(57)【要約】      （修正有）【課題】チャンネル支援機能（ＣＨＡＦ）を使用したフォトレチクルを提供する。【解決手段】ＣＨＡＦ９０は印刷可能なふたつのパターン（すなわち主パターン）８０および１００の間に形成されこれらを連結することにより光学近接効果を減じ、またフォトレジスト露光工程中に焦点を深くする。ＣＨＡＦ９０の幅ＷＣＨＡＦは、ＣＨＡＦ９０がフォトレジスト上に実質的に印刷されない程度でなければならない。従って、レチクルを使用してフォトレジスト上に印刷可能な最小幅（あるいは最小特徴サイズ）をＷｍｉｎとした場合のＣＨＡＦの幅はＷｍｉｎ未満でなければならない。【選択図】図３
2004310092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の印刷可能なパターン；
幅がｘである第一の側面を有する第二の印刷可能なパターン；および
その幅ＷCHAFが０．２５ｘ≦ＷCHAF≦０．７５ｘの範囲内にある、上記第一の印刷可能なパターンと上記第二の印刷可能なパターンを連結するチャンネル支援機能：
を含むフォトレチクル。
【請求項２】
パターン・ジェネレーター内にインプット・データを記入すること；および
上記インプット・データを用いて、第一の印刷可能なパターン、幅がｘである第二の印刷可能なパターン、および上記第一の印刷可能なパターンと上記第二の印刷可能なパターンを連結するチャンネル支援機能、を包含するフォトレチクルを形成すること：
を包含するフォトレチクルを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に集積回路製造分野に関し、より詳細にはチャンネル支援機能によりフォトリソグラフィ用マスクを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ技術が更にサブミクロン領域にまで引き続き微小化するに従い、必要とされる微小機能（ｆｅａｔｕｒｅ）を集積回路上に形成することはますます困難になっている。フォトリソグラフィは、集積回路製造工程でこれら微小機能のパターニングのために現時点では最も広範囲に使用されている方法である。フォトリソグラフィにおいては、フォトレジストとして知られる感光性材料がその上に集積回路が形成されるウエハの表面上に形成されパターン化される。パターン化工程では、フォトレジストをレチクルと呼ばれるマスクを通して露光することによりパターンをそのフォトレジストに転写する。フォトレジストに転写されるパターンはレチクル上に形成され、それはフォトレジストがポジティブかネガティブであるかによって透明あるいは不透明のいずれかである。フォトレジストを露光する際、フォトリソグラフィ用ツールによりレチクルをウエハの上側に位置決めし、複数のレンズを複雑に組み合わせた系により光線をレチクル経由でウエハ表面に照射する。この種の構成は光学投影システムとして知られている。光学投影システムにおいては、レチクル上のパターンはウエハ表面上に形成される実際のパターンよりは遥かに大きく、画像は光学投影システムを構成する複数のレンズにより縮小される。光学投影システムにおいては、パターンは各々の露光工程でウエハの小部分に転写され、ウエハおよびレチクルのいずれかあるいは両方はパターンがウエハ全域にわたって転写されるまで各々の露光工程に従って移動する。
【０００３】
フォトリソグラフィ技術により形成可能な最小機能サイズは多くの因子により決まる。これらの因子の中には、パターン転写に使用される光線の波長、開口数、レジスト・プロセスなどがある。しかしながら、最終的な解像度は、光線がレチクル上のパターンを透過する際に起こる回折効果によって制約される。ある与えられた波長の光の場合、非常に小さな機能サイズを得る際に回折効果は非常に大きな制約を課す。各種の回折効果の中で、実現し得る機能サイズに最大の制約を課すのは光学近接効果である。レチクル上の個々のパターンおよび形状は独立してフォトレジストに到達するのではなく、回折効果が存在するので近傍の形状やパターンと相互に影響を及ぼし合う。光学近接効果に起因する最大の結果は、フォトレジスト上に形成される形状やパターンの正確なサイズはそれらの他の形状やパターンへの近接度次第であるという点である。
【０００４】
典型的には、レチクルでの線および線間空間はリソグラフィ技術および集積回路設計ルールにより許容される最大の密集状態から非常にまばらな状態まで非常に広範囲にわたっている。まばらな状態の場合には、そのパターンは典型的には孤立していると呼ばれる。一般的には、パターンの線あるいは線間空間のようなパターン特徴が隣接する線あるいは線間空間からそれらのサイズの５〜１０倍以上離れている場合にはそのパターンは孤立していると考えられる。これらの線が密に詰まっている場合には、光学近接効果は到達し得る最小機能サイズを制約する傾向となろう。光学近接効果を補正するために多くの技術が使用されており、これらの中には、マスク・バイアシング、セリフの追加、補助的なパターン特徴の使用などがある。図１に、セリフ３０および補助的なパターン特徴４０が付けられた孤立したパターン２０を含むレチクル１０の一領域を示している。パターン２０の角部にはセリフ３０が付けられており、これがなければ起こるであろう角部の丸みあるいはプルバックを最少化している。補助的なパターン特徴４０は孤立パターン２０の近傍に付けられており、孤立した線の周囲に密集環境を実現しようとしている。補助的なパターン特徴４０は、使用される特定の光学素子の解像度に比べて十分に小さい。それでも、より複雑な集積回路が必要とされる場合には、楕円体のような異なった形状が要求される。現時点では、必要とされる程度にまで微小な特徴サイズを有するこれらの形状構造を形成する方法は知られていない。更に、現在使用されている補助的なパターン特徴はパターン化された画像に不必要なゆがみを与える可能性がある。従って、不必要なゆがみを導入することなく形状構造を形成しつつ光学近接効果を補正する新たな構造が要望されている。本発明はこのような要望に対応しようとしている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
本発明はチャンネル支援機能（ｃｈａｎｎｅｌ  ａｓｓｉｓｔ  ｆｅａｔｕｒｅｓ，  ＣＨＡＦｓ）を使用した改善されたフォトレチクル（ｐｈｏｔｏ  ｒｅｔｉｃｌｅ）を提供する。ＣＨＡＦｓは、フォトレジスト上に形成される最小幅よりは細い線を使用してフォトレチクル上に形成される印刷可能な機能を連結することにより、フォトレチクル上に形成される。更に、ＣＨＡＦｓは印刷可能な機能に隣接してそれの印刷を支援するために形成してよい。
【０００６】
フォトレチクルはパターン・ジェネレーションとして知られる方法により形成される。レチクル形成のための最初の工程はパターン・ジェネレーター内へのデータのインプットである。同データは、レチクル上に形成されるパターンの形状、位置およびサイズを規定する。レチクルは透明媒体を有しており、同媒体上に不透明領域がフォトレジスト上に印刷される形状に対応して形成される。このデータのインプット後に、チャンネル支援機能を有するレチクルがパターン・ジェネレーターにより形成される。
【０００７】
集積回路形成期間中に、最初にフォトレジストをチャンネル支援機能を有するレチクルを使用して露光することにより複数の層上にパターンが形成できる。印刷可能なパターンがフォトレジスト層上に形成されるが、同層上にはチャンネル支援機能は形成されない。このようにしてパターン化されたフォトレジスト層は、次いでその下側の層にパターンを転写するためのマスクとして使用される。
【０００８】
発明の詳細な説明
添付図において、異なった図で用いられている対応する符号は別段の記載がない限り対応する部品を示す。
フォトリソグラフィは１５７ｎｍ以上の範囲での異なった波長を有する光線を使用することにより実施される。フォトリソグラフィでパターンを形成する際には、フォトレチクル（以後レチクルと称する）を透過するある波長の光線にフォトレジストを露光する。この露光工程が完了した後、フォトレジストを現像液に浸す。同現像液はフォトレジスト上の露光されたあるいはされなかったいずれかの領域（フォトレジストがポジティブかネガティブによって決まる）を除去することによりパターンをレチクルからフォトレジストに転写する（すなわち印刷する）。フォトリソグラフィにより印刷可能な最小機能サイズは、設計ルールが要求する最小ピッチの半分と定義できる。従って、レチクル上に形成されたあるサイズ未満のパターンはフォトレジスト上に印刷されない。最小機能サイズは多くの因子の複雑な関数であり、これら因子のひとつがレチクルを透過してフォトレジスト層を露光するために使用される光線の波長である。レチクルはしばしばフォトマスクあるいはマスクと称され、フォトレジストの複数の層に印刷する（すなわちパターンを形成する）ために使用される異なったレチクルはしばしばマスキング・レベルと称される。
【０００９】
レチクルはパターン・ジェネレーションとして知られる方法を用いて形成される。同方法のフローチャートを図２に示している。レチクル形成のための最初の工程はパターン・ジェネレーター５０内へのデータのインプットである。同データは、レチクル上に形成されるパターンの形状、位置およびサイズを規定するであろう。レチクルは透明媒体を有しており、同媒体上に不透明領域がフォトレジスト上に印刷される形状に対応して形成される。この場合、透明および不透明という言葉は使用された光線の波長を意味することに注意されたい。透明な媒体とは入射光線の少なくとも７０％を透過させる媒体として、また不透明な領域とは入射光線の少なくとも７０％の透過を阻止する領域として定義できる。ポジティブなフォトレジストが使用される場合には、フォトレジストの露光された領域は現像液への溶解性が高まり、フォトレジストの現像工程で除去される。ネガティブなフォトレジストが使用される場合には、露光された領域は現像液への溶解性が低下し、現像工程で除去されるのはフォトレジストの露光されなかった領域である。レチクル上のどの領域が透明でありどの領域が不透明であるのかは、使用されたフォトレジストがポジティブなのかネガティブなのかによって決まる。このデータのインプット後に、チャンネル支援機能６０を有するレチクルがパターン・ジェネレーターにより形成される。チャンネル支援機能（ｃｈａｎｎｅｌ  ａｓｓｉｓｔ  ｆｅａｔｕｒｅ，  ＣＨＡＦ）は以下に説明され、本発明によりレチクル上にパターンが形成される。
【００１０】
集積回路製造において形成され使用されるレチクルは多くの形状およびパターンを包含している。ＣＨＡＦ９０を包含する本発明の一実施例によるレチクル７０の領域を図３に示している。その周辺の形状およびパターンは明確さのために省略している。ＣＨＡＦ９０は印刷可能なふたつのパターン（すなわち主パターン）８０および１００の間に形成され、これらを連結する。パターン８０および１００はフォトレジスト上に印刷されることになり、そのフォトレジストがポジティブなのかネガティブなのかによって不透明あるいは透明に形成できる。パターン８０の幅はｘであり、ＡＡ′軸上の中点はｏである。パターン８０での中点ｏからＡ′方向の端部までの距離はｘ／２と表示され、また同パターン８０での中点ｏからＡ方向の端部までの距離は−ｘ／２と表示される。上述したように、光学近接効果はフォトレジストに微小な特徴を印刷する能力を制約する可能性がある。本発明の一実施例においては、ＣＨＡＦ９０は印刷可能なふたつのパターン（すなわち主パターン）８０および１００の間に形成されこれらを連結することにより光学近接効果を減じ、またフォトレジスト露光工程中に焦点を深くする。ＣＨＡＦ９０の幅ＷＣＨＡＦは、ＣＨＡＦ９０がフォトレジスト上に実質的に印刷されない程度でなければならない。従って、レチクルを使用してフォトレジスト上に印刷可能な最小幅（あるいは最小特徴サイズ）をＷｍｉｎとした場合のＣＨＡＦの幅はＷｍｉｎ未満でなければならない。ここで、最小特徴サイズあるいは印刷可能な最小幅は使用される光学素子および光線の波長によって変わることに注意されたい。従って、最小特徴サイズあるいは印刷可能な最小幅Ｗｍｉｎは一定ではなく、使用される光学素子および光線の波長との関連で考慮されなければならない。更に他の実施例においては、ＣＨＡＦ９０の幅は以下の範囲内に制限できる：
０．２５ｘ≦ＷＣＨＡＦ≦０．７５ｘ
ここで、ｘは図３に示すようにＣＨＡＦ９０が連結される主（すなわち印刷可能な）パターン８０の側面の幅である。一般的には、ＣＨＡＦ９０は主パターン８０の側面に沿ったどのような場所に位置してよい。更に他の実施例においては、ＣＨＡＦ９０の主パターン８０への連結位置は、図３のブラケット１０５に示されるようにＡＡ′線に沿って−ｘ／４〜ｘ／４の範囲内に制限できる。ＣＨＡＦ９０の連結位置をブラケット１０５に示される範囲内に制限することにより主パターン８０および１００が連結されるので、フォトレジスト内に形成される印刷構造はＣＨＡＦ９０の方向に沿って延長される。これにより、楕円体のような形状構造が形成可能になる。
【００１１】
図４に本発明の更に他の実施例を示している。幅がＷＳの主パターン１２０がレチクル１１０の一領域上に形成される。この幅は孤立した主パターン１２０の最小サイズに対応している。ＣＨＡＦ１５０はふたつの主パターン１３０および１４０を連結するために形成され、主パターン１２０の印刷を支援することになろう。ＣＨＡＦ１５０の幅ＷＳＣＨＡＦは以下の範囲内に制限される：
０．２５Ｗｓ≦ＷＳＣＨＡＦ≦０．７５Ｗｓ
同幅はＣＨＡＦ１５０がフォトレジスト上に実質的に印刷されない程度でなければならない。ＣＨＡＦ１５０は主パターン１２０から距離ＷＤ離れた場所に位置している。ＣＨＡＦ１５０は、同構造の印刷を支援するためには、主パターン１２０に十分近接した場所に位置しなければならない。本発明の一実施例においては、ＷＤは以下の範囲内に制約される。
０．７ＷＳ≦ＷＤ≦１００ＷＳ
【００１２】
図５（ａ）に複数のＣＨＡＦを包含するフォトレチクル２４０を示している。レチクル２４０は光が当たると明るくなり、同フォトレチクル上の画像は一連のレンズ２５０を通過してフォトレジスト２２０の層に投影される。図５（ａ）での符号２５０は必要とされる光学素子の必要とされる配列を代表させる意図で示している。フォトレジスト層２００はパターン化される層２２０の上側に形成されている。パターン化される層２２０は集積回路形成に用いられているどのような材料をも包含してよい。パターン化される層は集積回路形成に用いられている付加層２００の上側に形成され、その付加層の数は問わない。図５（ｂ）に示すように、フォトレジスト２２０の露光が完了した後、フォトレチクル上のパターンは既知のフォトレジスト現像技術を用いてフォトレジスト層２２０に転写される。フォトレジスト２２０でのパターンは次いでその下側の層２１０に転写される（図５（ｃ））。フォトレジストからその下側の層への転写の際には、通常はエッチング工程中にマスクの役割を果たすパターン化されたフォトレジスト層を用いる。しかしながら、本発明はこの実施例により制限されるべきではなく、パターン転写のためのどのような適切な方法でも本発明に用いてよい。更に、ＣＨＡＦでの画像は上記の工程中ではフォトレジストに転写されないことに注意されたい。
【００１３】
本発明を説明的な実施態様を参照しつつ説明したが、これらの記載事項は本発明を制限するためのものではないと解釈すべきである。当業界での熟練者は本明細書での記載事項を参照すれば、上記の説明的な実施態様およびその他の本発明の実施態様を変更したりそれらを組み合わせることが可能であることは明らかである。従って、添付の特許請求の範囲はそのような変更あるいは実施態様を包含していると解釈される。
【００１４】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）第一の印刷可能なパターン；
幅がｘである第一の側面を有する第二の印刷可能なパターン；および
その幅ＷＣＨＡＦが０．２５ｘ≦ＷＣＨＡＦ≦０．７５ｘの範囲内にある、上記第一の印刷可能なパターンと上記第二の印刷可能なパターンを連結するチャンネル支援機能：
を含むフォトレチクル。
（２）上記チャンネル支援機能が上記第二の印刷可能なパターンの中点から上記第一の側面に沿って−ｘ／４〜ｘ／４の範囲内に位置する（１）記載のフォトレチクル。
（３）第一の印刷可能なパターン；
第二の印刷可能なパターン；
幅がＷＳである第三の印刷可能なパターン；および
上記第一の印刷可能なパターンと第二の印刷可能なパターンを連結し、上記第三の印刷可能なパターンからの距離ＷＤが０．７ＷＳ≦ＷＤ≦１００ＷＳの範囲内の点に位置するチャンネル支援機能：
を含む改善されたフォトレチクル。
（４）上記チャンネル支援機能の幅が印刷可能な最小幅未満である（４）記載の改善されたフォトレチクル。
（５）パターン・ジェネレーター内にインプット・データを記入すること；および
上記インプット・データを用いて、第一の印刷可能なパターン、幅がｘである第二の印刷可能なパターン、および上記第一の印刷可能なパターンと上記第二の印刷可能なパターンを連結するチャンネル支援機能、を包含するフォトレチクルを形成すること：
を包含するフォトレチクルを形成する方法。
（６）上記チャンネル支援機能の幅ＷＣＨＡＦが０．２５ｘ≦ＷＣＨＡＦ≦０．７５ｘの範囲内である（５）記載の方法。
（７）フォトレジストの層を第一の層の上側に形成する；
上記フォトレジスト層をチャンネル支援機能を含むフォトレチクルを用いて露光する；および
露光された上記フォトレジスト層を現像し、それにより上記フォトレチクルから上記フォトレジスト層にパターンを転写する：
工程を包含するフォトレチクルを形成する方法。
（８）パターン化された上記フォトレジスト層を用いて上記パターンを上記第一の層に転写することを更に包含する（７）記載の方法。
（９）チャンネル支援機能（１５０）によって連結された第一および第二の印刷可能な機能（１３０）、（１４０）を包含するフォトレチクル（１１０）を形成する。上記チャンネル支援機能のサイズは、レチクルを用いて露光されるフォトレジスト上に実質的に印刷されない程度とする。第三の印刷可能な機能（１２０）を上記チャンネル支援機能（１５０）から距離ＷＤの位置に形成してよい。上記チャンネル支援機能は上記第三の印刷可能な機能（１２０）の形成を支援することになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】先行技術によるレチクルの断面図である。
【図２】チャンネル支援機能を用いてレチクルを形成する本発明の方法のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施例を説明する図である。
【図４】本発明の他の実施例を説明する図である。
【図５ａ】複数のＣＨＡＦを包含するフォトレチクルを用いて層をパターン化する方法を説明する図である。
【図５ｂ】複数のＣＨＡＦを包含するフォトレチクルを用いて層をパターン化する方法を説明する図である。
【図５ｃ】複数のＣＨＡＦを包含するフォトレチクルを用いて層をパターン化する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  レチクル
２０  パターン
３０  セリフ
４０  補助的なパターン特徴
５０  パターン・ジェネレーター
６０  チャンネル支援機能
７０  レチクル
８０  パターン
９０  チャンネル支援機能
１００  パターン
１０５  ブラケット
１１０  レチクル
１２０  パターン
１３０  パターン
１４０  パターン
１５０  チャンネル支援機能
２００  フォトレジスト層
２１０  フォトレジストの下側の層
２２０  フォトレジスト
２４０  フォトレチクル
２５０  一連のレンズ
【図１】
2004310092.tif 000003
【図２】
2004310092.tif 000004
【図３】
2004310092.tif 000005
【図４】
2004310092.tif 000006
【図５ａ】
2004310092.tif 000007
【図５ｂ】
2004310092.tif 000008
【図５ｃ】
2004310092.tif 000009