(57)【要約】      （修正有）【課題】障壁構造の内部または外部に配置されるパターンを製造する際に互いに絶縁された異なる領域の異なる荷電状態に起因して異なるレートでエッチングされる問題を解決する。【解決手段】溝を含む第１の層３１と、領域を含む第２の層３２と、セクションと、前記セクションを囲う溝状透明構造を含んでおり、前記第１の層３１と第２の層３２とが、第２の層３２において生じる電気的ポテンシャルの差を減少させるように形成されているリソグラフィマスク。【選択図】図３
2010250318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝を有する第１層と、
領域、セクション及びそのセクションを囲む溝状透明構造を含む第２層とを具備し、
前記第１層と第２層とが、前記第２層における電気的ポテンシャルの差を減少させるように形成されているリソグラフィマスク。
【請求項２】
前記溝状透明構造が、前記セクションと前記領域とを分離するものであり、前記第１層と第２層の材料が、前記セクションと前記領域との間に電気的ポテンシャルの差が生じないように選択されたものである請求項１に記載のリソグラフィマスク。
【請求項３】
前記第２層が絶縁体で構成されている請求項２に記載のリソグラフィマスク。
【請求項４】
前記第１層と第２層が絶縁体で構成されている請求項３に記載のリソグラフィマスク。
【請求項５】
前記第１層が導体で構成されている請求項２に記載のリソグラフィマスク。
【請求項６】
前記溝状透明構造が、前記セクションと前記領域とを分離するものであり、前記溝状透明構造が、前記第２層における前記セクションと前記領域との間に電気的ポテンシャルの差が生じないように形成されたものである請求項１に記載のリソグラフィマスク。
【請求項７】
前記第２層に形成された前記溝状透明構造が連続のものではなく、連続構造としてプリントされるようにしたものである請求項６に記載のリソグラフィマスク。
【請求項８】
前記溝状透明構造が、１つ以上の非プリント遮断領域によって互いに分離された少なくとも２つ以上のセグメントを具備しており、前記遮断領域が前記第２層の材料によって構成されている請求項７に記載のリソグラフィマスク。
【請求項９】
前記セグメントが、少なくともその一端に広がり部を有する線状の第１セグメントを具備する請求項８に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１０】
前記遮断部が２つの隣り合う第１セグメントの２つの前記広がり部の間に配置されており、前記広がり部と遮断領域とが、基板上にイメージングされる際に互いを補償するような形を有するものである請求項９に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１１】
プリンティングパターンが線状になるように前記第１または第２セグメントを形成し配置した請求項９に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記第２セグメントが２つの前記第１セグメントの間に配置されており、前記第１及び第２セグメントが、前記非プリント遮断領域によって互いに分離されている請求項１１に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１３】
前記第２層が、前記セクションの内部に配置された第１パターンと前記セクションの外部に配置された第２パターンとを具備しており、前記溝状透明構造が、基板にイメージングされた後に前記第１パターンを保護するための保護層を形成するようにしてある請求項８に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１４】
前記第２層に形成された前記溝状透明構造が、不連続のものである請求項６に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１５】
前記溝状透明構造が、前記第２層の材料で構成された少なくとも１つのプリンティング遮断領域によって互いに分離された、少なくとも２つの溝状セグメントを具備している請求項１４に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１６】
前記第２層が前記セクションの内部に配置された第１パターンと前記セクションの外部に配置された第２パターンとを具備しており、前記溝状透明構造がコーナーを具備しており、前記プリンティング遮断部が前記コーナと距離をおいて配置されている請求項１５に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１７】
前記第２層において分離溝と遮断領域とをさらに具備しており、該分離溝と遮断領域が前記セクションと前記領域とを分離している請求項１に記載のリソグラフィマスク。
【請求項１８】
第２層が第１層の上に配置されるように第１層と第２層を形成することと、
セクションを囲む溝状構造と同様に、前記セクションと領域とを具備させるために前記第２層をパターニングすることと、
前記第１層における前記第２層に覆われていない部分に溝を形成することを備えており、
前記第１層に前記溝を形成する過程において前記第２層における電気的ポテンシャルの差が減少するように前記各層が形成されているリソグラフィマスクの製造方法。
【請求項１９】
前記セクションと領域とを分離するために前記溝状構造が形成され、前記第２層における前記セクションと前記領域との電気的ポテンシャルの差が減少するように前記第１層及び第２層の材料が選択される請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１層における前記溝を形成する前に前記パターニングされた第２層の上に導電性フィルムを形成することと、
前記溝が形成される部分に開口部を形成するために前記導電性フィルムをパターニングすることをさらに備えた請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１層に溝を形成した後に、前記溝状構造を第２層に形成する請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は半導体素子を製造するためのリソグラフィマスクに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
微少サイズのパターンや形を作るために、いわゆる交互位相シフトマスク、ハーフトーンマスクあるいはスリートーンマスクを使用することが増えてきている。例えば、交互位相シフトマスクは、石英基板及びパターニングされた遮光層から構成されている。また、ハーフトーン及びスリートーンマスクは、石英層及び遮光層に加え、前記石英層と遮光層との間にある半透明層を具備している。
【０００３】
交互位相シフトマスクやハーフトーンマスクあるいはスリートーンマスクは、最初の層加工でハードマスクとしても機能する遮光層がマスクレイアウトに従ってパターニングされ、２回目の層加工で位相シフトマスクを形成するために位相シフトパターンが前記石英層にエッチングされるという過程を経て製造される。例えば、ハーフトーンマスクを製造するためには、半透明層がパターニングされ、スリートーンマスクを製造するためには、半透明層と石英層がパターニングされる。
【０００４】
半導体デバイスを製造する際には、単一の半導体ウェーハが加工されて、一度に数百の集積回路や半導体デバイスあるいはマイクロチップが作られる。このウェーハワイズ（wafer wise）工程が終了した後、前記マイクロチップは分離される。この分離工程中に、クラックが生じ得る。これらのクラックはマイクロチップの活性領域に移動して、チップにダメージを与え、ときには破壊することすらある。さらに、水分が絶縁層に浸透したり、またはイオンがマイクロチップの一部を形成するトランジスタのゲート構造に入り込んだりし、マイクロチップの機能性や信頼性が損なわれる場合がある。従って、通常は環状に前記チップを囲う障壁構造を設け、ときにはその障壁構造を、２つの閉じたリングで構成することもある。外側のリング（例えばクラックストップ）はクラックの進入からチップを保護し、内側のリング（例えばガードリング）は水分やイオンの浸入からチップを保護する。通常、アジャストマークやテスト構造に代表されるようなパターンが、外側リングの外部にある単一のマイクロチップの溝領域にさらに配置されている。異なるリソグラフィ層を使用するマスクを製造するとき、障壁構造の内部または外部に配置されるパターンを製造する間に問題が発生する。この問題は、２回目の層加工において、前記の閉じた障壁構造に起因するものである。例えば、障壁構造内部のパターンが、障壁構造外部のパターンとは異なったレートでエッチングされ得る。これは例えば、前記の閉じた障壁構造によって互いに絶縁された異なる領域の異なる荷電状態に起因する。
【０００５】
ＵＳ ７, ０６３, ９２１ Ｂ１
には、交互位相マスクの製造方法が開示されており、そこでは、活性領域の外部に配置された補償構造が、チャージを最小化するために活性領域に接続されたさらなる導電性領域を具備している。
【０００６】
ＵＳ ２００６／０２２０２５０ には、半導体ウェーハにおいてクラックの移動及び活性領域の湿度を減少させる障壁構造の形状が記載されている。この障壁構造は複数の導体素子を備えている。
【０００７】
しかして本発明の目的は、半導体ウェーハ上に保護障壁構造をパターニングするために用いられる構造を備え、マスク中の領域が絶縁されたリソグラフィマスクを提供することにある。本発明のさらなる目的は、そういったマスクの製造方法を提供することにある。
上記目的は、独立請求項に係るクレームされた発明によって達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７, ０６３, ９２１ Ｂ１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０２２０２５０号
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のマスクレイアウトの一例を示す図である。
【図２】図１に示されるリソグラフィマスクの一部の切断面を示す図である。
【図３】一実施形態におけるリソグラフィマスクの切断面の一例を示す図である。
【図４】さらなる実施形態におけるマスクレイアウトの一例を示す図である。
【図５】障壁構造を備えた従来のマスクレイアウトの概略図である。
【図６】一実施形態において障壁構造をパターニングするために用いられる構造を備えたマスクレイアウトの概略図である。
【図７】非プリント遮断領域の一部における構造を備えたマスクデザインの一実施形態を示す図である。
【図８】非プリント遮断領域の一部における構造を備えたマスクデザインのさらなる一実施形態を示す図である。
【図９】図４に示される構造を備えたさらなる実施形態におけるマスクデザインを示す図である。
【図１０】プリンティング遮断部を含む構造を備えたマスクレイアウトの一実施形態の概略図である。
【図１１】図１０に示されたプリンティング遮断領域の一部における構造を備えたマスクデザインの一例を示す図である。
【図１２】プリンティング遮断領域を含む構造を備えたマスクレイアウトの一実施形態の概略図である。
【図１３】プリンティング遮断部を含む構造を備えたマスクレイアウトのさらなる実施形態の概略図である。
【図１４】さらなる実施形態におけるマスクレイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明において、本発明が実施され得る具体的な実施形態を示した添付の図面が参照される。その際、『上』、『底』、『正面』、『背面』、『先』、『後』などの方向を示す用語は、記載された図面の向きを参照して使われる。本発明の実施形態における構成要素はさまざまな向きに配置され得るので、それらの方向を示す用語は図解の目的で用いられているのであって、方向を限定するものではない。クレームによって定義される範囲内でその他の実施形態が実施され得ること、また実施形態がその構造的または論理的に変更され得ることは理解されるべきである。
【００１１】
図１は、先行技術における交互位相シフトマスクのレイアウト１００の一例を示している。この交互位相シフトマスクは、透明石英層とパターニングされた不透明クロム層とから構成されている。図１において、ハッチングのない部分は、透明な非位相シフト石英領域を示しており、ハッチングを付した部分は、不透明クロム領域を表している。石英層の露出した透明な溝状パターン２００は、セクション３２２を互いに絶縁させると共に、より大きなクロム領域３２１からも絶縁させるものである。セクション３２２には、例えば、マイクロチップを形成するパターンが配置される。例えば、マスクを製造する際に異なる加工層をパターニングする間、例えば交互位相シフトマスクやハーフトーンマスクあるいはスリートーンマスクを製造する間、例えばプラズマエッチング工程においてセクション３２２と領域３２１との間にチャージの差が生じ得る。そのため、パターニングされた不透明クロム層において電気的ポテンシャルの差が生じ、その結果として生じる電場が、プラズマエッチング工程における運動エネルギー及びイオン濃度を変化させる。そしてその結果、マスク表面のエッチングレートが不均一になる。
【００１２】
図２は、従来の交互位相シフトマスク３００の切断面の一例を示している。この図に示されるように、エッチングレートが不均一であると、溝３３の深さに差が生じる。この交互位相シフトマスク３００は、石英で形成された透明な第１層３１と、クロムで形成された不透明な第２層３２とから構成されている。不透明な第２層３２は、１回目の層加工でマスクレイアウトに従ってパターニングされる。それによって、前記第２層３２は部分的に取り除かれ、その部分の石英基板が露出してマスクの透明部分が形成されるとともにマスクの不透明部分が形成される。２回目の層加工では、部分的に露出した石英の第１層３１がさらにパターニングされる。最後には、溝３３が石英基板に及び、第２層３２がハードマスクとして使用できるようになる。パターニングされた溝３３の深さは、エッチングされていない石英基板を通過する光に対し、該溝３３を通過する光が１８０度シフトするように制御される。この点において、『交互』という用語は位相シフトパターン（１８０度）と非位相シフトパターン（０度）とが交互に配列されることを意味する。例えば、ライン／スペースパターンにおいては、交互位相シフト構造によって、露光のコントラストを強調することができる。しかしながら、上述から明らかなように、コントラスト強調を改善するためには、位相シフト溝３３の深さを高精度で設定する必要がある。すなわち、例えば図２に示すように、不均一なエッチングレートでの加工の結果として形成された溝３３は、異なる深さとなる。この溝の深さは、第２層３２における導電部のサイズや取り除かれる部分によっても左右される。そして、位相シフト溝３３のエッチング深さの変化が強すぎると、劣悪なマスクが生成され得る。
【００１３】
図３は、リソグラフィマスク３００の切断面の一例を示している。例えば、溝がエッチングされる第１層３１は、第２層３２と同様に、均一な導電性を有する物質から構成される。それによって、例えば、前記第１層のエッチング工程においてハードマスクとして機能する第２層３２のセクション３２２と領域３２１とのチャージの差を大まかには回避することができる。その結果、第２層３２におけるチャージ及び電気的ポテンシャルの差が回避され、溝３３における均一なエッチングレートと等しいエッチング深さが得られる。
【００１４】
図３に示すように、第１層３１に形成された溝は、第２層３２に形成された溝の下に配置される。パターニングされた溝３３の深さは、イメージング工程における露光ステップにおいて溝３３を通過する光の位相がエッチングされていない石英基板を通過する光に対し１８０度シフトするように制御される。例えば、ライン／スペースパターンにおいては、交互位相シフト構造により、露光コントラストを強めることができる。第２層における電気的ポテンシャルの差が減少することによって、位相シフト溝３３の深さが高精度に設定され、その結果、コントラストが強調される。
【００１５】
或る１つの実施形態においては、第１層３１及び第２層３２は、例えば二酸化ケイ素の結晶やダイアモンドライクカーボンなどの絶縁体によって形成されている。さらなる実施形態においては、第１層３１及び第２層３２は、例えばケイ化モリブデンやドーピングされた二酸化ケイ素などの導電性の物質によって形成されている。これらの実施形態から明らかなように、該実施形態は、例えば２またはそれ以上の層を具備するリソグラフィマスクのようなあらゆる種類のマスクに関係する。交互位相シフトマスクやハーフトーンマスク、スリートーンマスクなどがその例である。例えば、ハーフトーンマスク及びスリートーンマスクは、透明層と不透明層の間にケイ化モリブデンのような半透明層を備えた位相シフトマスクである。ハーフトーンマスクの製造における２回目の層加工では、位相シフト半透明部と非位相シフト透明部とをマスク内に形成するために、半透明層がパターニングされる。さらなる例として、ＥＵＶマスクのような反射層スタックから成るリソグラフィマスクなどが挙げられる。
【００１６】
さらなる実施形態において、第２層に形成された分離構造２００は、その分離構造２００によって互いに分離されたセクション３２２と領域３２１との間に電気的ポテンシャルの差が生じないように構成されている。
【００１７】
その実施形態を図４に例示する。図４は、透明分離構造２００によって囲まれた不透明セクション３２２を具備するマスクレイアウト１００を示している。前記分離構造２００は、遮断領域２５０を備えている。例えばクロムのような、第２層３２の材料で形成された遮断領域２５０によって、セクション３２２は、より大きな不透明領域３２１とは絶縁されないようにしてある。より具体的には、前記遮断領域２５０は、セクション３２２と領域３２１とを電気的に互いに接続している。そのため、セクション３２２と領域３２１とはおよそ等しいレートでチャージされ、第２層における電気的ポテンシャルの差が回避される。前記遮断領域２５０は、リソグラフィステップで半導体ウェーハにプリントされないように形成されている。しかしながら、さらなる実施形態においては、遮断領域２５０も半導体ウェーハ上にプリントされて構わない。
以下においては、非プリント遮断領域２５０またはプリンティング遮断領域２５０を備えた分離構造２００を含む実施形態を障壁構造と関連づけながら図解する。
【００１８】
図５は、セクション３２２を囲う分離構造２００を備えた交互位相シフトマスクまたはハーフトーンマスクのマスクレイアウト１００を示している。図５において、実線のハッチングを付した部分は、第２層３２を表しており、当該部分はマスク内に暗い不透明部を形成する。破線は、交互位相シフトマスクであれば石英の第１層３１にエッチングされた位相シフト部を表しており、ハーフトーンマスクであればケイ化モリブデンによって形成された半透明位相シフト部を表している。ハッチングのない部分は、マスクにおける非位相シフト透明部を表しており、例えば、この部分は、石英で形成されたマスク基板が露出している。クロムによって形成された遮光層またはハードマスクは不透明部には残っており、その他の全ての部分では取り除かれている。分離構造２００は、リソグラフィステップで基板もしくは半導体ウェーハにプリンティング外枠即ちリング１０を備えている。例えば、この外側リング１０は、第１セクション３２２を保護する障壁構造を形成するために半導体ウェーハにプリントされる。この保護障壁構造あるいはクラックストップは、半導体ウェーハにおけるパターンまたは素子を、ダイシング工程において生じ得るクラックから保護する。半導体ウェーハ上にプリントされる内枠、すなわちリング１１は、ガードリングを形成するものであり、半導体ウェーハにおいてセクション３２２を水分やイオンの浸入から保護する。例えば、図５に示すマスクレイアウト１００は、マイクロチップや半導体素子を形成するためにプリントされる位相シフト構造１２と透明構造１３とを含むマスクパターン２８を備えている。加えて、さらなる位相シフト構造１２と透明構造１３とが、さらなるマスクパターン２９を形成するために、領域３２１における分離構造２００の外側リンググ１０の外側に配置される。
【００１９】
分離構造２００のようにセクション３２２を囲む連続透明部は、フォトマスクにおいてセクション３２２を電気的な絶縁状態にする場合がある。その結果、例えば露光工程、ビーム描写工程、エッチング工程のようなマスクの製造過程においてチャージ効果が生じ得る。交互位相シフトマスクに関して言えば、例えば、ハードマスクが既にパターンされ、かつセクション３２２が既に絶縁されており、そして、石英から成る第１層に位相シフト構造をエッチングする２回目の層加工の際に、深刻な問題を引き起こしかねない。同様に、ハーフトーンマスクについての２回目の層加工で半透明層がパターニングされる際にも深刻な問題となり得る。セクション３２２と領域３２１のチャージが異なるために、コンタクトホールパターン同様、これまで試みに示してきたライン／スペースパターンにおいても、領域３２１と同様にセクション３２２における石英へのエッチングの深さに差異が生じる。従って、マスクを用いたリソグラフィ工程によって形成された半導体ウェーハ上の線の限界寸法（Critical Dimension; CD）は、大きく変化する。
【００２０】
さらに、セクション３２２と領域３２１のチャージ状態が異なるために、領域３２１と同様にフォトマスクのセクション３２２において位相シフト構造をエッチングする際の石英へのエッチング深さに差異が生じる。例えば、ある単一のエッチング工程の結果、領域３２１においては、石英へのエッチング深さが平均１６９．６ｎｍとなり、セクション３２２においては、石英へのエッチング深さが平均１７４．３ｎｍとなる。このように、エッチング深さの平均は、所定許容差に収まらないような範囲で変化する。
【００２１】
図６は、さらなる実施形態に関し、分離構造２００が不連続のものであり、遮断領域２５０を備えたフォトマスク１０１のレイアウトの一部を示している。前記フォトマスクは、例えば、透明位相シフトパターン同様に不透明及び透明パターンを備えた交互位相シフトマスクや、それらに加えて半透明パターンを備えたハーフトーンマスクあるいはスリートーンマスクである。例として、前記フォトマスクは、透明な位相シフトパターンを含むクロムレスフォトマスクやＥＵＶ（極紫外線）露光ステップのための反射型フォトマスクであってもよい。
【００２２】
図６以降の図面において、ハッチングのない部分はマスク内の透明部、実線のハッチングを付した部分は不透明部、破線のハッチングを付した部分は位相シフト部を表している。ここで示されているように、溝状をなす分離構造２００は、第２層３２に形成された溝を有している。前記分離構造２００は、透明部１３及び位相シフトパターン１２を具備する第１マスクパターン２８を含んだセクション３２２を取り囲んでいる。前記分離構造２００は、ラインもしくは溝の形状をした第１セグメント２１０（２０１）を備えており、この第１セグメント２１０は、その端部に広がり部２１１を備えている。非プリント遮断部２５０は、２つの隣り合う第１セグメント２１０（２０１）の広がり部２１１の間に配置されている。セクション３２２は、遮断領域を介して領域３２１と接続されている。遮断領域２５０は、第２の層３２を形成する材料でできている。
【００２３】
前記接続によって、前記セクション３２２と領域３２１との異なるチャージ状態を回避することが出来る。領域３２１における第２マスクパターン２９は、セクション３２２で効果的な同じ状況下でパターニングされる。
【００２４】
交互位相シフトフォトマスクを製造するために、透明なマスク基板の上に遮光層が形成される。前記遮光層は、マスクレイアウトに従ってパターニングされる。その結果、第１パターン２８と線状又は溝状の分離構造２００が、最初の層加工において遮光層に形成される。前記分離構造２００は、前記第１のパターン２８を取り囲む遮断領域２５０を具備する。２回目の層加工では、位相シフト溝が例えばエッチングによってマスク層基板に形成される。
【００２５】
ハーフトーンマスクを製造する場合、遮光層とマスク基板との間に半透明遮光層が配置される。ハーフトーンマスクを形成するこの方法によると、半透明遮光層が第２の加工ステップにおいてパターニングされる。
【００２６】
上述のように、遮断領域を含む分離構造を備えた交互位相シフトフォトマスクにおいて、セクション３２２におけるエッチング深さの平均は、領域３２１と同様に、許容差内に収まっている。例えば、領域３２１において、石英へのエッチング深さの平均が１７２ｎｍであり、セクション３２２においては石英へのエッチング深さの平均は１７２．２ｎｍである。つまり、その差は相当小さい。
【００２７】
図７は、実施形態におけるマスクデザインを示す。この実施形態において、分離構造２００は２段階に幅の広がる広がり部２１１を含む不連続分離構造として形成されている。図７には、その２つの分離構造２００の間に配置された非プリント遮断領域２５０と同様に、２つの隣り合う第１セグメント２１０及び２段階広がり部２１１が示されている。理解可能なように、前記広がり部２１１は異なる形状をしていて構わない。具体的に言うと、単一段の広がり部や２段以上の広がり部、または段のないように形成された広がり部であってもよい。前記第１セグメント２１０は線状であり、少なくとも１つの広がり部２１１を備えている。広がり部２１１と遮断領域２５０のサイズは、リソグラフィ工程の対象となる際に互いを補償するように選択される。結果として、広がり部２１１も遮断部２５０も加工される基板上にはプリントされない。例えば図７には、デザインターゲットパターン２２と同様に、ウェーハターゲットパターン２４が示されている。点線で示されるのは、構造２００を用いたリソグラフィステップのシミュレーションによって基板上に形成される模擬ターゲットパターン２３である。これから分かるように、前記模擬ターゲットパターン２３は連続しており、遮断領域を含んでいない。遮断領域２５０の一部において、模擬ターゲットパターン２３は基板２４にプリントされるウェーハターゲットパターン２４とずれている。模擬ターゲットパターン２３は、遮断領域の一部において、ボトルネック状になっている。つまり、基板にイメージングされる際には、この線の幅は、ターゲットとなる線の幅からずれる。位相シフトアシストパターン２６０が分離構造２００の隣に配置される。図７中のハッチングについては、上記において図６を参照して説明された通りである。
【００２８】
以下において、図７に示される寸法を例えば、ａ＝０．０３μｍ、ｂ＝０．０４μｍ、ｃ＝０．１１μｍ、ｄ＝０．０３μｍ、ｅ＝０．０５μｍ、ｆ＝０．０３５μｍ、ｃ'＝０．０７３μｍ、ｇ＝０．３１μｍ、
ｈ＝０．２３μｍ、 ｉ＝０．１７０μｍ、 ｊ＝０．０４５μｍ、
ｋ＝０．０４１μｍ、１＝０．０４μｍとする。
【００２９】
図８は、さらなる実施形態におけるマスクデザインを示している。第２セグメント２１２が２つの第１セグメント２１０の間に配置されている。図８に示されるように、３つ以下の第２セグメント２１２が２つの第１セグメント２１０の間に配置され得る。しかしながら、３つを超える数や１つのみ、または２つの第２セグメント２１２が、２つの第１セグメントの間に配置されても構わない。第１セグメント２１０は線状であり、その一端に広がり部２１１を備えている。この広がり部２１１は、２つ以上のパーツから構成されている。遮断領域２５０は、セグメント２１０と２１２の間に配置される。第２セグメント２１２と、広がり領域２１１の寸法は、遮断領域２５０の寸法と同様に、遮断領域２５０と広がり領域２１１が基板にプリントされないように選択される。分離構造２００の隣には、非プリント位相シフト補助構造２６０が配置される。この補助構造２６０は、コントラストを強め、イメージの焦点深度を深める。例えば、補助構造２６０は、遮断領域２５０が配置されている領域においても連続したものであってもよい。また補助構造２６０は、遮断領域２５０から距離を置いて配置される遮断部を備えていても構わない。
【００３０】
例えば分離構造２００は、遮断部２５０によって互いに分離されたセグメント２１２のみから構成されていても構わない。この第２セグメントは、長方形であってもよいし、例えば４５度の角度を持つ平行四辺形など、その他の適当な形状が用いられてもよい。
実施形態において、遮断領域の寸法は、遮断領域が基板上にプリントされないように、イメージング装置の限界解像度よりも小さく選択される。
【００３１】
図８には、基板上の模擬ターゲットパターン２３を示している。すでに理解されていようが、図７に示される模擬ターゲットパターン２３のＣＤ（限界寸法）は変化していない。より具体的に言うと、このＣＤの変化は感知することができない。
【００３２】
或る１つの例において、図８に示されているパターンが、以下の寸法を有しているとする。ａ＝０．１０９０μｍ、
ｂ＝０．１６５μｍ、 ｃ＝０．１０７μｍ、 ｄ＝０．１０６μｍ、
ｅ＝０．０３μｍ、 ｆ＝０．１１１２５μｍ、 ｇ＝０．１６５μｍ、
ｈ＝０．１０５μｍ、 ｉ＝０．１４８μｍ、 ｊ＝０．１９１μｍ、
ｋ＝０．０９７５μｍ、 １＝０．０５５μｍ、 ｍ＝０．０６μｍ、
ｎ＝０．０６５μｍ、 ０＝０．７８μｍ、 ｐ＝０．２５μｍ。
【００３３】
図９は、一実施形態における遮断部の拡大図である。図に示されるように、補助構造２６０は遮断部２５０の近くに配置される遮断部を有する。例えば、ａとｂの距離は０．０５μｍである。
【００３４】
前記実施形態と同様に、図８及び９に示される実施形態において、分離構造２００は、第２セグメント２１２のみが基板上に形成されるパターンとなるように形成される。このパターンは線や溝を備えている。その線や溝は連続のものであり、そのＣＤ（限界寸法）はほとんど変化しないか、または全く変化しない。
【００３５】
さらなる実施形態では、例えば、プリントされないピッチを有する２つの隣り合った遮断領域が設けられている。本明細書においてピッチとは、第２セグメントと遮断部との合計を示している。最小のプリント可能なピッチは、イメージングシステムの解像限界λ/〔NA〔１+sigma〕〕により与えられる。ここでλはイメージの波長を表しており、NAはシステムの開口数を示している。例えば、λ＝１９３ｎｍ、ＮＡ＝０．９３の場合、均一の位相開口とコヒーレント照明を前提として、最小ピッチ＝１６７．３である。反射マスクを用いた場合などの傾斜照明を使用すると、ピッチは減少する。上記の例は、sigma＝０．２４の曲線因子のために最適化される。
【００３６】
ここに示されたフォトマスクの実施形態において、フォトマスクは不連続分離構造を備えており、その構造が連続パターンを形成するために半導体ウェーハ上にプリントされて、プリント第１パターンを保護するための障壁構造を形成する。例えばそれは、コンタクトホール層を形成するためのリソグラフィマスクであってもよい。
【００３７】
図１０はさらなる実施形態におけるマスクレイアウト１００の概略図を示している。これからわかるように、セクション３２２は分離構造２００によって囲まれている。第１パターン２８は位相シフト部１２を備えており、透明構造１３はセクション３２２内に配置されている。例えば、第１パターン２８は、半導体ウェーハ上でマイクロチップを形成する。分離構造２００は外側リング１０と内側リング１１とを備えている。第２パターン２９は領域３２１内である外側リング１０の外部に配置されている。溝４０は互いに隣り合う領域３２１を分離する。例えば、溝４０に沿ってダイシングされることで、マイクロチップは絶縁される。外側及び内側リング（１０、１１）は、半導体ウェーハ上に障壁構造を形成する。外側の障壁構造（クラックストップ）は、マイクロチップをダイシングする際に生じるチップ領域へと進入するクラックから、マイクロチップを保護する。これらのクラックは図１０におけるチップの角にギザギザの線で記される。内側の障壁構造（ガードリング）は、水分の浸入とイオンの移動からチップ領域を保護する。
【００３８】
コーナー部や大きな金属領域４１においてはクラックの発生確率が高いため、半導体ウェーハ上にプリントされる分離構造２００における遮断領域２５０は、コーナー部や大きな金属領域４１から離れた部分に配置される。コーナー部や大きな金属領域４１から離間させたこの遮断領域２５０の配置によって、半導体ウェーハ上の障壁構造に保護機能が備わる。図１０に示すように、４つの遮断領域２５０が設けられている。もちろん、例えば８や１６などの４つ以上の遮断領域を設けることもできる。図１０に示す実施形態において、セクション３２２と領域３２１は互いに電気的に接続されている。もし、交互位相シフトマスクまたはハーフトーンマスクが製造されたとしても、不測の状態つまりセクション３２２と領域３２１における異なるチャージ状態が生じることはない。
【００３９】
図１１は、図１０に示される構造２００の２つのセグメント２０１のマスクデザインにおけるプリンティング遮断領域２５０を示している。この例によると、分離構造２００は位相シフトしない透明なパターンである。位相シフト補助構造２６０は、分離構造２００の近くに配置されている。参照符号２２は、デザインターゲットパターンを示し、参照符号２４はウェーハターゲットパターンを示す。破線は、基板上の模擬ターゲットパターン２３を示す。すでに理解されているように、プリンティング遮断領域２５０の一部においては、模擬ターゲットパターン２３はウェーハターゲットパターン２４と異なっている。前記ウェーハターゲットパターン２４以外に、前記模擬ターゲットパターン２３は遮断領域を具備する。加えて、分離構造２００と比べ、セグメント２１０のコーナー部は短縮され、丸みを帯びる。
【００４０】
或る実施形態によれば、図１１に示される寸法をａ＝０．１０５μｍ、
ｂ＝０．１０５μｍ、 ｃ＝０．１７０μｍ、 ｄ＝０．０８０μｍ、
ｅ＝０．０７０μｍとする。
【００４１】
図１２及び１３は、プリンティング遮断領域２５０を具備し、セクション３２２を囲む分離構造２００のさらなる実施形態を示している。図１２及び１３に示されるように、遮断領域２５０は迷路のような形をしている。これらの図面において、分離構造２００はいくつかのセグメントを具備する。例えば、図１２に図示されるように、領域３２１からセクション３２２へのパスが迷路のようになるように交互配置された階段状の第１セグメント２１０と階段状の第２セグメント２１２とを具備する。分離構造２００が半導体ウェーハ上にプリントされた際に生じる構造には、迷路のような遮断領域２５０が含まれる。前記遮断領域２５０の特殊な形状によって、セクション３２２を囲う障壁構造によってパターニングされた半導体ウェーハ上に障壁構造が形成される。この障壁構造はクラックの進入やイオンの移動からセクション３２２の第１パターン２８を保護する。その保護機能が実験的に示される。
【００４２】
迷路のような遮断領域２５０を具備する分離構造２００のさらなる実施形態が、図１３に示されている。分離構造２００は、線状または溝状のセグメント２１０を備えている。これらのセグメントは、セクション３２２を囲み、大きな間隔をもって互いに分離されるように配置されている。階段状の第２セグメント２１２がその大きなギャップに配置される。結果的に、大きなギャップは迷路のような遮断領域２５０を残して部分的に閉じられる。その遮断領域２５０は、図１２に図示される遮断領域２５０と似た特性を持つ。
【００４３】
図１４は不透明な第２の層３２から成り電気的に絶縁されたセクション３２２を具備する。このセクション３２２は、透明な分離構造２００によって互いにまたは領域３２１から絶縁されている。図１４におけるハッチングは、図１と同じものを示す。第２の層３２には、分離溝２５１が設けられている。この透明な分離溝２５１は、複数のセクション３２２を取り囲み、第２の層に形成された大きな導電部３２１をセクション３２２から絶縁する。結果として、セクション３２２と分離構造２００は、例えば幅８ｍｍの導電性のリングによって取り囲まれる。このリングは、小さな区画４２１を形成しリングのチャージを減少させるために、さらなる透明遮断領域２５２の挿入によって区分される。分離溝２５１と遮断領域２５２は、基板にプリントされない寸法となっている。あるいは基板にプリントされるように形成されてもよいが、その場合はプリントされた素子の機能に影響を与えないように配置される。遮断領域２５２の幅は１μｍ以内であり、それよりも小さいいくつかの遮断領域を具備する。それらは、均等に分布されるかコーナー付近に集中する。
【００４４】
或る実施形態によれば、リソグラフィマスクの製造方法は、第１の層をエッチングする前に第２の層をパターニングし、第２の層の上に導電性の層を形成することを含む。導電性の層では、第１の層において溝が形成される部分に開口部が形成される。導電性の層では、第２の層において互いに絶縁された部分が電気的に接続され、第２の層における電気的ポテンシャルの差が相殺される。第１の層がパターニングされた後、導電性の層は取り外される。例えば交互位相シフトマスクが形成される場合、位相シフト溝が形成される石英が第１の層に具備される。この溝は例えば、２回目の層加工においてドライエッチングによって形成される。ハーフトーンマスクは、２回目の層加工でパターニングされるケイ素モリブデンなどの不透明部材である第１の層を備える。
【００４５】
さらなる実施形態によると、リソグラフィマスクの製造方法は、第１層に溝をエッチングし、第２層におけるセクションを囲う透明な分離構造を形成することを含む。この透明な分離構造は、第１層に溝をエッチングした後に形成される。その結果、第１層に溝をエッチングする第２の加工過程において、第２層において生じる電気的ポテンシャルの差を回避することができる。例えばこの実施形態においては、半導体ウェーハ上で保護構造として形成されるセクションを囲う分離構造のパターニングは、さらなる層加工において行われる。
【００４６】
上記において本発明の実施形態が記載されてはいるが、さらなる実施形態が実施され得ることは、明らかである。従って、添付のクレームの趣旨及び範囲は、ここに記載された実施形態に限定されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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