JP3522073B2 - レティクル、フォトリソグラフィの利用方法、パターニング方法およびフォトレジストプロファイルの形成方法 - Google Patents
レティクル、フォトリソグラフィの利用方法、パターニング方法およびフォトレジストプロファイルの形成方法Info
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- JP3522073B2 JP3522073B2 JP07023697A JP7023697A JP3522073B2 JP 3522073 B2 JP3522073 B2 JP 3522073B2 JP 07023697 A JP07023697 A JP 07023697A JP 7023697 A JP7023697 A JP 7023697A JP 3522073 B2 JP3522073 B2 JP 3522073B2
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/29—Rim PSM or outrigger PSM; Preparation thereof
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、集積回路
プロセスおよび集積回路製造に関する。より詳細には、
本発明は、マルチレベル（multi-level）レティクルお
よびマルチレベルフォトレジストパターンの製造方法に
関する。
プロセスおよび集積回路製造に関する。より詳細には、
本発明は、マルチレベル（multi-level）レティクルお
よびマルチレベルフォトレジストパターンの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】小型でよりパワーのある電子製品が要求
されるに従って、より小さい構造の集積回路（ＩＣ）お
よび大型の基板が必要になっている。また、これによっ
てＩＣ基板上への回路のより高密度なパッケージングが
必要になっている。より小さい構造のＩＣ回路が望まれ
ていることによって、構成要素と誘電体層との間のイン
ターコネクションをできるだけ小さくすることが要求さ
れる。従って、ビア（via）相互接続および接続ライン
の幅を減少させることについての研究が継続されてい
る。電気回路内の線およびビアの大きさを減少させる試
みにおいて、アルミニウムの代わりに銅を選択すること
は当然である。銅の導電率は、アルミニウムの約２倍で
あり、タングステンの３倍を超える。その結果、アルミ
ニウム線の約半分の幅の銅線によって同じ量の電流が送
られ得る。
されるに従って、より小さい構造の集積回路（ＩＣ）お
よび大型の基板が必要になっている。また、これによっ
てＩＣ基板上への回路のより高密度なパッケージングが
必要になっている。より小さい構造のＩＣ回路が望まれ
ていることによって、構成要素と誘電体層との間のイン
ターコネクションをできるだけ小さくすることが要求さ
れる。従って、ビア（via）相互接続および接続ライン
の幅を減少させることについての研究が継続されてい
る。電気回路内の線およびビアの大きさを減少させる試
みにおいて、アルミニウムの代わりに銅を選択すること
は当然である。銅の導電率は、アルミニウムの約２倍で
あり、タングステンの３倍を超える。その結果、アルミ
ニウム線の約半分の幅の銅線によって同じ量の電流が送
られ得る。
【０００３】銅のエレクトロマイグレーションは、アル
ミニウムよりもはるかに優れている。エレクトロマイグ
レーションについては、銅はアルミニウムの約１０倍優
れている。その結果、銅線は、アルミニウム線よりもは
るかに小さい断面を有するものであっても、電気的およ
び機械的な集積度を維持し得る。
ミニウムよりもはるかに優れている。エレクトロマイグ
レーションについては、銅はアルミニウムの約１０倍優
れている。その結果、銅線は、アルミニウム線よりもは
るかに小さい断面を有するものであっても、電気的およ
び機械的な集積度を維持し得る。
【０００４】しかし、ＩＣ処理において、銅の使用に関
連する問題があった。銅はＩＣ処理で用いられる材料の
多くを汚染するので、銅を移動させないように注意しな
ければならない。さらに、銅は、特に酸素エッチング処
理の間に酸化され易い。エッチング処理、アニール処
理、および高温を必要とする処理の間に銅が酸素に曝さ
れないように注意しなければならない。また、銅の酸化
物は除去が困難である。さらに、構造が小さいときに
は、従来のアルミニウム付着プロセスを用いて、銅を基
板上に付着することができない。すなわち、ＩＣレベル
間誘電体のラインおよび相互接続において、アルミニウ
ムに代えて銅と共に用いるための新規な付着プロセスが
発展させられる。
連する問題があった。銅はＩＣ処理で用いられる材料の
多くを汚染するので、銅を移動させないように注意しな
ければならない。さらに、銅は、特に酸素エッチング処
理の間に酸化され易い。エッチング処理、アニール処
理、および高温を必要とする処理の間に銅が酸素に曝さ
れないように注意しなければならない。また、銅の酸化
物は除去が困難である。さらに、構造が小さいときに
は、従来のアルミニウム付着プロセスを用いて、銅を基
板上に付着することができない。すなわち、ＩＣレベル
間誘電体のラインおよび相互接続において、アルミニウ
ムに代えて銅と共に用いるための新規な付着プロセスが
発展させられる。
【０００５】ギャップ充填能力が低いので、小さい直径
のビアを充填するために、アルミニウムあるいは銅のい
ずれであっても、金属をスパッタリングするのは非実用
的である。銅を付着させるために、化学蒸着（ＣＶＤ）
技術が当該産業において発展されている。しかし、ＣＶ
Ｄ技術を用いても、従来のエッチングプロセスは用いら
れ得ない。銅のエッチング生成物が低揮発性であること
によって、約２５０℃の高い温度で銅を除去する（気化
させる）ことが必要となる。この温度はホトレジストマ
スクには高すぎる。ウエットエッチングは等方性である
ので、多くの適用例にとって不正確すぎる。従って、Ｉ
Ｃ処理産業は、銅のエッチングを行わずにＣＶＤを用い
てビアを形成するプロセスを発展させた。新しい方法
は、インレイ（inlay）プロセス、あるいは、ダマシー
ン（damascene）プロセスと称される。
のビアを充填するために、アルミニウムあるいは銅のい
ずれであっても、金属をスパッタリングするのは非実用
的である。銅を付着させるために、化学蒸着（ＣＶＤ）
技術が当該産業において発展されている。しかし、ＣＶ
Ｄ技術を用いても、従来のエッチングプロセスは用いら
れ得ない。銅のエッチング生成物が低揮発性であること
によって、約２５０℃の高い温度で銅を除去する（気化
させる）ことが必要となる。この温度はホトレジストマ
スクには高すぎる。ウエットエッチングは等方性である
ので、多くの適用例にとって不正確すぎる。従って、Ｉ
Ｃ処理産業は、銅のエッチングを行わずにＣＶＤを用い
てビアを形成するプロセスを発展させた。新しい方法
は、インレイ（inlay）プロセス、あるいは、ダマシー
ン（damascene）プロセスと称される。
【０００６】基板表面とその上に位置する誘電体表面と
の間にビアあるいは相互接続を形成するダマシーン法を
以下に記載する。まず、下地となる基板は、酸化物など
の誘電体で完全に覆われる。次いで、パターニングされ
たフォトレジストプロファイルが酸化物を覆って形成さ
れる。レジストプロファイルは、ビアが形成される酸化
物の領域に対応する位置に、フォトレジストに形成され
た開口部すなわち孔を有する。そのままで残される酸化
物のその他の領域は、フォトレジストで覆われる。次い
で、フォトレジストで被覆された誘電体は、フォトレジ
ストに形成された孔の下に位置する酸化物を除去するた
めにエッチングされる。その後、フォトレジストは剥離
される。その後、ＣＶＤ法による銅（ＣＶＤ銅）を用い
てビアが充填される。このように、酸化物と、それを貫
通する銅のビアとからなる層が基板表面上に形成され
る。残存する過剰な銅は、当該技術において公知のよう
にケミカルメカニカルポリッシュ（ＣＭＰ）プロセスを
用いて除去される。
の間にビアあるいは相互接続を形成するダマシーン法を
以下に記載する。まず、下地となる基板は、酸化物など
の誘電体で完全に覆われる。次いで、パターニングされ
たフォトレジストプロファイルが酸化物を覆って形成さ
れる。レジストプロファイルは、ビアが形成される酸化
物の領域に対応する位置に、フォトレジストに形成され
た開口部すなわち孔を有する。そのままで残される酸化
物のその他の領域は、フォトレジストで覆われる。次い
で、フォトレジストで被覆された誘電体は、フォトレジ
ストに形成された孔の下に位置する酸化物を除去するた
めにエッチングされる。その後、フォトレジストは剥離
される。その後、ＣＶＤ法による銅（ＣＶＤ銅）を用い
てビアが充填される。このように、酸化物と、それを貫
通する銅のビアとからなる層が基板表面上に形成され
る。残存する過剰な銅は、当該技術において公知のよう
にケミカルメカニカルポリッシュ（ＣＭＰ）プロセスを
用いて除去される。
【０００７】ＩＣ産業にとってダマシーンプロセスは比
較的新しいので、技術は改良途中である。改良の一つ
は、デュアルダマシーン方法である。デュアルダマシー
ン方法においては、ビア、インターコネクション、およ
びラインは、２つの異なるレベルで誘電体中に形成され
る。上記のダマシーンプロセスの例からすると、デュア
ルダマシーン方法では、新しい（酸化物）表面からその
下に位置する基板表面と新しい（酸化物）表面との間の
酸化物中のレベルまで延びる付着された酸化物中に第２
のビア、すなわち、接続ラインが付加される。デュアル
ダマシーン方法は、1996年６月１０日出願の同時係属出
願第08/665,014号において図１〜６に先行技術としてさ
らに詳細に記載されている。この同時係属出願は、発明
の名称「相互マルチレベルフォトレジストパターンを転
写するための方法（Method for Transferring a Multi-
level Photoresist Pattern）」、発明者Tue Nguyen、S
hengTeng Hsu、Jer-shen MaaおよびBruce Dale Ulric
h、代理人事件整理番号ＳＭＴ１６２であり、本願発明
と同一の譲渡人に譲渡される。
較的新しいので、技術は改良途中である。改良の一つ
は、デュアルダマシーン方法である。デュアルダマシー
ン方法においては、ビア、インターコネクション、およ
びラインは、２つの異なるレベルで誘電体中に形成され
る。上記のダマシーンプロセスの例からすると、デュア
ルダマシーン方法では、新しい（酸化物）表面からその
下に位置する基板表面と新しい（酸化物）表面との間の
酸化物中のレベルまで延びる付着された酸化物中に第２
のビア、すなわち、接続ラインが付加される。デュアル
ダマシーン方法は、1996年６月１０日出願の同時係属出
願第08/665,014号において図１〜６に先行技術としてさ
らに詳細に記載されている。この同時係属出願は、発明
の名称「相互マルチレベルフォトレジストパターンを転
写するための方法（Method for Transferring a Multi-
level Photoresist Pattern）」、発明者Tue Nguyen、S
hengTeng Hsu、Jer-shen MaaおよびBruce Dale Ulric
h、代理人事件整理番号ＳＭＴ１６２であり、本願発明
と同一の譲渡人に譲渡される。
【０００８】デュアルダマシーンプロセスを行う１つの
公知の方法は、複数のフォトレジストマスクおよびエッ
チング工程によるものである。単一レベルのフォトレジ
ストプロファイルは付着された誘電体上に形成され、ビ
アパターンは誘電体材料中の第１のインタレベルまでエ
ッチングを行うことによって形成される。プロセスのこ
の時点で、ビアは一部のみがエッチングされている。次
いで、フォトレジストは剥離され、第２の単一層フォト
レジストプロファイルが誘電体表面に形成されることに
よって、誘電体材料中の第２のインタレベルまでのイン
ターコネクションパターンが形成される。相互接続はエ
ッチングによって形成される。インターコネクションの
エッチングと同時に、下方に位置する基板層中のインタ
ーコネクションが露出されて電気的接続を可能にするよ
うに、ビアがエッチングされる。
公知の方法は、複数のフォトレジストマスクおよびエッ
チング工程によるものである。単一レベルのフォトレジ
ストプロファイルは付着された誘電体上に形成され、ビ
アパターンは誘電体材料中の第１のインタレベルまでエ
ッチングを行うことによって形成される。プロセスのこ
の時点で、ビアは一部のみがエッチングされている。次
いで、フォトレジストは剥離され、第２の単一層フォト
レジストプロファイルが誘電体表面に形成されることに
よって、誘電体材料中の第２のインタレベルまでのイン
ターコネクションパターンが形成される。相互接続はエ
ッチングによって形成される。インターコネクションの
エッチングと同時に、下方に位置する基板層中のインタ
ーコネクションが露出されて電気的接続を可能にするよ
うに、ビアがエッチングされる。
【０００９】デュアルダマシーンプロセスを行う別の公
知の方法は、複数のレベル、すなわち、複数の厚さを有
するフォトレジストプロファイルを用いて、ＩＣ誘電体
において複数レベルでビアおよびインターコネクション
を形成するものである。フォトレジストに直接マルチレ
ベルパターンを書き込むために電子ビームあるいはレー
ザが用いられるが、商業面からみて実用的ではない。レ
ティクルのクロムマスク上で透明な孔に見える点の繰り
返しパターンからなる、いわゆる「グレイトーン」マス
クは、Pierre Sixt「位相マスクおよびグレイトーンマ
スク（Phase Masks and Gray-Tone Masks）」、Semicon
ductor FabTech、1995、209頁に記載されているよう
に、マルチレベルレジストプロファイルを形成するため
にも用いられている。また、Sixtは、誘電体上にマルチ
レベルレジストを転写するプロセスを概略的に記載して
いる。プロセスは、誘電体材料とレジスト材料との間の
一対一のエッチング選択性に依存する。次いで、誘電体
およびその上に位置するフォトレジストプロファイル
は、いかなる露出された誘電体材料も上方に位置するフ
ォトレジスト材料として同一速度でエッチングされるよ
うに、共にエッチングされる。レジストの層が薄くなる
に従って、誘電体へのエッチング深さが深くなる。その
結果、エッチング後の誘電体の形状は、一般的に、プロ
セスの開始時に誘電体上に位置するフォトレジストパタ
ーンに相似する。
知の方法は、複数のレベル、すなわち、複数の厚さを有
するフォトレジストプロファイルを用いて、ＩＣ誘電体
において複数レベルでビアおよびインターコネクション
を形成するものである。フォトレジストに直接マルチレ
ベルパターンを書き込むために電子ビームあるいはレー
ザが用いられるが、商業面からみて実用的ではない。レ
ティクルのクロムマスク上で透明な孔に見える点の繰り
返しパターンからなる、いわゆる「グレイトーン」マス
クは、Pierre Sixt「位相マスクおよびグレイトーンマ
スク（Phase Masks and Gray-Tone Masks）」、Semicon
ductor FabTech、1995、209頁に記載されているよう
に、マルチレベルレジストプロファイルを形成するため
にも用いられている。また、Sixtは、誘電体上にマルチ
レベルレジストを転写するプロセスを概略的に記載して
いる。プロセスは、誘電体材料とレジスト材料との間の
一対一のエッチング選択性に依存する。次いで、誘電体
およびその上に位置するフォトレジストプロファイル
は、いかなる露出された誘電体材料も上方に位置するフ
ォトレジスト材料として同一速度でエッチングされるよ
うに、共にエッチングされる。レジストの層が薄くなる
に従って、誘電体へのエッチング深さが深くなる。その
結果、エッチング後の誘電体の形状は、一般的に、プロ
セスの開始時に誘電体上に位置するフォトレジストパタ
ーンに相似する。
【００１０】フォトレジストマスクの製造で光の位相シ
フトに対してマルチレベルレティクルを用いることは、
当該技術において公知である。これらのマルチレベルレ
チクル、すなわち、位相シフトレティクルは、レティク
ルアパーチャから回折する光パターンの強め合う意図さ
れない干渉を減少させるために用いられる。強め合う干
渉は、２つの異なる光源からの光の同位相での干渉であ
る。アパーチャへの光の照射は、光が高コヒーレントで
あっても、少なくともある程度の回折を生じさせる。ア
パーチャを介して回折された光のパターンは、当該技術
分野において公知のようにアパーチャの形状および光の
波長に依存する。
フトに対してマルチレベルレティクルを用いることは、
当該技術において公知である。これらのマルチレベルレ
チクル、すなわち、位相シフトレティクルは、レティク
ルアパーチャから回折する光パターンの強め合う意図さ
れない干渉を減少させるために用いられる。強め合う干
渉は、２つの異なる光源からの光の同位相での干渉であ
る。アパーチャへの光の照射は、光が高コヒーレントで
あっても、少なくともある程度の回折を生じさせる。ア
パーチャを介して回折された光のパターンは、当該技術
分野において公知のようにアパーチャの形状および光の
波長に依存する。
【００１１】上記のように、位相シフトレティクルは同
位相での光干渉効果の問題を最小化するために開発され
た。位相シフトレティクルの一般的な原理は、光の位相
を変化させて、複数の回折源に照射されるフォトレジス
トマスクの領域における正・負の位相の干渉を促進させ
ることである。すなわち、１つの回折源からの光は第２
の回折源から１８０度の位相差を有するように調整さ
れ、その結果、２つの回折源からの回折効果は自己相殺
される。
位相での光干渉効果の問題を最小化するために開発され
た。位相シフトレティクルの一般的な原理は、光の位相
を変化させて、複数の回折源に照射されるフォトレジス
トマスクの領域における正・負の位相の干渉を促進させ
ることである。すなわち、１つの回折源からの光は第２
の回折源から１８０度の位相差を有するように調整さ
れ、その結果、２つの回折源からの回折効果は自己相殺
される。
【００１２】この１８０度位相シフトを行う典型的な方
法は、いわゆる「ハーフトーン」膜、すなわち、不完全
透過性膜を用いるものである。ハーフトーン膜を有する
典型的な位相シフトレティクルは、Garofaloらによる米
国特許第5,358,827号に開示されている。別の位相シフ
トマルチレベルレティクルは、「ハーフトーン位相シフ
トマスクにおけるクロムパターン（COSAC)の副ローブ強
度の制御（The Control of Sidelobe Intensity of the
Chrome Pattern (COSAC) in Half-Tone Phaseshifting
Mask）」、1995 International Conference on Solid
State Devicesand Materials、1995年８月21日から24日
の予稿集、935頁〜937頁に、Kobayashi、Oka、Watanab
e、InoueおよびSakiyamaによって開示されている。同様
の位相シフトレティクルを記載している別の文献は、Le
venson、ViswanathanおよびSimpsonによる、「位相シフ
トマスクを用いるフォトリソグラフィにおける分解度の
改善（Improving Resolution in Photolithography wit
h a Phase shifting Mask）」、IEEE Transactions on
Electron Devices、Vol. ED-29、No.12、1982年12月で
ある。
法は、いわゆる「ハーフトーン」膜、すなわち、不完全
透過性膜を用いるものである。ハーフトーン膜を有する
典型的な位相シフトレティクルは、Garofaloらによる米
国特許第5,358,827号に開示されている。別の位相シフ
トマルチレベルレティクルは、「ハーフトーン位相シフ
トマスクにおけるクロムパターン（COSAC)の副ローブ強
度の制御（The Control of Sidelobe Intensity of the
Chrome Pattern (COSAC) in Half-Tone Phaseshifting
Mask）」、1995 International Conference on Solid
State Devicesand Materials、1995年８月21日から24日
の予稿集、935頁〜937頁に、Kobayashi、Oka、Watanab
e、InoueおよびSakiyamaによって開示されている。同様
の位相シフトレティクルを記載している別の文献は、Le
venson、ViswanathanおよびSimpsonによる、「位相シフ
トマスクを用いるフォトリソグラフィにおける分解度の
改善（Improving Resolution in Photolithography wit
h a Phase shifting Mask）」、IEEE Transactions on
Electron Devices、Vol. ED-29、No.12、1982年12月で
ある。
【００１３】上記の開示は、実質的にすべての照射光を
透過する水晶材料からなる透明基板からなるレティクル
を示す。レティクルは、透過光の位相をずらすために基
板を覆うハーフトーン膜、すなわち、位相差膜（phase
shifting film）で構成される。透過光を実質的に遮断
するための不透明膜がハーフトーン層を覆っている。正
・負の位相の干渉を生じさせる位相シフトの使用によっ
て、これらのレティクルは実質的に２つの強度、すなわ
ち、１００％の強度および０％の強度の光を生成して、
それによって当該技術分野において公知のように、単一
レベルフォトレジストマスクを形成する。あるいは、レ
ティクルは単一の強度（１００％の透過性）で光を生成
するか、光を遮断（０％の透過性）するかであるといえ
る。単一レベルフォトレジストマスクを用いて行われる
位相シフトは、ビアなどの形態をより明確に規定し、か
つ、回折の影響を減少させるために行われる。
透過する水晶材料からなる透明基板からなるレティクル
を示す。レティクルは、透過光の位相をずらすために基
板を覆うハーフトーン膜、すなわち、位相差膜（phase
shifting film）で構成される。透過光を実質的に遮断
するための不透明膜がハーフトーン層を覆っている。正
・負の位相の干渉を生じさせる位相シフトの使用によっ
て、これらのレティクルは実質的に２つの強度、すなわ
ち、１００％の強度および０％の強度の光を生成して、
それによって当該技術分野において公知のように、単一
レベルフォトレジストマスクを形成する。あるいは、レ
ティクルは単一の強度（１００％の透過性）で光を生成
するか、光を遮断（０％の透過性）するかであるといえ
る。単一レベルフォトレジストマスクを用いて行われる
位相シフトは、ビアなどの形態をより明確に規定し、か
つ、回折の影響を減少させるために行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】複数のフォトレジスト
マスクおよびエッチング工程によるデュアルダマシーン
プロセスの問題として、フォトレジストプロファイルの
アラインメントがある。２つのフォトレジストプロファ
イルが正確にアラインメントされない場合、誘電体材料
における交差形状にミスアラインメントが生じる。すな
わち、第１のフォトレジストパターンと関連する導電ラ
インは、第２のフォトレジストプロファイルと関連する
ビアと正確に交差し得ない。アラインメントエラーは交
差形状をオーバーサイズに形成することによって訂正さ
れ得るが、接続ラインおよびビアの大きさを減少させる
という全体的な目的の効果を減少させる。アラインメン
トの問題によって歩留まりが減少し、ＩＣ処理がコスト
を上昇し、ＩＣ処理がより複雑になる。
マスクおよびエッチング工程によるデュアルダマシーン
プロセスの問題として、フォトレジストプロファイルの
アラインメントがある。２つのフォトレジストプロファ
イルが正確にアラインメントされない場合、誘電体材料
における交差形状にミスアラインメントが生じる。すな
わち、第１のフォトレジストパターンと関連する導電ラ
インは、第２のフォトレジストプロファイルと関連する
ビアと正確に交差し得ない。アラインメントエラーは交
差形状をオーバーサイズに形成することによって訂正さ
れ得るが、接続ラインおよびビアの大きさを減少させる
という全体的な目的の効果を減少させる。アラインメン
トの問題によって歩留まりが減少し、ＩＣ処理がコスト
を上昇し、ＩＣ処理がより複雑になる。
【００１５】複数のレベル、すなわち、複数の厚さを有
するフォトレジストプロファイルを用いて、ＩＣ誘電体
において複数レベルでビアおよびインターコネクション
を形成する、デュアルダマシーンプロセスを行う方法に
伴う１つの問題は、同一のエッチング選択性を有する誘
電体材料およびフォトレジスト材料を見出すことであ
る。また、様々な形状、特に、小さいあるいは比較的複
雑な形状をこの方法を用いて誘電体に転写することは困
難である。エッチングプロセスのポリマーおよび副生成
物はレジストパターンの領域に集まる傾向にあり、これ
によってレジストプロファイルの形状およびエッチング
速度が変化する。さらに、文献は、グレイトーンマスク
中の画素サイズによって分解度が制限されていることに
よって、この方法によって製造されるビアは約２５μｍ
と比較的大きいサイズを有していることを開示してい
る。この大きさのビアは、従来の方法によって形成され
たビアの大きさより２桁程大きく、大多数のＩＣ処理に
適さない。
するフォトレジストプロファイルを用いて、ＩＣ誘電体
において複数レベルでビアおよびインターコネクション
を形成する、デュアルダマシーンプロセスを行う方法に
伴う１つの問題は、同一のエッチング選択性を有する誘
電体材料およびフォトレジスト材料を見出すことであ
る。また、様々な形状、特に、小さいあるいは比較的複
雑な形状をこの方法を用いて誘電体に転写することは困
難である。エッチングプロセスのポリマーおよび副生成
物はレジストパターンの領域に集まる傾向にあり、これ
によってレジストプロファイルの形状およびエッチング
速度が変化する。さらに、文献は、グレイトーンマスク
中の画素サイズによって分解度が制限されていることに
よって、この方法によって製造されるビアは約２５μｍ
と比較的大きいサイズを有していることを開示してい
る。この大きさのビアは、従来の方法によって形成され
たビアの大きさより２桁程大きく、大多数のＩＣ処理に
適さない。
【００１６】従来のレティクル、すなわち、２レベルレ
ティクルは、実質的にすべての照射光を透過させる透明
基板と、実質的に照射光を透過させない不透明基板とか
ら成る。正方形アパーチャ２レベルレティクルを透過す
る光は、一般的なアパーチャ形状を形成し、そのアパー
チャ形状のエッジ周辺に、光のある程度の回折が生じ
る。同位相での光干渉効果に関連する１つの一般的な問
題は、レティクルにおける２つの対応するアパーチャ孔
を通過する光から、フォトレジストマスク上に形成され
る２つのビアの間の領域において生じる。２つのビアア
パーチャを通過する光の同位相での光干渉効果が２つの
ビア間でしばしば生じ、最終的にフォトレジストからエ
ッチングされたＩＣ基板の欠陥となる、薄いレジストの
意図されない領域が生じる。このプロセスは、実施形態
の図１および図２においてさらに詳細に説明される。
ティクルは、実質的にすべての照射光を透過させる透明
基板と、実質的に照射光を透過させない不透明基板とか
ら成る。正方形アパーチャ２レベルレティクルを透過す
る光は、一般的なアパーチャ形状を形成し、そのアパー
チャ形状のエッジ周辺に、光のある程度の回折が生じ
る。同位相での光干渉効果に関連する１つの一般的な問
題は、レティクルにおける２つの対応するアパーチャ孔
を通過する光から、フォトレジストマスク上に形成され
る２つのビアの間の領域において生じる。２つのビアア
パーチャを通過する光の同位相での光干渉効果が２つの
ビア間でしばしば生じ、最終的にフォトレジストからエ
ッチングされたＩＣ基板の欠陥となる、薄いレジストの
意図されない領域が生じる。このプロセスは、実施形態
の図１および図２においてさらに詳細に説明される。
【００１７】典型的には、従来のハーフトーン材料は、
光減衰特性とは全く異なる位相シフト特性に関して選択
される。従って、位相シフトレティクルのハーフトーン
膜は、Levensonの文献に開示されるように、実質的に減
衰を生じさせずに、透過光に１８０度の位相シフトを与
えるように選択される。あるいは、ハーフトーン膜は、
Kobayashiらに開示されるように、透過光の強度を実質
的に減衰させながら、透過光に１８０度の位相シフトを
与えるように選択される。
光減衰特性とは全く異なる位相シフト特性に関して選択
される。従って、位相シフトレティクルのハーフトーン
膜は、Levensonの文献に開示されるように、実質的に減
衰を生じさせずに、透過光に１８０度の位相シフトを与
えるように選択される。あるいは、ハーフトーン膜は、
Kobayashiらに開示されるように、透過光の強度を実質
的に減衰させながら、透過光に１８０度の位相シフトを
与えるように選択される。
【００１８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、複数の入射
光強度を透過させるマルチレベルレティクルおよびマル
チレベルフォトレジストの製造方法を提供することであ
る。
れたものであり、その目的とするところは、複数の入射
光強度を透過させるマルチレベルレティクルおよびマル
チレベルフォトレジストの製造方法を提供することであ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明のレティクルは、
感光性フォトレジスト表面上の所定の照明領域を規定す
るように入射光が通過するレティクルであって、該入射
光に基づいて第１の強度の透過光を生成する第１の透過
レベル膜と、該入射光に基づいて該第１の強度よりも大
きい第２の強度の透過光を生成する第２の透過レベル膜
と、該入射光に基づいて該第２の強度よりも大きい第３
の強度の透過光を生成する第３の透過レベル膜と、を備
え、該第２の透過レベル膜は、該入射光の位相を約９０
°遅らせた透過光を生成し、それによって、該感光性フ
ォトレジストにおいて隣接して照明される境界において
同位相での光干渉効果が低下するように、各透過レベル
膜によって生成された各透過光間の位相差が透過光強度
の分解能を改善し、そのことにより上記目的が達成され
る。
感光性フォトレジスト表面上の所定の照明領域を規定す
るように入射光が通過するレティクルであって、該入射
光に基づいて第１の強度の透過光を生成する第１の透過
レベル膜と、該入射光に基づいて該第１の強度よりも大
きい第２の強度の透過光を生成する第２の透過レベル膜
と、該入射光に基づいて該第２の強度よりも大きい第３
の強度の透過光を生成する第３の透過レベル膜と、を備
え、該第２の透過レベル膜は、該入射光の位相を約９０
°遅らせた透過光を生成し、それによって、該感光性フ
ォトレジストにおいて隣接して照明される境界において
同位相での光干渉効果が低下するように、各透過レベル
膜によって生成された各透過光間の位相差が透過光強度
の分解能を改善し、そのことにより上記目的が達成され
る。
【００２０】また、好適な実施形態によると、前記第３
の透過レベル膜は基板であり、前記第２の透過レベル膜
は該第３の透過レベル膜である基板上に位置し、前記第
１の透過レベル膜は該第２の透過レベル膜上に位置す
る。
の透過レベル膜は基板であり、前記第２の透過レベル膜
は該第３の透過レベル膜である基板上に位置し、前記第
１の透過レベル膜は該第２の透過レベル膜上に位置す
る。
【００２１】また、好適な実施形態によると、前記第１
の透過レベル膜が、Ｃｒ、ＣｒＯおよび酸化鉄から成る
グループから選択される不透明膜であり、それによって
該第１の透過レベル膜が入射光を実質的に遮断する。
の透過レベル膜が、Ｃｒ、ＣｒＯおよび酸化鉄から成る
グループから選択される不透明膜であり、それによって
該第１の透過レベル膜が入射光を実質的に遮断する。
【００２２】また、好適な実施形態によると、前記第３
の透過レベル膜が、水晶、合成水晶およびガラスから成
るグループから選択され、それによって該第３の透過レ
ベル膜が実質的にすべての入射光を通過させるように透
明である。
の透過レベル膜が、水晶、合成水晶およびガラスから成
るグループから選択され、それによって該第３の透過レ
ベル膜が実質的にすべての入射光を通過させるように透
明である。
【００２３】また、好適な実施形態によると、前記第２
の透過レベル膜の所定領域を露出させるように、前記第
１の透過レベル膜が該第１の透過レベル膜を貫通する第
１の透過レベル開口部を有し、前記第３の透過レベル膜
の所定領域を露出させるように、該第２の透過レベル膜
が該第２の透過レベル膜を貫通する第２の透過レベル開
口部を有する。
の透過レベル膜の所定領域を露出させるように、前記第
１の透過レベル膜が該第１の透過レベル膜を貫通する第
１の透過レベル開口部を有し、前記第３の透過レベル膜
の所定領域を露出させるように、該第２の透過レベル膜
が該第２の透過レベル膜を貫通する第２の透過レベル開
口部を有する。
【００２４】
【００２５】
【００２６】また、好適な実施形態によると、複数の第
２の透過レベル膜が設けられ、該複数の第２の透過レベ
ル膜のそれぞれは、前記第１の強度よりも大きく前記第
３の強度よりも小さい複数の第２の強度のうちの一つの
強度で透過光を生成させ、それによって第２の強度の範
囲の光が提供される。
２の透過レベル膜が設けられ、該複数の第２の透過レベ
ル膜のそれぞれは、前記第１の強度よりも大きく前記第
３の強度よりも小さい複数の第２の強度のうちの一つの
強度で透過光を生成させ、それによって第２の強度の範
囲の光が提供される。
【００２７】また、好適な実施形態によると、前記第２
の透過レベル膜は不完全透過性膜層であり、前記第１の
透過レベル膜は、複数の前記不完全透過性膜層から構成
され、該第１の透過レベル膜の光透過特性が生じるよう
に、該複数の第２の透過レベル膜を透過する光の強度特
性が累積されている。
の透過レベル膜は不完全透過性膜層であり、前記第１の
透過レベル膜は、複数の前記不完全透過性膜層から構成
され、該第１の透過レベル膜の光透過特性が生じるよう
に、該複数の第２の透過レベル膜を透過する光の強度特
性が累積されている。
【００２８】また、好適な実施形態によると、前記第１
の透過レベル膜は、前記第１の数からなる複数の不完全
透過性膜層を含み、前記第２の透過レベル膜は、該第１
の数よりも小さい第２の数の該不完全透過性膜層を含
む。
の透過レベル膜は、前記第１の数からなる複数の不完全
透過性膜層を含み、前記第２の透過レベル膜は、該第１
の数よりも小さい第２の数の該不完全透過性膜層を含
む。
【００２９】また、好適な実施形態によると、前記第２
の透過レベル膜は、酸化錫インジウムおよび酸窒化モリ
ブデンシリサイドから成るグループから選択され、それ
によって該第２の透過レベル膜は前記透過光強度を所定
パーセント減衰させる。
の透過レベル膜は、酸化錫インジウムおよび酸窒化モリ
ブデンシリサイドから成るグループから選択され、それ
によって該第２の透過レベル膜は前記透過光強度を所定
パーセント減衰させる。
【００３０】また、好適な実施形態によると、 前記第
２の透過レベル膜は、前記入射光の約１０％から約９０
％未満を透過し、それによって該第２の透過レベル膜の
減衰特性は、前記第１の透過レベル膜減衰特性と前記第
３の透過レベル膜減衰特性とのほぼ中間であり、透過光
が前記感光性フォトレジストの表面に導かれると、前記
レティクルが該感光性フォトレジストの前記照明領域上
に少なくとも３つの区別される強度を形成する。
２の透過レベル膜は、前記入射光の約１０％から約９０
％未満を透過し、それによって該第２の透過レベル膜の
減衰特性は、前記第１の透過レベル膜減衰特性と前記第
３の透過レベル膜減衰特性とのほぼ中間であり、透過光
が前記感光性フォトレジストの表面に導かれると、前記
レティクルが該感光性フォトレジストの前記照明領域上
に少なくとも３つの区別される強度を形成する。
【００３１】本発明のフォトリソグラフィの利用方法
は、入射光を所望の透過光として透過するレティクルを
レティクル基板上に形成するフォトリソグラフィの利用
方法であって、ａ）該レティクル基板を覆って、一部が
入射光を透過する少なくとも１つの不完全透過性膜を付
着するステップであって、該不完全透過性膜は、該不完
全透過性膜を介する透過において光強度を所定パーセン
ト減少させて、隣接して照明される境界において同位相
での光干渉効果が低下するように、該入射光の位相を約
９０°遅らせ、該レティクル基板は、該レティクル基板
に入射する実質的に全ての光を通過する、ステップと、
ｂ）該レティクル基板を覆って不透明膜を付着するステ
ップであって、該不透明膜は光を遮断して、実質的に全
ての入射光を減衰する、ステップと、ｃ）該ステップ
ｂ）で付着された該不透明膜および該ステップａ）で付
着された該不完全透過性膜の選択的な部分をエッチング
して該レティクル基板および該不完全透過性膜の所定領
域を露出させ、それにより該レティクルに導かれる光が
該レティクル基板、該不完全透過性膜および残存する該
不透明膜の該所定領域を通して透過されて少なくとも３
つの光強度の透過光を生成するステップと、を包含し、
そのことにより上記目的が達成される。
は、入射光を所望の透過光として透過するレティクルを
レティクル基板上に形成するフォトリソグラフィの利用
方法であって、ａ）該レティクル基板を覆って、一部が
入射光を透過する少なくとも１つの不完全透過性膜を付
着するステップであって、該不完全透過性膜は、該不完
全透過性膜を介する透過において光強度を所定パーセン
ト減少させて、隣接して照明される境界において同位相
での光干渉効果が低下するように、該入射光の位相を約
９０°遅らせ、該レティクル基板は、該レティクル基板
に入射する実質的に全ての光を通過する、ステップと、
ｂ）該レティクル基板を覆って不透明膜を付着するステ
ップであって、該不透明膜は光を遮断して、実質的に全
ての入射光を減衰する、ステップと、ｃ）該ステップ
ｂ）で付着された該不透明膜および該ステップａ）で付
着された該不完全透過性膜の選択的な部分をエッチング
して該レティクル基板および該不完全透過性膜の所定領
域を露出させ、それにより該レティクルに導かれる光が
該レティクル基板、該不完全透過性膜および残存する該
不透明膜の該所定領域を通して透過されて少なくとも３
つの光強度の透過光を生成するステップと、を包含し、
そのことにより上記目的が達成される。
【００３２】本発明の別の局面によると、本発明のフォ
トリソグラフィの利用方法は、入射光を所望の透過光と
して透過するレティクルをレティクル基板上に形成する
フォトリソグラフィの利用方法であって、該透過光は感
光性表面の複数の領域を照明し、該領域のそれぞれは所
定レベルの透過光で照明され、該利用方法は、ａ）該レ
ティクル基板を覆って、一部が入射光を透過する少なく
とも１つの不完全透過性膜を付着するステップであっ
て、該不完全透過性膜は、該不完全透過性膜を介する透
過において光強度を所定パーセント減少させて、隣接し
て照明される境界において同位相での光干渉効果が低下
するように、該入射光の位相を約９０°遅らせ、該レテ
ィクル基板は、該レティクル基板に入射する実質的に全
ての光を透過する、ステップと、ｂ）該レティクル基板
を覆って不透明膜を付着するステップであって、該不透
明膜は光を遮断して、実質的に全ての入射光を減衰す
る、ステップと、ｃ）該ステップｂ）で付着された該不
透明膜および該ステップａ）で付着された該不完全透過
性膜の選択的な部分をエッチングして該レティクル基板
および該不完全透過性膜の所定領域を露出させ、それに
より該レティクルに導かれる光が、該レティクル基板、
該不完全透過性膜および残存する該不透明膜の該所定領
域を通して透過されて該感光性表面に少なくとも２つの
厚さを有するパターン化されたプロファイルを生成する
ステップと、を包含し、そのことにより上記目的が達成
される。
トリソグラフィの利用方法は、入射光を所望の透過光と
して透過するレティクルをレティクル基板上に形成する
フォトリソグラフィの利用方法であって、該透過光は感
光性表面の複数の領域を照明し、該領域のそれぞれは所
定レベルの透過光で照明され、該利用方法は、ａ）該レ
ティクル基板を覆って、一部が入射光を透過する少なく
とも１つの不完全透過性膜を付着するステップであっ
て、該不完全透過性膜は、該不完全透過性膜を介する透
過において光強度を所定パーセント減少させて、隣接し
て照明される境界において同位相での光干渉効果が低下
するように、該入射光の位相を約９０°遅らせ、該レテ
ィクル基板は、該レティクル基板に入射する実質的に全
ての光を透過する、ステップと、ｂ）該レティクル基板
を覆って不透明膜を付着するステップであって、該不透
明膜は光を遮断して、実質的に全ての入射光を減衰す
る、ステップと、ｃ）該ステップｂ）で付着された該不
透明膜および該ステップａ）で付着された該不完全透過
性膜の選択的な部分をエッチングして該レティクル基板
および該不完全透過性膜の所定領域を露出させ、それに
より該レティクルに導かれる光が、該レティクル基板、
該不完全透過性膜および残存する該不透明膜の該所定領
域を通して透過されて該感光性表面に少なくとも２つの
厚さを有するパターン化されたプロファイルを生成する
ステップと、を包含し、そのことにより上記目的が達成
される。
【００３３】また、好適な実施形態によると、前記ステ
ップａ）は、複数の不完全透過性膜を連続する層で付着
するステップを包含し、該不完全透過性膜のそれぞれの
光透過特性は累積して該不完全透過性膜を通過する入射
光を次第に減衰させ、該複数の不完全透過性膜は異なる
エッチング選択性を有して、隣接する不完全透過性膜の
エッチングは異なるエッチングプロセスを必要とし、前
記ステップｃ）は、該所定の不完全透過性膜の選択的な
部分をエッチングして下部に位置する不完全透過性膜層
を露出し、そのことによって複数の該不完全透過性膜の
組み合わせが複数の透過光強度を提供するステップを包
含する。
ップａ）は、複数の不完全透過性膜を連続する層で付着
するステップを包含し、該不完全透過性膜のそれぞれの
光透過特性は累積して該不完全透過性膜を通過する入射
光を次第に減衰させ、該複数の不完全透過性膜は異なる
エッチング選択性を有して、隣接する不完全透過性膜の
エッチングは異なるエッチングプロセスを必要とし、前
記ステップｃ）は、該所定の不完全透過性膜の選択的な
部分をエッチングして下部に位置する不完全透過性膜層
を露出し、そのことによって複数の該不完全透過性膜の
組み合わせが複数の透過光強度を提供するステップを包
含する。
【００３４】また、好適な実施形態によると、前記不透
明膜は、Ｃｒ、ＣｒＯおよび酸化鉄から成るグループか
ら選択される。
明膜は、Ｃｒ、ＣｒＯおよび酸化鉄から成るグループか
ら選択される。
【００３５】また、好適な実施形態によると、前記不完
全透過性膜は、酸化錫インジウムおよび酸窒化モリブデ
ンシリサイドから成るグループから選択される。
全透過性膜は、酸化錫インジウムおよび酸窒化モリブデ
ンシリサイドから成るグループから選択される。
【００３６】また、好適な実施形態によると、前記レテ
ィクル基板が、水晶、合成水晶およびガラスから成るグ
ループから選択される。
ィクル基板が、水晶、合成水晶およびガラスから成るグ
ループから選択される。
【００３７】また、好適な実施形態によると、前記不完
全透過性膜は、前記入射光の約１０％から約９０％未満
の入射光を透過させ、それによって該不完全透過性膜の
減衰特性が、前記レティクル基板減衰特性と前記不透明
膜減衰特性との実質的に中間である。
全透過性膜は、前記入射光の約１０％から約９０％未満
の入射光を透過させ、それによって該不完全透過性膜の
減衰特性が、前記レティクル基板減衰特性と前記不透明
膜減衰特性との実質的に中間である。
【００３８】また、好適な実施形態によると、前記ステ
ップａ）は、前記少なくとも１つの不完全透過性膜の累
積減衰が前記不透明膜の光透過特性を実質的に複製する
ように、複数の不完全透過性膜を付着するステップを包
含し、該複数の不完全透過性膜は光の透過を実質的に遮
断するので、前記ステップｂ）は該ステップａ）を包含
する。
ップａ）は、前記少なくとも１つの不完全透過性膜の累
積減衰が前記不透明膜の光透過特性を実質的に複製する
ように、複数の不完全透過性膜を付着するステップを包
含し、該複数の不完全透過性膜は光の透過を実質的に遮
断するので、前記ステップｂ）は該ステップａ）を包含
する。
【００３９】
【００４０】また、好適な実施形態によると、前記ステ
ップａ）は、前記レティクル基板に隣接し、かつ、該レ
ティクル基板の上に位置する層に前記不完全透過性膜を
付着するステップを包含し、前記ステップｂ）は、該不
完全透過性膜に隣接し、かつ、該不完全透過性膜の上に
位置する層に前記不透明膜を付着するステップを包含
し、前記ステップｃ）は、該不透明膜を通って光が透過
せずに、該不完全透過性膜に光が導入されるように該不
透明膜の選択された部分をエッチングするステップを包
含し、該ステップｃ）は、該不透明膜および該不完全透
過性膜のいずれにも光を透過させずに該レティクル基板
の選択された部分に光が導かれるように該不完全透過性
膜および該不透明膜の選択された部分をエッチングする
ステップを包含し、それによって少なくとも３つの強度
を有する光が前記感光性表面を照明する。
ップａ）は、前記レティクル基板に隣接し、かつ、該レ
ティクル基板の上に位置する層に前記不完全透過性膜を
付着するステップを包含し、前記ステップｂ）は、該不
完全透過性膜に隣接し、かつ、該不完全透過性膜の上に
位置する層に前記不透明膜を付着するステップを包含
し、前記ステップｃ）は、該不透明膜を通って光が透過
せずに、該不完全透過性膜に光が導入されるように該不
透明膜の選択された部分をエッチングするステップを包
含し、該ステップｃ）は、該不透明膜および該不完全透
過性膜のいずれにも光を透過させずに該レティクル基板
の選択された部分に光が導かれるように該不完全透過性
膜および該不透明膜の選択された部分をエッチングする
ステップを包含し、それによって少なくとも３つの強度
を有する光が前記感光性表面を照明する。
【００４１】また、好適な実施形態によると、前記ステ
ップｃ）が、ｉ）前記不透明膜の上に、第１の層を貫通
する開口部を含む第１のパターンを有するフォトレジス
トの該第１の層を形成するステップと、ｉｉ）該ステッ
プｉ）で形成された該フォトレジストのパターンに設け
られた該開口部を介して露出された該不透明膜の所定領
域をエッチングして、該不透明膜の下に位置する前記不
完全透過性膜の第１の領域を露出させ、該不完全透過性
膜の該第１の領域をエッチングして、該不完全透過性膜
の下に位置する前記レティクル基板の所定領域を露出さ
せるステップと、ｉｉｉ）該不透明膜の上に、第２の層
を貫通する開口部を有する第２のパターンを有する、フ
ォトレジストの該第２の層を形成するステップと、ｉ
ｖ）該ステップｉｉｉ）で形成された該フォトレジスト
の該第２のパターン中の該開口部を介して露出された該
不透明膜の所定領域をエッチングして、該不完全透過性
膜の第２の領域を露出させ、それによって該レティクル
基板の該所定領域に導入された光が第１の強度で透過
し、該不完全透過性膜の該第２の領域に導入された光が
該不完全透過性膜およびその下に位置する基板を第２の
強度で透過し、該残存する不透明膜に導入される光が該
不透明膜、その下に位置する該不完全透過性膜および該
基板を第３の強度で透過し、その結果、感光性表面が照
明される。
ップｃ）が、ｉ）前記不透明膜の上に、第１の層を貫通
する開口部を含む第１のパターンを有するフォトレジス
トの該第１の層を形成するステップと、ｉｉ）該ステッ
プｉ）で形成された該フォトレジストのパターンに設け
られた該開口部を介して露出された該不透明膜の所定領
域をエッチングして、該不透明膜の下に位置する前記不
完全透過性膜の第１の領域を露出させ、該不完全透過性
膜の該第１の領域をエッチングして、該不完全透過性膜
の下に位置する前記レティクル基板の所定領域を露出さ
せるステップと、ｉｉｉ）該不透明膜の上に、第２の層
を貫通する開口部を有する第２のパターンを有する、フ
ォトレジストの該第２の層を形成するステップと、ｉ
ｖ）該ステップｉｉｉ）で形成された該フォトレジスト
の該第２のパターン中の該開口部を介して露出された該
不透明膜の所定領域をエッチングして、該不完全透過性
膜の第２の領域を露出させ、それによって該レティクル
基板の該所定領域に導入された光が第１の強度で透過
し、該不完全透過性膜の該第２の領域に導入された光が
該不完全透過性膜およびその下に位置する基板を第２の
強度で透過し、該残存する不透明膜に導入される光が該
不透明膜、その下に位置する該不完全透過性膜および該
基板を第３の強度で透過し、その結果、感光性表面が照
明される。
【００４２】また、好適な実施形態によると、前記レテ
ィクルに導かれた前記入射光が、所定の波長および所定
の強度を有する。
ィクルに導かれた前記入射光が、所定の波長および所定
の強度を有する。
【００４３】本発明のレティクルは、入射光を透過させ
て感光性表面上に複数の厚さを有するプロファイルパタ
ーンを形成するレティクルであって、所定パーセントの
該入射光を減衰させて、隣接して照明される境界におい
て同位相での光干渉効果が低下するように、該入射光の
位相を約９０°遅らせ、第１の厚さを有するフォトレジ
スト領域を形成する不完全透過性膜と、実質的にすべて
の入射光を遮断して該第１の厚さよりも大きい第２の厚
さを有するフォトレジスト領域を形成する不透明膜と、
実質的にすべての入射光を通過させて該第１の厚さより
も小さい第３の厚さを有するフォトレジスト領域を形成
する透明基板と、を備え、そのことにより上記目的が達
成される。
て感光性表面上に複数の厚さを有するプロファイルパタ
ーンを形成するレティクルであって、所定パーセントの
該入射光を減衰させて、隣接して照明される境界におい
て同位相での光干渉効果が低下するように、該入射光の
位相を約９０°遅らせ、第１の厚さを有するフォトレジ
スト領域を形成する不完全透過性膜と、実質的にすべて
の入射光を遮断して該第１の厚さよりも大きい第２の厚
さを有するフォトレジスト領域を形成する不透明膜と、
実質的にすべての入射光を通過させて該第１の厚さより
も小さい第３の厚さを有するフォトレジスト領域を形成
する透明基板と、を備え、そのことにより上記目的が達
成される。
【００４４】また、好適な実施形態によると、前記第３
の厚さが実質的にゼロである開口部が前記フォトレジス
ト膜中に形成される。
の厚さが実質的にゼロである開口部が前記フォトレジス
ト膜中に形成される。
【００４５】本発明の別の局面によると、本発明のレテ
ィクルは、入射光を透過させて感光性フォトレジスト表
面上に複数の厚さを有するプロファイルパターンを形成
するレティクルであって、該レティクルは、実質的にす
べての入射光を通過させて該フォトレジスト膜に開口部
を形成する透明基板と、実質的にすべての入射光を遮断
して第２の厚さを有するフォトレジスト領域を形成する
不透明膜と、所定パーセントの該入射光を減衰させて、
隣接して照明される境界において同位相での光干渉効果
が低下するように、該入射光の位相を約９０°遅らせ、
それによって第１の厚さを有するフォトレジスト領域を
形成する不完全透過性膜とを備え、該第１の厚さは該第
２の厚さの約１／３であり、そのことにより上記目的が
達成される。
ィクルは、入射光を透過させて感光性フォトレジスト表
面上に複数の厚さを有するプロファイルパターンを形成
するレティクルであって、該レティクルは、実質的にす
べての入射光を通過させて該フォトレジスト膜に開口部
を形成する透明基板と、実質的にすべての入射光を遮断
して第２の厚さを有するフォトレジスト領域を形成する
不透明膜と、所定パーセントの該入射光を減衰させて、
隣接して照明される境界において同位相での光干渉効果
が低下するように、該入射光の位相を約９０°遅らせ、
それによって第１の厚さを有するフォトレジスト領域を
形成する不完全透過性膜とを備え、該第１の厚さは該第
２の厚さの約１／３であり、そのことにより上記目的が
達成される。
【００４６】本発明のフォトレジストパターンを形成す
る方法は、レティクル基板を覆って形成されたレティク
ルを透過する光の所定パターンへの露光から形成される
所定のプロファイルを有するフォトレジストパターンを
形成する方法であって、該フォトレジストパターン形成
方法は、ａ）該レティクル基板を覆って、不完全に入射
光を透過させる少なくとも１つの不完全透過性膜を付着
させるステップであって、該不完全透過性膜は、該不完
全透過性膜を介する透過において光強度を所定パーセン
ト減少させて、隣接して照明される境界において同位相
での光干渉効果が低下するように、該光の位相を約９０
°遅らせ、該レティクル基板は実質的にすべての入射光
を通過するステップと、ｂ）該ステップａ）において付
着された該不完全透過性膜を覆って不透明膜を付着する
ステップであって、該不透明膜は光を遮断し、実質的に
すべての入射光を減衰するステップと、ｃ）該ステップ
ｂ）において付着された該不透明膜を覆って、該フォト
レジスト膜を貫通する第１の開口部を有するパターンを
有するフォトレジスト膜の第１の層を形成して該不透明
膜の所定領域を露出させるステップと、ｄ）該ステップ
ｃ）において露出された、該不透明膜の該所定領域をエ
ッチングして不完全透過性膜の所定領域を露出させるス
テップと、ｅ）該ステップｄ）において露出された該不
完全透過性膜の該所定領域をエッチングして、該レティ
クル基板の所定領域を露出させるステップと、ｆ）該不
透明膜を覆って、該フォトレジスト膜を貫通する第２の
開口部を有するフォトレジスト膜の第２の層を形成して
該不透明膜の所定領域を露出させるステップと、ｇ）該
ステップｆ）において露出された該不透明膜の該所定領
域をエッチングして、該不完全透過性膜の所定領域を露
出させるステップと、ｈ）所定の厚さを有する感光性フ
ォトレジスト基板を、該レティクルを介して透過される
光に所定時間露光するステップであって、該ステップ
ｅ）で露出された該レティクル基板の該所定領域を介し
て透過される光は、第１のフォトレジスト領域を第１の
ドースに露光し、該ステップｇ）で露出された該不完全
透過性膜の該所定領域を介して透過される光は、第２の
フォトレジスト領域を第２のドースに露光し、該残存す
る不透明膜を介して透過される光は、第３のフォトレジ
スト領域を第３のドースに露光するステップと、ｉ）該
ステップｈ）において露光された該フォトレジスト基板
を現像することにより、該第１のフォトレジスト領域に
開口部を有し、かつ、該第３のフォトレジスト領域でフ
ォトレジスト所定厚さを実質的に有し、かつ、該第２の
フォトレジスト領域で該所定厚さとゼロとの間の中間厚
さを有するフォトレジストプロファイルを形成するステ
ップであって、該フォトレジストプロファイルを形成す
ることによって、該レティクル基板および該不完全透過
性膜の所定領域を露出させることによって形成される該
レティクルに導かれた光が、少なくとも３つの強度の光
を生成し、それによって該フォトレジスト基板を少なく
とも２つの厚さと開口部とを有するプロファイルに変形
させ、マルチレベルレティクルの該プロファイルをほぼ
複製する、ステップと、を包含し、そのことにより上記
目的が達成される。
る方法は、レティクル基板を覆って形成されたレティク
ルを透過する光の所定パターンへの露光から形成される
所定のプロファイルを有するフォトレジストパターンを
形成する方法であって、該フォトレジストパターン形成
方法は、ａ）該レティクル基板を覆って、不完全に入射
光を透過させる少なくとも１つの不完全透過性膜を付着
させるステップであって、該不完全透過性膜は、該不完
全透過性膜を介する透過において光強度を所定パーセン
ト減少させて、隣接して照明される境界において同位相
での光干渉効果が低下するように、該光の位相を約９０
°遅らせ、該レティクル基板は実質的にすべての入射光
を通過するステップと、ｂ）該ステップａ）において付
着された該不完全透過性膜を覆って不透明膜を付着する
ステップであって、該不透明膜は光を遮断し、実質的に
すべての入射光を減衰するステップと、ｃ）該ステップ
ｂ）において付着された該不透明膜を覆って、該フォト
レジスト膜を貫通する第１の開口部を有するパターンを
有するフォトレジスト膜の第１の層を形成して該不透明
膜の所定領域を露出させるステップと、ｄ）該ステップ
ｃ）において露出された、該不透明膜の該所定領域をエ
ッチングして不完全透過性膜の所定領域を露出させるス
テップと、ｅ）該ステップｄ）において露出された該不
完全透過性膜の該所定領域をエッチングして、該レティ
クル基板の所定領域を露出させるステップと、ｆ）該不
透明膜を覆って、該フォトレジスト膜を貫通する第２の
開口部を有するフォトレジスト膜の第２の層を形成して
該不透明膜の所定領域を露出させるステップと、ｇ）該
ステップｆ）において露出された該不透明膜の該所定領
域をエッチングして、該不完全透過性膜の所定領域を露
出させるステップと、ｈ）所定の厚さを有する感光性フ
ォトレジスト基板を、該レティクルを介して透過される
光に所定時間露光するステップであって、該ステップ
ｅ）で露出された該レティクル基板の該所定領域を介し
て透過される光は、第１のフォトレジスト領域を第１の
ドースに露光し、該ステップｇ）で露出された該不完全
透過性膜の該所定領域を介して透過される光は、第２の
フォトレジスト領域を第２のドースに露光し、該残存す
る不透明膜を介して透過される光は、第３のフォトレジ
スト領域を第３のドースに露光するステップと、ｉ）該
ステップｈ）において露光された該フォトレジスト基板
を現像することにより、該第１のフォトレジスト領域に
開口部を有し、かつ、該第３のフォトレジスト領域でフ
ォトレジスト所定厚さを実質的に有し、かつ、該第２の
フォトレジスト領域で該所定厚さとゼロとの間の中間厚
さを有するフォトレジストプロファイルを形成するステ
ップであって、該フォトレジストプロファイルを形成す
ることによって、該レティクル基板および該不完全透過
性膜の所定領域を露出させることによって形成される該
レティクルに導かれた光が、少なくとも３つの強度の光
を生成し、それによって該フォトレジスト基板を少なく
とも２つの厚さと開口部とを有するプロファイルに変形
させ、マルチレベルレティクルの該プロファイルをほぼ
複製する、ステップと、を包含し、そのことにより上記
目的が達成される。
【００４７】本発明のパターニング方法は、光源への単
一の露光から感光性フォトレジスト膜をパターニングす
る方法であって、該パターニング方法は、ａ）該感光性
フォトレジストの第１の領域を第１の強度の光に露光し
て該フォトレジスト膜を貫通する開口部を形成するステ
ップであって、該第１の強度の光は、該光源からの透過
において実質的に減衰されないステップと、ｂ）該フォ
トレジストの該１の領域とは異なる第２の領域を第２の
強度の光に露光して第１の厚さを有するフォトレジスト
領域を形成するステップであって、該第２の強度の光
は、該光源からの透過において一部が減衰され、隣接し
て照明される境界において同位相での光干渉効果が低下
するように、該光の位相が約９０°遅れているステップ
と、ｃ）該フォトレジストの該第１の領域および該第２
の領域とは異なる第３の領域を第３の強度の光に露光し
て該第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有するフォト
レジスト領域を形成するステップであって、該第３の強
度の光は、該光源からの透過において実質的に遮断され
るステップと、を包含し、そのことにより上記目的が達
成される。
一の露光から感光性フォトレジスト膜をパターニングす
る方法であって、該パターニング方法は、ａ）該感光性
フォトレジストの第１の領域を第１の強度の光に露光し
て該フォトレジスト膜を貫通する開口部を形成するステ
ップであって、該第１の強度の光は、該光源からの透過
において実質的に減衰されないステップと、ｂ）該フォ
トレジストの該１の領域とは異なる第２の領域を第２の
強度の光に露光して第１の厚さを有するフォトレジスト
領域を形成するステップであって、該第２の強度の光
は、該光源からの透過において一部が減衰され、隣接し
て照明される境界において同位相での光干渉効果が低下
するように、該光の位相が約９０°遅れているステップ
と、ｃ）該フォトレジストの該第１の領域および該第２
の領域とは異なる第３の領域を第３の強度の光に露光し
て該第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有するフォト
レジスト領域を形成するステップであって、該第３の強
度の光は、該光源からの透過において実質的に遮断され
るステップと、を包含し、そのことにより上記目的が達
成される。
【００４８】本発明のフォトレジストプロファイルを形
成する方法は、基板上にフォトレジストプロファイルを
形成する方法であって、該フォトレジストプロファイル
の形成方法は、ａ）該基板上で所定の厚さを有するフォ
トレジスト層を設けるステップと、ｂ）第１の透過強度
を有するレティクルを介して該フォトレジストに光を導
いて第１の露光パターンを形成し、隣接して照明される
境界において同位相での光干渉効果が低下するように、
位相が約９０°遅れた第２の透過強度を有する該レティ
クルを介して該フォトレジストに光を導いて第２の露光
パターンを形成するステップと、ｃ）該フォトレジスト
を現像して該第１の露光パターンの領域において、該フ
ォトレジストの該所定の厚さ未満の第１の厚さを除去
し、該第２の露光パターンの領域において、該フォトレ
ジストの第２の厚さを除去し、それによって該プロファ
イルは、複数の異なる厚さを有するフォトレジストの領
域を含むステップと、を包含し、そのことにより上記目
的が達成される。
成する方法は、基板上にフォトレジストプロファイルを
形成する方法であって、該フォトレジストプロファイル
の形成方法は、ａ）該基板上で所定の厚さを有するフォ
トレジスト層を設けるステップと、ｂ）第１の透過強度
を有するレティクルを介して該フォトレジストに光を導
いて第１の露光パターンを形成し、隣接して照明される
境界において同位相での光干渉効果が低下するように、
位相が約９０°遅れた第２の透過強度を有する該レティ
クルを介して該フォトレジストに光を導いて第２の露光
パターンを形成するステップと、ｃ）該フォトレジスト
を現像して該第１の露光パターンの領域において、該フ
ォトレジストの該所定の厚さ未満の第１の厚さを除去
し、該第２の露光パターンの領域において、該フォトレ
ジストの第２の厚さを除去し、それによって該プロファ
イルは、複数の異なる厚さを有するフォトレジストの領
域を含むステップと、を包含し、そのことにより上記目
的が達成される。
【００４９】また、好適な実施形態によると、前記ステ
ップｂ）が、第３の透過強度を有するレティクルを介し
て前記フォトレジストに光を導いて該フォトレジスト中
に第３の露光パターンを形成するステップを包含し、前
記ステップｃ）が、該第３の露光パターンの領域におけ
る該フォトレジストの第３の厚さを除去し、それによっ
て前記プロファイルは、少なくとも３つの異なる厚さを
有するフォトレジストの領域を含むステップを包含す
る。
ップｂ）が、第３の透過強度を有するレティクルを介し
て前記フォトレジストに光を導いて該フォトレジスト中
に第３の露光パターンを形成するステップを包含し、前
記ステップｃ）が、該第３の露光パターンの領域におけ
る該フォトレジストの第３の厚さを除去し、それによっ
て前記プロファイルは、少なくとも３つの異なる厚さを
有するフォトレジストの領域を含むステップを包含す
る。
【００５０】また、好適な実施形態によると、前記ステ
ップｂ）が、前記第１の透過強度の光に前記フォトレジ
ストを露光して前記第１の露光パターンを形成し、該第
１の透過強度よりも大きい前記第２の透過強度の光に前
記フォトレジストを露光して前記第２の露光パターンを
形成するステップを包含する。
ップｂ）が、前記第１の透過強度の光に前記フォトレジ
ストを露光して前記第１の露光パターンを形成し、該第
１の透過強度よりも大きい前記第２の透過強度の光に前
記フォトレジストを露光して前記第２の露光パターンを
形成するステップを包含する。
【００５１】また、好適な実施形態によると、前記第２
の露光パターンは、少なくとも一部が前記第１の露光パ
ターンと重畳する。
の露光パターンは、少なくとも一部が前記第１の露光パ
ターンと重畳する。
【００５２】また、好適な実施形態によると、前記第２
の露光パターンに用いられる光は、前記第１の露光パタ
ーンに用いられる光よりも単位領域当たりの光子ドース
が大きく、前記ステップｃ）は、前記フォトレジストを
現像して該第２の露光パターンの領域において前記フォ
トレジストの前記所定厚さ全体を実質的に除去し、か
つ、該第１の露光パターンの領域において該所定厚さよ
りも小さい前記第１の厚さを除去するステップを包含す
る。
の露光パターンに用いられる光は、前記第１の露光パタ
ーンに用いられる光よりも単位領域当たりの光子ドース
が大きく、前記ステップｃ）は、前記フォトレジストを
現像して該第２の露光パターンの領域において前記フォ
トレジストの前記所定厚さ全体を実質的に除去し、か
つ、該第１の露光パターンの領域において該所定厚さよ
りも小さい前記第１の厚さを除去するステップを包含す
る。
【００５３】以下、作用を説明する。
【００５４】フォトレジストマスクの製造でハーフトー
ン膜の強度減衰特性を利用することは有利である。
ン膜の強度減衰特性を利用することは有利である。
【００５５】ハーフトーン膜の強度減衰特性を用いて、
マルチレベルを有するフォトレジストマスクあるいはフ
ォトレジストパターンを製造し、複数の深さにＩＣ基板
材料のエッチングを行うことは有利である。
マルチレベルを有するフォトレジストマスクあるいはフ
ォトレジストパターンを製造し、複数の深さにＩＣ基板
材料のエッチングを行うことは有利である。
【００５６】複数の厚さを有するフォトレジストマスク
を製造するためのハーフトーン膜の光強度減衰特性と、
シャープな形状形態を生成し、かつ、回折によって生じ
るエラーを減少させるためのハーフトーン膜の位相シフ
ト特性とを組み合わせることは有利である。
を製造するためのハーフトーン膜の光強度減衰特性と、
シャープな形状形態を生成し、かつ、回折によって生じ
るエラーを減少させるためのハーフトーン膜の位相シフ
ト特性とを組み合わせることは有利である。
【００５７】従って、入射光が通過し、それによって感
光性フォトレジスト表面上で所定の照射領域を規定する
レティクルが提供される。レティクルは、第１の強度の
透過光を生成させる第１透過レベル膜と、第１の強度よ
りも大きい第２の強度の透過光を生成させる第２透過レ
ベル膜と、第２の強度よりも大きい第３の強度の透過光
を生成させる第３透過レベル膜と、を備えている。
光性フォトレジスト表面上で所定の照射領域を規定する
レティクルが提供される。レティクルは、第１の強度の
透過光を生成させる第１透過レベル膜と、第１の強度よ
りも大きい第２の強度の透過光を生成させる第２透過レ
ベル膜と、第２の強度よりも大きい第３の強度の透過光
を生成させる第３透過レベル膜と、を備えている。
【００５８】第２透過レベル膜は、約１０％を超え、約
９０％未満の入射光を透過させ、それによって第２透過
レベル膜の減衰特性は、感光性表面に光が導かれたとき
にフォトレジストの照射領域に少なくとも３つの区別さ
れる強度をレティクルが形成するように、第１透過レベ
ル膜特性と第３透過レベル膜特性のほぼ中間の特性であ
る。
９０％未満の入射光を透過させ、それによって第２透過
レベル膜の減衰特性は、感光性表面に光が導かれたとき
にフォトレジストの照射領域に少なくとも３つの区別さ
れる強度をレティクルが形成するように、第１透過レベ
ル膜特性と第３透過レベル膜特性のほぼ中間の特性であ
る。
【００５９】フォトリソグラフィ法を用いて、レティク
ル基板上に光を透過させるためのレティクルを形成する
方法も提供される。この方法は、レティクル基板を覆
う、入射光の一部を透過させるための少なくとも一つの
膜を付着させるステップを包含し、この不完全透過性膜
は、不完全透過性膜を介して透過する光の強度を所定パ
ーセント低下させ、基板は、基板に入射する実質的にす
べての光を通過させる。この方法は、レティクル基板を
覆って不透明膜を付着させるステップを包含し、この不
透明膜は、実質的にすべての入射光が減衰されるように
光を遮断する。この方法は、前に付着された不透明膜お
よび前に付着された不完全透過性膜の選択的な部分をエ
ッチングし、それによってレティクル基板および不完全
透過性膜の所定領域を露出させる。その結果、レティク
ルに導かれた光が、レティクル基板、不完全透過性膜、
および残存する不透明膜の所定領域を通過し、それによ
って少なくとも３つの光強度が生成される。
ル基板上に光を透過させるためのレティクルを形成する
方法も提供される。この方法は、レティクル基板を覆
う、入射光の一部を透過させるための少なくとも一つの
膜を付着させるステップを包含し、この不完全透過性膜
は、不完全透過性膜を介して透過する光の強度を所定パ
ーセント低下させ、基板は、基板に入射する実質的にす
べての光を通過させる。この方法は、レティクル基板を
覆って不透明膜を付着させるステップを包含し、この不
透明膜は、実質的にすべての入射光が減衰されるように
光を遮断する。この方法は、前に付着された不透明膜お
よび前に付着された不完全透過性膜の選択的な部分をエ
ッチングし、それによってレティクル基板および不完全
透過性膜の所定領域を露出させる。その結果、レティク
ルに導かれた光が、レティクル基板、不完全透過性膜、
および残存する不透明膜の所定領域を通過し、それによ
って少なくとも３つの光強度が生成される。
【００６０】さらに、フォトレジストプロファイルを基
板上に形成する方法が提供される。この方法は、基板上
に所定の厚さを有するフォトレジスト層を提供するステ
ップと、第１の透過強度を有するレティクルを介して光
をホトレジストに導き、それによってフォトレジスト上
に第１の露光パターンを形成し、かつ、第２の透過強度
を有するレティクルを介して光をホトレジストに導き、
それによってフォトレジスト上に第２の露光パターンを
形成するステップとを包含する。また、この方法は、フ
ォトレジストを現像し、それによって第１の露光パター
ンの領域における、上記所定厚さ未満である第１の厚さ
のフォトレジストを除去し、第２の露光パターンの領域
における第２の厚さのフォトレジストを除去するステッ
プを包含し、これによってプロファイルは複数の異なる
厚さを有するフォトレジストの領域を有する。
板上に形成する方法が提供される。この方法は、基板上
に所定の厚さを有するフォトレジスト層を提供するステ
ップと、第１の透過強度を有するレティクルを介して光
をホトレジストに導き、それによってフォトレジスト上
に第１の露光パターンを形成し、かつ、第２の透過強度
を有するレティクルを介して光をホトレジストに導き、
それによってフォトレジスト上に第２の露光パターンを
形成するステップとを包含する。また、この方法は、フ
ォトレジストを現像し、それによって第１の露光パター
ンの領域における、上記所定厚さ未満である第１の厚さ
のフォトレジストを除去し、第２の露光パターンの領域
における第２の厚さのフォトレジストを除去するステッ
プを包含し、これによってプロファイルは複数の異なる
厚さを有するフォトレジストの領域を有する。
【００６１】
【発明の実施の形態】図１は、３つのビアを形成するた
めに用いられるレティクルおよびそのレティクルを透過
する光の相対強度を示す部分断面図である。光源（図示
せず）からの入射光１０はレティクル１２に導かれる。
レティクル１２は、水晶などの材料からなるレティクル
基板１４を備える。基板１４上には、位相シフト膜１６
および１７の２つの領域が位置している。位相シフト膜
１６および１７の上には、クロムなどの不透明膜１８お
よび１９の２つの領域が位置する。透過光２０はレティ
クル１２から出て、図示しないフォトレジスト膜に向か
う。相対的光強度のグラフ２２が表示されている。入射
光が基板１４を通過する位置において、透過光は入射光
に対して実質的に１００％の強度を有する。入射光が位
相シフト膜１６および不透明膜１８に導かれる領域にお
いては、透過光は実質的にゼロである。第１のアパーチ
ャ２４および第２のアパーチャ２６を通過する光の回折
は、位相シフト膜１６を通過して透過する光の影響によ
って緩和される。位相シフト膜１６が無ければ、アパー
チャ２４および２６による回折は同位相での光干渉効果
を生じ、それによってグラフ２２の点線で示されるより
高い強度プロファイル３０が形成される。同様に、位相
レジスト膜１７が除去されると、アパーチャ２６および
３２からの同位相での光干渉効果によって生じるより高
い強度が、点線３４によって示されるように形成され
る。点線３０および３４によって示されるより高く、意
図されない強度の領域は、レティクル１２から形成され
るフォトレジストプロファイル３６に変形を生じさせ
る。点線３８および４０によって示されるフォトレジス
ト３６の変形によって、フォトレジストプロファイル３
６からエッチングされるＩＣ基板において、意図されな
いエッチングが最終的に生じる。
めに用いられるレティクルおよびそのレティクルを透過
する光の相対強度を示す部分断面図である。光源（図示
せず）からの入射光１０はレティクル１２に導かれる。
レティクル１２は、水晶などの材料からなるレティクル
基板１４を備える。基板１４上には、位相シフト膜１６
および１７の２つの領域が位置している。位相シフト膜
１６および１７の上には、クロムなどの不透明膜１８お
よび１９の２つの領域が位置する。透過光２０はレティ
クル１２から出て、図示しないフォトレジスト膜に向か
う。相対的光強度のグラフ２２が表示されている。入射
光が基板１４を通過する位置において、透過光は入射光
に対して実質的に１００％の強度を有する。入射光が位
相シフト膜１６および不透明膜１８に導かれる領域にお
いては、透過光は実質的にゼロである。第１のアパーチ
ャ２４および第２のアパーチャ２６を通過する光の回折
は、位相シフト膜１６を通過して透過する光の影響によ
って緩和される。位相シフト膜１６が無ければ、アパー
チャ２４および２６による回折は同位相での光干渉効果
を生じ、それによってグラフ２２の点線で示されるより
高い強度プロファイル３０が形成される。同様に、位相
レジスト膜１７が除去されると、アパーチャ２６および
３２からの同位相での光干渉効果によって生じるより高
い強度が、点線３４によって示されるように形成され
る。点線３０および３４によって示されるより高く、意
図されない強度の領域は、レティクル１２から形成され
るフォトレジストプロファイル３６に変形を生じさせ
る。点線３８および４０によって示されるフォトレジス
ト３６の変形によって、フォトレジストプロファイル３
６からエッチングされるＩＣ基板において、意図されな
いエッチングが最終的に生じる。
【００６２】図２〜図５は、本発明の方法を用いた３レ
ベルレティクルの形成を示している。図２は、第１のフ
ォトレジストパターンが上方に位置した状態の３レベル
レティクルの部分断面図である。レティクル５０は、水
晶基板５２と、不完全透過性膜５４と、不透明膜５６
と、上方に位置する第１のフォトレジストパターン５８
とを備えている。フォトレジスト５８は、レティクル５
０へのエッチングのための開口部５９でパターニングさ
れている。
ベルレティクルの形成を示している。図２は、第１のフ
ォトレジストパターンが上方に位置した状態の３レベル
レティクルの部分断面図である。レティクル５０は、水
晶基板５２と、不完全透過性膜５４と、不透明膜５６
と、上方に位置する第１のフォトレジストパターン５８
とを備えている。フォトレジスト５８は、レティクル５
０へのエッチングのための開口部５９でパターニングさ
れている。
【００６３】図３は、第１のエッチングステップ後の図
２に示した３レベルレティクル５０の部分断面図であ
る。不透明膜５６および不完全透過性膜５４にわたって
エッチングされた開口部は、水晶基板５２の所定領域６
０を露出させる。開口部はレジスト５８の開口部５９の
下方に位置する。
２に示した３レベルレティクル５０の部分断面図であ
る。不透明膜５６および不完全透過性膜５４にわたって
エッチングされた開口部は、水晶基板５２の所定領域６
０を露出させる。開口部はレジスト５８の開口部５９の
下方に位置する。
【００６４】図４は、第２のフォトレジストパターン６
２が上方に位置した状態での、図３に示した３レベルレ
ティクル５０の部分断面図である。第２のレジストパタ
ーン６２は、不透明膜５６の所定領域６３を露出させる
開口部を有している。
２が上方に位置した状態での、図３に示した３レベルレ
ティクル５０の部分断面図である。第２のレジストパタ
ーン６２は、不透明膜５６の所定領域６３を露出させる
開口部を有している。
【００６５】図５は、第２のエッチングステップ後の図
４に示した３レベルレティクル５０の部分断面図であ
る。不透明膜５６の領域６３にエッチングされた開口部
は、不完全透過性膜５４の所定表面領域６４を露出させ
る。
４に示した３レベルレティクル５０の部分断面図であ
る。不透明膜５６の領域６３にエッチングされた開口部
は、不完全透過性膜５４の所定表面領域６４を露出させ
る。
【００６６】図５はレティクル５０を示し、入射光はレ
ティクル５０を通過して、感光性フォトレジスト表面上
の所定の照明領域を規定する。レティクル５０は、第１
の強度の透過光を生成させる第１の透過膜５６と、第１
の強度よりも大きい第２の強度の光を生成させる第２の
透過レベル膜５４と、第２の強度よりも大きい第３の強
度の光を生成させる第３の透過レベル膜５２とを備えて
いる。本発明の好ましい実施の形態において、第３の透
過レベル膜５２は基板であり、第２の透過レベル膜５４
は第３の透過レベル膜５２の上に位置し、第１の透過レ
ベル膜５６は第２の透過レベル膜５４の上に位置する。
ティクル５０を通過して、感光性フォトレジスト表面上
の所定の照明領域を規定する。レティクル５０は、第１
の強度の透過光を生成させる第１の透過膜５６と、第１
の強度よりも大きい第２の強度の光を生成させる第２の
透過レベル膜５４と、第２の強度よりも大きい第３の強
度の光を生成させる第３の透過レベル膜５２とを備えて
いる。本発明の好ましい実施の形態において、第３の透
過レベル膜５２は基板であり、第２の透過レベル膜５４
は第３の透過レベル膜５２の上に位置し、第１の透過レ
ベル膜５６は第２の透過レベル膜５４の上に位置する。
【００６７】第１の透過レベル膜５６は、クロム（Ｃ
ｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ）および酸化鉄から成るグル
ープから選択される不透明膜であり、それによって第１
の透過レベル膜５６は入射光を実質的に遮断することが
本発明のひとつの特徴である。また、第３の透過レベル
膜５２は、水晶、合成水晶およびガラスから成るグルー
プから選択され、それによって第３の透過レベル膜５２
は透明であり、その結果、実質的にすべての入射光を通
過させることも本発明のひとつの特徴である。本発明の
好ましい形態において、第１の透過レベル膜５６は、第
２の透過レベル膜５４の所定領域６４を露出させるため
の、第１の透過レベル膜５６を貫通する第１の透過レベ
ル開口部を有し、第２の透過レベル領域６４は、第３の
透過レベル膜５２の所定領域６０を露出させるための、
第２の透過レベル膜５４を貫通する第２の透過レベル開
口部を有する。典型的に、各層の厚さは、クロム不透明
層が１１０ナノメートル（ｎｍ）、不完全透過性膜が８
０ｎｍ、水晶基板が０．０９インチである。
ｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ）および酸化鉄から成るグル
ープから選択される不透明膜であり、それによって第１
の透過レベル膜５６は入射光を実質的に遮断することが
本発明のひとつの特徴である。また、第３の透過レベル
膜５２は、水晶、合成水晶およびガラスから成るグルー
プから選択され、それによって第３の透過レベル膜５２
は透明であり、その結果、実質的にすべての入射光を通
過させることも本発明のひとつの特徴である。本発明の
好ましい形態において、第１の透過レベル膜５６は、第
２の透過レベル膜５４の所定領域６４を露出させるため
の、第１の透過レベル膜５６を貫通する第１の透過レベ
ル開口部を有し、第２の透過レベル領域６４は、第３の
透過レベル膜５２の所定領域６０を露出させるための、
第２の透過レベル膜５４を貫通する第２の透過レベル開
口部を有する。典型的に、各層の厚さは、クロム不透明
層が１１０ナノメートル（ｎｍ）、不完全透過性膜が８
０ｎｍ、水晶基板が０．０９インチである。
【００６８】第２の透過レベル膜５４は光の位相を所定
度遅らせ、それによってレティクルの透過レベル膜間の
位相差は透過光強度の分解能（resolution）を改善す
る。その結果、フォトレジストの隣接して照明される境
界において同位相での光干渉効果が減少する。第２の透
過レベル膜５４が透過光の位相を約９０度遅らせること
が、本発明のひとつの特徴である。
度遅らせ、それによってレティクルの透過レベル膜間の
位相差は透過光強度の分解能（resolution）を改善す
る。その結果、フォトレジストの隣接して照明される境
界において同位相での光干渉効果が減少する。第２の透
過レベル膜５４が透過光の位相を約９０度遅らせること
が、本発明のひとつの特徴である。
【００６９】図６は、３レベルレティクルから形成され
た２レベルフォトレジストパターンの部分断面図であ
る。レティクルを介する露光の前は、フォトレジストの
厚さは、図示される１１．０ミクロンと１２．８ミクロ
ンとの境界の間の、約２ミクロンである。レティクルを
介する露光後は、図６に示される２レベルレジストパタ
ーンが現像される。約１ミクロンのレジストが除去さ
れ、それによって約０．５ミクロンの厚さを有する中間
レベルが形成される。ビアの大きさを減少させるため
に、単一レベルレジストプロファイルを生成するため
の、当該分野で公知の位相シフト技術が用いられる。図
７は、パターンの分解能を高めるために位相シフトを用
いた、３レベルレティクルから形成された２レベルフォ
トレジストパターンの部分断面図である。ビアは図６の
ビアよりも実質的に小さく、ビアを囲む中間表面はより
平坦である。従って、レティクルは不完全透過性膜を用
いて中間強度を生成し、それによって中間レジストレベ
ルを形成し、レティクルは分解度を制御するために位相
シフトのための不完全透過性膜を用いる。１８０度位相
シフト膜の使用によって、ビアを取り囲むレジストの領
域において過剰な相殺（cancellation）が生じることが
見出されている。最適な結果は、回折光の一部のみの相
殺化を用いたときに得られる。９０度の位相シフトを有
する不完全透過性膜を用いた、３０％の透過強度（入射
光の７０％を減衰）が効果的であることが見出されてい
る。
た２レベルフォトレジストパターンの部分断面図であ
る。レティクルを介する露光の前は、フォトレジストの
厚さは、図示される１１．０ミクロンと１２．８ミクロ
ンとの境界の間の、約２ミクロンである。レティクルを
介する露光後は、図６に示される２レベルレジストパタ
ーンが現像される。約１ミクロンのレジストが除去さ
れ、それによって約０．５ミクロンの厚さを有する中間
レベルが形成される。ビアの大きさを減少させるため
に、単一レベルレジストプロファイルを生成するため
の、当該分野で公知の位相シフト技術が用いられる。図
７は、パターンの分解能を高めるために位相シフトを用
いた、３レベルレティクルから形成された２レベルフォ
トレジストパターンの部分断面図である。ビアは図６の
ビアよりも実質的に小さく、ビアを囲む中間表面はより
平坦である。従って、レティクルは不完全透過性膜を用
いて中間強度を生成し、それによって中間レジストレベ
ルを形成し、レティクルは分解度を制御するために位相
シフトのための不完全透過性膜を用いる。１８０度位相
シフト膜の使用によって、ビアを取り囲むレジストの領
域において過剰な相殺（cancellation）が生じることが
見出されている。最適な結果は、回折光の一部のみの相
殺化を用いたときに得られる。９０度の位相シフトを有
する不完全透過性膜を用いた、３０％の透過強度（入射
光の７０％を減衰）が効果的であることが見出されてい
る。
【００７０】本発明の好ましい形態において、第２の透
過レベル膜５４、すなわち、不完全透過性膜５４は、酸
化錫インジウムおよび酸窒化モリブデンシリサイドから
成るグループから選択され、それによって第２の透過レ
ベル膜５４は透過光の強度を所定パーセント減衰させ
る。
過レベル膜５４、すなわち、不完全透過性膜５４は、酸
化錫インジウムおよび酸窒化モリブデンシリサイドから
成るグループから選択され、それによって第２の透過レ
ベル膜５４は透過光の強度を所定パーセント減衰させ
る。
【００７１】本発明の好ましい形態において、第２の透
過レベル膜５４は、約１０％を超え、約９０％未満の入
射光を透過させ、それによって第２の透過レベル膜５４
の減衰特性は、第１の透過レベル膜５６と第３透過レベ
ル膜５２とのほぼ中間の減衰特性を有する。その結果、
光が感光性表面に導かれると、レティクル５０はフォト
レジストの照明領域上に少なくとも３つの区別される強
度を形成する。
過レベル膜５４は、約１０％を超え、約９０％未満の入
射光を透過させ、それによって第２の透過レベル膜５４
の減衰特性は、第１の透過レベル膜５６と第３透過レベ
ル膜５２とのほぼ中間の減衰特性を有する。その結果、
光が感光性表面に導かれると、レティクル５０はフォト
レジストの照明領域上に少なくとも３つの区別される強
度を形成する。
【００７２】レティクル５０に導かれる入射光が、所定
の波長および所定の強度を有することは、本発明のひと
つの特徴である。水銀アークランプから生成される、波
長０．３６５μｍのＩ線光は、典型的に、入射光源とし
て用いられる（図示せず）。あるいは、波長０．２４８
μｍのフッ化クリプトンレーザなど、様々な別の波長が
用いられ得る。レティクル上での光強度は、典型的に５
００〜１０００ワットである。本発明の方法は、特別な
光波長帯に限定されず、すべての好適な波長に適用可能
である。
の波長および所定の強度を有することは、本発明のひと
つの特徴である。水銀アークランプから生成される、波
長０．３６５μｍのＩ線光は、典型的に、入射光源とし
て用いられる（図示せず）。あるいは、波長０．２４８
μｍのフッ化クリプトンレーザなど、様々な別の波長が
用いられ得る。レティクル上での光強度は、典型的に５
００〜１０００ワットである。本発明の方法は、特別な
光波長帯に限定されず、すべての好適な波長に適用可能
である。
【００７３】図８は、レジスト厚、露光時間および不完
全透過性膜の透過特性の関係を示すグラフである。規格
化露光量１．０は、（現像後に）フォトレジストを完全
に除去するために必要な露光時間に対応する。典型的
に、フォトレジストを完全に露光するためには約１００
〜３００ｍｓの露光時間を必要とする。透過率３０％の
不完全透過性膜（マスク）を使用することによって、約
０．５の規格化露光量を用いて約１０，０００オングス
トロームのレジスト厚を生成することが可能になる。フ
ォトレジスト中の中間レベルの厚さは、光強度および時
間の関数である、レジストへのドースを変化させること
によって調整され得る。しかし、低ドース（０．５規格
化露光量よりもはるかに少ない）では、レジストプロフ
ァイルを通るビアを一貫して形成するために十分な光が
提供されない。高ドース（０．５規格化露光量よりもは
るかに多い）では、ビアの大きさが過大になり、ビア壁
が傾斜することがしばしばある。従って、ビアが形成さ
れるレジストの領域に不正確に光照射を行い、それによ
ってプロファイルによるビア形成を不利に行うことな
く、プロファイル中の適切な厚さに中間レベルが形成さ
れるようにレジストに正確に光照射を行うように照射時
間を選択することが、３０％透過度膜を用いることによ
って可能になる。
全透過性膜の透過特性の関係を示すグラフである。規格
化露光量１．０は、（現像後に）フォトレジストを完全
に除去するために必要な露光時間に対応する。典型的
に、フォトレジストを完全に露光するためには約１００
〜３００ｍｓの露光時間を必要とする。透過率３０％の
不完全透過性膜（マスク）を使用することによって、約
０．５の規格化露光量を用いて約１０，０００オングス
トロームのレジスト厚を生成することが可能になる。フ
ォトレジスト中の中間レベルの厚さは、光強度および時
間の関数である、レジストへのドースを変化させること
によって調整され得る。しかし、低ドース（０．５規格
化露光量よりもはるかに少ない）では、レジストプロフ
ァイルを通るビアを一貫して形成するために十分な光が
提供されない。高ドース（０．５規格化露光量よりもは
るかに多い）では、ビアの大きさが過大になり、ビア壁
が傾斜することがしばしばある。従って、ビアが形成さ
れるレジストの領域に不正確に光照射を行い、それによ
ってプロファイルによるビア形成を不利に行うことな
く、プロファイル中の適切な厚さに中間レベルが形成さ
れるようにレジストに正確に光照射を行うように照射時
間を選択することが、３０％透過度膜を用いることによ
って可能になる。
【００７４】図９〜図１２（ａ）は、複数の第２の透過
レベル膜を有するマルチレベルレティクルの形成方法を
示している。図９は、マルチレベルレティクル７０の部
分断面図である。レティクル７０は、不透明膜、すなわ
ち、第１の透過レベル膜７２と、第１の不完全透過性膜
７４と、第２の不完全透過性膜７６と、透明基板、すな
わち、第３の透過レベル膜７８と、その上に位置する、
開口部を有する第１のフォトレジストプロファイル８０
とを備えている。
レベル膜を有するマルチレベルレティクルの形成方法を
示している。図９は、マルチレベルレティクル７０の部
分断面図である。レティクル７０は、不透明膜、すなわ
ち、第１の透過レベル膜７２と、第１の不完全透過性膜
７４と、第２の不完全透過性膜７６と、透明基板、すな
わち、第３の透過レベル膜７８と、その上に位置する、
開口部を有する第１のフォトレジストプロファイル８０
とを備えている。
【００７５】図１０は、第１エッチングステップ後の図
９のマルチレベルレティクル７０の部分断面図である。
開口部は、不透明膜７２、第２の不完全透過性膜７６お
よび第１の不完全透過性膜７４にわたってエッチングさ
れ、それによって基板７８の所定の表面領域８２を露出
させる。エッチングされた開口部は、図９に示されるレ
ジスト８０のパターン中の開口部の下方に位置する。
９のマルチレベルレティクル７０の部分断面図である。
開口部は、不透明膜７２、第２の不完全透過性膜７６お
よび第１の不完全透過性膜７４にわたってエッチングさ
れ、それによって基板７８の所定の表面領域８２を露出
させる。エッチングされた開口部は、図９に示されるレ
ジスト８０のパターン中の開口部の下方に位置する。
【００７６】図１１は、第２のフォトレジストプロファ
イル８４が上に位置した状態の、図１０に示すマルチレ
ベルレティクル７０の部分断面図である。レジストプロ
ファイル８４は、不透明膜７２の所定の表面領域８６を
露出させるための開口部を有している。
イル８４が上に位置した状態の、図１０に示すマルチレ
ベルレティクル７０の部分断面図である。レジストプロ
ファイル８４は、不透明膜７２の所定の表面領域８６を
露出させるための開口部を有している。
【００７７】図１２（ａ）は、第２のエッチングステッ
プ後の図１１に示すマルチレベルレティクル７０の部分
断面図である。エッチング後に、第１の不完全透過性膜
７４の所定表面領域８８が露出される。レティクル７０
への入射光は、第１の透過レベルで不透明膜７２を透過
する。入射光は、第１の不完全透過性膜７４および第２
の不完全透過性膜７６を第２の強度で透過する。入射光
は、露出表面８２の領域において基板７８を第３の強度
で透過する。
プ後の図１１に示すマルチレベルレティクル７０の部分
断面図である。エッチング後に、第１の不完全透過性膜
７４の所定表面領域８８が露出される。レティクル７０
への入射光は、第１の透過レベルで不透明膜７２を透過
する。入射光は、第１の不完全透過性膜７４および第２
の不完全透過性膜７６を第２の強度で透過する。入射光
は、露出表面８２の領域において基板７８を第３の強度
で透過する。
【００７８】図９〜図１２（ａ）のレティクル７０は、
複数の第２透過レベル膜が設けられていることを除い
て、図２〜図５のレティクル５０と同様である。複数の
第２の透過レベル膜７４および７６は、第１の強度より
も大きく第３の強度よりも小さい複数の第２の強度のう
ちの１つの強度で透過光を各々生成し、それによって第
２強度の、ある範囲内の光が提供される。本発明は第２
の透過レベル膜が２つのみの場合に限定されず、より多
くの第２の透過レベル膜が用いられ得る。あるいは、レ
ティクル７０は、複数の第２の透過レベル膜７４、７６
および７２から成る第１の透過レベル膜を有するレティ
クル５０であり得る。複数の第２の透過レベル膜７４、
７６および７２は各々不完全透過性膜層であり、その結
果、複数の第２レベル膜７４、７６および７２を介して
透過される光の強度特性が累積し、それによって第１透
過レベル膜の光透過特性が生成される。
複数の第２透過レベル膜が設けられていることを除い
て、図２〜図５のレティクル５０と同様である。複数の
第２の透過レベル膜７４および７６は、第１の強度より
も大きく第３の強度よりも小さい複数の第２の強度のう
ちの１つの強度で透過光を各々生成し、それによって第
２強度の、ある範囲内の光が提供される。本発明は第２
の透過レベル膜が２つのみの場合に限定されず、より多
くの第２の透過レベル膜が用いられ得る。あるいは、レ
ティクル７０は、複数の第２の透過レベル膜７４、７６
および７２から成る第１の透過レベル膜を有するレティ
クル５０であり得る。複数の第２の透過レベル膜７４、
７６および７２は各々不完全透過性膜層であり、その結
果、複数の第２レベル膜７４、７６および７２を介して
透過される光の強度特性が累積し、それによって第１透
過レベル膜の光透過特性が生成される。
【００７９】すなわち、第２の透過レベル膜は、図１２
（ａ）に示されるように組み合わせられ、２つあるいは
それ以上の不完全透過性膜の組み合わせによって生じる
透過減衰および位相シフトが得られる。図１２（ｂ）
は、複数の不完全透過性レベル膜を有するマルチレベル
レティクルの部分断面図である。第３のフォトレジスト
パターンが形成され、それによって第１の透過レベル膜
７４の一部を露出し得る。次いで、第１の透過レベル膜
７４はエッチングされ、それによって第２の透過レベル
膜７６の領域８９を露出させる。次いで、光は４つの強
度（および位相）でレティクルを透過させられる。すな
わち、不透明膜を透過する約０％の光強度と、第１の不
完全透過性膜７４および第２の不完全透過性膜７６の組
み合わせを有する領域８８を透過する光強度と、第２の
透過レベル膜７６である領域８９を透過する光強度と、
水晶基板７８の領域８２を透過する光強度である。この
プロセスは、不完全透過性膜の、さらに付加された層に
繰り返され得る。
（ａ）に示されるように組み合わせられ、２つあるいは
それ以上の不完全透過性膜の組み合わせによって生じる
透過減衰および位相シフトが得られる。図１２（ｂ）
は、複数の不完全透過性レベル膜を有するマルチレベル
レティクルの部分断面図である。第３のフォトレジスト
パターンが形成され、それによって第１の透過レベル膜
７４の一部を露出し得る。次いで、第１の透過レベル膜
７４はエッチングされ、それによって第２の透過レベル
膜７６の領域８９を露出させる。次いで、光は４つの強
度（および位相）でレティクルを透過させられる。すな
わち、不透明膜を透過する約０％の光強度と、第１の不
完全透過性膜７４および第２の不完全透過性膜７６の組
み合わせを有する領域８８を透過する光強度と、第２の
透過レベル膜７６である領域８９を透過する光強度と、
水晶基板７８の領域８２を透過する光強度である。この
プロセスは、不完全透過性膜の、さらに付加された層に
繰り返され得る。
【００８０】第１の透過レベル膜が、複数の不完全透過
性膜層７４、７６および７２のうちの第１の数の膜、す
なわち、実質的にすべての膜を有し、第２の透過レベル
膜は、不完全透過性膜層７４、７６および７２のうち
の、第１の数よりも小さい第２の数の膜を備えているこ
とが、本発明のひとつの特徴である。本発明において
は、第１の透過レベル膜の不完全透過性膜層の数は３つ
のみに限られず、より多くの不完全透過性膜層が用いら
れ得る。
性膜層７４、７６および７２のうちの第１の数の膜、す
なわち、実質的にすべての膜を有し、第２の透過レベル
膜は、不完全透過性膜層７４、７６および７２のうち
の、第１の数よりも小さい第２の数の膜を備えているこ
とが、本発明のひとつの特徴である。本発明において
は、第１の透過レベル膜の不完全透過性膜層の数は３つ
のみに限られず、より多くの不完全透過性膜層が用いら
れ得る。
【００８１】図１３は、感光性表面上、３つの強度で入
射光を透過させる３レベルレティクルの部分断面図であ
る。３レベルレティクル９０は、透明基板９２と、不完
全透過性膜９４と、不透明膜９６とを備えている。レテ
ィクル９０に入射する光９８は、複数の強度の透過光１
００として出力される。説明を簡単にするために、レテ
ィクル９０とフォトレジストマスク１０２との間で典型
的に用いられるレンズは図示されない。露光システムに
は、フォトレジストをレティクルと同じ大きさに露光す
るものがあるが、縮小システムにおいてレンズを用い、
それによってレティクルパターンよりも５倍あるいは１
０倍小さいパターンをレジスト上に生成することが一般
的である。不透明膜９６を介して透過される光は、フォ
トレジスト１０２の第１の領域１０４において、フォト
レジスト１０２に実質的に影響を与えないように、実質
的に遮断される。不完全透過性膜９４を介して透過され
る光は、入射光９８に対して３０％の透過強度を有し、
それによってフォトレジスト１０２に第１のレベル１０
６が形成される。第３の強度で基板９２を通過する入射
光９８は、レジスト１０２に開口部１０８を形成する。
射光を透過させる３レベルレティクルの部分断面図であ
る。３レベルレティクル９０は、透明基板９２と、不完
全透過性膜９４と、不透明膜９６とを備えている。レテ
ィクル９０に入射する光９８は、複数の強度の透過光１
００として出力される。説明を簡単にするために、レテ
ィクル９０とフォトレジストマスク１０２との間で典型
的に用いられるレンズは図示されない。露光システムに
は、フォトレジストをレティクルと同じ大きさに露光す
るものがあるが、縮小システムにおいてレンズを用い、
それによってレティクルパターンよりも５倍あるいは１
０倍小さいパターンをレジスト上に生成することが一般
的である。不透明膜９６を介して透過される光は、フォ
トレジスト１０２の第１の領域１０４において、フォト
レジスト１０２に実質的に影響を与えないように、実質
的に遮断される。不完全透過性膜９４を介して透過され
る光は、入射光９８に対して３０％の透過強度を有し、
それによってフォトレジスト１０２に第１のレベル１０
６が形成される。第３の強度で基板９２を通過する入射
光９８は、レジスト１０２に開口部１０８を形成する。
【００８２】あるいは、図１３は、入射光９８を透過さ
せ、それによって複数の厚さ１０２を有するプロファイ
ルパターンを生成させるレティクル９０として説明され
得る。レティクル９０は不完全透過性膜９４を備え、こ
の不完全透過性膜９４は所定パーセントの入射光を減衰
させ、それによって第１の厚さを有するフォトレジスト
領域１０６を形成する。レティクル９０は不透明膜９６
も備え、この不透明膜９６は実質的にすべての入射光９
８を遮断し、それによって第１の厚さよりも大きい第２
の厚さを有するフォトレジスト領域１０４が形成され
る。レティクル９０は透明基板９２を備え、この透明基
板９２は実質的にすべての入射光を通過させ、それによ
って第１の厚さ未満の第３の厚さを有するフォトレジス
ト領域１０８が形成される。本発明の好ましい形態にお
いて、開口部がフォトレジスト膜１０２に形成されるよ
うに第３の厚さは実質的にゼロである。
せ、それによって複数の厚さ１０２を有するプロファイ
ルパターンを生成させるレティクル９０として説明され
得る。レティクル９０は不完全透過性膜９４を備え、こ
の不完全透過性膜９４は所定パーセントの入射光を減衰
させ、それによって第１の厚さを有するフォトレジスト
領域１０６を形成する。レティクル９０は不透明膜９６
も備え、この不透明膜９６は実質的にすべての入射光９
８を遮断し、それによって第１の厚さよりも大きい第２
の厚さを有するフォトレジスト領域１０４が形成され
る。レティクル９０は透明基板９２を備え、この透明基
板９２は実質的にすべての入射光を通過させ、それによ
って第１の厚さ未満の第３の厚さを有するフォトレジス
ト領域１０８が形成される。本発明の好ましい形態にお
いて、開口部がフォトレジスト膜１０２に形成されるよ
うに第３の厚さは実質的にゼロである。
【００８３】さらに別の説明において、レティクル９０
は入射光９８を透過させ、それによって感光性フォトレ
ジスト膜１０２上に複数の厚さを有するプロファイルパ
ターンが形成される。レティクル９０は実質的にすべて
の入射光９８を通過させる透明基板９２を有し、それに
よってフォトレジスト膜１０２に開口部１０８が形成さ
れる。レティクル９０は、実質的にすべての入射光９８
を遮断する不透明膜９６も有し、それによって第２の厚
さを有するフォトレジスト領域が形成される。レティク
ル９０は、所定パーセントの入射光９８を減衰させる不
完全透過性膜９４を備え、それによって第１の厚さを有
するフォトレジスト領域１０６が形成される。第１の厚
さは、第２の厚さの約１／３である。
は入射光９８を透過させ、それによって感光性フォトレ
ジスト膜１０２上に複数の厚さを有するプロファイルパ
ターンが形成される。レティクル９０は実質的にすべて
の入射光９８を通過させる透明基板９２を有し、それに
よってフォトレジスト膜１０２に開口部１０８が形成さ
れる。レティクル９０は、実質的にすべての入射光９８
を遮断する不透明膜９６も有し、それによって第２の厚
さを有するフォトレジスト領域が形成される。レティク
ル９０は、所定パーセントの入射光９８を減衰させる不
完全透過性膜９４を備え、それによって第１の厚さを有
するフォトレジスト領域１０６が形成される。第１の厚
さは、第２の厚さの約１／３である。
【００８４】図１４は、本発明の３レベルレティクルの
形成方法のステップを示している。レティクルは入射光
を透過させる。透過光は感光性表面の複数の領域を照明
し、各領域は所定レベルの透過光で照明されることが、
本発明のひとつの特徴である。ステップ１２０では、レ
ティクル基板が提供される。ステップ１２２では、レテ
ィクル基板上に、入射光の一部を透過させるための少な
くとも１つの膜が付着される。不完全透過性膜は、不完
全透過性膜を介する透過において光強度を所定パーセン
ト低下させ、基板は、基板に入射する実質的にすべての
光を通過させる。ステップ１２４では、レティクル基板
を覆って不透明膜が付着される。不透明膜は、実質的に
すべての入射光が減衰されるように光を遮断する。ステ
ップ１２６では、ステップ１２４において付着される不
透明膜およびステップ１２２で付着される不完全透過性
膜の選択的な部分がエッチングされ、それによってレテ
ィクル基板および不完全透過性膜の所定領域が露出され
る。ステップ１２８では、製造物、すなわち、レティク
ル基板、不完全透過性膜および残存する不透明膜の所定
領域を通って光を透過させる、それによって３つの強度
の光を生成させるレティクルが得られる。３つの強度を
有する透過光は、感光性表面において少なくとも２つの
厚さを有するパターン化されたプロファイルを生成し、
典型的には表面を貫通する開口部が得られることが、本
発明のひとつの特徴である。
形成方法のステップを示している。レティクルは入射光
を透過させる。透過光は感光性表面の複数の領域を照明
し、各領域は所定レベルの透過光で照明されることが、
本発明のひとつの特徴である。ステップ１２０では、レ
ティクル基板が提供される。ステップ１２２では、レテ
ィクル基板上に、入射光の一部を透過させるための少な
くとも１つの膜が付着される。不完全透過性膜は、不完
全透過性膜を介する透過において光強度を所定パーセン
ト低下させ、基板は、基板に入射する実質的にすべての
光を通過させる。ステップ１２４では、レティクル基板
を覆って不透明膜が付着される。不透明膜は、実質的に
すべての入射光が減衰されるように光を遮断する。ステ
ップ１２６では、ステップ１２４において付着される不
透明膜およびステップ１２２で付着される不完全透過性
膜の選択的な部分がエッチングされ、それによってレテ
ィクル基板および不完全透過性膜の所定領域が露出され
る。ステップ１２８では、製造物、すなわち、レティク
ル基板、不完全透過性膜および残存する不透明膜の所定
領域を通って光を透過させる、それによって３つの強度
の光を生成させるレティクルが得られる。３つの強度を
有する透過光は、感光性表面において少なくとも２つの
厚さを有するパターン化されたプロファイルを生成し、
典型的には表面を貫通する開口部が得られることが、本
発明のひとつの特徴である。
【００８５】ステップ１２２が、各不完全透過性膜の光
透過特性が累積し、それによって不完全透過性膜を通過
する入射光が次第に減衰するように、複数の不完全透過
性膜を付着して連続する層に形成することを含むこと
は、本発明のひとつの特徴である。このステップにおい
て、複数の不完全透過性膜は異なるエッチング選択性を
各々有し、隣接する不完全透過性膜のエッチングは別々
のエッチングプロセスを必要とする。また、ステップ１
２６が、所定の不完全透過性膜の選択的な部分をエッチ
ングすることによって下方に位置する不完全透過性膜層
を露出させ、それによって複数の不完全透過性膜の組み
合わせが複数の透過光強度を提供することも、本発明の
ひとつの特徴である。
透過特性が累積し、それによって不完全透過性膜を通過
する入射光が次第に減衰するように、複数の不完全透過
性膜を付着して連続する層に形成することを含むこと
は、本発明のひとつの特徴である。このステップにおい
て、複数の不完全透過性膜は異なるエッチング選択性を
各々有し、隣接する不完全透過性膜のエッチングは別々
のエッチングプロセスを必要とする。また、ステップ１
２６が、所定の不完全透過性膜の選択的な部分をエッチ
ングすることによって下方に位置する不完全透過性膜層
を露出させ、それによって複数の不完全透過性膜の組み
合わせが複数の透過光強度を提供することも、本発明の
ひとつの特徴である。
【００８６】以下のことが本発明のひとつの特徴であ
る。ステップ１２２は、不透明膜の光透過特性を実質的
に複製する複数の不完全透過性膜が累積的な減衰を行う
ように、複数の不完全透過性膜を付着することを含む。
その結果、複数の不完全透過性膜の付着によって実質的
に光の透過が遮断されるので、ステップ１２４はステッ
プ１２２を含む。
る。ステップ１２２は、不透明膜の光透過特性を実質的
に複製する複数の不完全透過性膜が累積的な減衰を行う
ように、複数の不完全透過性膜を付着することを含む。
その結果、複数の不完全透過性膜の付着によって実質的
に光の透過が遮断されるので、ステップ１２４はステッ
プ１２２を含む。
【００８７】本発明の好ましい実施の形態において、ス
テップ１２２は、不完全透過性膜を付着して、レティク
ル基板に隣接し、かつ、レティクル基板上に位置する層
を形成することを含み、ステップ１２４は、不透明膜を
付着して、不完全透過性膜に隣接し、かつ、不完全透過
性膜上に位置する層を形成することを含む。ステップ１
２６は、不透明膜を介して光を透過させずに不完全透過
性膜に光を導くように、不透明膜の選択された領域をエ
ッチングすることを含む。ステップ１２６は、不透明膜
あるいは不完全透過性膜のいずれにも光を透過させずに
レティクル基板の選択された領域に光が導入されるよう
に、不完全透過性膜および不透明膜の選択された部分を
エッチングすることを含み、それによって少なくとも３
つの強度を有する光が感光性表面を照明する。
テップ１２２は、不完全透過性膜を付着して、レティク
ル基板に隣接し、かつ、レティクル基板上に位置する層
を形成することを含み、ステップ１２４は、不透明膜を
付着して、不完全透過性膜に隣接し、かつ、不完全透過
性膜上に位置する層を形成することを含む。ステップ１
２６は、不透明膜を介して光を透過させずに不完全透過
性膜に光を導くように、不透明膜の選択された領域をエ
ッチングすることを含む。ステップ１２６は、不透明膜
あるいは不完全透過性膜のいずれにも光を透過させずに
レティクル基板の選択された領域に光が導入されるよう
に、不完全透過性膜および不透明膜の選択された部分を
エッチングすることを含み、それによって少なくとも３
つの強度を有する光が感光性表面を照明する。
【００８８】本発明の好ましい形態において、ステップ
１２６は、第１のパターンを有するフォトレジストの第
１の層を形成するステップを含む。第１の層は不透明膜
の上に位置し、かつ、第１の層を貫通する開口部を有す
る。また、ステップ１２６は、前もって形成されたフォ
トレジストのパターン中の開口部によって露出された、
不透明膜の所定領域をエッチングし、それによって不透
明膜の下に位置する不完全透過性膜の第１の領域を露出
させ、かつ、不完全透過性膜の第１の領域をエッチング
し、それによって不完全透過性膜の下に位置するレティ
クル基板の所定の領域を露出させるステップを含む。さ
らに、ステップ１２６は、フォトレジストの第２の層を
形成するステップを含む。第２の層は、不透明膜の上に
位置し、かつ、第２の層を貫通する開口部を有する第２
のパターンを有する。最後に、ステップ１２６は、上方
に形成されたフォトレジスト中の第２のパターン中の開
口部を介して露出された、不透明膜の所定領域をエッチ
ングすることによって、不透明膜の下に位置する不完全
透過性膜の第２の領域を露出させ、それによってレティ
クル基板の所定領域に導入された光が第１の強度で透過
され、不完全透過性膜およびその下に位置する基板の第
２の領域に導入された光が第２の強度で透過され、残存
する不透明膜に導入された光が、不透明膜、下に位置す
る不完全透過性膜および基板を第３の強度で透過し、そ
の結果感光性表面が照明されるステップを含む。
１２６は、第１のパターンを有するフォトレジストの第
１の層を形成するステップを含む。第１の層は不透明膜
の上に位置し、かつ、第１の層を貫通する開口部を有す
る。また、ステップ１２６は、前もって形成されたフォ
トレジストのパターン中の開口部によって露出された、
不透明膜の所定領域をエッチングし、それによって不透
明膜の下に位置する不完全透過性膜の第１の領域を露出
させ、かつ、不完全透過性膜の第１の領域をエッチング
し、それによって不完全透過性膜の下に位置するレティ
クル基板の所定の領域を露出させるステップを含む。さ
らに、ステップ１２６は、フォトレジストの第２の層を
形成するステップを含む。第２の層は、不透明膜の上に
位置し、かつ、第２の層を貫通する開口部を有する第２
のパターンを有する。最後に、ステップ１２６は、上方
に形成されたフォトレジスト中の第２のパターン中の開
口部を介して露出された、不透明膜の所定領域をエッチ
ングすることによって、不透明膜の下に位置する不完全
透過性膜の第２の領域を露出させ、それによってレティ
クル基板の所定領域に導入された光が第１の強度で透過
され、不完全透過性膜およびその下に位置する基板の第
２の領域に導入された光が第２の強度で透過され、残存
する不透明膜に導入された光が、不透明膜、下に位置す
る不完全透過性膜および基板を第３の強度で透過し、そ
の結果感光性表面が照明されるステップを含む。
【００８９】図１５は、本発明のマルチレベルフォトレ
ジストパターン形成方法のステップを示す。ステップ１
４０では、レティクル基板が提供される。ステップ１４
２では、レティクル基板を覆って１つあるいはそれ以上
の膜が付着され、それによって入射光の一部を透過させ
る。各不完全透過性膜は、不完全透過性膜を介する透過
において光強度を所定パーセント低下させ、レティクル
基板は実質的にすべての入射光を通過させる。ステップ
１４４では、ステップ１４２で付着された不完全透過性
膜を覆って、不透明膜が付着される。不透明膜は、実質
的にすべての入射光が減衰されるように光を遮断する。
ステップ１４６では、ステップ１４４で付着された不透
明膜を覆って、フォトレジスト膜を貫通する第１の開口
部を含むパターンを有する、フォトレジスト膜の第１の
層が形成され、それによって不透明膜の所定領域が露出
される。ステップ１４８では、ステップ１４６で露出さ
れた不透明膜の所定領域がエッチングされ、それによっ
て不完全透過性膜の所定領域が露出される。
ジストパターン形成方法のステップを示す。ステップ１
４０では、レティクル基板が提供される。ステップ１４
２では、レティクル基板を覆って１つあるいはそれ以上
の膜が付着され、それによって入射光の一部を透過させ
る。各不完全透過性膜は、不完全透過性膜を介する透過
において光強度を所定パーセント低下させ、レティクル
基板は実質的にすべての入射光を通過させる。ステップ
１４４では、ステップ１４２で付着された不完全透過性
膜を覆って、不透明膜が付着される。不透明膜は、実質
的にすべての入射光が減衰されるように光を遮断する。
ステップ１４６では、ステップ１４４で付着された不透
明膜を覆って、フォトレジスト膜を貫通する第１の開口
部を含むパターンを有する、フォトレジスト膜の第１の
層が形成され、それによって不透明膜の所定領域が露出
される。ステップ１４８では、ステップ１４６で露出さ
れた不透明膜の所定領域がエッチングされ、それによっ
て不完全透過性膜の所定領域が露出される。
【００９０】ステップ１５０では、ステップ１４８にお
いて不完全透過性膜の所定領域がエッチングされ、それ
によってレティクル基板の所定領域が露出される。ステ
ップ１５２では、フォトレジスト膜を貫通する第２の開
口部を有するフォトレジスト膜の第２の層が不透明膜を
覆って形成され、それによって不透明膜の所定領域が露
出される。ステップ１５４では、ステップ１５２で露出
された不透明膜の所定領域がエッチングされ、それによ
って不完全透過性膜の所定領域が露出される。ステップ
１５６では、所定厚さの感光フォトレジスト基板をレテ
ィクルを透過する光に所定時間の間露光される。この
時、ステップ１５０で露出されたレティクル基板の所定
領域を透過する光は、第１のフォトレジスト領域を第１
のドースに露光し、ステップ１５４で露出された不完全
透過性膜の所定領域を通過する光は、第２のフォトレジ
スト領域を第２のドースに露光し、残存する不透明膜を
透過する光は、第３のフォトレジスト領域を第３のドー
スに露光する。図８の議論において説明したように、ド
ースは、表面上での透過光の強度と表面が露光された時
間との関数である。
いて不完全透過性膜の所定領域がエッチングされ、それ
によってレティクル基板の所定領域が露出される。ステ
ップ１５２では、フォトレジスト膜を貫通する第２の開
口部を有するフォトレジスト膜の第２の層が不透明膜を
覆って形成され、それによって不透明膜の所定領域が露
出される。ステップ１５４では、ステップ１５２で露出
された不透明膜の所定領域がエッチングされ、それによ
って不完全透過性膜の所定領域が露出される。ステップ
１５６では、所定厚さの感光フォトレジスト基板をレテ
ィクルを透過する光に所定時間の間露光される。この
時、ステップ１５０で露出されたレティクル基板の所定
領域を透過する光は、第１のフォトレジスト領域を第１
のドースに露光し、ステップ１５４で露出された不完全
透過性膜の所定領域を通過する光は、第２のフォトレジ
スト領域を第２のドースに露光し、残存する不透明膜を
透過する光は、第３のフォトレジスト領域を第３のドー
スに露光する。図８の議論において説明したように、ド
ースは、表面上での透過光の強度と表面が露光された時
間との関数である。
【００９１】ステップ１５８では、ステップ１５６で露
光されたフォトレジスト基板を現像し、それによって第
１のフォトレジスト領域に開口部を有するフォトレジス
トプロファイルを形成する。フォトレジストプロファイ
ルは、第３のフォトレジスト領域においてフォトレジス
ト所定厚さを実質的に有し、かつ、第２のフォトレジス
ト領域において所定厚さとゼロとの間の中間厚さとを有
する。それによって、レティクル基板および不完全透過
性膜の所定領域を露出させることによって形成されるレ
ティクルに導入された光は、少なくとも３つの強度の光
を生成する。ステップ１６０では、製造物、すなわち、
マルチレベルレティクルのプロファイルをほぼ複製す
る、少なくとも２つの厚さおよび開口部を有するプロフ
ァイルに変形されたフォトレジスト基板が得られる。
光されたフォトレジスト基板を現像し、それによって第
１のフォトレジスト領域に開口部を有するフォトレジス
トプロファイルを形成する。フォトレジストプロファイ
ルは、第３のフォトレジスト領域においてフォトレジス
ト所定厚さを実質的に有し、かつ、第２のフォトレジス
ト領域において所定厚さとゼロとの間の中間厚さとを有
する。それによって、レティクル基板および不完全透過
性膜の所定領域を露出させることによって形成されるレ
ティクルに導入された光は、少なくとも３つの強度の光
を生成する。ステップ１６０では、製造物、すなわち、
マルチレベルレティクルのプロファイルをほぼ複製す
る、少なくとも２つの厚さおよび開口部を有するプロフ
ァイルに変形されたフォトレジスト基板が得られる。
【００９２】図１６は、単一の露光から複数の厚さを有
するフォトレジスト膜をパターニングする本発明の方法
のステップを図示している。ステップ１７０では、光源
への単一の露光から感光性フォトレジスト膜が提供され
る。ステップ１７２では、第１の強度の光にフォトレジ
ストの１領域を露光し、それによってフォトレジスト膜
に開口部が形成される。光の第１の強度は、光源からの
透過において実質的に減衰されない。ステップ１７４で
は、第２の強度の光にフォトレジストを露光し、それに
よって第１の厚さを有するフォトレジスト領域が形成さ
れる。光の第２の強度は、光源からの透過において一部
が減衰される。ステップ１７６では、第３の強度の光に
フォトレジストの領域を露光し、それによって第１の厚
さよりも大きい第２の厚さを有するフォトレジスト領域
が形成される。光の第３の強度は、光源からの透過にお
いて実質的に遮断される。ステップ１７８では、製造
物、すなわち複数の厚さを有するフォトレジスト膜が得
られる。
するフォトレジスト膜をパターニングする本発明の方法
のステップを図示している。ステップ１７０では、光源
への単一の露光から感光性フォトレジスト膜が提供され
る。ステップ１７２では、第１の強度の光にフォトレジ
ストの１領域を露光し、それによってフォトレジスト膜
に開口部が形成される。光の第１の強度は、光源からの
透過において実質的に減衰されない。ステップ１７４で
は、第２の強度の光にフォトレジストを露光し、それに
よって第１の厚さを有するフォトレジスト領域が形成さ
れる。光の第２の強度は、光源からの透過において一部
が減衰される。ステップ１７６では、第３の強度の光に
フォトレジストの領域を露光し、それによって第１の厚
さよりも大きい第２の厚さを有するフォトレジスト領域
が形成される。光の第３の強度は、光源からの透過にお
いて実質的に遮断される。ステップ１７８では、製造
物、すなわち複数の厚さを有するフォトレジスト膜が得
られる。
【００９３】図１７は、単一のレティクルから２つの露
光パターンを有するフォトレジストプロファイルを形成
する本発明の方法を図示している。ステップ１８０で
は、フォトレジストプロファイルのための基板が提供さ
れる。ステップ１８２では、基板上に所定厚さのフォト
レジストの層が設けられる。ステップ１８４では、第１
の透過強度を有するレティクルを介してフォトレジスト
に光が導かれ、それによって第１の露光パターンが形成
され、第２の透過強度を有する上記レティクルを介して
フォトレジストに光が導かれ、それによって第２の露光
パターンが形成される。ステップ１８６では、フォトレ
ジストが現像され、それによって第１の露光パターンの
領域における、ホトレジストの所定厚さ未満の第１の厚
さを除去し、第２の露光パターンの領域におけるフォト
レジストの第２の厚さを除去する。ステップ１８８で
は、製造物、すなわち複数の異なる厚さを有するフォト
レジストの領域を含むプロファイルが得られる。
光パターンを有するフォトレジストプロファイルを形成
する本発明の方法を図示している。ステップ１８０で
は、フォトレジストプロファイルのための基板が提供さ
れる。ステップ１８２では、基板上に所定厚さのフォト
レジストの層が設けられる。ステップ１８４では、第１
の透過強度を有するレティクルを介してフォトレジスト
に光が導かれ、それによって第１の露光パターンが形成
され、第２の透過強度を有する上記レティクルを介して
フォトレジストに光が導かれ、それによって第２の露光
パターンが形成される。ステップ１８６では、フォトレ
ジストが現像され、それによって第１の露光パターンの
領域における、ホトレジストの所定厚さ未満の第１の厚
さを除去し、第２の露光パターンの領域におけるフォト
レジストの第２の厚さを除去する。ステップ１８８で
は、製造物、すなわち複数の異なる厚さを有するフォト
レジストの領域を含むプロファイルが得られる。
【００９４】以下は本発明のひとつの特徴である。ステ
ップ１８４は、第３の透過強度を有するレティクルを介
してフォトレジストに光を導き、それによってフォトレ
ジストに第３の露光パターンが形成されるステップを含
み、ステップ１８６は、第３の露光パターンの領域にお
けるフォトレジストの第３の厚さを除去するステップを
含み、それによってプロファイルは少なくとも３つの異
なる厚さを有するフォトレジストの領域を含む。
ップ１８４は、第３の透過強度を有するレティクルを介
してフォトレジストに光を導き、それによってフォトレ
ジストに第３の露光パターンが形成されるステップを含
み、ステップ１８６は、第３の露光パターンの領域にお
けるフォトレジストの第３の厚さを除去するステップを
含み、それによってプロファイルは少なくとも３つの異
なる厚さを有するフォトレジストの領域を含む。
【００９５】好ましい実施の形態において、ステップ１
８４は、第１の透過強度でフォトレジストを露光し、そ
れによって第１の露光パターンを形成し、かつ、第１の
透過強度よりも強い第２の透過強度でフォトレジストを
露光し、それによって第２の露光パターンを形成するス
テップを含む。好ましい実施の形態において、第２の露
光パターンは、少なくとも一部が第１の露光パターンに
重畳する。多くの代表的な適用例において、フォトレジ
ストは、その上に位置する接続ラインを有するビアを形
成するために用いられる。ビアは、レジストに形成され
た孔、すなわち第２の露光パターンによって形成され
る。ラインは、レジストの中間レベル、すなわち、第１
の露光パターンのレベルで形成される。ビアとラインと
を電気的に連絡させるために、露光パターンは重畳しな
ければならない。
８４は、第１の透過強度でフォトレジストを露光し、そ
れによって第１の露光パターンを形成し、かつ、第１の
透過強度よりも強い第２の透過強度でフォトレジストを
露光し、それによって第２の露光パターンを形成するス
テップを含む。好ましい実施の形態において、第２の露
光パターンは、少なくとも一部が第１の露光パターンに
重畳する。多くの代表的な適用例において、フォトレジ
ストは、その上に位置する接続ラインを有するビアを形
成するために用いられる。ビアは、レジストに形成され
た孔、すなわち第２の露光パターンによって形成され
る。ラインは、レジストの中間レベル、すなわち、第１
の露光パターンのレベルで形成される。ビアとラインと
を電気的に連絡させるために、露光パターンは重畳しな
ければならない。
【００９６】図１７の説明には、以下の注が補足され
る。第２の露光パターンに用いられた光は、第１の露光
パターンに用いた光よりも単位領域当たりの光子ドース
が大きい。また、ステップ１８６は、フォトレジストを
現像し、それによって第２の露光パターンの領域におけ
るフォトレジストの所定厚さの全てを実質的に除去し、
かつ、第１の露光パターンの領域において、所定厚さ未
満の第１の厚さのみを除去するステップを含む。図８に
おいて説明したように、フォトレジストはドースの計算
によって除去される。ドースは、与えられた領域にわた
る光の強度および時間に依存する測定値である。同じ計
算が、単位領域当たりの光子を用いて行われ得る。
る。第２の露光パターンに用いられた光は、第１の露光
パターンに用いた光よりも単位領域当たりの光子ドース
が大きい。また、ステップ１８６は、フォトレジストを
現像し、それによって第２の露光パターンの領域におけ
るフォトレジストの所定厚さの全てを実質的に除去し、
かつ、第１の露光パターンの領域において、所定厚さ未
満の第１の厚さのみを除去するステップを含む。図８に
おいて説明したように、フォトレジストはドースの計算
によって除去される。ドースは、与えられた領域にわた
る光の強度および時間に依存する測定値である。同じ計
算が、単位領域当たりの光子を用いて行われ得る。
【００９７】レティクルおよびレジストプロファイル
を、３レベルレティクルから２レベルレジストプロファ
イルを形成することに主に焦点をあてて説明したが、本
発明はそれらに限定されない。詳細に上述した方法は、
３つを超えるレベルを有し、それによって２つを超える
レベルのレジストプロファイルを形成するためのレティ
クルに適用可能である。
を、３レベルレティクルから２レベルレジストプロファ
イルを形成することに主に焦点をあてて説明したが、本
発明はそれらに限定されない。詳細に上述した方法は、
３つを超えるレベルを有し、それによって２つを超える
レベルのレジストプロファイルを形成するためのレティ
クルに適用可能である。
【００９８】図１８（ａ）〜図１８（ｄ）は、本発明の
別の実施の形態である、マルチレベルフォトレジストプ
ロファイルからマルチレベルレティクルを形成する方法
を図示している。図１８（ａ）において、フォトレジス
ト膜１９０が、不透明層すなわちクロム層１９２と、不
完全透過性膜すなわちハーフトーン（ＨＴ）膜１９４
と、水晶基板１９６とを備えたマルチレベルレティクル
１９１を覆って形成される。図１８（ｂ）において、レ
ジストが、電子ビーム（ｅビーム）を用いて２つのレベ
ルに除去される。ｅビームはレジストを中間層１９８ま
で除去し、また、他の位置ではレジストを完全に除去
し、それによって不透明膜１９２の領域２００を露出さ
せる。図１８（ｃ）において、領域２００の下の不透明
膜１９２および不完全透過性膜１９４が除去されるよう
にレティクル１９１がエッチングされ、それによって基
板１９６の領域２０２が露出される。図１８（ｄ）にお
いて、不透明膜１９２の領域２０４が露出するように、
レジスト１９０の一部が除去される。図１８（ｅ）にお
いて、不透明膜１９２の領域２０４がエッチングされ、
不完全透過性膜１９４の領域２０６が露出される。図１
８（ｅ）において、残存するレジスト１９０が除去され
る。図１８（ｅ）のレティクル１９１は、図５のレティ
クル５０と同じである。しかし、レティクル１９１は、
１回のレジスト現像プロセスで形成されている。また、
アラインメント特性は、図５のレティクルで可能である
アラインメント特性よりも優れている。領域２００（図
４の６０）は、図４に示されるように、第２のレジスト
パターンとのアライメント精度が必要であり、領域２０
６と領域２００との間で０．００５ミクロンのアライン
メント精度が達成される。領域２０６は、典型的に、誘
電体の中間インタレベル中のライン（トレンチ）相互接
続に対応し、領域２００はビアに対応する。上記のプロ
セスでは３レベルレティクルの形成が記載されている
が、本発明はそれらに限定されない。同一のプロセス
は、レティクル１９１を覆って３つあるいはそれ以上の
レベルを有するレジストを形成し、それによって４つあ
るいはそれ以上のレベルを有するレティクルを形成する
ためにも適用され得る。本発明の範囲内の改変および変
更は、当業者によって行われる。
別の実施の形態である、マルチレベルフォトレジストプ
ロファイルからマルチレベルレティクルを形成する方法
を図示している。図１８（ａ）において、フォトレジス
ト膜１９０が、不透明層すなわちクロム層１９２と、不
完全透過性膜すなわちハーフトーン（ＨＴ）膜１９４
と、水晶基板１９６とを備えたマルチレベルレティクル
１９１を覆って形成される。図１８（ｂ）において、レ
ジストが、電子ビーム（ｅビーム）を用いて２つのレベ
ルに除去される。ｅビームはレジストを中間層１９８ま
で除去し、また、他の位置ではレジストを完全に除去
し、それによって不透明膜１９２の領域２００を露出さ
せる。図１８（ｃ）において、領域２００の下の不透明
膜１９２および不完全透過性膜１９４が除去されるよう
にレティクル１９１がエッチングされ、それによって基
板１９６の領域２０２が露出される。図１８（ｄ）にお
いて、不透明膜１９２の領域２０４が露出するように、
レジスト１９０の一部が除去される。図１８（ｅ）にお
いて、不透明膜１９２の領域２０４がエッチングされ、
不完全透過性膜１９４の領域２０６が露出される。図１
８（ｅ）において、残存するレジスト１９０が除去され
る。図１８（ｅ）のレティクル１９１は、図５のレティ
クル５０と同じである。しかし、レティクル１９１は、
１回のレジスト現像プロセスで形成されている。また、
アラインメント特性は、図５のレティクルで可能である
アラインメント特性よりも優れている。領域２００（図
４の６０）は、図４に示されるように、第２のレジスト
パターンとのアライメント精度が必要であり、領域２０
６と領域２００との間で０．００５ミクロンのアライン
メント精度が達成される。領域２０６は、典型的に、誘
電体の中間インタレベル中のライン（トレンチ）相互接
続に対応し、領域２００はビアに対応する。上記のプロ
セスでは３レベルレティクルの形成が記載されている
が、本発明はそれらに限定されない。同一のプロセス
は、レティクル１９１を覆って３つあるいはそれ以上の
レベルを有するレジストを形成し、それによって４つあ
るいはそれ以上のレベルを有するレティクルを形成する
ためにも適用され得る。本発明の範囲内の改変および変
更は、当業者によって行われる。
【００９９】
【発明の効果】本発明によれば、入射光が通過し、それ
によって感光性フォトレジスト表面上で所定の照射領域
を規定するレティクルが提供される。レティクルが、第
１の強度の透過光を生成させる第１透過レベル膜と、第
１の強度よりも大きい第２の強度の透過光を生成させる
第２透過レベル膜と、第２の強度よりも大きい第３の強
度の透過光を生成させる第３透過レベル膜と、を備えて
いるため、１回の露光で、複数の厚さを有するマルチレ
ベルレジストを形成することができる。
によって感光性フォトレジスト表面上で所定の照射領域
を規定するレティクルが提供される。レティクルが、第
１の強度の透過光を生成させる第１透過レベル膜と、第
１の強度よりも大きい第２の強度の透過光を生成させる
第２透過レベル膜と、第２の強度よりも大きい第３の強
度の透過光を生成させる第３透過レベル膜と、を備えて
いるため、１回の露光で、複数の厚さを有するマルチレ
ベルレジストを形成することができる。
【０１００】本発明によれば、マルチレベルレティクル
を介した一度の露光で、マルチレベルレジストに複数の
厚さを形成することができるので、マルチレベルレジス
トにおけるレベル間のミスアライメントを抑制できる。
を介した一度の露光で、マルチレベルレジストに複数の
厚さを形成することができるので、マルチレベルレジス
トにおけるレベル間のミスアライメントを抑制できる。
【図１】３つのビアを形成するためのレティクルおよび
レティクルを透過する光の相対強度の部分断面図である
（先行技術）。
レティクルを透過する光の相対強度の部分断面図である
（先行技術）。
【図２】第１のフォトレジストパターンが上に位置して
いる状態の、３レベルレティクルの部分断面図である。
いる状態の、３レベルレティクルの部分断面図である。
【図３】第１のエッチングステップ後の図２の３レベル
レティクルの部分断面図である。
レティクルの部分断面図である。
【図４】第２のフォトレジストパターンが上に位置して
いる状態の、図３の３レベルレティクルの部分断面図で
ある。
いる状態の、図３の３レベルレティクルの部分断面図で
ある。
【図５】第２のエッチングステップ後の図４の３レベル
レティクルの部分断面図である。
レティクルの部分断面図である。
【図６】３レベルレティクルから形成される２レベルフ
ォトレジストパターンの部分断面図である。
ォトレジストパターンの部分断面図である。
【図７】パターンの分解能を高めるために位相シフトを
用いた３レベルレティクルから形成される２レベルフォ
トレジストパターンの部分断面図である。
用いた３レベルレティクルから形成される２レベルフォ
トレジストパターンの部分断面図である。
【図８】レジスト厚、露光時間および不完全透過性膜の
透過特性の間の関係を示すグラフである。
透過特性の間の関係を示すグラフである。
【図９】マルチレベルレティクルの部分断面図である。
【図１０】第１のエッチングステップ後の図９のマルチ
レベルレティクルの部分断面図である。
レベルレティクルの部分断面図である。
【図１１】第２のフォトレジストパターンが上に位置し
た状態の、図１０のマルチレベルレティクルの部分断面
図である。
た状態の、図１０のマルチレベルレティクルの部分断面
図である。
【図１２】（ａ）は、第２のエッチングステップ後の図
１１のマルチレベルレティクルの部分断面図である。断
面図、（ｂ）は、複数の不完全透過性レベル膜を有する
レティクルの部分断面図である。
１１のマルチレベルレティクルの部分断面図である。断
面図、（ｂ）は、複数の不完全透過性レベル膜を有する
レティクルの部分断面図である。
【図１３】入射する光を３つの強度で感光性表面に透過
させる３レベルレティクルの部分断面図である。
させる３レベルレティクルの部分断面図である。
【図１４】３レベルレティクルを形成するための本発明
の方法におけるステップを示す図である。
の方法におけるステップを示す図である。
【図１５】マルチレベルフォトレジストパターンを形成
するための本発明の方法のステップを示す図である。
するための本発明の方法のステップを示す図である。
【図１６】単一の露光から複数の厚さを有するフォトレ
ジスト膜をパターニングするための本発明の方法のステ
ップを示す図である。
ジスト膜をパターニングするための本発明の方法のステ
ップを示す図である。
【図１７】単一のレティクルから２つの露光パターンを
有するフォトレジストプロファイルを形成する本発明の
方法を示す図である。
有するフォトレジストプロファイルを形成する本発明の
方法を示す図である。
【図１８】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の別の実施形態を
示す、マルチレベルフォトレジストプロファイルからマ
ルチレベルレティクルを形成する方法を示す図である。
示す、マルチレベルフォトレジストプロファイルからマ
ルチレベルレティクルを形成する方法を示す図である。
５０ ３レベルレティクル
５２ 水晶基板（第３の透過レベル膜）
５４ 不完全透過性膜（第２の透過レベル膜）
５６ 不透明膜（第１の透過レベル膜）
６０ 水晶基板の所定領域
６４ 不完全透過性膜の所定表面領域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 シウエ ヌウェン
アメリカ合衆国 ワシントン 98683,
バンクーバー， エスイー 171エス
ティー プレイス 1603
(72)発明者 ブルース デール ウォーリック
アメリカ合衆国 オレゴン 97005，
ビーバートン， エスダブリュー バー
ロウ コート 14095
(56)参考文献 特開 昭63−18351（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 1/00 - 1/16
Claims (31)
- 【請求項１】 感光性フォトレジスト表面上の所定の照
明領域を規定するように入射光が通過するレティクルで
あって、 該入射光に基づいて第１の強度の透過光を生成する第１
の透過レベル膜と、 該入射光に基づいて該第１の強度よりも大きい第２の強
度の透過光を生成する第２の透過レベル膜と、 該入射光に基づいて該第２の強度よりも大きい第３の強
度の透過光を生成する第３の透過レベル膜と、 を備え、 該第２の透過レベル膜は、該入射光の位相を約９０°遅
らせた透過光を生成し、それによって、該感光性フォト
レジストにおいて隣接して照明される境界において同位
相での光干渉効果が低下するように、各透過レベル膜に
よって生成された各透過光間の位相差が透過光強度の分
解能を改善する、レティクル。 - 【請求項２】 前記第３の透過レベル膜は基板であり、
前記第２の透過レベル膜は該第３の透過レベル膜である
基板上に位置し、前記第１の透過レベル膜は該第２の透
過レベル膜上に位置する、請求項１に記載のレティク
ル。 - 【請求項３】 前記第１の透過レベル膜が、Ｃｒ、Ｃｒ
Ｏおよび酸化鉄から成るグループから選択される不透明
膜であり、それによって該第１の透過レベル膜が入射光
を実質的に遮断する、請求項１に記載のレティクル。 - 【請求項４】 前記第３の透過レベル膜が、水晶、合成
水晶およびガラスから成るグループから選択され、それ
によって該第３の透過レベル膜が実質的にすべての入射
光を通過させるように透明である、請求項１に記載のレ
ティクル。 - 【請求項５】 前記第２の透過レベル膜の所定領域を露
出させるように、前記第１の透過レベル膜が該第１の透
過レベル膜を貫通する第１の透過レベル開口部を有し、
前記第３の透過レベル膜の所定領域を露出させるよう
に、該第２の透過レベル膜が該第２の透過レベル膜を貫
通する第２の透過レベル開口部を有する、請求項１に記
載のレティクル。 - 【請求項６】 複数の第２の透過レベル膜が設けられ、
該複数の第２の透過レベル膜のそれぞれは、前記第１の
強度よりも大きく前記第３の強度よりも小さい複数の第
２の強度のうちの一つの強度で透過光を生成させ、それ
によって第２の強度の範囲の光が提供される、請求項１
に記載のレティクル。 - 【請求項７】 前記第２の透過レベル膜は不完全透過性
膜層であり、前記第１の透過レベル膜は、複数の前記不
完全透過性膜層から構成され、該第１の透過レベル膜の
光透過特性が生じるように、該複数の第２の透過レベル
膜を透過する光の強度特性が累積されている、請求項１
に記載のレティクル。 - 【請求項８】 前記第１の透過レベル膜は、前記第１の
数からなる複数の不完全透過性膜層を含み、前記第２の
透過レベル膜は、該第１の数よりも小さい第２の数の該
不完全透過性膜層を含む、請求項７に記載のレティク
ル。 - 【請求項９】 前記第２の透過レベル膜は、酸化錫イン
ジウムおよび酸窒化モリブデンシリサイドから成るグル
ープから選択され、それによって該第２の透過レベル膜
は前記透過光強度を所定パーセント減衰させる、請求項
１に記載のレティクル。 - 【請求項１０】 前記第２の透過レベル膜は、前記入射
光の約１０％から約９０％未満を透過し、それによって
該第２の透過レベル膜の減衰特性は、前記第１の透過レ
ベル膜減衰特性と前記第３の透過レベル膜減衰特性との
ほぼ中間であり、透過光が前記感光性フォトレジストの
表面に導かれると、前記レティクルが該感光性フォトレ
ジストの前記照明領域上に少なくとも３つの区別される
強度を形成する、請求項１に記載のレティクル。 - 【請求項１１】 入射光を所望の透過光として透過する
レティクルをレティクル基板上に形成するフォトリソグ
ラフィの利用方法であって、 ａ）該レティクル基板を覆って、一部が入射光を透過す
る少なくとも１つの不完全透過性膜を付着するステップ
であって、該不完全透過性膜は、該不完全透過性膜を介
する透過において光強度を所定パーセント減少させて、
隣接して照明される境界において同位相で の光干渉効果
が低下するように、該入射光の位相を約９０°遅らせ、
該レティクル基板は、該レティクル基板に入射する実質
的に全ての光を通過する、ステップと、 ｂ）該レティクル基板を覆って不透明膜を付着するステ
ップであって、該不透明膜は光を遮断して、実質的に全
ての入射光を減衰する、ステップと、 ｃ）該ステップｂ）で付着された該不透明膜および該ス
テップａ）で付着された該不完全透過性膜の選択的な部
分をエッチングして該レティクル基板および該不完全透
過性膜の所定領域を露出させ、それにより該レティクル
に導かれる光が該レティクル基板、該不完全透過性膜お
よび残存する該不透明膜の該所定領域を通して透過され
て少なくとも３つの光強度の透過光を生成するステップ
と、 を包含する、フォトリソグラフィの利用方法。 - 【請求項１２】 入射光を所望の透過光として透過する
レティクルをレティクル基板上に形成するフォトリソグ
ラフィの利用方法であって、該透過光は感光性表面の複
数の領域を照明し、該領域のそれぞれは所定レベルの透
過光で照明され、該利用方法は、 ａ）該レティクル基板を覆って、一部が入射光を透過す
る少なくとも１つの不完全透過性膜を付着するステップ
であって、該不完全透過性膜は、該不完全透過性膜を介
する透過において光強度を所定パーセント減少させて、
隣接して照明される境界において同位相での光干渉効果
が低下するように、該入射光の位相を約９０°遅らせ、
該レティクル基板は、該レティクル基板に入射する実質
的に全ての光を透過する、ステップと、 ｂ）該レティクル基板を覆って不透明膜を付着するステ
ップであって、該不透明膜は光を遮断して、実質的に全
ての入射光を減衰する、ステップと、 ｃ）該ステップｂ）で付着された該不透明膜および該ス
テップａ）で付着された該不完全透過性膜の選択的な部
分をエッチングして該レティクル基板および該不完全透
過性膜の所定領域を露出させ、それにより該レティクル
に導かれる光が、該レティクル基板、該不完全透過性膜
および残存する該不透明膜の該所定領域を通して透過さ
れて該感光性表面に少なくとも２つの厚さを有するパタ
ーン化されたプロファイルを生成するステップと、 を包含したフォトリソグラフィの利用方法。 - 【請求項１３】 前記ステップａ）は、複数の不完全透
過性膜を連続する層で付着するステップを包含し、該不
完全透過性膜のそれぞれの光透過特性は累積して該不完
全透過性膜を通過する入射光を次第に減衰させ、該複数
の不完全透過性膜は異なるエッチング選択性を有して、
隣接する不完全透過性膜のエッチングは異なるエッチン
グプロセスを必要とし、 前記ステップｃ）は、該所定の不完全透過性膜の選択的
な部分をエッチングして下部に位置する不完全透過性膜
層を露出し、そのことによって複数の該不完全透過性膜
の組み合わせが複数の透過光強度を提供するステップを
包含する、請求項１２に記載のフォトリソグラフィの利
用方法。 - 【請求項１４】 前記不透明膜は、Ｃｒ、ＣｒＯおよび
酸化鉄から成るグループから選択される、請求項１２に
記載のフォトリソグラフィの利用方法。 - 【請求項１５】 前記不完全透過性膜は、酸化錫インジ
ウムおよび酸窒化モリブデンシリサイドから成るグルー
プから選択される、請求項１２に記載のフォトリソグラ
フィの利用方法。 - 【請求項１６】 前記レティクル基板が、水晶、合成水
晶およびガラスから成るグループから選択される、請求
項１２に記載のフォトリソグラフィの利用方法。 - 【請求項１７】 前記不完全透過性膜は、前記入射光の
約１０％から約９０％未満の入射光を透過させ、それに
よって該不完全透過性膜の減衰特性が、前記レティクル
基板減衰特性と前記不透明膜減衰特性との実質的に中間
である、請求項１２に記載のフォトリソグラフィの利用
方法。 - 【請求項１８】 前記ステップａ）は、前記少なくとも
１つの不完全透過性膜の累積減衰が前記不透明膜の光透
過特性を実質的に複製するように、複数の不完全透過性
膜を付着するステップを包含し、該複数の不完全透過性
膜は光の透過を実質的に遮断するので、前記ステップ
ｂ）は該ステップａ）を包含する、請求項１２に記載の
フォトリソグラフィの利用方法。 - 【請求項１９】 前記ステップａ）は、前記レティクル
基板に隣接し、かつ、該レティクル基板の上に位置する
層に前記不完全透過性膜を付着するステップを包含し、 前記ステップｂ）は、該不完全透過性膜に隣接し、か
つ、該不完全透過性膜の上に位置する層に前記不透明膜
を付着するステップを包含し、 前記ステップｃ）は、該不透明膜を通って光が透過せず
に、該不完全透過性膜に光が導入されるように該不透明
膜の選択された部分をエッチングするステップを包含
し、 該ステップｃ）は、該不透明膜および該不完全透過性膜
のいずれにも光を透過させずに該レティクル基板の選択
された部分に光が導かれるように該不完全透過性膜およ
び該不透明膜の選択された部分をエッチングするステッ
プを包含し、それによって少なくとも３つの強度を有す
る光が前記感光性表面を照明する、請求項１２に記載の
フォトリソグラフィの利用方法。 - 【請求項２０】 前記ステップｃ）が、 ｉ）前記不透明膜の上に、第１の層を貫通する開口部を
含む第１のパターンを有するフォトレジストの該第１の
層を形成するステップと、 ｉｉ）該ステップｉ）で形成された該フォトレジストの
パターンに設けられた該開口部を介して露出された該不
透明膜の所定領域をエッチングして、該不透明膜の下に
位置する前記不完全透過性膜の第１の領域を露出させ、
該不完全透過性膜の該第１の領域をエッチングして、該
不完全透過性膜の下に位置する前記レティクル基板の所
定領域を露出させるステップと、 ｉｉｉ）該不透明膜の上に、第２の層を貫通する開口部
を有する第２のパターンを有する、フォトレジストの該
第２の層を形成するステップと、 ｉｖ）該ステップｉｉｉ）で形成された該フォトレジス
トの該第２のパターン中の該開口部を介して露出された
該不透明膜の所定領域をエッチングして、該不完全透過
性膜の第２の領域を露出させ、それによって該レティク
ル基板の該所定領域に導入された光が第１の強度で透過
し、該不完全透過性膜の該第２の領域に導入された光が
該不完全透過性膜およびその下に位置する基板を第２の
強度で透過し、該残存する不透明膜に導入される光が該
不透明膜、その下に位置する該不完全透過性膜および該
基板を第３の強度で透過して、感光性表面が照明され
る、請求項１９に記載のフォトリソグラフィの利用方
法。 - 【請求項２１】 前記レティクルに導かれた前記入射光
が、所定の波長および所定の強度を有する、請求項１２
に記載のフォトリソグラフィの利用方法。 - 【請求項２２】 入射光を透過させて感光性表面上に複
数の厚さを有するプロファイルパターンを形成するレテ
ィクルであって、所定パーセントの該入射光を減衰させ
て、隣接して照明される境界において同位相での光干渉
効果が低下するように、該入射光の位相を約９０°遅ら
せ、第１の厚さを有するフォトレジスト領域を形成する
不完全透過性膜と、実質的にすべての入射光を遮断して
該第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有するフォトレ
ジスト領域を形成する不透明膜と、実質的にすべての入
射光を通過させて該第１の厚さよりも小さい第３の厚さ
を有するフォトレジスト領域を形成する透明基板と、を
備えたレティクル。 - 【請求項２３】 前記第３の厚さが実質的にゼロである
開口部が前記フォトレジスト膜中に形成される、請求項
２２に記載のレティクル。 - 【請求項２４】 入射光を透過させて感光性フォトレジ
スト表面上に複数の厚さを有するプロファイルパターン
を形成するレティクルであって、該レティクルは、 実質的にすべての入射光を通過させて該フォトレジスト
膜に開口部を形成する透明基板と、 実質的にすべての入射光を遮断して第２の厚さを有する
フォトレジスト領域を形成する不透明膜と、 所定パーセントの該入射光を減衰させて、隣接して照明
される境界において同位相での光干渉効果が低下するよ
うに、該入射光の位相を約９０°遅らせ、それによって
第１の厚さを有するフォトレジスト領域を形成する不完
全透過性膜とを備え、 該第１の厚さは該第２の厚さの約１／３である、レティ
クル。 - 【請求項２５】 レティクル基板を覆って形成されたレ
ティクルを透過する光の所定パターンへの露光から形成
される所定のプロファイルを有するフォトレジストパタ
ーンを形成する方法であって、該フォトレジストパター
ン形成方法は、 ａ）該レティクル基板を覆って、不完全に入射光を透過
させる少なくとも１つの不完全透過性膜を付着させるス
テップであって、該不完全透過性膜は、該不完全透過性
膜を介する透過において光強度を所定パーセント減少さ
せて、隣接して照明される境界において同位相での光干
渉効果が低下するように、該光の位相を約９０°遅ら
せ、該レティクル基板は実質的にすべての入射光を通過
するステップと、 ｂ）該ステップａ）において付着された該不完全透過性
膜を覆って不透明膜を付着するステップであって、該不
透明膜は光を遮断し、実質的にすべての入射光を減衰す
るステップと、 ｃ）該ステップｂ）において付着された該不透明膜を覆
って、該フォトレジスト膜を貫通する第１の開口部を有
するパターンを有するフォトレジスト膜の第１の層を形
成して該不透明膜の所定領域を露出させるステップと、 ｄ）該ステップｃ）において露出された、該不透明膜の
該所定領域をエッチングして不完全透過性膜の所定領域
を露出させるステップと、 ｅ）該ステップｄ）において露出された該不完全透過性
膜の該所定領域をエッチングして、該レティクル基板の
所定領域を露出させるステップと、 ｆ）該不透明膜を覆って、該フォトレジスト膜を貫通す
る第２の開口部を有するフォトレジスト膜の第２の層を
形成して該不透明膜の所定領域を露出させるステップ
と、 ｇ）該ステップｆ）において露出された該不透明膜の該
所定領域をエッチングして、該不完全透過性膜の所定領
域を露出させるステップと、 ｈ）所定の厚さを有する感光性フォトレジスト基板を、
該レティクルを介して透過される光に所定時間露光する
ステップであって、該ステップｅ）で露出された該レテ
ィクル基板の該所定領域を介して透過される光は、第１
のフォトレジスト領域を第１のドースに露光し、該ステ
ップｇ）で露出された該不完全透過性膜の該所定領域を
介して透過される光は、第２のフォトレジスト領域を第
２のドースに露光し、該残存する不透明膜を介して透過
される光は、第３のフォトレジスト領域を第３のドース
に露光するステップと、 ｉ）該ステップｈ）において露光された該フォトレジス
ト基板を現像することにより、該第１のフォトレジスト
領域に開口部を有し、かつ、該第３のフォトレジスト領
域でフォトレジスト所定厚さを実質的に有し、かつ、該
第２のフォトレジスト領域で該所定厚さとゼロとの間の
中間厚さを有するフォトレジストプロファイルを形成す
るステップであって、該フォトレジストプロファイルを
形成することによって、該レティクル基板および該不完
全透過性膜の所定領域を露出させることによって形成さ
れる該レティクルに導かれた光が、少なくとも３つの強
度の光を生成し、それによって該フォトレジスト基板を
少なくとも２つの厚さと開口部とを有するプロファイル
に変形させ、マルチレベルレティクルの該プロファイル
をほぼ複製する、ステップと、 を包含する、フォトレジストパターン形成方法。 - 【請求項２６】 光源への単一の露光から感光性フォト
レジスト膜をパターニングする方法であって、該パター
ニング方法は、 ａ）該感光性フォトレジストの第１の領域を第１の強度
の光に露光して該フォトレジスト膜を貫通する開口部を
形成するステップであって、該第１の強度の光は、該光
源からの透過において実質的に減衰されないステップ
と、 ｂ）該フォトレジストの該１の領域とは異なる第２の領
域を第２の強度の光に露光して第１の厚さを有するフォ
トレジスト領域を形成するステップであって、該第２の
強度の光は、該光源からの透過において一部が減衰さ
れ、隣接して照明される境界において同位相での光干渉
効果が低下するように、該光の位相が約９０°遅れてい
るステップと、 ｃ）該フォトレジストの該第１の領域および該第２の領
域とは異なる第３の領域を第３の強度の光に露光して該
第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有するフォトレジ
スト領域を形成するステップであって、該第３の強度の
光は、該光源からの透過において実質的に遮断されるス
テップと、を包含する、パターニング方法。 - 【請求項２７】 基板上にフォトレジストプロファイル
を形成する方法であって、該フォトレジストプロファイ
ルの形成方法は、 ａ）該基板上で所定の厚さを有するフォトレジスト層を
設けるステップと、 ｂ）第１の透過強度を有するレティクルを介して該フォ
トレジストに光を導いて第１の露光パターンを形成し、
隣接して照明される境界において同位相での光干渉効果
が低下するように、位相が約９０°遅れた第２の透過強
度を有する該レティクルを介して該フォトレジストに光
を導いて第２の露光パターンを形成するステップと、 ｃ）該フォトレジストを現像して該第１の露光パターン
の領域において、該フォトレジストの該所定の厚さ未満
の第１の厚さを除去し、該第２の露光パターンの領域に
おいて、該フォトレジストの第２の厚さを除去し、それ
によって該プロファイルは、複数の異なる厚さを有する
フォトレジストの領域を含むステップと、を包含する、
フォトレジストプロファイルの形成方法。 - 【請求項２８】 前記ステップｂ）が、第３の透過強度
を有するレティクルを介して前記フォトレジストに光を
導いて該フォトレジスト中に第３の露光パターンを形成
するステップを包含し、 前記ステップｃ）が、該第３の露光パターンの領域にお
ける該フォトレジストの第３の厚さを除去し、それによ
って前記プロファイルは、少なくとも３つの異なる厚さ
を有するフォトレジストの領域を含むステップを包含す
る、請求項２７に記載のフォトレジストプロファイルの
形成方法。 - 【請求項２９】 前記ステップｂ）が、前記第１の透過
強度の光に前記フォトレジストを露光して前記第１の露
光パターンを形成し、該第１の透過強度よりも大きい前
記第２の透過強度の光に前記フォトレジストを露光して
前記第２の露光パターンを形成するステップを包含す
る、請求項２７に記載のフォトレジストプロファイルの
形成方法。 - 【請求項３０】 前記第２の露光パターンは、少なくと
も一部が前記第１の露光パターンと重畳する、請求項２
７に記載のフォトレジストプロファイルの形成方法。 - 【請求項３１】 前記第２の露光パターンに用いられる
光は、前記第１の露光パターンに用いられる光よりも単
位領域当たりの光子ドースが大きく、前記ステップｃ）
は、前記フォトレジストを現像して該第２の露光パター
ンの領域において前記フォトレジストの前記所定厚さ全
体を実質的に除去し、かつ、該第１の露光パターンの領
域において該所定厚さよりも小さい前記第１の厚さを除
去するステップを包含する、請求項２７に記載のフォト
レジストプロファイルの形成方法。
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