JP4354166B2 - マスクの製造におけるクリチカル寸法の露呈後の修正方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願は、2001年9月26日に出願された「マスクの製造におけるクリチカル寸法の露呈後の修正方法」という標題の米国特許出願第09/965,280号の優先権を主張する。
【0002】
本発明は、全体として、半導体マスク製造の分野に関する。更に詳細には、本発明は、露呈画像の露呈後の修正を用いたマスク製造システム及び方法に関する。
【0003】
【従来の技術】
マスクは、多くの場合、半導体装置及び論理回路製品の製造に使用される。図1は、マスク130に基づいて半導体装置を製造するのに使用される例示のリソグラフィーシステム100を示す。このシステム100は、放射線120を発生し、これをマスク130に伝達するための放射線源110を含む。マスク130は、パターンをなした放射線150を発生してこれを伝達する回路パターン140を含む。代表的には、パターンをなした放射線150は放射線120の一部にすぎない。
【0004】
パターン化した放射線150は、回路情報を含み、半導体製造プロセス160に提供される。代表的には、パターン化した放射線150は、レジスト層の部分を選択的にプリントし即ち露呈するのに使用され、次いで、半導体装置又は論理回路製品を露呈に基づいて製造するために続いて行われるプロセスが使用される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
一つの従来技術の問題点は、マスク130及びパターン化した放射線140に不正確さ、誤差、又はこれらの両方が含まれるということである。不正確さ又は誤差は、誤った製造機器、適正に構成されていない製造機器、及び他のファクタ等の多くのファクタによって生じる。原因に拘わらず、誤差はパターンをなした放射線150によって半導体製造プロセス160に転移し、製造された半導体装置に組み込まれる。これにより、半導体装置の大きな割合が仕様を満たさず、性能が低下し、使い物にならなくなる。
【0006】
本発明の新規な特徴を添付の特許請求の範囲に記載する。本発明は限定でなく例として添付図面に示してあり、これらの図面では、同様のエレメントに同じ参照番号が附してある。しかしながら、本発明それ自体並びにその好ましい使用態様は、例示の実施例の以下の詳細な説明を参照し、添付図面と関連して読むことによって最もよく理解されるであろう。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下の説明には、本発明を完全に理解するために多くの特定の詳細が説明の目的で記載してある。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細のうちの幾つかなしで実施できるということは当業者には明らかであろう。他の場合では、周知の構造及び装置がブロックダイヤグラムで示してある。
【0008】
マスク製造
「マスク」という用語は、放射線の通過に対する選択的障壁として作用する機能的パターンを含む構造に言及するために広範に使用される。マスクは、放射線感受層をマスクに対して位置決めし放射線に露呈した場合、放射線を放射線感受層に伝達する十分に放射線透過性の部分と、放射線感受層の特定の領域が露呈されないようにする十分に放射線不透過性の部分とを持つ実質的に平らなプレートである。放射線透過性部分は、放射線不透過性パターンが適用された支持体としてもよい。例えば、マスクは透明な石英プレートであってもよく、この石英プレートの一方の側部に不透過性クロムでパターンが描いてある。別の態様では、マスクは、石英及びクロムでなく、所期の用途に適した他の放射線透過性材料、例えばガラス、プラスチック、フィルム等、及び他の不透過性材料、例えばプラスチック及び他の金属から製造されていてもよい。
【0009】
パターンは、半導体装置又は論理回路製品上に形成されるべき回路と関連していてもよいが、本発明はこれに限定されない。「半導体論理回路製品」という用語及び同様の用語は、デジタル式メモリー、マイクロプロセッサ、コプロセッサ、及びコア論理チップセットを含むがこれらに限定されない任意のデジタル式半導体論理回路製品装置に言及するために使用される。半導体論理回路製品は、カリフォルニア州サンタクララのインテル社の半導体論理回路製品に匹敵する対象物コードである。パターンは、半導体論理回路製品の製造に使用された多数の加工層のうちの一つと対応する。
【0010】
図2は、マスクを一実施例に従って製造するための方法200をブロックダイヤグラムの形態で示す。この方法は、ブロック201で開始した後、ブロック210に進み、ここで放射線感受層をマスク基材に付ける。「放射線感受層」という用語及び同様の用語は、放射線(光、紫外線、X線等の電磁放射線又は電子ビーム等の粒子ビーム)に露呈されたときに物理的に又は化学的に形態が変化する材料でできた言及するために広範に使用される。代表的には、放射線は、放射線感受層を現像中に除去するのを選択的に容易にし又は困難にするのを補助する。放射線感受層は、層の露呈部分を溶剤中での溶解等によって容易に且つ選択的に除去できるように形態を変えるポジ型レジストであってもよい。別の態様では、層は、露呈されたレジストが比較的除去困難であるように形態を変えるネガ型レジストであってもよい。
【0011】
放射線感受層は、従来の方法を使用して付けられた従来技術の放射線感受層であってもよい。例えば、マスク基材(例えば、反射防止酸化物コーティングを備えた石英に付けたクロム)に処理を予め加え、脱イオン水で洗浄することによって潜在的汚染物を除去し、O2 プラズマで穏やかにエッチングした後、レジストの層を、マスク基材上で、約100nm乃至600nm、又は好ましくは約400nmの十分に均等で代表的には所定の層厚にスピンコーティングする。レジスト層を設けた後、これに続いてプロセスを加えるために層を形成するのに十分な時間に亘って温度を上昇させる。設けられた特定の層に応じて、この工程は、層の乾燥、溶剤の気化、基材との接触の改善、化学反応の助長、又はこの他の理由のために行われる。例えば、層及び溶剤の熱特性によっては、マスク基材及び放射線感受層をホットプレートに置き、約5分間乃至30分間に亘って約80℃乃至100℃で、又は好ましくは25分間に亘って約90℃でベークし、溶剤を気化させるのがよい。
【0012】
方法は、ブロック210からブロック220に進み、ここで放射線感受層をパターンをなした放射線に露呈する。従来の光システム及び電子ビームシステムを含む、パターン化した放射線を発生する従来のシステムを使用できる。例えば、放射線感受層は、電圧が約10kV乃至100kV、又は好ましくは約20kVで強さが約1μC/cm2 乃至20μC/cm2 、好ましくは約6μC/cm2 の電子ビーム露呈システムを使用して露呈するのがよく、鏡の作動を使用してパターン化した放射線を形成するのがよい。
【0013】
パターン化した放射線は、放射線感受層の一部を露呈し即ちプリントする。代表的には、放射線感受層のところで受け取られたパターンなした放射線は、クリチカル寸法(CD)を持つ特徴を露呈し即ちプリントする。「クリチカル寸法」、「CD」、及び同様の用語は、パターン化した放射線の特徴又は形状と関連した寸法又は距離に言及するために使用される。例えば、CDは、特徴部(例えば線)の幅、二つの特徴部間の離間距離(例えば二つの線間の距離)、及びパターンの他の距離としてもよい。CDは監視でき、所定の及び特定の設計寸法と、プロセス性能の表示として比較でき、受容可能なマスク製造標準及び許容差を維持する。
【0014】
放射線感受層に入るパターン化した放射線は、CD誤差を持つCDを露呈し即ちプリントすることがある。「クリチカル寸法誤差」、「CD誤差」、及び同様の用語は、露呈されたCDと所定の特定の即ち所望のCDとの間の意図せぬ、望ましからぬ、又は誤った相違に言及するために広範に使用される。CD誤差には、種類(例えばアンダーサイジング又はオーバーサイジング)及び大きさがある。全体に亘ってCD誤差があるマスクでは、マスクのCD誤差の種類及び大きさはマスク上での位置で決まる。例えば、CD誤差は、放射線感受層に沿って右から左へ移動するときに大きさが増大する。代表的には、CD誤差は望ましくなく、補正されていない場合には、マスクを使用して製造される半導体装置に悪影響を及ぼす。
【0015】
方法は、ブロック220からブロック230に進み、ここで、十分に不均一で不均等な可変の熱エネルギ相互作用によって放射線感受層を修正する。相互作用には、露呈層の第1領域への第1熱エネルギ入力及び露呈層の第2領域への実質的に異なる第2熱エネルギ入力が含まれる。代表的には、これらの異なる熱エネルギ入力は、第1領域及び第2領域への異なる熱束を含み、これによりこれらの領域の層に様々な温度を発生する。「束(flux)」という用語は、放射線感受層の所与の領域に伝達される熱エネルギの単位時間当りの量(例えば、1cm2 に1秒間で1Jのエネルギが伝達される)に関して使用される。これらの様々な温度により、十分に不均一で不均等な可変の物理化学的層変態及びその特性を生じさせることができる。これらの不均一の物理化学的変態により、ブロック220のプロセスによって層に以前に形成された露呈画像を変化させることができる。このようにして、任意の所望の種類の不均等な熱エネルギ相互作用を使用して露呈画像を修正できる。
【0016】
このような修正は、露呈画像を修正するため、露呈画像における不正確さ即ち誤差を減少するため、CDを修正するため、CDにおける不正確さ即ち誤差を減少するため、CDの大きさ及び形状を積極的に定めるため、CDを小さくするため、及び他の所望の修正を図るために使用できる。例えば、特定の種類及び大きさの第1CD誤差を持つ第1CDを含む層の第1領域に第1熱束を提供して第1CD誤差を減少でき、種類、大きさ又はこれらの両方が異なる第2CD誤差を持つ第2CDを含む層の第2領域に大幅に異なる第2熱束を提供して第2CD誤差を減少できる。かくして、これらの異なる処理は、CDの大きさを様々に変化させることによって、CD誤差の種類、大きさ、又はこれらの両方を様々に変化させることができる。
【0017】
熱修正は、可変の熱入力性能を持つ熱修正システムによって提供できる。従来のマスク製造では、均等で不変の熱を放射線感受層に提供することによって、現像前に露呈された放射線感受層を硬化させるため、露呈後ベーク(PEB)システムがよく使用された。適切に機能するPEBシステムは、意図せぬ温度変化が非常に小さく、従来は表面に亘って約1℃以下であるが、意図的な又は露呈画像を任意の所望の方法で修正するために十分な不均一の熱束を提供することはしない。一実施例によれば、PEBシステムは、その従来の機能の他に、不均一の熱束を露呈画像の様々な部分に付与することによって露呈画像の修正を行なうように修正でき、即ち露呈画像に修正を提供するようになっている。好ましくは、改良された現存の機器を使用することによって、別のプロセス工程を導入することなく、露呈画像修正できる。
【0018】
方法はブロック230からブロック240に進む。このブロックでは、放射線感受層を現像する。放射線感受層の特定の実施例及び物理化学的性質に応じて様々な現像が有用であると考えられる。例えば、テトラメチルアンモニウム水酸化物(TMAH)の約1−5重量%又は好ましくは2−3重量%の溶液を含む水性アルカリ現像剤を使用し、層を所定容積の現像剤に約3分間乃至30分間の時間に亘って浸漬することによって層の部分をほぼ室温で溶解し、新たな溶剤で濯ぎ、溶剤を除去する。別の態様では、従来の方法及び有機溶剤(例えばメチルイソブチルケトン(MIBK))を含む他の方法及び現像剤を使用できる。
【0019】
方法はブロック240からブロック250に進む。このブロックでは、エッチングを行なってマスクパターンを形成する。例えば、クロム層の除去に適した金属エッチング剤を使用できる。これは、従来の材料及び方法を使用して行うことができる。方法はブロック260で終了する。
【0020】
〔クリチカル寸法の修正及び誤差減少〕
図3は、一実施例によるマスク製造中のCD誤差減少を示す。石英330A上に一層のクロム320Aを備えたマスク基材305Aに放射線感受層310Aを設ける。パターン情報を含む電子ビーム放射線340を放射線感受層310Bに付与する。放射線340は部分342、344、及び346を含み、これらの部分は層310Bの様々な領域に各々付与される。放射線部分346は、誤差を含む放射線部分の失われた半分として概念的に示してある。図示のように、誤差は、放射線の遮断又は伝達誤差により放射線が失われたことを示すが、誤差は、放射線部分346によって放射線感受層310Bに形成された露呈画像にCD誤差を生じる別の種類の誤差を含むものと更に広く考えられるべきである。例えば、誤差は、放射線346の位置ずれによる。
【0021】
放射線340が放射線感受層310Bを露呈し、露呈画像350を持つ放射線感受層310Cを形成する。画像350は露呈領域及び非露呈領域からなるパターンを含む。これには、非露呈領域351、353、355、及び357、及び露呈領域352C、354C、及び356Cが含まれる。露呈領域の幅がCDである。放射線部分346は、CD誤差を持つ領域356Cを露呈する。
【0022】
露呈領域356Cに対応するCD誤差を減少させることにより、CDを所期のCDに近付けることができる。これは、CD誤差を含む領域、即ち356Cを含む領域、357を含む領域、又は他のCD誤差を減少させた他の近接した領域358に処理を施すことによって行われる。上文中に論じたように、CD誤差減少358は、適用された層310Cの領域に、層310Cの他の領域の温度とは異なる温度を発生させる。これにより、層310C及び画像350に不均一の物理化学的変態を生じる。
【0023】
CD誤差減少358による処理後、層310Cを現像する。310Dによって示す特定の現像は、非露呈領域351、353、355、及び357を除去し、露呈部分352D、354D、356Dをそのままにする。これは、現像、処理358、又はこれらの両方により、これらの除去が現像中に選択的に困難になるためである。CD誤差減少358により、領域356DのCDが増大し、領域356Cと対応するCD誤差が減少する。
【0024】
領域352D、354D、及び356D、及び層320Dにエッチングを施し、石英330E上にクロム領域372、374、及び376を含むパターン370を持つマスク360を形成する。クロム領域376のCDは、CD誤差減少358により、露呈領域356CのCDよりも領域356DのCDと類似している。好ましくは、358によるCD誤差減少は、パターンが改良されたマスクを提供するため、現像及びエッチングプロセスの前に行われる。代表的には、これは、半導体装置の改良につながる。
【0025】
〔例示のクリチカル寸法誤差〕
図4は、一実施例による例示の種類のCD誤差を示す。CD誤差は、オーバーサイジング型であってもよいし、アンダーサイジング型であってもよく、様々な大きさを備えていてもよい。
【0026】
破線で示す所期の特徴部440よりも大きさが大きい実際のオーバーサイズ特徴部430によって特徴オーバーサイジング誤差420を表す。所期の特徴部の大きさ及び形状は、所定の又は特定の設計パターン化した放射線と対応する。特徴部オーバーサイジング誤差は、実際の特徴部と所期の特徴部との間の大きさの相違と関連した大きさを有する。実際のオーバーサイズ特徴部は、実際のオーバーサイズCD432と所期のCD442との間の寸法上の長さの差と関連した大きさを持つCDオーバーサイジング誤差を含む。図示のように、CDオーバーサイジング誤差は、潜在的に等しくない誤差寄与450を含む。これらのオーバーサイジング誤差は、実際の特徴部又は寸法が所期の特徴部又は寸法よりも大きいことから生じるポジ型誤差とも呼ばれる。
【0027】
大きさが実際のアンダーサイズ特徴部480よりも大きい破線で示す所期の特徴部470によって特徴アンダーサイジング誤差460を表す。特徴部アンダーサイジング誤差は、実際の特徴部と所期の特徴部との間の大きさの相違と関連した大きさを有する。実際のアンダーサイズ特徴部は、所期のCD472と実際のアンダーサイズCD482との間の寸法上の長さの差と関連した大きさを持つCDアンダーサイジング誤差を含む。図示のように、CDアンダーサイジング誤差は、潜在的に等しくない誤差寄与490を含む。これらのアンダーサイジング誤差は、実際の特徴部又は寸法が所期の特徴部又は寸法よりも小さいことから生じるネガ型誤差とも呼ばれる。
【0028】
〔熱修正システム〕
図5は、CD誤差減少処理560を提供することによってCD誤差540を減少する、一実施例による熱修正システム550を示す。放射線感受層510は、特徴部530を含む露呈画像520を有する。例として、特徴部530は、半導体装置の形成に使用されるマスク上に形成されるべき所期の回路パターンと関連している。
【0029】
特徴部530はCD誤差540を含むCDを有する。熱修正システム550は、CD誤差減少処理即ち線量560を、特徴530を含む放射線感受層層510の領域に加える。処理560は、熱エネルギを使用し、特徴部530を含む領域の温度を上昇する熱処理を含む。熱エネルギの大きさを含むこの処理は、CD誤差の種類及び大きさに基づいて行われる。この処理により、CD誤差の大きさを、減少させたCD誤差570によって示されるように現状させる。
【0030】
〔放射線感受層の影響〕
熱処理は、放射線感受層の特性に応じて行われる。例えば、ネガ型で作用する化学的に増幅されたレジストについての特徴オーバーサイジング誤差を減少させる処理は、ポジ型で作用する化学的に増幅されたレジストについての特徴オーバーサイジング誤差を減少させる処理とは全く異なる。
【0031】
一実施例によれば、放射線感受層は、層の物理化学的変態を放射線に対する露呈及び露呈後熱経路の両方に基づいて補助する化学種を持つネガ型で作用する化学的に増幅されたレジストであってもよい。化学種は、放射線によって活性化されて分子量増大架橋反応物理化学的変態を促進する触媒であってもよい。化学種が変態に影響を及ぼす方法は、架橋動力学、拡散、触媒失活動力学、及び他のファクタで決まる。この架橋により、現像中、溶解度が低下し、耐久性が向上する。従って、化学種の露呈後熱経路を修正することによって、変態を修正できる。好ましくは、このような修正は、露呈画像の修正及びCD誤差の減少に使用できる。
【0032】
例示のネガ型で作用する化学的に増幅されたレジストは、ペンシルバニア州フィラデルフィアのロームアンドハースの子会社であるマサチューセッツ州マールボロのシップレー社から入手できる、商業的に入手できるネガ型で作用する化学的に増幅されたレジストSAL−601を含むのがよい。レジストSAL−601は、ベースポリマー、放射線で活性化した酸触媒発生体、及び架橋剤を含む。放射線に対して露呈することにより、放射線により活性化された触媒領域及び未露呈の非活性領域を持つ活性化された触媒露呈画像を発生できる。露呈後、及び十分に高い温度により、酸触媒が拡散し、重合鎖上のメラミン架橋剤と別の重合鎖上の対応する近接した水酸化物官能基との間の架橋反応を促進する。架橋により、水性アルカリ現像剤による露呈領域の除去を非露呈領域と比べて選択的に困難にする。この変態を生じる正確な方法は、架橋反応動力学、触媒拡散速度、触媒失活速度を含むがこれらに限定されないファクタで決まる(触媒は、代表的には、熱分解や架橋等により、露呈後ベーク作業中に失活される)。
【0033】
このような架橋プロセスは、少なくとも、反応動力学及び拡散速度が温度で決まることが周知であるという理由により、温度に左右される。露呈と現像との間でレジストの温度を変化させる方法は、レジストの変態領域の拡がり及び性質に影響を及ぼす。露呈画像の熱処理経路に不均一性又は不均等性を導入することによって、活性化させた触媒露呈画像の様々な修正を行うことができる。様々な処理経路は、層の様々な部分に様々な熱束を供給し、これらの部分に様々な温度分布を経時的に加え、これによりこれらの様々な部分についての架橋を修正する。これには、架橋反応の密度に影響を及ぼすこと、露呈された特徴と露呈されていない特徴との間の縁部での架橋の「リーチ(reach)」に影響を及ぼすことが含まれる。例えば、拡散を全体として大きくする温度シナリオは、架橋領域の拡がりを大きくするのに対し、拡散を全体として小さくする温度シナリオは、架橋領域の拡がりを減少する。従って、様々な時期に様々な温度に露呈された層部分には様々な露呈後熱修正が加わり、それを反映する。有利には、これは、露呈画像の所望の露呈後修正、誤ったクリチカル寸法、又はこれらの両方に影響を及ぼすのに使用できる。
【0034】
このようなレジストでは、アンダーサイジング誤差即ちネガ型誤差及びオーバーサイジング誤差即ちポジ型誤差の両方を減少できる。アンダーサイジング誤差即ちネガ型CD誤差の場合には、大きさが小さいアンダーサイジングCD誤差、ゼロ誤差のCD、又はオーバーサイジングCD誤差を減少するのに使用される処理よりもかなり大きな熱エネルギをこうした処理よりも短い時間で、アンダーサイズ特徴を含む層領域に加える高熱束処理によって減少できる。限定でなく、この追加のエネルギは、酸触媒の活性が低下し、架橋反応を触媒作用で進めるのにもはや利用できない期間の前の期間中、アンダーサイズCDの露呈−未露呈境界近くで架橋を促進する。このようにして、初期活性触媒露呈画像の外側で架橋する上で好ましい条件を発生させることによってアンダーサイジングCD誤差を減少するのに高熱束処理を使用できる。
【0035】
同様に、大きさが小さいCDオーバーサイジング誤差、ゼロ誤差のCD、又はCDアンダーサイジング誤差の減少に使用される処理よりもかなり小さい熱エネルギをCD誤差と近接しているか或いはCD誤差を含む層の領域に加える低熱束処理によって、オーバーサイジング誤差又はポジ型CD誤差を減少させることができる。限定でなく、この減少したエネルギにより、触媒が活性状態にあるときに特徴の露呈−未露呈境界近くでの架橋を妨げ、即ち促進しない。このようにして、架橋反応のリーチを、高熱エネルギ束による高温が加わる他の領域と比較して制限でき且つ減少できる。このような架橋の制限は、オーバーサイズCDの架橋成長を、高熱束を受け取る他のCDよりも大きく制限することによって効果的に収縮させることができる。
【0036】
変形例によれば、放射線感受層は、露呈に基づいて、及び露呈後温度処理に基づいて層の変態を補助する化学的に増幅された種を持つポジ型で作用する化学的に増幅されたレジストであってもよい。レジストは、露呈部分の除去が現像により選択的に容易になるデプロテクション機構に基づいて作動できる。
【0037】
デプロテクション化学に基づくポジ型で作用する化学的に増幅されたレジストは、ニューヨーク州アーモンクのIBM社から入手できるt−ブトキシカルボニル(tBOC)である。tBOCレジストは、親油基(オイルロービング基(oil loving))及び放射線に露呈された場合に酸触媒を発生する酸触媒発生剤を含む。高温では、親油基を開裂して現像剤溶解性親水基を発生することによって、触媒がレジストを物理化学的に変態する。変態は、レジストの露呈後温度を修正することによって変態の修正を可能にする温度で決まる。露呈画像の熱処理経路に不均一性又は不均等性を導入することによって露呈画像を様々に修正できる。従って、レジストの様々な部分を異なる熱エネルギ入力束で処理すると、層部分に異なる時期に異なる温度が発生し、これにより、開裂/デプロテクション変態の「リーチ」が異なり、特徴部の解像度が異なる。他のレジストの露呈後熱修正が考えられる。例えば、温度で決まる露呈後変態機構を持つ任意のレジストを、露呈画像の様々な部分に不均一の露呈後熱処理を加えることによって修正できると考えられる。この考えは、ネガ型で作用する様々なレジスト、ポジ型で作用するレジスト、化学的に増幅されたレジスト、及び温度で決まるこのような機構反応(例えば、デプロテクション、解重合、転位、分子間脱水、凝縮、陽イオン重合、拡散)を含む変態に基づくレジストに適用できるものと考えられる。
【0038】
簡単な調査を使用し、任意の種類の放射線感受層についての以下の露呈後熱修正を決定できる。即ち、(1)実質的に同じ大きさの複数の特徴部をレジストに露呈すること、(2)複数の第1サブセットをベースライン熱束で処理し、第2サブセットを比較的低い熱束で処理し、及び第3サブセットを比較的高い熱束により処理し、及び(3)第2サブセット又は第3サブセットの大きさが平均して第1サブセットに対して拡大されているかどうかを確認し、アンダーサイジング誤差を熱的に減少できることを示す。所望のように、簡単な調査は、熱束のタイミング及び他のパラメータを含む更に洗練された調査によって成功させることができる。
【0039】
〔CD誤差はマスク位置で決まる〕
図6は、CD誤差が、一実施例によれば、マスク600上での位置で決まるということを示す。種類、大きさ、又はこれらの両方は、マスク又はその幾つかの部分上で規則的に変化する。幾つかの誤差は、グローバル(global)誤差と呼ぶことができる。
【0040】
マスク600は、CD誤差の大きさが図示の大きさと比例する基準CD誤差610を含む。マスクは、マスク上での位置によりCD誤差610と大きさが異なる他のCD誤差620、630、640を更に含む。詳細には、CD誤差620は、x軸と平行な線615に沿ってCD誤差610から幾らかの距離だけ離間されているため、CD誤差610よりも大きい。同様に、CD誤差630は、y軸と平行な線625に沿ってCD誤差610から幾らかの距離だけ離間されているため、CD誤差610よりも大きい。CD誤差640は、マスク上の任意の随意の線を表す線635に沿ってCD誤差610から幾らかの距離だけ離間されているため、CD誤差610よりも大きい。
【0041】
マスク600は、別の態様では、他のグローバルCD誤差を含んでもよい。例えば、CD誤差660、665、670、及び675は、図示のように、半径に応じて、CD誤差650よりも大きい(又は小さい)。以上の説明は、個々のCD誤差を論じたけれども、一般的には、領域680等の領域のCD誤差は、平均して、領域690等の他の領域よりも大きい(又は小さい)
〔CD誤差のドリフトの減少〕
露呈画像修正は、前に製造したマスクのCD誤差を監視することによって、及びこの監視情報を使用して熱修正システムを調節し、CD誤差減少を一実施例に従って行うことによって、マスク製造の改良に使用できる。表には、マスク製造中に集めた例示のCD誤差データが記載してある。
【0042】
第1コラムには、CD誤差導入マスク製造機で多数のマスクを製造した日付が記載してある。第2及び第3コラムは、A及びBに関する毎日のCD誤差データを含む。ここで、A及びBは、日付6−13−01のx方向及びy方向での随意のCD誤差の増大を表す。更に詳細には、第2コラムは、xがx=0からx=xmax まで増大する際のマスクに沿ったCD誤差の平均的増大を含む。第3コラムは、yが0からymax まで増大する際の同様の増大を含む。
【0043】
図示のように、CD誤差の平均的大きさ及び位置依存性は、経時的にドリフトし、即ち変化する。例えば、表1に示すように、最初、CD誤差はマスクに亘ってx方向及びy方向の両方向で増大するが、後にCD誤差はx及びyがxmax 及びymax の夫々に近付くにつれて減少する傾向を示す。従来のCD誤差のこのような種類の知識は、CD誤差減少を行うのに使用できる。例えば、実質的にCDアンダーサイジング誤差及びネガ型の化学的に増幅されたレジストの場合、日付7−02−01についてのCD誤差減少プロセスは更に多くの熱エネルギをCD誤差に加えることによって(0,0)に近付け、比較的小さなエネルギをCD誤差に加えることによって(xmax ,ymax )に近付けると予想できる。
【0044】
〔熱入力の調節によるCD誤差減少〕
図7は、CD誤差を減少するのに使用できる熱修正システム700を示す。このシステムは、様々な量の熱エネルギを放射線感受層に輸送媒体を介して伝達することによって層710のCD誤差を減少するため、互いに連結された放射線感受層710と、熱エネルギ輸送媒体760と、可変熱入力システム770とを含む。
【0045】
放射線感受層は、システムの左側720に第1CD誤差730を有し、システムの右側740に第2CD誤差750を有する。熱エネルギ輸送媒体は、熱エネルギを伝達できる任意の媒体であるのがよい。例えば、熱エネルギ輸送媒体は、石英層に設けられたクロム層を含むのがよい。特定の実施例に応じて、媒体760は、システム770に対してインターフェースをなすガスで充填した空所等の他の媒体を含んでもよい。所望のように、媒体760は十分に一貫した均等な熱束を層710に提供できる。
【0046】
例として、放射線感受層710は、架橋反応を拡散し且つ促進する酸触媒を持つネガ型の化学的に増幅したレジストであってもよい。第1CD誤差がCDアンダーサイジング誤差であるという知識又は推定に基づき、可変熱入力システムを調節し、形成し、又は第1CD誤差の減少を指示できる。これは、左側に高い熱エネルギ束処理を加えることによって行われる。即ち、アンダーサイジング誤差が少ないCD、無CD誤差、又はCDオーバーサイジング誤差と比較して、比較的大きなエネルギ束をアンダーサイジング誤差730に付与する可変熱入力システムを含む熱修正システムによって、CDアンダーサイジング誤差730を減少できる。
【0047】
変形例では、第2CD誤差750はCDオーバーサイジング誤差であり、低い熱エネルギ束を右側740に作用させることによって減少できる。即ち、CDオーバーサイジング誤差750は、オーバーサイジング誤差が少ないCD、実質的に無CD誤差、又はCDアンダーサイジング誤差に提供される束と比較して比較的小さな束をオーバーサイジング誤差750に提供するシステムによって減少できる。
【0048】
様々な種類の可変熱入力システム770が考えられる。伝導、対流、及び輻射により可変の熱エネルギを提供するシステムの例を以下に論じる。他の例が考えられる。
【0049】
第1の例として、システム770は、温度設定点が異なる温度制御システムによって各々制御される可変の不均等な温度を持つ表面から、可変の熱入力を伝導により提供できる。異なる温度設定点の各々は、層710の異なる領域、例えば四分円領域、グリッド、半径方向グリッド、又は他の領域と対応する。
【0050】
第2の例として、システム770は、強制対流又は自然対流により可変の熱入力を提供できる。強制対流の場合、温度が異なるガスを様々な領域に提供するか或いは異なる流量の同じ温度のガスを様々な領域に提供する。別の態様では、これは、自然対流により、自然対流ゾーン内のガスを様々な温度の又は様々な熱伝導率の表面と接触させることによって行うことができる。
【0051】
第3の例として、システム770は、輻射熱ランプ、高温の表面からの輻射束、又は他の手段によって層710に可変の輻射熱エネルギを提供できる。輻射熱ランプの場合、層710の様々な領域に対して様々な強さを、様々な領域に対して様々な露呈持続時間で、様々な領域に対して様々な放射線波長を送出する赤外線熱ランプによって輻射熱入力を提供できる。
【0052】
輻射熱入力は、高温の表面からの輻射熱束によっても提供できる。輻射熱束は、様々な方法によって変化させることができ、及び不均等にすることができる。第1の方法は、可変の及び不均等な温度を持つ高温の表面を提供することを含む。このような表面からの輻射熱束は、様々な熱エネルギを層710の様々な領域に伝達してこれらの領域を様々な温度にするため、可変であり且つ不均等であるのがよい。例えば、表面は、右側に高い輻射エネルギ束を提供する高温の右側を備え、及び左側に輻射エネルギの低い束を提供する比較的低温の左側を備えていてもよい。
【0053】
第2の方法は、実質的に均等な温度の高温表面と層710との間の離間距離を変化させることを含む。高温表面によって層710に伝達される輻射熱エネルギの大きさは、層710と高温表面との間の離間距離が大きくなるにつれて減少する。これにより、層710と高温表面の対応する近接領域との間の離間距離を調節することによって、層710の領域に提供される輻射熱エネルギの量を調節できる。これにより、第1CD誤差を含む第1領域の温度と第2CD誤差を含む第2領域の温度とを異ならせることができる。このような調節は、これらの領域と、多くの直接的輻射エネルギ束をこれらの領域に伝達する可変熱入力システムの対応する領域との間の様々な離間距離を調節することにより行われる。以下に更に詳細に説明するように、このような調節は、層710の一部と温度が実質的に均等な露呈後ベークホットプレート表面との間の離間距離を調節するための一つ又はそれ以上の高さ調節可能なスペーサを提供することによって行うことができる。
【0054】
〔調節自在のスペーサを持つ誤差減少システム〕
図8は、CD誤差の減少に使用できる本発明の一実施例による調節自在のスペーサを持つ熱修正システム800を示す。このシステムは、熱エネルギ輸送媒体860に連結された放射線感受層810を含み、熱エネルギ輸送媒体は、可変熱入力システム870に連結されている。熱エネルギ輸送媒体は、放射線透過層864(例えば石英)に取り付けられた放射線不透過層862(例えばクロム)と、ガス(例えば空気)で充填されている空所866とを含む。可変熱入力システムは、熱エネルギ源872と、離間距離875を持つ調節自在の第1スペーサ874と、離間距離877を持つ調節自在の第2スペーサ876と、距離決定システム880とを含む。熱エネルギ源は、空所を通る距離が様々な離間距離875及び877に基づいて異なる熱エネルギ輸送媒体に輻射熱を伝達する。一実施例では、熱エネルギ源872を約90℃の実質的に均等なベーキング温度にする。離間距離の相違に基づいて、放射線感受層の様々な領域が様々な輻射エネルギ入力を受け取り、様々な温度に達する。これらの温度は、上文中に論じたように、有利には、露呈画像の修正及びCD誤差の減少に使用できる。
【0055】
第1スペーサ874及び第2スペーサ876が熱エネルギ源を放射線透過層(又は放射線透過層を支持する何等かの他の構造)に夫々の離間距離875及び877で連結する。これらの離間距離875及び877を大きくすることにより、層810に伝達されるべき輻射エネルギを小さくする。同様に、これらの距離875及び877を小さくすることにより、更に多くの輻射エネルギが層810に伝達されるようにする。距離875及び877が異なる場合、可変の不均等な輻射エネルギが左側820及び右側840に伝達される。例えば、距離877が距離875よりも小さい場合、更に多くのエネルギが層810の右側840に伝達される。限定でなく、層810の右側840に伝達され例えば輻射熱エネルギの量は、距離877の平方と実質的に比例して変化する。図示のように、スペーサ874及び876は、熱エネルギ源の側部や隅部といった周辺近くに配置されているのがよい。
【0056】
第1CD誤差830及び第2CD誤差850のCD誤差減少は、層810、CD誤差の種類、及びCD誤差の大きさに基づいて行われる。例えば、大きなアンダーサイジングCD誤差830及び小さなアンダーサイジングCD誤差850を持つネガ型で作用する化学的に増幅されたレジストについて、調節自在の第1スペーサ874は、CD誤差850に伝達される輻射エネルギよりも更に多くの輻射エネルギがCD誤差830に伝達されるように、距離875を距離877と比較して減少するように調節できる。
【0057】
第1及び第2の調節自在のスペーサ874及び876は、放射線感受層を熱エネルギ源に調節自在の離間距離875及び877で連結するのに十分な任意の種類のスペーサであることが好ましい。これらのスペーサは、離間距離を特定の実施例について所望の増分で正確に且つ確実に調節できる。例えば、特定の実施例によっては、スペーサは、これらの距離を約50μm以上、又は好ましくは5μm以上の精度で確実に調節できる。
【0058】
代表的には、スペーサ874及び876は、エネルギを受け取り、高さ875及び877の夫々を調節することによって作動する。スペーサは機械的に調節自在であり、これらのスペーサは、人間又は装置(例えばモータ)から機械的エネルギ(例えば回転、並進、圧力/容積、又は他の従来の形態)を受け取り、高さを調節し、放射線感受層と熱エネルギ源との間の離間距離を変化させる。例えば、スペーサは、レバーを通して加えられた並進エネルギ又はギヤを通して加えられた回転エネルギに基づいて調節できるジャッキ、圧力に基づいて調節自在のピストン、調節自在であり且つ回転エネルギ入力に基づく線型移動を提供するねじ、並進エネルギによって調節自在の釘又はスパイク、及び他の従来の高さ調節システムであるのがよい。
【0059】
変形例によれば、スペーサ874及び/又は876は、電気エネルギを直接受け取って高さ875及び/又は877を調節する電気的に調節自在のスペーサであってもよい。例えば、これらのスペーサは、距離と関連した、入力電圧と対応する特定の所定の機械的な力を発生する圧電スペーサであってもよい。
【0060】
スペーサ874及び/又は876は、金属(例えばステンレス鋼、アルミニウム、クロム)、プラスチック(例えばポリスチレン)、セラミック、ガラス、石英、又は他の材料を含むがこれらの材料に限定されない様々な構造材料でできているのがよい。所望の材料は、熱エネルギ源から放射線感受層へ伝導により伝達される熱エネルギを減少するため、熱伝導率が十分に低いのがよい。別の態様では、熱伝導率が低い絶縁スペーサをエネルギ源872と層810との間に機能的に連結する。例えば、一片のポリアミド又はO−リングをスペーサ874に取り付けて放射線透過層864と接触させる。
【0061】
システム800は、スペーサ874と関連した距離を決定し、又は計測するための距離決定システム880を含むことが好ましい。従来の距離計測システム及び方法を使用できる。例えば、距離決定システムは、導電性、抵抗、静電容量、又は距離875と関連した空所866の長さの他の性質等の電気的性質を計測する電気的計測システムであることが好ましい。別の態様では、距離の計測にレーザーを用いたシステムを使用できる。距離計測システムは、定規に設けられているような距離間隔の目盛りを含む。望ましくは、距離決定システムは、放射線感受層に発生する温度に影響を及ぼす解像度で距離を計測できる。例えば、距離決定システムは、距離を約5μm以下又は好ましくは約2μm以下の誤差で正確に計測できる。
【0062】
熱エネルギ源872は、伝導、対流、及び輻射といった従来の熱エネルギ交換形態により熱エネルギを供給する熱エネルギ源であってもよい。一実施例によれば、熱エネルギ源は、媒体860を通して輻射エネルギを伝達する高温の輻射エネルギ源であってもよい。媒体には、ガス(例えば窒素、空気、乾燥空気、等)が入った空所866が含まれ、輻射エネルギを放射線感受層810に層864及び862を介して伝達する。例えば、熱エネルギ源はホットプレートと同様であり、電気エネルギ源(例えばコンセント、発電機、又は蓄電池)から電気エネルギを引き出し、ヒートコイル、抵抗器、等の電気エネルギ変換手段に電気エネルギを提供する。別の態様では、熱エネルギ源880にはランプ(例えば輻射エネルギランプ又は赤外線ランプ)が含まれる。
【0063】
〔例示の温度分布〕
図9は、一実施例による放射線感受層の露呈後熱処理についての例示の温度分布を示す。白ヌキの四角形及び白ヌキの三角形で示す二つの曲線は、放射線感受層の不均一で不均等な露呈後熱処理により、異なる時期に放射線感受層で得られる異なる温度を示す。
【0064】
これらの曲線によって示されているように、層の温度は、ほぼ室温である開始温度から、この開始温度の約2倍乃至5倍、好ましくは約3.5倍高い最終温度まで、約3分間乃至5分間、好ましくは約4分間の期間中に上昇する。異なる部分は異なる熱束を受け取り、異なる時期に異なる温度に達する。白ヌキの四角形で示す曲線には、高い熱束を受け取る放射線感受層の部分と対応するということを示すため、「高温部分」と表示してある。同様に、白ヌキの三角形で示す曲線には、低い熱束を受け取り、比較的低い温度に達する部分と対応するということを示すため、「低温部分」と表示してある。温度の相違は、最初のほぼゼロから上掲の期間中の所望の大きな値まで変化する。約5℃の特定の最大の相違を示すが、他の層を修正する上でこれよりも大きい又は小さい相違が有用であると考えられる。例えば、CD誤差の大きさが大幅に変化する層について、約10℃の最大の相違を使用できる。
【0065】
温度が約50℃乃至70℃以上の時間の最初の部分は、これよりも低温の前の時間又はこれよりも高温の続く時間よりも更に強い影響を露呈画像の修正に及ぼす。シップレーレジストの場合には、40℃以下の温度では架橋反応が緩慢であり、これに続く高温及び長い時間に触媒が失活され、又は架橋領域によって囲まれる。従って、これらの期間中の二つの曲線間の相違を使用して露呈画像の不均一修正に影響を及ぼすことができる。詳細には、相違は、架橋反応の運動加速度、酸触媒の拡散、及びシップレーSALレジスト等のレジストでの酸触媒の失活を様々にバランスさせる上で効果的であり、これにより露呈画像修正を行う。例えば、層のこのような不均一の露呈後熱処理を使用し、高温処理でアンダーサイズ特徴部の「拡大(grow)」を行い、シップレーSALレジスト等のネガ型の化学的増幅したレジストでオーバーサイズ露呈特徴部の比較的「収縮(shrink)」を行う。
【0066】
所望のように、放射線感受層の硬化、層の硬化、水分の除去、放射線感受性成分の拡散、良好な現像に十分な時間に亘って高温を維持するのがよい。例えば、温度を約5分間乃至30分間に亘って約80℃乃至120℃に維持するのがよく、又は約10分間に亘って約90℃乃至100℃に維持するのがよい。
【0067】
異なる熱処理も考えられる。温度を図9に示すよりももっとゆっくりと上昇させる。例えば、温度を、0分のところでのほぼ室温から、1分のところで約30℃乃至40℃まで上昇させ、2分のところで約70℃乃至80℃まで上昇させ、3分のところで約80℃乃至90℃まで上昇させ、その後約85℃乃至95℃まで上昇させる。別の態様では、温度の変化率が一定であるのがよい。例えば、層の温度を一定の割合で上昇させ、温度加速度を一定にし、又は温度減速度を一定にする。別の態様では、これらの熱処理及びそれらの熱処理と等価な処理でなく、当業者は、任意の種類の放射線感受層について効果的な処理を決定できる。これらの効果的な処理により、露呈画像に、不当な実験なしで、本開示に基づいて露呈後修正を加えることができる。これは、多数の異なる温度傾斜分布を経験的に調査し、その分布が所望の露呈画像修正を達成することを確認することによって行われる。
【0068】
表には、一実施例によるシステム800と対応する例示の熱エネルギ勾配データが記載してある。データは、熱エネルギ源872の温度が約60℃である場合、図9の傾斜分布に従って傾斜した1分後のシステム800を示す。
【0069】
第1コラムには、様々な調節状態についての放射線感受層810と熱エネルギ源との間の距離の相違が記載してある。第1コラムに記載の相違は、主に、距離875と877との間の距離を考慮している。第2コラムには、距離877と対応する右側840と距離875と対応する左側820との間の温度の相違が記載してある。図示のように、第2コラムにおける温度の相違は距離間の相違が増大するに従って増大する。比較的短い距離は、比較的高い温度と対応する。温度の相違は、放射線感受層に達する輻射熱エネルギの減少並びにこれに寄与する他のファクタ(例えば、源872から立ち昇る高温のガスによる自由対流)による。
【0070】
〔CD誤差減少温度〕
図10は、シップレーSALレジスト等のネガ型の化学的に増幅したレジストを含む一実施例によるシステム800等のシステムについてCD誤差減少温度の決定に使用できる例示の相関を概念的に示す。この例示の相関は、図9に示す傾斜分布に従った傾斜1分後の時間と関連している。
【0071】
相関は、CD誤差の大きさ、及びCD誤差減少温度(TCD error)とゼロ誤差の概念的CDと対応するベースライン温度(TNO error)との間の相違と関連する。例えば、大きさが+5のオーバーサイジング誤差は、概念的ゼロCD誤差温度と比較して10℃低温のCD誤差減少温度と対応し、大きさが−5のアンダーサイジング誤差は、概念的ゼロCD誤差温度と比較して10℃高温の温度と対応する。この例示の線型相関は、多くの実施例で、特に狭いCD誤差範囲に亘って有用であるが、更に洗練された非線型相関が考えられる。
【0072】
〔触媒濃度の増幅における減少〕
図11は、特定のネガ型の化学的に増幅したレジストで起こる活性触媒濃度の経時的減少を示す。活性触媒濃度は、高温では、初期濃度(CO )からほぼゼロまで数分間で減少する。この特定の例では、濃度は、温度傾斜の開始後約1分で初期濃度の半分(即ちCO /2)まで減少し、温度傾斜の開始後約4分でほぼゼロまで減少する。限定でなく、活性触媒濃度のこのような減少は、熱分解、立体障害、又はこれらの両方による。本発明の用途は、触媒濃度の減少に基づく露呈画像の修正に限定されないということは、当業者には、本開示を読むことにより明らかになるであろう。これは、本発明は、更に一般的には、温度に左右される任意の露呈後変態に適用できるためである。
【0073】
〔ねじスペーサ〕
図12は、一実施例による例示の調節自在のねじスペーサを示す。「ねじ」という用語は、回転エネルギ入力に基づいて実質的に線型の移動を発生するための装置に言及するために広範に使用されている。ねじは、円筒形シャフト1210と、傾斜した平らなねじ山1220とを含む。このねじ山は、シャフトに連結されており、このシャフトに亘って螺旋をなしている。ねじ山は、シャフトに、所望に応じて、接着されているか或いは切り込んであるのがよい。ねじ山は、少なくとも一つのピッチ長1230を有し、このピッチ長は、特定の実施例に応じて約0.1mm乃至1mmである。ピッチ長が長いと、更に丈夫になり、製造が更に経済的になるが、非常に精密な高さ調節を行うには短いピッチ長が望ましく、非常に粗い高さ調節を行うには長いピッチ長が望ましい。多数の異なるピッチを持つ実施例、及びピッチがシャフトに沿って変化する実施例も考えられる。シャフトの直径は、代表的には約1mm乃至20mmであるが、好ましくは約1mm乃至10mmである。
【0074】
例示の調節自在のねじスペーサ1200は、更に、丈夫なヘッド1250を有する。このヘッドの直径1260は直径1240よりも大きく、例えば、直径1240は与えられた範囲の最小にある。ヘッド1250は、多くの場合、回転エネルギインターフェース1270を提供する。これは、少なくとも一つのスロットをなした溝からなり、ねじ回し等の回転エネルギ源とのインターフェースをなし、又はこれと係合する。ねじには、熱伝導率が低い断熱体1280が更に設けられており、これは、ポリアミドO−リングであり、高温の熱源と放射線感受層との間の伝導による熱伝達を減少する。
【0075】
調節自在のねじスペーサ1200は、任意の従来の種類のねじであってもよい。例えば、スペーサ1200は、すり割り付きねじ、整準ねじ、ねじジャッキ、丸頭ねじ、インターラップねじ、ソケットヘッドねじ、ナベ小ねじ、右ねじ、左ねじ、フィリップス機械ねじ、プラス頭ねじ、アレンねじ、ボールねじ、微動ねじ、循環正接螺、蝶ねじ、ステップねじ、ステージねじ、又は他の種類のねじであってもよい。好ましくは、これらの従来の種類のねじのうちの一つ、特に商業的に入手できる従来の種類のねじを使用することにより、経済的な利点が提供される。別の態様では、ねじスペーサ1200は、図示し且つ説明した性能を持つ、又は本開示に基づいて当業者に明らかな性能を持つ注文製作のねじであってもよい。例えば、特定の実施例によっては、所定の設計仕様によるスペーサを日本国川崎市麻生区のシグマメルテック社から得ることができる。
【0076】
図13Aは、熱エネルギ源1310にねじ込んだ、一実施例による調節自在のねじスペーサ1330の平面図を示す。熱エネルギ源は、露呈後ベークオーブンのホットプレートを含んでもよい。熱エネルギ源は、スペーサ1330のねじ山を回転自在に受け入れるねじ穴1320を含む。ねじ回しをスペーサ1330のスロット1350に挿入して回し、ねじスペーサを回転により調節する。ねじ1330のヘッドの上面が示されているが、この上面には、断熱性O−リング1340が取り付けられている。これは、O−リングよりも熱伝導率が良好なねじの上面(例えば金属製)が熱エネルギ源の上方の位置に配置されたマスクと接触しないようにするためである。
【0077】
図13Bは、熱エネルギ源にねじ込んだ一実施例による調節自在のねじスペーサ1330の側面図である。図示のように、ねじ1330は、ヘッドの上面が熱エネルギ源の上面の上方に延びるように調節され、O−リング1340により高さが更に高くなる。このことにより、実際には、マスク1360の表面上に存在する放射線感受層と熱エネルギ源との間の離間距離が増大する。図示のように、これにより、他のスペーサの調節が異なる場合、マスクと熱エネルギ源との間に傾斜角度を生じることができる。このような傾斜角度により、マスクに不均一の輻射熱束が加えられることとなる。更に調節するためにねじを回転させることができる。一つの別の調節では、ねじのヘッド及びO−リングの両方を熱エネルギ源の上面の下に沈める。これは、熱エネルギ源を、均等で不均一の熱入力がマスクに提供される調節前の状態に戻すために使用できる。図示のように、穴1320にはこのような調節を可能にするのに十分な空所が設けられているのがよい。
【0078】
図14は、一実施例による例示の調節自在の圧電式スペーサシステム1400を示す。スペーサシステム1400は、電源から電圧1420を受け取り、圧電式スペーサ1410に提供される電圧の大きさを調整する電圧調整器1430を含む。この電圧調整器は、人間又はシステムによって提供された所定の調節又は設定(例えば設定点)に基づいて電圧を調整する。例えば、調整器1430は、スペーサ1410と関連した特定の領域について決定されたCD誤差の種類及び大きさを確認するため、産業的製造品質制御データ(例えば、操作型電子顕微鏡によって確認したCD誤差)にアクセスでき、データを出力電圧と相関させる所定の指令を加えることができる。
【0079】
出力電圧の決定後、電圧調整器は第1電圧1440を圧電式スペーサ1410に与える。例示の目的で、圧電式スペーサ1410は、第1電圧1440と対応する第1距離即ち高さ1455を持つ第1状態1450で示してある。例として、第1状態及び高さは、CDアンダーサイジング誤差を減少できる。システム1400は調節自在であり、種類又は大きさが異なるCD誤差に遭遇すると、電圧調整器が第2の異なる電圧1460を与え、圧電式スペーサを第2状態1470にする。この状態は、この場合には、追加の距離又は高さ1475を有する。例として、第2状態及び高さ1475はCDオーバーサイジング誤差を減少できる。
【0080】
〔取り外し自在のスペーサを備えたCD誤差減少システム〕
図15は、一実施例による取り外し自在のスペーサを組み込んだ熱修正システム1500を示す。このシステムは熱エネルギ源1510を有し、これは、露呈後ベーキング操作で従来使用されたホットプレートであることが好ましい。熱エネルギ源1510は、四つの空所1512、1515、1516、及び1518を有し、これらの空所は、取り外し自在の離間システム1522、1524、1526、及び1528の一つを各々受け入れるように形成されている。空所1512は、立方形、直方形、円筒形、三角形、又は他の形態の熱エネルギ源1510の空所であり、対応するほぼ同じ大きさ及び形状の離間システム1522のソリッド1532を収容する。ソリッド1532は、空所1512に良好に、ぴったりと及び一貫して嵌着され、システム1500の信頼性を高める。図示のように、空所1512は、源1510の側部に沿って設けられていてもよい。別の態様では、空所1512は隅部等の別の周辺部に、又は内部の位置に設けられていてもよい。離間システム1522は、熱エネルギ源1510と同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。代表的には、材料が異なる場合には、材料の熱膨張率は、温度傾斜中に応力や不整合が発生しないように互いに近似している。
【0081】
離間システム1522、1524、1526、及び1528の各々は、スペーサ1552、1554、1556、及び1558を含み、これらのスペーサは、夫々の機能的上面1542、1544、1546、及び1548の上方に延びる。これらの上面1542−1548は、熱エネルギ源1510の機能的上面と実質的に同一平面内にあってもよく、又は熱エネルギ源1510の上面に関して所望の通りに持ち上がっていてもよいし引っ込んでいてもよい。スペーサ1552−1558は、システム700、及びシステム800、又はこれらのシステムの両方について放射線感受層に可変の熱入力を提供できる。
【0082】
一実施例によれば、スペーサ1552−1558は調節自在となっている。例えば、スペーサ1552は回転によって調節できるねじスペーサ1552Bであってもよい。ソリッド1532は、円形の開口部を通して表面1542に開放した円筒形空所(図示せず)を有する。円筒形空所は、ねじスペーサ1552Bのねじ山及びシャフトと対応する構造を備えていてもよい。スペーサ1552は、更に、ポリアミドO−リング1560等の断熱体を備えていてもよい。スペーサ1552Bを組み込んだこのようなシステム1522は、ソリッド1532を空所1512から取り外し、スペーサ1552Bが熱エネルギ源1510の機能的上面に対して所望の距離を提供するようにスペーサ1552Bをねじ回しで正確に調節し、所望であれば所望の距離を正確に計測し、使用前にソリッド1532を空所1512に戻すことによって使用できる。
【0083】
別の態様では、システム1522−1528は、調節自在の離間システム1522−1528でなく、調節自在でない所定の異なる離間距離高さを持つ所定の離間システムであってもよい。様々な大きさ及び種類のCD誤差減少に使用できるように複数のこのような所定のシステムを提供できる。その結果、所望の離間距離高さを持つ一つの離間システムを選択し、これを調節なしで使用できる。〔その場調節を可能にする熱修正システム〕
図16は、調節を可能にする開口部(この場合には穴)が設けられた調節プレートを介してねじスペーサの調節を迅速に行うことができる、一実施例による熱修正システム1600の平面図を示す。このシステムは、四つの調節自在のねじスペーサ1630A−Dがねじ込まれた上面1610を持つホットプレートを含む。ホットプレートの上面には四つの断熱体1640A−Dがファスナ1650A−Dによって取り付けられており、これらの断熱体は四つの調節自在のねじスペーサの上面と接触している。システムは、調節プレート1660を更に含む。この調節プレートには、調節プレートを上面上に位置決めした場合にねじスペーサ1630A−Dのその場調節を行うことができるようにする穴1670A−Dが設けられている。
【0084】
ホットプレートの上面1610は、代表的には、熱処理が施されるべきマスクと少なくとも同じ大きさを備えており、そのため、熱を上面からマスクの全ての領域に提供できる。ホットプレートには、ねじスペーサを受け入れるねじ山を持つ四つの穴が設けられている。
【0085】
四つのねじスペーサ1630A−Dを四つの穴にねじ込む。ねじスペーサのヘッドは、断熱体1640A−Dを支持する上面を有し、これらのスペーサをねじ回し又は他の手段によって回転させることによって調節できるようにするスロットが設けられている。ねじスペーサは、ヘッドの上面をホットプレートの上面に対して様々な位置に置くために回転させることができる。これらの様々な位置には、ヘッド上面がホットプレートの上面の上方に延びる第1位置と、ヘッド上面がホットプレートの上面の下に位置決めされる第2位置とが含まれる。第1位置では、ねじヘッドの上面が断熱体をホットプレートの上面から持ち上げ、ホットプレートプレート表面上に配置された調節プレート又はマスクのいずれかとの間の離間距離を実際に追加する。
【0086】
断熱体1640A−Dは、ファスナ1650A−D(例えばボルト、ねじ、リベット、ステープル、釘、接着剤、又は他の所望のファスナ手段)によってホットプレート上面1610に取り付けられている。断熱体は、ホットプレート及び調節自在のねじスペーサの伝導部分とホットプレート上面の上の位置に配置されたマスクとの間が直接的に接触しないようになっており、熱伝達を減少するため、薄く(例えば200μm以下又は100μm以下)、可撓性で、熱的に安定した、断熱材でできた小さなシート(例えば例えば矩形のストリップ)であってもよい。ねじスペーサを調節し、ホットプレートの上面の下に置いた場合、断熱体がホットプレートの上面に載置される。ねじスペーサを調節してホットプレートの上面の上方に突出させた場合、これらのスペーサが断熱体を持ち上げてホットプレート上面から離す。断熱体には穴(これらの穴を通してねじスペーサが見える)が設けられている。これらの穴の直径は、ねじスペーサの頂部と係合し且つこれに載るようにねじスペーサのヘッドの直径よりも小さいが、ねじ回し又は他の手段をスロットにアクセスして調節できるのに十分大きい。
【0087】
断熱体1640A−Dについて様々な断熱材が考えられる。例えば、断熱体には、ポリマー材料のフィルム、ポリマーフォーム、複合材料、低熱伝導率のセラミック及びガラス、断熱材の布又はウィーブ、ガラスファイバ、アスベストパッド、セラミックファイバ、金属製マトリックス材料、等が含まれる。断熱体の材料の所望の品質には、入手が容易であること、同様の環境で予めうまく使用されていること、少なくとも約25℃乃至約120℃の温度範囲に亘って熱的に安定していること、約25℃乃至約120℃の間で安定しており且つ熱伝導率が低いこと、及び約25℃乃至約120℃の間で安定しており且つ熱膨張率が低いことが含まれる。
【0088】
一実施例によれば、断熱体1640A−Dは、デラウェア州ウィルミントンのE.I.デュポン社の子会社であるデュポン高性能材料社から入手できるカプトン(カプトン(Kapton)は登録商標である)ポリイミドフィルムを含む。このようなフィルムは、薄く(例えば約25μm乃至約70μm)、広い温度範囲(例えば約−269℃乃至約400℃)に亘って熱的に安定しており、断熱性が優れており(熱伝導率が約0.1−0.5W/m/℃)、薄いフィルムとして付けられた場合でも十分な断熱性を提供する。
【0089】
調節プレート1660は、ねじスペーサを回してホットプレート上面上にある調節プレートに関してその場で調節できるようにするため、ねじスペーサ1630A−Dと位置が潜在的に対応する穴1670A−Dを有する。調節プレートは、長さ、幅、及び厚さが製造されるべきマスクと実質的に同じであるのがよい。スペーサ1630A−Dを調節プレートとともに製造するには、以下の作業が行われる。即ち(a)調節プレートをホットプレートの上作用面上の所定位置に置き、(b)調節プレートの穴を通して調節自在のねじスペーサを調節し、(c)距離決定システムを使用して調節プレートの上面とねじスペーサ1630A−Dの各々と近接したホットプレートの上面との間の多数の距離を計測し、(d)所望の形態に達するのに更に調節することが必要であるかどうかを決定し、(e)所望の調節が得られるまで(b)、(c)、及び(d)を繰り返し、(f)調節プレートを上作用面から取り出す。好ましくは、穴を持つこのような調節プレートを使用することにより、ねじスペーサを、距離の決定を同時に協働して行いながら、迅速に調節できる。このような調節プレートを使用しない場合には、ねじスペーサの調節には、距離の計測を行う目的でマスクを所定位置に置く上で、及び調節を行う目的でマスクを取り外す上で、何回も繰り返す時間のかかる作業が必要となる。
【0090】
図17は、穴1760等の開口部を備えた調節プレート1750を含む熱修正システム1700の一部の側面図である。穴1760は、一実施例によれば、調節プレートが熱エネルギ源1710(例えばホットプレート)上の所定位置に配置されている場合にねじスペーサ1720に対する接近及び調節を提供する。このシステムは、ファスナ1740によって熱エネルギ源に取り付けられており且つ熱エネルギ源の上作用面及びねじの上面と接触した断熱性フィルム1730のシートを更に含む。スペーサ1720の特定の調節を示すが、他の調節も考えられ、これらの他の調節には、ねじスペーサをその上面が熱エネルギ源の上面の上方に延びるように回転することによって、ねじスペーサ、断熱フィルム、及び調節プレートを垂直方向に移動する調節が含まれる。システムは、更に、調節プレートの上面の位置を検出することによって離間距離を決定するための距離決定システム1770を含む。離間距離には、調節自在のねじスペーサによる任意の離間距離が含まれる。
【0091】
〔変形例〕
本発明は、上文中に説明した特定の文脈及び例に限定されない。一例として、変形例によれば、本発明は、マスク製造以外の目的で放射線感受層の露呈画像を修正するのに使用できる。例えば、製造中の半導体論理回路製品のシリコンウェーハにマスクを用いたリソグラフィック露呈に基づいて取り付けられた露呈画像を可変の露呈後熱処理によって修正できる。この他の実施例は、当業者が本開示を読むことによって明らかになるであろう。
【0092】
結論として、本発明は、不均等な不均一の熱エネルギ入力を露呈画像に提供することによって放射線感受層の露呈画像を修正するためのシステム及び方法を提供する。
【0093】
以上の記載では、本発明をその特定の実施例を参照して説明した。しかしながら、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変形及び修正を行うことができるということは明らかである。従って、本明細書及び添付図面は、制限を意味するものではなく、例示であると考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体装置の製造にマスクを使用する従来のリソグラフィーシステムを示す図である。
【図2】一実施例によるマスク製造方法のブロックダイヤグラムを示す図である。
【図3】一実施例によるクリチカル寸法誤差減少プロセスを組み込んだマスク製造プロセスを示す図である。
【図4】一実施例による異なる種類のクリチカル寸法誤差を示す図である。
【図5】一実施例に従ってクリチカル寸法誤差を減少するための熱修正システムを示す図である。
【図6】一実施例による、マスク位置で決まるクリチカル寸法誤差を示す図である。
【図7】一実施例による可変熱入力を持つ熱修正システムを示す図である。
【図8】一実施例による、調節自在のスペーサを持つ熱修正システムを示す図である。
【図9】一実施例による、露呈後熱処理についての例示の温度を示す図である。
【図10】一実施例による、クリチカル寸法誤差と誤差減少温度との間の例示の相関を示す図である。
【図11】一実施例による、活性触媒濃度の例示の経時的減少を示す図である。
【図12】一実施例による調節自在のねじスペーサを示す図である。
【図13】一実施例による、熱エネルギ源にねじ込だ調節自在のねじスペーサの平面図及び側面図である。
【図14】一実施例による調節自在の圧電式スペーサシステムを示す図である。
【図15】一実施例による、取り外し自在のスペーサを持つ熱修正システムを示す図である。
【図16】一実施例による、調節自在のねじスペーサ及びスペーサの調節を可能にする開口穴を備えた調節プレートを持つ熱修正システムの平面図である。
【図17】一実施例による、調節自在のねじスペーサ及びスペーサの調節を可能にする開口穴を備えた調節プレートを持つ熱修正システムの側面図である。
【符号の説明】
110 放射線源
140 パターン
305A マスク基材
310A 放射線感受層
320A クロム
330A 石英
340 電子ビーム放射線
350 露呈画像
Claims (20)
- 熱エネルギ源の上作用面の調節自在のスペーサ上に、調節プレートを載置するとともに、調節プレートの開口部をスペーサに接近させる工程と、
スペーサ上に調節プレートを載置した状態で、調節プレートの開口部を介してスペーサを調節しながら、調節プレートの上面と熱エネルギ源の上作用面との間の距離を定める工程と、
このように定められた距離に対応する調節プレートの加熱状況をチェックし、当該加熱状況が所望の温度に到達しているかどうかを判断するとともに、所望の温度に到達していない場合、所望の温度に到達するようスペーサを調節する工程と、
調節プレートを前記熱エネルギ源の前記上作用面のスペーサ上から取り外す工程と、
露呈された放射線感受層を有するマスク基材を前記熱エネルギ源の前記上作用面のスペーサ上に配置する工程と、
露呈された放射線感受層の様々な領域を、前記熱エネルギ源により同時に処理することによって、露呈された放射線感受層を修正する工程とを含む、方法。 - 請求項1に記載の方法において、修正した放射線感受層を現像することにより、かつこの現像に基づいてエッチングを行うことによってマスクを形成する工程を更に含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、調節は、調節自在のねじスペーサを回転させることを含む、方法。
- マスク基材が上面上に置かれている場合に、マスク基材に設けられた放射線感受層に輻射熱を提供する上面を持つ、熱エネルギ源と、
前記放射線感受層と前記上面との間の離間距離を調節するため、前記熱エネルギ源に回転するように連結された調節自在のねじスペーサであって、前記調節自在のねじスペーサの頂部が前記熱エネルギ源の上面の上にある所定位置まで回転することによって調節される調節自在のねじスペーサと、
前記熱エネルギ源の前記上面のねじスペーサ上に前記マスク基材よりも前に置かれるとともにねじスペーサに整合した開口部を有する調節プレートであって、ねじスペーサ上に調節プレートを載置した状態で前記調節自在のねじスペーサを開口部を介して回転させ、これによって調節プレートの上面と熱エネルギ源の上面との間の距離を定めながら、調節プレートの加熱状況を所望の温度に到達させることができる調節プレートを含む、システム。 - 請求項4に記載のシステムにおいて、前記放射線感受層と前記上面との間の複数の離間距離を調節するために前記熱エネルギ源に回転可能に連結された複数の追加の調節自在のねじスペーサであって、前記追加の調節自在のねじスペーサの頂部が前記熱エネルギ源の上面上にある様々な位置まで回転させることによって調節される、ねじスペーサと、
調節プレートに設けられ、前記追加の調節自在のねじスペーサを回転させることができるように前記追加の調節自在のねじスペーサと整合した複数の追加の開口部とを含む、システム。 - 請求項5に記載のシステムにおいて、前記複数の追加の開口部は、調節プレートの周辺部に設けられた穴を含む、システム。
- 請求項4に記載のシステムにおいて、前記調節自在のねじスペーサの頂部が前記熱エネルギ源の上面上にある位置で前記調節自在のねじスペーサと接触するように前記熱エネルギ源に取り付けられた断熱体を更に含む、システム。
- 請求項7に記載のシステムにおいて、前記断熱体は、厚さが約200μm以下のポリイミドフィルムのシートを含む、システム。
- マスク基材に設けられた放射線感受層を加熱するため調節自在の熱修正システムであって、前記マスク基材が前記熱修正システムに位置決めされている場合に前記マスク基材を変位させるように調節できる調節自在のスペーサを含む、熱修正システムと、
前記調節自在のスペーサが前記熱修正システムに位置決めされている場合に、マスク基材よりも前に調節自在のスペーサ上に置かれるとともに、調節自在のスペーサへ接近しかつスペーサの調節を可能にする開口部を持つ調節プレートであって、前記調節自在のスペーサ上に調節プレートを載置した状態で調節自在のスペーサを開口部を介して回転させ、これによって調節プレートの上面と熱エネルギ源の上面との間の距離を定めながら、調節プレートの加熱状況を所望の温度に到達させることができる調節プレートを含む、システム。 - 請求項9に記載のシステムにおいて、
前記調節自在のスペーサは調節自在のねじスペーサを含み、
前記調節プレートの開口部は、前記調節自在のねじスペーサのヘッドよりも小さい、システム。 - 請求項9に記載のシステムにおいて、前記調節自在のねじスペーサと前記マスク基材との間の伝導による熱伝達を減少するための断熱体手段を更に含む、システム。
- 露呈された放射線感受層を持つマスク基材を加熱するための熱エネルギ源であって、少なくとも前記マスク基材と同じ大きさの上面を持ち、複数のねじ穴を前記上面の様々な位置に有する熱エネルギ源と、
前記複数のねじ穴にねじ込んだ複数の調節自在のねじスペーサであって、スロット及びヘッド上面を備えたヘッドを持ち、前記ヘッド上面をホットプレート上面に対して移動するために回転されるように作動でき、前記ヘッド上面を前記ホットプレート上面の上方に延長するために回転されるように作動できる、複数のねじスペーサと、
前記熱エネルギ源に取り付けられた複数の断熱体であって、前記マスク基材と接触する上面と対応する調節自在のねじスペーサのヘッド上面と接触する下面とを各々有し、対応する調節自在のねじスペーサのスロットへ接近できる穴を各々有する複数の断熱体と、
前記複数の調節自在のねじスペーサを前記マスク基材の加熱前に調節できる調節プレートと、を含み
前記調節プレートは、前記マスク基材よりも前に調節自在のねじスペーサ上に置かれるとともに、調節自在のねじスペーサへ接近しかつねじスペーサの調節を可能にする開口部を持ち、このため、調節自在のスペーサ上に調節プレートを載置した状態で調節自在のねじスペーサを開口部を介して回転させ、これによって調節プレートの上面と熱エネルギ源の上面との間の距離を定めながら、調節プレートの加熱状況を所望の温度に到達させることができる、システム。 - 請求項12に記載のシステムにおいて、
前記調節プレートの厚さは前記マスク基材の厚さとほぼ同じであり、
前記調節プレートは、前記複数の断熱体の前記上面と接触する下面を有し、
前記調節プレートは、対応する調節自在のねじスペーサのスロットへ接近できる断熱体の穴と各々対応する複数の穴を有する、システム。 - 請求項12に記載のシステムにおいて、前記複数の断熱体は、厚さが約100μm以下のポリマーフィルムを含む、システム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記ポリマーフィルムはポリイミドを含む、システム。
- 請求項9に記載のシステムにおいて用いられる調節プレートであって、前記調節自在のスペーサが前記熱修正システムの上作用面の上方に位置決めされている場合に、前記マスク基材よりも前に調節自在のスペーサ上に置かれるとともに、調節自在のスペーサへ接近しかつスペーサの調節を可能にする開口部を持ち、このため、調節自在のスペーサ上に調節プレートを載置した状態で調節自在のスペーサを開口部を介して回転させ、これによって調節プレートの上面と熱エネルギ源の上面との間の距離を定めながら、調節プレートの加熱状況を所望の温度に到達させることができる、調節プレート。
- 請求項16に記載の調節プレートにおいて、前記調節プレートは、熱修正システムの上作用面の上方に位置決めされている場合に、前記熱修正システムの複数の調節自在のスペーサへの接近及び調節を可能にする複数の開口部を有し、これらの複数の開口部は、前記調節プレートに設けられた穴を含む、調節プレート。
- 請求項16に記載の調節プレートにおいて、
前記調節自在のスペーサは調節自在のねじスペーサを含み、これらの調節自在のねじスペーサは、所定のヘッド直径のヘッド及び回転係合用インターフェースを有し、
前記調節マスクの開口部の直径は、調節自在のねじスペーサへの接近及び回転調節を可能にするのに十分大きく、ヘッド直径よりも小さい、調節プレート。 - 請求項16に記載の調節プレートにおいて、前記調節プレートの厚さは、熱修正システムによって修正が施されるべき露呈画像を持つマスク基材の厚さとほぼ同じである、調節プレート。
- 請求項16に記載の調節プレートにおいて、前記熱修正システムの複数の追加の調節自在のスペーサへの接近及び調節を可能にする複数の追加の開口部を更に含む、調節プレート。
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