JP2007102230A - 交互位相シフトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】デバイスのリソグラフ処理に適した位相シフトマスク、そのようなマスクを作る方法を提供する。
【解決手段】位相シフトマスク１００は、
位相シフト領域１０６，１０８を備え、位相シフト領域をエッチングして形成する際に、溝バイアス、光阻止バイアスなどのマスクパラメータを、位相シフトマスク１００を用いるリソグラフ処理に使用されるしきい値または照射量を考慮して選択して作られるようにして、イメージ不均衡を、焦点露出処理ウィンドウ内で低減させる。
【選択図】図２

Description

この発明はデバイスのリソグラフ処理に対する方法およびシステムに関する。より特に、この発明はリトグラフの交互の位相シフトマスク、それらを製作する方法および、リソグラフの交互位相シフトマスクを用いた方法に関する。

リソグラフの処理は、今日の回路および集積化コンポーネントの製造における重要な特色の１つである。リソグラフの処理の品質は、リソグラフのシステムおよび使用されるマスクに大きく依存する。異なったタイプのリソグラフのマスクは、ガラスマスク上のクロムのようなバイナリマスク、および、交互位相シフトマスクおよび薄くされた位相シフトマスクのような位相シフトマスクのように公知である。

交互位相シフトマスク(交互PSM)の使用は、特に濃い形のために、大きい焦点深度を持ち、ハイコントラストと少ないマスク誤りのエンハンス要素(MEEF)を組み合わせた強力なイメージング技術である。交互位相シフトマスクは、マスクの他の通過領域と１８０°の位相差を持つ通過領域が使用されるマスクである。マスク上の形は、それにより、位相差のある通過領域により常に囲まれることである。位相差の発生は、相殺的な干渉につながり、鋭い暗いイメージをもたらす。

相互位相シフトマスクの使用の欠点は、イメージの不安定の発生であり、 これは本質的に相シフトマスクのイメージングを交互にすることに関連し、焦点依存の形シフトとなる。例えば、ライン変位のような、生じた焦点依存の形シフトに対する適した補償は、交互相シフトマスクのイメージングの利点を十分に得るために、必要となる。

一般に、２つのタイプの形シフトを区別することができる。形シフトは、交互相シフトマスクの溝内で発散する光を起源とする。これはマスク製作エラーで引き起こされるかもしれないが、含まれる形のサイズによる本質的な3D効果のためであることができる。例えば、シミュレートされたマスクなどの完全なマスクでも、これらの本質的な3D効果と、このタイプのイメージ不均衡に苦しむ。

いくつかのイメージ不均衡補償戦略が知られている: 強度不均衡を補償するために、マスクへの構造変化に関するいくつかの例は、図１ａから１ｃで示される。図１ａは、位相領域に接近して、ダッシュ領域により示した阻止領域のアンダーカットによる補償を持つマスク１０を示し、その位相領域は、光阻止層、例えばクロム層のいくらかのアンダーカットを提供する。図１ｂは、２重の溝による補償を有するマスク２０を示し、それにより、浅い溝は、ダッシュ領域で示した阻止領域の左の領域で０位相が備えられる。図１ｃは、ダッシュ領域で示した阻止領域の右において、位相領域のために、溝スペースのバイアスによる補償を持つマスク３０を示す。 二重の溝を用いる、二重パターンを用いる、または、側壁の交互の開口マスク形状を適用するアンダーカットを備えることは、散乱によって引き起こされたイメージ不均衡の減少が許可されるかもしれない。位相エラーにより引き起こされたイメージ不均衡を低減するために、例えばマイクロのローディングを回避するために、エッチング停止層が備えられるようなマスク製造時に、例えば二重の露光が実行されるか、または、追加的な測定が実施できる。

オーバーレイの要求を満たすために、例えば、高い開口数または、超-開口数のリソグラフシステムに向かった発展、および、印刷された形の配置に強い要求を置く、形サイズおよびピッチの関連収縮の観点で、強度不均衡の補償、制御、および評価のためのさらなる最適化は役に立つ。

この発明の目的は、改善された位相シフトマスク、そのような改善された位相シフトマスクを製造する方法および、そのような改善された位相シフトマスクを用いるための方法を提供することである。デバイスのリソグラフ処理の間にイメージ不均衡の低減を可能にする位相シフトマスクを提供することがこの発明の実施形態の利点である。

上の目的は、この発明の実施形態による方法およびデバイスにより達成される。

この発明は、基板内または基板上に位相シフトマスクを作る方法に関し、前記位相シフトマスクは、予め決定された照射量を用いるデバイスのリソグラフ処理に適する。その方法は、マスクパラメータに基づき前記基板をエッチングすることを備え、そのエッチングは、位相シフトを発生させるために、少なくとも１つの手段を形成することを備え、位相シフトを発生するための前記手段の少なくとも１つのサイズを備える前記マスクパラメータは、前記照射量を考慮して選択される。マスクパラメータを選択することは、前記マスクパラメータに対する値を選択することである。前記基板をエッチングすることは、前記基板内に溝を形成することを備え、前記マスクパラメータは、溝に対する少なくとも１つのエッチング深さを備えることである。言い換えれば、溝深さに対応する前記エッチング深さの値は、前記照射量を考慮して選択されてもよい。前記マスクバラメータは、溝バイアスおよび、光阻止用部分バイアス、例えばクロムの幅を備えてもよい。言い換えれば、光阻止用部分バイアスおよび/または、溝バイアスは、照射量を考慮して決定されてもよい。

この発明はまた、位相シフトマスクを設計する方法に関し、前記マスクは、位相シフトを発生するための少なくとも１つの手段を備え、前記マスクは、予め決定された照射量を用いるデバイスのリソグラフ処理に適する。その方法は、組みのマスクパラメータを選択し、位相シフトを発生するための前記手段の少なくとも１つのサイズを備え、前記照射量を考慮することを備える。組みのマスクパラメータを選択することは、実質的に合焦内の前記位相シフトマスクに対して適切な複数組みのマスクパラメータを選択すること、および、予め決定された焦点範囲外での前記照射量で、前記シフトマスクを用いることに適した少なくとも１つの組みのパラメータを、前記複数組みのマスクパラメータから選択することを備えてもよい。

この発明の実施形態による方法では、前記マスクは、少なくとも１つの溝および光阻止用ブロックを備え、そして、前記マスクパラメータは、少なくとも１つの溝バイアス、光阻止用部分バイアス及び、前記溝のエッチング深さを備えてもよく、前記マスクはデバイス上に形をプリントするのに適する。実質的に合焦の前記位相シフトマスクを使用するのに適した複数組みのマスクパラメータを選択することは、光阻止用部分バイアスを形のサイズに修正するために調節し、そして、形の位置を修正するために、溝の深さを調節することを備えてもよい。

前記溝バイアスおよび前記光阻止用部分バイアスは、予め決定された照射量の範囲、予め決定されたエッチング深さおよび/または予め決定されたピッチの範囲のために最適化されてもよい。

前記マスクは少なくとも１つの溝を備え、そして前記マスクパラメータは、前記溝の少なくとも１つのエッチング深さを備え、予め決定された焦点範囲外において、前記照射量で前記シフトマスクを用いるのに適したマスクパラメータの少なくとも１組を選択することは、予め決定されたエッチング深さに対応する１組のマスクパラメータを選択することを備えてもよい。

予め決定された焦点範囲外において、前記照射量で前記シフトマスクを用いるのに適したマスクパラメータの少なくとも１組を選択することは、複数組みのマスクパラメータに対する前記マスクを用いてプリントできる形に対し、焦点露出マトリックスまたは、形の変位量のいずれかを決定し、そして、前記マスクを用いてプリントできる形に対する前記焦点露出マトリックスまたは、形の変位量を評価することを備える。

前記方法は、前記マスクを用いてプリントできる形に対する焦点露出ウィンドウを評価するステップを備え、前記焦点露出ウィンドウは、前記マスクを用いてプリントできる前記形の少なくとも２つのエッジに対する焦点露出ウィンドウの一部により決定される。前記マスクを用いてプリントできる前記形の少なくとも２つのエッジに対する焦点露出ウィンドウの共通部分とは、評価に使用される焦点露出ウィンドウが、前記マスクを用いてプリントできる形のエッジに対する焦点露出ウィンドウの重なり部分により決定されることを意味するかも知れない。

この発明は、また、デバイスのリソグラフ処理を実行するための方法に関し、その方法は、位相シフトを発生させ、そして照射量を用いるための手段を備える位相シフトマスクを用いるステップを備え、前記位相シフトマスクおよび前記照射量の一方は、他方の関数として選択される。予め決定された照射量に対し、前記位相シフトマスクは、上述したような位相シフトマスクを作るための方法のいずれかにより作られてもよく、または、前記位相シフトマスクは、上述したような設計方法のいずれかにより作られてもよい。予め決定された位相シフトマスクに対し、照射量は、前記位相シフトマスクの前記パラメータの関数として選択されてもよく、前記マスクパラメータは、位相シフトを発生するための手段のサイズを備える。前記選択は、前記位相シフトマスク内の溝の深さの関数として実施されてもよい。

この発明は更に、予め決定された照射量を用いた、デバイスのリソグラフ処理に適した位相シフトマスクに関し、位相シフトマスクは、位相シフトを発生するための少なくとも１つの基板を備え、位相シフトを発生するための前記手段の幾何学的なサイズは、前記照射量を考慮して決定される。前記幾何学的なサイズは、例えば、位相シフトフィルムの厚さ、透明材料内の溝の深さであってもよい。前記幾何学的なサイズは、例えば、溝の幅および/または深さ、または、光阻止部の幅であってもよい。

この発明はまた、上述したような設計のための方法に基づき、位相シフトマスクを設計するためのコンピュータプログラム製品に関する。この発明は更に、そのようなコンピュータプログラム製品を格納するためのマイン読み出し可能なデータ格納デバイスまたは、そのようなコンピュータプログラム製品を、ローカルまたは広域の遠隔通信ネットワークに送信することに関する。

この発明の実施形態の利点は、低減されたイメージ不均衡のリソグラフの処理が、広範囲のピッチに対して得られることである。

また、この発明の実施形態の利点は、この発明の実施形態による位相シフトマスクでリソグラフ処理の設定が、少ない最適化を要求することである。

この発明の実施形態の更に別の利点は、臨界寸法内にあるライン幅およびライン位置および、オーバーレイ仕様をもたらすようにリソグラフ処理を実施できる。

この発明の特定のおよび好ましい態様が、独立および従属のクレームを伴って説明した。従属クレームからの特徴は、クレームに適切に開示されたもの、および、クレームに単に明確に開示されていないもののように、独立クレームの特徴および、他の従属クレームの特徴に結合されてもよい。

この発明の教示は、改善された交互位相シフトの設計を可能にし、結果、改善されたリソグラフ処理を可能にする。

上述のおよび他の特徴、この発明の特徴および利点は、例としてこの発明の原理を示す、添付図面に関連した以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

この記述は、単に例示目的のために提供されたものであり、発明の範囲を限定するものではない。以下で引用された参照番号は添付図面を参照する。

この発明は、特定の実施形態およびある図面に関して説明されるが、この発明は、それによって限定されず、単にクレームによってのみ限定される。説明される図面は、単なる概要であり、制限するものではない。図面では、いくつかの要素のサイズが誇張されるかもしれないが、説明に役立った目的のためであり、同一のスケールで描かれていない。寸法および相対的な寸法は、この発明を実施するために、実際の縮小に対応しない。

その上、編分およびクレーム中の第１、第２、第３およびこれに類似する用語は、同様の要素を区別するために使用され、必ずしも連続するか年代順について説明するために使用されない。そのように使用される用語が、適当な事情で交換可能であり、そして、この場所に説明されたこの発明の具体化は、この場所に説明されるか、または例証される以外の系列で動作できることが理解されよう。

クレームに使用される「備える」という用語が、その後に記載された手段に制限されるように解釈されるべきではなく、他の要素やステップを排除しないことに気付くべきである。その結果、言及された特徴、整数、参照されたステップまたは要素の存在を指定する時、他の１つ以上の特徴、整数、ステップ、要素、またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことを解釈すべきである。その結果、「手段AとBを備えるデバイス」の表現の範囲は、要素AとBだけから成るデバイスに限定されるべきではない。この発明に関しては、デバイスの唯一の関連部品がAとBであることを意味する。

この発明は、この発明のいくつかの具体化の詳述で説明されるであろう。当業者に関する知識によれば、この発明の実際の本旨または技術的な教示からそれることなく、この発明の他の具体化を構成できることは明白であり、この発明は添付されたクレームの用語のみによって限定される。

第１の具体化では、この発明は、交互位相シフトマスクに関し、それは例えば、デバイスのリトグラフの処理に使用できる。この具体化の交互位相シフトマスクは、イルミネーションのしきい値かイルミネーションの量を考慮して決定されるマスクパラメータを持ち、そのパラメータは、この発明の具体化に基づき製作された交互位相シフトマスクに対するリソグラフ処理に使用される。マスクは、デバイス上のパターンの発生のために使用できるようにマスクの形を通常含むであろう。交互位相シフトマスクは典型的に、阻止しないマスクの一部に、そのような位置に、破壊的な干渉が起こり、そして、形が高いコントラストでイメージできるように、マスク形状に近い位相シフトを発生させるための手段を含む。位相シフトを発生させるための手段は、位相シフト用フィルムを備えるか、または、異なる光学的厚さを持つ領域を持つ位相シフト用基板を備える位相シフト用の手段のような、適したいずれのタイプの手段であってもよい。都合のよい具体化では、位相シフトを発生させるための手段は、マスクの基礎を形成する位相シフト基板内の溝であるかもしれない。交互位相シフトマスクは、イメージ不均衡を発生させ、結果、プリントされた形の移動を引き起こすことが公知である。通常、イメージ不均衡は、位相シフトマスク内の位相エラーにより発生したラインの変位のために、および、溝のバイアス差により生じたラインの変位のために、それぞれ図１ｄと図１ｅで示されるようにラインの変位を発生させる。図１ｄは、焦点の挙動を関数とした時のラインの変位を示し、カーブ４２は、最適な位相より小さい位相が存在する時のラインの変位を示し、カーブ４４は、位相エラーがない時のラインの変位を示し、そして、カーブ４６は、最適な位相より大きい位相が存在する時のラインの変位を示す。図１ｅは、焦点の挙動を関数とした時のラインの変位を示し、カーブ５２は、典型的に、小さ過ぎる溝バイアスに対するライン変位を示し、カーブ５４は、典型的に、正確な溝バイアスに対するライン変位を示し、そして、カーブ５６は、典型的に、大き過ぎる溝バイアスに対するライン変位を示す。

驚いたことに、位相シフトを発生させるための手段のパラメータを決定するのに、リトグラフの処理に使用される時、マスクに適用される照射量を考慮に入れることの有利であることが判明した。この照射量を考慮に入れると、交互位相シフトマスクにより生成されるイメージ不均衡の低減を可能にする。交互位相シフトを発生させるための手段のタイプに依存して、含まれるパラメータは、位相シフト基板に与えられる溝の深さ、溝の幅、溝の形状、位相シフト用フィルムの厚さ、位相シフト用フィルムの幅などである。照射量が、照射両または空中イメージのしきい値などのパラメータを用いて表されるかもしれないことに注目されるべきである。双方のパラメータは、次式のように互いに関連する。
［数１］
しきい値 ∝ １／照射量

実施形態では、図２にて、交互位相シフトマスク１００は、基板１０２、クロム層などのパターン化された光阻止層１０４、第１の位相シフト領域１０６および第２の位相シフト領域１０８を備える。第１の位相シフト領域１０６は、十分な基板厚さにより与えられる位相シフト以外に位相シフトをあたえないので、０位相シフト領域と参照され、他方、第２の位相シフト領域１０８は、十分な基板厚さを通過する光に対し、πの位相シフトを与えるので、π位相シフト領域と参照される。そのようなπ位相シフト領域は、溝１１０の位置での基板内の光路長が実質的により短くなるように、溝１１０を導入することにより形成される。その結果、溝１１０を形成するのに使用されるエッチングの深さdetchは、提供される位相シフトを決定する。

この実施形態による交互位相シフトマスク１００は、大きいプロセスのウィンドウのために、および多数のピッチのために、イメージ不均衡の低減を可能にするかも知れない。

その上、位相シフトを発生させるための手段は、イメージ不均衡の補償を提供するために、当業者には周知な、二重の溝、アンダーカットまたは、いずれかの他の形も包括するかもしれない。更に、マスク１００は、例えば、当業者には周知なような、光学近接修正(OPC)形状のようなリソグラフ処理で典型的に用いられる追加的な特徴を備えてもよい。

第２の実施形態では、この発明は、交互位相シフトマスク１００を設計するための方法に関し、リソグラフ処理での使用の間に、例えば、交互位相シフトマスク１００の照射の間に使用される照射量または照射に対するしきい値で示された照射の合計は、設計段階の間に既に考慮される。より正確には、特に、焦点の挙動によるイメージ不均衡を減少させるために、照射量を考慮に入れることは、かなりの改善に通じるかもしれない。リソグラフプロセスは、焦点の深さの変化に敏感であるので、最適の焦点で基板上に印刷された形の寸法を測定するだけではなく、この最適の焦点設定からそれた焦点設定でも測定すべきである。位相エラーや溝バイアスエラーのように、これらのパラメータが決定された最適のマスクパラメータからそれているかも知れないので、リソグラフプロセスの感度は、製造されているようなマスクのマスクパラメータに依存するであろう。この具体化に基づく設計１５０のための方法の一例は、図３で図示されるように、次の標準の、および/または、任意のステップを包括するかもしれない。

第１のステップ１５２では、初期マスクの設定が提供される。リソグラフ処理の間にデバイス上にパターンの形成を許可するマスクを得るために、その初期マスクの設定は、典型的に、当業者で使用される通常のマスク設定に対応する。これらの従来のマスク設定は、通常、マスクを用いたリソグラフ処理の間にデバイス上に作られるべきパターンに合致する、初期のエッチング深さ、初期の照射量および典型的にピッチを備えるかも知れない。光阻止材料のための初期バイアスのような、初期のクロムバイアスのような、および、初期の溝バイアスのような、マスクの別の設定が選択されるかもしれない。

第２のステップ１５４では、許容できるマスクパラメータは、最も良い焦点の挙動によって決定され、それにより、許容できるマスクパラメータは、広範囲の照射量のために、つまり、マスク１００を持つデバイスのリソグラフ処理の間に用いられる照射に対する広いしきい値の範囲に対し、決定される。例えば、許容できるマスクパラメータを決定することは、以下のステップを使用することで実行されてもよい。１組のマスクパラメータはステップ１５６に示されるように選択されるかもしれない。これらのパラメータは、第１のステップ１５２で提供された初期のマスクパラメータに基づくことができ、それにより、いくつかのパラメータは、予め決定された範囲内で変更してよい。判定ステップ１５８では、最良の焦点でのイメージ不均衡が、制御下にあるかどうか、つまり、イメージ不均衡がそれほど大きくないか否かがチェックされる。許容されているイメージ不均衡の量は、特定のリソグラフの処理に依存する。後者は、印刷される形が正しい位置にあって、かつ、正確な幅/側部の寸法があるか否かを評価することを備えるかも知れない。それは、形のエッジの位置を個別に評価することを備えるかもしれない。ステップ１６０に示されるように、最良の焦点でイメージ不均衡で十分に小さいなら、組みのパラメータは許容できるとして評価される。これらのパラメータは、例えば、メモリに格納されるか、及び/または、これらのパラメータは、例えば出力されてもよい。イメージ不均衡を十分制御しないなら、ステップ１６２に示されるように、パラメータが調整され、そして、イメージ不均衡の新しい評価がなされるかもしれない。調節されてもよい典型的なパラメータは、例えばライン幅のような正確なレジスト形状サイズを得るために、クロムバイアスのような光阻止の部分バイアス、および/または、正確な形状の位置を得るための溝バイアスである。これらのパラメータは、予定された範囲での照射量の設定、予定された範囲のエッチングの深さ、および予定された範囲のピッチのために通常評価される。全体のパラメータのスペースがそれぞれのパラメータの予定された範囲に評価されるように、そのような変化は系統的になされてもよい。その評価は、望ましくは、選択されたパラメータにより、および提供された照射量を用いて決定された交互位相シフトマスクのために得られた結果をシミュレートすることによりなされてもよいが、後者は、原則として理論上の計算を通して、または、実験を通して決定することができるであろう。使用されるかもしれない典型的なシミュレーションエンジンは、マスク地形オプションを備えるProtlithのバージョン8.1などのように、KLA-Tencorから利用可能なProlithである。最適なマスクパラメータを決定するために、マスク地形を通る光の通過の電磁効果の厳密なシミュレーションが使用されるかもしれない。

最も良い焦点の挙動に対する可能なマスクパラメータの個数の選択後、通過した焦点の挙動は、ステップ１６４に示されるように、許容できるマスクパラメータのために決定される。その結果、許容できるマスクパラメータは通常、光阻止の部分バイアスおよび、投与量、与えられたエッチングの深さ、および与えられたピッチのための溝バイアスに対する可能な設定であるかもしれない。通過した焦点の挙動、つまり、最良の焦点から異なる焦点設定の挙動は、マスクエラーのエンハンスメントファクタ、マスク上に与えられる形に対する焦点・露光のマトリックス、マスク上に与えられた形の位置情報および、照射量の関数として、異なるピッチに対する変位の傾斜を備えるかも知れない。通常、最適化された溝バイアスと光阻止部分バイアスのために、照射量に関する関数としてラインの変位を研究することは、通過焦点挙動の評価を可能にするかも知れない。得られた結果を考慮に入れると、適切な照射量を考慮した最適なエッチング深さの選択は、通過焦点挙動のために実行されるか、適切なエッチング深さを考慮した適切な照射量の選択は、通過焦点挙動のために実行され、これにより、その選択は、可能な組みのマスクパラメータからなされる。後者は典型的に、最良の焦点および通過焦点挙動の双方に対する最適なマスクパラメータとなる。ステップ１６６の間に選択されたそのようなパラメータは、例えば、位相シフトマスクを作るための製法のための入力として用いられてもよい。

エッチングプロセスを最適なエッチング深さに合わせるために、照射量を考慮することが、この発明の利点である。言い換えれば、最適なエッチング深さは、与えられた照射量のために変更されるか、または、与えられたエッチング深さのために、最適な照射量が選択される。フォトマスク ジャパン PMJ 会議2004の議事において Philipsen その他により、異なるエッチングおよび、その結果の異なるエッチング深さは、異なる特性を持つ交互位相シフトマスクに導かれることが周知である。イルミネーションの照射量を考慮すると、交互位相シフトマスクを作るための最適なエッチングの選択が選択されてもよい。

その評価プロセスは、例えば、特定のコンピュータ実行のアルゴリズム、ニューラル・ネットワーク、その他に基づいて自動化された方法で実行されてもよい。設計の方法は、例えば、電子設計自動化ツールのようなソフトウエア手段を利用してもよい。初期設計から始めるとき、ソフトウエアによる与えられた設計のパターン情報を操作することにより、例えば、寸法を変えることにより、形などを削除するか加えることしにより、新しい設計を発生することができる。

模範的な方１５０では、イメージ不均衡の低減のための第１の最適化は、最良の焦点挙動で実行され、そして、その後の最適化は、通過焦点挙動で、イメージ不均衡の低減のために実施される。イメージ不均衡の低減のための第１の最適化は、通過焦点挙動で実行され、そして、その後のイメージ不均衡の低減は、最良焦点挙動で実行されるように、これらのステップはタイミングが変更されてもよい。その上、マスクパラメータの最適化は、適切な照射量に関する関数として実行される。代替の具体化では、与えられたエッチングプロセスが使用されるべきであれば、適切な照射量の選択は、与えられたエッチング深さに対して実行されてもよい。

第３の実施形態では、この発明は、位相シフトマスク１００を作る方法に関する。この実施形態では、最適なマスクパラメータを決定するために、位相シフトマスク１００を作るための方法は、位相シフトマスクが用いられるためのリソグラフプロセスで使用得される照射のためのしきい値を考慮することで特徴付けられる。言い換えれば、構成下の位相シフトマスク１００に対するリソグラフプロセスに対して使用される照射量またはしきい値が考慮される。マスクを作るための方法２００は、図４の例により図示される。マスクを作成するための方法２００は、上で説明したようないずれかのデバイスの実施形態に基づく位相シフトマスクに対するマスクパラメータを得るステップ２０２を備える。その結果、位相シフトマスクのマスクパラメータは、位相シフトマスクが用いられるためのリソグラフプロセスでの照射量を考慮して得られる。得るステップ２０２は、必要なマスク情報を受け取り、または決定して、例えば、必要なマスク情報を計算し、測定し、および/または引き出すことを備える。特定の実施形態では、得るステップは、例えば、この発明の第２の実施形態でのべたような位相シフトマスク１００を設計する方法１５０を含むかもしれない。第２のステップ２０４では、ステップ２０２で得たようなマスクパラメータを用いて、そのマスクが発生されるかも知れない。マスク上の光の位相をシフトするために用いられる実際の技術は、この発明の実施形態を制限しないので、位相シフトマスクの製作のための異なる製造ステップが導入されてもよい。位相シフトマスクを作るための典型的な方法のステップは、層の堆積、層のリソグラフ処理、エッチングステップ、および/または、いずれかの他の適した構成または処理のステップを備えてもよい。実施形態では、マスク生成の図示は、位相シフトマスクが備えられ、光の位相シフトは、位相シフト用の基板材料での光が通過する異なる光学距離に由来する。

模範的な位相シフトマスクを作成するためのリソグラフ処理ステップを例証するための２つの異なったプロセスは、図５ａから図５ｈおよび図６ａから図６ｉに例として示される。

第１の例では、得られたマスクパラメータ情報に基づき、位相シフトマスク１００を生成するか構成する方法は、マスクがリソグラフ処理の間に用いられる時、位相シフトを発生するための手段を生成するステップと、デバイス上に形成されるべきパターンに一致して、その基板上に阻止層を備えるステップとを備える。例えば、位相シフトを発生させるための生成手段は、例えば、位相シフト用基板内に溝を生成することであってもよい。この発明によれば、溝のエッチング深さdetchは、リソグラフシステム上で位相シフトマスク１００で用いられる照射量または照射のしきい値を考慮して決定されてもよい。後者は、エッチングの特定のタイプを選択することにより、エッチングに対する特定のタイミングを選択することにより、実施されてもよい。第１の例は、図５ａから図５ｈに示される。典型的に例えば水晶または CaF のような透明材料である基板１０２は最初に、クロム層のような光阻止層１０４でコーティングされ、そして、レジスト層２２２でコーティングされる。その後、レジスト２２２は、パターンに基づき照射され、現像され、そして、図５ｂに示されるように、レジストが存在せず、光阻止材料が存在しないように、除去される。次のステップでは、図５ｃに示すように、レジストパターンに基づき、光阻止材料をエッチングすることにより、光阻止材料のパターンが生成される。その後、図５ｄに示すように、残るレジスト材料２２２が除去される。別のステップでは、図５ｅに示すよう、新たなレジスト層２２４が適用され、そして、図５ｆに示すように、溝が形成されるべき箇所のレジストが除去される。次のステップでは、図５ｇに示すように、溝１１０がエッチングされる。エッチングプロセスの長さは、それにより、与えられたマスクパラメータにより決定され、結果、エッチング深さは、この実施形態により構成された位相シフトマスク１００で実行されたリソグラフ処理で用いられる照射量または照射しきい値を考慮する。残りのレジストが除去された後、図５ｈで示すような位相シフトマスクが得られる。

第２の例では、位相シフトを発生させるための手段の形成および光阻止パターンの支給が、わずかに異なった方法で得られる。第１のステップでは、典型的に透明材料で形成された基板１０２には、それに限定されないが、クロム層のような光阻止層１０４が備えられ、そして、図６ａに示すように、レジスト層２２２が備えられる。そのレジスト２２２は、その後、図６ｂに示すように、溝１１０が形成される箇所で選択的に除去され、そして、光阻止層１０４は、図６ｃに示すように、選択的に除去され、その除去される箇所は、図６ｄに示すように、溝１１０が形成される箇所である。溝１１０のエッチングは、リソグラフ処理での使用の間にマスク１００を照らす照射が、得られたエッチング深さまたは、溝深さに対して考慮されるように、実施される。次のステップでは、図６ａに示すように残りのレジスト２２２が除去される。図６ｆのように溝１１０の形成後、図６ｇのように、例えばクロム層などの光阻止層１０４は、レジスト層２２４を選択的に除去することにより、レジスト層２２４を用いてパターン化され、その後、図６ｈで示すように、覆われていない光阻止層１０４は選択的にエッチングされ、そして、レジスト層２２４が除去される。先の例と同じ位相シフトマスク１００が得られる。

上の例は、単に例示目的のために提供されたものであり、これらがこの発明を制限しないことを理解すべきである。例えばレジストのタイプ、放射線のタイプなどのリソグラフプロセスのタイプ、および、位相シフト用手段を形成するためと、パターン化された非阻止層を形成するための特定の方法は、この発明を限定しない。当業者には異なるプロセスが周知であるが、この発明では、溝の形成の間におけるエッチング深さは、リソグラフ処理で使用の間にマスク１００を放射する照明に対するしきい値または照射量を考慮してが決定される。

別の実施形態では、エッチング深さが、例えば、フォトマスク ジャパン PMJ 会議2004の議事において Philipsen その他により、ピッチの関数として周知な時、十分な照射の選択が、マスク組み立ての間に、マイクロ・ローディングのエラーの補償を可能にする。

第４の実施形態では、この発明の実施形態による位相シフトマスクは、デバイスのリソグラフ処理に用いられる。言い換えれば、第４の実施形態では、この発明は、この発明の実施形態に基づき、位相シフトマスク１００を用いたデバイスのリソグラフ処理の方法に関し、それにより、位相シフトマスク１００は、マスク１００でリソグラフ処理するために使用される照射のしきい値または照射量を考慮して構成されることができ、また、言い換えれば、それにより、最適な位相シフトマスク１００を決定するために用いられる照射のしきい値または照射量は、リソグラフ処理の間に用いられる。後者は、イメージ不均衡の大きい低減を可能にし、改善されたリソグラフ処理をもたらす。このようにして得られたリソグラフ処理は、大きい処理ウィンドウに対し良好なプリント品質を得ることを可能にし、その結果、製作されるデバイスの高い生産性を与える。また後者は、例えば、65nmのラインをプリントするスルーピッチを許可し、これにより、イメージ不均衡が考慮に入れられる。通常、そのようなリソグラフ処理は、デバイスをレジスト層で覆い、マスクを用いて前記レジスト層を照射し、結果、レジスト層上に照射パターンを与え、そして、レジスト内にパターンを得るために、前記レジストを現像することを備える。当業者には周知なように、対応するマスクパターンと組み合わせて、ポジまたはネガのレジストを使用してもよい。特定のエッチング深さを用いて作られた位相シフトマスクのための別の実施形態では、この発明はリソグラフの処理であってもよく、位相シフトマスクを照射するために使用される照射量は、マスクに対するエッチング深さを考慮して決定されてもよい。言い換えれば、プリントされた形のエッジの焦点露出マトリクスは、プロセスウィンドウでイメージ不均衡によるラインの変位を得るために分析される。形のエッジの位置が別々に評価されることは利点であり、結果、全体の形のサイズの評価と比較して、改良されたリソグラフプロセスを許容する。

第５の実施形態では、この発明は、位相シフトマスク１００の設計方法１５０、位相シフトマスクを作るための方法２００または、位相シフトマスク１００を用いたリソグラフ処理に関し、位相シフトマスク１００の品質は、マスク形状のエッジに対するイメージ不均衡から得たプロセスウィンドウを用いて決定される。イメージ不均衡を評価するためのプロセスウィンドウは、プリントされた形３０４またはシミュレートされ、プリントされた形のエッジ３０２の位置に基づき選択されてもよく、プリントされた形３０４の幅に単に基づかない。位相シフトマスク１００のイメージ不均衡または、対応するリソグラフプロセスの品質は、特定のプロセスウィンドウの中で評価される。図７は、プリントされたライン３０４と、イメージ不均衡により生じたラインシフトとのエッジが、いかにして、イメージ不均衡に対して考慮に入れることができるかを示す。ライン幅のような形のサイズが焦点露出ウィンドウまたは処理用ウィンドウを評価するために考慮されるが、この実施形態では、形３０４、例えばラインのエッジ３０２の位置が考慮される。特に、プロセスウィンドウ３２０は、各エッジ３０２に対して決定され、そして、評価に使用されるプロセスウィンドウ３２２は、これらのプロセスウィンドウ３２０の重なっている領域として抽出される。エッジに対するプロセスウィンドウ３２０は、例えば、設計と得られた構造と間の１０％の違いを得ることに基づいてなど、いずれの適した方法で決定されてもよい。評価のためのプロセスウィンドウ３２２の抽出は、図８で例証され、ダッシュ領域が、研究下の特定の形３０４のリソグラフ処理のためのプロセスウィンドウを示す。

第６の実施形態では、この発明による設計または生成方法が少なくとも部分的に実施される処理システムに関し、言い換えれば、マスクパラメータを決定するために照射量が考慮される、交互位相シフトマスクを設計または生成する方法を実行するために適用された処理システムに関する。例示的な処理システム４００は図９に示される。図９は、処理システム４００の１形態を示し、RAM、ROMなどのメモリの１形態を少なくとも含むメモリサブシステム４０５に結合された少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサ４０３を含む。格納サブシステム４０７は、少なくとも１つのディスクドライブ、および/または、CD-ROM装置、および/または、DVDドライブを持つものに含まれてもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイシステム、キーボードおよびポインティングデバイスは、ユーザに手入力の情報を与えるために、ユーザ・インターフェースサブシステム４０９の一部として含まれてもよい。データを入出力するためのポートも含まれるかもしれない。ネットワーク接続などのより多くの要素、様々なデバイスなどへのインタフェースなどが、含まれるかもしれないが、図９では例証されていない。処理システム４００の様々な要素は、単純化のために単一バスとして図９で示されたバスサブシステム４１３を含む、
様々な方法で結合されてもよいが、当業者には理解されるように、少なくとも１つのバスのシステムを含む。メモリサブシステム４０５に関するメモリは、ある時間で、組みの命令の一部または全てを保持するかもしれない(いずれの場合もそのメモリは４１１で示す)。その組みの命令は、処理システム４００で実行された時、以下に述べる方法の実施形態のステップを実行する。結果、図９で示したような処理システム４００は従来技術であるが、この発明の態様を実施するための命令を含むシステムは、従来技術ではなく、従って、図９は、従来技術として決められてはならない。

一つまたは複数のプロセッサ４０３は、一般用途または特定用途のプロセッサであってもよく、そして、他の機能を実施する他の要素を持つチップのようなデバイスに含まれてもよいことに気付く。従ってこの発明の１つ以上の態様は、デジタル電気回路内で、またはコンピュータのハードウエア、ソフトウエア、またはそれらの結合の内部で実施され得る。更にこの発明の態様は、プログラム可能なプロセッサにより実行されるために、マシン読み出し可能なコードを持つ可搬の媒体に検出可能に埋め込まれたコンピュータプログラム製品内で実施できる。この発明の態様の方法ステップは、例えば、入力データを操作することにより、および、出力データを発生させることにより、この発明のこれらの態様の機能を実施する命令を実行するプログラム可能なプロセッサにより実行されてもよい。従って、この発明は、演算デバイス上で実行された時に、この発明による方法のいずれかの昨日を与えるコンピュータプログラム製品を含む。更に、この発明は、コンピュータ製品をマシン読み出し可能な形態で格納し、そして、演算デバイス上で実行される時に、この発明の方法の少なくとも１つを実行する、CDROMやディスクのようなデータキャリアを含む。最近は、そのようなソフトウエアは、しばしばインターネットか会社のイントラネットでダウンロードにより提供され、従って、この発明は、この発明に基づくコンピュータ製品をローカルまたは広域のネットワーク上に伝えることを含む。

この発明の特定の実施形態および実施形態の利点は、0.85nmの開口数でArFリソグラフのための65nmのハーフピッチノードに対する模範的実験で例証され、マスクおよびパラメータとの相関関係によって引き起こされたイメージ不均衡に対する照射量の驚異的に重要な影響を示す。

最初の実験では、異なるエッチング深さを用いて、つまり、異なる溝深さを用いて、マイクロメータ/マイクロメータの反焦点あたりのライン変位(マイクロメータ)が異なる照射量および異なるピッチに対して研究された。それぞれ163.9nm、166.4nm、168.9nm、171.4nm、173.9nm、176.4nm、および178.9nmのエッチング深さに対するこれらの結果は、図１０ａで図１０ｇに例証される。その結果、各ピッチにおける短い水平のラインは、そのピッチにおけるライン変位の傾斜の許容/プロセスウィンドウ/マージンを示す。異なる図面では、照射量に依存して、エッチング深さは、可能なイメージ不均衡が許容できないイメージ不均衡に結びつくことが示される。その後者は、いくつかのピッチのためにライン変位の傾斜の許容/プロセスウィンドウ/マージンなしで降下する結果が得られるという事実からわかる。後者は、使用されるべきエッチング深さの決定のために、照射量を考慮すること、または逆に、大きい利点につながるかも知れない照射量の決定のために使用されるエッチング深さを考慮することを確認し、結果、この発明の実施形態をサポートする。図１１は、ピッチの関数として、異なった照射量に対するエッチング深さの図を示す。また、後者は、マスクの設計または製作のために、照射量を考慮することは、異なるエッチング深さとなる。もう一方のエッチング深さを利用すると、増したイメージ不均衡の結果となる。

図１２ａと図１２ｂは、異なったピッチに対して許容できるプロセスウィンドウを得るために、最大許容のライン変位の傾斜を例証する。言い換えれば、８％の露出範囲での焦点深さ (DOF) およびライン変位の傾斜間の関係は、130nmのピッチと220nmのピッチのそれぞれに対して与えられる。少なくとも0.3μmの焦点深さが必要であると仮定すると、30nmのピッチにおける許容ライン変位の傾斜は0.007μm/μmであり、220nmのピッチにおける許容ライン変位の傾斜は0.015μm/μmであり、そして、350nmのピッチにおける許容ライン変位の傾斜は0.017μm/μmである。後者は、どの照射量に対して特定のエッチング深さを使用することができるかを評価するために、図１０ａから図１０ｂと組み合わせて使用されてもよい。

この発明の実施形態の利点は、リソグラア処理が広い範囲のピッチに対して、大きいプロセスウィンドウで得ることができるということであり、つまり、最小のピッチに対し、イメージ不均衡に大きく苦しむことなく、リソグラフ処理を許可することを含む。
後者は、しきい値を考慮に入れることにより、または照射量を考慮に入れることによって、イメージ不均衡の補償最適化にして得られる。

高品質のリソグラフの処理が、高い開口数または超-開口数のアプリケーションに対して得られることがこの発明の具体化の利点である。

この発明に基づき、特定の実施形態、特定の構成および形態並びに材料がここで議論したが、形態および詳細の面で種々の変更または変形が、本発明の範囲や本旨から逸脱することなく可能であることが理解されよう。

公知のイメージ不均衡に対する補償機能を備える交互位相シフトマスクを示す図。 公知のイメージ不均衡に対する補償機能を備える交互位相シフトマスクを示す図。 公知のイメージ不均衡に対する補償機能を備える交互位相シフトマスクを示す図。 交互位相シフトマスクにより発生された位相エラーの関数としてのライン変位の図。 交互位相シフトマスクの溝バイアスの差異により生じた位相エラーの関数としてのライン変位の図。 この発明の第１の実施形態に基づき、照射のしきい値を考慮した溝深さを有する交互位相シフトマスクを示す図。 この発明の第１の実施形態に基づく交互位相シフトマスクを設計するための方法を示すフローチャート。 この発明の実施形態に基づく交互位相シフトマスクを構成するための方法を示すフローチャート。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態に基づくようなマスクの別の構成方法における交互位相シフトマスクの途中段階を示す図。 この発明の実施形態による方法でのイメージ不均衡を評価するために用いられた時、プリントされた形の各エッジの変位を示す図。 この発明の実施形態に基づき、イメージ不均衡の評価に用いられるような焦点・照射量のプロセスを示す図。 この発明に基づく方法の実施形態のいずれかの少なくとも一部を実行するために適合された処理システムを示す図。 対応する交互位相シフトマスクでリソグラフ処理の間に使用された異なる照射量に対し、ピッチが変化した時のライン変位の傾斜を示す図。 対応する交互位相シフトマスクでリソグラフ処理の間に使用された異なる照射量に対し、ピッチが変化した時のライン変位の傾斜を示す図。 対応する交互位相シフトマスクでリソグラフ処理の間に使用された異なる照射量に対し、ピッチが変化した時のライン変位の傾斜を示す図。 対応する交互位相シフトマスクでリソグラフ処理の間に使用された異なる照射量に対し、ピッチが変化した時のライン変位の傾斜を示す図。 対応する交互位相シフトマスクでリソグラフ処理の間に使用された異なる照射量に対し、ピッチが変化した時のライン変位の傾斜を示す図。 対応する交互位相シフトマスクでリソグラフ処理の間に使用された異なる照射量に対し、ピッチが変化した時のライン変位の傾斜を示す図。 対応する交互位相シフトマスクでリソグラフ処理の間に使用された異なる照射量に対し、ピッチが変化した時のライン変位の傾斜を示す図。 対応する交互位相シフトマスクでリソグラフ処理の間に使用された異なる照射量での、ピッチ変化に対する最適なエッチング深さを示す図。 異なるピッチに対しライン変位の傾斜が変化した時の焦点深さを示す図。 異なるピッチに対しライン変位の傾斜が変化した時の焦点深さを示す図。

符号の説明

１００：交互位相シフトマスク
１０２：基板
１０４：光阻止層
１０６：第１の位相シフト領域
１０８：第２の位相シフト領域
１１０：溝

Claims (15)

1. 基板(１０２)内または基板上に位相シフトマスク(１００)を作る方法であり、前記位相シフトマスク(１００)は、予め決定された照射量を用いるデバイスのリソグラフ処理に適し、前記方法は、
   マスクパラメータに基づき前記基板(１０２)をエッチングするステップを備え、
   そのエッチングするステップは、位相シフト(１１０)を発生させるために、少なくとも１つの手段を形成するステップを備え、
   位相シフト(１１０)を発生するための前記手段の少なくとも１つのサイズを備える前記マスクパラメータは、前記照射量を考慮して選択されることを特徴とする方法(２００)。
2. 前記基板(１０２)をエッチングするステップは、前記基板内(１０２)に溝(１１０)を形成するステップを備え、前記マスクパラメータは、溝(１１０)に対する少なくとも１つのエッチング深さを備える請求項１記載の方法(２００)。
3. 位相シフトマスク(１００)を設計する方法(１５０)であり、前記マスク(１００)は、位相シフト(１１０)を発生するための少なくとも１つの手段を備え、前記マスク(１００)は、予め決定された照射量を用いるデバイスのリソグラフ処理に適し、前記方法(１５０)は、１組みのマスクパラメータを選択するステップと、位相シフト(１００)を発生するための前記手段の少なくとも１つのサイズを備えるステップと、前記照射量を考慮するステップを備えることを特徴とする方法(１５０)。
4. １組みのマスクパラメータを選択するステップは、
   実質的に合焦内の前記位相シフトマスク(１００)に対して適切な複数組みのマスクパラメータを選択するステップと、
   予め決定された焦点範囲外での前記照射量で、前記シフトマスク(１００)を用いることに適した少なくとも１つの組みのパラメータを、前記複数組みのマスクパラメータから選択するステップを備える請求項３記載の方法(１０５)。
5. 前記マスク(１００)は、少なくとも１つの溝(１１０)および光阻止用ブロック部(１０４)を備え、そして、前記マスクパラメータは、少なくとも１つの溝バイアス、光阻止用部分バイアス及び、前記溝のエッチング深さを備え、
   前記マスクはデバイス上に形をプリントするのに適し、
   実質的に合焦の前記位相シフトマスク(１００)を使用するのに適した複数組みのマスクパラメータを選択するステップは、光阻止用部分バイアスを形のサイズに修正するために調節し、そして、形の位置を修正するために、溝の深さを調節するステップを備える請求項３または４に記載の方法(１５０)。
6. 前記マスク(１００)は少なくとも１つの溝(１１０)を備え、そして前記マスクパラメータは、前記溝(１１０)の少なくとも１つのエッチング深さを備え、
   予め決定された焦点範囲外において、前記照射量で前記シフトマスク(１００)を用いるのに適したマスクパラメータの少なくとも１組を選択するステップは、予め決定されたエッチング深さに対応する１組のマスクパラメータを選択するステップを備える請求項３から５のいずれかに記載の方法(１５０)。
7. 予め決定された焦点範囲外において、前記照射量で前記シフトマスクを用いるのに適したマスクパラメータの少なくとも１組を選択するステップは、
   複数組みのマスクパラメータに対する前記マスクを用いてプリントできる形に対し、焦点露出マトリックスまたは、形の変位量のいずれかを決定するステップと、そして、
   前記マスクを用いてプリントできる形に対する前記焦点露出マトリックスまたは、形の変位量を評価するステップを備える請求項３から６のいずれかに記載の方法(１５０)。
8. 前記方法は、前記マスクを用いてプリントできる形に対する焦点露出ウインドウ(３２２)を評価するステップを備え、前記焦点露出ウインドウ(３２２)は、前記マスクを用いてプリントできる前記形の少なくとも２つのエッジに対する焦点露出ウインドウ(３２０)の共通部分により決定される請求項３から７のいずれかに記載の方法。
9. デバイスのリソグラフ処理を実行するための方法であり、その方法は、位相シフト(１１０)を発生させ、そして照射量を用いるための手段を備える位相シフトマスク(１００)を用いるステップを備え、前記位相シフトマスク(１００)および前記照射量の一方は、他方の関数として選択されることを特徴とする方法。
10. 予め決定された照射量に対し、前記位相シフトマスク(１００)は、請求項１または２のいずれかに基づいて作られ、また、前記位相シフトマスク(１００)は、請求項３から８のいずれかに基づいて設計される請求項８記載の方法。
11. 予め決定された位相シフトマスク(１００)に対し、照射量は、前記位相シフトマスク(１００)の位相シフト(１００)の関数として選択される請求項８記載の方法。
12. 予め決定された照射量を用いた、デバイスのリソグラフ処理に適した位相シフトマスク(１００)であり、
    その位相シフトマスク(１００)は、位相シフト(１１０)を発生するための少なくとも１つの基板(１０２)を備え、
    位相シフト(１１０)を発生するための前記手段の幾何学的なサイズは、前記照射量を考慮して決定される。
13. 請求項３から８のいずれかに基づく位相シフトマスクを設計するためのコンピュータプログラム製品。
14. 請求項１３のコンピュータプログラム製品を備えるマシン読み出し可能なデータ格納デバイス。
15. 請求項１３によるコンピュータプログラム製品を、ローカルまたは広域の遠隔通信ネットワークへの送信。