[发明专利]曝光用掩模、图案复制方法

说明书

本申请是申请号为200580051282.7、申请日为2005年8月11日、发明名称为“曝光用掩模及其制造方法、图案复制方法、图案形成方法及SRAM的制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种曝光用掩模及其制造方法、图案复制方法、图案形成方法及SRAM的制造方法，尤其涉及一种在作为半导体制造工艺之一的光刻工序中采用的曝光用掩模及其制造方法、图案复制方法、图案形成方法及SRAM的制造方法。

背景技术

近年来，为了满足半导体器件对高速度、高密度化的要求，形成在半导体衬底上的配线等图案的宽度变得越来越细。通过在光刻法中所用的曝光用光采用短波长，能够实现图案的微细化。目前，半导体器件的图案规则(pattern rule)已达到100nm以下的水平。该尺寸比曝光用光的波长还短。例如，用为曝光用光源的ArF准分子激光器的波长为193nm。

由于图案规则比曝光用光的波长还短，所以不能忽视由衍射等导致的光学邻近效应的影响，而且由光学邻近效应导致图案显著劣化。发生如下的现象，即使掩模上图案的线宽相同，复制在晶片上的图案的线宽也因图案分布的密度而不同。

下述的专利文献1公开了，修正由图案分布的密度不同所导致的线宽误差的技术。下面，说明专利文献1所公开的掩模上的图案。

在以高密度配置有遮光图案的区域，在各遮光图案的内部配置狭缝。在遮光图案稀疏的区域，则不在各遮光图案中配置狭缝。由于光能透过狭缝，所以在遮光图案稠密的区域和稀疏的区域，能够使光密度一致。这样，通过使光密度一致，能够防止由光学邻近效应所引起的图案的劣化。

另外，由于光学邻近效应，图案的顶端部分的形状易劣化。尤其是若线宽变细，则直线状图案的顶端下降导致图案变短的、被称作缩短(shortening)的现象变得显著。作为修正由这种光学邻近效应所引起的掩模图案与复制图案之间的形状差异的方法，提出了称为光学邻近修正(OPC：Optical Proximity Correction)的修正方法。在OPC法中，在图案的变形方向相反的方向上，其中该图案的变形方向是在将掩模图案复制在晶片上时发生的，通过事先局部地加粗掩模图案、或配置虚设图案，从而修正复制图案的尺寸及形状的变化。

下述的专利文献2及专利文献3公开了，利用OPC法抑制缩短的技术。例如，以细长的掩模图案的前端变得比其中央部分还要粗的方式设计图案。该变粗的部分被称作锤头(hammer head)。通过在细长的图案的前端形成锤头，能够抑制缩短。

专利文献1：JP特开2005-10635号公报

专利文献2：JP特开2004-302263号公报

专利文献3：JP特愿2004-196963号说明书

发明内容

发明所要解决的问题

针对利用ArF准分子激光器(excimer laser)及移相掩模，将90nm宽度的直线状图案通过缩小投影曝光来复制的情况，进行了考察。在本说明书中，若没有特别事先声明，则将掩模上所形成的掩模图案的尺寸换算为考虑缩小率的晶片上的尺寸，并进行标记。例如，在缩小率为1/4的情况下，晶片上与90nm宽度的直线状图案相对应的掩模图案的实际尺寸宽度为360nm，但是将掩模图案的宽度标记成作为其换算尺寸的90nm。

本申请发明人发现，若掩模图案的宽度变化1nm，则复制在晶片上的图案宽度变化约4nm。即，掩模上的图案尺寸的变化会放大4倍而复制到晶片上。通常，以1nm为步长(step size)来设计掩模图案的尺寸。因此，在晶片上，能够用比4nm还小的步长来变化图案的尺寸。例如，能够将线宽为90nm的直线状图案和线宽为92nm的直线状图案同时复制到晶片上。

本发明的一个目的是，提供一种能够用细小的步长来复制所希望的尺寸图案的曝光用掩模。本发明的其它目的是，提供一种其曝光用掩模的制造方法及采用其曝光用掩模的图案复制方法。

为了抑制细长图案的缩短，若在掩模图案的顶端形成锤头，则图案的顶点数目增加。例如，若在细长的长方形图案的两端形成粗细变化成两级的锤头，则顶点数目会从4增加到20。顶点数目的增加与掩模图案的设计数据的增大有关。

本发明的其它目的是，提供一种能够抑制细长图案的缩短且还能够抑制掩模图案的设计数据的增大的曝光用掩模及采用这些的图案复制方法。

用于解决问题的方法