[发明专利]使用利文森型掩模的图形形成方法及该掩模的制造方法

说明书

本发明是如下申请的分案申请：

申请日：2006年12月15日

申请号：200610173295.8

发明名称：使用利文森型掩模的图形形成方法及该掩模的制造方法。

技术领域

本发明涉及图形形成方法以及利文森(levenson)型掩模的制造方法。

背景技术

在半导体集成电路等的半导体装置中，存在在形成电极或者布线等中使用光刻技术的情况。在光刻法步骤中，进行曝光步骤,通过光掩模在抗蚀剂上以预定的形状曝光。抗蚀剂例如以感光树脂形成，通过曝光步骤后进行显影，成型为预定的形状。

曝光步骤中使用的掩模具有透光部以及遮光部。为了提高分辨率，在光致掩模上具有使透过透光部的光的相位发生变化的相移掩模。相移掩模上包含利文森型掩模或者半色调型掩模。这些光掩模利用光的干涉作用以提高分辨率。

对于利文森型掩模来说，例如在正型抗蚀剂中，在将配置于衬底表面的抗蚀剂加工成预定形状时，在一个部分的两侧，在一侧形成使光透过的透光部。在另一侧，形成相对于一个透光部的光的相位使相位反转的透光部。利文森型掩模是如下的光掩模：以一个部分两侧的光的相位相互反转的方式而形成，由此在一个部分可提高分辨率。

半色调型掩模是如下的光掩模：在将配置于衬底表面的抗蚀剂加工成预定形状时，相对于在一个部分或者一个部分周围的一者上形成的透光部，在形成于另一者上的遮光部中使一部分光透过，同时使相位反转，由此，在所述一个部分上提高分辨率。

在特开2002-229181号公报中，公开了如下的利文森型掩模：在透光衬底上形成孤立图形要素形成用的遮光部、和形成周期图形要素用的多个遮光部。该利文森型掩模在形成孤立图形要素用的遮光部的两侧配置相移部和透光部。以遮光部覆盖透光衬底的剩余部。公开了孤立图形要素形成用的相移部的宽度与形成周期图形要素用的相移部的宽度大致相等的技术。

在特开2003-168640号公报中，公开了如下的半导体装置的制造方法：与通过相移掩模形成的细微线图形在一定范围内相邻的移相图形的相位，彼此分配反转的相位。公开了优选配置为：夹持相位边缘形成的细微线图形，设置至少四个移相图形，相邻的移相图形彼此一定为相反相位。

在光刻法中，公知如下方法：为了在衬底表面形成细微部分，而进行多次曝光。

例如，在特开平11-283904号公报中，公开了如下的曝光方法，其包含：高分辨率曝光，使用相移图形，对光致抗蚀剂层转印线宽度控制性严格的部位的图形；通常曝光，由掩模图形的遮光部对通过高分辨率曝光已经被图形转印后的光致抗蚀剂层部分进行保护，并且，不使用相移图形，即可对光致抗蚀剂层转印线宽控制性不严格的部位的图形。

此外，在美国专利第5858580号说明书中，公开了使用两个掩模工艺的技术。第一掩模是相移掩模，第二掩模是单一相位结构的掩模。单一相位结构的掩模进行曝光，以消除相移区域。在单一相位结构的掩模中，在通过相移掩模形成的部分以外的区域进行曝光，以不在不希望的部分上形成。

并且，在特开平1-283925号公报中，公开了一种曝光方法，第一区域进行密集构图，第二区域以比第一区域粗的方式进行构图，其中，第一区域以具有使曝光的相位反转的相移图形的掩模图形进行曝光，第二区域以由透光区域和非透光区域构成的掩模图形进行曝光。

此外，在特开2004-247606号公报中公开了如下的半导体装置的制造方法：在形成由栅电极以及栅极布线构成的栅极时，通过使用作为第一掩模的二元（binary mask）掩模或者半色调掩模和作为第二掩模的利文森型掩模的二重曝光处理，只形成栅电极图形之后，通过使用作为第三掩模的二元掩模或者半色调掩模的曝光处理，从而形成栅极布线图形。

如上所述，使用相移掩模或者进行多次曝光，由此，形成包含最小尺寸较小的部分的图形。但是，例如在半导体装置中，存在进一步细微化的倾向，现状是希望以较高的尺寸精度更好地形成更细微的图形。

在利文森型掩模中，在透光板的表面上配置例如铬膜等遮光膜。在遮光膜上形成使光透过用的开口部。开口部大致分为同相位开口部和反转相位开口部。同相位开口部是无需使光的相位发生变化即可透过的区域，由透光板的主表面构成。在反转相位开口部中，在透光板上形成凹部或者配置移相器。通过反转相位开口部的光发生相位反转。