JP2008515006A - 異なる位相シフト・アパーチャを通して平衡した光強度を提供する位相シフト・マスクおよびそのような位相シフト・マスクを形成する方法 - Google Patents

Abstract

フォトマスクは、パターン層、パターン層に隣接する位相シフト層、第１アパーチャ、第２アパーチャ、および光吸収層を含んでもよい。第１アパーチャは、光がパターン層および位相シフト層を通過することができるようにし、第１位相シフトを提供してもよい。第２アパーチャは、光がパターン層および位相シフト層を通過することができるようにし、第１位相シフトとは異なる第２位相シフトを提供してもよい。光吸収層は、第１アパーチャに隣接して配置されてもよく、第１アパーチャを通過する光の強度が第２アパーチャを通過する光の強度と実質的に等しくなるように第１アパーチャを通過する光の強度を低減する光吸収材料を含んでもよい。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、Ｇｏｎｇ Ｃｈｅｎ等によって２００５年９月２６日に出願された「Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｍａｓｋ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ａｐｅｒｔｕｒｅｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｓｕｃｈ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｍａｓｋ」という名称の米国仮特許出願第６０／６１３，３４３号の優先権を主張するものである。

本発明は、一般にフォトマスクに関し、より詳細には、異なる位相シフト・アパーチャを通して平衡した光強度を提供する位相シフト・マスクおよびそのような位相シフト・マスクを形成する方法に関する。

典型的な交互開口位相シフト・マスク（ＡＡＰＳＭ）では、１８０度アパーチャはエッチングされた石英構造体に関連するので、１８０度アパーチャを通過した光の強度は、通常、０度アパーチャを通過した光の強度より小さい。その結果として、フォトマスクを使用して半導体ウェーハ上に印刷されたレジスト・ラインはレジスト・ラインの設計サイズより大きく、スペーシングはスペーシングの設計サイズより小さいこともあり得る。したがって、フォトリソグラフィ・プロセス中に位相シフト・マスクの０度アパーチャおよび１８０度アパーチャを通過した光の強度を平衡させることは、位相シフト技術の適用に際しての実際的な問題である。たとえば、そのような不平衡な光強度は、半導体製造においてサブ９０ｎｍノード・ウェーハ・プロセス技術でウェーハをパターニングするためにＡＡＰＳＭを利用する際に問題となる。

位相シフト・マスクの０度アパーチャおよび１８０度アパーチャを通過した光の強度を平衡させようとして様々な技法が試みられてきた。１つの一般的な技法では、１８０度アパーチャを通過した光の強度を増強するには当該１８０度アパーチャのサイズを拡大することが必要である。この技法は、フォトマスクのクロム層（たとえばパターン層）をパターニングし、（たとえば、パターン層内のＣｒラインの幅を縮小することによって）データ・バイアスの量に対応するＣｒクリティカル・ディメンション・ターゲットを変更する前にデータ−バイアス・ステップを必要とする。しかし、設計回路が複雑になるので（たとえば、光近接効果補正（ＯＰＣ）およびサブ解像補助機能（ＳＲＡＦ）幾何学的形状の追加）、データ−バイアス・プロセスは非常に難しくなり、これは処理問題を引き起こす可能性がある。

位相シフト・マスクの０度アパーチャおよび１８０度アパーチャを通過した光の強度を平衡させようとする他の一般的な技法では、１８０度アパーチャに関連するトレンチのサイズを拡大するためにパターン層の下の石英基板の部分を除去するウェットエッチングを行い、それによって、当該１８０度アパーチャを通過した光の強度を増強することが必要である。しかし、パターン層の下の基板の部分をエッチングすることは、結果として、アグレッシブな洗浄プロセスなど様々なプロセス中に折れる可能性のあるパターン層のオーバーハンギング部分を生じさせ、それによって、フォトマスク内に修理不可能な欠陥を生じさせる可能性がある。さらに、サブ７５ｎｍノード設計に使用されるサブ３００ｎｍパターン層などの薄いパターン層を使用する利用形態では、パターン層は容易に剥離し、その結果、欠陥フォトマスクが生じる。

本発明の教示によって、異なる角度の位相シフト・アパーチャを通過する平衡した光強度を提供する位相シフト・フォトマスクを形成することに関連する欠点および問題は、実質的に低減または排除されてきた。特定の実施形態では、０度位相シフト・アパーチャの光強度を同じフォトマスク内の１８０度位相シフト・アパーチャと平衡させるために、０度位相シフト・アパーチャを通過した光の強度を低減する薄い光吸収層が０度位相シフト・アパーチャの上に配置されてもよい。

一実装形態によれば、フォトマスクは、パターン層、パターン層に隣接する位相シフト層、第１アパーチャ、第２アパーチャ、および光吸収層を含んでもよい。第１アパーチャは、光がパターン層および位相シフト層を通過することができるようにし、第１位相シフトを提供する。第２アパーチャは、パターン層および位相シフト層を光が通過することができるようにし、第１位相シフトとは異なる第２位相シフトを提供する。光吸収層は、第１アパーチャに隣接して配置されてもよく、第１アパーチャを通過する光の強度が第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくなるように第１アパーチャを通過する光の強度を低減する光吸収材料を含む。

他の実施形態によれば、異なる位相シフト・アパーチャを通して実質的に平衡した光強度を提供するフォトマスクを形成する方法が提供される。パターン層と、パターン層に隣接する位相シフト層と、光がパターン層および位相シフト層を通過することができるようにし第１位相シフトを提供する第１アパーチャと、光がパターン層および位相シフト層を通過することができるようにし第１位相シフトとは異なる第２位相シフトを提供する第２アパーチャとを含んでもよいフォトマスク構造体が提供される。光吸収層は、第１アパーチャに隣接して形成されてもよい。光吸収層は、第１アパーチャを通過する光の強度が第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくなるように第１アパーチャを通過する光の強度を低減する光吸収材料を含んでもよい。

他の実施形態によれば、異なる位相シフト・アパーチャを通して実質的に平衡された光強度を提供するフォトマスクを形成する別の方法が提供される。パターン層およびパターン層に隣接する位相シフト層を含んでもよいフォトマスク構造体が形成される。パターン層は、位相シフト層の第１部分を露出する第１開口部および位相シフト層の第２部分を露出する第２開口部を含んでもよい。光吸収層は、パターン層に隣接して形成されてもよく、光吸収層の第１部分が位相シフト層の第１露出部分を被覆し、光吸収層の第２部分が位相シフト層の第２露出部分を被覆するようにパターン層内の第１開口部および第２開口部の中まで延在する。レジスト層は、光吸収層の第１露出部分を被覆する光吸収層の第１部分に隣接して、ただし位相シフト層の第２露出部分を被覆する光吸収層の第２部分には隣接せずに、形成されてもよい。エッチング・プロセスは、光吸収層の第２部分が除去されるように、ただし光吸収層の第１部分は除去されないように、レジスト層を通して行われてもよい。次いで、レジスト層が除去される。

結果としてのフォトマスク構造体は、パターン層内の第１開口部に対応する第１アパーチャ、およびパターン層内の第２開口部に対応する第２アパーチャを含んでもよい。第１アパーチャおよび第２アパーチャは、入射光に異なる角度の位相シフトを提供してもよい。光吸収層の第１部分は、第１アパーチャを通過する光の強度が、第２アパーチャを通過する光の強度と実質的に等しくなるように第１アパーチャを通過する光の強度を低減してもよい。

本発明は様々な技術的利点を提供することができる。たとえば、マスク内の様々なアパーチャを通過した光の強度を平衡させるために、位相シフト・マスク内の特定のアパーチャ（たとえば、０度アパーチャ）を通過した光の一部分を吸収する光吸収層を使用することは、光強度を平衡させようと試みられた他の技法の様々な利点を提供することができる。

たとえば、１８０度アパーチャを通過する光強度を増強するために、フォトマスクのパターン層でパターンを形成する前にデータ−バイアス・ステップを必要とする、光強度を平衡させるいくつかの従来の技法とは対照的に、本発明は、フォトマスクのパターン層でパターンを描画する前にデータ−バイアスを必要としなくてもよい。したがって、本発明は、パターン層にパターンを描画するプロセスおよび／または関連する計測プロセスを容易にすることができる。さらに、ＯＰＣ設計が特別なデータ−バイアス・ステップなしに保存されることができる。

他の例として、１８０度アパーチャを通過する光強度を増強するために、フォトマスクのパターン層の部分の下の基板のウェットエッチングを必要とする光強度を平衡させるいくつかの従来の技法とは対照的に、本発明は、パターン層の下の基板のエッチングを必要としなくてもよい。その結果として、パターン層のオーバーハンギング部分は低減あるいは除去されることができ、これは、たとえば、６５ｎｍノード設計に使用される小さいサイズの特徴など、パターン層内の小さいサイズの特徴に特に有利であり得る。

本発明の様々な実施形態には、これらの技術的利点が全てまたはいくつか存在してもよく、あるいは１つも存在しなくてもよい。他の技術的利点は、以下の説明、ならびに添付の図面の図および特許請求の範囲の請求項から当業者には容易に明らかになるであろう。

同様の参照番号は同様の特徴を示す添付の図面に関連して行われる以下の説明を参照することによって、本実施形態およびそれらの利点のより完全で徹底的な理解が得られることができる。

本発明の好ましい実施形態およびそれらの利点は、同様の番号は同様のおよび対応する部分を示す図１から３Ｅまでの図を参照することによって最もよく理解される。

図１は、本発明のいくつかの実施形態による例としてのフォトマスク・アセンブリ１０の横断面図を示す。フォトマスク・アセンブリ１０は、フォトマスク１２上にマウントされたペリクル・アセンブリ１４を含んでもよい。基板１６およびパターン層１８は、別途マスクまたはレチクルとしても知られているフォトマスク１２を形成してもよく、このフォトマスク１２は、たとえば、円、長方形、正方形を含めて、ただしそれらに限定されずに、様々なサイズおよび形状のいずれかを有してもよい。フォトマスク１２はまた、回路パターンの像を半導体ウェーハ上に投影するために使用される、ワンタイム・マスタ、５インチ・レチクル、６インチ・レチクル、９インチ・レチクル、または、他のいかなる適当なサイズのレチクルをも含めて、ただしそれらに限定されずに、いかなる様々なフォトマスク・タイプでもよい。フォトマスク１２は、たとえば、レベンソン型マスクとしても知られている交互開口位相シフト・マスク（ＡＡＰＳＭ）などの位相シフト・マスク（ＰＳＭ）でもよく、またはリソグラフィ・システムでの使用に適した他のいかなるタイプのマスクでもよい。

フォトマスク１２は、リソグラフィ・システム内の電磁エネルギに露出される場合に半導体ウェーハの表面上にパターンを投影する、基板１６の最上面１７上に形成されたパターン層１８を含んでもよい。基板１６は、たとえば、石英、合成石英、融解石英、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）などの透明材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、基板１６は、約１０ｎｍから約４５０ｎｍまでの間の波長を有する入射光の少なくとも７５％を通すいかなる適切な材料で形成されてもよい。代替実施形態では、基板１６は、シリコン、あるいは、約１０ｎｍから４５０ｎｍまでの間の波長を有する入射光の約５０％より多くを反射するその他のいかなる適切な材料などの反射材料でもよい。

パターン層１８は、クロム、窒化クロム、金属窒化オキシカルボ（たとえば、Ｍはクロム、コバルト、鉄、亜鉛、モリブデン、ニオブ、タンタル、チタン、タングステン、アルミニウム、マグネシウム、およびシリコンからなるグループから選ばれる、ＭＯＣＮ）、あるいは、紫外線（ＵＶ）範囲、深紫外線（ＤＵＶ）範囲、真空紫外線（ＶＵＶ）範囲および／または極端紫外線（ＥＵＶ）範囲内の波長を有する電磁エネルギを吸収するその他のいかなる適切な材料などの金属材料でもよい。代替実施形態では、パターン層１８は、ＵＶ範囲、ＤＵＶ範囲、ＶＵＶ範囲およびＥＵＶ範囲の約１％から約３０％までの透過率を有する部分的透過性材料、たとえば、ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）でもよい。

その位相シフト・アパーチャ２０を通過する光の位相をたとえば０〜１８０度または０〜３６０度の特定の量だけシフトするようにそれぞれが動作可能である１つまたは複数の位相シフト・アパーチャ２０が、フォトマスク１２内に形成されてもよい。各アパーチャは、パターン層１８内に開口部、および／または、基板１６を通して特定の深さだけ延在する基板１６内に対応する開口部またはトレンチを含んでもよい。基板１６が位相シフティング材料である場合、基板１６内の開口部またはトレンチの深さは、対応する開口部２０の位相シフトの角度を決定してもよい。図１に示されている実施形態では、フォトマスク１２は、０度アパーチャ２０ａならびに１８０度アパーチャ２０ｂおよび２０ｃを含んでもよい。この例としての実施形態では、入射光に０度の位相シフトを提供する０度アパーチャ２０ａは、パターン層１８内に開口部を含んでもよい、ただし基板１６内に対応する開口部またはトレンチは含まない。対照的に、入射光に１８０度の位相シフトを提供する各１８０度アパーチャ２０ｂおよび２０ｃは、パターン層１８に開口部、および、基板１６を通して深さＤまで延在する基板１６内に対応する開口部またはトレンチを含んでもよい。他の実施形態では、その他のいかなる適切な形状、サイズ、および／または、パターン層１８および基板１６内の開口部またはトレンチの組合せによっても、異なる角度の位相シフトが提供されてもよいことを理解されたい。

１つまたは複数の光吸収層２４が、パターン層１８の一部分の上に配置されてもよい。図１に示されているように、例としての光吸収層２４は、０度アパーチャ２０ａの中まで延在してもよい、ただし１８０度アパーチャ２０ｂおよび２０ｃの中までは延在しない。光吸収層２４は、０度アパーチャ２０ａを通過した光の一部分を吸収するように動作可能でもよい。したがって、光吸収層２４は、１８０度アパーチャ２０ｂまたは２０ｃを通過する光の強度を実質的にマッチさせるために、そうしなければ（たとえば、光吸収層２４が存在しなければ）１８０度アパーチャ２０ａを通過した光の強度より大きい可能性のある、０度アパーチャ２０ａを通過した光の強度を低減してもよい。光強度は、たとえばＡＩＭＳツールによって測定されてもよい。

他の実施形態では、異なるアパーチャを通過する実質的にマッチされた光強度を提供するために１つまたは複数の光吸収層２４を使用する代わりに、異なるアパーチャに実質的にマッチしていない通過光の所望の強度を提供するために１つまたは複数の光吸収層２４が使用されてもよい。たとえば、１つまたは複数の特定のアパーチャ（たとえば１つまたは複数の０度アパーチャ）を通過した光の第１強度、および、１つまたは複数の他の特定のアパーチャ（たとえば、１つまたは複数の１８０度アパーチャ）を通過した光の実質的に異なる第２強度を提供するために、１つまたは複数の光吸収層２４がパターン層１８の部分の上に配置されてもよい。したがって、異なるアパーチャを通過する（たとえば、異なる角度の位相シフト・アパーチャを通過する）光の相対強度が所望に応じて提供されてもよい。

光吸収層２４は、１つまたは複数のそのような材料を通過した光の一部分を吸収するように動作可能ないかなる１つまたは複数の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光吸収層２４は、１つまたは複数の金属または有機材料、たとえばクロム、窒化クロム、金属窒化オキシ−カルボ（たとえば、Ｍはクロム、コバルト、鉄、亜鉛、モリブデン、ニオブ、タンタル、チタン、タングステン、アルミニウム、マグネシウム、およびシリコンから成る群から選ばれる、ＭＯＣＮ）、あるいは、たとえば、紫外線（ＵＶ）範囲、深紫外線（ＤＵＶ）範囲、真空紫外線（ＶＵＶ）範囲、および／または極端紫外線（ＥＵＶ）範囲の波長を有する電磁エネルギを吸収するその他のいかなる適切な材料で形成される薄い吸収フィルムでもよい。光吸収層２４は、パターン層１８と同じ１つまたは複数の材料で形成されてもされなくてもよい。

いくつかの実施形態では、光吸収層２４は、電磁エネルギの透過率を変えるが、電磁エネルギの位相シフトは全然生じさせないかまたはほとんど生じさせない材料を含む。いくつかの実施形態では、光吸収層２４の１つまたは複数の材料および寸法は、光吸収層２４が通過した光の強度を露光波長で約５％から約１０％までの間の量だけ低減するように選択される。たとえば、いくつかの実施形態では、光吸収層２４は、約０．２ｎｍから１０ｎｍまでの範囲の厚さを有する金属層を含んでもよい。他の実施形態では、光吸収層２４は、光吸収層２４が通過した光の強度をその他の量だけ低減するように設計され、かつ／または約０．２ｎｍから１０ｎｍまでの範囲以外の厚さを有してもよい。

したがって、光吸収層２４は、欠陥検査ツールの性能にはいかなるインパクトも与えない可能性がある。光吸収層２４が金属フィルムを含む諸実施形態では、高いエネルギのＥビーム描画ツールが次に続く層のオーバーレイ描画プロセスのために使用されてもよい。

たとえばフォトマスク１２を使用したリソグラフィ・プロセス中に、０度アパーチャ２０ａならびに１８０度アパーチャ２０ｂおよび２０ｃなどの異なる角度の位相シフト・アパーチャを通過した光強度をマッチさせること、または平衡させることは、様々な利点を提供することができる。たとえば、フォトマスク１２がパターン層１８によって定義された様々な形状を半導体ウェーハ上に転写する場合、半導体ウェーハ上に実際にプリントされた形状（たとえば、線およびその他の形）は、異なる角度の位相シフト・アパーチャを通して不平衡な光強度を通すフォトマスクを使用することに比べると、設計または所望の幾何学的形状に、より近くなる可能性がある。

さらに、ここで説明されたやり方で位相シフト・フォトマスクを通過した光の強度を平衡させることは、光強度を平衡させようと試みられた他の技法よりも様々な有利な点を提供することができる。たとえば、１８０度アパーチャを通過する光強度を増強するために、フォトマスクのパターン層にパターンを形成する前にデータ−バイアス・ステップを必要とする光強度を平衡させるいくつかの従来の技術とは対照的に、本技法はパターンをパターン層１８に描画する前にデータ−バイアスを必要としなくてもよい。したがって、ここで説明された技法は、パターン層１８にパターンを描画するプロセスおよび関連する１つまたは複数の計測プロセスを容易にする。さらに、ＯＰＣ設計が特別のデータ−バイアス・ステップなしに保存されることができる。

他の例として、１８０度アパーチャを通過する光強度を増強するために、フォトマスクのパターン層の部分の下の基板のウェットエッチングを必要とする光強度を平衡させるいくつかの従来の技法とは対照的に、本技法は、パターン層１８の下に基板１６のエッチングを必要としなくてもよい。結果として、パターン層１８のオーバーハンギング部分が低減されるまたは除去されることができ、これは、６５ｎｍノード設計に使用される小さいサイズの特徴など、パターン層１８の小さいサイズの特徴に特に有利であり得る。

ペリクル・アセンブリ１２は、フレーム３０およびペリクル・フィルム３２を含んでもよい。フレーム３０は、通常、陽極処理アルミニウムで形成されてもよいが、代替として、ステンレス・スチール、プラスチック、または、リソグラフィ・システム内で電磁エネルギに露出された場合に、分解または脱ガスしないその他の適切な材料で形成されてもよい。ペリクル・フィルム３２は、ニトロセルロース、フッ素ポリマー、酢酸セルロース、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ製のテフロン（ＴＥＦＬＯＮ、登録商標）ＡＦまたは旭硝子社製のサイトップ（ＣＹＴＯＰ、登録商標）などのアモルファス、または、たとえばＵＶ範囲、ＤＵＶ範囲、ＥＵＶ範囲および／またはＶＵＶ範囲の波長を通す別の適切なフィルムなどの材料で形成された薄いフィルム膜でもよい。ペリクル・フィルム３２は、回転成形などの従来の技法によって準備されてもよい。

ペリクル・フィルム３２は、汚染物質がフォトマスク１２から定義された距離だけ離れたままであることを保証することによって、ダスト粒子などの汚染物質からフォトマスク１２を保護してもよい。これは、リソグラフィ・システムでは特に重要であり得る。リソグラフィ・プロセス中に、フォトマスク・アセンブリ１０は、リソグラフィ・システム内で放射エネルギ源によって生成された電磁エネルギに露出されてもよい。電磁エネルギは、ほぼ水銀アーク・ランプのＩ線からＧ線までの間の波長などの様々な波長の光、あるいは、たとえばＤＵＶ光、ＶＵＶ光またはＥＵＶ光を含んでもよい。実施に際しては、ペリクル・フィルム３２は、電磁エネルギの大きなパーセンテージがそれを通過することができるようにするように設計されてもよい。ペリクル・フィルム３２上に集められた汚染物質は、処理されるウェーハの表面で焦点から離れている可能性があり、したがって、ウェーハ上の露光像は鮮明なはずである。本発明の教示によって形成されたペリクル・フィルム３２は、あらゆるタイプの電磁エネルギに対して十分満足に使用されることができ、本出願に記載された光波に限定されない。

フォトマスク１２は、標準のリソグラフィ・プロセスを使用してフォトマスク・ブランクで形成されてもよい。リソグラフィ・プロセスでは、パターン層１８のデータを含んでもよいマスク・パターン・ファイルは、マスク・レイアウト・ファイルから生成されてもよい。一実施形態では、マスク・レイアウト・ファイルは、集積回路のトランジスタおよび電気接続を表す多角形を含んでもよい。マスク・レイアウト・ファイル内の多角形は、半導体ウェーハ上に作製された場合、集積回路の異なる層をさらに表してもよい。たとえば、トランジスタは、拡散層およびポリシリコン層を有する半導体ウェーハ上に形成されてもよい。したがって、マスク・レイアウト・ファイルは、拡散層上に描画された１つまたは複数の多角形およびポリシリコン層上に描画された１つまたは複数の多角形を含んでもよい。各層の多角形は、集積回路の１つの層を表すマスク・パターン・ファイルに変換されてもよい。各マスク・パターン・ファイルは、特定の層のフォトマスクを生成するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、マスク・パターン・ファイルは、フォトマスクが特徴を半導体ウェーハの表面上に複数の層から投影するために使用されることができるように集積回路の複数の層を含んでもよい。

所望のパターンは、レーザ、電子ビームまたはＸ線リソグラフィ・システムを使用してフォトマスク・ブランクのレジスト層に投影されてもよい。一実施形態では、レーザ・リソグラフィ・システムは、約３６４ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する光を発するアルゴン−イオン・レーザを使用する。代替実施形態では、レーザ・リソグラフィ・システムは、約１５０ｎｍから約３００ｎｍまでの波長の光を発するレーザを使用する。フォトマスク１２は、パターンを生成するためにレジスト層の露光部分を現像しエッチングし、パターン層１８のレジストで被覆されていない部分をエッチングし、基板１６の上にパターン層１８を生成するために現像されていないレジストを除去することによって作製されてもよい。

図２は、光吸収層２４なしで形成された同様のフォトマスクを通過した光の強度のプロット５２と比べて、フォトマスク１２の０度アパーチャ２０ａならびに１８０度アパーチャ２０ｂおよび２０ｃを通過した光の強度のプロット５０を示す例としてのグラフである。プロット５２によって示されているように、フォトマスク１２と同様の（ただし、光吸収層２４なしの）フォトマスクの０度アパーチャおよび１８０度アパーチャを通過した光の強度は、１８０度アパーチャを通過するより０度アパーチャを通過するほうが大きい可能性がある。対照的に、プロット５０によって示されているように、フォトマスク１２の０度アパーチャ２０ａならびに１８０度アパーチャ２０ｂおよび２０ｃを通過した光の強度は実質的に等しいか、または平衡されている可能性がある。

図３Ａ〜３Ｅは、本発明の一実施形態による０度位相シフト・アパーチャ２０ａならびに１８０度位相シフト・アパーチャ２０ｂおよび２０ｃを通過する平衡した光強度を提供するフォトマスク１２を作製する方法を示す。図３Ａに示されているように、フォトマスク構造体６０は、基板１６に隣接してパターン層１８を堆積し、パターン層１８に隣接してレジスト層６２をさらに堆積することによって形成されてもよい。矢印６４によって示されているように、所望のパターンをレジスト層６２上に転写するために、Ｅビームまたはレーザ・ビーム・プロセスなどのフォトリソグラフィ・プロセスが使用されてもよい。

図３Ｂに示されているように、次いで、レジスト層６２は、６４で示されているフォトリソグラフィ・プロセスによって露光されたレジスト層６２の部分６６ａ、６６ｂおよび６６ｃを除去するために、現像されてもよい。次いで、パターン層１８にトレンチ６８ａ、６８ｂおよび６８ｃを形成するために、エッチング・プロセスがレジスト層６２の除去された部分６６ａ、６６ｂおよび６６ｃを通して行われてもよい。次いで、レジスト層６２が除去されてもよい。

図３Ｃに示されているように、各トレンチ６８ａ、６８ｂおよび６８ｃの最上層７４が光吸収層２４によって被覆されてもよいように、光吸収層２４がパターン層１８のトレンチ６８ａ、６８ｂおよび６８ｃの中まで延在するようにパターン層１８に隣接して堆積されてもよい。光吸収層２４は、いかなる適切なやり方ででも、たとえば、物理蒸着法（たとえば、スパッタリング法または真空蒸着法）、化学気相蒸着法、またはスピンコーティング（有機光吸収層２４が使用される場合など）によって、堆積されてもよい。

図３Ｄに示されているように、レジスト層８０は、光吸収層２４に隣接して、またはその上に形成されてもよい。トレンチ６８ｂおよび６８ｃに隣接しているレジスト層８０の部分は、たとえば、図３Ａ〜３Ｃに関連して上記で説明されたような標準のリソグラフィ・プロセスを使用して露光され、現像され、除去されてもよい。このプロセスは、トレンチ６８ａに隣接している、またはそれを被覆しているレジスト層８０の部分が部分的にまたは完全に元のままであるように行われてもよい。

図３Ｅに示されているように、１つまたは複数のエッチング・プロセスは、基板１６内にトレンチ８４ｂおよび８４ｃを形成するために、レジスト層８０の除去された部分を通して、およびトレンチ６８ｂおよび６８ｃを通して行われてもよい。光吸収層２４がパターン層１８と同じ材料を含む実施形態では、第１エッチングが、レジスト層８０の除去部分（たとえば、トレンチ６８ｂおよび６８ｃの中の基板１６上に形成されたレジスト層８０の部分）を通して露光された光吸収層２４の部分を除去するために行われてもよく、次いで、第２エッチングが、レジスト層８０の除去された部分を通して、およびトレンチ６８ｂおよび６８ｃを通して、基板１６内にトレンチ８４ｂおよび８４ｃを形成するために、行われてもよい。基板１６が石英を含む実施形態では、そのような第２エッチングは石英エッチングを含んでもよい。

他の実施形態では、トレンチ８４ｂおよび８４ｃは、単一エッチング・プロセスを使用して基板１６内に形成されてもよい。たとえば、光吸収層２４は、基板１６の材料と同様の、ただしパターン層１８の材料とは異なる、エッチング選択性を有する材料を含んでもよい。したがって、単一エッチングは、（ａ）トレンチ６８ｂおよび６８ｃの中の光吸収層２４の部分を除去し、（ｂ）パターン層１８の露光部分を通して実質的にエッチングすることなく基板１６内にトレンチ８４ｂおよび８４ｃを形成するために、行われてもよい。他の実施形態では、他のいかなる適切な数の、および／または１つまたは複数のタイプの、エッチング・プロセス（またはその他のプロセス）が、基板１６内にトレンチ８４ｂおよび８４ｃを形成するために行われてもよい。

トレンチ６８ｂおよび６８ｃの中の光吸収層２４の部分を除去する１つまたは複数のエッチング・プロセスの後で、レジスト層８０の残部が除去されてもよく、その結果として、０度アパーチャ２０ａならびに１８０度アパーチャ２０ｂおよび２０ｃを含んでもよい、図３Ｅに示されている、フォトマスク構造体が生じる。上記で議論されたエッチング・プロセスによって、様々なアパーチャを通過する光の強度を制御する所望の結果を提供するために、光吸収層２４は、０度アパーチャ２０ａの中まで延在してもよい、ただし１８０度アパーチャ２０ｂおよび２０ｃの中までは延在しない。

本発明は詳細に説明されてきたが、様々な変更、代替、および改変が、添付の特許請求の範囲に記載の請求項によって定義されている本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、行われることができることを理解されたい。

本発明の一実施形態によるフォトマスク・アセンブリの横断面図を示す図である。 従来の技法に従って形成されたフォトマスクの０度アパーチャおよび１８０度アパーチャを通過した光の強度と比べて、図１のフォトマスクの０度アパーチャおよび１８０度アパーチャを通過した光の強度を示す例としてのグラフである。 本発明の一実施形態による０度位相シフト・アパーチャおよび１８０度位相シフト・アパーチャを通過する平衡した光強度を提供することができるフォトマスクを作製する方法を示す図である。 本発明の一実施形態による０度位相シフト・アパーチャおよび１８０度位相シフト・アパーチャを通過する平衡した光強度を提供することができるフォトマスクを作製する方法を示す図である。 本発明の一実施形態による０度位相シフト・アパーチャおよび１８０度位相シフト・アパーチャを通過する平衡した光強度を提供することができるフォトマスクを作製する方法を示す図である。 本発明の一実施形態による０度位相シフト・アパーチャおよび１８０度位相シフト・アパーチャを通過する平衡した光強度を提供することができるフォトマスクを作製する方法を示す図である。 本発明の一実施形態による０度位相シフト・アパーチャおよび１８０度位相シフト・アパーチャを通過する平衡した光強度を提供することができるフォトマスクを作製する方法を示す図である。

Claims (30)

1. 異なる位相シフト・アパーチャを通して実質的に平衡した光強度を提供するフォトマスクを形成する方法であって、
   パターン層と、前記パターン層に隣接する位相シフト層と、光が前記パターン層および前記位相シフト層を通過することができるようにし第１位相シフトを提供するように動作可能な第１アパーチャと、光が前記パターン層および前記位相シフト層を通過することができるようにし第１位相シフトとは異なる第２位相シフトを提供するように動作可能な第２アパーチャと、を含むフォトマスク構造体を提供するステップと、
   前記第１アパーチャを通過する光の強度が前記第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくなるように前記第１アパーチャを通過する光の強度を低減するように動作可能な光吸収材料を含む、前記第１アパーチャに隣接する光吸収層を形成するステップと
   を含む方法。
2. 前記光吸収層は金属フィルムまたは有機フィルムを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記光吸収層は前記パターン層と同じ１つまたは複数の材料で形成される、請求項１に記載の方法。
4. 前記光吸収層は入射光の約５％から約１０％までの間を吸収する、請求項１に記載の方法。
5. 前記光吸収層は約０．２ｎｍから約１０ｎｍまでの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１アパーチャは０度位相シフト・アパーチャを含み、前記第２アパーチャは１８０度位相シフト・アパーチャを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記位相シフト層は石英を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記パターン層上の特定の位置で、前記位相シフト層は前記パターン層の第１面に隣接して形成され、前記光吸収層は前記パターン層の前記第１面の反対側の前記パターン層の第２面に隣接して形成される、請求項１に記載の方法。
9. 前記光吸収層の厚さは、前記第１アパーチャを通過する光の強度が前記第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくなるように予め決められる、請求項１に記載の方法。
10. 前記光吸収層の厚さは、前記第１アパーチャを通過する光の強度が前記第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくはないが、それと所望の関係を有するように予め決められる、請求項１に記載の方法。
11. 前記第１アパーチャは、前記位相シフト層の第１表面を露出する前記パターン層内に第１開口部を含み、
    前記第２アパーチャは、前記位相シフト層の第２表面を露出する前記パターン層内に第２開口部を含み、
    前記光吸収層は、前記位相シフト層の前記第１表面に隣接して、ただし前記位相シフト層の前記第２表面には隣接せずに、形成される、請求項１に記載の方法。
12. 異なる位相シフト・アパーチャを通して実質的に平衡した光強度を提供する方法であって、
    パターン層および前記パターン層に隣接する位相シフト層を形成するステップであって、前記パターン層は前記位相シフト層の第１部分を露出する第１開口部および前記位相シフト層の第２部分を露出する第２開口部を含む、ステップと、
    光吸収層の第１部分が前記位相シフト層の前記第１露出部分を被覆し、前記光吸収層の第２部分が前記位相シフト層の前記第２露出部分を被覆するように、前記パターン層に隣接し、前記パターン層内の前記第１開口部および第２開口部の中まで延在する前記光吸収層を形成するステップと、
    前記光吸収層の前記第１露出部分を被覆する前記光吸収層の前記第１部分に隣接するが、前記光吸収層の前記第２露出部分を被覆する前記光吸収層の前記第２部分には隣接しない、レジスト層を形成するステップと、
    前記光吸収層の前記第２部分が除去されるが、前記光吸収層の前記第１部分は除去されないように前記レジスト層を通して１つまたは複数のエッチング・プロセスを行うステップと、
    前記レジスト層を除去するステップと、
    を含む方法。
13. 前記結果としての構造体は、前記パターン層内の前記第１開口部に対応する第１アパーチャおよび前記パターン層内の前記第２開口部に対応する第２アパーチャを含み、前記第１アパーチャおよび第２アパーチャは、入射光に異なる角度の位相シフトを提供し、前記光吸収層の前記第１部分は、前記第１アパーチャを通過する光の強度が前記第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくなるように前記第１アパーチャを通過する光の強度を低減するように動作可能である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記光吸収層は、金属フィルムまたは有機フィルムを含む、請求項１２に記載の方法。
15. 前記光吸収層は、前記パターン層と同じ１つまたは複数の材料で形成される、請求項１２に記載の方法。
16. 前記光吸収層は、入射光の約５％から約１０％までの間を吸収する、請求項１２に記載の方法。
17. 前記光吸収層は、約０．２ｎｍから約１０ｎｍまでの範囲の厚さを有する、請求項１２に記載の方法。
18. 前記第１アパーチャは０度位相シフト・アパーチャを含み、前記第２アパーチャは１８０度位相シフト・アパーチャを含む、請求項１２に記載の方法。
19. 前記１つまたは複数のエッチング・プロセスは、前記結果としての第１アパーチャおよび第２アパーチャが入射光に異なる角度の位相シフトを提供するように前記第２開口部に対応する前記位相シフト層の一部分を除去する、請求項１２に記載の方法。
20. パターン層と、
    前記パターン層に隣接する位相シフト層と、
    光が前記パターン層および前記位相シフト層を通過することができるようにし第１位相シフトを提供するように動作可能な第１アパーチャと、
    光が前記パターン層および前記位相シフト層を通過することができるようにし第１位相シフトと異なる第２位相シフトを提供するように動作可能な第２アパーチャと、
    前記第１アパーチャに隣接して配置され、前記光吸収層は、前記第１アパーチャを通過する光の強度が前記第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくなるように前記第１アパーチャを通過する光の強度を低減するように動作可能な光吸収材料を含む、光吸収層と、
    を含むフォトマスク。
21. 前記光吸収層は金属フィルムまたは有機フィルムを含む、請求項２０に記載のフォトマスク。
22. 前記光吸収層は前記パターン層と同じ１つまたは複数の材料で形成される、請求項２０に記載のフォトマスク。
23. 前記光吸収層は、入射光の約５％から約１０％までの間を吸収する、請求項２０に記載のフォトマスク。
24. 前記光吸収層は約０．２ｎｍから約１０ｎｍまでの範囲の厚さを有する、請求項２０に記載のフォトマスク。
25. 前記第１アパーチャは０度位相シフト・アパーチャを含み、前記第２アパーチャは１８０度位相シフト・アパーチャを含む、請求項２０に記載のフォトマスク。
26. 前記位相シフト層は石英を含む、請求項２０に記載のフォトマスク。
27. 前記パターン層の特定の位置で、
    前記位相シフト層は、前記パターン層の第１面に隣接して配置され、
    前記光吸収層は、前記パターン層の前記第１面の反対側の前記パターン層の第２面に隣接して配置される、請求項２０に記載のフォトマスク。
28. 前記光吸収層の厚さは、前記第１アパーチャを通過する光の強度が前記第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくなるように選択される、請求項２０に記載のフォトマスク。
29. 前記光吸収層の厚さは、前記第１アパーチャを通過する光の強度が前記第２アパーチャを通過する光の強度に実質的に等しくはないが、それと所望の関係を有するように選択される、請求項２０に記載のフォトマスク。
30. ペリクル・アセンブリをさらに含む、請求項２０に記載のフォトマスク。

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