NA Vergrößerung bzw. numerische Apertur eines verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 30, wobei die vorgegebene Abmessung der Fotomaske (0,03 × λ × M)/NA beträgt, wobei λ eine Wellenlänge des Belichtungslichtes angibt und M und NA Vergrößerung bzw. numerische Apertur eines verkleinernden optischen Projektionssystems eines Projektions-Aligners angeben.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt ausgebildet wird, indem das transparente Substrat belichtet wird; das Hilfsmuster ausgebildet wird, indem auf dem transparenten Substrat ein erster Phasenverschiebungsfilm abgeschieden wird, der in dem Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer entgegengesetzten Phase in Bezug auf den transparenten Abschnitt verursacht, und der halbabschirmende Abschnitt ausgebildet wird, indem auf dem ersten Phasenverschiebungsfilm ein zweiter Phasenverschiebungsfilm abgeschieden wird, der in dem Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer entgegengesetzten Phase in Bezug auf den ersten Phasenverschiebungsfilm verursacht.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt ausgebildet wird, indem das transparente Substrat belichtet wird, das Hilfsmuster ausgebildet wird, indem in dem transparenten Substrat Gräben mit einer Tiefe hergestellt werden, die in dem Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer entgegengesetzten Phase in Bezug auf den transparenten Abschnitt verursacht, und der halbabschirmende Abschnitt ausgebildet wird, indem auf dem transparenten Substrat ein halbabschirmender Film abgeschieden wird, der das Belichtungslicht in einer identischen Phase in Bezug auf den transparenten Abschnitt durchlässt.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske: der transparente Abschnitt ausgebildet wird, indem das transparente Substrat belichtet wird; das Hilfsmuster ausgebildet wird, indem in dem transparenten Substrat Gräben mit einer Tiefe hergestellt werden, die in dem Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer entgegengesetzten Phase in Bezug auf den transparenten Abschnitt verursacht; und der halbabschirmende Abschnitt ausgebildet wird, indem auf dem transparenten Substrat ein Metall-Dünnfilm abgeschieden wird, der das Belichtungslicht in einer identischen Phase in Bezug auf den transparenten Abschnitt durchlässt.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske: das Hilfsmuster ausgebildet wird, indem das transparente Substrat belichtet wird; der transparente Abschnitt ausgebildet wird, indem in dem transparenten Substrat Gräben mit einer Tiefe hergestellt werden, die in dem Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer entgegengesetzten Phase in Bezug auf das Hilfsmuster verursacht, und der halbabschirmende Abschnitt ausgebildet wird, indem auf dem transparenten Substrat ein Phasenverschiebungsfilm abgeschieden wird, der in dem Belichtungslicht eine Phasendifferenz in einer entgegengesetzten Phase in Bezug auf das Hilfsmuster verursacht.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei schräg auftreffende Beleuchtung beim Schritt des Bestrahlens des Resistfilms mit dem Belichtungslicht eingesetzt wird.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske ein Durchlässigkeitsgrad des halbabschirmenden Abschnitts 3% oder mehr und 15% oder weniger beträgt.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske ein Durchlässigkeitsgrad des Hilfsmusters 50% oder mehr beträgt.
Verfahren zum Ausbilden von Mustern nach Anspruch 1, wobei in der Fotomaske der halbabschirmende Abschnitt so angeordnet ist, dass an einen gesamten Rand des transparenten Abschnitts angrenzt.
Verfahren zum Erzeugen von Maskendaten, mit dem Masken-Daten für eine Fotomaske erzeugt werden, die ein Maskenmuster, das auf einem transparenten Substrat ausgebildet ist, und einen transparenten Abschnitt des transparenten Substrats enthält, in dem das Maskenmuster nicht ausgebildet ist, wobei es die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen eines inneren Abstandes und einer Breite von Konturenschiebern auf Basis eines gewünschten belichteten Bereiches eines Resist, der ausgebildet wird, indem der Resist mit Licht durch die Fotomaske belichtet wird; Schaffen des transparenten Abschnitts innerhalb der Konturenschieber; Einstellen des transparenten Abschnitts als CD-Einstellmuster; Schaffen eines halbabschirmenden Abschnitts, der das Beleuchtungslicht in einer identischen Phase in Bezug auf den transparenten Abschnitt durchlässt, so, dass der transparente Abschnitt und die Konturenschieber von dem halbabschirmenden Abschnitt umgeben sind; Einstellen der Konturenschieber als Phasenschieber, die das Belichtungslicht in einer entgegengesetzten Phase in Bezug auf den transparenten Abschnitt durchlassen; Vorhersagen einer Abmessung eines Resistmusters, das unter Verwendung des Maskenmusters ausgebildet wird, einschließlich der Phasenschieber und des halbabschirmenden Abschnitts durch Simulation; und wenn die vorhergesagte Abmessung des Resistmusters nicht mit einer gewünschten Abmessung übereinstimmt, Verformen des Maskenmusters durch Verformen des CD-Einstellmusters.
Verfahren zum Erzeugen von Maskendaten nach Anspruch 41, wobei der Schritt des Bestimmens eines inneren Abstandes und einer Breite von Konturenschiebern einen Teilschritt des Änderns der Breite der Konturenschieber gemäß einem Abstand zwischen den Konturenschieber einschließt.
Verfahren zum Erzeugen von Maskendaten nach Anspruch 41, wobei der Schritt des Bestimmens eines inneren Abstandes und einer Breite von Konturenschiebern einen Teilschritt des Änderns des inneren Abstandes der Konturenschieber gemäß einer Nähebeziehung zwischen gewünschten belichteten Bereichen einschließt.