JP6298418B2 - リソグラフィマスク、リソグラフィ装置及び方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィマスク、リソグラフィ装置、及びデバイス製造方法に関
する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に適用する機械で
ある。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。
このような場合、代替的にマスク又はレチクルと呼ばれるマスクを使用して、ＩＣの個々
の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射感応性材料（
レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１
つ又は幾つかのダイの一部を含む）に結像することができる。一般的に、１枚の基板は、
順次露光される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。既知のリソグラフ
ィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部
分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あ
るいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）
にビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナ
と、を含む。

[0003] 解像度がより小さいパターンを基板上に投影できるリソグラフィ装置は徐々に改
良されてきた。このような改良の１つには、リソグラフィ装置の投影システムと基板との
間に液体を供給することが含まれる。これによって、開口数（ＮＡ）が１．０以上（例え
ば、１．３５ＮＡ）の投影システムが得られる。

[0004] （液浸リソグラフィを使用する場合など）高開口数が使用される場合、放射をパ
ターニングするために使用されるマスクは望ましくない位相効果を引き起こすことがある
。特に、マスクのトポグラフィ（すなわちマスクの表面にわたる不均一性）は、パターニ
ングされた放射に望ましくない位相オフセットを生じることがある。このような位相オフ
セットは、パターンが基板上に投影される精度を低下させることがある。

[0005] 例えば、本明細書に定義されるか、その他に定義されるかに関わらず、当技術分
野の１つ以上の問題点を除去又は軽減するマスクを提供することが望ましい。

[0006] 本発明の一態様によれば、特定の（例えば所定の）波長の放射を実質的に透過さ
せる基板を備えるリソグラフィマスクであって、基板はあるパターンで放射吸収材料を有
し、パターンは特定の波長の放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構成され
、吸収材料の厚さは特定の波長を吸収材料の屈折率で除した値に実質的に等しい、リソグ
ラフィマスクが提供される。

[0007] 本発明の別の態様によれば、特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備え
るリソグラフィマスクであって、基板はあるパターンで放射吸収材料を有し、パターンは
特定の波長の放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構成され、吸収材料の厚
さは放射波長を吸収材料の屈折率で除した値に等しいか又はその１０％以内である第１の
範囲内にある、リソグラフィマスクが提供される。

[0008] 本発明の別の態様によれば、特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備え
るリソグラフィマスクであって、基板はあるパターンで放射吸収材料を有し、パターンは
特定の波長の放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構成され、吸収材料の厚
さは放射波長を吸収材料の屈折率で除した値に等しいか又はその２０％以内である第２の
範囲内にある、リソグラフィマスクが提供される。

[0009] 第１の範囲又は第２の範囲内にある吸収材料の厚さは、位相シフト特性と、吸収
材料により特定の波長の放射に与えられる得られる像のコントラストと、に依存してさら
に選択されてもよい。

[0010] 吸収材料の厚さは、位相シフト特性と、吸収材料により特定の波長の放射に与え
られる得られる像のコントラストと、を最適化するように選択されてもよい。

[0011] 吸収材料は、異なる屈折率を有する複数の材料層を備えてもよく、吸収材料の屈
折率は、材料層の屈折率の平均値であると見なされ、平均値は、放射ビームが通過する異
なる材料の特性を考慮に入れた値であってもよい。

[0012] リソグラフィマスクは、上述のように定められる第１の厚さの第１の放射吸収材
料を有する第１のパターンを備えてもよく、リソグラフィマスクは、第２の厚さの第２の
放射吸収材料を有する第２のパターンをさらに備え、第１の厚さと第２の厚さは異なって
いる。

[0013] 第１のパターンは機能パターンでよく、第２のパターンは測定パターンでよい。

[0014] 第１の放射吸収材料は、第２の放射吸収材料と同じ材料でよい。

[0015] 特定の波長は、１９３ｎｍ、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎ
ｍのうちの１つでよい。

[0016] 本発明の別の態様によれば、あるパターンで放射吸収材料を有する反射基板を備
えるリソグラフィマスクであって、パターンは、特定の波長の放射ビームの断面に別のパ
ターンを付与するように構成され、吸収材料の厚さは、オフセットを考慮に入れた上で、
特定の波長を吸収材料の屈折率の２倍で除した値と実質的に等しいか又はその倍数である
、リソグラフィマスクが提供される。

[0017] 本発明の別の態様によれば、基板を設けるステップと、照明システムを使用して
特定の波長の放射ビームを提供するステップと、マスクを使用して放射ビームの断面に別
のパターンを与えるステップと、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分
に投影するステップと、を含む方法であって、マスクは、放射ビームを透過し、放射吸収
材料があるパターンで備えられる基板を備え、吸収材料の厚さは、放射波長を吸収材料の
屈折率で除した値に実質的に等しい方法が提供される。

[0018] 本発明の別の態様によれば、特定の波長の放射を実質的に透過する基板を備える
リソグラフィマスクであって、基板は、あるパターンで放射吸収材料を有し、パターンは
、特定の波長の放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構成され、放射吸収材
料のパターンは、第１のピッチを有する複数の構造と、第２のピッチを有する複数の構造
と、を備え、吸収材料の厚さは、第１のピッチを有する構造及び第２のピッチを有する構
造がリソグラフィ装置の投影システムを使用して投影される際に実質的に等しいベストフ
ォーカス面を有するような厚さである、リソグラフィマスクが提供される。

[0019] 本発明の別の態様によれば、特定の波長の放射を実質的に透過する基板を備える
リソグラフィマスクであって、基板は、あるパターンで放射吸収材料を有し、パターンは
、特定の波長の放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構成され、放射吸収材
料のパターンは、第１のピッチを有する複数の構造と、第２のピッチを有する複数の構造
と、を備え、吸収材料の厚さは、第１のピッチを有する構造及び第２のピッチを有する構
造がリソグラフィ装置の投影システムを使用して投影される際に実質的に等しい像シフト
を受けるような厚さである、リソグラフィマスクが提供される。像シフトとは、結像シス
テムの光軸に実質的に垂直な方向に結像した後の構造の像変位のことである。

[0020] 本発明の別の態様によれば、あるパターンで放射吸収材料を有する反射基板を備
えるリソグラフィマスクであって、パターンは、特定の波長の放射ビームの断面に別のパ
ターンを付与するように構成され、放射吸収材料のパターンは、第１のピッチを有する複
数の構造と、第１のピッチと比較して異なる第２のピッチを有する複数の構造と、を備え
、吸収材料の厚さは、第１のピッチを有する構造のベストフォーカス面と第２のピッチを
有する構造のベストフォーカス面との焦点差が、リソグラフィ装置の投影システムを使用
して投影される際に、吸収材料の厚さに対する焦点差の最小偏差に実質的に対応するよう
な厚さである、リソグラフィマスクが提供される。

[0021] 本発明の別の態様によれば、あるパターンで放射吸収材料を有する反射基板を備
えるリソグラフィマスクであって、パターンは、特定の波長の放射ビームの断面に別のパ
ターンを付与するように構成され、放射吸収材料のパターンは、第１のピッチを有する複
数の構造と、第１のピッチと比較して異なる第２のピッチを有する複数の構造と、を備え
、吸収材料の厚さが、第１のピッチを有する構造が受ける像シフトと、第２のピッチを有
する構造が受ける像シフトとの像シフト差が、吸収材料の厚さに対する像シフト差の最小
偏差に実質的に対応するような厚さである、リソグラフィマスクが提供される。

[0022] リソグラフィ装置の投影システムによる投影後に測定される第１のピッチは、実
質的に、特定の波長の半波長であってもよい。

[0023] リソグラフィ装置の投影システムによる投影後に測定される第１のピッチは特定
の波長よりも小さくてもよく、リソグラフィ装置の投影システムによる投影後に測定され
る第２のピッチは特定の波長よりも大きくてもよい。

[0024] 本発明の別の態様によれば、特定の波長の放射を実質的に透過する基板を備える
ブランクマスクであって、基板は放射吸収材料を有し、放射吸収材料は放射吸収材料内に
パターンを作成するようにエッチングされることができ、放射吸収材料の厚さは、エッチ
ング後における放射吸収材料の厚さが、特定の波長を放射吸収材料の屈折率で除算した値
に実質的に等しいような厚さである、ブランクマスクが提供される。

[0025] 本発明の別の態様によれば、放射吸収材料を備える反射基板を備えるブランクマ
スクであって、放射吸収材料は、放射吸収材料内にパターンを作成するようにエッチング
されることができ、放射吸収材料の厚さは、リソグラフィ装置の投影システムを使用して
特定の波長で投影される際に、吸収材料の厚さに対する焦点差の最小偏差に実質的に対応
するような厚さである、ブランクマスクが提供される。

[0026] 放射感応性レジスト層を放射吸収材料の上に設けてもよい。

[0027] 本発明の別の態様によれば、リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚
さを決定する方法であって、リソグラフィマスクは特定の波長の放射を実質的に透過する
基板を備え、基板はリソグラフィ装置の投影システムを介して結像するための複数の構造
を形成するように配置された放射吸収材料を備え、異なるピッチを有する複数の構造を選
択するステップと、投影システムを介して結像される際に選択された構造のベストフォー
カス面を決定し、ベストフォーカス面は異なる厚さの放射吸収材料ごとに決定されるステ
ップと、投影システムを用いて結像される際に複数の構造が実質的に等しいベストフォー
カス面を有する放射吸収材料の厚さを選択するステップと、を含む方法が提供される。

[0028] 本発明の別の態様によれば、リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚
さを決定する方法であって、リソグラフィマスクは特定の波長の放射を実質的に透過する
基板を備え、基板はリソグラフィ装置の投影システムを介して結像するための複数の構造
を形成するように配置された放射吸収材料を備え、異なるピッチを有する複数の構造を選
択するステップと、投影システムを介して結像される際に選択された構造の像シフトを決
定し、像シフトは異なる厚さの放射吸収材料ごとに決定されるステップと、投影システム
を用いて結像される際に複数の構造が実質的に等しい像シフトを有する放射吸収材料の厚
さを選択するステップと、を含む方法が提供される。

[0029] 本発明の別の態様によれば、リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚
さを決定する方法であって、リソグラフィマスクは反射基板を備え、基板はリソグラフィ
装置の投影システムを用いて結像するための複数の構造を形成するように配置された放射
吸収材料を備え、異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、特定の波長を
用いて投影システムを介して結像される際に選択された構造のベストフォーカス面を決定
し、ベストフォーカス面は異なる厚さの放射吸収材料ごとに決定されるステップと、放射
吸収材料の厚さを、投影システムを用いて構造が結像される際に選択された構造のベスト
フォーカス面間の吸収材料の厚さの関数としての偏差が実質的に最小値に対応するような
厚さに選択するステップと、を含む方法が提供される。

[0030] 本発明の別の態様によれば、リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚
さを決定する方法であって、リソグラフィマスクは反射基板を備え、基板はリソグラフィ
装置の投影システムを用いて結像するための複数の構造を形成するように配置された放射
吸収材料を備え、異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、特定の波長を
用いて投影システムを介して結像される際に選択された構造の像シフトを決定し、像シフ
トは異なる厚さの放射吸収材料ごとに決定されるステップと、放射吸収材料の厚さを、投
影システムを用いて構造が結像される際に選択された構造の像シフト間の吸収材料の厚さ
の関数としての偏差が実質的に最小値に対応するような厚さに選択するステップと、を含
む方法が提供される。

[0031] ベストフォーカス面の決定又は像シフトの決定は、投影システムを使用した構造
の投影をシミュレートすることによって行ってもよい。

[0032] 複数の構造のうちの第１の構造は、投影システムによる投影後に測定される、特
定の波長の実質的に半分の寸法を有する第１のピッチを備えてもよい。

[0033] 複数の構造のうちの第１の構造は、特定の波長よりも小さいピッチを備えてもよ
く、複数の構造のうちの第２の構造は、特定の波長よりも大きいピッチを備えてもよく、
ピッチは投影システムによる投影後に測定されるピッチである。

[0034] 厚さの選択は、厚さが選択される範囲を定義するステップを含んでもよい。

[0035] 厚さの選択は、特定の波長の放射に対する吸収材料の位相シフト特性に依存して
吸収材料の厚さを選択するステップをさらに含んでもよい。

[0036] 吸収材料の厚さは、吸収材料の位相シフト特性を最適化するようにさらに選択さ
れてもよい。

[0037] 本発明の別の態様によれば、本発明の上記態様のいずれかによる方法を実行する
ように構成されたコンピュータプログラムプロダクトが提供される。

[0038] 本発明の別の態様によれば、放射ビームを調節する照明システムと、マスクを支
持する支持構造と、放射ビームの断面に別のパターンを与える役割を果たすマスクと、基
板を保持する基板テーブルと、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に
投影する投影システムと、を備えるリソグラフィ装置であって、本発明の上記態様のいず
れかによるマスクをさらに備える、リソグラフィ装置が提供される。

[0039] 放射ビームは、偏光放射ビームでよい。

[0040] 偏光放射ビームは、少なくとも２つの偏光状態を有してもよく、第１の偏光状態
の強度は、第２の偏光状態の強度とは異なる。

[0041] 本発明の別の態様によれば、基板を設けるステップと、照明システムを使用して
特定の波長の放射ビームを提供するステップと、本発明の上記態様のいずれかによるマス
クを使用して放射ビームの断面に別のパターンを与えるステップと、パターニングされた
放射ビームを基板のターゲット部分に投影するステップと、を含む方法が提供される。

[0042] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発
明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 本発明の実施形態によるリソグラフィマスクの一部を概略的に示す。 リソグラフィ装置により使用されるマスク上の吸収材料の厚さの関数としてのリソグラフィ装置のベストフォーカスをモデリングするシミュレーションの結果を示すグラフである。 図３のグラフに対応するが異なる吸収材料を使用した効果をシミュレートするグラフである。 図３と図４のグラフに対応するが、異なる吸収材料を使用した効果をシミュレートするグラフである。 図３〜図５のグラフに対応するが、積層された２つの吸収材料を使用した効果をシミュレートするグラフである。 本発明の実施形態による反射マスクの吸収材料の厚さの関数としてのリソグラフィ装置のベストフォーカスをモデリングするシミュレーションの結果を示すグラフである。 ベストフォーカス範囲が吸収材料の厚さの関数としてどのように変化するかを示すグラフである。 図８に示すグラフに対応するが、シミュレーション結果が放射波長で除され、吸収材料の屈折率が乗じられたグラフである。

[0043] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本
明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、こ
れは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、液晶ディスプレ
イ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。このような代替的用途に照らして、本
明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」
又は「ターゲット部分」というより一般的な用語と同義と見なしてよいことが当業者には
認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常
はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツ
ール又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以
上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣ
を生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板とい
う用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0044] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射
（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍの波長
を有する）及び極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲（例えば、
１３．５ｎｍ又は６．７ｎｍであってよい）の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電
磁放射を包含する。

[0045] 支持構造はマスク（レチクルと呼ばれることもある）を保持する。支持構造は、
マスクの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばマスクが真空環境で保持されて
いるか否かに応じた方法でマスクを保持する。この支持体は、機械式クランプ、真空、又
は他のクランプ技術、例えば真空条件下での静電クランプを使用することができる。支持
構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよく、マ
スクが例えば投影システムに対して確実に所望の位置にくるようにできる。

[0046] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光
放射、又は液浸流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学
システム、反射光学システム、反射屈折光学システムを含む様々なタイプの投影システム
を網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」と
いう用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見
なすことができる。

[0047] また、照明システムは、放射ビームを誘導し、整形し、又は制御する屈折、反射
、及び反射屈折光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントを含んでよ
く、そのようなコンポーネントも以下においては集合的に又は単独で「レンズ」とも呼ば
れることがある。

[0048] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（
及び／又は２つ以上の支持構造）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」
機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光
に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0049] また、リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填
するように例えば水などの比較的高い屈折率を有する液体内に基板が浸漬されるタイプで
あってもよい。投影システムの開口数を増加させる液浸技術は当技術分野で周知である。

[0050] 図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この
装置は、
− ビームＰＢ（例えば、ＵＶ放射）を調節する照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
− マスクＭＡを支持し、部品ＰＬに対してマスクを正確に位置決めする第１の位置決め
デバイスＰＭに接続された支持構造（例えば、支持構造）ＭＴと、
− 基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持し、部品ＰＬに対して基板を正確
に位置決めする第２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェー
ハテーブル）ＷＴと、
− マスクＭＡによって放射ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分
Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に結像するように構成された投影システム（例え
ば、屈折型投影レンズ）ＰＬと、
を備える。

[0051] 本明細書で示すように、本装置は（例えば透過マスクを使用する）透過タイプで
ある。あるいは、本装置は（例えば反射マスクを使用する）反射タイプでもよい。

[0052] イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源及びリソグラフ
ィ装置は、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい
。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビー
ムは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバ
リシステムＢＤを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の場合では
、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であっても
よい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと
ともに放射システムと呼ぶことができる。

[0053] イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調整する調整手段ＡＭを備えても
よい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径
範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調整することができる。ま
た、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコン
ポーネントを備えてもよい。イルミネータは、その断面にわたって所望の均一性及び強度
分布を有する、調整された放射ビームＰＢを提供する。

[0054] 放射ビームＰＢは、支持構造ＭＴ上に保持されたマスクに入射する。マスクＭＡ
を横断したビームＰＢは、投影システムＰＬを通過し、投影システムＰＬは、ビームを基
板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩ
Ｆ（例えば干渉計デバイス）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの経路に
おいて様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１の
位置決めデバイスＰＭ及び（図１には明示されていない）別の位置センサを使用して、例
えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、又はスキャン中に、ビームＰＢの経路
に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、オブジェクトテーブ
ルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭとＰＷの部分を形成するロングストロー
クモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）を用
いて実現できる。しかし、ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造ＭＴをシ
ョートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。マスクＭＡ及
び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ
２を使用して位置合わせしてもよい。

[0055] 図示のリソグラフィ装置は、以下の好適なモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状
態に維持される一方、ビームＰＢに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影
される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基
板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィ
ールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズ
が制限される。
２．スキャンモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャン
される一方、ビームＰＢに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわ
ち単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影シス
テムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードで
は、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非
スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（
スキャン方向における）高さが決まる。

[0056] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用
できる。

[0057] リソグラフィ装置を使用してマスクＭＡから基板Ｗにパターンを結像する際に、
合焦されたマスク像が基板上に形成されるように基板を配置することが望ましい。しかし
、マスク表面のトポグラフィは、マスクによって放射がパターニングされる際に放射に位
相差を引き起こすことがある（マスク表面の高さは、例えは約２〜３ナノメートルだけ異
なることがある）。このような位相差の影響は、第１のタイプのフィーチャ（例えば密ラ
イン）の像のベストフォーカスが第１の平面に位置し、第２のタイプのフィーチャ（例え
ば孤立ライン）の像のベストフォーカスが第１の平面とは異なる第２の平面に位置するこ
とである。したがって、第１と第２のタイプのフィーチャの両方でベストフォーカスが達
成される平面に基板を配置することはできないであろう。この問題点を焦点差と呼んでも
よい。焦点差を第１の平面と第２の平面との分離であると見なしてもよい。焦点差は、第
１のピッチを有するパターンフィーチャと第２のピッチを有するパターンフィーチャとの
間にも生じ得る。マスク表面のトポグラフィに起因する焦点差を３Ｄマスク効果と呼んで
もよい。

[0058] 「ベストフォーカス」という用語を、空間像の最良のコントラストが見られる平
面を意味するものと解釈してもよい。場合によっては、（例えばセンサを使用して）空間
像を直接測定することによってベストフォーカスを測定してもよい。場合によっては、パ
ターンが基板に結像されるごとに基板が異なる平面に配置されるようにして、パターンを
基板に複数回結像することによってベストフォーカスを測定してもよい。パターンの各々
の像ごとにパターンのクリティカルディメンションを測定してもよく、これを基板平面の
位置の関数としてプロットしてボサング曲線を作成してもよい。ボサング曲線の最大値又
は最小値をパターンのベストフォーカスを示すものと見なしてもよい。

[0059] 図２は、本発明の実施形態によるマスクＭＡの断面図の一部を概略的に示す。マ
スクＭＡは、基板１と、吸収材料２と、を備えている。基板１は、例えばリソグラフィ装
置の放射ビームＰＢ（例えばＤＵＶ放射）を実質的に透過するガラス又はその他の任意の
適切な材料から形成されてもよい。吸収材料２は、リソグラフィ装置の放射ビームＰＢ（
例えばＤＵＶ放射）を吸収するか、又は放射ビームＰＢの一部を吸収する、例えばケイ化
モリブデン（ＭｏＳｉ）又はその他の適切な材料でよい。ＭｏＳｉの屈折率を修正する１
つ以上のドーパントをＭｏＳｉに加えてもよい。吸収材料２は基板１を完全には覆わず、
パターンとして配置される。したがって、吸収材料２の領域間にギャップ３が存在する。
図２には、マスクＭＡの小部分だけが示されている。実際には、吸収材料２とギャップ３
とは、例えば数千又は数百万のフィーチャを有することがあるパターンを形成するように
配置される。

[0060] リソグラフィ装置の放射ビームＰＢ（図１を参照）は、マスクＭＡに入射する。
放射ビームＰＢは最初に基板１に入射し、基板１を通過する。次に、放射ビームは、吸収
材料２とギャップ３に入射する。吸収材料２に入射した放射は吸収材料を通過するが、吸
収材料により一部吸収される。あるいは、放射は吸収材料２に実質的に完全に吸収され、
放射は吸収材料２を実質的に透過しない。ギャップ３に入射する放射は、大幅に、又は部
分的に吸収されずにギャップを通過する。このようにして、マスクＭＡは放射ビームＰＢ
に別のパターンを付与する。

[0061] 吸収材料２の厚さＴは、放射ビームＰＢが吸収材料を通って進行する際の放射ビ
ームＰＢの波長と実質的に等しい（すなわち吸収材料の屈折率を考慮に入れる）。ある実
施形態では、放射ビームＰＢの波長は１９３ナノメートルでよい。したがって、吸収材料
２の厚さはナノメートル単位で１９３／ｎでよく、ここで、ｎは吸収材料の屈折率である
。

[0062] １９３ナノメートルは、リソグラフィ装置で広く用いられる放射波長である。こ
れは液浸リソグラフィ装置、すなわち水などの流体がリソグラフィ装置の投影システムＰ
Ｓと基板Ｗとの間に配置される装置では従来から使用されている。流体は投影システムに
１．０以上（例えば１．３５ＮＡ）の開口数をもたらすことができる。このような開口数
が使用されると、マスクＭＡのトポグラフィ（すなわち、マスク表面にわたる不均一性）
がパターニングされた放射に望ましくない位相オフセットを生じることがあり、このよう
な位相オフセットは焦点差を引き起こすことがある。焦点差は、リソグラフィ装置によっ
てパターンが基板上に投影される精度を低下させることがある。吸収材料２の厚さが、放
射ビームが吸収材料を通って進行する際の放射ビームの波長に等しい場合は、焦点差は低
減又は除去される。これは、リソグラフィ装置が基板上にパターンを投影し得る精度を大
幅に向上させることができる。

[0063] 放射が吸収材料２を通って進行する必要は必ずしもなく、ある種の吸収材料２の
場合は、実質的にすべての放射が吸収材料２に吸収されてもよい。いずれかの特定の理論
にとらわれずに、吸収材料２の厚さはパターンのギャップ３内に一種の導波路を生成する
ものと考えられる。これらの導波路の寸法は、マスク上のパターンのピッチに関連する（
以下にさらに説明する）焦点差又は像シフト差があるか否かを決定すると思われる。した
がって、吸収材料２がいずれかの衝突放射を透過するか否かはほとんど重要ではないと思
われる。

[0064] リソグラフィ産業では、マスクのトポグラフィに起因する望ましくない位相オフ
セット、及びこれらの位相オフセットに起因する焦点差の大きさは、マスク上の吸収材料
の厚さが薄くなると共に縮小するものと一般に考えられてきた。それは、マスクのトポグ
ラフィ変化の大きさが増すと共に望ましくない位相オフセットの大きさが増し、マスクの
トポグラフィの変化の縮小はより薄い吸収材料層を使用することで最良に達成されるとい
う理解によるものである。しかし、驚くべきことには、それは当てはまらない。そうでは
なく、マスクのトポグラフィに起因する位相オフセットは、（吸収材料が放射ビームの波
長よりも薄い場合は、従来のマスクの場合のように）吸収材料の厚さが薄くなると共に増
大する。さらに、驚くべきことには、望ましくない位相オフセットは、吸収材料の厚さが
吸収材料内の放射ビームの波長に近づくと共に最小に近づく（ゼロであることもある）傾
向がある。それに対応して、吸収材料の厚さが吸収材料内の放射ビームの波長に近づくと
共に、焦点差も最小に近づく（ゼロであることもある）傾向がある。したがって、本発明
のある実施形態では、吸収材料内の放射ビームＰＢの波長に対応する厚さの吸収材料２を
有するマスクが提供される。

[0065] 図３は、リソグラフィ装置のベストフォーカスがマスクの吸収材料の厚さの関数
としてどのように変化するかを測定するシミュレーションの結果を示すグラフである。「
ベストフォーカス」という用語を、最良のコントラストの空間像が得られる平面を意味す
るものと解釈してもよい。シミュレーションはリソグラフィ装置による構造の投影をモデ
リングして、Panoramic Technology社（www.panoramictech.com）から市販されているHyp
erlithソフトウェアによって行われた。リソグラフィ装置による異なる平面範囲への構造
の投影がシミュレートされた。次に、これらの投影された構造のクリティカルディメンシ
ョンの偏差が平面位置の関数として決定され、ボサング曲線が作成された。所与の構造で
は、ボサング曲線の最大値又は最小値が構造のベストフォーカスを示すものと見なされた
。シミュレーションはマスクの異なる厚さの吸収材料で繰り返された。

[0066] シミュレーションでは、波長が１９３ナノメートルの放射と、屈折率が１．４の
吸収材料が使用された。グラフの両軸はナノメートルで測定された単位を示している。シ
ミュレーションの性質上、ベストフォーカス軸上のゼロポイントは任意の位置にある。シ
ミュレーションは、異なる４つのピッチ、すなわち２７０ナノメートル、１３５ナノメー
トル、１１２．５ナノメートル、及び９０ナノメートルを有するパターンで行われた。ピ
ッチの寸法は、従来通りリソグラフィ装置の投影システムＰＳ（図１を参照）の基板側で
のピッチである。これに対して、グラフの水平軸上に示される吸収材料の厚さは投影シス
テムＰＳのマスク側で測定される。

[0067] 図３から分かるように、２７０ナノメートル、１３５ナノメートル、及び１１２
．５ナノメートルのピッチを有するパターンのベストフォーカスはすべて、吸収材料が特
定の厚さを有する場合に互いに交差する（交差は点線の仮想線でマーク付けされている）
。この交差は、吸収材料がその厚さを有する場合に、これらの３つのピッチの場合の焦点
差がゼロであることを示している。交差が生じる吸収材料の厚さは約１３０ナノメートル
である。吸収材料を通過する放射の波長は、１３８ナノメートル（＝１９３／１．４）で
ある。したがって、最小の焦点差をもたらす吸収材料の厚さは十分に放射波長の１０％内
にあり、実質的に放射波長に等しいと見なし得る。差の少なくとも一部はシミュレーショ
ンの限界により生じることがある。これらの限界には、一連の測定からベストフォーカス
を抽出する場合の不確実性が含まれることがある。曲線を一連の結果に当てはめる曲線当
てはめによって、シミュレーション結果が放射波長と吸収材料の屈折率を用いて計算され
た厚さに対応する程度を向上させることができる。

[0068] ９０ナノメートルのピッチパターンは、他のピッチとはやや異なる挙動を示す。
吸収材料の厚さが増すと、９０ナノメートルのピッチでのベストフォーカスは別のピッチ
でのベストフォーカスに近づく。しかし、ベストフォーカスは別のベストフォーカスとは
交差せず、これは焦点差が残ることを示す。９０ナノメートルのピッチのラインが別のピ
ッチのラインと交差しない理由は不明であるが、グラフを作成するために用いられるシミ
ュレーションの限界によるかも知れない。

[0069] 図４は、吸収材料の屈折率が１．４ではなく１．９であること以外は図３を作成
するために用いられるシミュレーションに対応するシミュレーションの結果を示すグラフ
である。図４から分かるように、焦点差は、同様に吸収材料の厚さの関数としての挙動を
示す。すなわち、吸収材料の厚さが増すと焦点差は低減され、焦点差は２７０ナノメート
ル、１３５ナノメートル及び１１２．５ナノメートルのピッチのラインが互いに交差する
位置で最小になる（交差は点線の仮想線でマーク付けされている）。これは吸収材料の厚
さが約１００ナノメートルである場合に生じる。吸収材料を通過する放射波長は１０２ナ
ノメートル（＝１９３／１．９）である。したがって、最小化された焦点差をもたらす吸
収材料の厚さは放射波長の１０％内にあり、実質的に放射波長に等しいと見なし得る。こ
の場合も、曲線を一連の結果に当てはめる曲線当てはめを用いると、シミュレーション結
果が放射波長と吸収材料の屈折率を用いて計算された厚さに対応する程度を向上させるこ
とができる。

[0070] この場合も、９０ナノメートルのピッチパターンは他のピッチとはやや異なる挙
動を示す。吸収材料の厚さが増すと、焦点差は低減されるが、別のピッチで測定された焦
点差とは交差しない。その理由は不明であるが、グラフを作成するために用いられるシミ
ュレーションの限界によるかも知れない。

[0071] 図５は、吸収材料の屈折率が２．３であること以外はこれまでのシミュレーショ
ン対応する別のシミュレーションの結果を示すグラフである。同様の結果が見られ、吸収
材料の厚さが増すと焦点差は低減される。このシミュレーションでは、交差はすべてのピ
ッチ（すなわち９０ナノメートルのピッチを含む）で交差が生じる。焦点差は吸収材料の
厚さが約７５ナノメートルである場合に最小になる（交差は点線の仮想線でマーク付けさ
れている）。吸収材料を通過する放射波長は８４ナノメートル（＝１９３／２．３）であ
る。最小化された焦点差をもたらす吸収材料の厚さは放射波長の約１０％内にあり、実質
的に放射波長に等しいと見なし得る。差の少なくとも一部はシミュレーションの限界によ
り生じることがある。さらに、曲線を一連の結果に当てはめる曲線当てはめを用いると、
シミュレーション結果が放射波長と吸収材料の屈折率を用いて計算された厚さに対応する
程度を向上させることができる。

[0072] 低減された焦点差（例えば焦点差ゼロなどの最小化された焦点差）をもたらすマ
スクの吸収材料の厚さは、従来使用されていたマスクの吸収材料の厚さとは著しく異なっ
ている。例えば、屈折率が１．４の吸収材料のマスク上の厚さは、従来は約４３ナノメー
トルであったであろう。例えば、屈折率が１．９の吸収材料のマスク上の厚さは、従来は
約５０ナノメートルであったであろう。しかし、これらの厚さは両方とも、図３及び図４
に示したシミュレーション結果によって実証されたように、トポグラフィに起因するかな
りの焦点差を生じるであろう。トポグラフィに起因する焦点差は、従来の厚さと比較して
大幅に増した厚さの吸収材料を提供することによって低減することができる。

[0073] 上記実施形態では、吸収材料の厚さを従来の厚さ以上に増すことによってトポグ
ラフィに起因する焦点差が低減される。追加的に又は代替的に、ドーパントを吸収材料に
加えてその屈折率を高めるようにしてもよい。同様に、吸収材料中のモリブデンとケイ酸
塩の相対比率を変更することによって吸収材料の屈折率を修正してもよい。これらのアプ
ローチのいずれかの組合せを用いてもよい。

[0074] 上記実施形態では、吸収材料は単一の材料である。しかし、吸収材料は２つ以上
の材料であってもよい。材料を例えば層として提供してもよく、例えば交互の層の積層と
して提供してもよい。吸収材料が２つ以上の材料である場合は、ベストフォーカス差（例
えば、ゼロ又は最小限の焦点差）を与えるような材料の厚さを吸収材料の平均屈折率を用
いて決定してもよいことをシミュレーションは示している。屈折率の平均は、放射ビーム
が通過する異なる材料の比率を考慮に入れている。例えば、吸収材料の厚さの半分が屈折
率１．４の材料であり、吸収材料の厚さの半分の屈折率が２．４である場合は、吸収材料
の屈折率を（１．４＋２．４）／２＝１．９であると見なしてもよい。この場合に備えら
れるべき吸収材料の厚さを決定するために屈折率１．９を用いてもよい。例えば、吸収材
料の厚さの２／３が屈折率１．４の材料であり、吸収材料の厚さの１／３が屈折率２．４
の材料である場合は、吸収材料の屈折率を［（１．４×２）＋２．４）］／３＝１．７で
あると見なしてもよい。

[0075] 図６は、吸収材料の厚さの半分の屈折率が１．４であり、吸収材料の厚さの半分
の屈折率が２．４であること以外は上記シミュレーションと対応するシミュレーションの
結果を示している。図から分かるように、吸収材料の厚さが増すと焦点差は低減され、焦
点差は、１１２．５ナノメートルのピッチと９０ナノメートルのピッチのラインが互いに
交差する位置で最小になる（交差は点線の仮想線でマーク付けされている）。これは吸収
材料の厚さが約９５ナノメートルである場合に生じる。吸収材料を通過する放射波長は１
０２ナノメートル（＝１９３／１．９）である。したがって、最小化された焦点差をもた
らす吸収材料の厚さは十分に放射波長の１０％内にあり、実質的に放射波長に等しいと見
なし得る。

[0076] 図６のシミュレーションは、屈折率が１．４である材料の単層と、屈折率が２．
４である材料の単層とを用いたものである。しかし、吸収材料を形成するために使用され
る材料の層の数に関わりなく、備えられるべき吸収材料の厚さを決定するために吸収材料
の平均屈折率を用いてもよい。例えば吸収材料を形成するために２つの材料の交互の層の
積層（又は３つ以上の材料からなる積層）が用いられる場合でも、平均屈折率を用いても
よい。

[0077] 本発明の上記実施形態は、焦点差を低減するか又は除去することに向けられたも
のである。焦点差は、リソグラフィ装置の放射ビームが（例えばマスクのトポグラフィに
起因する）偶数次収差を受ける場合に生じる。リソグラフィ装置の放射ビームが奇数次収
差を受ける場合は、パターン像はリソグラフィ装置の光軸に対して横向きに移動すること
がある。これは像シフトと呼ばれる。第１のタイプのフィーチャ（例えば密ライン）の像
の像シフトは第２のタイプのフィーチャ（例えば孤立ライン）ラインの像の像シフトと異
なることがある。本発明の実施形態は、焦点差を低減すると同様に、異なるタイプのフィ
ーチャ（又は異なるピッチのフィーチャ）に像シフトの差を低減することができる。すな
わち、不要な位相オフセットを低減するか、又は除去する厚さを吸収材料に与えることに
よって、像シフトを低減することができる。吸収材料内の放射ビームの波長に実質的に等
しい厚さを吸収材料に与えることによって像シフトを低減することができる。吸収材料内
の放射ビームの波長の１０％以内の厚さを吸収材料に与えることによって像シフトを低減
することができる。吸収材料内の放射ビームの波長の２０％以内の厚さを吸収材料に与え
ることによって像シフトを低減することができる。

[0078] ある実施形態では、パターンをマスクブランクにエッチングしてマスクを作製し
てもよい。パターンをマスクブランクにエッチングする際、基板を貫いてエッチングされ
ない放射吸収材料の領域は、それにも関わらずエッチングによってより薄くなることがあ
る。この薄細化はマスクブランクに提供する放射吸収材料の厚さを決定する際に考慮に入
れてもよい。マスクブランクには、エッチング後に、放射吸収材料の厚さが特定の波長を
放射吸収材料の屈折率で除した値に実質的に等しい厚さになるような厚さの放射吸収材料
層を提供してもよい。マスクブランク上に提供される放射吸収材料の厚さの計算にはエッ
チングの特性（例えばエッチングの継続時間）を考慮に入れてもよい。

[0079] ある実施形態では、マスクに機能パターン（すなわち、操作デバイスの一部を形
成するパターン）を与え、それに加えて機能パターンの一部を形成しない測定パターンを
与えてもよい。測定パターンを、例えば、機能パターンの片側に配置してもよい。測定パ
ターンは、例えば、リソグラフィ装置の基板テーブルＷＴ（図１を参照）に対するマスク
のアライメントを測定するために使用してもよく、又はその他のある種のパラメータを測
定するために使用してもよい。測定パターンを形成するために使用される吸収材料は、機
能パターンを形成するために使用される吸収材料と異なっていてもよい。例えば、測定パ
ターンの吸収材料は、放射ビームを実質的に完全に吸収する材料であってもよい。測定パ
ターンを形成するために使用される吸収材料には、機能パターンを形成するために使用さ
れる吸収材料と異なる厚さを与えてもよい。本発明の実施形態を使用して測定パターンを
形成するために使用される吸収材料の厚さを決定してもよい。

[0080] 放射ビームＰＢが吸収材料によって吸収される程度は、異なるマスクに応じて異
なる。例えば、放射ビームＰＢは、吸収材料を通って進行する際に部分的に吸収されても
よい。あるいは、放射ビームＰＢは、吸収材料を通って進行する際に実質的に完全に吸収
されてもよく、すなわち吸収材料が放射ビームをブロックしてもよい。放射ビームをブロ
ックする吸収材料を有するマスクをバイナリマスクと呼んでもよい。

[0081] 放射ビームがマスクの吸収材料によって部分的に吸収される実施形態では、放射
ビームが吸収材料から出る際の放射ビームの位相は、マスクを使用して形成される空間像
のコントラストに影響を及ぼすことがある。コントラストは例えば、吸収材料を通過する
放射の位相が吸収材料を通過しなかった放射の位相と９０°異なる場合に最大となり得る
。放射の位相は吸収材料の厚さに依存するので、上記のアプローチを用いた吸収材料の厚
さの選択により、マスクを使用して形成される空間像のコントラストを低減させてもよい
。ある用途の分野では、これは重要な関心事ではないことがある。例えば、論理回路を形
成するパターンを結像するためにリソグラフィ装置が使用されている場合は、コントラス
トは焦点差よりも重要ではないと見なしてもよい。焦点差の改善（例えばより良好な臨界
密度の均一性）により得られる利点はコントラストの低減よりも重要であると見なしても
よい。

[0082] ある実施形態では、吸収材料の厚さを選択する際に、マスクにより生じる位相シ
フト、及びこれによって生じるコントラスト、並びにマスクのトポグラフィに起因する焦
点差を考慮に入れてもよい。必要なコントラストの度合いをもたらす一方で、マスクのト
ポグラフィに起因する焦点差及び／又は像シフトを（例えば吸収材料の従来の厚さと比較
して）低減する妥協点を見出してもよい。

[0083] ある実施形態では、吸収材料の上面に反射防止層を設けてもよい。反射防止層の
厚さは、例えば約２ナノメートルでよい。反射防止層は吸収材料の一部を形成するものと
見なされず、したがって吸収材料の厚さの値が示された際に厚さには含まれていない。一
般に、吸収材料の厚さを決定する際に、放射ビームを著しく吸収している材料を考慮に入
れてもよい。

[0084] ある実施形態では、最小化された焦点差をもたらす吸収材料の厚さは放射波長の
２０％以内でよい。これは従来の厚さの吸収材料を備える場合と比較して焦点差及び／又
は像シフトを大幅に低減し得る。

[0085] 本発明の実施形態を透過マスク（すなわち放射を透過するマスク）に関連して記
載してきたが、本発明の実施形態を反射マスク（すなわち放射を反射するマスク）に適用
してもよい。マスクが反射マスクである実施形態では、放射ビームが吸収材料とギャップ
とに入射し、次に、これらを通過して吸収材料とギャップとの背後に位置するリフレクタ
に入射するようにマスクを配置してもよい。マスクが反射マスクである実施形態では、吸
収材料の厚さは、オフセットを考慮に入れた後、特定の波長を吸収材料の屈折率の２倍で
除した値に実質的に等しいか、又はその倍数の値である。

[0086] 図７は、リソグラフィ装置のベストフォーカスが反射マスクの吸収材料の厚さの関数としてどのように変化するかを測定するシミュレーションの結果を示すグラフである。シミュレーションは上にさらに記載したようにHyperlithソフトウェアを使用して実施された。シミュレーションは１３．５ナノメートルの放射波長を使用した。グラフの縦軸はベストフォーカスを示し、ミクロンで測定された単位を示す。シミュレーションの性質上、ベストフォーカス軸上のゼロポイントは任意の位置にある。グラフの水平軸は吸収材料の（高さとして表された）厚さを示し、ナノメートルで測定された単位を示す。シミュレーションは、最小３６ナノメートルから最大１２０ナノメートルの範囲にわたる異なるピッチ範囲を有するパターンについて実施された。ピッチの寸法は、従来通りリソグラフィ装置の投影システムの基板側のピッチの寸法である。吸収材料の厚さは、投影システムＰＳのマスク側で測定された。

[0087] 図７から分かるように、異なるピッチでのベストフォーカス（ベストフォーカス
範囲）間の差は周期的に増減する。さらに、吸収材料の厚さが増すとベストフォーカス差
が低減されるという一般的な傾向がある。図８は、吸収材料の厚さの関数としてベストフ
ォーカス範囲がどのように変化するかを示すグラフである。図８は、ベストフォーカス範
囲が周期的に増減し、吸収材料の厚さが増すとベストフォーカス差が低減する傾向がある
ことを実証している。

[0088] ベストフォーカス範囲が変化する周期は約７ナノメートルである。したがって、
焦点範囲は吸収材料の厚さ約７ナノメートルごとに最小になる。しかし、シミュレーショ
ン結果にはオフセットも含まれ、これは最小の焦点範囲をもたらす吸収材料の厚さを決定
するために考慮に入れる必要がある。この例では、オフセットは約１〜２ナノメートルで
あると見積もられるが、別の値であってもよい。オフセットが生ずる理由の一部は、放射
ビームがマスクに垂直に入射せず、例えば６°の入射角を有することにある。マスクへの
放射ビームの入射角が変化するとオフセットが変化することがある。オフセットが生ずる
理由の一部は、放射ビームがマスクの単一の反射面から反射するのではなく、多層構造か
ら反射し、多層構造に透過することにある。

[0089] 図９は、図８のデータを放射波長で除し、吸収材料の屈折率を乗じた値を示す。
図９から分かるように、ベストフォーカス範囲の周期は０．５であり、約０．１のオフセ
ットがある。０．５の周期は、ベストフォーカスが最小になる吸収材料の各々の放射波長
ごとに吸収材料の厚さが２つあることを実証している。

[0090] 上記は吸収材料の厚さの選択によってベストフォーカス範囲を最小にすることに
関するものであるが、吸収材料の厚さの選択によって像シフトの差を最小にするために対
応するアプローチを用いてもよい。

[0091] 放射ビームＰＢが偏光ビームである場合に本発明の実施形態を使用することが有
利であろう。放射ビームが偏光ビームでない場合は、放射ビームを構成する異なる偏光は
マスクのトポグラフィに起因する焦点差を相殺して、マスクのトポグラフィに起因する顕
著な焦点差は認められないことがある。放射ビームが偏光すると、このような相殺は起こ
らず、本発明の実施形態を使用してマスクのトポグラフィに起因する焦点差を低減し得る
。偏光放射は従来から液浸リソグラフィで使用され、したがって、本発明の実施形態を液
浸リソグラフィに有利に使用し得る。ＥＵＶリソグラフィ装置の放射ビームは、例えば約
６°の主角度を有し、その結果、異なる偏光状態は放射ビームに異なる影響を与える。そ
の結果、反射ビームは２つの偏光方向で異なり、したがって（少なくともある程度は）偏
光されるものと見なすことができる。したがって、本発明の実施形態をＥＵＶリソグラフ
ィに有利に使用し得る。

[0092] 本発明の実施形態を１９３ナノメートルの放射に関して説明してきたが、本発明
の実施形態を他の波長に関連して使用してもよい。これらの波長は例えばその他の紫外線
（ＵＶ）放射（例えば波長３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１５７ｎｍ、又は１２６ｎｍのＵＶ
放射）、及び／又は極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば波長が５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の
ＥＵＶ放射）を含んでもよい。同様に、本発明の実施形態を液浸リソグラフィに関連して
説明してきたが、本発明の実施形態を任意の形態の投影リソグラフィ（例えば非液浸リソ
グラフィ）に関連して使用してもよい。

[0093] 図１及び図２に示すマスクをリソグラフィマスクと呼んでもよい。「リソグラフ
ィマスク」という用語は、リソグラフィ装置で使用するのに適するマスクを意味するもの
と解釈してもよい。

[0094] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を
実践できることが理解される。上記説明は本発明を限定するものではない。例えば、本発
明の実施形態は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ以上のシ
ーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部
に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとるこ
とができる。さらに機械読み取り式命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで実施し
てもよい。２つ以上のコンピュータプログラムを、１つ以上の異なるメモリ及び／又はデ
ータ記憶媒体に記憶してもよい。

[0095] 本発明について、以下の条項を用いてさらに説明する。
１．特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備えるリソグラフィマスクであって、
前記基板はあるパターンで放射吸収材料を有し、前記パターンは前記特定の波長の放射ビ
ームの断面に別のパターンを付与するように構成され、前記吸収材料の厚さが前記特定の
波長を前記吸収材料の屈折率で除した値に実質的に等しいリソグラフィマスク。
２．特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備えるリソグラフィマスクであって、
前記基板はあるパターンで放射吸収材料を有し、前記パターンは前記特定の波長の放射ビ
ームの断面に別のパターンを付与するように構成され、前記吸収材料の厚さは前記放射波
長を前記吸収材料の屈折率で除した値に等しいか又はその１０％以内である第１の範囲内
にある、リソグラフィマスク。
３．特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備えるリソグラフィマスクであって、
前記基板はあるパターンで放射吸収材料を有し、前記パターンは前記特定の波長の放射ビ
ームの断面に別のパターンを付与するように構成され、前記吸収材料の厚さは前記放射波
長を前記吸収材料の屈折率で除した値に等しいか又はその２０％以内である第２の範囲内
にある、リソグラフィマスク。
４．前記第１の範囲又は前記第２の範囲内にある前記吸収材料の厚さは、位相シフト特性
と、前記吸収材料により前記特定の波長の放射に与えられる得られる像のコントラストと
、に依存してさらに選択される、条項２又は条項３に記載のリソグラフィマスク。
５．前記吸収材料の厚さは、前記位相シフト特性と、前記吸収材料により前記特定の波長
の放射に与えられる得られる像のコントラストと、を最適化するように選択される、条項
４に記載のリソグラフィマスク。
６．前記吸収材料は、異なる屈折率を有する複数の材料層を有し、前記吸収材料の屈折率
は、前記材料層の屈折率の平均値であると見なされ、前記平均値は、前記放射ビームが通
過する異なる材料の特性を考慮に入れた値である、条項１〜５のいずれかに記載のリソグ
ラフィマスク。
７．前記リソグラフィマスクは、第１の厚さの第１の放射吸収材料を有する第１のパター
ンを備え、前記第１の厚さは、条項１〜６のいずれかに記載のように決定され、前記リソ
グラフィマスクは、第２の厚さの第２の放射吸収材料を有する第２のパターンをさらに備
え、前記第１の厚さと前記第２の厚さは異なる、条項１〜６のいずれかに記載のリソグラ
フィマスク。
８．前記第１のパターンは機能パターンであり、前記第２のパターンは測定パターンであ
る、条項７に記載のリソグラフィマスク。
９．前記第１の放射吸収材料は、前記第２の放射吸収材料と同じ材料である、条項６又は
条項７に記載のリソグラフィマスク。
１０．前記特定の波長は、１９３ｎｍ、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１５７ｎｍ、又は１２
６ｎｍの１つである、条項１〜９のいずれかに記載のリソグラフィマスク。
１１．あるパターンで放射吸収材料を有する反射基板を備えるリソグラフィマスクであっ
て、前記パターンは特定の波長の放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構成
され、前記吸収材料の厚さは、オフセットを考慮に入れた後、前記特定の波長を前記吸収
材料の屈折率の２倍で除した値と実質的に等しいか又はその倍数である、リソグラフィマ
スク。
１２．照明システムを使用して特定の波長の放射ビームを提供するステップと、
マスクを使用して前記放射ビームの断面に別のパターンを与えるステップと、
前記パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するステップと、を
含む方法であって、
前記マスクは、前記放射ビームを透過する基板を備え、前記基板は、あるパターンで備
えられる放射吸収材料を有し、前記吸収材料の厚さは、前記放射波長を前記吸収材料の屈
折率で除した値に実質的に等しい、方法。
１３．特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備えるリソグラフィマスクであって
、前記基板は、あるパターンで放射吸収材料を有し、前記パターンは、前記特定の波長の
放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構成され、前記放射吸収材料のパター
ンは、第１のピッチを有する複数の構造と、前記第１のピッチと比較して異なる第２のピ
ッチを有する複数の構造と、を備え、前記吸収材料の厚さは、前記第１のピッチを有する
前記構造及び前記第２のピッチを有する前記構造がリソグラフィ装置の投影システムを使
用して投影される際に実質的に等しいベストフォーカス面を有するような厚さである、リ
ソグラフィマスク。
１４．特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備えるリソグラフィマスクであって
、前記基板はあるパターンで放射吸収材料を有し、前記パターンは前記特定の波長の放射
ビームの断面に別のパターンを付与するように構成され、前記放射吸収材料のパターンは
、第１のピッチを有する複数の構造と、前記第１のピッチと比較して異なる第２のピッチ
を有する複数の構造とを備え、前記吸収材料の厚さは、前記第１のピッチを有する構造及
び前記第２のピッチを有する構造がリソグラフィ装置の投影システムを使用して投影され
る際に実質的に等しい像シフトを受けるような厚さである、リソグラフィマスク。
１５．あるパターンで放射吸収材料を有する反射基板を備えるリソグラフィマスクであっ
て、前記パターンは、特定の波長の放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構
成され、前記放射吸収材料のパターンは、第１のピッチを有する複数の構造と、前記第１
のピッチと比較して異なる第２のピッチを有する複数の構造と、を備え、前記吸収材料の
厚さは、前記第１のピッチを有する前記構造のベストフォーカス面と前記第２のピッチを
有する前記構造のベストフォーカス面との焦点差が、リソグラフィ装置の投影システムを
使用して投影される際に、吸収材料の厚さに対する前記焦点差の最小偏差に実質的に対応
するような厚さである、リソグラフィマスク。
１６．あるパターンで放射吸収材料を有する反射基板を備えるリソグラフィマスクであっ
て、前記パターンは、特定の波長の放射ビームの断面に別のパターンを付与するように構
成され、前記放射吸収材料のパターンは、第１のピッチを有する複数の構造と、前記第１
のピッチと比較して異なる第２のピッチを有する複数の構造と、を備え、前記吸収材料の
厚さは、前記第１のピッチを有する前記構造が受ける前記像シフトと前記第２のピッチを
有する前記構造が受ける前記像シフトとの像シフト差が、リソグラフィ装置の投影システ
ムを使用して投影される際に、吸収材料の厚さに対する前記像シフト差の最小偏差に実質
的に対応するような厚さである、リソグラフィマスク。
１７．前記リソグラフィ装置の前記投影システムによる投影後に測定される前記第１のピ
ッチは、前記特定の波長の実質的に半分である、条項１３〜１６のいずれかに記載のリソ
グラフィマスク。
１８．前記リソグラフィ装置の前記投影システムによる投影後に測定される前記第１のピ
ッチは前記特定の波長よりも小さく、前記リソグラフィ装置の前記投影システムによる投
影後に測定される前記第２のピッチは前記特定の波長よりも大きい、条項１３〜１６のい
ずれかに記載のリソグラフィマスク。
１９．特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備えるブランクマスクであって、前
記基板は放射吸収材料を有し、前記放射吸収材料は前記放射吸収材料内にパターンを作成
するようにエッチングされることができ、前記放射吸収材料の厚さは、エッチング後にお
ける前記放射吸収材料の厚さが、前記特定の波長を前記放射吸収材料の屈折率で除した値
に実質的に等しいような厚さである、ブランクマスク。
２０．放射吸収材料を有する反射基板を備えるブランクマスクであって、前記放射吸収材
料は、前記放射吸収材料内にパターンを作成するようにエッチングされることができ、前
記放射吸収材料の厚さは、リソグラフィ装置の投影システムを使用して特定の波長で投影
される際に、吸収材料の厚さに対する前記焦点差の最小偏差に実質的に対応するような厚
さである、ブランクマスク。
２１．放射感応性レジスト層は、前記放射吸収材料上に設けられる、条項１９又は条項２
０に記載のブランクマスク。
２２．リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚さを決定する方法であって、前
記リソグラフィマスクは、特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備え、前記基板
は、リソグラフィ装置の投影システムを介して結像するための複数の構造を形成するよう
に配置された放射吸収材料を備え、
異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造のベストフォーカス面を
決定し、前記ベストフォーカス面は異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定されるステ
ップと、
前記投影システムを用いて結像される際に前記複数の構造は実質的に等しいベストフォ
ーカス面を有する前記放射吸収材料の厚さを選択するステップと、を含む、方法。
２３．リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚さを決定する方法であって、前
記リソグラフィマスクは、特定の波長の放射を実質的に透過させる基板を備え、前記基板
は、リソグラフィ装置の投影システムを介して結像するための複数の構造を形成するよう
に配置された前記放射吸収材料を備え、
異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造の像シフトを決定し、前
記像シフトは異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定されるステップと、
前記投影システムを用いて結像される際に前記複数の構造が実質的に等しい像シフトを
有する前記放射吸収材料の厚さを選択するステップと、を含む、方法。
２４．リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚さを決定する方法であって、前
記リソグラフィマスクは反射基板を備え、前記基板はリソグラフィ装置の投影システムを
用いて結像するための複数の構造を形成するように配置された前記放射吸収材料を備え、
異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造のベストフォーカス面を
決定し、前記ベストフォーカス面は異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定されるステ
ップと、
前記吸収材料の厚さを、前記投影システムを用いて前記構造が結像される際に前記選択
された構造のベストフォーカス面間の吸収材料の厚さの関数としての偏差が最小値に実質
的に対応するような厚さに選択するステップと、を含む、方法。
２５．リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚さを決定する方法であって、前
記リソグラフィマスクは反射基板を備え、前記基板はリソグラフィ装置の投影システムを
用いて結像するための複数の構造を形成するように配置された前記放射吸収材料を備え、
異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
特定の波長を用いて前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造の像
シフトを決定し、前記像シフトは異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定されるステッ
プと、
前記放射吸収材料の厚さを、前記投影システムを用いて前記構造が結像される際に前記
選択された構造の像シフト間の吸収材料の厚さの関数としての偏差が最小値に実質的に対
応するような厚さに選択するステップと、を含む、方法。
２６．前記ベストフォーカス面の決定又は前記像シフトの決定は、前記投影システムを用
いて前記構造の投影をシミュレートすることによって行われる、条項２２〜２５のいずれ
かに記載の方法。
２７．前記複数の構造のうちの第１の構造は、前記投影システムによる投影後に測定され
る、前記特定の波長の実質的に半分の寸法を有する第１のピッチを備える、条項２２〜２
６のいずれかに記載の方法。
２８．前記複数の構造のうちの第１の構造は前記特定の波長よりも小さいピッチを備え、
前記複数の構造のうちの第２の構造は前記特定の波長よりも大きいピッチを備え、前記ピ
ッチは前記投影システムによる投影後に測定されたピッチである、条項２２〜２６のいず
れかに記載の方法。
２９．前記厚さを選択するステップは、前記厚さが選択される範囲を定義するステップで
ある、条項２２〜２８のいずれかに記載の方法。
３０．前記厚さを選択するステップは、前記特定の波長に対する前記吸収材料の位相シフ
ト特性に依存して前記吸収材料の厚さを選択するステップをさらに含む、条項２９に記載
の方法。
３１．前記吸収材料の厚さは、前記吸収材料の前記位相シフト特性を最適化するようにさ
らに選択される、条項３０に記載の方法。
３２．条項２２〜３１のいずれかに記載の方法を実行するように構成された、コンピュー
タプログラムプロダクト。
３３．リソグラフィ装置であって、
条項１〜３２のいずれかに記載のマスクと、
放射ビームの断面に別のパターンを与える役割を果たす前記マスクを支持する支持構造
と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システ
ムと、を備える、リソグラフィ装置。
３４．前記放射ビームは、偏光放射ビームである、条項３３に記載のリソグラフィ装置。
３５．前記偏光放射ビームが少なくとも２つの偏光状態を有し、第１の偏光状態の強度は
、第２の偏光状態の強度とは異なる、条項３４に記載のリソグラフィ装置。
３６．照明システムを使用して特定の波長の放射ビームを提供するステップと、
条項１〜３５のいずれかに記載のマスクを使用して前記放射ビームの断面に別のパター
ンを与えるステップと、
前記パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するステップと、を
含む、方法。

[0096] 本発明の態様を適切なハードウェア及び／又はソフトウェアの使用を含む任意の
利便な方法で実施できることが理解されよう。あるいは、本発明の実施形態を実施するた
めにプログラム可能デバイスをプログラムしてもよい。したがって本発明は、また、本発
明の態様を実施する適切なコンピュータプログラムも提供する。このようなコンピュータ
プログラムは、有形のキャリヤ媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ ＲＯＭなど）及び
通信信号などの無形のキャリヤ媒体を含む適切なキャリヤ媒体を担持することができる。

Claims (14)

1. リソグラフィマスクを製造する方法であって、前記リソグラフィマスクは、特定の波長の放射を透過させる基板を備え、前記基板は、リソグラフィ装置の投影システムを介して結像するための複数の構造を形成するように配置された放射吸収材料を備え、前記方法は、
   異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
   前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造のベストフォーカス面を決定するステップであって、前記ベストフォーカス面は、異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定される、ステップと、
   前記投影システムを用いて結像される際に前記複数の構造が等しいベストフォーカス面を有する前記放射吸収材料の厚さを選択するステップと、を含む、方法。
2. リソグラフィマスクを製造する方法であって、前記リソグラフィマスクは、特定の波長の放射を透過させる基板を備え、前記基板は、リソグラフィ装置の投影システムを介して結像するための複数の構造を形成するように配置された放射吸収材料を備え、前記方法は、
   異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
   前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造の像シフトを決定するステップであって、前記像シフトは、異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定される、ステップと、
   前記投影システムを用いて結像される際に前記複数の構造が等しい像シフトを有する前記放射吸収材料の厚さを選択するステップと、を含む、方法。
3. リソグラフィマスクを製造する方法であって、前記リソグラフィマスクは反射基板を備え、前記基板は、リソグラフィ装置の投影システムを用いて結像するための複数の構造を形成するように配置された放射吸収材料を備え、前記方法は、
   異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
   特定の波長を用いて前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造のベストフォーカス面を決定するステップであって、前記ベストフォーカス面は、異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定される、ステップと、
   前記放射吸収材料の厚さを、前記投影システムを用いて前記構造が結像される際に前記選択された構造のベストフォーカス面間の放射吸収材料の厚さの関数としての偏差が最小値に対応するような厚さに選択するステップと、を含む、方法。
4. リソグラフィマスクを製造する方法であって、前記リソグラフィマスクは反射基板を備え、前記基板は、リソグラフィ装置の投影システムを用いて結像するための複数の構造を形成するように配置された放射吸収材料を備え、前記方法は、
   異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
   特定の波長を用いて前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造の像シフトを決定するステップであって、前記像シフトは、異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定される、ステップと、
   前記放射吸収材料の厚さを、前記投影システムを用いて前記構造が結像される際に前記選択された構造の像シフト間の放射吸収材料の厚さの関数としての偏差が最小値に対応するような厚さに選択するステップと、を含む、方法。
5. 前記ベストフォーカス面の決定又は前記像シフトの決定は、前記投影システムを用いて前記構造の投影をシミュレートすることによって行われる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記複数の構造のうちの第１構造は、前記投影システムによる投影後に測定される、前記特定の波長の半分の寸法を有する第１ピッチを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記複数の構造のうちの第１構造は、前記特定の波長よりも小さいピッチを備え、前記複数の構造のうちの第２構造は、前記特定の波長よりも大きいピッチを備え、前記ピッチは、前記投影システムによる投影後に測定されたピッチである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記厚さを選択するステップは、前記厚さが選択される範囲を定義するステップである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記厚さを選択するステップは、前記特定の波長の放射に対する前記放射吸収材料の位相シフト特性に依存して前記吸収材料の厚さを選択するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記放射吸収材料の厚さは、前記放射吸収材料の前記位相シフト特性を最適化するようにさらに選択される、請求項９に記載の方法。
11. リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚さを決定する方法であって、前記リソグラフィマスクは、特定の波長の放射を透過させる基板を備え、前記基板は、リソグラフィ装置の投影システムを介して結像するための複数の構造を形成するように配置された放射吸収材料を備え、
    異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
    前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造のベストフォーカス面を決定するステップであって、前記ベストフォーカス面は、異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定される、ステップと、
    前記投影システムを用いて結像される際に前記複数の構造が等しいベストフォーカス面を有する前記放射吸収材料の厚さを選択するステップと、を含む、方法。
12. リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚さを決定する方法であって、前記リソグラフィマスクは、特定の波長の放射を透過させる基板を備え、前記基板は、リソグラフィ装置の投影システムを介して結像するための複数の構造を形成するように配置された前記放射吸収材料を備え、
    異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
    前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造の像シフトを決定するステップであって、前記像シフトは、異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定される、ステップと、
    前記投影システムを用いて結像される際に前記複数の構造が等しい像シフトを有する前記放射吸収材料の厚さを選択するステップと、を含む、方法。
13. リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚さを決定する方法であって、前記リソグラフィマスクは反射基板を備え、前記基板は、リソグラフィ装置の投影システムを用いて結像するための複数の構造を形成するように配置された前記放射吸収材料を備え、
    異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
    特定の波長を用いて前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造のベストフォーカス面を決定するステップであって、前記ベストフォーカス面は、異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定される、ステップと、
    前記放射吸収材料の厚さを、前記投影システムを用いて前記構造が結像される際に前記選択された構造のベストフォーカス面間の放射吸収材料の厚さの関数としての偏差が最小値に対応するような厚さに選択するステップと、を含む、方法。
14. リソグラフィマスクに設けられる放射吸収材料の厚さを決定する方法であって、前記リソグラフィマスクは反射基板を備え、前記基板は、リソグラフィ装置の投影システムを用いて結像するための複数の構造を形成するように配置された前記放射吸収材料を備え、
    異なるピッチを有する複数の構造を選択するステップと、
    特定の波長を用いて前記投影システムを介して結像される際に前記選択された構造の像シフトを決定するステップであって、前記像シフトは、異なる厚さの前記放射吸収材料ごとに決定される、ステップと、
    前記放射吸収材料の厚さを、前記投影システムを用いて前記構造が結像される際に前記選択された構造の像シフト間の放射吸収材料の厚さの関数としての偏差が最小値に対応するような厚さに選択するステップと、を含む、方法。
    

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