JP2001166453A - 非吸収性レチクル及びその製造方法 - Google Patents
非吸収性レチクル及びその製造方法Info
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Abstract
光時間の短縮と処理量の増加に結び付く高いイルミネー
ションエネルギの使用が可能なレチクルを提供するこ
と。 【解決手段】 透過性基板が含まれ、前記透過性基板上
に反射領域を配設し、前記反射領域上に電磁放射阻止領
域を配設し、前記透過性基板を透過した電磁放射が、前
記電磁放射阻止領域に達する前に前記反射領域から反射
されるように構成する。
Description
チクル及びその製造方法に関する。
おいては、ウエハを覆った感光性レジスト上の回路パタ
ーンのイメージの投影にマスクやレチクルが用いられて
いる。回路パターンにおける素子の固有サイズは益々小
さくなり、増加する分解能と寸法精度の増加に対する必
要性も増している。光リソグラフィ工程に用いられるマ
スクやレチクルの改善には多くの利点がある。そのよう
な改善の1つとして例えば、米国特許 USP 5,322,748
明細書(on June 21, 1994)に記載のフォトマスクとそ
の製造方法が参考に挙げられる。そこには、感光性ウエ
ハ上に投影されるイメージの分解能向上のために用いら
れる位相シフトマスクが記載されている。そのような改
善には、処理手法の状態の推移があるが、本発明は、改
善のタイプとは関わりがない。半導体ウエハの製造に用
いられるツールの処理量も大量生産に必要とされるため
増加し、問題を提起している。例えば、光リソグラフィ
工程における露光時間の短縮のために高いエネルギ束の
イルミネーションが必要となる。このエネルギー束ない
しエネルギ強度における増加の結果として、マスクやレ
チクルの部分がこのエネルギの不所望な熱的歪みの発生
に十分な量を吸収しかねない。この熱的歪みは、レチク
ルまたはマスク上に形成されるパターンのイメージング
にエラーを引き起こす。これはウエハを覆った感光性レ
ジスタ上に投影される。それに従って最終的な半導体デ
バイスの歩留まりも低下し、ひいては製造コストの増加
が生じる。従って、生産性の向上のために使用される高
エネルギ束イルミネーションを考慮することができ、よ
り重要なこれらの作用を減少する動作分解能を有する、
熱的歪みの少ないマスクないしレチクルの必要性が高ま
な歪みを低減することのできるレチクルを提供すること
であり、さらに露光時間の短縮と処理量の増加に結び付
く高いイルミネーションエネルギの使用が可能なレチク
ルを提供することである。
り、透過性基板が含まれており、前記透過性基板上には
反射領域が配設されており、前記反射領域上には電磁放
射阻止領域が配設されており、前記透過性基板を透過し
た電磁放射は、前記電磁放射阻止領域に達する前に前記
反射領域から反射されるように構成されて解決される。
されるレチクルまたはマスクに向けられている。透過性
の基板は、その上に配置された反射層または誘電層を有
している。不透過または阻止層は、反射層または誘電層
の上方に配置されている。不透過ないし阻止層及び反射
層又は誘電層の一部は、ウエハを覆った感光性レジスト
上に投影すべき所期の回路パターンを形成すべく、除去
される。本発明の1つの実施例によれば、透過性基板を
反射ないし誘電層と不透過ないし阻止層によって均等に
コーティングすることによって透過性基板上に所期のパ
ターンが形成される。2つの層の部分は、所期のパター
ンの形成のために順次除去される。本発明の他の実施例
によれば、反射層または誘電層の領域が、小振りに形成
され、それによって、不透過または阻止層が透過性基板
とのコンタクトを伴って配置可能となる。このことは、
レチクルの透過部分近傍の厚みを低減する。
事である。本発明のさらなる利点は、現行の光リソグラ
フィツールもしくは装置、処理技術の使用に影響がない
ことである。
過性基板と不透過ないし阻止層の間に用いられる。
層と共に照明源の波長の独立的な使用が可能である。こ
れには次の波長、157nm、193nm、248n
m、365nmも含まれる。
求項に記載される。
細に説明する。
が示されている。図1中透過性基板は、符号10で示さ
れている。この基板10は、典型的には、ガラス、石
英、フッ化カルシウム、含石英フッ化物、またはその他
の適切な透過性材料からなる。反射ないし誘電層12
は、透過性基板10の上方端面に配置されており、これ
は図には示されていない投影光学的に最も近い。反射層
12は、アルミニウム、あるいは照明源18からの照明
16の波長で反射する誘電体などの反射性材料からなっ
ている。この誘電体とは、基板上に配置されるあるいは
その他の標準的な技法による、基板よりも高い反射率の
1/4波長フィルムと基板よりも低い反射率の1/4波長
フィルムの交互に重なった層からなる高反射コーティン
グ部をさしている。このコーティング自体は、特定の波
長によってもよいし、広範な波長間隔に亘って厚さとイ
ンデックスが変更されてもよい。標準的な材料として周
知には、157nm〜365nmの有意な波長での誘電
体形成のためのコーティングが使用される。反射層12
の表面には不透過ないし阻止層14が形成される。この
不透過ないし阻止層14は、典型的にはレチクルやマス
ク製造の標準として周知のクロムなどの金属フィルムか
らなる。しかしながらこの不透過ないし阻止層14は、
所期のパターンを越えた形成を回避すべく感光性レジス
トを活性化させないようにするのに十分なその他の材料
であってもよい。反射または誘電層12は、図示されて
いない、ウエハを覆う感光性レジスト上のレチクルのイ
メージを投影するのに用いられる照明源18の波長にお
いて、通常使用されている不透過ないし阻止層14以上
の反射性を必要とするだけである。それによりエネルギ
はレチクルに吸収され、熱的負荷は低減される。図示し
ていない、ウエハを覆う感光性レジスト上の再生すべき
パターンは、反射または誘電層12と不透過ないし阻止
層14に形成される。既に周知のようにエッチング技法
が、再生すべき所期のパターン形成に用いられる。
パターンも含めたレチクルまたはマスクの製造に用いら
れる予備ステップが示されている。図2aは、ガラスま
たは石英などの透過性材料からなる基板10の基本的な
断面が示されている。図2のbには基本的に、透過性基
板10の表面に配置される反射または油田層12の断面
が示されている。透過性基板10の反射または誘電層1
2の形成は、スパッタリングなどの手段によって実施さ
れる。図2のcには基本的に、反射ないし誘電層12上
に配置されるクラムなどの不透過ないし阻止層14の形
成の様子が示されている。
第1実施例に従ったレチクルまたはマスクの形成の様子
が示されている。図2cに示されている不透過ないし阻
止層14の部分は、不透過ないし阻止領域14′形成の
ために除去される。この領域14′は、、不透過ないし
阻止層14全体のレジストへの電子ビームによる図示の
パターンに従った電子ビーム照射と後続する現像処理な
どによる従来技法によって形成される。それによって領
域14′が形成される。この領域14′の形成に続い
て、反射ないし誘電層12の部分が、ドライエッチング
またはその他の標準的なエッチングによるエッチング処
理を施され、前記領域14′と基板10の間に反射ない
し誘電領域12′が図3bに示されているように形成さ
れる。その結果複雑な回路パターンなどのレチクル形成
上の所期のパターンが形成される。そのように形成され
たレチクルがレチクルの透過性基板10側から入射する
照明によって、ウエハを覆う感光性レジスト上で投影さ
れたならば、不透過ないし阻止領域14′は、図1に示
した照明源によって生起された電磁放射の吸収を阻止す
る。照明源からの電磁放射は基板10を透過し、少なく
とも部分的に反射または誘電領域12′によって反射さ
れる。その結果、不透過ないし阻止領域14′は、この
電磁放射を吸収しない。これは結果的にレチクルないし
マスク内の加熱や熱的歪みを生じさせないことにつなが
る。不透過ないし阻止層14に対して最も共通して使用
される材料であるクロムは、共通の照明源の波長領域
(例えば157nm〜365nm)の60%ほどの吸収
率を有している。阻止層14は、高度な数値制御装置シ
ステムの要求を満たす位に薄い。仮にアルミニウムがこ
の阻止層14として使用されるならば、吸収度は、前記
したような波長領域の10%のオーダになる。このこと
は、熱的負荷を6倍以上も低減させる。
光学系を用いた好ましい応用例としての、不透過ないし
阻止層形成のための本発明による第2実施例の製造ステ
ップを示したものである。図4aは、領域14″を有し
ている透過性基板10を備えたレチクルを示したもので
ある。この領域14″は、図3aに示されている実施例
の説明で記載した従来の処理技法による電子ビームによ
って形成される。しかしながらこの領域14″は、小さ
めのサイズもしくは回路パターンの所期の幅よりも短い
幅で形成される。図4bは、前記領域14″の下方以外
の反射ないし誘電層12の除去が示されている。反射な
いし誘電領域12の間の間隔は、形成すべき回路パター
ンの所期の幅よりも大きめである。それ故にこの反射な
いし誘電領域12″は、小さめのサイズである。図4c
には、領域14″の除去が示されている。これは小さめ
の反射ないし誘電領域12″形成のためにのみ用いられ
ている。図4のdには、透過性基板10と小さめの反射
領域12″の、不透過ないし阻止層114による再コー
ティングが示されている。図4のeには、反射領域1
2″の間の不透過ないし阻止層114の部分的な除去を
介したレチクルまたはマスク形成に対する予め定められ
たパターン形成の様子が示されており、これによって不
透過ないし阻止領域114′が形成される。この不透過
ないし阻止領域114′は、有利には、不透過ないし阻
止領域114′による形成の結果としてのパターンを形
成する縁部が透過性基板10に隣接する。このレチクル
ないしマスク構造は、高度な数値制御装置を有する投影
光学系の場合に有利に用いられ、故にフィールドの深さ
が限られる。
は、前記第1実施例と第2実施例に対して共通である。
図3a〜bには図2a〜cに示されている共通の処理ス
テップに続く本発明の第1実施例による製造工程におい
て実施される処理ステップが示されている。図4a〜e
には、図2a〜cに示されている共通の処理ステップに
続く、本発明の第2実施例による製造工程において実施
される処理ステップが示されている。
る。この実施例では単独の層のみが用いられている。阻
止層と反射層は、同じ1つのものであってもよい。例え
ばアルミニウムが反射と阻止の両方の単独層であっても
よい。しかしながらレチクルないしマスクメーカに周知
の異なる制約はこの解決手段が排除している。ラインエ
ッジラフネスや上層の反射率などの係数は反映される。
図5では、透過性基板210が再生すべきパターン部分
を形成する層213を有している。この層213は、基
板210表面に隣接する反射表面213′を有してい
る。基板210の反対側表面には、反射防止コーティン
グ211が施される。この反射防止コーティング部21
3は、本発明の他の実施例にも使用される。本発明で
は、より多くの光がレチクルから反射され吸収は比較的
少ない。レチクルの裏側表面からの余分な反射を最小化
するために、パターン化されていない側が照明源により
近い。有利には、反射防止コーティングには157nm
〜365nmの帯域の波長が用いられる。これは、余分
な反射を最小化する。
る。本発明で利用される反射層は、157nm〜365
nmの波長範囲においてクロムよりも大きな反射率を有
する。このクロムは基本的には約40%の反射率を有し
ている。これは入射される光束の40%が反射されるこ
とを意味する。有利には、本発明では、60%よりも高
い反射率を有する反射層ないし反射/不透過層(シング
ルの場合)が利用される。
合にレチクルのウオームアップが大幅に低減され、さら
にプリントエラーの引き金となる不所望な熱的歪みも低
減される。それ故に本発明は、光リソグラフィ工程を向
上させ、関連する半導体製造の歩留まりを改善する。前
述した実施例の説明や図面に示してきた本発明の有利な
実施例は、本発明の趣旨及び展望から逸しない限り種々
異なる変更が可能なことも当業者には明らかである。
の製造における前処理ステップを概略的に断面図で示し
た図である。
ップを概略的に断面図で示した図である。
ップを概略的に断面図で示した図である。
図である。
Claims (24)
- 【請求項1】 光リソグラフィレチクルにおいて、 透過性基板が含まれており、 前記透過性基板上には反射領域が配設されており、 前記反射領域上には電磁放射阻止領域が配設されてお
り、 前記透過性基板を透過した電磁放射は、前記電磁放射阻
止領域に達する前に前記反射領域から反射されるように
構成されていることを特徴とする、光リソグラフィレチ
クル。 - 【請求項2】 前記電磁放射阻止領域は、クロムからな
っている、請求項1記載の光リソグラフィレチクル。 - 【請求項3】 前記電磁放射阻止領域は、アルミニウム
からなっている、請求項1記載の光リソグラフィレチク
ル。 - 【請求項4】 前記反射領域は、157nm〜365n
mの電磁放射の予め定められた波長に対する反射特性を
備えた誘電体からなっている、請求項1記載の光リソグ
ラフィレチクル。 - 【請求項5】 前記透過性基板は、石英、含石英フッ化
物、フッ化カルシウムなどのグループから選択される、
請求項1記載の光リソグラフィレチクル。 - 【請求項6】 前記透過性基板上に、反射防止コーティ
ング部が配設されている、請求項1記載の光リソグラフ
ィレチクル。 - 【請求項7】 光リソグラフィレチクルにおいて、 透過性基板が含まれており、 前記透過性基板上には反射領域が配設されており、該反
射領域は、第1の幅を有しており、 前記反射領域と透過性基板上に、電磁放射阻止領域が配
設されており、該電磁放射阻止領域は、第2の幅を有し
ており、この第2の幅は前記反射領域の第1の幅よりも
長く、 前記透過性基板を透過した電磁放射が、前記電磁放射阻
止領域に達する前に前記反射領域から反射されるように
構成されていることを特徴とする、光リソグラフィレチ
クル。 - 【請求項8】 前記電磁放射阻止領域は、クロムからな
っている、請求項7記載の光リソグラフィレチクル。 - 【請求項9】 前記電磁放射阻止領域は、アルミニウム
からなっている、請求項7記載の光リソグラフィレチク
ル。 - 【請求項10】 前記反射領域は、157nm〜365
nmの電磁放射の予め定められた波長に対する反射特性
を備えた誘電体からなる、請求項7記載の光リソグラフ
ィレチクル。 - 【請求項11】 前記透過性基板は、石英、含石英フッ
化物、フッ化カルシウムなどのグループから選択され
る、請求項7記載の光リソグラフィレチクル。 - 【請求項12】 前記透過性基板上に、反射防止コーテ
ィング部が配設されている、請求項7記載の光リソグラ
フィレチクル。 - 【請求項13】 光リソグラフィレチクルを製造する方
法において、 透過性基板上に反射層を設けるステップと、 前記反射層上に電磁放射阻止層を設けるステップと、 第1の領域を形成する電磁放射阻止層部分を除去するス
テップと、 前記透過性基板と電磁放射阻止層の間の第2の領域を形
成する反射層部分を除去するステップとを有し、 予め定められた電磁放射伝送パターンを形成することを
特徴とする方法。 - 【請求項14】 前記第1の領域は、実質的に前記第2
の領域と同じ幅を有している、請求項13記載の方法。 - 【請求項15】 前記第1の領域は、前記第2の領域よ
りも長い幅を有している、請求項13記載の方法。 - 【請求項16】 前記反射層は誘電体からなる、請求項
13記載の方法。 - 【請求項17】 前記電磁反射防止層は、クロムからな
る、請求項13記載の方法。 - 【請求項18】 前記透過性基板上に反射防止コーティ
ング部を設けるステップがさらに含まれている、請求項
13記載の方法。 - 【請求項19】 基板を含み、該基板上には再生すべき
パターンを形成する領域が配設されており、該領域はク
ロムよりも高い反射率を有していることを特徴とする、
レチクル。 - 【請求項20】 前記領域の反射率は、60%よりも高
い、請求項19記載のレチクル。 - 【請求項21】 前記領域は、アルミニウムからなる、
請求項19記載のレチクル。 - 【請求項22】 前記反射率は、157nm〜365n
mの波長におけるものである、請求項19記載のレチク
ル。 - 【請求項23】 前記基板上にさらに反射防止コーティ
ング部が配置されている、請求項20記載のレチクル。 - 【請求項24】 反射防止コーティング部は前記領域と
は反対側の基板表面に配設されている、請求項20記載
のレチクル。
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