(57)【要約】【課題】位相シフトマスクにおいて段差シフターが発生しないように補正し、くびれ補正用のパットの配置を容易にするとともに、光強度分布の対称性を向上させること。【解決手段】本発明は、所定のパターンを露光するための遮光パターンＰ１と、この遮光パターンＰ１の両側に設けられ各々位相の異なる光を透過するシフターＳ１１、Ｓ１２とを備える位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクにおいて、遮光パターンで長さの異なる２つが接近することで各々の遮光パターンＰ１、Ｐ２に対応したシフターＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２のうち隣接するものが連続する場合、その連続したシフターＳ１２、Ｓ２１の形状を矩形に補正し、補正後のシフターＳ３１および他のシフターＳ１１、Ｓ２２に対して必要に応じた光強度補正用のパットを配置するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の露光パターンを形成するための遮光パターンと、この遮光パターンの両側に設けられ各々位相の異なる光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクの製造方法において、
前記遮光パターンで長さの異なる２つが接近することで各々の遮光パターンに対応したシフターのうち隣接するものが連続する場合、その連続したシフターの形状を矩形に補正する工程と、
補正後の前記連続したシフターおよび他のシフターに対して必要に応じた光強度補正用のパットを配置する工程と
を備えることを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記遮光パターンで、長さの短い方の遮光パターンに対応するシフターと、長さの長い方の遮光パターンに対応するシフターとが連続する場合、その連続するシフターの形状を、前記長さの長い方の遮光パターンに対応するシフターの長辺に合わせた矩形に補正する
ことを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項３】
所定の露光パターンを形成するための遮光パターンと、この遮光パターンの両側に設けられ各々位相の異なる光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクにおいて、
前記遮光パターンで長さの異なる第１の遮光パターンと第２の遮光パターンとが略平行に配置され、各遮光パターンに対応したシフターのうち隣接するものが連続して１つの共通シフターとして構成されている場合、この共通シフターが矩形になっている
ことを特徴とする位相シフトマスク。
【請求項４】
前記共通シフターは、前記第１の遮光パターンと第２の遮光パターンとのうち長さの長い方に合わせた大きさになっている
ことを特徴とする請求項３記載の位相シフトマスク。
【請求項５】
矩形となった前記共通シフターおよび他のシフターに対して光強度補正用のパットが配置されている
ことを特徴とする請求項３記載の位相シフトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光により形成するパターンに対応した遮光パターンと、この遮光パターンに隣接して設けられる各々位相の異なる光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高性能化に伴い、半導体製造プロセスには微細化・高密度化が要求されており、フォトリソグラフィによるレジストパターンの形成においても、光の波長、および光学系から決定される解像限界以下を超えた微細パターンの作成が要求されている。
【０００３】
露光装置の解像限界以下のパターンを精度良く解像させようとするとき、超解像技術といわれる変形照明法や転写マスクで隣接するどちらか一方のパターンにシフターを設け、露光光の位相を１８０度反転させ、パターンエッジ部のコントラストを向上させる位相シフト技術が利用されている。
【０００４】
位相シフト技術のうち、空間周波数変調型マスク（レベンソン型位相シフトマスク）は一個おきのパターンにシフターを配置するタイプの位相シフトマスクであり（図８（ａ）参照）、既に実用化された技術である。レベンソン型位相シフトマスクでは、従来のＣｒマスク（図８（ｂ）参照）に比べてウエハ上の光強度分布のコントラストを高めることができる。
【０００５】
図９はレベンソン型位相シフトマスクのシフターの高さと光透過部の光強度分布を示したものである。通常、レベンソン型位相シフトマスクによる露光はパターンエッジ部分のコントラストを上げたり、レンズ収差の影響を抑えたりするため、光源の絞り（σ）を小さめに設定する。その結果、シフターを長くしていくに従い、図９のような光強度分布の離散が起こり、ライン端付近でレジストラインパターンのくびれ、ライン長さ方向の線幅バラツキ（うねり）が生じる。このくびれやうねりが原因でラインちぎれや、線幅不均一等の問題が起こり、トランジスタ特性、プロセスマージン低下等の原因となっている。なお、ここではこのライン形状をくびれ、うねりと呼ぶことにする。
【０００６】
上記ライン形状のくびれの補正（OPC：Optical Proximity Correction）に、図１０のような補助的にパットｔをルールベースで配置する手法が提案されており（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）、ラインくびれの補正には効果的である。ここで、図１０（ａ）は特許文献１に記載される例であり、シフターＳ５１〜Ｓ５３の偶部にパットｔを設けるもので、図１０（ｂ）は特許文献２に記載される例であり、シフターＳ５１〜Ｓ５３の辺における偶部寄りにパットｔを設けているものである。
【０００７】
【特許文献１】特許２００１−１５５９１７号公報
【特許文献２】特開２００１−４２５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ライン同士がある程度、接近している場合には、図１１のように隣接するシフター同士が重なり（段差シフターの発生）、光強度分布が非対称になる。つまり、図１１（ａ）に示すように、遮光パターンＰ１、Ｐ２の距離がある程度離れている場合には、各遮光パターンＰ１、Ｐ２に対応して設けられるシフターＳ６１、６２およびシフターＳ７１、Ｓ７２は独立して設けられるが、図１１（ｂ）に示すように遮光パターンＰ１、Ｐ２の距離が近づくと、隣接するシフターＳ６２とシフターＳ７１とが連続することになる。この際、遮光パターンＰ１、Ｐ２の長さが異なるとシフターＳ６２、シフターＳ７１の長さも異なるため、連続したシフターは段差シフターＳ８０となってしまう。
【０００９】
このような段差シフターでは、図中上下方向で非対称な形状であることから、ライン上方の箇所とライン下方の箇所とで光強度分布が異なってしまう。したがって、露光パターンにくびれ量の違いが生じ、これに配置する補正パットの大きさや位置の違いでルールベースのテーブル作成に膨大なデータ取得工数が必要となる。
【００１０】
また、上記段差シフターによるラインくびれ、うねりに対して、モデル（シミュレーション）ベースによる補正を試みる場合においても、段差シフター形状の種類の分だけ、OPCモデル作成のためのデータ取得量が増加し、精度的にも追い込むことが困難になる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、所定のパターンを露光するための遮光パターンと、この遮光パターンの両側に設けられ各々位相の異なる光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクの製造方法において、遮光パターンで長さの異なる２つが接近することで各々の遮光パターンに対応したシフターのうち隣接するものが連続する場合、その連続したシフターの形状を矩形に補正する工程と、補正後の連続したシフターおよび他のシフターに対して必要に応じた光強度補正用のパットを配置する工程とを備える位相シフトマスクの製造方法である。
【００１２】
また、本発明は、所定の露光パターンを形成するための遮光パターンと、この遮光パターンの両側に設けられ各々位相の異なる光を透過するシフターとを備える位相シフトマスクにおいて、遮光パターンで長さの異なる第１の遮光パターンと第２の遮光パターンとが略平行に配置され、各遮光パターンに対応したシフターのうち隣接するものが連続して１つの共通シフターとして構成されている場合、この共通シフターが矩形になっているものである。
【００１３】
このような本発明では、遮光パターンの接近によって互いのシフターの隣接するものが連続することになる場合、この連続したシフター（共通シフター）の形状を矩形に補正しているため、連続するシフターに段差が発生しないことになる。したがって、矩形のシフターに対して光強度補正用のパットを配置することで、光強度分布の対照性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
このような本発明によれば、次のような効果がある。すなわち、レベンソン型から成る位相シフトマスクで露光を行う場合のライン不均一性に対する補正を簡略化・簡易化することが可能となる。また、本発明により、レベンソン型から鳴る位相シフトマスクの光透過部の光強度分布の対称性が改善され、露光によって形成される素子の特性を安定させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る位相シフトマスクの製造方法を説明する模式図である。位相シフトマスク１は、所定の露光パターンを形成するための遮光部１０として設けられた遮光パターン（例えば、遮光パターンＰ１、Ｐ２）と、この遮光パターンＰ１、Ｐ２の各々の両側に設けられ各々位相の異なる光を透過するシフターＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２を備えたものである。
【００１６】
例えば、遮光パターンＰ１の両側に設けられるシフターＳ１１、Ｓ１２は、シフターＳ１１が位相１８０°、シフターＳ１２が位相０°となっており、また、遮光パターンＰ２の両側に設けられるシフターＳ２１、Ｓ２２は、シフターＳ２１が位相０°、シフターＳ２２が位相１８０°となっている。各シフターＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２は、対応する遮光パターンＰ１、Ｐ２の長さ（図中上下方向）に合わせた大きさとなっている。
【００１７】
本実施形態では、このような長さが異なり略平行に配置される２つの遮光パターンＰ１、Ｐ２が接近した場合に適したマスクの設計方法を用い、位相シフトマスク１を製造する点に特徴がある。具体的には、マスク設計ツール（プログラム）において、くびれ補正用のパットを配置する前のパターン設計で、シフターの形状を自動的に補正するプログラムによって実現されている。
【００１８】
先ず、図１（ａ）に示すように、長さの異なる遮光パターンＰ１、Ｐ２が接近すると、各々に対応して設けられたシフターＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２のうち隣接するもの（シフターＳ１２とシフターＳ２１）が連続して１つの共通シフターとなる。ここで、シフターＳ１２とシフターＳ２１とは各々対応する遮光パターンＰ１、Ｐ２の長さが異なるため、その大きさが異なっている。したがって、位相シフトマスクの設計段階では、連続して成る共通シフターが矩形ではない段差シフターＳ３０となる。
【００１９】
次に、このような段差シフターＳ３０が発生した状態で、段差シフター３０を構成する２つのシフターＳ１２とシフターＳ２１のうち、対応する遮光パターンＰ１、Ｐ２の長さの長い方のシフター（シフターＳ２１）に合わせて段差シフター３０を矩形に変形し、図１（ｂ）に示すような補正後のシフターＳ３１を生成する。補正後のシフター３１は、図１（ａ）に示す段差シフターＳ３０に補正部Ｓ１００を追加して段差を無くした形状となる。
【００２０】
図２は、シフターによる光強度分布の例を示す模式図で、（ａ）は段差シフターの場合、（ｂ）は矩形に補正したシフターの場合である。図中ドットの薄い部分ほど光強度が強いことを示している。
【００２１】
また、図３は、図２に示す光強度分布で露光を行った場合のライン上下のくびれ量を示す図で、図３（ａ）は図２（ａ）のａ１−ｂ１線矢視に対応したくびれ量、図３（ｂ）は図２（ｂ）のａ２−ｂ２線矢視に対応したくびれ量を示している。いずれの図もａ１、ａ２側がY-Position（横軸）の０となっている。
【００２２】
なお、このくびれ量は、ライン長さ方向に対するライン線幅を、集約（レジスト）パラメータモデル（LPM）シミュレーションで求めたものである。シミュレーション条件は光源波長を193nm、レンズ開口数NAを0.70、コヒーレンスファクターσを0.30、レジストコントラスト（LPMパラメータ）を12、レジスト膜厚を200nm、吸収係数（LPMパラメータ）を0.8um-1、拡散長（LPMパラメータ）を30nmとした。
【００２３】
このように、段差シフターを用いた露光の結果、ラインくびれ量に非対称性が発生しているのが分かる。これに対し、矩形に補正したシフターを用いた露光では、ラインくびれ量に非対称性はほとんど発生していない。
【００２４】
次に、矩形に補正したシフターに対してくびれを補正するためのパットを配置する処理を行う。図４は、矩形のシフターにパットを配置した具体例を示す図である。この例では、シフターＳ１１の遮光パターンＰ１側の辺の上下偶部に２つのパットｔが配置され、矩形に補正後のシフターＳ３１の遮光パターンＰ１側の辺の下側偶部に１つ、遮光パターンＰ２側の辺の上下偶部に２つのパットｔが配置され、シフターＳ２２の遮光パターンＰ２側の辺の上下偶部に２つのパットｔが配置されている。
【００２５】
ここで、図２（ｂ）、図３（ｂ）で示した部分に対応するパットの拡大図に示すように、上下両パットｔは、長さ１００ｎｍ、幅２５ｎｍと同じとなっている。このパットｔによる補正前後のくびれ量を図５に示す。このように、矩形のシフターに対する補正用のパットの配置で、もともとの対称性の良さに加えてパットの設置でくびれ量も緩和できるようになる。
【００２６】
なお、図６は段差シフターにパットを配置した具体例を示す図、図７は段差シフターに対する補正用のパットを配置する前後でのくびれ量を示す図である。先に示した矩形のシフターの場合と同様に、シフターＳ１１の遮光パターンＰ１側の辺の上下偶部に２つのパットｔが配置され、段差シフターＳ３０の遮光パターンＰ１側の辺の下側偶部に１つ、遮光パターンＰ２側の辺の上下偶部に２つのパットｔが配置され、シフターＳ２２の遮光パターンＰ２側の辺の上下偶部に２つのパットｔが配置されている。
【００２７】
しかしながら、段差シフター３０では、図２（ａ）、図３（ａ）で示した部分に対応するパットの大きさが、上側で長さ１００ｎｍ、幅２５ｎｍであるのに対し、下側が長さ１００ｎｍ、幅１５ｎｍというように大きさが異なっている。つまり、段差シフター３０では、光強度分布に非対称性が発生していることから、くびれ補正用のパットも上下で大きさが異なることになる。
【００２８】
また、このような補正用のパットを配置しても、図７に示すようにくびれ量は緩和できるものの非対称性はあまり改善されない。したがって、このようなマスクを用いて露光を行った場合に、形成されるパターンにも非対称性が反映されてしまう。
【００２９】
本実施形態では、位相シフトマスクの製造において段差シフターを発生させずに矩形のシフターに補正しているため、くびれ補正用のパットを配置する際には計算の簡略化・簡易化を図ることができるとともに、補正後の位相シフトマスクを用いて露光を行うことで、対称性に優れ、くびれも補正されたパターンを形成することが可能となる。
【００３０】
また、段差シフターが矩形のシフターになることで、くびれ補正用のパットの大きさが揃うようになり、ルールベースのテーブル作成が非常に簡素化される。さらに、モデルベースによる補正用のパッドの配置を行う場合でも、データ量の削減を図ることができ、計算時間の短縮および高精度な追い込みを実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る位相シフトマスクの製造方法を説明する模式図である。
【図２】シフターによる光強度分布の例を示す模式図である。
【図３】ライン上下のくびれ量を示す図である。
【図４】矩形のシフターにパットを配置した具体例を示す図である。
【図５】パットによる補正前後のくびれ量を示す図である。
【図６】段差シフターにパットを配置した具体例を示す図である。
【図７】パットによる補正前後のくびれ量を示す図である。
【図８】位相シフトマスクを説明する模式図である。
【図９】シフターの高さによる光透過部の光強度分布を示す図である。
【図１０】従来の補正用パットの例を示す模式図である。
【図１１】段差シフターの発生を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…位相シフトマスク、１０…遮光部、Ｐ１…遮光パターン、Ｐ２…遮光パターン、Ｓ１１…シフター、Ｓ１２…シフター、Ｓ２１…シフター、Ｓ２２…シフター、Ｓ３０…段差シフター、Ｓ３１…補正後のシフター、ｔ…パット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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