JPH07295200A - 位相シフトリソグラフマスク構造体とその形成方法 - Google Patents
位相シフトリソグラフマスク構造体とその形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光リソグラフシステムに使用される好ましい
位相シフトマスク構造体を提供すること。 【構成】 本発明は、波長λの光放射を利用する光リソ
グラフシステムに使用され、透明基板１０を有する位相
シフトリソグラフマスク構造３００、５００、６００に
おいて、前記透明基板の主表面に隣接して配置され、透
明基板とは化学的に異なる第１材料製の第１透明層１１
と、前記第１透明層に隣接して配置され、前記第１材料
層とは化学的に異なる第２材料製の第２透明層１２と
からなり、前記第２透明層は、そこを貫通する開口を有
するようパターン化され、透明基板の波長λにおける屈
折率は、第１透明層と第２透明層の波長λにおける屈折
率とほぼ等しく、基板と第１透明層との界面における光
放射の光学反射と、第１と第２の透明層の界面における
光学反射とは、存在しない。
位相シフトマスク構造体を提供すること。 【構成】 本発明は、波長λの光放射を利用する光リソ
グラフシステムに使用され、透明基板１０を有する位相
シフトリソグラフマスク構造３００、５００、６００に
おいて、前記透明基板の主表面に隣接して配置され、透
明基板とは化学的に異なる第１材料製の第１透明層１１
と、前記第１透明層に隣接して配置され、前記第１材料
層とは化学的に異なる第２材料製の第２透明層１２と
からなり、前記第２透明層は、そこを貫通する開口を有
するようパターン化され、透明基板の波長λにおける屈
折率は、第１透明層と第２透明層の波長λにおける屈折
率とほぼ等しく、基板と第１透明層との界面における光
放射の光学反射と、第１と第２の透明層の界面における
光学反射とは、存在しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリソグラフに関し、特
に、半導体集積回路、あるいは他の装置の形成に使用さ
れる光リソグラフ技術に関する。さらに本発明はパター
ン化されたマスク構造体に関し、そのような構造体を形
成する方法に関する。
に、半導体集積回路、あるいは他の装置の形成に使用さ
れる光リソグラフ技術に関する。さらに本発明はパター
ン化されたマスク構造体に関し、そのような構造体を形
成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光リソグラフシステムにおいて、光レジ
スト層上に１以外の拡大率を有する光学イメージを形成
するのに使用される、マスクは、通常「レティクル」と
称される。このような光リソグラフシステムにおいて、
レティクルとして使用されるようなマスクの解像度を改
良するために、従来は位相シフトリソグラフマスクが公
知である。この位相シフトマスクは、光源から発射し、
このシステム内のマスクを貫通して伝播する光放射に様
々な位相シフトを与えるような領域を含む。特に、これ
らの位相シフトマスクは、不透明領域と透明領域とを有
する。この透明領域は少なくとも二つの異なる厚さを有
し、それぞれ異なる位相シフト（周囲（大気）に対し、
０ラジアンとπラジアンに等しい）をレティクルとして
使用されるマスクを貫通して伝播する光放射（波長λ）
に与える。層の位相シフトは（ｎ−１）ｄで与えられ、
ここでｎはその層の屈折率を、ｄはその層の厚さを表わ
し、周囲の屈折率は１に等しいと仮定している。
スト層上に１以外の拡大率を有する光学イメージを形成
するのに使用される、マスクは、通常「レティクル」と
称される。このような光リソグラフシステムにおいて、
レティクルとして使用されるようなマスクの解像度を改
良するために、従来は位相シフトリソグラフマスクが公
知である。この位相シフトマスクは、光源から発射し、
このシステム内のマスクを貫通して伝播する光放射に様
々な位相シフトを与えるような領域を含む。特に、これ
らの位相シフトマスクは、不透明領域と透明領域とを有
する。この透明領域は少なくとも二つの異なる厚さを有
し、それぞれ異なる位相シフト（周囲（大気）に対し、
０ラジアンとπラジアンに等しい）をレティクルとして
使用されるマスクを貫通して伝播する光放射（波長λ）
に与える。層の位相シフトは（ｎ−１）ｄで与えられ、
ここでｎはその層の屈折率を、ｄはその層の厚さを表わ
し、周囲の屈折率は１に等しいと仮定している。
【０００３】位相シフトマスク構造体の修理を容易にす
るために、様々なマスク構造が従来提案されている。一
般的なこのような位相シフトマスク構造体２００が、図
１に示されている。この構造体２００は、第４回ホヤ光
マスクシンポジウム（日本）で発表された「位相シフト
マスクシフタ欠陥修繕方法を用いたサブミクロン光リソ
グラフ」（長谷川）に開示された概念の延長上にある。
この構造体２００は、透明な水晶基板１０と一対の上部
位相シフト層９と底部位相シフト層７とを有し、底部位
相シフト層７とパターン化された不透明クロム層１３と
を有する。このパターン化不透明クロム層１３のパター
ンは、このマスクが光リソグラフィシステムで使用され
た際に、形成されるべき所望の光学イメージにあったも
のである。底部エッチング先端検知層６は、透明な水晶
基板１０と底部位相シフト層７とを分離し、上部エッチ
ングストップ層８（酸化錫製）は、この底部位相シフト
層７と上部位相シフト層９とを分離している。上部位相
シフト層９により導入される位相シフト量はπラジアン
で、底部位相シフト層７と上部エッチングストップ層８
により導入される位相シフトの総量はπラジアンに等し
い。
るために、様々なマスク構造が従来提案されている。一
般的なこのような位相シフトマスク構造体２００が、図
１に示されている。この構造体２００は、第４回ホヤ光
マスクシンポジウム（日本）で発表された「位相シフト
マスクシフタ欠陥修繕方法を用いたサブミクロン光リソ
グラフ」（長谷川）に開示された概念の延長上にある。
この構造体２００は、透明な水晶基板１０と一対の上部
位相シフト層９と底部位相シフト層７とを有し、底部位
相シフト層７とパターン化された不透明クロム層１３と
を有する。このパターン化不透明クロム層１３のパター
ンは、このマスクが光リソグラフィシステムで使用され
た際に、形成されるべき所望の光学イメージにあったも
のである。底部エッチング先端検知層６は、透明な水晶
基板１０と底部位相シフト層７とを分離し、上部エッチ
ングストップ層８（酸化錫製）は、この底部位相シフト
層７と上部位相シフト層９とを分離している。上部位相
シフト層９により導入される位相シフト量はπラジアン
で、底部位相シフト層７と上部エッチングストップ層８
により導入される位相シフトの総量はπラジアンに等し
い。
【０００４】構造体２００は突起欠陥領域２１とへこみ
欠陥領域２２とを有するとする。底部エッチング先端検
知層６の目的は、マスク構造体２００の修理を可能にす
ることである。具体的には、この修理とは、へこみ欠陥
領域２２に関しては、へこみ欠陥領域２２（とその周
囲）を、（好ましくない）その下への貫通なしに、底部
エッチング先端検知層６までエッチング（イオンミリン
グ）のプロセスによる欠陥の修理である。上部エッチン
グストップ層８の目的は、上部位相シフト層９の異方性
ドライエッチングにより底部位相シフト層７まで、（好
ましくない）貫通エッチングなしにパターン化を可能と
することである。さらにこの上部エッチングストップ層
８は、マスク構造体２００の修理の間、エンドポイント
検知の機能を有する。この機能とは、突起欠陥領域２１
に関し、突起欠陥領域２１の底表面よりもさらに下側に
貫通することなく、エッチング（イオンミリング）のプ
ロセスを行うことである。
欠陥領域２２とを有するとする。底部エッチング先端検
知層６の目的は、マスク構造体２００の修理を可能にす
ることである。具体的には、この修理とは、へこみ欠陥
領域２２に関しては、へこみ欠陥領域２２（とその周
囲）を、（好ましくない）その下への貫通なしに、底部
エッチング先端検知層６までエッチング（イオンミリン
グ）のプロセスによる欠陥の修理である。上部エッチン
グストップ層８の目的は、上部位相シフト層９の異方性
ドライエッチングにより底部位相シフト層７まで、（好
ましくない）貫通エッチングなしにパターン化を可能と
することである。さらにこの上部エッチングストップ層
８は、マスク構造体２００の修理の間、エンドポイント
検知の機能を有する。この機能とは、突起欠陥領域２１
に関し、突起欠陥領域２１の底表面よりもさらに下側に
貫通することなく、エッチング（イオンミリング）のプ
ロセスを行うことである。
【０００５】マスク構造体２００を修理するために、す
なわち突起欠陥領域２１とへこみ欠陥領域２２により引
き起こされた好ましくない位相シフトの影響を除去する
ために、まず突起欠陥領域２１を上部エッチングストッ
プ層８の上部表面をスキャンする集光イオンビームエッ
チング（イオンミリング）により除去する。このイオン
ミリングは、イオンミリングの間、放射され検知され
て、突起欠陥領域２１の材料により放射される二次イオ
ンまたは二次電子が上部エッチングストップ層８の材料
により放射される二次イオンまたは二次電子に変化する
のを検知すると、終了する。その後、へこみ欠陥領域２
２は、異方性（垂直）エッチングにより、その近傍とと
もに、上部位相シフト層９と底部位相シフト層７と上部
エッチングストップ層８を貫通して、底部エッチング先
端検知層６の上部表面まで、それを全部貫通しないよう
にすることにより、除去される。このようにして、底部
位相シフト層７と上部位相シフト層９と上部エッチング
ストップ層８とを貫通して得られたホールに関連する得
られた位相シフトはπラジアン＋πラジアン＝２πラジ
アン、すなわち所望のゼロ位相シフトに等しくなる。
なわち突起欠陥領域２１とへこみ欠陥領域２２により引
き起こされた好ましくない位相シフトの影響を除去する
ために、まず突起欠陥領域２１を上部エッチングストッ
プ層８の上部表面をスキャンする集光イオンビームエッ
チング（イオンミリング）により除去する。このイオン
ミリングは、イオンミリングの間、放射され検知され
て、突起欠陥領域２１の材料により放射される二次イオ
ンまたは二次電子が上部エッチングストップ層８の材料
により放射される二次イオンまたは二次電子に変化する
のを検知すると、終了する。その後、へこみ欠陥領域２
２は、異方性（垂直）エッチングにより、その近傍とと
もに、上部位相シフト層９と底部位相シフト層７と上部
エッチングストップ層８を貫通して、底部エッチング先
端検知層６の上部表面まで、それを全部貫通しないよう
にすることにより、除去される。このようにして、底部
位相シフト層７と上部位相シフト層９と上部エッチング
ストップ層８とを貫通して得られたホールに関連する得
られた位相シフトはπラジアン＋πラジアン＝２πラジ
アン、すなわち所望のゼロ位相シフトに等しくなる。
【０００６】上記の従来技術は以下のような欠点があ
る。まず、上部エッチングストップ層８と底部エッチン
グ先端検知層６による光学吸収は好ましくないほど大き
く、特に、波長λは、深紫外線（一般的に248nmのエキ
シマレーザ源により放射された光波長の場合）には特に
大きく、このためマスク構造体２００の全透過量は好ま
しくないほど低い。第二に、マスク構造体２００内の様
々な層の異なる材料間の屈折率の不連続性は、好ましく
ない高振幅光反射を引き起こし、その結果、好ましくな
い低全光透過量となる。第三番目として、上部エッチン
グストップ層８と底部エッチング先端検知層６に起因す
る製造方法の複雑さで、それにより製造コストが高く、
これらの層に存在する好ましくないピンホールのため、
低い歩留まりとなる。
る。まず、上部エッチングストップ層８と底部エッチン
グ先端検知層６による光学吸収は好ましくないほど大き
く、特に、波長λは、深紫外線（一般的に248nmのエキ
シマレーザ源により放射された光波長の場合）には特に
大きく、このためマスク構造体２００の全透過量は好ま
しくないほど低い。第二に、マスク構造体２００内の様
々な層の異なる材料間の屈折率の不連続性は、好ましく
ない高振幅光反射を引き起こし、その結果、好ましくな
い低全光透過量となる。第三番目として、上部エッチン
グストップ層８と底部エッチング先端検知層６に起因す
る製造方法の複雑さで、それにより製造コストが高く、
これらの層に存在する好ましくないピンホールのため、
低い歩留まりとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、本
発明は従来のこれらの欠点を解消し、光リソグラフシス
テムに使用される好ましい位相シフトマスク構造体を提
供することである。
発明は従来のこれらの欠点を解消し、光リソグラフシス
テムに使用される好ましい位相シフトマスク構造体を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
に関しては、第１材料と第２材料とを底部透明層と上部
透明層のそれぞれに選択することにより、上部層のパタ
ーン化加工（異方性エッチング）が容易となる。また基
板と第１透明層と第２透明層の両方に対し適切な材料を
選択することにより、後続のマスク修正の間、好ましい
エッチング先端検知が第１透明層と第２透明層の界面
と、第１透明層と基板との界面により、従来の構造の底
部位相シフト層７と上部位相シフト層９との何れかを必
要とすることなく提供できる。
に関しては、第１材料と第２材料とを底部透明層と上部
透明層のそれぞれに選択することにより、上部層のパタ
ーン化加工（異方性エッチング）が容易となる。また基
板と第１透明層と第２透明層の両方に対し適切な材料を
選択することにより、後続のマスク修正の間、好ましい
エッチング先端検知が第１透明層と第２透明層の界面
と、第１透明層と基板との界面により、従来の構造の底
部位相シフト層７と上部位相シフト層９との何れかを必
要とすることなく提供できる。
【０００９】請求項２に記載した発明に関しては、従来
のマスク構造体が上部透明層の上の凹みの形態の欠陥領
域２２か、あるいは底部透明領域の余分な材料の形態に
よる欠陥領域２１か、あるいはその両方の欠陥領域を修
理するような場合においても、従来の技術の欠点は解決
される。一実施例によれば、基板と第２透明層とは同一
の化学成分の材料で形成されている。このような構造に
おいては、底部透明層と上部透明層（底部透明層の上に
上部透明層が重なっている）による波長λの光学放射に
かかる全シフト量は２ｐπ（ｐ＝正整数）に等しい。こ
の構造体においては、基板は、フッ化物、または酸化物
（酸化物の混合物を含む）で、第２透明層は酸化物で、
第１透明層は、フッ化物、または酸化物である。また、
この酸化物は、二酸化シリコン、酸化アルミ、あるいは
その混合物で、フッ化物はフッ素カルシウム、あるいは
フッ素マグネシウムである。請求項４、５の本発明のこ
の構造体の形成方法においても、基板は、フッ化物、ま
たは酸化物（酸化物の混合物を含む）で、第２透明層は
酸化物で、第１透明層は、フッ化物、または酸化物であ
る。また、この酸化物は、二酸化シリコン、酸化アル
ミ、あるいはその混合物で、フッ化物はフッ素カルシウ
ム、あるいはフッ素マグネシウムである。
のマスク構造体が上部透明層の上の凹みの形態の欠陥領
域２２か、あるいは底部透明領域の余分な材料の形態に
よる欠陥領域２１か、あるいはその両方の欠陥領域を修
理するような場合においても、従来の技術の欠点は解決
される。一実施例によれば、基板と第２透明層とは同一
の化学成分の材料で形成されている。このような構造に
おいては、底部透明層と上部透明層（底部透明層の上に
上部透明層が重なっている）による波長λの光学放射に
かかる全シフト量は２ｐπ（ｐ＝正整数）に等しい。こ
の構造体においては、基板は、フッ化物、または酸化物
（酸化物の混合物を含む）で、第２透明層は酸化物で、
第１透明層は、フッ化物、または酸化物である。また、
この酸化物は、二酸化シリコン、酸化アルミ、あるいは
その混合物で、フッ化物はフッ素カルシウム、あるいは
フッ素マグネシウムである。請求項４、５の本発明のこ
の構造体の形成方法においても、基板は、フッ化物、ま
たは酸化物（酸化物の混合物を含む）で、第２透明層は
酸化物で、第１透明層は、フッ化物、または酸化物であ
る。また、この酸化物は、二酸化シリコン、酸化アル
ミ、あるいはその混合物で、フッ化物はフッ素カルシウ
ム、あるいはフッ素マグネシウムである。
【００１０】
【実施例】位相シフトマスク構造体３００は、本発明に
より修理されて、位相シフトマスク構造体６００を形成
する。この構造体３００が、従来の構造体２００と異な
る点は底部エッチング先端検知層６と上部エッチングス
トップ層８が取り除かれて、パターン化されていない底
部位相シフト層１１が、基板と、パターン化された上部
位相シフト層１２との両方と化学的に異なった材料で形
成されている点である。透明な水晶基板１０の屈折率と
底部位相シフト層１１と上部位相シフト層１２の屈折率
は、波長λにおいてはほぼ等しく、透明な水晶基板１０
と底部位相シフト層１１の界面、あるいは底部位相シフ
ト層１１と上部位相シフト層１２の界面で、大きな振幅
光反射が生じないようにしている。また、底部位相シフ
ト層１１と上部位相シフト層１２の（均一な）厚さは、
波長λにおいて、それぞれ、φ1＝（２ｍ＋１）πと、
φ2＝（２ｎ＋１）πの光学位相シフト量に等しい。こ
こで、ｍとｎは整数で、ゼロが好ましい。さらにこれら
の位相シフト量（φ1＋φ2）の総和は２ｐπに等しい。
ここで、ｐは整数である。
より修理されて、位相シフトマスク構造体６００を形成
する。この構造体３００が、従来の構造体２００と異な
る点は底部エッチング先端検知層６と上部エッチングス
トップ層８が取り除かれて、パターン化されていない底
部位相シフト層１１が、基板と、パターン化された上部
位相シフト層１２との両方と化学的に異なった材料で形
成されている点である。透明な水晶基板１０の屈折率と
底部位相シフト層１１と上部位相シフト層１２の屈折率
は、波長λにおいてはほぼ等しく、透明な水晶基板１０
と底部位相シフト層１１の界面、あるいは底部位相シフ
ト層１１と上部位相シフト層１２の界面で、大きな振幅
光反射が生じないようにしている。また、底部位相シフ
ト層１１と上部位相シフト層１２の（均一な）厚さは、
波長λにおいて、それぞれ、φ1＝（２ｍ＋１）πと、
φ2＝（２ｎ＋１）πの光学位相シフト量に等しい。こ
こで、ｍとｎは整数で、ゼロが好ましい。さらにこれら
の位相シフト量（φ1＋φ2）の総和は２ｐπに等しい。
ここで、ｐは整数である。
【００１１】以下の表は材料の選択された組合せを表わ
す。 基板１０ 低部層１１ 上部層１２ 水晶 ＭｇＦ2 ＳｉＯ2 水晶 ＣａＦ2 ＳｉＯ2 水晶 ｘＳｉＯ2＋（１−ｘ）Ａｌ2Ｏ3 ＳｉＯ2 一般的に、ｘは、0.3と0.95の間の分子数である。純粋
なＳｉＯ2の上部位相シフト層１２は、ＣＶＤで堆積さ
れ、混合物のｘＳｉＯ2＋（１−ｘ）Ａｌ2Ｏ3、あるい
は純粋なＭｇＦ2、あるいは純粋なＣａＦ2の底部層は、
適当なターゲトからのスパッタリングにより形成され
る。この上部層と低部層は、それぞれ異なる化学構成物
で形成されるのは好ましく、上部位相シフト層１２のパ
ターン化の間、二次イオンまたは二次電子の検知によ
り、先端エッチング検知を可能とする。
す。 基板１０ 低部層１１ 上部層１２ 水晶 ＭｇＦ2 ＳｉＯ2 水晶 ＣａＦ2 ＳｉＯ2 水晶 ｘＳｉＯ2＋（１−ｘ）Ａｌ2Ｏ3 ＳｉＯ2 一般的に、ｘは、0.3と0.95の間の分子数である。純粋
なＳｉＯ2の上部位相シフト層１２は、ＣＶＤで堆積さ
れ、混合物のｘＳｉＯ2＋（１−ｘ）Ａｌ2Ｏ3、あるい
は純粋なＭｇＦ2、あるいは純粋なＣａＦ2の底部層は、
適当なターゲトからのスパッタリングにより形成され
る。この上部層と低部層は、それぞれ異なる化学構成物
で形成されるのは好ましく、上部位相シフト層１２のパ
ターン化の間、二次イオンまたは二次電子の検知によ
り、先端エッチング検知を可能とする。
【００１２】底部位相シフト層１１は、上部位相シフト
層１２の余分な材料により突起欠陥領域２１を有し、一
方、上部位相シフト層１２は、凹んだ形状のへこみ欠陥
領域２２を有する。この突起欠陥領域２１とへこみ欠陥
領域２２とは、両方とも図２に三角形状で形成されてい
るが、他の形状のものでもありうる。一般的に、欠陥領
域の場所は二次元スキャンニング光マイクロスコープ手
段により検知される。
層１２の余分な材料により突起欠陥領域２１を有し、一
方、上部位相シフト層１２は、凹んだ形状のへこみ欠陥
領域２２を有する。この突起欠陥領域２１とへこみ欠陥
領域２２とは、両方とも図２に三角形状で形成されてい
るが、他の形状のものでもありうる。一般的に、欠陥領
域の場所は二次元スキャンニング光マイクロスコープ手
段により検知される。
【００１３】このへこみ欠陥領域２２を取り除くため
に、集光ガリウムイオンビーム（図示せず）をこの欠陥
領域（とその周辺）にポイントごとに向けるが、突起欠
陥領域２１（あるいはその周辺領域）には向けられな
い。このビームは、イオンミリングのプロセスにより凹
状領域３２を形成し（図３）、この凹状領域３２は、上
部位相シフト層１２と底部位相シフト層１１を完全に貫
通し、透明な水晶基板１０の上部表面に到達する。この
イオンミリングプロセスは、底部位相シフト層１１の材
料により放射される化学的副産物（二次イオンあるいは
二次電子）を検知しながら、透明な水晶基板１０の材料
により放射される化学的副産物へ移行したことを検知す
ると、直ちに中止して、このイオンミリングプロセスの
間、透明な水晶基板１０の上部表面を貫通するのを回避
する。また、透明な水晶基板１０の材料を貫通するイオ
ンミリングの速度は、底部位相シフト層１１の材料を貫
通するイオンミリングの速度よりかなり遅く、このイオ
ンミリングプロセスにより貫通する透明な水晶基板１０
の上部表面に対しガードする。このようにして、構造体
４００が得られる。このイオンビームの中にガリウムイ
オンが含有されているために、この構造体４００には不
透明のひずみ領域３０がイオンビームが照射された領域
の下の領域に形成される。これは後で取り除かれる。何
れにしても、このイオンビームは、凹状領域３２を形成
し、底部位相シフト層１１と上部位相シフト層１２の一
部の領域をカットする。
に、集光ガリウムイオンビーム（図示せず）をこの欠陥
領域（とその周辺）にポイントごとに向けるが、突起欠
陥領域２１（あるいはその周辺領域）には向けられな
い。このビームは、イオンミリングのプロセスにより凹
状領域３２を形成し（図３）、この凹状領域３２は、上
部位相シフト層１２と底部位相シフト層１１を完全に貫
通し、透明な水晶基板１０の上部表面に到達する。この
イオンミリングプロセスは、底部位相シフト層１１の材
料により放射される化学的副産物（二次イオンあるいは
二次電子）を検知しながら、透明な水晶基板１０の材料
により放射される化学的副産物へ移行したことを検知す
ると、直ちに中止して、このイオンミリングプロセスの
間、透明な水晶基板１０の上部表面を貫通するのを回避
する。また、透明な水晶基板１０の材料を貫通するイオ
ンミリングの速度は、底部位相シフト層１１の材料を貫
通するイオンミリングの速度よりかなり遅く、このイオ
ンミリングプロセスにより貫通する透明な水晶基板１０
の上部表面に対しガードする。このようにして、構造体
４００が得られる。このイオンビームの中にガリウムイ
オンが含有されているために、この構造体４００には不
透明のひずみ領域３０がイオンビームが照射された領域
の下の領域に形成される。これは後で取り除かれる。何
れにしても、このイオンビームは、凹状領域３２を形成
し、底部位相シフト層１１と上部位相シフト層１２の一
部の領域をカットする。
【００１４】次に、集光ガリウムイオンビームが、この
イオンミリングプロセスにより、突起欠陥領域２１を除
去するために、突起欠陥領域２１に当てられる。このイ
オンミリングは、ミリングプロセスにより検知される副
産物、すなわち二次イオン、または二次電子が、突起欠
陥領域２１により放射され、その後、別種類の副産物が
底部位相シフト層１１の材料により放射されるのを検知
することにより、すぐに終了する。かくして、イオンミ
リングにより突起欠陥領域２１を除去し、しかし、得ら
れた構造体５００に他の不透明ひずみ領域４１は残す。
イオンミリングプロセスにより、突起欠陥領域２１を除
去するために、突起欠陥領域２１に当てられる。このイ
オンミリングは、ミリングプロセスにより検知される副
産物、すなわち二次イオン、または二次電子が、突起欠
陥領域２１により放射され、その後、別種類の副産物が
底部位相シフト層１１の材料により放射されるのを検知
することにより、すぐに終了する。かくして、イオンミ
リングにより突起欠陥領域２１を除去し、しかし、得ら
れた構造体５００に他の不透明ひずみ領域４１は残す。
【００１５】この構造体５００には、不透明ひずみ領域
３０と４１が存在するが、構造体３００が修理されたも
のである。そして、光リソグラフシステムにおいて、レ
ティクルとして使用される。特に、このイオンビームが
構造体５００の光学性能を劣化させるようなひずみを生
成しないようなもの場合に使用される。この位相シフト
マスク構造体５００が、光リソグラフシステムでレティ
クルとして使用されると、この構造体５００において
は、その透明な水晶基板１０は、パターン化不透明クロ
ム層１３よりも光源により近く配置される。一方、不透
明ひずみ領域３０と４１を除去するのが好ましい場合に
は、即ち、無ひずみ位相シフトマスク構造体６００が好
ましい場合には、厚さＨ2が、上部位相シフト層１２か
ら取り除かれ、厚さＨ0が、透明な水晶基板１０から、
そして厚さＨ1が、底部位相シフト層１１から取り除か
れる。一般的にＨ0、Ｈ1、Ｈ2は、20nmのオーダーであ
る。好ましくは、Ｈ0とＨ1は不透明ひずみ領域３０と４
１の深さよりも大きく、また、Ｈ0、Ｈ1、Ｈ2は、少な
くとも以下の関係式を満足するのがよい。 Ｈ0（ｎ0−１）＝Ｈ1（ｎ1−１）＝Ｈ2（ｎ2−１） （１） ここで、ｎ0は、透明な水晶基板１０の屈折率で、ｎ
1は、底部位相シフト層１１の屈折率で、ｎ2は、上部位
相シフト層１２の屈折率で、これらの屈折率ｎ0、ｎ1、
ｎ2は、全て光リソグラフシステムで使用される波長λ
で測定されたものである。このようにして、不透明ひず
み領域３０と４１が取り除かれて、底部位相シフト層１
１、透明な水晶基板１０、上部位相シフト層１２にそれ
ぞれ形成された第１へこみ領域５１、凹状へこみ領域５
２、へこみ領域５３、第２へこみ領域５４により生成さ
れる付加的な位相シフトシステムが相互に補償される。
この凹状へこみ領域５２は、凹状領域３２とともに凹状
へこみ領域を形成する。
３０と４１が存在するが、構造体３００が修理されたも
のである。そして、光リソグラフシステムにおいて、レ
ティクルとして使用される。特に、このイオンビームが
構造体５００の光学性能を劣化させるようなひずみを生
成しないようなもの場合に使用される。この位相シフト
マスク構造体５００が、光リソグラフシステムでレティ
クルとして使用されると、この構造体５００において
は、その透明な水晶基板１０は、パターン化不透明クロ
ム層１３よりも光源により近く配置される。一方、不透
明ひずみ領域３０と４１を除去するのが好ましい場合に
は、即ち、無ひずみ位相シフトマスク構造体６００が好
ましい場合には、厚さＨ2が、上部位相シフト層１２か
ら取り除かれ、厚さＨ0が、透明な水晶基板１０から、
そして厚さＨ1が、底部位相シフト層１１から取り除か
れる。一般的にＨ0、Ｈ1、Ｈ2は、20nmのオーダーであ
る。好ましくは、Ｈ0とＨ1は不透明ひずみ領域３０と４
１の深さよりも大きく、また、Ｈ0、Ｈ1、Ｈ2は、少な
くとも以下の関係式を満足するのがよい。 Ｈ0（ｎ0−１）＝Ｈ1（ｎ1−１）＝Ｈ2（ｎ2−１） （１） ここで、ｎ0は、透明な水晶基板１０の屈折率で、ｎ
1は、底部位相シフト層１１の屈折率で、ｎ2は、上部位
相シフト層１２の屈折率で、これらの屈折率ｎ0、ｎ1、
ｎ2は、全て光リソグラフシステムで使用される波長λ
で測定されたものである。このようにして、不透明ひず
み領域３０と４１が取り除かれて、底部位相シフト層１
１、透明な水晶基板１０、上部位相シフト層１２にそれ
ぞれ形成された第１へこみ領域５１、凹状へこみ領域５
２、へこみ領域５３、第２へこみ領域５４により生成さ
れる付加的な位相シフトシステムが相互に補償される。
この凹状へこみ領域５２は、凹状領域３２とともに凹状
へこみ領域を形成する。
【００１６】不透明ひずみ領域３０と４１とを取り除
き、構造体６００を形成するために、厚さＨ0が、透明
な水晶基板１０と上部位相シフト層１２の露出領域か
ら、ウェットまたはドライエッチングプロセスにより取
り除かれる。このエッチングプロセスは、底部位相シフ
ト層１１を実質的にエッチングするものではない。ここ
で、底部位相シフト層１１を実質的にエッチングしない
という意味は、光リソグラフシステムにおいて、透明な
水晶基板１０に形成される光学イメージに何らかの欠陥
を及ぼさないものをいう。例えば、透明な水晶基板１０
と上部位相シフト層１２の材料が同一速度でエッチング
されるような酸化物の場合、例えば、二酸化シリコン
（水晶、あるいはＣＶＤ二酸化シリコン）で、底部位相
シフト層１１の材料が、フッ化物、例えば、フッ化カル
シウム、あるいはフッ化マグネシウムの場合、エッチン
グ剤は、ＣＨＦ3、ＣＦ4とＯ2（ウェットフッ素水素
酸、あるいはドライフッ素ガス混合物）を有する。これ
により凹状へこみ領域５２、へこみ領域５３、第２へこ
み領域５４が形成され、それらはすべて深さＨ0を有す
る。この深さＨ0の実際の値は、その後に測定され、あ
るいはエッチング時間、エッチング条件から経験的に決
められる。このようにして、不透明ひずみ領域３０が除
去される。
き、構造体６００を形成するために、厚さＨ0が、透明
な水晶基板１０と上部位相シフト層１２の露出領域か
ら、ウェットまたはドライエッチングプロセスにより取
り除かれる。このエッチングプロセスは、底部位相シフ
ト層１１を実質的にエッチングするものではない。ここ
で、底部位相シフト層１１を実質的にエッチングしない
という意味は、光リソグラフシステムにおいて、透明な
水晶基板１０に形成される光学イメージに何らかの欠陥
を及ぼさないものをいう。例えば、透明な水晶基板１０
と上部位相シフト層１２の材料が同一速度でエッチング
されるような酸化物の場合、例えば、二酸化シリコン
（水晶、あるいはＣＶＤ二酸化シリコン）で、底部位相
シフト層１１の材料が、フッ化物、例えば、フッ化カル
シウム、あるいはフッ化マグネシウムの場合、エッチン
グ剤は、ＣＨＦ3、ＣＦ4とＯ2（ウェットフッ素水素
酸、あるいはドライフッ素ガス混合物）を有する。これ
により凹状へこみ領域５２、へこみ領域５３、第２へこ
み領域５４が形成され、それらはすべて深さＨ0を有す
る。この深さＨ0の実際の値は、その後に測定され、あ
るいはエッチング時間、エッチング条件から経験的に決
められる。このようにして、不透明ひずみ領域３０が除
去される。
【００１７】次に、深さＨ1が上記の式（１）から計算
される。その後、この既知（所望の）深さＨ1が、底部
位相シフト層１１の露出領域から異方性的に除去され、
例えば、透明な水晶基板１０または底部位相シフト層１
１を実質的にエッチングしないようなエッチングプロセ
スにより除去される。例えば、上記の材料の場合、エッ
チング剤は塩化水素酸である。底部位相シフト層１１の
このエッチングは、第１へこみ領域５１の所望の深さＨ
1が得られたときに終了する。実際には、この深さはエ
ッチング時間、エッチング条件等により経験的に決めら
れる。このようにして、不透明ひずみ領域４１が除去さ
れ、同時に不透明ひずみ領域３０と４１の除去により生
成された付加的な位相シフトが互いに補償される。その
後、この構造体６００が、光リソグラフシステムで、レ
ティクルとして使用され、また透明な水晶基板１０はパ
ターン化されたクロム層よりも光源により近く配置され
る。
される。その後、この既知（所望の）深さＨ1が、底部
位相シフト層１１の露出領域から異方性的に除去され、
例えば、透明な水晶基板１０または底部位相シフト層１
１を実質的にエッチングしないようなエッチングプロセ
スにより除去される。例えば、上記の材料の場合、エッ
チング剤は塩化水素酸である。底部位相シフト層１１の
このエッチングは、第１へこみ領域５１の所望の深さＨ
1が得られたときに終了する。実際には、この深さはエ
ッチング時間、エッチング条件等により経験的に決めら
れる。このようにして、不透明ひずみ領域４１が除去さ
れ、同時に不透明ひずみ領域３０と４１の除去により生
成された付加的な位相シフトが互いに補償される。その
後、この構造体６００が、光リソグラフシステムで、レ
ティクルとして使用され、また透明な水晶基板１０はパ
ターン化されたクロム層よりも光源により近く配置され
る。
【００１８】本発明の他の実施例としては、不透明ひず
み領域３０と４１の除去の順序を変えることができる。
また不透明ひずみ領域３０を除去するのに使用されるエ
ッチングプロセスは、底部位相シフト層１１の材料を実
質的に除去せず、最終構造物６００において、Ｈ2、
Ｈ1、Ｈ0が式（１）を満足すればよい。同様に不透明ひ
ずみ領域４１を除去するエッチングプロセスは、透明な
水晶基板１０または上部位相シフト層１２の材料も実質
的に除去せず、ただし、最終構造物６００のＨ2、Ｈ1、
Ｈ0が式（１）を満足すればよい。最後にリソグラフシ
ステムの光源の代わりに、Ｘ線源を使用することもでき
る。
み領域３０と４１の除去の順序を変えることができる。
また不透明ひずみ領域３０を除去するのに使用されるエ
ッチングプロセスは、底部位相シフト層１１の材料を実
質的に除去せず、最終構造物６００において、Ｈ2、
Ｈ1、Ｈ0が式（１）を満足すればよい。同様に不透明ひ
ずみ領域４１を除去するエッチングプロセスは、透明な
水晶基板１０または上部位相シフト層１２の材料も実質
的に除去せず、ただし、最終構造物６００のＨ2、Ｈ1、
Ｈ0が式（１）を満足すればよい。最後にリソグラフシ
ステムの光源の代わりに、Ｘ線源を使用することもでき
る。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、光リソグ
ラフシステムに使用される好ましい位相シフトマスク構
造体を提供することができる。
ラフシステムに使用される好ましい位相シフトマスク構
造体を提供することができる。
【図１】従来の位相シフトマスク構造体の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例により位相シフトマスク構造
体の未修理状態（第１段階）を表わす断面図である。
体の未修理状態（第１段階）を表わす断面図である。
【図３】本発明の一実施例により位相シフトマスク構造
体が修理される状態の第２段階を表わす断面図である。
体が修理される状態の第２段階を表わす断面図である。
【図４】本発明の一実施例により位相シフトマスク構造
体が修理される状態の第３段階を表わす断面図である。
体が修理される状態の第３段階を表わす断面図である。
【図５】本発明の一実施例により位相シフトマスク構造
体の修理が完了した状態を表わす断面図である。
体の修理が完了した状態を表わす断面図である。
６ 底部エッチング先端検知層 ７ 底部位相シフト層（透明な二酸化シリコン製） ８ 上部エッチングストップ層 ９ 上部位相シフト層（透明な二酸化シリコン製） １０ 透明な水晶性基板 １１ 底部位相シフト層 １２ 上部位相シフト層 １３ パターン化不透明クロム層 ２１ 突起欠陥領域 ２２ へこみ欠陥領域 ３０ 不透明ひずみ領域 ３２ 凹状領域 ４１ 不透明ひずみ領域 ５１ 第１へこみ領域 ５２ 凹状へこみ領域 ５３ へこみ領域 ５４ 第２へこみ領域
Claims (5)
- 【請求項１】 波長λの光放射を利用する光リソグラフ
システムに使用され、透明基板（１０）を有する位相シ
フトリソグラフマスク構造（３００、５００、６００）
において、 前記透明基板の主表面に隣接して配置され、透明基板と
は化学的に異なる第１材料製の第１透明層（１１）と、 前記第１透明層に隣接して配置され、前記第１材料層と
は化学的に異なる第２材料製の第２透明層（１２）と、 からなる位相シフトリソグラフマスク構造体において、 前記第２透明層は、そこを貫通する開口を有するようパ
ターン化され、 透明基板の波長λにおける屈折率は、第１透明層と第２
透明層の波長λにおける屈折率とほぼ等しく、 基板と第１透明層との界面における光放射の光学反射
と、第１と第２の透明層の界面における光学反射とは、
ほとんど存在しないことを特徴とする位相シフトリソグ
ラフマスク構造体。 - 【請求項２】 ここで基板と第２透明層とはほぼ同一の
化学構成を有し、 第２透明層（１２）と第１透明層（１１）を貫通する凹
状領域（３２）か、 第１透明層（１１）の第１厚さの分（Ｈ1）を貫通する
第１へこみ領域（５１）と第２透明層（１２）の第２厚
さの分（Ｈ2）を貫通する第２へこみ領域（５４）との
２箇所の領域か、 第１透明層の第１厚さの分を貫通する第１へこみ領域
（５１）と、第２透明層の第２厚さの分を貫通する第２
へこみ領域（５４）と、第１透明層と第２透明層を完全
に貫通し、さらに基板を前記第１厚さ（Ｈ0）まで貫通
する凹状へこみ領域（５２）と３箇所の領域か前記何れ
かの領域を有することを特徴とする請求項１の構造体。 - 【請求項３】 前記第１透明層（１１）と第２透明層
（１２）の各々の重なりあった部分は、均一の厚さを有
し、光放射がこの構造体を貫通する際に、２ｐπラジア
ン（ｐは正整数）に等しい全位相シフトを光放射に与え
ることを特徴とする請求項１または２の構造体。 - 【請求項４】 波長λの光放射を利用する光リソグラフ
システムに使用され、透明基板（１０）を有する位相シ
フトリソグラフマスク構造（３００、５００、６００）
の形成方法において、 前記透明基板の主表面に隣接して配置され、透明基板と
は化学的に異なる第１材料製の第１透明層（１１）を形
成するステツプと、 前記第１透明層に隣接して配置され、前記第１材料層と
は化学的に異なる第２材料製の第２透明層（１２）を形
成するステップと、 からなる位相シフトリソグラフマスク構造体において、 前記第２透明層は、そこを貫通する開口を有するようパ
ターン化され、 透明基板の波長λにおける屈折率は、第１透明層と第２
透明層の波長λにおける屈折率とほぼ等しく、 基板と第１透明層との界面における光放射の光学反射
と、第１と第２の透明層の界面における光学反射とは、
ほとんど存在しないことを特徴とする位相シフトリソグ
ラフマスク構造体の形成方法。 - 【請求項５】 ここで基板と第２透明層とはほぼ同一の
化学構成を有し、 第２透明層（１２）と第１透明層（１１）を貫通する凹
状領域（３２）か、 第１透明層（１１）の第１厚さの分（Ｈ1）を貫通する
第１へこみ領域（５１）と第２透明層（１２）の第２厚
さの分（Ｈ2）を貫通する第２へこみ領域（５４）との
２箇所の領域か、 第１透明層の第１厚さの分を貫通する第１へこみ領域
（５１）と、第２透明層の第２厚さの分を貫通する第２
へこみ領域（５４）と、第１透明層と第２透明層を完全
に貫通し、さらに基板を前記第１厚さ（Ｈ0）まで貫通
する凹状へこみ領域（５２）と３箇所の領域か前記何れ
かの領域を形成するステップを更に有することを特徴と
する請求項４の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US93162192A | 1992-08-18 | 1992-08-18 | |
| US931621 | 1992-08-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07295200A true JPH07295200A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=25461092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21481793A Pending JPH07295200A (ja) | 1992-08-18 | 1993-08-09 | 位相シフトリソグラフマスク構造体とその形成方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5405721A (ja) |
| EP (1) | EP0583942B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07295200A (ja) |
| KR (1) | KR100281151B1 (ja) |
| DE (1) | DE69324636T2 (ja) |
| ES (1) | ES2132192T3 (ja) |
| HK (1) | HK1008699A1 (ja) |
| SG (1) | SG47405A1 (ja) |
| TW (1) | TW284911B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005321699A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Renesas Technology Corp | 位相シフトマスクの製造方法 |
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