JP5459945B2 - 位相シフトフォトマスク及びその製造方法 - Google Patents

Description

発明の背景

（発明の分野）
本発明の実施形態は、一般的に、半導体業界で用いる集積回路を製造するためのフォトマスクに関し、特に、位相シフトフォトマスク及びその製造方法に関する。

（関連技術の説明）
集積回路（ＩＣ）又はチップの製造において、チップの異なる層のパターンは、再利用可能なフォトマスク又はレチクルを用いて作成される。一般的に、１５〜３０以上のセットのレチクルを用いてチップを構築する。レチクルは繰り返し用いることができる。本明細書では、「フォトマスク」及び「レチクル」という用語は、同じ意味で用いられる。各フォトマスクは、半導体基板上に配置されたフォトレジスト層に、各チップ層の設計をリソグラフィー的に転写又は印刷する。フォトマスクの精度は非常に重要である。というのは、フォトマスクの欠陥はチップに転写されて、回路性能に悪影響を及ぼす可能性があるためである。

従来のフォトマスクは、概して、クロムのパターン化層を有する光透過性のガラス又は石英を含んでおり、これが、フォトレジスト層に転写すべき画像の不透明領域を形成する。最新のサブ１５０ｎｍフィーチャーを印刷するのに好適なフォトマスクは、各リソグラフィーシステムの照射源が用いる光の干渉特性を利用しており、位相シフトフォトマスクとして業界では一般的に知られている。位相シフトフォトマスクは、交互の光路長を有する領域のパターンを含む。一般的に、近接領域において、光路長の差は、フォトレジストを露光するのに用いる光の波長の約半分である。かかるフォトマスクは、従来のフォトマスクの光学的な制限を超える解像度の画像の転写を促す。

しかしながら、位相シフトフォトマスクの開発に注ぐ業界の相当の努力にも係わらず、フォトマスク及びその製造方法の更なる改善が望まれている。

概要

位相シフトフォトマスク及びその製造方法が提供される。一実施形態において、位相シフトフォトマスクは、透明基板上に形成されたパターン化フィルムスタックを含む。フィルムスタックは、基板に配置され、光に対する所定値の透明度を有する第１の層と、第１の層上に配置された第２の層とを含み、第１及び第２の層を選択して、実質的に光に透明な開口部を通過する光に対して第１及び第２の層を通過する光において１８０度位相シフトとなるようにする。

他の実施形態において、位相シフトフォトマスクは、基板と、基板上に形成され、そこに形成された少なくとも１つの開口部を有し、基板の一部を露出するフィルムスタックとを含み、フィルムスタックは、タンタル層上に配置された少なくとも二酸化ケイ素層を含み、フィルムスタック及び基板は、基板に対してフィルムスタックを通過する光の１８０度位相シフトとなる特徴を有する。

更に他の実施形態において、位相シフトフォトマスクを製造する方法は、リソグラフィーシステムの照射源により生成される光に実質的に透明な基板を提供する工程であって、基板がフィルムスタックを含み、フィルムスタック及び基板が、基板に対して、フィルムスタックを通過する光の１８０度位相シフトとなる特徴を有し、フィルムスタックは、犠牲上層、光に対して所定値の透明度を有する第１の層と、光に実質的に透明な第２の層とを有する工程と、犠牲上層上にパターン化エッチングマスクを形成する工程と、犠牲上層の露出部分をエッチングする工程と、第２の層の露出部分をエッチングする工程と、エッチングストップ層として基板を用いて、第１の層の露出部分をエッチングする工程と、パターン化エッチングマスクを除去する工程と、犠牲上層を除去する工程とを含む。

さらに他の実施形態において、位相シフトフォトマスクを製造する方法は、タンタル（Ｔａ）層と、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層と、クロム（Ｃｒ）含有層と、Ｃｒ含有層上にパターン化フォトレジストエッチングマスクとを有する石英基板を提供する工程と、エッチングマスクを通して、露出したＣｒ含有層の部分をエッチングする工程と、エッチングされたＣｒ含有層を通して、露出したＳｉＯ２層の部分をエッチングする工程と、エッチングストップ層として基板を用いて、エッチングされたＳｉＯ２層を通して、露出したＴａ層の部分をエッチングする工程と、Ｃｒ含有層を除去する工程とを含む。

発明の開示は、本発明の全範囲及び範囲の代表例として意図されるものでも、解釈されるべきものでもなく、これらの及び追加の態様は、特に添付図面を併せて利用すると、詳細な説明から容易に明白となるであろう。

詳細な説明

図１は、本発明の一実施形態による位相シフトフォトマスク（ＰＳＭ）を製造する方法１００を示すフロー図である。ある実施形態において、本方法は、別個の処理リアクタを用いて実施される。変形実施形態において、少なくとも２つの方法工程を、同じ処理リアクタ（即ち、イン・サイチュ）又は異なるリアクタで実施してよい。

例示の一実施形態において、方法１００のエッチングプロセス（ブロック１０６、１０８及び１１０を参照して論じる）は、カリフォルニア州、サンタクララ（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）のアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．）より入手可能なテトラ（Ｔｅｔｒａ）Ｉ又はテトラ（Ｔｅｔｒａ）ＩＩフォトマスクプラズマリアクタ又は分離プラズマ源（ＤＰＳ、登録商標）リアクタを用いて実施される。これらのリアクタの際立った特徴について、図３を参照して以下に述べる。ＤＰＳ（登録商標）ＩＩリアクタは、同じく、アプライドマテリアルズ社より入手可能なセンチュラ（Ｃｅｎｔｕｒａ、登録商標）統合処理システムの処理モジュールとして一般的に用いられる。当業者であれば、かかるエッチングプロセスはまた、その他の機器メーカーより入手可能なエッチングリアクタを用いて実施してもよいことが容易に理解されるであろう。

図２Ａ〜２Ｈは、図１の方法１００の連続ブロック中に製造されるＰＳＭのフィルムスタックを含む基板の一部の概略断面図である。図２Ａ〜２Ｈの断面図は、方法１００の個々の処理工程を示している。本発明を最も良く理解するためには、図１及び図２Ａ〜２Ｈを同時に参照して読むべきである。サブプロセス及びリソグラフィールーチン（例えば、フォトレジストの露光及び現像、ウエハクリーニング手順等）は当業者に周知であり、それ自体は、図１及び図２Ａ〜２Ｈには図示していない。

ＰＳＭを製造するのに好適なフィルムスタック２２０を基板２０２上に形成するとき、方法１００は、ブロック１０２で始まる（図２Ａ）。特定の一実施形態において、基板２０２は、リソグラフィーシステムに用いるように適合されている。基板２０２は、かかるＰＳＭを用いて、リソグラフィーシステムの照射源により提供される光、例えば、１９３ｎｍ、１５８ｎｍ、又はこれより短い波長で放射される遠紫外線エキシマレーザーの光に対して光学的に透明な石英又はその他材料（例えば、ガラス）から形成してよい。

フィルムスタック２２０は、通常、基板２０２上に連続して堆積された、半透明層２０４、位相シフト層２０６及び犠牲保護層２０８を含む。一実施形態において、層２０４及び２０６は、異なる順番で、基板２０２上に堆積されていてもよい。犠牲保護層２０８は、通常、方法１００中に用いるエッチングプロセスに対して抵抗性のある材料から形成されていて、半透明層２０４及び位相シフト層２０６がパターン化される。

図２Ａに示す実施形態において、フィルムスタック２２０は、連続的に堆積したタンタル（Ｔａ）層２０４、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２、又は石英）層２０６、及びクロム（Ｃｒ）層２０８を含む。Ｔａ層の厚さは約５〜約５０ｎｍの範囲である。かかる厚さまで形成すると、Ｔａ層２０４は、リソグラフィーシステムで用いる照射源の光に対する所定値の透明度を提供する。ＳｉＯ_２層２０６は、照射源の光に対して実質的に透明であり、約５０〜約３００ｎｍの範囲の所定の厚さまで形成される。製造されているＰＳＭにおいて、ＳｉＯ_２層２０６（及び、ある実施形態においては、Ｔａ及びＳｉＯ_２又は石英層を併せた影響）は、マスクを通過する時、リソグラフィーシステムに用いる光での所定の位相シフト（例えば、約１８０度の位相シフト）を促す。Ｃｒ層２０８は、約２０〜約２００ｎｍの範囲の厚さを有する犠牲保護層である。一実施形態において、層２０４、２０６及び２０８の厚さは、それぞれ、約２０、１５０及び６０ｎｍである。

層２０４、２０６及び２０８は、同様の光学又は物理特性を有するその他の材料から製造してよいものと考えられる。具体的には、層２０４は、照射源の光に対して制御された透明度を提供する材料から形成してよく、層２０６は、その光に透明な材料から形成してよい。一方、層２０８の材料は、方法１００の処理工程とのその適合性に基づいて選択される。例えば、変形実施形態において、層２０４、２０６及び２０８は、ＭｏＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚスタックから製造してよい。このように、フィルムスタック２２０の層にＴａ、ＳｉＯ_２及びＣｒを特定して用いることは典型例であり、本発明の範囲を限定するものではない。

フィルムスタック２２０の層は、従来の薄膜堆積技術、例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマエンハンスドＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）等を用いて形成することができる。層は、例えば、アプライドマテリアルズ社より入手可能なセンチュラ（ＣＥＮＴＵＲＡ）（登録商標）、エンデュラ（ＥＮＤＵＲＡ）（登録商標）及びその他処理システムの対応のリアクタ、又はその他機器メーカーの処理リアクタを用いて堆積してよい。

ブロック１０４で、フォトレジスト層２１０を、犠牲保護層２０８（図２Ｂ）に適用して、従来のリソグラフィールーチンを用いて、層２１０をパターン化し、フォトレジストマスク２１６を形成する（図２Ｃ）。フォトレジストマスク２１６の開口部が、方法１００の連続工程中に、フィルムスタック２００の層に形成すべきフィーチャー２１４の場所及びトポグラフィー寸法を画定する。フィーチャー２１４は、コンタクト、トレンチ、ＯＰＣフィーチャー等といった形状をはじめとする異なるトポグラフィー又は形状を有していてもよい。

層２１０は、光の反射を制御する任意の反射防止層２１２（想像で示してある）を含んでいてもよく、これを用いて、フォトレジスト層２１０をパターン化し、光の反射から生じる、パターン転写プロセスにおける不正確さを減じる。層２１２は、一般的に、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、ポリアミド等といった材料の１枚以上のフィルムから形成される。

ブロック１０６で、犠牲保護層２０８は、フォトレジストマスク２１６をエッチングマスクとして用いてエッチングされる（図２Ｄ）。ブロック１０６のエッチングプロセスの完了により、フィーチャー２１４は、マスク２１６から犠牲保護層２０８へ転写される。
一実施形態において、Ｃｒ層２０８は、少なくとも１種類の塩素含有ガス（例えば、塩素（Ｃｌ_２））又は少なくとも１種類のフッ素含有ガス（例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）又は四フッ化炭素（ＣＦ_４））を含むプラズマを用いてエッチングされる。Ｃｒをエッチングするかかるプロセスは、２００６年３月２８日発行の本発明の譲受人に譲渡された米国特許第７，０１８，９３４ Ｂ２号に記載されている。Ｃｒ層２０８をエッチングするのにその他の好適なエッチングプロセスを利用してもよいものと考えられている。

ブロック１０８で、位相シフト層２０６は、フォトレジストマスク２１６、及び任意で、或いは更に、犠牲保護層２０８の下にある部分をエッチングマスクとして用いてエッチングされる（図２Ｅ）。変形実施形態（図示せず）において、位相シフト層２０６をエッチングする前に、フォトレジストマスク２１６を、例えば、従来のアッシング又はウェットエッチングプロセスを用いて除去してもよい。前のブロック１０６中、フォトレジストマスク２１６は部分的に腐食される恐れがあるため、パターン化された犠牲保護層２０８を、層２０６に形成されているフィーチャー２１４のトポグラフィーを画定するハードエッチングマスクとして用いる。

ブロック１０８のエッチングプロセスは、半透明層２０４をエッチングストップ層として用いる。エッチングプロセスの終点を決めるために、エッチングリアクタは終点検出システムを用いて、特定の波長、レーザー干渉、プロセス時間の制御等でプラズマ放出をモニターしてもよい。特定の実施形態において、３３６３オングストロームの四フッ化ケイ素（ＳｉＦ_４）分子線での放出が、終点検出システムにより用いられてもよい。この代わりに、３８７１〜３８８３オングストロームのシアン（ＣＮ）分子線での放出が、終点検出システムにより用いられてもよい。

一実施形態において、ＳｉＯ_２層２０６は、約２〜約１００ｓｃｃｍの流量で四フッ化炭素（ＣＦ_４）及び約５〜約１００ｓｃｃｍの流量でトリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）を提供し（すなわち、約１：５０：〜約１０：１の範囲のＣＦ_４：ＣＨＦ_３流量比）、約１３．５６ＭＨｚの周波数で約１００〜約１５００Ｗのプラズマ電源を印加し、約５００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの周波数で約１０〜約２００Ｗのバイアス電力を印加し、チャンバ圧を約０．５〜約２０ミリトルに維持することによりエッチングされる。ある実施形態において、エッチングプロセスは連続波又はパルスプラズマ源及び／又は連続波又はパルスバイアス電力を用いる、又はマルチステップエッチングプロセスとして実施してもよい。ある実施形態において、上述した方法の組み合わせを用いてもよい。

一実施形態において、ＣＦ_４は、約１２．５ｓｃｃｍの流量で提供され、ＣＨＦ_３は、約２２．５ｓｃｃｍの流量で提供され（すなわち、約１：１．８のＣＦ_４：ＣＨＦ_３流量比）、約１３．５６ＭＨｚの周波数で約４２５Ｗのプラズマ電源、約５０Ｗのバイアス電力が印加され、且つチャンバ圧は約２ミリトルに維持される。かかるエッチングプロセスにより、約８８〜９０度の側壁角度を有するフィーチャー２１４が形成される。プロセスでは、Ｃｒ（層２０８）に対するＳｉＯ_２（層２０６）のエッチング選択性は約１５：１であり、フォトレジスト（マスク２１６）に対するＳｉＯ_２のエッチング選択性は少なくとも約０．５：１である。

他の実施形態において、ブロック１０８は、２００５年１月８日出願の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１１／０３１，８８５号に記載されたエッチングプロセスを用いてもよい。

ブロック１１０で、半透明層２０４は、フォトレジストマスク２１６、及び、任意で、又は更に、犠牲保護層２０８の下にある部分をエッチングマスクとして用いてエッチングされる（図２Ｆ）。ブロック１１０のエッチングプロセスは、基板２０２をエッチングストップ層として用いる。特定の実施形態において、３３１１オングストロームのタンタル線での放出が、終点検出システムにより用いられる。

他の実施形態において（図示せず）、半透明層２０４をエッチングする前に、フォトレジストマスク２１６を、例えば、従来のアッシング又はウェットエッチングプロセスを用いて除去してもよい。前のステップ１０６及び１０８中、フォトレジストマスク２１６が部分的に腐食される恐れがあるため、パターン化された犠牲保護層２０８を、層２０４に形成されているフィーチャー２１４のトポグラフィーを画定するハードエッチングマスクとして用いる。

一実施形態において、Ｔａ層は、約１０〜約２００ｓｃｃｍの流量で塩素（Ｃｌ_２）及び約１０〜約２００ｓｃｃｍの流量でアルゴン（Ａｒ）を提供し（すなわち、約１：２０：〜約２０：１の範囲のＣｌ_２：Ａｒ流量比）、約１３．５６ＭＨｚの周波数で約７５〜約１５００Ｗのプラズマ電源を印加し、約５〜約１００Ｗのバイアス電力を印加し、チャンバ圧を約１〜約２０ミリトルに維持することによりエッチングされる。ある実施形態において、エッチングプロセスは連続波又はパルスプラズマ源及び／又は連続波又はパルスバイアス電力を用いる、又はマルチステップエッチングプロセスとして実施してもよい。ある実施形態において、上述した方法の組み合わせを用いてもよい。

一実施形態において、Ｃｌ_２は、４０ｓｃｃｍの流量で提供され、Ａｒは、約４０ｓｃｃｍの流量で提供され（すなわち、約１：１のＣｌ_２：Ａｒ流量比）、約１３．５６ＭＨｚの周波数で約３００Ｗのプラズマ電源、約２５Ｗのバイアス電力が印加され、且つチャンバ圧は約２ミリトルに維持される。プロセスでは、石英（基板２０２、層２０６）に対するＴａ（層２０４）のエッチング選択性は少なくとも約１０：１であり、フォトレジスト（マスク２１６）に対するＴａのエッチング選択性は約１：１である。

ブロック１１２で、フォトレジストマスク２１６は、例えば、アッシング又はウェットエッチングプロセスを用いて、フィルムスタック２２０から除去してもよい（図２Ｇ）。ブロック１０８及び１１０を参照して上述した通り、ある実施形態において、フォトレジストマスク２１６は、これらのステップのうち１つの間に除去してもよい。このように、ブロック１１２は、製造シーケンスにおいてこの点で必要とされない。

ブロック１１４で、犠牲保護層２０８は、位相シフト層２０８から除去される（図２Ｈ）。一実施形態において、ブロック１１４では、少なくとも１種類の過塩素酸系溶剤（例えば、供給業者の中でも特に、マサチューセッツ、ダンバー（Ｄａｎｖｅｒｓ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）のトランセン社（Ｔｒａｎｓｅｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，）より入手可能なシアンテック（Ｃｙａｎｔｅｋ）ＣＲ−７ｓ、ＣＲＥ−４７３、ＴＦＤ／１０２０等）を用いるウェットエッチングプロセスを実施する。このプロセスでは、石英（基板２０２、層２０６）に対するＣｒ（層２０８）のエッチング選択性少なくとも約２０：１、Ｔａ（層２０４）に対するＣｒのエッチング選択性約１０：１が達成される。この代わりに、ブロック１０６を参照して上述したエッチングプロセスを用いて、犠牲保護層２０８を除去してもよい。

犠牲保護層２０８を除去した後、基板２０２は、フィルムスタック２２０の残りの部分と共に、ＰＳＭ２１８を形成する。動作中、ＰＳＭ２１８の領域２２２を伝播するリソグラフィーシステムの照射源からの光線２２４は、基板２０２及びフィーチャー２１４を伝播する線に対する所定の位相シフトを受ける。ＰＳＭ２１８を用いて、構成要素の限界寸法が少なくとも約４５ｎｍ以下である集積回路を製造してよい。ブロック１１４の完了により、方法１００は終了する。

図３は、方法１００のエッチングプロセスを実施するのに好適な典型的な処理リアクタの高レベル概略図である。リアクタ３００の特定の実施形態は例示の目的のために提供されており、本発明の範囲を限定するのに用いられないものとする。例えば、他のメーカー製のものをはじめとする他の種類のエッチングリアクタを適合して、本発明の方法を実施してもよい。

リアクタ３００は、通常、導電性本体（壁）３０４内に配置された基板台座３２４を有するプロセスチャンバ３０２と、コントローラ３４６とを含む。リアクタ３００はまた、プロセス制御、内部診断、終点検出等の従来のシステムも含む。かかるシステムは、サポートシステム３５４として集合的に示されている。

図示した実施形態において、チャンバ３０２は、実質的に平坦な誘電性シーリング３０８を有している。チャンバ３０２の他の修正例は、その他の種類のシーリング、例えば、ドーム形シーリングを有していてもよい。プラズマ生成アンテナ３１０が、シーリング３０８の上に配置されている。アンテナ３１０は、選択的に制御してよい１つ以上の誘導コイル要素を含む（図には２つの同軸要素３１０ａと３１０ｂが示されている）。アンテナ３１０は、第１の整合ネットワーク３１４を通して、プラズマ電源３１２に連結されている。プラズマ電源３１２は、約５０ｋＨｚ〜約１３．５６ＭＨｚの範囲又はそれ以上の調整可能な無線周波数（ＲＦ）で、約３０００ワット（Ｗ）まで出すことができる。

基板台座（カソード）３２４は、第２の整合ネットワーク３４２を通して、バイアス電源３４０に連結されている。バイアス電源３４０は、約１３．５６ＭＨｚの周波数で約１５００Ｗまでを提供し、連続かパルスのいずれかの電力を生成することができる。他の実施形態において、源３４０は、異なる周波数で操作される、或いはＤＣ又はパルスＤＣ源であってもよい。

一実施形態において、ＤＰＳ（登録商標）ＩＩリアクタとして、基板サポート台座３２４は、静電チャック３６０を含む。静電チャック３６０は、少なくとも１つのクランプ電極３３２を含み、チャック電源３６６により制御される。他の実施形態において、テトラ（Ｔｅｔｒａ）Ｉ又はテトラ（Ｔｅｔｒａ）ＩＩフォトマスクリアクタとして、基板台座３２４は、サセプタクランプリング、メカニカルチャック等といった基板保持機構を含んでいてもよい。

チャンバ壁３０４は、金属から形成され、リアクタの電気接地３０６に連結されている。壁３０４の温度は、壁３０４に配置された液体含有管（図示せず）を用いて制御してよい。

ガスパネル３２０が、プロセスチャンバ３０２に連結されて、プロセス及び／又はその他ガスをプロセスチャンバ３０２の内部に提供する。図示した実施形態において、ガスパネル３２０は、側壁３０４のチャネル３１８に形成された１つ以上の入口３１６に連結されている。この代わりに、又は、これに加えて、入口３１６はまた、例えば、プロセスチャンバ３０２のシーリング３０８に提供されていてもよい。チャンバ３０２のガス圧は、スロットルバルブ３６２及び真空ポンプ３６４を用いて制御される。

レチクルアダプタ３８２を用いて、基板（レチクルやその他ワークピース等）３２２を基板サポート台座３２４に固定する。レチクルアダプタ３８２は、通常、台座３２４の上表面をカバーする下部３８４と、開口部３８８を有する上部３８６と、端部リング３２６とを含む。開口部３８８は、基板３２２を保持するサイズ及び形状である。アダプタ３８２は、ポリイミド、セラミック又は石英等、エッチング及び高温抵抗性のある材料から形成されている。かかるレチクルアダプタの１つは、２００１年６月２６日発行の本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，２５１，２１７号に開示されている。

動作中、リフト機構３３８を用いてアダプタ３８２を上げ下げして、基板サポート台座３２４の基板３２２を昇降する。リフト機構３３８は、各合わせ穴３３６を通して動く複数のリフトピン（１つのリフトピン３３０が図示されている）を含む。

基板３２２の温度は、基板台座３２４の温度を安定化することにより制御される。一実施形態において、基板サポート台座３２４は、ヒータ３４４と、任意のヒートシンク３２８とを含む。一実施形態において、ヒータ３４４は、少なくとも１つの加熱要素３３４を含んでおり、これは、ヒータ電源３６８により調節される。任意で、ガス源３５６からの裏側ガス（例えば、ヘリウム（Ｈｅ））が、ガス管３５８を介して、基板台座３２４の上表面近傍に形成されたチャネルへ提供される。裏側ガスを用いて、台座３２４と基板３２２の間の熱伝達を促す。或いは、ヒータ３４４は、その中を熱伝導流体が流れるよう構成された１本以上の流体管を含んでいてよい。

コントローラ３４６は、リアクタ３００のコンポーネントの制御を促し、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３５０、メモリ３４８及びサポート回路３５２を含む。コントローラ３４６は、工業環境に用いる汎用コンピュータプロセッサの任意の形態のうちの１つであってよい。メモリ３４８は、ローカル又はリモートの容易に入手可能なメモリのうち１つ以上であってよい。サポート回路３５２は、通常、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路及びサブシステム等を含む。一般的に、本発明の方法１００のエッチングプロセスは、ソフトウェアルーチンとして、メモリ３４８、又はＣＰＵ３５０にアクセス可能なその他コンピュータ読取り可能な媒体に保存される。或いは、又はこれに加えて、かかるソフトウェアルーチンはまた、リアクタ３００から遠隔配置されたＣＰＵ（図示せず）により保存又は実行されてもよい。

本発明を特定の例示的な実施形態を参照して説明してきたが、これらの実施形態は本発明の原理及び応用の単なる例示に過ぎないものと考えられる。従って、本発明の技術思想及び範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に対し多くの修正を行うことができ、その他の構成を考案してよく、その範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。

上に挙げた本発明の構成が詳細に理解できるように、上に簡単にまとめた本発明を、添付図面にいくつか図解された実施形態を参照してより具体的に説明する。しかしながら、添付図面は本発明の代表的な実施形態を例示するだけであり、その範囲を制限するものとは解釈されず、本発明は他の同様に有効な実施形態も認めることに留意すべきである。

本発明の一実施形態に係る位相シフトフォトマスクを製造する方法を示すフロー図である。 〜 図１の方法の連続工程における位相シフトフォトマスクのフィルムスタックを含む基板の一部の概略断面図である。 図１の方法の一部を実施するのに好適な例示の処理リアクタの高レベル概略図である。

理解を促すために、図面で共通する同一の構成要素を示すのに、可能な場合は、同一の参照番号を用いている。ただし、適切な場合は、かかる構成要素を区別するために添え字を付加してある。図面の画像は、例示の目的で単純化されており、縮尺は合っていない。一実施形態の構成又は工程は、特に挙げていないが、他の実施形態にも有利に組み込まれるものと考えられる。

Claims (17)

1. リソグラフィーシステムの照射源により生成される種類の光に対して実質的に透明な基板と、
   前記基板上に形成され、少なくとも１つの開口部を有するパターン化フィルムスタックとを含む位相シフトフォトマスクであって、
   フィルムスタックは、
   前記基板に配置され、前記光に対して所定値の透明度を有する第１の層と、
   第１の層上に配置された第２の層であって、前記第１及び第２の層を選択して、前記第１及び第２の層を通して形成された前記開口部を通過する光に対して、前記第１及び第２の層を通過する光において１８０度位相シフトとなるようにし、前記第２の層が二酸化ケイ素（ＳｉＯ _２ ）層である第２の層と、
   前記第２の層上に配置され、クロムを含む第３の層を含む位相シフトフォトマスク。
2. 前記第１の層がタンタル（Ｔａ）層であり、前記基板が石英又はガラスから形成されている請求項１記載のフォトマスク。
3. 前記フィルムスタックがＭｏＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚスタックとして形成されている請求項１記載のフォトマスク。
4. 前記第１の層がタンタル（Ｔａ）から形成されており、約５〜約５０ｎｍの厚さを有し、
   前記第２の層が約５０〜約３００ｎｍの厚さを有する請求項１記載のフォトマスク。
5. 前記フィルムスタック及び基板が、前記基板のみを通過する光に対して、前記フィルムスタックを通過する光の１８０度位相シフトとなる特徴を有している請求項２記載のフォトマスク。
6. リソグラフィーシステムの照射源により生成される光に実質的に透明な基板を提供する工程であって、前記基板がフィルムスタックと基板を含み、前記フィルムスタックに形成された開口部を通過する光に対して前記フィルムスタックを通過する光の１８０度位相シフトとなる特徴を有し、前記フィルムスタックが、
   犠牲上層と、
   前記光に対して所定値の透明度を有し、金属で形成された第１の層と、
   前記光に実質的に透明な、誘電体で形成された第２の層を更に含む工程と、
   前記犠牲上層上にパターン化エッチングマスクを形成する工程と、
   前記犠牲上層の露出部分をエッチングする工程と、
   前記第２の層の露出部分をエッチングする工程と、
   エッチングストップ層として前記基板を用いて、前記第１の層の露出部分をエッチングする工程であって、前記第１の層の露出部分をエッチングする工程は、塩素及びアルゴンを約１：２０〜約２０：１の範囲内の流量で処理チャンバ内に供給する工程を含み、前記第１の層のエッチングは、少なくとも約１０：１の前記基板に対する前記第１の層の選択性を有する工程と、
   前記パターン化エッチングマスクを除去する工程と、
   前記犠牲上層を除去する工程を含み、
   前記残りのフィルムスタック及び基板が、前記フィルムスタックの開口部を通過する光に対して前記フィルムスタックを通過する光の１８０度位相シフトとなる特徴を有する位相シフトフォトマスクを製造する方法。
7. 前記基板が石英で形成されており、
   前記パターン化エッチングマスクがフォトレジストを含み、
   前記犠牲上層がクロム（Ｃｒ）で形成され、約２０〜約２００ｎｍの厚さを有し、
   前記第１の層がタンタル（Ｔａ）で形成され、約５〜約５０ｎｍの範囲の所定の厚さを有し、
   前記第２の層が二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）で形成され、約５０〜約３００ｎｍの範囲の所定の厚さを有する請求項６記載の方法。
8. 前記犠牲上層の前記露出部分をエッチングする工程が、
   少なくとも１種類の塩素含有ガス又は少なくとも１種類のフッ素含有ガスを含むプラズマを提供する工程を更に含む請求項７記載の方法。
9. 前記第２の層の前記露出部分をエッチングする工程が、
   四フッ化炭素（ＣＦ_４）及びトリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）を、約１：５０〜約１０：１の範囲の流量比ＣＦ_４：ＣＨＦ_３で流す工程と、
   約１００〜約１５００Ｗのプラズマ電源を印加する工程と、
   約１０〜約２００Ｗのバイアス電力を印加する工程と、
   前記処理チャンバのガス圧を約０．５〜約２０ミリトルに維持する工程とを更に含む請求項７記載の方法。
10. 前記第１の層の前記露出部分をエッチングする工程が、
    約７５〜約１５００Ｗのプラズマ電源を印加する工程と、
    約５〜約１００Ｗのバイアス電力を印加する工程と、
    前記処理チャンバのガス圧を約１〜約２０ミリトルに維持する工程とを含む請求項７記載の方法。
11. パターン化エッチングマスクを、アッシングプロセス又はウェットエッチングプロセスを用いて除去する工程を更に含む請求項７記載の方法。
12. 前記犠牲上層を、少なくとも１種類の過塩素酸系溶剤、又は少なくとも１種類の塩素含有ガス又は少なくとも１種類のフッ素含有ガスを含むプラズマを用いて除去する工程を更に含む請求項７記載の方法。
13. タンタル（Ｔａ）層と、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）層と、クロム（Ｃｒ）含有層と、前記Ｃｒ含有層上にパターン化フォトレジストエッチングマスクとを有する石英基板を提供する工程と、
    前記エッチングマスクを通して露出した前記Ｃｒ含有層の部分をエッチングする工程と、
    前記エッチングされたＣｒ含有層を通して露出した前記ＳｉＯ_２層の部分をエッチングする工程と、
    前記エッチングされたＳｉＯ_２層を通して露出した前記Ｔａ層の部分を、前記基板をエッチングストップ層として用いてエッチングする工程であって、前記Ｔａ層の露出部分をエッチングする工程は、塩素及びアルゴンを約１：２０〜約２０：１の範囲内の流量で処理チャンバ内に提供する工程を含み、Ｔａのエッチングは、少なくとも約１０：１の前記石英基板に対する前記Ｔａ層の選択性を有する工程と、
    前記パターン化エッチングマスクを除去する工程と、
    前記Ｃｒ含有層を除去する工程とを含む位相シフトフォトマスクを製造する方法。
14. 前記Ｃｒ含有層が約２０〜約２００ｎｍの厚さを有し、前記ＳｉＯ_２層が約５０〜約３０ｎｍの厚さを有しており、前記Ｔａ層が約５〜約５０ｎｍの厚さを有している請求項１３記載の方法。
15. 前記ＳｉＯ_２層の前記露出部分をエッチングする工程が、
    四フッ化炭素（ＣＦ_４）及びトリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）を、約１：５０〜約１０：１の範囲の流量比ＣＦ_４：ＣＨＦ_３で処理チャンバ内に提供する工程と、
    約１００〜約１５００Ｗのプラズマ電源を印加する工程と、
    約１０〜約２００Ｗのバイアス電力を印加する工程と、
    前記処理チャンバのガス圧を約０．５〜約２０ミリトルに維持する工程とを更に含む請求項１３記載の方法。
16. 前記Ｔａ層の前記露出部分をエッチングする工程が、
    約７５〜約１５００Ｗのプラズマ電源を印加する工程と、
    約５〜約１００Ｗのバイアス電力を印加する工程と、
    前記処理チャンバのガス圧を約１〜約２０ミリトルに維持する工程とを更に含む請求項１３記載の方法。
17. 前記Ｃｒ含有層を除去する工程が、少なくとも１種類の過塩素酸系溶剤、又は少なくとも１種類の塩素含有ガス又は少なくとも１種類のフッ素含有ガスを含むプラズマに前記Ｃｒ含有層を曝露する少なくとも１つの工程を更に含む請求項１３記載の方法。

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