JPH10512683A

JPH10512683A - 改善されたイメージングのために吸収／減衰性側壁を備えた移相マスク構造および吸収／減衰性側壁を備えたシフターを作る方法

Info

Publication number: JPH10512683A
Application number: JP6517002A
Authority: JP
Inventors: ヴァスデヴ，プラハラド，ケー．; ロー，カー，クエン
Original assignee: セマテック，インコーポレーテッド
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1998-12-02
Also published as: AU5749494A; EP0680624A1; TW320734B; DE69309111D1; WO1994017450A1; DE69309111T2; EP0680624B1

Abstract

(57)【要約】移相マスクが相シフターを有し、このシフターの側壁は光吸収性または減衰性物質で被覆されている。側壁での光吸収は縁分散を減少させ、かつＰＳＭの移相領域および非移相領域から同様の透過プロファイルを得ることにより解像度を改善する。石英‐空気界面での光分散を抑制または防止するために、吸収性または減衰性側壁を備えたシフターを作る方法がまた提供される。石英基板がパターン化され、トレンチが形成されて、「シフター」を提供する。金属フィルム層をトレンチの側壁に沿って形成して、光吸収特性を与える。１つの技術においては、同形の金属層を非等方的にエッチングし、他の方法ではリフトオフ法によって金属層をフォトレジストと共に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】改善されたイメージングのために吸収／減衰性側壁を備えた移相マスク構造および吸収／減衰性側壁を備えたシフターを作る方法発明の背景１．発明の分野本発明は、半導体デバイスの製造に使用するためのフォトマスクを作る分野に関し、特にサブミクロンリソグラフィー技術に使用するための移相(phase shift ing)フォトマスクの製作に関する。２．従来技術半導体ウエハ、例えばシリコンウエハ上のデバイスの製造のために、従来、種々の技術が知られている。典型的には、ウエハ上にパターンをオーバーレイ(ove rlay)するために、リソグラフィー法が使用される。各パターンはウエハの選択された部分が、特定のリソグラフィープロセス、例えばデポジション(depositio n)、エッチング(etch)、移植(implant)等を受けるべく準備する。フォトマスク（マスク）は一般に、ウエハ上にまたはウエハ上に形成された層の上に特定のパターンをオーバーレイするために使用される。概して、多くのこれらのマスクが、ウエハ上の完全なデバイスを製造するために必要とされる。より初期の従来のリソグラフィー技術は、光がマスクを通ってウエハ上にパターンをオーバーレイするところの光技術に依存している。一般に、マスク上のパターンは、ウエハの表面上に出現するパターンデザインに等しかった。しかしながら、半導体技術は、より小さいデバイス構造をウエハ上に作ることができるようにするように発展したので、標準的光技術を使用し続けることはますます難しくなってきた。デバイス主要部(device feature)が0.25ミクロン以下のサブミクロン寸法に近づくので、ウエハー上にパターンを投影するために代替技術が必要とされるであろうことが、一般に理論づけられる。光の波長により負わせられた限界のために、通常の光技術が使用されるとき、これらのパターンの縁での解像度が低下する傾向があった。紫外線（ＵＶ）を使用する標準的光技術は下限を広げるが、なお、非常に低い範囲（0.25ミクロンより下）で所望の解像度が不足する。より短い波長を用いた技術が最終的に、リソグラフィーのために必要とされるということが一般に信じられていた。これらの低いサブミクロン範囲での使用のための技術としてＸ−線リソグラフィーを考えて、多くの提案がなされた。しかしながら、移相マスク（ＰＳＭ）の分野での最近の実験は、ＰＳＭ技術を使用して、目下使用されている光技術の範囲を広げ得ることを示した。すなわち、現行のＩ‐線（356 ナノメータの波長）および深紫外線(deep ultraviolet)つまりDUV（248 ナノメータの波長）の光学的フォトリソグラフィー技術を移相フォトマスクについて使用して、0.25ミクロン以下のオーダーの寸法を有する半導体デバイスを製作するために十分な焦点深度と共に必要な解像度を提供することができる。移相技術が適用されると、一般のリソグラフィー技術の使用により、十分な焦点緯度(latit ude)と共に、0.1 ミクロン解像度レベルのオーダーでの解像度が得られると考えられる。移相マスクの使用による、フォトリソグラフィーにおける解像度の改善のための技術が、レベンソン(Levenson)ら（「インプルービングレゾルーションインフォトリソグラフィーウィズアフェーズ‐シフティングマスク（Im proving Resolution in Photolithography with a Phase-Shifting Mask）」、I EEE Transactions on Electron Devices，ED-29巻、12号、1982年12月、1828〜1 836頁）により初めて提案され、そして後にテラサワ(Terasawa)ら（「0.3‐ミクロンオプティカルリソグラフィーユージングアフェーズ‐シフティングマスク(0.3-micron optical lithography using a phase-shifting mask)」、Proceedings of SPIE 、1088巻、オプティカル／レーザーマイクロリソグラフィー II(Optical/Laser Microlithography II)、1989年、25〜32頁）により実行されたことは一般に理解されている。慣用のＰＳＭは、フォトマスクの透明領域中に移相領域を作ることから成る。これらの移相領域は、適当な厚さの透明フィルムを堆積し、次いで第２のレベルのリソグラフィーおよびエッチング技術を用いて所望の透明領域のにわたってフィルムにパターンを描くこと、または石英基板に垂直トレンチ(trench) をエッチングすることのいずれかにより形成される。これらの例の両方において、移相領域と非移相領域との間の「縁」または（「壁」）はほとんど、高屈折率領域と低屈折率領域との間の遷移をもたらす。屈折率および３次元構造のこの急な遷移は、縁での内部反射による光の分散を引き起こし、かつ透過した光強度および空間プロファイルを移相領域と非移相領域との間で変化させ、そして「導波(waveguiding)」効果に至る。この「導波」効果は、「移相した」領域中のより狭い範囲に光を「集める」ことになり、それによって架空イメージ(aerial image)空間プロファイルに不均一性を引き起こす。したがって、慣用のＰＳＭのイメージング特性および線‐幅(line-width)の均一性は低下し、そして最適より下である。この線幅の均一性の低下はまた、場全部を横切る露出特性において所望の架空イメージを保持することについての問題に至る。遷移領域で光の分散を低下させ、かつ導波効果を減らす技術が、改善されたイメージおよび露出特性を有し、ならびにプリントされたイメージ場全体を横切る線幅の所望の均一性を保持するＰＳＭを提供することが認められる。発明の要約解像度、線幅の均一性および焦点深度を改善するために、シフター領域(shift er region)に沿って吸収／減衰性側壁を有するＰＳＭ構造を記載する。本発明のＰＳＭは、石英基板中にトレンチが形成されて180°移相を与えるところのシフターを使用する。しかしながら、本発明はまた、堆積されたフィルムシフターに容易に広げられ得る。一旦トレンチがパターン化され、かつ石英中に形成されると、トレンチの側壁は、光吸収もしくは減衰物質で覆われる。従来のＰＳＭにおけるこれらの縁でみられる分散効果は、本発明のＰＳＭにおける側壁による光の吸収のために、本発明では減ぜられ、または除去される。側壁でのこの光の吸収はまた、「損失のある」導波体を作り、それによって共鳴を除去し、そして故に導波効果を除去する。さらに、ＰＳＭにおいて解像度、線幅の均一性および焦点深度を改善するために、吸収／減衰性側壁を備えたシフター(phase shifter)を作る方法を記載する。トレンチがパターン化され、かつ形成された後に、トレンチ領域を含む基板上に同形の金属層を堆積する。次に、非等方性の乾燥エッチングは、トレンチの側壁に隣接する垂直領域以外の金属層を除去する。吸収／減衰性側壁は、光の遷移がＰＳＭの石英‐空気界面を横切るとき、側壁領域での光の分散を抑制し、または妨げる。吸収性側壁は、減衰されていないＰＳＭ上およびレベンソン(Levenso n)-タイプのＰＳＭ上に形成されているのが示される。しかしながら、他のタイプのＰＳＭがまた適用可能である。代替の方法においては、パターン化されたフォトレジストの除去に先立ち、同形の金属層を堆積する。次に、「リフト‐オフ(lift-off)」技術を使用し、ここでフォトレジストは、液体溶媒中で振とうまたは撹拌を行うことを用いて溶解することにより除去される。フォトレジストをオーバーレイする金属層は、トレンチ中の金属層のみが残るように、フィルム全体から離れているフォトレジストといっしょに除去される。図面の簡単な説明図１Ａは、シフターとしてそこに形成されたトレンチを有する石英基板を用いた従来のＰＳＭを示す断面図である。図１Ｂは、図１ＡのＰＳＭの断面図であり、そこを通る光の透過を示す（トレンチの縁でみられる分散を含む）。図２Ａは、本発明のＰＳＭを示す断面図であり、ここでは分散を減ずるために、光吸収性側壁がトレンチ領域に形成される。図２Ｂは、図２ＡのＰＳＭの断面図であり、そこを通る光の透過を示す（トレンチ側壁での吸収を含む）。図３は、図１および２に示されたＰＳＭの光強度プロファイルを比較したグラフである。図４Ａは、本発明の減衰されていないＰＳＭを形成するのに使用した石英基板を示す断面図である。図４Ｂは、図４Ａの基板の頂上にパターン化されたフォトレジストを形成することを示す断面図である。図４Ｃは、図４Ｂの基板にトレンチを形成することを示す断面図であり、これはシフター領域を形成するのに使用される。図４Ｄは、図４Ｃの例から一旦フォトレジストが除去されると、基板上に同形の(conforming)金属層を形成することを示す断面図である。図４Ｅは、図４Ｄの金属層が非等方的にエッチングされた後の、吸収性側壁を示す断面図である。図５Ａは、本発明のレベンソン‐タイプのＰＳＭを形成するのに使用した石英基板の頂上のクロムブランクを示す断面図である。図５Ｂは、図５Ａの基板およびブランクの頂上にパターン化されたフォトレジストを形成することを示す断面図である。図５Ｃは、図５Ｂの基板にトレンチを形成することを示す断面図であり、これは「シフター」領域を形成するのに使用される。図５Ｄは、図５Ｃの例から一旦フォトレジストが除去されると、基板上に同形の金属層を形成することを示す断面図である。図５Ｅは、図５Ｄの金属層が非等方的にエッチングされた後の、吸収性側壁を示す断面図である。図６Ａは、減衰されていないＰＳＭを作る際にフォトレジストをパターン化した後、トレンチを形成することを示す断面図である。図６Ｂは、図６Ａの基板およびフォトレジストの上に同形の金属層を形成することを示す断面図である。図６Ｃは、図６Ｂのフォトレジストを除去するために「リフト‐オフ」法が使用された後のシフタートレンチ中に残る金属層を示す断面図である。図７Ａは、レベンソン‐タイプのＰＳＭを作る際にフォトレジストのパターン化の後トレンチを形成することを示す断面図である。図７Ｂは、図７Ａの基板、ブランクおよびフォトレジストの上に、同形の金属層を形成することを示す断面図である。図７Ｃは、図７Ｂのフォトレジストを除去するために「リフト‐オフ」法が使用された後のシフタートレンチ中に残る金属層を示す断面図である。好ましい実施態様の詳細な説明光を吸収もしくは減衰する側壁を備えた移相マスク（ＰＳＭ）を記載する。以下の記載において、本発明をすっかり理解するために、多くの特定の詳細、例えば特定の構造、層、物質等が述べられる。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細なしに行うことができることは、当業者には明らかであろう。他の例においては、本発明を不必要に不明瞭にしないために、公知の方法および構造は詳細には記載しなかった。図１Ａおよび１Ｂによれば、シフターとして垂直トレンチを使用する従来慣用の移相マスク（ＰＳＭ）10が示される。ＰＳＭ10は、石英11に形成された開口12 （また一般にトレンチという）を備えた、ガラスまたは石英基板11を有する単純な減衰されていないマスクである。各トレンチ12により形成される領域は、図１Ａに距離「ｄ」として示される特定された垂直深度を有する側壁13を与える。開いたトレンチ 12は、典型的には空気（屈折率1.0 を有する）中にあり、一方、石英基板11は典型的には、約1.5 の屈折率を有する。基板11およびトレンチ12を通り抜ける光（図１Ｂに光線15により示した）は、基板11全体に通り抜ける光線（図１Ｂに光線 16により示した）と比べて、位相がちがう。すなわち、光線15の位相は、光線16 の位相に比べたとき、ある位相角（普通180°）だけ移行される。得られる移相は、トレンチ12の存在により達成される。したがって、各トレンチ12は、シフターとして機能し、典型的には、従来のＰＳＭ10の「シフター」という。図１Ｂには、従来のＰＳＭ10に関しての「縁」および「縁分散」（望ましくない内部反射をもたらす）の問題が例示される。光線、例えば光線15〜18は、マスク10の移行縁14に対して実質的に垂直の角度で、マスク10を通り抜ける。これらの光線15〜18は、最小の分散効果を有する。縁14に対して垂直でない光線、例えば光線20〜22ですら、最小の分散効果を与える。しかしながら、側壁13に達する光線、例えば光線25〜28は、側壁によって形成される縁に当たる光の入射の角度により、著しい分散をもたらし得る。時々この縁分散は、リソグラフィー解像度に著しい低下をもたらし得、それによって、イメージおよび露出特性に大きく影響を与える。さらに、縁での分散は、プリントされたイメージの線幅に不均一性を引き起こし得る。例えば図１Ｂには、シフター領域からの歪みによる、プリントされたイメージの線幅における歪みが、幅ｗ₁およびｗ₂として示され、これは縁分散および「導波」効果の結果である。ｗ₁およびｗ₂で示されたこれらの歪みは次に、プリントされたイメージ上に投影された線の不均一性をもたらし得る。図２ＡおよびＢによれば、本発明の移相マスク30が示される。ＰＳＭ30は、図１Ａ−Ｂに記載された従来のマスクと同様にして形成されるが、ここでマスク30 は、図１Ａ−Ｂの従来のＰＳＭ10について示された分散の問題に取り組むために、光吸収もしくは減衰性の側壁31を含む。吸収／減衰性側壁31はトレンチ12の垂直（「側壁」）部分に沿って配置される。吸収／減衰性側壁31は、導電性領域を提供して、側壁を貫通する光線を完全に吸収または減衰する（部分的に吸収して減衰する）ために、導電性物質から形成される。本発明のこの態様は、図２Ｂによりよく示されている。図１Ｂに描かれた光線に関連した同じ参照番号を用いて、図２Ｂは、側壁31に衝突する光線25〜28に実際に何が起こるかを示す。側壁の縁効果(edge effect) による分散の代わりに、これらの光線25〜28は、吸収性側壁31により実質的に吸収される。光線は完全に吸収される（光線25および27により示した）かまたは、部分的に吸収され、よって光が減衰される（光線26および28により示した）。吸収性側壁31による光の吸収は、従来のＰＳＭ10が遭遇する分散の問題を全く防止するかまたは減少する。このようにして、それは、全内部反射を防止または抑制し、特に部分的にコヒーレントな照明について、移相した領域上で共鳴を抑制する「損失のある」側壁を作ることによって「導波」効果を除去する。「損失のある」側壁を用いた導波の除去はまた、空間プロファイルをシフターの幅または深度に依存しないようにする（すなわち、幾何学的依存性を除去する）。図３によれば、慣用のＰＳＭ10および吸収性側壁31を用いた本発明のＰＳＭ30 についての移相領域と非移相領域との間の光強度を比較した図示が示されている。横座標において、原点の左の距離は移相領域（すなわちトレンチ12の存在）を示し、一方、非移相領域（すなわちトレンチ12の不存在）は、原点の右に示されている。縁は原点として示され、距離は10^-6メートル単位で示される。縦座標は、相対光強度の振幅を与える。図３のグラフには、２つの状態が示されている。カーブ40は、ターゲット（例えば吸収性側壁３１を持たない半導体ウエハ）に投影された架空イメージの強度プロファイルを示し、一方、カーブ41は、同等な強度プロファイルを示すが、吸収性側壁31が存在するものである。吸収／減衰性側壁31なしでは、従来のＰＳＭ 10は、２つの強度プロファイルの差42をもたらす。この差は、解像度および／または架空イメージの焦点深度を低下させ、ならびにプリントしたイメージにおける線幅の不均一性を引き起こす。しかしながら、吸収性側壁31を有すると、本発明のＰＳＭ30は、移相領域および非移相領域の両方について、かなり等しい強度プロファイルを有することが示されている。図３の特別な例は、ＤＵＶ波長245 nmで、５倍の倍率で操作するクロムレスガラスのＰＳＭの場合である。ここで、σ（部分的コヒーレンス）＝０、NA（開口数）＝0.5およびdf（焦点深度）＝０である。吸収性側壁31のための物質は、約2 00 オングストロームの厚さｔを有するクロム（Ｃｒ）である。本発明の吸収／減衰性側壁31を形成するために、種々の導電性物質が容易に使用され得ることに注意すべきである。しかしながら、好ましい物質は、金属、金属合金またはケイ化物である。デザインの基準は、Ｋ＝４πσ／λ（ここで、σ は電気導電率であり、λは光の波長である）で知られている金属物質の吸収係数（Ｋ）が、入ってくる光の強度（Ｉ₀）が厚さｔ（ｔは図２Ａで示したように吸収性側壁31の厚さである）内でその値の１／ｅに減少されるような値でなければならないということである。厚さｔは普通、「皮膚」の深さといわれ、深紫外線からＩ線の波長範囲にわたっては、最も導電性の物質について、典型的な値は10 0 〜500 オングストロームの範囲内で変わり、それによってＰＳＭ30の前進透過特性を著しく乱すことなく存在し得る。上述したように、種々の光吸収性物質（典型的には導電性物質）を本発明の吸収性側壁31のために使用できることが認識されるべきである。典型的な物質例は、モリブデン、クロム、アルミニウムおよび金、ならびにそれらの合金およびケイ化物である。ケイ素をまた使用できるが、同等の厚さについて金属より低い吸収を与える。ケイ素を用いる利点は、堆積およびエッチングが金属物質より容易であること、および厚さの制御があまり厳しくないことである。これらの物質の厚さｔは、上記したように、与えられた光強度について関心のある波長で十分な光の吸収ができる適当な値を有するべきである。金属については、厚さｔは範囲の下限の方（100 オングストローム）にあり、ケイ素については厚さｔは範囲の中間および上限の方（300 〜500 オングストローム）にある。トレンチ12の側壁に沿ったそのような金属またはケイ素のコーティングの存在は、多くの利点を備える。これらの利点としては、側壁分散を減少させることによるＰＳＭのイメージング特性を改善すること、「導波」効果を減らすこと、解像度を改善することおよび、架空イメージを理想により近付くようにすることによって焦点深度を改善することが挙げられる。他の利点としては、縁に導電塗装を与え、検査系における縁の検出およびコントラストを改善することによって、修復系（例えば焦点を合わせたイオンビーム(Focussed Ion Beam)またはレーザー修復系(LaserRepair System)）においてマスクの修復性を改善することが挙げられる。導電層は、著しい選択性をもって、イオンビームで削るプロセスを中止するためのエッチング「停止」を与える。この理由は、イオンビームマスク修復系における光学的「コントラスト」が、ガラスからガラスへの移行より、ガラスから金属への移行によって著しく高められることである。さらに、本発明のＰＳＭ30は、実際に作るのが容易である。特定のＰＳＭ30をここに記載してきたが、導電性物質および半導性の物質を用いた吸収性側壁31は、ＰＳＭを含む種々の状況で容易に実行され得ることが認識されるべきである。さらに、ＰＳＭ30は慣用の減衰されていないＰＳＭとして示したが、本発明は、本発明の範囲および精神からはずれることなしに、他のタイプのＰＳＭ、例えばレベンソン、リム(Rim)、サブレゾルーション(subresolutio n)および減衰されたＰＳＭについて容易に利用することができることが認識されるべきである。かくして本発明はまた、滞積したフィルムシフター(deposited f ilm shifter)にまで容易に範囲を広げることができる。吸収／減衰性側壁31を形成するために多くの技術が利用され得る。本発明の吸収性側壁31を形成するために、金属ならびにケイ素物質が従来のＰＳＭ10のトレンチ中に滞積され、そして非等方的にエッチングされ得る。しかしながら、そのような吸収性側壁を形成するための好ましい方法を以下に開示する。追加のプロセスを用いた吸収または減衰性側壁を備えたシフターを作る方法を記載する。以下の記述において、本発明の完全な理解を与えるために、多くの特定の詳細、例えば特定の構造、層、物質等が述べられる。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細なしに実行され得ることは、当業者には明らかであろう。他の例においては、本発明を不必要に分かりにくくさせないために、公知の方法および構造を詳細には記載しなかった。さらに、ここに記載された方法は、種々の光吸収または減衰層を形成するのに容易に適合され得るが、好ましい適用は、移相マスク（ＰＳＭ）のトレンチ側壁に沿って光吸収／減衰性側壁を形成する目的のためである。光吸収／減衰性側壁を含むトレンチシフターを用いたＰＳＭが上記に述べられてきた。図４Ａ〜Ｅによれば、減衰されていないフォトマスクにおいて光吸収または減衰のための導電性の側壁を有するシフターを形成する方法が記載されている。減衰されていないフォトマスク10a は、一般に屈折率1.5 を有する石英基板11a から形成される。次に、フォトレジストの層12a が石英基板11a の上に形成され、そして、パターン化された開口13a（これは下にある基板11a を露出する）を形成するために、標準リソグラフィー技術を用いてパターン化される。次いで、ドライエッチング法（好ましくはフッ素化学を用いたプロセス）、例えば四フッ化炭素（ＣＦ₄）プラズマを用いたプロセスを用いて、開口14a（トレンチとも呼ばれる）を図４Ｃに示したような深度「ｄ₁」まで、エッチングして基板11a を作る。トレンチ14a は基板11a に切り入り、それによってマスク10a のシフターを形成する。次いで、残っているフォトレジスト12a をはぎ取る。その後、図４ｄに示したように、金属の吸収物質の薄いフィルム層17a を基板11a およびトレンチ 14a の上に同形に堆積する。トレンチ14a の側壁18a はまた、金属物質17a で覆われる。典型的には、金属吸収層17a の厚さｔ₁は、およそ100 〜500 オングストロームのオーダーである。層17a の同形の堆積は、化学蒸着（ＣＤＶ）、スパッタリング（例えば平行スパッタリング(collimated sputtering)）または金属蒸着により、容易に達成される。最後に、次のエッチング法、例えばアルゴン（Ａｒ⁺）プラズマ中のスパッタエッチング、あるいは塩素または適当な化学作用を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法が、金属フィルム17a（トレンチの底に置かれたフィルムを含む）を非等方的に除去するのに使用される。非等方性エッチングは、その垂直プロファイルの故に側壁18a に隣接した部分を除き、金属層17a のすべてを除去する。かくして、縁被覆は側壁18a に沿って残り、これはトレンチ14a 内に吸収／減衰性側壁層17a を形成する。このタイプの非等方的エッチングは、ＲＩＥエッチング装置において自然に生じる。金属フィルムのために調節されたＲＩＥエッチングプロセスは、エッチング時間の正確な制御またはエッチング停止の導入が必要とされないように、石英基板11a 上で停止する。スパッタエッチングにおいては、金属対石英のスパッタ速度における著しい差のために、選択性が高い。よって、側壁における縁分散を防止または減少（減衰）するために得られた吸収性側壁19a が形成される。図５Ａ〜Ｅによれば、レベンソンタイプのＰＳＭ10b に光吸収／減衰性側壁を形成することが記載されている。このプロセスは、図４Ａ〜Ｅの減衰されていないＰＳＭ10a に関して述べたのと同様であるが、違うのは、レベンソンＰＳＭ10 b が石英の頂上にクロム（Ｃｒ）領域20b を使用していることである。これらのクロム領域（ブランク）20b はまた、標準二強度マスク(standard binary inten sity mask)において不透明領域という。約1000〜2500オングストロームのクロムフィルム形成は、石英基板11b の上になされ、そしてパターン化される。より以前のプロセスにおけるように、フォトレジストが、基板11b およびクロム不透明領域20b の上に形成される。しかしながら、図５Ｂに示したように、クロムブランク20b の縁がセルフアライメント（self-alignment ：自己整列化）により縁の位置を規定するので、フォトレジストの縁にトレンチ14b の位置を規定させることは重要ではない。図５Ｂの特定の例において、フォトレジスト12b はパターン化されて２つのクロムブランク21b と22b との間にのみ開口13b を有し、一方、フォトレジスト層12b は、クロムブランク22b と23b との間の他の間隙を完全に覆う。次に、ドライエッチング法を用いて、トレンチ14b を石英11b に形成する。トレンチ14b の側壁18b は２つのクロムブランク21b および22b の縁と同一線上にある。フォトレジスト12b の存在のために、クロムブランク22b と23b との間に開口が形成されない。次に、ストリップ法を用いてフォトレジスト層12b を除去する。次いで、同形の金属層17b を、基板11b（トレンチ14b を含む）およびクロムブランク20b の両方の上に、先に述べた方法の１つによって堆積する。次に、スパッタエッチングまたはＲＩＥエッチング法のいずれかを用いて、吸収性側壁19b を形成するために垂直側壁18b に隣接している金属層17b だけを残して、金属フィルム17b を非等方的に除去する。かくして、吸収／減衰性側壁19b が、トレンチ14b 内で、かつ側壁18b に隣接してだけ形成される。側壁19b の厚さｔ₂ は先に述べたｔ₁と同等である。図６Ａ〜Ｃおよび７Ａ〜Ｃによれば、減衰されていないＰＳＭおよびレベンソンタイプのＰＳＭのための、代替的な「リフト−オフ」法を用いて、吸収性側壁を形成する方法が示される。図６Ａにおいては、トレンチ開口14c が、図４Ａ〜１Ｃに関して述べたプロセスによって基板11c に形成される。次いで、フォトレジスト12c を除去する代わりに、金属フィルム層17c を、フォトレジスト12c および基板11c 両方の上に、室温またはその付近の温度で堆積する。同形の金属層を、図６Ｂに示したように平行スパッタリングによって堆積する。次に、フォトレジスト12c を熱い現像液（または他の液体溶媒）中で溶解し、その際、振とう力または撹拌力を用いてフォトレジスト12c およびフォトレジスト12c の頂上に置かれた金属フィルム17c を破壊する。フォトレジスト12c およびそのオーバーレイしている金属フィルム17c が壊れ、石英11c から取り除かれる。図６Ｃに記載されたように、一旦フォトレジスト12c およびそのオーバーレイしている金属層17c が除かれると、トレンチ14c 内の金属被覆のみが残る。かくして、トレンチ14c によって形成されたＰＳＭ10c のシフターが、側壁18c に沿ってだけでなく、シフターの表面全体に金属層17c を有するであろう。「リフト−オフ」法は、フィルムが範囲の下限の方の厚さを有するときに使用され得ることに注意すべきである。金属フィルム17c の厚さは、使用されるべき「リフト−オフ」法について150オングストロームより下に保持されるのが好ましい。このより小さい厚さのために、トレンチの底での光の吸収（底のフィルム層による）は、最小に保持される。図７Ａ〜Ｃは、同様のプロセスだが、クロムブランク20d を使用するレベンソンタイプのＰＳＭ10d におけるプロセスを示す。フォトレジスト層12d は、基板 11d およびブランク20d の部分にオーバーレイして形成される。また、図５Ａ〜Ｅに関して先に述べたように、トレンチ14dを規定するフォトレジスト12d の縁の実際の位置は、レベンソンタイプのＰＳＭにおいては重大でない。なぜなら、パッド21d および22d がトレンチ14d のための側壁18d を規定するからである。図７Ａは、図５Ａ〜Ｃに関して述べた方法を示す。次に、フォトレジスト12d の除去に先立ち、図７Ｂに示したように、金属フィルム層17d を基板11d、クロムブランク20d およびフォトレジスト12d の上に堆積する。また、レジストを、熱い現像液中で溶解し、振とうまたは撹拌作用によって、フォトレジスト12d およびフォトレジスト12d をオーバーレイする金属フィルム17d を破壊する。フォトレジスト12d およびオーバーレイする金属層17d の除去は本質的に、トレンチ14d 内の金属同形層のみを取り残す。かくして、金属層17d は、側壁18d に沿って、かつＰＳＭ10d のシフター部分を形成するトレンチ14d の底に存在する。また、この「リフト−オフ」法は150 オングストロームより下のフィルム厚について役に立つ。吸収性側壁19a 〜d を形成するのに使用される種々のタイプの物質は、設計選択の問題であり、上記に述べられている。好ましい物質は導電性物質であり、例えばモリブデン、クロム、アルミニウム、金、それらの合金およびケイ化物である。ケイ素をまた使用できるが、その厚さは適切に設計されなければならない。吸収／減衰性側壁は、ＰＳＭを含む種々の状況で容易に実行され得ることが認識されるべきである。さらに、本発明は、本発明の範囲および精神からはずれることなしに、他のタイプのＰＳＭ、例えばリム(Rim)、サブレゾルーションおよび減衰されたＰＳＭについて容易に利用することができることが認識されるべきである。例えばＰＳＭを減衰する場合には、ここに記載した方法は、単一のリソグラフィー段階において、不透明領域ならびに側壁の吸収体の両方に使用され得る。かくして、改善されたイメージングのための、吸収／減衰性側壁を備えた移相マスク構造が記載され、かつ改善されたイメージングのための吸収／減衰性側壁または減衰シフターを備えた移相マスク発明を作る方法が記載されている。

【手続補正書】【提出日】１９９５年１２月６日【補正内容】（１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。（２）第15頁第19行に記載の「…から形成される。」と「次に、…」の間に、「基板は、誘電体物質から形成され得る。」を挿入する。（３）第18頁下から５行目に記載の「図４Ａ〜１Ｃ」を「図４Ａ〜４Ｃ」と補正する。請求の範囲１．他の非移相領域を通る光透過と比べて、それを通る入射光の透過を移相するための、そこに配列された移相領域を有するフォトリソグラフィーマスクであって、基板中に形成された垂直トレンチ(12)を有する基板(11)（該トレンチは該移相領域を規定し、かつ該移相領域および非移相領域の間の境界を描く垂直側壁を有する）；該側壁(13)にぶつかる光エネルギーを吸収または減衰するための、該垂直トレンチ(12)の側壁(13)に沿って形成された薄いフィルム導電性層(31)；を含み、ここで、フォトマスクの操作中に該薄いフィルム導電性層(31)は、投影されたイメージ場の解像度を改善するために、移相領域内で光の分散を抑制するところのフォトリソグラフィーマスク。２．該薄いフィルム層が、100 〜500 オングストロームの範囲の厚さを有する請求項１記載のフォトリソグラフィーマスク。３．該薄いフィルム導電性層(31)が、金属物質から形成される請求項１または２記載のフォトリソグラフィーマスク。４．該薄いフィルム導電性層(31)が、モリブデン、クロム、アルミニウム、金、それらの合金およびそれらのケイ化物から成る群より選択される物質から形成される請求項１または２記載のフォトリソグラフィーマスク。５．該薄いフィルム導電性層(31)が、ケイ素から形成される請求項１または２記載のフォトリソグラフィーマスク。６．該基板が、誘電体物質から形成される請求項１〜５のいずれか１項記載のフォトリソグラフィーマスク。７．移相フォトマスクを作る方法であって、パターン化したフォトセンシティブ層(12a)を基板(11)上に形成すること（パターン化された開口(13a)が、下にある基板の一部を露出している）；該基板の露出された部分をエッチングして、該基板に垂直トレンチ(14a)を形成すること（該トレンチは、他の非移相領域を通る光透過と比べてそれを通って透過する入射光の移相差を与える該フォトマスクの移相領域として機能し、該トレンチは該移相領域および非移相領域の間の境界を描く垂直側壁を有する）；該フォトセンシティブ層(12a)を除去すること；該基板上に薄いフィルム導電性層(17a)を堆積し、該垂直トレンチ(14a)の側壁表面を覆うこと；該薄いフィルム層が、実質的に該トレンチの側壁表面(18a)にのみ残るように、該薄いフィルム導電性層(17a)をエッチングすること；の段階を含み、ここで、フォトマスクの操作中に該薄いフィルム層が、該フォトマスクの投影されたイメージ場の解像度を改善するように該側壁での光分散を抑制するために、該側壁にぶつかる光エネルギーの少なくとも一部を吸収するところの方法。８．側壁上の薄いフィルム層が、100 〜500 オングストロームの範囲の厚さを有する請求項７記載の方法。９．該薄いフィルム層(17a)が、金属物質から形成される請求項７または８記載の方法。 10．該薄いフィルム層(17a)が、ケイ素物質から形成される請求項７または８記載の方法。 11．パターン化したフォトセンシティブ層を形成する段階が、その上に配置された不透明領域(20b)を有する基板上に行われ、不透明領域(20b)はあらかじめ形成され、基板上にパターン化されている請求項７〜10のいずれか１項記載の方法。 12．移相フォトマスクを作る方法であって、パターン化したフォトセンシティブ層(12c)を基板上に形成すること（パターン化された開口が、下にある基板(11)の一部を露出している）；該基板(11)の露出された部分をエッチングして、該基板に垂直トレンチ(14c) を形成すること（該トレンチは、他の非移相領域を通る光透過と比べてそれを通って透過する入射光の移相差を与える該フォトマスクの移相領域として機能し、該トレンチは該移相領域および非移相領域の間の境界を描く垂直側壁を有する）；該フォトセンシティブ層(12c)および該基板(11)の上に、薄いフィルム導電性層(17c)を堆積し、該垂直トレンチ(14c)の側壁表面を覆うこと；該パターン化したフォトセンシティブ層(12c)を取り除くために、液体溶媒中でかき混ぜること（その除去はまた、該薄いフィルム層が実質的に該垂直トレンチにのみ残るように、該フォトセンシティブ層をオーバーレイしている該薄いフィルム層(17c)の一部分を取り除く）；の段階を含み、ここで、フォトマスクの操作中に該薄いフィルム層が、該フォトマスクの投影されたイメージ場の解像度を改善するように該側壁での光分散を抑制するために、該垂直トレンチの側壁(18c)にぶつかる光エネルギーの少なくとも一部を吸収するところの方法。 13．薄いフィルム層が、100 〜500 オングストロームの範囲の厚さを有する請求項12記載の方法。 14．該薄いフィルム層(17c)が、金属物質から形成される請求項12または13記載の方法。 15．該薄いフィルム層(17c)が、ケイ素物質から形成される請求項12または13記載の方法。 16．パターン化したフォトセンシティブ層を形成する段階が、その上に配置された不透明領域(20d)を有する基板上に行われ、不透明領域(20d)はあらかじめ形成され、基板上にパターン化されている請求項12〜15のいずれか１項記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．マスクの他の部分と比べると、マスクの或る部分がそれを通る入射光の透過を移相するところのフォトリソグラフィーマスクであって、基板中に形成された少なくとも１つの垂直トレンチを有する基板（該トレンチはそれを通る入射光の透過を移相するために機能する）；該垂直トレンチの側壁に沿って形成された導電性領域であって、該側壁にぶつかる光エネルギーの少なくとも一部を吸収するための導電性領域；を含み、ここで、該導電性領域は、投影されたイメージ場の解像度を改善するために、光が該側壁で分散するのを抑制するところのフォトリソグラフィーマスク。２．該導電性領域が金属物質から形成される請求項１記載のフォトリソグラフィーマスク。３．該導電性領域が、モリブデン、クロム、アルミニウム、金、それらの合金およびそれらのケイ化物から成る群より選択される物質から形成される請求項１記載のフォトリソグラフィーマスク。４．該導電性領域がケイ素から形成される請求項１記載のフォトリソグラフィーマスク。５．マスクの他の部分と比べると、マスクの或る部分がそれを通る入射光の透過を移相するところの、移相技術を用いてイメージパターンを投影するためのフォトリソグラフィーマスクであって、基板中に形成された複数の垂直トレンチを有する基板（該トレンチはそれを通る入射光の透過を移相するために機能する）；該垂直トレンチの側壁に沿って形成された導電性領域であって、該側壁にぶつかる光エネルギーを吸収するための導電性領域；を含み、ここで、該導電性領域は、該イメージパターンにおいて解像度を改善し、かつ線幅の均一性を与えるために、光が該側壁で分散するのを抑制するところのフォトリソグラフィーマスク。６．該基板が誘電体物質から形成される請求項５記載のフォトリソグラフィーマスク。７．該導電性領域の厚さが、100 〜500 オングストロームの範囲にある請求項６記載のフォトリソグラフィーマスク。８．該導電性領域が金属物質から形成される請求項７記載のフォトリソグラフィーマスク。９．該導電性領域が、モリブデン、クロム、アルミニウム、金、それらの合金およびそれらのケイ化物から成る群より選択される物質から形成される請求項７記載のフォトリソグラフィーマスク。 10．該導電性領域がケイ素から形成される請求項７記載のフォトリソグラフィーマスク。 11．マスクの他の部分と比べると、マスクの或る部分がそれを通る入射光の透過を移相するところの、移相技術を用いてイメージパターンを投影するためのフォトリソグラフィーマスクであって、基板中に形成された複数の垂直トレンチを有する基板（該トレンチはそれを通る入射光の透過を移相するために機能する）；該垂直トレンチの側壁に沿って形成された導電性領域であって、該側壁にぶつかる光エネルギーを減衰するための導電性領域；を含み、ここで、該導電性領域は、該イメージパターンにおいて解像度を改善し、かつ線幅の均一性を与えるために、光が該側壁で分散するのを抑制するところのフォトリソグラフィーマスク。 12．該基板が誘電体物質から形成される請求項11記載のフォトリソグラフィーマスク。 13．該導電性領域の厚さが、100 〜500 オングストロームの範囲にある請求項12 記載のフォトリソグラフィーマスク。 14．該導電性領域が金属物質から形成される請求項12記載のフォトリソグラフィーマスク。 15．該導電性領域が、モリブデン、クロム、アルミニウム、金、それらの合金およびそれらのケイ化物から成る群より選択される物質から形成される請求項12記載のフォトリソグラフィーマスク。 16．該導電性領域がケイ素から形成される請求項12記載のフォトリソグラフィーマスク。 17．移相フォトマスクを作る方法であって、パターン化したフォトレジストの層を基板上に形成すること（パターン化された開口が、下にある基板の一部を露出している）；該基板の露出された部分をエッチングして、該基板に垂直トレンチを形成すること（該トレンチは該フォトマスクの移相領域として機能する）；該フォトレジストの層を除去すること；該基板（該垂直トレンチ内を含む）上に薄いフィルム層を堆積すること；該薄いフィルム層が、実質的に該トレンチの側壁表面にのみ残るように、該薄いフィルム層をエッチングすること；の段階を含み、ここで、該側壁での光分散を抑制し、もって該フォトマスクの投影されたイメージ場の解像度を改善するために、該薄いフィルム層が、該側壁にぶつかる光エネルギーの少なくとも一部を吸収するために使用されるところの方法。 18．該薄いフィルム層が、100 〜500 オングストロームの厚さに堆積される請求項17記載の方法。 19．該薄いフィルム層が金属物質から形成される請求項18記載の方法。 20．該薄いフィルム層がケイ素物質から形成される請求項18記載の方法。 21．移相フォトマスクを作る方法であって、その上に配置された不透明領域を有する基板上に、パターン化されたフォトレジストの層を形成すること（パターン化された開口が、下にある基板の一部を露出している）；該基板の露出された部分をエッチングして、該基板に垂直トレンチを形成すること（該トレンチは該フォトマスクの移相領域として機能する）；該フォトレジストの層を除去すること；該基板（該垂直トレンチ内を含む）上に薄いフィルム層を堆積すること；該薄いフィルム層が、実質的に該トレンチの側壁表面にのみ残るように、該薄いフィルム層をエッチングすること；の段階を含み、ここで、該側壁での光分散を抑制し、もって該フォトマスクの投影されたイメージ場の解像度を改善するために、該薄いフィルム層が、該側壁にぶつかる光エネルギーの少なくとも一部を吸収するために使用されるところの方法。 22．該薄いフィルム層が、100 〜500 オングストロームの厚さに堆積される請求項21記載の方法。 23．該薄いフィルム層が金属物質から形成される請求項22記載の方法。 24．該薄いフィルム層がケイ素物質から形成される請求項22記載の方法。 25．移相フォトマスクを作る方法であって、パターン化したフォトレジストの層を基板上に形成すること（パターン化された開口が、下にある基板の一部を露出している）；該基板の露出された部分をエッチングして、該基板に垂直トレンチを形成すること（該トレンチは該フォトマスクの移相領域として機能する）；該フォトレジストの層上および基板（該垂直トレンチ内を含む）上に薄いフィルム層を堆積すること；物理的な力を適用して、該パターン化されたフォトレジストの層を取り除くこと（この除去はまた、該フォトレジストの層をオーバーレイする該薄いフィルム層の部分を取り除く）の段階を含み、ここで、該側壁での光分散を抑制し、もって該フォトマスクの投影されたイメージ場の解像度を改善するために、該薄いフィルム層が、該垂直トレンチの該側壁にぶつかる光エネルギーの少なくとも一部を吸収するために使用されるところの方法。 26．該薄いフィルム層が、100 〜500 オングストロームの厚さに堆積される請求項25記載の方法。 27．該薄いフィルム層が金属物質から形成される請求項26記載の方法。 28．該薄いフィルム層がケイ素物質から形成される請求項26記載の方法。 29．移相フォトマスクを作る方法であって、その上に配置された不透明領域を有する基板上に、パターン化されたフォトレジストの層を形成すること（パターン化された開口が、下にある基板部分を露出している）；該基板の露出された部分をエッチングして、該基板に垂直トレンチを形成すること（該トレンチは該フォトマスクの移相領域として機能する）；該フォトレジストの層上および基板（該垂直トレンチ内を含む）上に薄いフィルム層を堆積すること；物理的な力を適用して、該パターン化されたフォトレジストの層を取り除くこと（この除去はまた、該フォトレジストの層をオーバーレイする該薄いフィルム層の部分を取り除く）の段階を含み、ここで、該側壁での光分散を抑制し、もって該フォトマスクの投影されたイメージ場の解像度を改善するために、該薄いフィルム層が、該垂直トレンチの該側壁にぶつかる光エネルギーの少なくとも一部を吸収するために使用されるところの方法。 30．該薄いフィルム層が、100 〜500オングストロームの厚さに堆積される請求項29記載の方法。 31．該薄いフィルム層が金属物質から形成される請求項30 記載の方法。 32．該薄いフィルム層がケイ素物質から形成される請求項30記載の方法。