JP2009507266A - フォトマスクならびにその上に非直交特徴を形成する方法 - Google Patents

Abstract

フォトマスクおよびフォトマスク上に非直交特徴を形成する方法が提供される。フォトマスク・ブランク上に非直交特徴を形成する方法は、基本形状と、基本形状を複数の描画可能形状へ分割することを含むマスク・パターン・ファイルを提供することを含む。描画可能形状によって形成される非直交特徴は、フォトマスク・ブランクのレジスト層上にマスク・パターン・ファイルからの描画可能形状を結像するようにリソグラフィ・システムを使用することによってフォトマスク・ブランク上に形成される。

Description

本発明は、一般にフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）に関し、より詳細にはフォトマスクならびにその上に非直交特徴（ｎｏｎ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｅａｔｕｒｅ）を形成する方法に関する。

デバイス製造は、より小さい、いっそう複雑化したデバイスを製造し続けているので、これらのデバイス製造に使用されるフォトマスクは引続き広範囲の適応性を要求される。レチクルまたはマスクとしても既知のフォトマスクは、通常、基板で構成され、基板上に形成されたパターン層を有する。パターン層は、通常、吸収材料（例えばクロム）中に形成されるパターンを含み、このパターンが、リソグラフィ・システムにおいてウェハ上に転写可能な像を表現している。ある用途に対して、デバイスが非直交特徴の形成を必要とする場合がある。デバイスの特徴サイズ（ｆｅａｔｕｒｅ ｓｉｚｅ）が減少するに従い、非直交デザインを有する複雑な特徴を作成することがますます難しくなる。

約３００ナノメータ（ｎｍ）より大きい最小特徴サイズを有する非直交特徴（例えば、円形）を作成する従来技術は、３２面多角形（ｔｈｉｒｔｙ−ｔｗｏ ｓｉｄｅｄ ｐｏｌｙｇｏｎ）としてこの特徴をモデル化することを含む。しかし、より小さなデバイスを製造するために必要な特徴の寸法が約３００ｎｍ未満に減少するので、小さな特徴を描くことを必要とする多数の露光、および減少した分解能により、これらの技法を効果のないものにする。約１２０ｎｍ未満の寸法を持つ特徴に対する他の技法には、ステップ・アンド・フラッシュ・インプリント・リソグラフィ（ＳＦＩＬ）プロセスを用いる。より小さい寸法なので、非直交特徴が、正方形としてモデル化される場合があり、その結果、この特徴はフォトマスク上に円として描かれることになる。しかし、約１２０ｎｍより大きい寸法では、正方形特徴は、所望の非直交特徴よりもむしろ正確に正方形として描ける。

発明の要約

本開示の技法によれば、フォトマスク上に形成される非直交特徴に付随する欠点と問題が実質的に低減され、あるいは排除される。特定の実施形態では、基本形状が、フォトマスク上に非直交特徴を生成するためにマスク・レイアウトにおいて使用される。

一実施形態では、フォトマスク・ブランク上に非直交特徴を形成する方法は、基本形状と、複数の描画可能形状への基本形状の分割とを含むマスク・パターン・ファイルを提供することを含む。描画可能形状により形成される非直交特徴は、フォトマスク・ブランクのレジスト層上にマスク・パターン・ファイルからの描画可能形状を結像するようにリソグラフィ・システムを使用することによってフォトマスク・ブランク上に形成される。

他の実施形態では、フォトマスク上に非直交特徴を形成する方法は、基本形状の第１部分でフォトマスク・ブランクのレジスト層を露光すること、および第１部分に隣接して配置される、基本形状の少なくとも第２部分でレジスト層を露光することを含む。レジスト層は、現像されて基本形状の第１および第２部分によって形成される、約１２０から約３００ｎｍの間の最小特徴サイズを有する非直交特徴を形成する。

本開示のさらなる実施形態によれば、表面に非直交特徴を形成するフォトマスクは、基板と、基板の一部分上に形成されるパターン層とを含む。非直交特徴は、パターン層中に、リソグラフィ・システムを使い少なくとも２つの描画可能形状に分割される基本形状を使用することによって形成される。

本発明の実施形態およびその利点についてのいっそう完全な、すみずみまでの理解を、添付の図面と併せ読む以下の説明を参照することによって得ることができる。図では同様の参照番号が同様の特徴を示す。

本開示の好ましい実施形態およびこれらの利点が、同様の参照番号が同様の、対応する部分を示すように使用される図１〜８を参照することによって最もよく理解される。

図１は例示のフォトマスク・アセンブリ１０の断面図を図示している。フォトマスク・アセンブリ１０は、フォトマスク１２上に装着されるペリクル・アセンブリ１４を含む。基板１６およびパターン層１８は、別にマスクまたはレチクルとして既知のフォトマスク１２を形成し、フォトマスクは、限定されないが、円形、矩形または正方形を含む種々の寸法と形状とを有してよい。フォトマスク１２は、やはり半導体ウェハ上に回路パターン像を投影するために使用されてよい限定されないが、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・レチクルまたは任意の他の適切に寸法を合わせたレチクルを含め、様々な任意のフォトマスク・タイプでよい。フォトマスク１２は、さらにバイナリ・マスク、位相シフト・マスク（ＰＳＭ）（例えば、Ａｌｔｅｒｎａｔｅ型マスク（ＡＡ−ＰＳＭ）［ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ａｐｅｒｔｕｒｅｓ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｍａｓｋ］、レベンソン型マスク（Ｌｅｖｅｎｓｏｎ ｔｙｐｅ ｍａｓｋ）としても既知である）、光近接補正（ＯＰＣ）マスク［ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｍａｓｋ］またはリソグラフィ・システムで使用するのに適した任意の他の種類のマスクでよい。他の実施形態では、フォトマスク１２は、重合可能な流体組成物中にパターンの刻印を形成するために使用されるステップ・アンド・フラッシュ・インプリント・リソグラフィ（ＳＦＩＬ）テンプレートでもよく、組成物が凝固しウェハ上にデバイスを形成する。テンプレートは半透明材料でよく、重合可能流体はウェハ上にデバイスを形成するために放射源に露光させることによって凝固可能である。

フォトマスク１２は、リソグラフィ・システムにおいて電磁エネルギーに露光させると、半導体ウェハ表面上にパターンを投影する（明示されていない）、基板１６の上面１７に形成されるパターン層１８を含む。基板１６は、石英、合成石英、溶融石英（ｆｕｓｅｄ ｓｉｌｉｃａ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）または約１０ナノメータ（ｎｍ）から約４５０ｎｍの間の波長を持つ入射光の少なくとも７５パーセント（７５％）を透過する任意の他の適切な材料などの透明材料でよい。代替的実施形態では、基板１６は、シリコン、または約５０パーセント（５０％）より多い、約１０ｎｍから約４５０ｎｍの間の波長を持つ入射光を反射する任意の他の適切な材料などの反射材料でよい。

パターン層１８は、クロム、窒化クロム、金属炭酸窒化物（ｍｅｔａｌｌｉｃ ｏｘｙ−ｃａｒｂｏ−ｎｉｔｒｉｄｅ）［例えば、ＭＯＣＮ、ここで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群から選択される］、または紫外（ＵＶ）域、深紫外（ＤＵＶ）域、真空紫外（ＶＵＶ）域、および極端紫外（ＥＵＶ）域内の波長が持つ電磁エネルギーを吸収する任意の他の適切な材料などの金属材料でよい。代替的実施形態では、パターン層１８は、ＵＶ、ＤＵＶ、ＶＵＶ、およびＥＵＶ域内で約１パーセント（１％）から約３０パーセント（３０％）の透過率を有するケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）などの半透過性材料でよい。

フレーム２０およびペリクル膜２２はペリクル・アセンブリ１４を形成してよい。フレーム２０は、通常アルマイトで形成されるが、代わりにステンレス・スチール、プラスチック、またはリソグラフィ・システム内の電磁エネルギーに曝される場合に劣化やガス発生のない他の適切な材料で形成されてよい。ペリクル膜２２は、ニトロセルロース、酢酸セルロース、イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーで製造されたＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦまたは旭硝子で製造されたＣＹＴＯＰ（登録商標）などのアモルファス・フルオロポリマー、またはＵＶ、ＤＵＶ、ＥＵＶおよび／またはＶＵＶ域内の波長で透明である他の適切な膜などの、材料で形成される薄い被膜（ｆｉｌｍ ｍｅｍｂｒａｎｅ）でよい。ペリクル膜２２は、回転成形（ｓｐｉｎ ｃａｓｔｉｎｇ）などの従来技術によって準備できる。

ペリクル膜２２は、確実に汚染物質がフォトマスク１２から離れた定められた距離に留まるように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を保護する。これはリソグラフィ・システムにおいて特に重要である場合がある。リソグラフィ・プロセスの間、フォトマスク・アセンブリ１０はリソグラフィ・システム内の放射エネルギー源によって生成される電磁エネルギーに曝される。電磁エネルギーは、ほぼ水銀アーク・ランプのＩ線とＧ線の間の波長、またはＤＵＶ、ＶＵＶもしくはＥＵＶ光などの種々の波長の光を含むことがある。動作中、ペリクル膜２２は、大きなパーセントの電磁エネルギーがそこを通過可能とするように設計されている。ペリクル膜２２上に集められる汚染物質は、処理されるウェハの表面で焦点がずれる可能性が高いことになり、したがってウェハ上に露光される像は明瞭であろう。本開示の教示に従って形成されるペリクル膜２２は、あらゆる種類の電磁エネルギーで十分に使用可能であり、本出願で説明されている光波に限らない。

フォトマスク１２は、標準のリソグラフィ・プロセスを用いてフォトマスク・ブランクから形成できる。リソグラフィ・プロセスでは、パターン層１８に対するデータを含むマスク・パターン・ファイルは、マスク・レイアウト・ファイルから生成できる。一実施形態では、マスク・レイアウト・ファイルは、トランジスタおよび集積回路に対する電気的接続を表す多角形を含んでよい。マスク・レイアウト・ファイル内の多角形は、集積回路が半導体ウェハ上に製造される場合、集積回路の異なる層をさらに表すことがある。例えば、トランジスタは、拡散層およびポリシリコン層と共に半導体ウェハ上に形成されてよい。したがって、マスク・レイアウト・ファイルは、拡散層上に描かれる１つまたは複数の多角形と、ポリシリコン層上に描かれる１つまたは複数の多角形とを含む。同じまたは代替的実施形態では、マスク・レイアウト・ファイルは、磁気メモリー・デバイス、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）、バイオＭＥＭＳ（ｂｉｏ−ＭＥＭＳ）、および／または光学デバイス内および／または上に製造される特徴を表す多角形または形状を含んでよい。

本開示によれば、マスク・レイアウト・ファイルの多角形は、限定しないが、正方形、矩形、六角形、八角形、十字形および任意のそれらの組合せを含む基本形状でよい。マスク・レイアウト・ファイルに使用される基本形状は、列挙されたこれらに限定されず、任意の数の同じようにデザインされた特徴を含んでよい。

それぞれの層に対する多角形は、１つの層が集積回路の１つの層を表すマスク・パターン・ファイルに変換できる。そのような応用例では、各マスク・パターン・ファイルは特定層に対するフォトマスクを生成するために使用できる。実施形態の中には、マスク・パターン・ファイルが、２層以上の集積回路を含むことがあるものもあり、その結果フォトマスクが半導体ウェハの表面上に２層以上からの特徴を結像するように使用されてよい。同じまたは代替的実施形態では、各層に対する多角形が、磁気メモリー・デバイス、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）、バイオＭＥＭＳ（ｂｉｏ−ＭＥＭＳ）、および／または光学デバイス内および／または上に製造される特徴を表すことがある。

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中に結像できる。一実施形態では、レーザ・リソグラフィ・システムは、約３６４ナノメータ（ｎｍ）の波長を持つ光を放出するアルゴン・イオン・レーザを使用する。代替の実施形態では、レーザ・リソグラフィ・システムは、約１５０ｎｍから約３００ｎｍの波長の光を放出するレーザを使用する。他の実施形態では、２５ｋｅＶまたは５０ｋｅＶ電子ビーム・リソグラフィ・システムが、六ホウ化ランタンまたは熱電界放出源（ｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ）を使用する。同じまたは代替的実施形態では、電子ビーム・リソグラフィ・システムが、ベクタ描画電子ビーム・リソグラフィ・ツール（ｖｅｃｔｏｒ−ｓｈａｐｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｂｅａｍ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｔｏｏｌ）を用いる。さらなる実施形態では、異なる電子ビーム・リソグラフィ・システムが使用されてよい。フォトマスク１２は、レジスト層の露光された部分を現像、エッチングしてパターンを生じ、レジストで覆われていないパターン層１８の部分をエッチングし、さらに現像されていないレジストを除去して基板１６にわたってパターン層１８を生成することによって製造できる。

図１Ｂは、本開示の実施形態による非直交特徴２４を含むフォトマスク１２の上面図を図示する。図示された実施形態では、フォトマスク１２は基板１６と、パターン層１８に形成された非直交特徴２４ａ、２４ｂおよび２４ｃ（一般に非直交特徴２４と呼ぶ）とを含む。一実施形態では、非直交特徴２４は基板１６の露光された部分によって表現されてよい。他の実施形態では、非直交特徴２４は、パターン層１８を形成するために使用された吸収材料の残留部分によって表現されてよい。

非直交特徴２４は、マスク・レイアウト・ファイルに含まれる基本形状を用いて形成されてよい。これらの基本形状のそれぞれは、マスク・レイアウト・ファイルのそれぞれの層がマスク・パターン・ファイルに変換される場合、矩形または台形などの複数の描画可能形状に分割されてよい。マスク・パターン・ファイルは、フォトマスク・ブランク上に結像でき、ブランクは、現像、エッチングされ、非直交特徴２４を含むフォトマスクを形成できる。一実施形態では、非直交特徴２４ａは、マスク・レイアウト・ファイルで描かれる六角形特徴を使用することによって形成可能である円形特徴であってよい。他の実施形態では、非直交特徴２４ｂは、描かれたマスク・レイアウト・ファイルにおいて引き伸ばした八角形特徴を使用することによって形成される卵形および／または楕円形特徴であってよい。さらなる実施形態では、非直交特徴２４ｃは、マスク・レイアウト・ファイルにおいて描かれた十字形特徴を使用することによって形成される菱形特徴であってよい。別の実施形態では、任意の他の適切な非直交特徴が、フォトマスク１２上に、マスク・レイアウト・ファイルにおいて描かれた異なる基本形状を使用することによって形成されてよい。

図２Ａは、マスク・レイアウト・ファイルにおける円形特徴３１の従来表現を図示している。図示した実施形態では、円形特徴３１は、約１７４ｎｍの直径を有してよい。他の実施形態では、円形特徴３１は一般に約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の最小特徴サイズ（例えば、直径）を有してよい。

図２Ｂは、マスク・パターン・ファイルにおいて描画可能イメージ（ｗｒｉｔｅａｂｌｅ ｉｍａｇｅ）３２を生成するように分割された後の図２Ａに示された円形特徴３１を図示する。描画可能イメージ３２が、フォトマスク上に特徴を形成するためにマスク・パターン・ファイルにおいて描画可能形状に分割されてよい。図示された実施形態では、描画可能イメージ３２は２３の台形に分割されている。従来の分割プロセスでは、特徴が分割されることになる描画可能形状の数が、容易には予測されない場合があり、現行の例の寸法よりほんのわずか大きい直径を有する円形特徴が、フォトマスク上に特徴が描画されるたび毎に、変動する数の描画可能形状に分割される可能性がある。

各描画可能形状は、フォトマスク上にパターンを描くのに使用されるリソグラフィ・システムの一露光、または「ショット」を表してよい。一般に、より多くの露光を必要とする特徴は、描くのにより多くの時間を要することになる。したがって、描画可能イメージ３２は、フォトマスク１２上に円形特徴３１を形成するのにリソグラフィ・システムでの少なくとも２３回の露光を要する可能性がある。したがって円形特徴３１および類似の寸法の非直交特徴は、標準的技法を用いるリソグラフィ・プロセスの中で生成するのに相当多くの時間を要する場合があり、これは製造コストを増加させるおそれがある。

図３Ａ〜３Ｃは、フォトマスク１２上に非直交特徴を形成するプロセスの間の種々のステップでの正方形特徴４１を図示する。特に、図３Ａは、マスク・レイアウト・ファイルでの正方形特徴４１の従来表現を図示する。一実施形態では、正方形特徴４１は、長さ約１２０ｎｍ未満の辺を有してよい。

図３Ｂは、マスク・パターン・ファイルにおいて描画可能イメージ４２を生成するように分割された後の図３Ａに示された正方形特徴４１を図示する。描画可能イメージ４２が、フォトマスク上に特徴を形成するためにマスク・パターン・ファイルにおいて複数の描画可能形状に分割されてよい。正方形特徴４１は、単純な正方形であるので、マスク・レイアウト・ファイル中の最初から描かれた特徴と類似の単一の描画可能形状に分割されてよい。正方形特徴４１は、任意の数の他の特徴と組み合わされ、生成されるべきデバイス層を表わすマスク・パターン・ファイルに変換されてよい。マスク・パターン・ファイルに含まれる形状は、図１を参照して前に説明したようにフォトマスク・ブランク上に描ける。

図３Ｃは、フォトマスク上に形成された正方形特徴４１を図示する。図示された実施形態では、オフセット・パターン中に複数の正方形特徴４１を含むマスク・レイアウト・ファイルが、フォトマスク基板上に非直交特徴４３を含むパターン層を形成するために使用された。辺の長さが約１２０ｎｍより小さいような、充分に小さい寸法において、描画可能イメージ４２は、実質的に円形である非直交特徴４３として印刷できる。これは、特にＳＦＩＬテンプレートを使用して生成される特徴に当てはまる。しかし、描画可能特徴４２は、約３００ｎｍでは正方形として印刷できる。このため、フォトマスク上に円形特徴を正方形特徴として結像するのは、特徴サイズが減少するに従ってより効果的であってよいが、約１２０〜約３００ｎｍの間の寸法では、それは効果的な方法でない。

図４Ａは、マスク・レイアウト・ファイルに含まれる十字形特徴５１を図示する。十字形特徴５１は、３つの矩形５１ａ、５１ｂおよび５１ｃを、図示したように、または回転させるいずれかで描くことによって生成される基本形状でよい。例えば、十字形特徴５１は、矩形５１ｂを縦方向に描き、２つのより小さい矩形５１ａと５１ｃを第１矩形５１ｂのいずれかの側面に描くことによって生成されてよい。他の実施形態では、十字形特徴５１は第２矩形上に重ね合わされた第１矩形として描かれてよい。十字形特徴５１は、矩形５１ａ、５１ｂおよび５１ｃの長さおよび幅などの約１２０ｎｍから約３００ｎｍの範囲にある最小特徴サイズを有してよい。十字形特徴５１は、矩形５１ａ、５１ｂおよび５１ｃの長さおよび幅が互いに独立して異なり、ほぼ等しくはないように描かれてもよい。

図４Ｂは、マスク・パターン・ファイルにおいて描画可能イメージ５２を生成するように分割された後の図４Ａに示された十字形特徴５１を図示する。一実施形態では、十字形特徴５１は、描画可能イメージ５２を形成するように一貫して３つの描画可能形状５２ａ、５２ｂおよび５２ｃ（例えば矩形）に分割されてよい。描画可能形状の正確な構成は本開示の異なる実施形態で変わることがある。例えば、描画可能イメージ５２は、縦方向の矩形と、第１矩形のどちらかの側面の２つのより小さな矩形とに分割できる。他の実施形態では、描画可能イメージ５２は、水平方向の大きな矩形５２ｃと、第１矩形５２ｂの上と下に位置するより小さな矩形５２ａおよび５２ｂとに分割でき同じ結果を与える。別の実施形態では、描画可能イメージ５２は、２つの重ね合わせの矩形に分割でき、ここでは１つが水平方向、１つが縦方向である。したがって、描画可能イメージ５２を含むマスク・パターン・ファイルを用いるリソグラフィ・システムは、フォトマスク１２上に十字形特徴５１を印刷するのに最低２露光を使用してよい。

図４Ｃはフォトマスク上に形成された十字形特徴５１を図示する。図示された実施形態では、オフセット・パターン中に複数の十字形特徴５１を含むマスク・レイアウト・ファイルが、フォトマスク基板上に非直交特徴５３を含むパターン層を形成するために使用された。約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の寸法では、描画可能イメージ５２が、形状で菱形に近い、しかし丸みのある角を持つ非直交特徴５３として印刷できる。したがって、マスク・レイアウト・ファイルの十字形特徴５１が、フォトマスク上に菱形様特徴またはその形状のわずかな変形形態を生成するために使用できる。

図５Ａは、マスク・レイアウト・ファイルに含まれる５図柄十字形特徴６１を図示する。５図柄十字形特徴６１は、５つの矩形６１ａ〜６１ｅを、図示したように、または回転させるいずれかで描くことによって生成される基本形状でよい。例えば、５図柄十字形特徴６１は、水平方向に矩形６１ｃ、第１矩形６１ｂのどちらかの側面に水平方向に２つのより小さな矩形６１ｂおよび６１ｄ、矩形６１ｂの上側面に１つのより小さな矩形６１ａおよび矩形６１ｄの下側面にもう１つのより小さな矩形６１ｅを描くことによって生成できる。代替的に、５図柄十字形特徴６１は、単一の大きな矩形が、その４側面のそれぞれにより小さな矩形を伴うとして描かれてもよい。別の実施形態では、５図柄十字形特徴６１は３つの重ね合わされた矩形として描かれてよい。一実施形態では、５図柄十字形特徴６１は、ほぼ等しい長さと幅を持つ特徴を表してよい。５図柄十字形特徴６１は、矩形６１ａ〜６１ｅの長さおよび幅などの約１２０ｎｍから約３００ｎｍの範囲にある最小特徴サイズを有してよい。５図柄十字形特徴６１は、矩形の長さおよび幅が互いに独立して異なり、ほぼ等しくはないように描かれてもよい。この特徴の他の寸法が、フォトマスク上の特徴の所望の形状に依存して変更されてもよい。

図５Ｂは、マスク・パターン・ファイルにおいて描画可能イメージ６２を生成するように分割された後の５図柄十字形特徴６１を図示する。一実施形態では、５図柄十字形特徴６１は、描画可能イメージ６２を形成するように一貫して７つの描画可能形状６２ａ〜６２ｇに分割されてよい。描画可能形状の正確な構成は本開示の別の実施形態で異なることがある。例えば、描画可能イメージ６２は、縦方向の矩形６２ａの一側面に３つのより小さな矩形６２ｂ、６２ｄおよび６２ｆを持つ第１矩形６２ａと、第１矩形６２ａの他方の側面の３つのより小さな矩形６２ｃ、６２ｅおよび６２ｇとに分割されてよい。他の実施形態では、描画可能イメージ６２は、水平方向の大きな矩形と、この第１矩形の上、下共に位置する３つのより小さな矩形とに分割されてよい。したがって、描画可能イメージ６２を含むマスク・パターン・ファイルを用いるリソグラフィ・システムは、フォトマスク１２上に５図柄十字形特徴６１を印刷するのに５〜７の間程の少ない露光を使用してよい。

図５Ｃはフォトマスク上に形成された５図柄十字形特徴６１を図示する。図示された実施形態では、オフセット・パターン中に複数の５図柄十字形特徴６１を含むマスク・レイアウト・ファイルが、フォトマスク基板上に非直交特徴６３を含むパターン層を形成するために使用された。約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の寸法では、描画可能イメージ６２が、形状で菱形に近い、しかし丸みのある角を持つ非直交特徴６３として印刷できる。したがって、マスク・レイアウト・ファイルの５図柄十字形特徴６１が、フォトマスク上に菱形様特徴またはその形状のわずかな変形形態を生成するために使用できる。

図６Ａは、マスク・レイアウト・ファイルに含まれる六角形特徴７１を図示する。六角形特徴７１は、基本形状であってよく、六角形として簡単に描ける。一実施形態では、六角形特徴７１は、ほぼ等しい辺の長さを有してよい。他の実施形態では、六角形特徴７１は、辺の長さが互いに独立して異なり、ほぼ等しくはないように描かれてもよい。六角形特徴７１の最小特徴サイズ（例えば、２つの対向する頂点の間で測定される直径）は、約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間でよい。

図６Ｂは、マスク・パターン・ファイルにおいて描画可能イメージ７２を生成するように分割された後の六角形特徴７１を図示する。一実施形態では、六角形特徴７１は、描画可能イメージ７２を形成するように、一貫して共に台形の２つの描画可能形状７２ａおよび７２ｂに分割できる。描画可能形状の正確な構成は異なる実施形態で変わることがある。したがって、描画可能イメージ７２を含むマスク・パターン・ファイルを用いるリソグラフィ・システムは、フォトマスク１２上に六角形特徴７１を印刷するのに最低２露光を使用してよい。六角形特徴７１などの基本形状は、低減された数の描画可能形状に分割できるので、リソグラフィ・システムで必要な露光の数は低減可能である。より少ない数の露光が、製造スピードの増加と、コストの低減とをもたらしてよい。

図６Ｃはフォトマスク上に形成された六角形特徴７１を図示する。図示された実施形態では、オフセット・パターン中に複数の六角形特徴７１を含むマスク・レイアウト・ファイルが、フォトマスク基板上に非直交特徴７３を含むパターン層を形成するために使用された。約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の寸法では、描画可能イメージ７２が、形状で円に近い非直交特徴７３として印刷できる。したがって、マスク・レイアウト・ファイルの六角形特徴７１が、フォトマスク上に円形特徴７３またはその形状のわずかな変形形態を生成するために使用できる。六角形特徴７１を用いることにより、円形特徴７３が、図２Ｂに図示された特徴に対する少なくとも２３露光と比べて最低２露光で生成可能である。これは、六角形特徴７１が、それぞれ形成するのに１露光を必要とする最低２つの描画可能形状に分割できるのに対し、円形特徴３１が、それぞれ形成するのに１露光を必要とする少なくとも２３の描画可能形状に分割されることがあるために生じてよい。

図７Ａは、マスク・レイアウト・ファイルに含まれる八角形特徴８１を図示する。八角形特徴８１は、基本形状であってよく、八角形として簡単に描ける。一実施形態では、八角形特徴８１は、ほぼ等しい辺の長さを有してよい。他の実施形態では、八角形特徴８１は、辺の長さが互いに独立して異なり、ほぼ等しくはないように描かれてもよい。例えば、比例しない長さと幅を有する八角形特徴８１は、フォトマスク上に楕円形および／または卵形特徴を形成するのに使用されてよい。八角形特徴８１の最小特徴サイズ（例えば、２つの対向する頂点の間で測定される直径または縦の辺の間で測定される直径）は、約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間でよい。

図７Ｂは、マスク・パターン・ファイルにおいて描画可能イメージ８２を生成するように分割された後の八角形特徴８１を図示する。一実施形態では、八角形特徴８１は、描画可能イメージ８２を形成するように、一貫して３つの描画可能形状、矩形８２ｂと、２つの台形８２ａおよび８２ｃとに分割できる。矩形８２ｂは、台形８２ａと８２ｃの間に位置してよい。描画可能形状の正確な構成は異なる実施形態で変わることがある。したがって、描画可能イメージ８２を含むマスク・パターン・ファイルを用いるリソグラフィ・システムは、フォトマスク１２上に八角形特徴８１を印刷するのに最低３露光を使用してよい。

図７Ｃはフォトマスク上に形成された八角形特徴８１を図示する。図示された実施形態では、オフセット・パターン中に複数の八角形特徴８１を含むマスク・レイアウト・ファイルが、フォトマスク基板上に非直交特徴８３を含むパターン層を形成するために使用された。約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の寸法では、描画可能イメージ８２が、形状で円に近い非直交特徴８３として印刷できる。したがって、マスク・レイアウト・ファイルの八角形特徴８１が、フォトマスク上に円形特徴またはその形状のわずかな変形形態を生成するために使用できる。

図８Ａおよび８Ｂは、本開示の異なる実施形態による六角形特徴を寸法合わせするための技法を図示する。先ず図８Ａを見ると、図は約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の直径を有する円形特徴９０を示す。円形特徴９０はマスク・レイアウト・ファイルにおいて描ける。この特徴は、現行の例において参照のために使用され、フォトマスク上に結像されないことになる。一実施形態では、六角形特徴９１は円形特徴９０内に描かれ、円形特徴９０の円周に交わる角を有する。六角形特徴９１はマスク・レイアウト・ファイルに含まれてよく、図６Ｂを参照して上で説明したように描画可能形状に分割できる。マスク・パターン・ファイルは、フォトマスク・ブランク上に結像され、フォトマスク上に円形特徴を形成するために現像されてよい。一実施形態では、フォトマスク上に現像された円形特徴の直径は、円形特徴９０の直径より小さくできる。

次に図８Ｂを見ると、円形特徴９０が、マスク・レイアウト・ファイルにおいて描くことができ、約１２０ｎｍから３００ｎｍの間の直径を有してよい。この特徴は参照のために使用され現像されないことになる。図８Ａを参照して説明した実施形態とは対照的に、六角形特徴９２は、六角形特徴９２の辺が円形特徴９０の円周に接するように寸法合わせされる。六角形特徴９２はマスク・パターン・ファイルに含まれてよく、描画可能形状に分割できる。マスク・パターン・ファイルは、フォトマスク・ブランク上に結像され、フォトマスク上に円形特徴を形成するために現像されてよい。一実施形態では、フォトマスク上に現像された円形特徴の直径は、円形特徴９０の直径とほぼ同じであってよい。マスク・レイアウト・ファイルにおいて特徴を描き、寸法合わせするこの技法は、使用者がフォトマスク上に現像される特徴の実際の寸法を簡便に見積もることを可能にしてよい。

上の実施形態によって図示されたように、本開示が詳細に説明されてきたが、多くの変形形態が当業者には明らかであろう。例えば、マスク・レイアウト・ファイルにおいて生成される特徴の寸法と形状は、フォトマスク上に所望の非直交特徴を作製するために変更されてよい。非直交特徴は、吸収体層によって、またはフォトマスク基板の露出された部分によって形成されてもよい。添付の特許請求の範囲によって明らかになるように、本開示の趣旨と範囲を逸脱せずに本明細書に様々な変更、置換および交換が為され得ることを理解されたい。

本開示の教示によるフォトマスク・アセンブリの断面図である。 本開示の教示によるフォトマスクの上面図である。 従来技術によるマスク・レイアウト・ファイルに含まれる円形特徴の図である。 従来技術によるマスク・パターン・ファイルにおける描画可能形状に分割される円形特徴の図である。 従来技術によるマスク・レイアウト・ファイルに含まれる正方形特徴の図である。 従来技術によるマスク・パターン・ファイルにおける描画可能形状に分割される正方形特徴の図である。 従来技術によるフォトマスク上に形成された正方形特徴の図である。 本開示の教示によるマスク・レイアウト・ファイルに含まれる十字形特徴の図である。 本開示の教示によるマスク・パターン・ファイルにおける描画可能形状に分割される十字形特徴の図である。 本開示の教示によるフォトマスク上に形成された十字形特徴の図である。 本開示の教示によるマスク・レイアウト・ファイルに含まれる５図柄十字形特徴（ｆｉｖｅ ｆｉｇｕｒｅ ｃｒｏｓｓ ｆｅａｔｕｒｅ）の図である。 本開示の教示によるマスク・パターン・ファイルにおける描画可能形状に分割される５図柄十字形特徴の図である。 本開示の教示によるフォトマスク上に形成された５図柄十字形特徴の図である。 本開示の教示によるマスク・レイアウト・ファイルに含まれる六角形特徴の図である。 本開示の教示によるマスク・パターン・ファイルにおける描画可能形状に分割される六角形特徴の図である。 本開示の教示によるフォトマスク上に形成された六角形特徴の図である。 本開示の教示によるマスク・レイアウト・ファイルに含まれる八角形特徴の図である。 本開示の教示によるマスク・パターン・ファイルにおける描画可能形状に分割される八角形特徴の図である。 本開示の教示によるフォトマスク上に形成された八角形特徴の図である。 本開示の教示によるマスク・レイアウト・ファイルにおける六角形特徴を寸法合わせするための一例示の技法の図である。 本開示の教示によるマスク・レイアウト・ファイルにおける六角形特徴を寸法合わせするための一例示の技法の図である。

Claims (22)

1. フォトマスク・ブランク上に非直交特徴を形成する方法において、
   基本形状を含むマスク・パターン・ファイルを提供するステップと、
   前記基本形状を複数の描画可能形状に分割するステップと、
   前記フォトマスク・ブランクのレジスト層上に前記マスク・パターン・ファイルからの前記描画可能形状を結像するようにリソグラフィ・システムを使用することにより、フォトマスク・ブランク上に非直交特徴を形成するステップであって、前記描画可能形状が前記フォトマスク・ブランク上に非直交特徴を形成するステップとを含む方法。
2. 前記非直交特徴が、円形、菱形、楕円形および卵形で構成される群から選択される請求項１に記載の方法。
3. 前記非直交特徴が、約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の最小特徴サイズを含む請求項１に記載の方法。
4. 前記非直交特徴が、円形、楕円形または卵形を含み、前記最小特徴サイズが前記円形または前記楕円形の直径である請求項３に記載の方法。
5. 前記非直交特徴が、菱形を含み、前記最小特徴サイズが前記菱形の辺の長さである請求項３に記載の方法。
6. 前記基本形状が、十字形、５図柄十字形、六角形および八角形で構成される群から選択される請求項１に記載の方法。
7. 前記複数の描画可能形状が２つの台形を含む請求項１に記載の方法。
8. 前記複数の描画可能形状が、約１０未満の描画可能形状を含む請求項１に記載の方法。
9. 前記リソグラフィ・システムが、電子ビーム・リソグラフィ・ツール、レーザ・リソグラフィ・ツールおよびＸ線リソグラフィ・ツールで構成される群から選択される請求項１に記載の方法。
10. 前記非直交特徴が、前記リソグラフィ・システムの約１０未満の露光で形成される請求項１に記載の方法。
11. フォトマスク上に非直交特徴を形成する方法において、
    基本形状の第１部分を用いてフォトマスク・ブランクのレジスト層を露光するステップと、
    前記第１部分に隣接して位置する、前記基本形状の少なくとも第２部分を用いて前記レジスト層を露光するステップと、
    前記レジスト層を現像し、約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の最小特徴サイズを有する非直交特徴を形成するステップであって、前記基本形状の前記第１および第２部分が非直交特徴を形成するステップとを含む方法。
12. 前記非直交特徴が、円形、菱形、楕円形および卵形で構成される群から選択される請求項１１に記載の方法。
13. 前記基本形状の前記第１および第２部分が、矩形、台形および三角形の少なくとも１つで構成される請求項１１に記載の方法。
14. 前記基本形状が、十字形、５図柄十字形、六角形および八角形で構成される群から選択される請求項１１に記載の方法。
15. 前記非直交特徴が、リソグラフィ・システムの約１０未満の露光で形成される請求項１１に記載の方法。
16. 表面に非直交特徴を形成するフォトマスクにおいて、
    基板と、
    前記基板の少なくとも一部分上に形成されるパターン層であって、少なくとも２つの描画可能形状に分割される基本形状を用いることにより、リソグラフィ・システムを使って形成される前記非直交特徴を含むパターン層とを含むフォトマスク。
17. 前記非直交特徴が、円形、菱形、楕円形および卵形で構成される群から選択される請求項１６に記載のフォトマスク。
18. 前記基本形状が、十字形、５図柄十字形、六角形および八角形で構成される群から選択される請求項１６に記載のフォトマスク。
19. 前記少なくとも２つの描画可能形状のそれぞれが、台形、矩形または三角形の少なくとも１つを含む請求項１６に記載のフォトマスク。
20. 前記非直交特徴が、約１２０ｎｍから約３００ｎｍの間の最小特徴サイズを有する請求項１６に記載のフォトマスク。
21. 前記最小特徴サイズが、前記非直交特徴の長さ、幅または直径のいずれかである請求項２０に記載のフォトマスク。
22. 前記基板に組み込まれるペリクル・アセンブリをさらに含む請求項１６に記載のフォトマスク。

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