(57)【要約】本開示内容の１つの主要な実施形態は、クロム含有層を含むフォトマスクの表面を覆って有機反射防止コーティングを塗布する段階と、特定の温度範囲にわたって化学増幅型ＤＵＶフォトレジストを塗布する段階と、ＤＵＶフォトレジストの表面を直接書き込み連続波レーザに露光する段階と、像形成されたＤＵＶフォトレジストを特定の温度範囲にわたって露光後ベークする段階とを含む一連の段階から構成される直接書き込み連続波レーザを使用して光学的にフォトマスクを作製する方法に関する。直接書き込み連続波レーザは、２４４ｎｍ又は２５７ｎｍの波長で動作することが好ましい。別の実施形態において、有機反射防止コーティングをクロム含有層の上にある無機反射防止コーティングを覆って塗布することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接書き込み連続波レーザを使用してフォトマスクに光学的にパターン形成する方法であって、
ａ）金属含有層を覆って有機反射防止コーティングを塗布する段階と、
ｂ）前記有機反射防止コーティングを覆って化学増幅型ポジ型又はネガ型ＤＵＶフォトレジストを塗布する段階と、
ｃ）前記ＤＵＶフォトレジストを約１０５℃から約１１５℃の温度範囲にわたって塗布後ベークする段階と、
ｄ）前記直接書き込み連続波レーザから前記ＤＵＶフォトレジストの表面を照射露光する段階と、
ｅ）前記ＤＵＶフォトレジストを約７０℃から約９０℃の温度範囲にわたって露光後ベークする段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記有機反射防止コーティングが、ＤＵＶ色素を含有するネガ型フォトレジストと、アクリルポリマ又はコポリマーから作製されたポリマ材料と、酸又は熱酸発生剤及び光酸発生剤化合物と組み合わされたバインダー樹脂と、ペンダントフェニル基を有するバインダー樹脂と、これらの組み合わせとから成るグループから選択された材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機反射防止コーティングが、ヒドロキシアルキルアクリレート又はヒドロキシアルキルメタクリルレートと、ヒドロキシシクロアルキルアクリレート又はヒドロキシシクロアルキルメタクリルレートと、ヒドロキシアルキルシクロアルキルアクリレート又はヒドロキシアルキルシクロアルキルメタクリルレートと、メタクリル酸グリシジルと、これらの組み合わせとから成るグループから選択された材料を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記化学増幅型ＤＵＶフォトレジストが、オニウム塩メタルハライド錯体を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記直接書き込み連続波レーザが、２４４ｎｍ又は２５７ｎｍの波長で動作することを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記波長が２５７ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記露光後ベークが、前記ＤＵＶフォトレジストへの照射露光後の少なくとも１時間で行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
直接書き込み連続波レーザを使用してフォトマスクに光学的にパターン形成する方法であって、
ａ）金属含有層を覆って無機反射防止コーティングを塗布又は生成する段階と、
ｂ）前記無機反射防止コーティングを覆って有機反射防止コーティングを塗布する段階と、
ｃ）前記有機反射防止コーティングを覆って化学増幅型ポジ型又はネガ型ＤＵＶフォトレジストを塗布する段階と、
ｄ）前記ＤＵＶフォトレジストを約１０５℃から約１１５℃の温度範囲にわたって塗布後ベークする段階と、
ｅ）前記直接書き込み連続波レーザから前記ＤＵＶフォトレジストの表面を照射露光する段階と、
ｆ）前記ＤＵＶフォトレジストを約７０℃から約９０℃の温度範囲にわたって露光後ベークする段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記無機反射防止コーティングが、クロムオキシナイトライド、窒化チタン、窒化珪素、珪化モリブデン、及びこれらの組み合わせから成るグループから選択されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機反射防止コーティングが、ＤＵＶ色素を含有するネガ型フォトレジストと、アクリルポリマ又はコポリマーから作製されたポリマ材料と、酸又は熱酸発生剤及び光酸発生剤化合物と組み合わされたバインダー樹脂と、ペンダントフェニル基を有するバインダー樹脂と、これらの組み合わせとから成るグループから選択された材料を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記有機反射防止コーティングが、ヒドロキシアルキルアクリレート又はヒドロキシアルキルメタクリルレートと、ヒドロキシシクロアルキルアクリレート又はヒドロキシシクロアルキルメタクリルレートと、ヒドロキシアルキルシクロアルキルアクリレート又はヒドロキシアルキルシクロアルキルメタクリルレートと、メタクリル酸グリシジルと、これらの組み合わせとから成るグループから選択された材料を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記化学増幅型ＤＵＶフォトレジストが、オニウム塩メタルハライド錯体を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記直接書き込み連続波レーザが、２４４ｎｍ又は２５７ｎｍの波長で動作することを特徴とする請求項８、又は請求項９、又は請求項１０、又は請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記波長が２５７ｎｍであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記露光後ベークが、前記ＤＵＶフォトレジストへの照射露光後の少なくとも１時間で行われることことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般に、本発明は半導体工業で使用されるリソグラフィマスク（レチクル）を製造する方法に関する。特に、本発明は、光学的に像形成された高性能フォトマスクを作製する際に有益なプロセス段階の特定の組み合わせに関する。フォトマスクの光学的像形成では、少なくとも１つの反射防止コーティング（ＡＲＣ）と組み合わせた遠紫外（ＤＵＶ）フォトレジストが利用される。ＤＵＶフォトレジストは、光学的直接書き込み連続レーザマスク書き込みツールを使用して像形成される。
【背景技術】
【０００２】
複数のフォトレジスト構成が、半導体デバイス構造体の作製においてなどの、小型化された電子組成物品を作るためのマイクロリソグラフィプロセスで使用されている。小型化された電子デバイス構造体のパターンは、通常、パターン形成されたマスキング層を介して全体的に処理することにより時間的節約を達成することができる理由から、半導体基板への直接の書き込みによってではなく、半導体基板の上にあるパターン形成されたマスキング層からパターンを転写することによって生成される。半導体デバイス処理に関しては、パターン形成されたマスキング層は、パターン形成されたフォトレジスト層か、又は、パターン形成されるべき半導体デバイス構造体の表面上に載る、パターン形成された「硬い」マスキング層（通常無機材料又は高温有機材料）とすることができる。パターン形成されたマスキング層は、通常、フォトマスク又はレチクルと呼ばれることが多い、別のマスクを使用して生成される。レチクルは、通常、ガラス又は石英プレート上に被着される金属含有層（例えば、クロム含有、モリブデン含有、又はタングステン含有など）から成る薄層である。レチクルは、半導体構造体上にあるマスキング層上に再生されるべき個々のデバイス構造体パターンの「ハードコピー」を含むようにパターン形成される。
【０００３】
レチクルは、該レチクル上にパターンを書き込む方法に応じて、多くの異なる技法によって生成することができる。今日の半導体構造体の寸法上の要件に起因して、書き込み方法は、一般に、レーザすなわち電子ビームを使用するものである。レチクル形成の通常のプロセスは、ガラス又は石英プレートを供給する段階と、ガラス又は石英プレート上にクロム含有層を被着する段階と、該クロム含有層を覆って反射防止コーティング（ＡＲＣ）を被着する段階と、ＡＲＣ層を覆ってフォトレジスト層を塗布する段階と、フォトレジスト層に直接書き込みして所望のパターンを形成する段階と、フォトレジスト層のパターンを現像する段階と、該パターンをクロム層にエッチングする段階と、残留フォトレジスト層を除去する段階とを含むことができる。書き込み照射が接触した区域が現像中により容易に除去されるようになる場合、このフォトレジストをポジ型フォトレジストという。書き込み照射が接触した区域が現像中により除去しにくくなった場合、このフォトレジストをネガ型フォトレジストという。最新のレチクル製造材料には、例えば、クロム、酸化クロム、クロムオキシナイトライド、モリブデン、珪化モリブデン、及び珪化モリブデンタングステンから選択される材料の層の組み合わせを含む場合が多い。
【０００４】
先述したように、レチクルすなわちフォトマスクは、パターンを下地のフォトレジストに転写するのに使用され、この場合、レチクルは、フォトレジストの表面上で該レチクルのオープン区域を通過する全面照射に露光される。次いで、フォトレジストが現像され、これを用いてパターンを下地の半導体構造体に転写する。一般に０．３μｍ未満という現在のパターン寸法要件に起因して、フォトレジストは、化学増幅型ＤＵＶフォトレジストであるのが好ましい。レチクル自体の作製においては、化学増幅型ＤＵＶフォトレジストが、直接書き込み電子ビーム書き込みツールと組み合わされて使用されてきた。更なる作業は、最近では、オレゴシ州ヒルズバロに所在するＥＴＥＣ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．から商品名ＡＬＴＡ（商標）で入手可能な直接書き込み連続波レーザツールを使用して行われている。
【０００５】
フォトレジスト／レチクルの作製は、レチクル内に生成されたパターンの限界寸法及びレチクルの表面積の全体にわたるパターン限界寸法の均一性に影響を与える、幾つかの相互に関係する段階を伴う複雑なプロセスである。レチクル製造プロセスの様々な段階を変更することによって、処理ウィンドウを含めて製造プロセス自体の再現性を変更することができる。処理ウィンドウとは、製造された製品に及ぼす有害な結果を有することなく、プロセス条件を変更することができる量をいう。処理ウィンドウが大きいほど、製品に及ぼす有害な影響を与えることなく処理条件で許容される変化が大きくなる。従って、これにより製造される仕様製品の歩留まりが一般に高くなることから、より大きな処理ウィンドウが望ましい。
【０００６】
個々のプロセス段階を改善することによって製造プロセスの信頼性を向上させるように、業界で様々な努力が行われている。しかしながら、製造プロセスが幾つかの相関するプロセス段階を含む場合には、個々のプロセス段階の変更は、他の相関するプロセス段階に予期せぬ結果をもたらす恐れがある。
【０００７】
レチクルの製造プロセス段階は、一般に以下を含むが、この場合、レチクルの形成に使用される初めの基板は、金属含有（通常はクロム）のマスク材料の層がその上に塗布される酸化珪素含有基層である。無機反射防止コーティング（ＡＲＣ）又は有機ＡＲＣ、又は無機ＡＲＣ層と有機ＡＲＣ層の組み合わせをクロムマスク材料の表面を覆って塗布することができる。次に、フォトレジスト層をこの反射防止コーティング上に塗布する。フォトレジストは、通常溶剤中に溶解又は分散される有機材料である。フォトレジストの溶液又は分散液は通常、フォトマスク製造構造体の表面上に回転塗布される。通常、フォトレジストは、製造構造体表面上のＡＲＣ層を覆って塗布される。溶剤又は分散媒質の一部は回転塗布作業中に除去される。その後、残った溶剤又は分散媒質は、別の手段により、通常はフォトレジスト層を含め、製造構造体をベーク（ベーキング）することによって除去される。この段階は一般に「塗布後ベーク」(Post Apply Bake)即ちＰＡＢと呼ばれる。次に、フォトレジストを照射露光（像形成）させて、通常はパターンが約０．３μｍ未満又はそれよりも小さい寸法を含む場合に直接書き込みプロセスによってパターンをフォトレジスト層に生成する。露光後、フォトレジト層を含む基板を再度ベークする。この第２のベークを通常「露光後ベーク」(Post Exposure Bake)即ちＰＥＢという。次に、フォトレジストをドライプロセス又はウェットプロセスのいずれかを用いて現像して、フォトレジスト層の厚みを貫通する開口が形成されたパターンを生成する。パターン開口がフォトレジスト層を通ってＡＲＣ層の上面又はＡＲＣ層の下表面まで延びるように、フォトレジストが「パターン形成」されると、フォトレジストのパターンは、クロムベースのマスク層及び該クロム層の上に重なるどのような残りの層をも通って、例えば、通常がドライエッチングによって転写される。
【０００８】
２００１年５月３日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された「Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｂｏｔｔｏｍ  Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｓｋ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ」と題された米国特許出願第０９／８４８，８５９号では、全体的にレチクル製造プロセスが記載されている。この特許出願は、その全体が引用により本明細書に組み入れられる。米国特許出願第０９／８４８，８５９号で開示されているように、フォトマスクパターンが０．３μｍより小さい限界寸法を示す場合、フォトマスク／レチクルを生成しようとする際に遭遇する幾つかの問題がある。更に、パターンの限界寸法がレチクル表面全体にわたって均一であるレチクルを生成するには、レチクル製造プロセスの各段階においてプロセス変数の入念な制御が必要とされる。例えば、下地の基板の表面上に現像された（パターン形成された）フォトレジストは、パターン転写前に、パターン外形の底部に「フット」を呈示する場合が多く、この場合、フォトレジスト層は、下層のＡＲＣ層（通常はクロムオキシナイトライド材料）が存在するにも関わらず、クロム含有表面上で下層のＡＲＣ層とインターフェースする。フットは、塩基性度が基板表面全体にわたって不規則に若干変化するため、レチクル基板表面の全体にわたってサイズが均一ではない。フットは可変であることから、それによってレチクル完成品が寸法要件を満足するか否かを判断するのに使用される測定を行うことが困難になる。
【０００９】
幾つかの像形成され現像されたポジ型フォトレジストは、「ｔ」形の上部外形を示す。更に、パターン形成されたフォトレジストの表面は、通常、下層のＡＲＣ層が存在していても、フォトレジスト層上への直接書き込み中に生じる反射に起因して定在波を示す。
【００１０】
マイクロ電子技術（第１７巻（１９９２年）２７５頁から２７８頁）の１９９２年の論文において、Ｇｉｌｌｅｓ  Ａｍｂｌａｒｄ他は、化学増幅（ＣＡ）型レジストシステムの開発がエックス線、電子ビーム又は遠紫外リソグラフィによってもたらされた高解像度及び高速という課題を満足するアプローチとして最も成功した経緯を説明している。しかしながら、ネガ型レジストの使用を制限するパターン外形異常が出現することが見出された。たとえ正しい露光線量を所望のパターンの厚みを貫通して施したとしても、水性現像液が、下地の基板に接触又は近接するレジストの底部を溶解してしまう。０．１μｍから０．２μｍという厚い亀裂が基板との界面においてパターン内で観察され、結果的に微細なパターンにおける接着力が失われた。この問題は、スピンオンガラス（ＳＯＧ）基板及びアルミニウム基板の両方で像形成及び現像が行われたレジストについて観察された。
【００１１】
Ｓｏｎｙ  Ｃｏｒｐに譲渡され、１９９８年２月２０日に公開された特開平１０−０４８８３１号は、パターン形成されるべき膜への化学増幅型ベースのレジスト膜のパターン形成に関するものである。パターン形成されるべき膜の組成は、この日本特許の英文要約では明記されていない。形成プロセスは、（ａ）パターン形成されるべき膜を硫黄を除いたカルコゲンから成る保護コーティングで覆う段階と、（ｂ）化学増幅型ベースのレジスト膜を保護コーティング上に被着する段階と、（ｃ）選択露光を施し、露光後にベークし、化学増幅型ベースのレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する段階と、及び（ｄ）保護コーティングの露光部分を選択除去する段階とを含む。この利点は、パターン形成されるべき膜の表面が、保護コーティングによって予め不動態化されることであると述べられている。これによって、化学増幅型ベースのレジスト膜とパターン形成されるべき膜との間の活性種の分散が防止され、及びパターン形成されるべき膜に対する界面周辺の活性種の濃度低下が防止される。結果として得られるレジストパターンは、「異常のない形状」を有すると述べられている。
【００１２】
１９９８年３月３日にＫｏｂａｙａｓｈｉ他に付与された、米国特許第５,７２３,２３７号において、発明者らは、未露光試験レジスト膜の現像を通じたレジストパターン形成のベーク条件を決定する方法を開示している。特に、基板内及び基板間の限界寸法の標準偏差を最小限に抑える（即ち、限界寸法を最小限に抑える）レジストパターンを、特定の方法によって形成するものである。この方法により、膜形成プロセス、レジスト膜ベークプロセス、露光プロセス、及び現像プロセスを含むレジストパターン形成の条件を決定することができる。この方法は、各々の上にレジスト膜が形成された複数のプレートを作製する段階と、各々が異なるベーク条件を有するプレート上のレジスト膜をベークする段階とを含む。像形成をパターン形成するための膜露光を行わず、ベークされたレジスト膜に溶解処理を施し、レジスト膜の部分的溶解を生じさせる。生成されたデータは、プレート全体にわたる残りのレジスト厚み（部分的な溶解後）の均一性の変化を最小限に抑えるように、その後のレジスト膜をベークするたの温度条件を決定する際に使用される。
【００１３】
図１（米国特許第５,７２３,２３７号から引用したものではないが、該発明の譲受人Ｈｏｙａによって発表された）は、平均膜厚みを低減する溶解処理を受けた後、約５，０００Åの初期厚みを有するフォトレジスト膜における、レチクルプレート全体にわたる厚みの均一性のグラフ１００を示す。グラフ１００の軸１２０は、ＰＡＢ温度の関数としてレチクルプレート全体にわたる膜厚の変動範囲を示す。（残りの膜の）膜厚均一性は、グラフ軸１１０で塗布後ベーク（ＰＡＢ）の関数として示されている。しかしながら、測定された温度は、フォトレジスト自体の温度ではなく、レチクルプレートの下のホットプレートの温度である。データは、ＤＵＶフォトレジスト（ニュージャージ州サマビルのＡＺ  Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐ．から入手可能なＤＸ１１００Ｐ／ＡＲ３）の膜について示されている。このＤＵＶフォトレジスト膜は、９分（曲線１１２）、１２分（曲線１１４）、又は１５分（曲線１１６）という時間にわたって所定のＰＡＢ温度にてベークした。また、図１は、様々な時間期間にわたってベークされた膜についてグラフ軸１３０では元の膜厚のａ％として、グラフ軸１１０で示すＰＡＢ温度の関数として、正規化された膜厚の変化率を示す。ベーク時間９分については曲線１０２に示されており、１２分は曲線１０４に示されており、１５分は曲線１０６に示されている。明らかに、フォトレジストの現像に関してＰＡＢ温度は、現像速度、及びフォトレジスト表面の全体にわたる現像の均一性の両方の点で重要である。
【００１４】
１９９９年９月に日本の横浜で開催されたフォトマスク及びＸ線技術ＶＩのＳＰＩＥシンポジウムで発表された「Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｒｅｓｉｓｔ」と題された論文（ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ.３７４８．０２７７−７８６Ｘ／９９）において、Ｋｏｊｉ  Ｋａｔｏｈ他は、次世代フォトマスク（０．１８μｍを下回る）製造用ノボラックベースの化学増幅型ポジ型レジストの開発について説明している。このレジストは、親水性ポリフェノール化合物を使用することによって、外形底部におけるフット形成を防ぐといわれている。このレジストは、４．０ｕＣ／ｃｍ2の線量でＣｒＯｘ基板上に明確な０．２５μｍのライン及び空間パターンを作るのに使用された。最新の高加速度電圧（５０ｋＶ）電子ビームライタＨＬ−８００Ｍは、より良好な限界寸法制御を得るために開発されたものである。しかしながら、高加速度電圧はレジストの感度を下げてしまう。これを補正するために化学増幅型レジストが必要とされた。開発されたレジストは、4つの成分、即ち、ノボラックマトリクス樹脂、ポリフェノール化合物、及び酸発生成分、及び溶解抑制成分を含む。
【００１５】
論文「Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｏｒ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔｓ  ｂｙ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ」（半導体製造に関するＩＥＥＥ報告書、第１２巻、第４号、１９９９年９月で発表）において、Ｃｈｏｉ  Ｐｈｅｎｇ  Ｓｏｏ他は、溶解反応を改質し、レジスト外形形状の側面輪郭を劣化させる、界面におけるレジストと基板の化学的相互作用を説明している。基板上の残留物の性質によって、特にネガ型の化学増幅型（ＣＡ）レジストにおける、「底部ピンチング」（ＢＰ）効果及びフット発生が観察される。ＢＰ効果は、有機底部反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）の頂部のＣＡレジストにおいて観察される。ＢＰは、下層の有機ＢＡＲＣから発生した酸に起因するものである。ＢＡＲＣの軟ベーク温度に対する最適化により、ＰＢ効果は排除されるといわれている。
【００１６】
Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ＬＬＣに譲渡され、２０００年３月２２日に発行されたＴｉｍｏｔｈｙ  Ｇ．  Ａｄａｍｓ他の欧州特許公開ＥＰ０９８７６００Ａ１では、反射防止組成物（ＡＲＣ）としての使用に適切な、特に１９３ｎｍといった短波長像形成用途に好適な新しい光吸収架橋組成物が説明されている。ＡＲＣは、上塗りレジスト層と共に（即ち、下部層ＡＲＣとして）使用されるのが好ましく、一般に、反射されたサブ２００ｎｍ露光照射を効果的に吸収することができるＡＲＣ樹脂バインダーを含む。特に、反射防止組成物は、フェノール基を有する樹脂バインダーを含む。フェノール基については、反射防止構成樹脂の樹脂主鎖に直接側基がついたものとして説明されている。
【００１７】
上記説明は、半導体基板上での化学増幅型フォトレジストの使用、又はレチクルを生成するために電子ビームリソグラフィと組み合わせた化学増幅型フォトレジストの使用に関するものである。本発明は、フォトマスク（レチクル）にパターンを転写するのに使用される化学増幅型フォトレジストに像形成するために、光学システム、すなわち直接書き込み連続波レーザの使用に関するものである点において異なる。しかしながら、化学増幅型フォトレジストと組み合わせて光学像形成システムを使用してレチクルを生成する際には、上述の多くの問題に直面する。
【００１８】
図２Ａは、下から上に、石英基板２０２、その上層であるクロム含有層２０４、その上層のＡＲＣ層２０６、及びポジ型フォトレジスト層２０８を含む、レチクルを形成するのに使用される従来技術による開始構造体２００の概略断面図を示す。図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、電子ビーム書き込みツールを使用したフォトレジスト層２０８のパターン形成後に、パターン形成されたフォトレジスト層２０８の下側部分からＡＲＣ層２０６の表面２１６に向かって延びる「フット」２１０がある場合が多い。フット２１０が存在すると、ＡＲＣ層２０６及びクロム含有層２０４を介したフォトレジストパターンの後続のエッチング転写中に限界寸法の制御を維持することが困難になる。また、フットは、リソグラフ装置の測定上の能力に悪影響を与える。
【００１９】
図２Ｃは、パターン形成されたフォトレジスト層２０８（下層のＡＲＣ層２０６と共に）の部分拡大図（図２Ｂからの）であり、上部に「ｔ」トッピング２１３を示すライン２０７と、ライン２０７の基部にフット２１０と、ライン２０７の側壁２１１面２１２上にリップル（定在波）２１４とが示されている。「ｔ」トッピング２１３は、パターン現像の前の処理中にフォトレジスト層の上面で発生する汚れ／反応によって引き起こされると考えられる。定在波２１４は、フォトレジスト材内の反射された照射によって発生するが、これは、電子ビーム書き込みツールによるフォトレジスト層２０８へのパターンの直接書き込み中に発生する。ＡＲＣ層２０６は、下層及びデバイス外形形状からのフォトレジスト層２０８へ戻る反射を低減することによって定在波効果を低減するのに役立つが、定在波は、像形成システム及び特定のフォトレジストの材料組成に応じて発生する程度が異なる。フォトレジストが化学増幅型フォトレジストである場合には、フォトレジスト材料の透過性は、直接書き込みプロセス全体を通じて特に高い。この結果として、反射性が増大し（先のｉ線ノボラックフォトレジストよりも大きい）、これにより定在波２１４の形成が増大する。
【００２０】
図２Ｄは、ネガ型ＤＵＶ化学増幅型フォトレジストである、現像されたフォトレジストの側面図を示す。現像されたレジストは、図２Ｄに示すように、ラインパターンの基部で「ピンチング」を示す。パターン形成されたネガ型フォトレジスト２２８のライン２２１は、側壁表面２２２上に定在波２２４と、ライン２２１の基部２３０で狭窄化、すなわち「ピンチング」とを示す。ピンチングは、ネガ型レジスト２２８では、レジストの照射を受けた部分が反応（通常は架橋）してパターン現像中に現像液に不溶のポリマを形成するために発生する。フォトレジスト２２８の側壁面２２２は、ライン２２１を含む照射を受けたパターンの現像中に、矢印２３２で示すようにアンダーカットされる。
【００２１】
限界寸法の均一性がフォトマスク表面全体にわたって維持され、０．３μｍ以下の限界寸法を有する外形形状を与えるフォトマスクを形成する方法を有するのが非常に望ましいことは容易に明らかである。これを達成するためには、フォトマスク面全体にわたって像形成され且つ均一に現像されるパターン形成され現像されたフォトレジストを製造する方法を有することが必要である。フォトレジストの現像されたパターン輪郭は、基部のフット、レジスト頂部の「ｔ」トッピング、及び現像されたフォトレジストの側壁に沿った定在波の形態において最小限の表面歪みを示す必要がある。この現像されたフォトレジストが改善されると、その外形形状パターンを下地のフォトマスク（レチクル）に転写するのに使用することができる。
【００２２】
【特許文献１】
米国特許出願第０９／８４８，８５９号公報
【特許文献２】
日本特許公開  特開平１０−０４８８３１号公報
【特許文献３】
米国特許第５,７２３,２３７号公報
【特許文献４】
欧州特許公開ＥＰ０９８７６００Ａ１公報
【非特許文献１】
Ｇｉｌｌｅｓ  Ａｍｂｌａｒｄ他の論文  マイクロ電子技術（第１７巻（１９９２年）２７５頁から２７８頁
【非特許文献２】
Ｋｏｊｉ  Ｋａｔｏｈ他の論文「Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｒｅｓｉｓｔ」フォトマスク及びＸ線技術ＶＩのＳＰＩＥシンポジウム（１９９９年９月）
【非特許文献３】
Ｃｈｏｉ  Ｐｈｅｎｇ  Ｓｏｏ他の論文「Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｏｒ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔｓ  ｂｙ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ」（半導体製造に関するＩＥＥＥ報告書、第１２巻、第４号、１９９９年９月で発表）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、直接書き込み連続波レーザを使用してフォトマスクを光学的に作製する方法に関するものであり、その方法は、金属含有層を覆って有機反射防止コーティングを塗布する段階と、有機反射防止コーティングを覆って化学増幅型ＤＵＶフォトレジスト（ポジ型又はネガ型）を塗布する段階と、排気フードファン又は類似の方法により支援される揮発性除去によって、周囲条件に基づく特に設計された温度範囲内でＤＵＶフォトレジストをベークする（ＰＡＢ）段階と、直接書き込み連続波レーザからＤＵＶフォトレジストの表面を照射露光する段階と、この場合も同様に周囲条件に基づいて、排気ホットプレートを使用して特に設計された温度範囲内で現像されたフォトレジストをベークする（ＰＥＢ）段階と、及びＤＵＶフォトレジスト内で画像を現像する段階とを含む。ＤＵＶフォトレジストに像形成するのに使用されるレーザは、２４４ｎｍ又は２５７ｎｍで動作するのが好ましいが、他の波長を使用してもよい。その後、現像されパターン形成されたフォトレジストをフォトマスク基板の金属含有層を通ってパターン転写するためのマスクとして使用する。通常、パターン転写はドライエッチングによる。フォトマスク基板の金属含有層は、例えば、限定ではないが、クロム、酸化クロム、クロムオキシナイトライド、モリブデン、珪化モリブデン、及び珪化モリブデンタングステンから選択される材料の層の組み合わせを含むことができる。
【００２４】
好ましい反射防止コーティング（ＡＲＣ）は、有機物であり、ＤＵＶ色素を含有するネガ型フォトレジスト、アクリルポリマ又はコポリマーから作製されたポリマ材、酸又は熱酸発生剤(thermal acid generator)及び光酸発生剤(photoacid generator)化合物と組み合わされたバインダー樹脂、ペンダントフェニル基を有するバインダー樹脂、及びこれらの組み合わせから選択することができる。有機反射防止コーティングの組成は、アクリルポリマ及び／又はコポリマーを含むのが好ましい。
【００２５】
フォトマスクを作製する方法の別の実施形態において、ＡＲＣは、クロムオキシナイトライド、窒化チタン、窒化珪素、又は珪化モリブデンといった材料を含むように選択された無機ＡＲＣとすることができる。更に、使用されるＡＲＣは、有機及び無機のＡＲＣの組み合わせとすることができる。例えば、有機ＡＲＣは、無機ＡＲＣの表面を覆って塗布することができる。
【００２６】
フォトレジストの塗布後ベーク（ＰＡＢ）（塗布後ベーキング）は、フォトマスク基板全体にわたるパターン形成されたフォトレジストのより均一な限界寸法（ＣＤ）と、フォトレジストコートされたフォトマスク基板において長い安定性期間とが得られるように、フォトレジストの露光後ベーク（ＰＥＢ）（露光後ベーキング）と統合される。安定性期間が長ければ、フォトレジストの像形成処理（露光）のかなり前に基板にフォトレジストを塗布することができる。これにより、レジストの実際のパターン形成前に、メーカーの都合でフォトレジストコートされた基板を保管及び出荷することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
詳細な説明の前置きとして、本明細書及び添付の特許請求項の範囲で使用される単数形は、特に明確な指示がない限り複数形を含む点に留意されたい。
【００２８】
先の背景技術で説明したように、下層材料からの反射は、パターン形成されたフォトレジストの表面上に定在波を生成する場合が多い。更に、フォトレジストとポジ型フォトレジストの下にある層との間で起こる化学反応に起因して、パターン形成されたフォトレジストの基部に未現像区域が発生する恐れがある（これらの未現像区域を一般にフットという）。背景技術で述べたように、パターン形成されたフォトレジストの表面上での定在波及びフットの存在は、パターンを半導体デバイス又はフォトマスクの表面に転写するためにパターン形成されたフォトレジストを使用して生成される半導体デバイス又はフォトマスクの限界寸法に影響を与える。
【００２９】
フォトレジストがポジ型ＤＵＶフォトレジストのようなポジ型化学増幅型フォトレジストである場合、「ｔ」トッピング及び定在波の問題が大きくなる。更に、ポジ型化学増幅型フォトレジストでは、通常フットが形成される区域の問題が大きくなる。図２Ｃは、「ｔ」トッピング２１３、側壁２１１面２１２上の定在波２１４、及び基部のフット２１０を呈するパターン形成されたポジ型フォトレジスト２０８のライン２０７の概略断面図を示す。
【００３０】
フォトレジストがネガ型ＤＵＶフォトレジストのようなネガ型化学増幅型フォトレジストである場合、定在波の問題は重大であり、更に、ネガ型化学増幅型フォトレジストは、通常、図２Ｄに示すように、パターンラインの基部において「ピンチング」を示す。図２Ｄは、側壁面２２２上の定在波２２４、ライン２２１の基部２３０における狭窄すなわち「ピンチング」を呈するパターン形成されたネガ型フォトレジスト２２８のライン２２１の概略断面図を示す。ピンチングは、ネガ型レジスト２２８において、レジストの照射を受けた部分が反応（通常は架橋）して（パターン現像中に）現像液に不溶のポリマを形成するために発生する。無機ＡＲＣ層２０６の上面での化学反応の中和部分に起因して、フォトレジスト２２８は、無機ＡＲＣ層２０６に隣接するその基部２３０では十分な反応が生じない。フォトレジスト２２８の側壁面２２２は、ライン２２１を含む照射を受けたパターンの現像中に、矢印２３２で示すようにアンダーカットされる。
【００３１】
出願人らは、パターン形成されたフォトレジスト構造体上に存在する「ｔ」トッピング、定在波、及びフットを排除し、又はこれらの量を低減する、フォトマスクの下にあるポジ型又はネガ型フォトレジスト構造体のパターン形成法を見出した。これは、パターン形成されたマスクの限界寸法制御を高めるようなフォトマスクのパターン形成を可能にする。更に、この方法には、パターン形成されたマスクの表面全体にわたって均一な限界寸法の獲得を支援するＰＡＢ及びＰＥＢプロセスを組み合わせて用いることを含む。この方法は、フォトマスク／レチクルの作製用処理ウィンドウを拡幅し、フォトマスク自体のパターン形成後ではなく、フォトレジストのパターン形成後に測定を可能にし、これによってフォトマスク製造のコストが大幅に節約される。
【００３２】
Ｉ．本発明を実施するための装置
続いて、本明細書で説明する方法の実施に使用される像形成システムは、オレゴシ州ヒルズバロのＥＴＥＣ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．から入手可能な２４４ｎｍ又は２５７ｎｍマスク書き込みレーザツールとすることができる新しい装置である。この直接書き込み連続波レーザツールは、ＡＬＴＡ（商標）という商品名で入手可能な、ラスタ走査書き込みシステムである。このシステムは、各ファセットからの３２本のレーザビームを反射しながら回転し且つ基板の全体にわたってビーム（ブラシという）を走査する多角形を含む。２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）マスク書き込みレーザツールの書き込み品質仕様には、約４００ｎｍの最小特長サイズが含まれる（ユーザが仕様の５０％、すなわち２００ｎｍで特長を達成可能にする）。２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）マスク書き込みレーザツールによって、ユーザは高度な特長限界寸法（ＣＤ）制御、直線性、及び均一性を得ることができる。しかしながら、作製されたマスクの潜在的な性能の完全な実現は、マスク作製時の適切なプロセス材料及びプロセス方法を用いることによって決まる。
【００３３】
図９は、以下の実施例で説明されるフォトレジスト２を像形成させるために使用されたツールに存在していた直接書き込み連続波レーザシステム構成要素の簡略図を示す。レーザシステム９００は、ＤＵＶレーザヘッド９０２を含むものであった。ＤＵＶレーザヘッド９０２は、高反射器９０４、ブルースター窓９０６、出力カプラ９０８、安全シャッタ９１０を含んでいた。光源は、基本モード（ＴＥＭ00）の単一ライン（５１４ｎｍ）で操作されるアルゴンガスレーザであった。次いで、この緑のラインは、キャビティ内ベータバリウムボレイト（ＢＢＯ）結晶を介して周波数倍増され、２５７ｎｍのレーザ光を生成する。倍増プロセスの物理的及び幾何学的条件に起因して、２５７ｎｍビーム強度分布は、ｓｉｎｃ2関数で記述される。ｓｉｎｃ2分布を有するサイドローブは、ＡＬＴＡ（商標）システムによる印刷のために使用される予測可能な近ガウス分布ビームを生成するよう濾過される。
最大ＤＵＶ出力電力は、約１．５Ｗである。レーザは、光学的コーティングを保護し、レーザの寿命を延ばすために低い電力レベルで動作する。レーザヘッド９０２は、花崗岩スラブ（図示せず）上のブリッジ（図示せず）の背後に取り付けられる。図９に示すように、遠隔操作式モジュール９１２は、中央パネル９１４に制御信号を供給する。更に、矢印９１６によって示す冷却水及び矢印９１８によって示す電力（配電センタ（図示せず）から４８０Ｖ）も同様に中央パネル９１４に供給される。レーザ供給管９２０は、水、電力、及び制御信号をレーザヘッド９０２に搬送する。
【００３４】
図１０は、以下の実施例においてフォトレジストの像形成に使用されるようなＡＬＴＡ（商標）２５７ｎｍ直接書き込み連続波レーザの光学的アーキテクチャの簡略図を示す。光学的アーキテクチャ１０００は、ＤＵＶレーザ源１００２、多重ビームスプリッタ１００４、音響−光変調器１００６、電子画素データ１００９を供給するデータモジュール１００８の中に含まれる形状寸法エンジン及びビームボード及びクロックボード、Ｋミラー１０１０、ステアリングミラー１０１２、回転式２４ファセット多角形体１０１４、矢印１０１８がの前の走査方向を示す縮小レンズ１０１６、及び矢印１０２０がプレート１０１９の走査方向を示し、矢印１０２２がプレートの移動方向を示すフォトマスク基板プレート１０１９を含む。矢印１０２４は、ストライプ軸線を示し、一方、矢印１０２６は走査軸線を示す。ＡＬＴＡ（商標）２５７ｎｍ直接書き込み連続波レーザの光学的アーキテクチャに関する更なる情報に関しては、当業者はオレゴシ州ヒルズバロのＥＴＥＣ  Ｓｙｓｔｅｍｓに連絡されたい。
【００３５】
ＩＩ．フォトマスクのパターン形成方法
フォトマスクをパターン形成する全ての方法は、本発明の方法を適用することにより有利とすることができる。本方法は、フォトマスクにパターンを転写するために化学増幅型ＤＵＶフォトレジストを使用する場合にフォトマスクを光学的にパターン形成するのに特に有用である。本発明の種々の例は、アクリルを基本とする化学増幅型フォトレジストを対象とするものである。しかしながら、本発明の範囲は、この族の化学増幅型フォトレジストに限定されることを意図するものではない。
【実施例】
【００３６】
例１：
図１１Ａは、フォトマスクの製造に使用される開始構造体（以下、レチクルという）１１００を示す。この実施例において、開始構造体１１００は、上から下へ、ＤＸ１１００（ニュージャージ州サマビルのＡＺ  Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐ．から入手可能）である５，０００Å厚みの化学増幅型ＤＵＶフォトレジスト層１１０８と、ＫＲＦ１７Ｇ（ＡＺ／Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能）とされる４７０Å厚みの有機ＡＲＣ層１１０６と、クロムオキシナイトライド無機ＡＲＣの２５０Å厚みの層１１０５と、クロムマスク材の７５０Å厚みの層１１０４と、酸化珪素含有基板１１０２とを含む層（縮尺通りには示していない）からなるスタックであった。
【００３７】
特に、化学増幅型ＤＵＶフォトレジストであるＤＸ１１００は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、ＰＭＡ、１−メチル−２−プロピルアセテート、改質フェノールポリマー、及び化学的増幅剤としてのオニウム塩メタルハライド錯体を含む。このＤＵＶフォトレジストは、メーカーが説明する方法で下層の有機ＡＲＣ層１１０６の表面上に塗布される。しかしながら、フォトレジスト膜を塗布した後に、出願人らは、レジストへの照射（レジスト層内に未現像画像／潜像を生成するための露光）を施した後に実施されることになる露光後ベーク（ＰＥＢ）と組み合わせて機能するように特別に設計された塗布後ベーク（ＰＡＢ）を行った。
【００３８】
ＰＡＢの重要性は、レジスト材料の現像速度及び現像の均一性を決定する際のＰＡＢの重要性を示した従来技術に関して先に述べた。この特長は、図１に関して説明した。図１から、現像速度及び現像の均一性という点において、約１２０℃から約１３０℃の範囲のＰＡＢ温度で良好な結果が得られるはずであるということがわかる。重要事項であるので再度述べるが、図１で言及された温度は、フォトレジスト自体の温度ではなく、フォトマスクプレート下のホットプレート温度である。出願人らは、フォトレジスト／ＡＲＣ界面の設定温度を測定しており、その結果、得られたデータは、フォトマスクプレートを加熱するのに使用される装置とは無関係である。
【００３９】
出願人らは、フォトマスクのパターン形成されたクロム層における改善された優れたＣＤ均一性は、ＰＡＢが、約１１５℃未満、約１０５℃から約１１５℃の範囲、及び好ましくは約１０８℃であるときに得られることを見出した。このＰＡＢは、フォトレジストへの照射露光後に行われるＰＥＢと組み合わせて用いる。ＰＥＢは、約７０℃から約９５℃、好ましくは約７０℃から約９０℃の範囲温度、更に好ましくは約８８℃で行われることが好ましい。同様に、ＰＥＢはフォトレジスト／ＡＲＣ界面で測定される。
【００４０】
図５は、様々なＰＥＢ温度におけるパターン限界寸法（ＣＤ）感度対ＰＡＢ温度を示すグラフ５００である。ＣＤは、ドライエッチング法を用いてフォトレジストからのパターン転写後に得られるマスクのパターン形成されたクロム含有層に関するものである。データは、ＤＸ１１００化学増幅型ＤＵＶフォトレジストを使用して発生された。ＣＤは、ｎｍ単位で軸線５０４上に示されているが、フォトマスクへの現像されたパターン（クロムで）の転写後に測定したものであり、ＬｅｉｃａＬＷＭ２５０及び透過ＵＶ光源を用いて求められた。ＰＡＢ温度は、軸線５０２上に℃単位で示されている。ＰＥＢ曲線は、５０６は４６℃を表し、５０８は７２℃を表し、５１０は８８℃を表し、５１２は１０５℃を表し、５１４は１３２℃を表すが、ＰＡＢ温度１０８℃近傍でＣＤ感度の第１の導出最小値を示している。
【００４１】
図６は、様々なＰＡＢ温度におけるＣＤ感度対ＰＥＢ温度を示すグラフである。ＣＤは、ｎｍ単位で軸線６０４上に示されているが、図５を参照して上述のように、クロムで測定したものである。ＰＥＢ温度は、軸線６０２上に℃で示されている。ＰＡＢ曲線は、６０６は８４℃を表し、６０８は９９℃を表し、６１０は１０８℃を表し、６１２は１１５℃を表し、６１４は１２９℃を表すが、ＰＡＢ温度１０８℃におけるＣＤ感度の第１の導出最小値がＰＥＢ温度約８８℃で発生することを示している。全ての例において、以下の条件下でＰＡＢ及びＰＥＢを行った。フォトマスク基板（フォトマスクプレート）温度を少なくとも１８０秒の時間にわたって室温から所望の温度まで上昇させて、熱伝達がフォトマスクプレート表面全体にわたって均一になるようにし、これにより確実に、フォトレジスト膜層自体において温度勾配が最小限に抑えられている。従って、推奨最大温度上昇速度は、ホットプレート加熱については約２０℃／分である。しかしながら、この温度上昇速度は、加熱方法に応じて異なるものとすることができる。以下の説明で指定される全ての温度は、フォトレジスト／ＡＲＣ界面におけるフォトレジスト自体に関するものであって、フォトマスクの下のホットプレートに関するものではない。ＰＡＢ及びＰＥＢは、各々、周囲空気大気下の通常相対湿度約４５％で、排気ファンを含むフードがある状態で行った。設定温度でのベーク時間は、ＰＡＢ及びＰＥＢについて約７分であった。
【００４２】
図７は、ＤＸ１１００化学増幅型フォトレジストのＰＡＢ温度及びＰＥＢ温度の関数としてクロムでパターン形成された空間（ライン）において軸線７１０上にｎｍ単位で示されている、限界寸法を示すグラフ７００である。ＣＤは、カリフォルニア州サンタ・クララに事務所を有するＬｅｉｃａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＩＰＲＯ（商標）光学測定ツールを使用して測定した。曲線７０２、７０４、及び７０６は、各々、異なるフォトマスクプレートを示し、曲線７０８は、曲線７０２，７０４、及び７０６の値の平均を表す。軸線７２０上に示されている各ＰＡＢ温度については、各々が該ＰＡＢ温度と組み合わせて所定温度で使用された一連のＰＥＢ温度を表す一連のデータ点がある。各指定されたＰＡＢ温度において、グラフの左側（第１のデータ点）から始まるＰＥＢ温度は、４６℃であり、続いて各々、７２℃、８８℃、１０５℃、及び１３２℃であった。
平均するとＣＤは、ＰＡＢ温度が上がるにつれてサイズが小さくなる。１０８℃において、ＣＤの変化は、ＰＥＢ温度が約７２℃と９５℃の間、好ましくは約８８℃に保持されたときに最小限となる。
【００４３】
図８は、ＤＸ１１００ＤＵＶフォトレジストを使用して、クロムにおけるラインについて得られた限界寸法に対するＰＡＢ及びＰＥＢの影響の三次元図を示す。ライン（フォトレジストの線形オープン空間）限界寸法が軸線８１０上に示されており、ＰＡＢ温度は軸線８２０上に示され、ＰＥＢ温度は軸線８３０上に示されている。最小ＣＤラインは、４５０ｎｍから４６０ｎｍ幅の範囲において、ＰＡＢが約１０６℃でＰＥＢが約７８℃のときに達成される。ＰＡＢにおける推奨処理ウィンドウは、約７０℃から約９０℃の範囲のＰＥＢの処理ウィンドウと組み合わせて、約１０５℃から約１１５℃の範囲である。
【００４４】
例示的なマスクプレートのＫＲＦ１７Ｇを作製するのに使用された有機ＡＲＣは、ＰＧＭＥＡ及び改質アクリルポリマを含む。（出願人らは、この特定の有機ＡＲＣには回転塗布後に２００±３℃で７分間行うポスト・アプリケーション・ベークが必要であることを見出した。）無機ＡＲＣ層はクロムオキシナイトライドであり、当技術で公知の技法を用いてスパッタ被着した。クロム含有マスク材料は本質的にはクロムであり、これも同様に当技術で公知の技法を用いてスパッタ被着した。酸化珪素含有基板は石英であった。
【００４５】
図１１Ｂは、パターン形成されたフォトレジスト層１１０８（下層の有機ＡＲＣ層１１０６、無機ＡＲＣ層１１０５、及びクロム含有層１１０４を介したパターン転写前に）の概略断面図を示し、ここで該パターンはライン１１０７及び空間１１１１であり、該ライン幅は約０．３０μｍであり、ライン間の間隔は約０．３０μｍであった。パターン形成は、直接書き込み連続波レーザ、特に、上述したオレゴシ州ヒルズバロのＥＴＥＣ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な２５７ｎｍマスク書き込みレーザツールを使用して行った。パターン形成方法は、以下の通りであった。
【００４６】
２５７ｎｍ直接書き込み連続波レーザは、上述のように、有機ＡＲＣ層１１０６、無機ＡＲＣ層１１０５、クロム含有層１１０４、及び石英層１１０２を含むマスクブランク上にコートされたパターン形成されていないフォトレジスト１１０８上に集積回路パターンを露光する（像形成させる）ものである。マスク製造プロセスによって、フォトレジストの露光で生成された潜像を石英基板上の永久クロム画像に改質した。
【００４７】
永久クロム画像の限界寸法（ＣＤ）を超える所望の制御の実現は、適切なフォトレジスト及びＡＲＣ材料と組み合わせた２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）ツールの使用に左右される。０．１８μｍ範囲（及びこれより小さい）の特長を有するパターン形成されたレジストを製造するための一般要件は、光学的露光線量に対するＣＤ感度が好ましくは３．０ｎｍ／％線量未満であり、マスクブランクからのＣＤ誤差の寄与は、６インチ×６インチ×０．２５インチの石英基板（プレート）上に中心がある１３２ｍｍ×１３２ｍｍ区域内で±２ｎｍ未満、公称ＣＤは等焦点線量にて達成されることである。
【００４８】
２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）システムの公称線量は、焦点を通る目標ＣＤからの変動が最小である線量を特定することによって実験的に求められる等焦点線量(isofocal dose)に相当する。レジストの露光は、該レジストのテープＣＤに相当する等焦点線量にて行われるべきである。２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）システムの画像のログスロープ(log-slope)は、エッチングアンダーカットを補正するための露光不足によって公称露光線量をドーズツークリア(dose-to-clear)値に非常に接近させるほど十分に高い。ドーズツークリア値とは、フォトレジストの厚み全体を露光区域において確実に現像させるのに必要とされる線量である。通常、公称線量は適切なプロセス緯度においてドーズツークリア（Ｅ0）＋５０％である。最終的な限界寸法が一定の寸法になるように、公称線量が等焦点線量と同等であることが有利である。限界寸法からの変動に必要とされる唯一の補正は、パターンエッチングバイアスを補正するためのものであり、これは、ＡＬＴＡ（商標）像形成システムのデータ処理用コンピュータにエッチング後の実験的なサイズデータを供給することによって行われ、ここで外形形状は必要に応じて縮尺することができる。
【００４９】
フォトレジスト内の潜像の安定性は、６時間を超える時間のＣＤ内の変化が５ｎｍ未満であるようにすべきである。露光後ほぼ１時間のＰＥＢの使用は、フォトレジスト内の十分な化学反応をもたらすものであり、同時に画像を所定位置に「固定する」。その後、上述のように、パターン現像し、下地のフォトマスク基板に対して開口が設けられたパターン形成されたフォトレジストを生成する。低基板バイアスドライエッチング法により、パターン形成されたフォトレジストを用いて下層のクロム含有層２０４にパターンを転写する場合、単一縁部の外形（エッチングされたクロム含有ラインの断面図）は、１０ｍｍ未満のアンダーカットを示すはずである。所望の制御を達成するために、ＤＵＶフォトレジストは、２５７ｎｍにて感応する（３０ｍＪ／ｃｍ2以下の）最新の高コントラストレジストとするべきである。
【００５０】
マスク製造に使用された基板１１０２は、下表Ｉに示す要件を満足するものであった。
【００５１】
表Ｉ
2005507090.tif 000002
【００５２】
更に、石英基板は、以下の物理特性、即ち、ヤング率７．４１３ｋｇ／ｍｍ２、剪断係数３，１７０ｋｇ／ｍｍ2、ポアソン比０．１８、クノープ硬さ６１５ｋｇ／ｍｍ2、ラッピング硬さ２１０ｋｇ／ｍｍ2を有していた。電気特性には、表面抵抗率１×１０19Ω／平方及びバルク抵抗率１×１０18Ω／平方が含まれていた。
【００５３】
無機ＡＲＣ層（クロム層１１０４上に被着された）上に被着された有機ＡＲＣ層１１０６の反射防止特性は、下表ＩＩの通りであった。
【００５４】
表ＩＩ
2005507090.tif 000003
【００５５】
＊ドライエッチング条件：プレートサイズ、６インチ×６インチ：装置、カリフォルニア州サンタ・クララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）ＤＰＳ（商標）Ｐｌｕｓ  Ｐｌａｓｍ Ｅｔｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍ。エッチングチャンバは、約２８ｍＴｏｒｒのチャンバ圧が得られるように減圧されると共に、プラズマ源の酸素ガスを約９０ｓｃｃｍの流量でエッチングチャンバに供給した。レチクルプレートの下の陰極にＲＦ電力を印加し、レチクルプレートの表面の全体にわたって酸素を含むプラズマを生成し維持するように、１３．５６ＭＨＺの周波数で約１２５ワットを印加した。レチクルプレートの温度は約２５℃であり、エッチングチャンバ４００の温度は約５０℃から７０℃であった。
【００５６】
ＡＺ  ＤＸ１１００フォトレジスト厚は、レジスト厚変動によるＣＤ不均一性誤差を最小限に抑えるために、ＣＤスイング曲線上の最大値に相当すべきである。最大フォトレジスト厚は、約５，０００Åであることを推奨する。最小フォトレジスト厚は、（エッチングプロセスに付随するレジスト膜損失が予想値１０００Åから１５００Åであるために）ドライエッチング後のピンホール欠陥を回避するために約３，０００Åである。フォトレジストは、当該技術分野で公知の回転塗布技法によって塗布される。フォトレジストのポスト・アプリケーション・ベーク（ＰＡＢ）は、上述のように、許容ＣＤ均一性性能を確保する上で非常に重要である。レジスト溶解速度は、結果的に溶解速度の不均一性をもたらす、マスクブランク全体にわたるベーク温度変動によって決まる。ＡＺ  ＤＸ１１００Ｐレジストは、温度上昇中及び冷却中に２．５℃以下の最大変動で１０５℃にてホットプレートによってベークしたときにＰＡＢ温度に対して１．０ｎｍ／℃より小さいＣＤ感度を示す。指定されたＰＡＢ温度とは、ホットプレート設定値自体ではなく、フォトマスク上部のレジスト温度をいう。これらの値のオフセットは、使用設備に左右され、及び実験によって求めることができる。ＣＤに及ぼすＰＡＢの影響は、ＰＡＢ温度が約１１０℃をかなり上回って上昇したときに大幅に大きくなる。従って、用いたＰＡＢは、結果として定常状態でマスクブランク表面における温度変動が０．５℃未満となるベークプロセスによって、１０５℃で７分間のベークであった。マスクブランク上の有機ＡＲＣを覆って塗布されたフォトレジストの仕様は、以下の通りであった。膜厚（スイング最大）は、４．９７５Åであった。基板表面上の不均一性は、±４０Åであった。基板プレート間の平均厚み範囲は、１００Åであった。塗布後ベーク（ＰＡＢ）温度変動は、０．５℃未満であった。
【００５７】
２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）光学像形成システムをＡＺ  ＤＤ−１１００フォトレジストと組み合わせると、０．２０μｍ以上の解像度及び充填されたピッチライン上で低い等／深バイアスが得られる。２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）システムは、レジストの性能を損なう可能性がある露光チャンバ内の空気から有機及び無機の基本汚染物質（例えば、アミン類、アンモニア）を除去するように設計された特殊フィルタを使用している。露光前に、マスクブランクを光が漏れないバッグ及び一体化された封止ガスケットを装備したガス漏れなしのボックス内に置いた。更に、像形成後、露光したマスク構造体（プレート）は、２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）設備計画マニュアルに明記された環境要件に適合するクリーンルームエリア内で処理した。
【００５８】
フォトレジストの露光（像形成）後、像形成したレジストは、露光後ベーク（ＰＥＢ）を行った。通常は、ＰＥＢ前の露光後に少なくとも１時間が許容されている。これにより、照射露光後に化学増幅型フォトレジスト内の化学物質の移動及び反応の時間が可能となる。ＰＥＢ中に更なる化学反応が生じるが、ＰＥＢ後には、基本的に潜像はフォトレジスト内に定着される。ＰＡＢとＰＥＢとの相関に従って、ＰＥＢは、設定温度７０℃、該設定温度の時間７分で行った。化学増幅型ＤＵＶフォトレジストでは、露光された領域内で光により発生した酸を均一に分散させ、及びこれらの領域内で溶解性差異に影響を与える化学的改質を完全にするために露光後ベークが必要とされる。温度勾配は、結果として得られるＣＤ均一性に重大な影響を与えるので、ＰＥＢの間のホットプレートの均一性を温度上昇中に±１．５℃、及び７０℃の定常状態からの冷却中に±３℃に制御し、更に６インチ×６インチ×０．２５０インチ基板上の１３２ｍｍ×１３２ｍｍ区域にわたるレジスト内の設定値にて±０．５℃に制御した。
【００５９】
フォトレジストは回転／噴霧プロセスを用いてＡＺ３００ＭＩＦ現像液で現像した。この現像液は、水酸化テトラメチル・アンモニア（ＴＭＡＨ）の２．３８％重量溶液である。現像時間は約６０分であった。目標は、一定の補充により原位置でパドルを作って多量の現像液をプレート上に配置することである。この段階を迅速に達成するほど、結果として得られるＣＤにおいてより均一性が達成される。約１００ｒｐｍの低回転速度がプレート上の初期の湿潤化に最適であるが、それでもノズル経路を介したプレートの回転による均一な混練が可能である。回転は、現像液供給の間維持され、その後、パドル持続時間を通じて約１５ｒｐｍに減速された。ＣＯ2散布された脱イオン水によるリンスの前に、残りの現像液は、約１０００ｒｐｍにて５秒間回転により除去すべきである。この時点で、１０００ｒｐｍの回転速度を変えることなく５秒の現像液噴霧を開始した。現像液供給の停止と同時に、最初の１５秒間は約３００ｐｒｍで、残りの１５秒間は１，５００ｒｐｍで約３０秒間にわたりＣＯ2散布又はＣＯ2再イオン化水を供給した。噴霧パドルによる更なるリンスを開始し、続いて２，０００ｒｐｍから２，５００ｒｐｍで約９０秒から１２０秒の回転乾燥段階を行った。
【００６０】
その後、フォトレジスト内のパターンをドライエッチングプロセスにより下地のフォトマスク構造体に転写した。依然として良好なＣＤ均一性を維持ながら、平均対目標の偏差を低減する条件下において、高密度プラズマ中で基板をエッチングした。プラズマエッチングは、３段階プロセス、即ちディスカム(descum)／有機ＡＲＣ（ＢＡＲＣ）除去、クロムオキシナイトライド（無機ＡＲＣ）／クロムエッチング、及び過剰エッチングを用いた誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチングツールで行った。
【００６１】
Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．製ＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）ＤＰＳ（商標）プラスエッチングシステム（カリフォルニア州サンタ・クララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）などのプラズマエッチングシステムを使用して優れた結果を得ることができる。プラズマ発生及び基板バイアス用に独立の電力印加を可能にするプラズマ処理システムは、一般に減結合プラズマ源（ＤＰＳ）という。基板バイアスは、プラズマから基板表面に向かってイオン種及び他の高エネルギー種を引きつけるのに使用され、これにより異方性エッチングが可能になる。プラズマ発生用電力及び基板バイアス用電力を独立して印加することによって、プラズマ密度及び基板表面に発生した引力（ＤＣ電圧）を個別に制御することができる。
【００６２】
減結合プラズマ源（ＤＰＳ）を含む装置の説明は、電気化学学会報告書（第９６−１２巻、２２２ページから２３３ページ、１９９６年）で刊行された、第１１回プラズマ処理国際シンポジウム（１９９６年５月７日）の報告書でＹａｎ  Ｙｅ他によってなされており、これは引用により本明細書に組み入れられる。１９９８年５月１９日にハナワ他に付与された米国特許第５,７５３,０４４号には、限定ではないが例証として、プラズマ発生及びメンテナンス用及び基板バイアス用の独立した電力の印加及び制御を可能にするようなＲＦプラズマ反応炉の概要が記載されている。
【００６３】
３段階エッチングプロセスのディスカム／有機ＡＲＣ（ＢＡＲＣ）除去段階は、現像後にオープン区域に残っているいかなる残留フォトレジストも除去し、且つオープン区域から有機ＡＲＣ（ＢＡＲＣ）層を除去するものである。これは、酸素プラズマを使用することによって達成される。酸素プラズマは、プラズマ源ガスとして酸素ガスを使用して、且つ下側電極（レチクルプレートがこの上に載る）のみに電力を供給することによって生成される。これによって、プラズマとレチクルとの間に容量的に結合されたプラズマ及びＤＣバイアスの両方が生成される。ＤＣバイアスによってプラズマからフォトマスク表面に向かって酸素イオンが加速され、その結果、イオンがフォトマスク表面に垂直に高い運動エネルギー及び方向性を伴って衝突する。通常このプロセスは、プロセスチャンバ内で約３ｍＴｏｒｒから約４５ｍＴｏｒｒの圧力で行われる。行われた例示的な実験において、プロセスチャンバ圧力は、約２８ｍＴｏｒｒであって、酸素から成るプラズマ源ガスは、約９０ｓｃｃｍの流量で処理チャンバに供給された。１３．５６ＭＨＺの周波数の約１２５ＷのＲＦ電力が下側電極（陰極）に印加された。これによって、フォトマスク基板表面上にＤＣバイアスが発生し、フォトマスク表面全体にわたって酸素プラズマが発生した。レチクルプレートの温度は２５℃の範囲にあり、チャンバ側壁の温度は７０℃の範囲であった。ディスカム／有機ＡＲＣ（ＢＡＲＣ）除去時間は、約３０秒であった。ディスカム／有機ＡＲＣ（ＢＡＲＣ）除去プロセスに起因するフォトレジスト損失は、約７５０Åである。
【００６４】
クロムオキシナイトライド（無機ＡＲＣ）／クロムマスク層エッチングは、塩素−酸素−ヘリウムガスの混合気から発生したプラズマを使用して行った。塩素：酸素：ヘリウムのガス混合分子比率は、約３３：１１７：１０であった。全体のガス流量は、約１６０ｓｃｃｍであった。ＩＣＰコイルに２ＭＨＺで約５００Ｗの電力を供給して高密度プラズマを発生させた。下側電極に約１３．５６ＭＨＺにて約５Ｗの電力を供給して基板上に約−５０Ｖの直流電圧を発生させた。レチクルプレートの温度は約２５℃であり、一方、プロセスチャンバの壁温度は約７０℃であった。エッチング終点を光学発光によって検出したところ、約１００秒で発生した。通常、酸素濃度が高いほど、及び圧力が低いほど、平均対目標間の偏差が大きく、及び選択性が低くなると共に、ＣＤ均一性の向上に好都合である。当業者は、特定の装置において該プロセスを最適化することができる。
【００６５】
通常、クロム層は、全てのオープン領域から残留クロムを除去するために終点を超えて過剰エッチングされる。一般に過剰エッチング段階は、上述のクロムエッチングプロセスの拡張である。過剰エッチング段階が長くなると、平均対目標間の偏差が大きくなる。クロムスポット欠陥は、過剰エッチングの長さの影響を受ける可能性があり、過剰エッチングプロセスが長くなるほど欠陥密度が低い。
【００６６】
クロム層エッチング完了後に、剥離及び洗浄プロセスを実施してどのような残留汚染物質もクロム層から除去する。使用した剥離化学物質は酸化硫黄であり、約７５℃まで加熱して基板プレートの表面上に塗布した。酸化イオウによる処理後、基板プレートをＣＯ2再イオン化された又はＣＯ2散布された脱イオン水でリンスした。剥離後、基板プレートを工業規格の７０：３０のＨ2ＳＯ4／Ｈ2Ｏ溶液を使用して酸洗し、次に別の脱イオン水でリンスする。この剥離段階は、カリフォルニア州サンタ・クララのＳＴＥＡＧ−ＨＡＭＭＡＴＥＣＨ（登録商標）から入手可能なＳｔｅａｇ  ＡＳＣ５００ウェット化学処理ステーションで行った。
【００６７】
図１１Ｃは、２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）光学式像形成ツール、ＤＸ１１００  ＤＵＶフォトレジスト１１０８、ＫＲＦ１７Ｇ有機ＡＲＣ１１０６、クロムオキシナイトライド無機ＡＲＣ１１０５、及びクロムマスク層１１０４の組み合わせを使用して得られたパターン形成されたフォトレジスト層１１０８の典型的なライン１１０７の拡大図を示す。有機ＡＲＣ層１１０６と無機ＡＲＣ層１１０５の両方を使用する利点は、解像度が向上することである。このマスク製造法を用いて、２００ｎｍの限界寸法の特長を有するレチクルを生成した。１３２ｍｍ×１３２ｍｍ（６インチ）活性域において、限界寸法の均一性（ＣＤ範囲／２）は、通常４００ｎｍで１０ｎｍ以下である。
【００６８】
例２：
図１２Ａは、フォトマスク（レチクル）の製造において使用される開始構造体１２００を示す。この実施例において、開始構造体１２００は、上から下へ、ＤＸ１１００である化学増幅型ＤＵＶフォトレジストの５，０００Å厚みの層１２０８と、有機ＡＲＣＫＲＦ１７Ｇの５４０Å厚みの層１２０６と、本質的にクロムであるマスク材の７５０Å厚みの層１２０４と、酸化珪素含有基板１２０２とを含む層からなるスタックである。
【００６９】
図１２Ｂは、パターン形成されたフォトレジスト層１２０８（下層の有機ＡＲＣ層１２０６、及びクロム含有層１２０４を介したパターン転写前に）の概略断面図を示し、ここで該パターンはライン１２０７及び空間１２１１であり、ライン幅は約０．３０μｍであり、ライン間の間隔は約０．３０μｍである。パターン形成は、直接書き込み連続波レーザ、特に、上述したＥＴＥＣ  Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能な２５７ｎｍマスク書き込みレーザツールを使用して行う。パターン形成方法は、フォトレジスト像形成について上述した通りである。等焦点線量は、有機ＡＲＣ層厚みに応じて若干調整する必要があろうが、これは最小の実験によって決定することができる。
【００７０】
フォトレジスト露光（像形成）後、像形成されたレジストを露光後ベーク（ＰＥＢ）し，先述のように現像する。
【００７１】
その後、先述した装置を使用してドライエッチング法により下地のフォトマスク構造体にフォトレジスト内のパターンを転写する。
【００７２】
例１を参照しながら説明した要領でディスカム／有機ＡＲＣ（ＢＡＲＣ）除去段階を実行する。
【００７３】
例１で説明した方法でクロム層エッチング及び剥離及び洗浄プロセスを実行する。
【００７４】
図１２Ｃは、２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）光学式像形成ツール、ＤＸ１１００  ＤＵＶフォトレジスト１２０８、ＫＲＦ１７Ｇ有機ＡＲＣ１２０６、及びクロムマスク層１２０４の組み合わせを使用して得られたパターン形成されたフォトレジスト層１２０８の典型的なラン１２０７の拡大図を示す。このマスク製造法を用いて、２００ｎｍの限界寸法の特長を有するレチクルを生成した。１３２ｍｍ×１３２ｍｍ（６インチ）活性域において、限界寸法の均一性（ＣＤ範囲／２）は、通常４００ｎｍで１０ｎｍ以下である。
【００７５】
例１又は例２に関して、測定は、フォトレジストのパターン転写後か、又はパターンがクロム含有マスク層を介して転写された後に実行することができる。フォトレジストのパターン転写後に測定を行うと、その後のパターン転写で使用されるエッチング条件をより良い解像度が得られるように調整することができるので、より良い解像度を得られやすい。フォトレジストパターンに欠陥がある場合には、フォトレジストのパターン形成後に測定を行うことによって、幾つかの下層を介したパターン形成されたフォトレジストからの欠陥のあるパターンを転写するのに伴う相当のコストを排除することができる。
【００７６】
無機ＡＲＣではなく有機ＡＲＣ、又は無機ＡＲＣの表面を覆う有機ＡＲＣを用いることによって、フォトレジストの基部での化学反応が無くなり、その結果、パターン形成されたレジストの基部にフットが生成されない。これは、クロム含有マスクにパターンを転写した後ではなく、フォトレジストのパターン形成後の測定を可能にする際に特に役立つ。上述のように、これにより、この測定を集中的なプロセス寸法誤差がどこで発生するのかを求めるのに使用することができ、満足の行くレチクルの製造を可能にするためにはどのプロセス段階の変数が調整を要するかがわかるので、レチクル製造でのかなりの節約ができる。更にまた、該測定をフォトレジストパターン形成後にどのレチクルが欠陥品であるかを判断するのに使用することができ、その結果、欠陥レチクルは、更なる処理時間及び材料を投資することなしに処分することができる。最後に、恐らくは、更に価値があるのは、フォトレジスト内のパターン歪みが除去されたときのパターン形成マスク自体の解像度の向上である。
【００７７】
例３：
ＰＡＢとＰＥＢ、及び限界寸法感度と均一性との間の相関の開発中に、出願人らは、像形成前（パターン形成のための照射露光前）のフォトレジストをコートしたフォトマスク／レチクル基板について貯蔵寿命の長寿化が可能であることを見出した。このフォトレジストコート基板の貯蔵寿命の長寿化は、コート基板のメーカーは、通常フォトレジストに画像を生成するためにコート基板を照射露光するメーカーと同じではないことから特に重要である。
【００７８】
図３は、像形成のため照射露光の前に、室温のクリーンルーム内雰囲気でフォトレジストコート（オレゴシ州ヒルズバロに事務所を有するＴｏｋｙｏ  Ｏｈｋａ  Ａｍｅｒｉｃａ製の１９３ｎｍ化学増幅型フォトレジスト）されたフォトマスク基板が保管されたときに、クロムで得られたｎｍ単位の限界寸法のグラフ３００を示す。フォトレジストの塗布後に用いたＰＡＢは、６０秒間、９０℃であった。像形成は、Ｃａｎｎｏｎ  Ｉｎｃ（オレゴシ州ユージンに事務所を有する）から入手可能な露光ツールを使用して行った。このツールは、１９３ｎｍ照射を供給する。照射露光後に用いたＰＥＢは、６０秒、１１０℃であった。パターンは、フォトレジストメーカーから入手可能な２．３８％現像液を使用して現像した。その後、フォトレジスト内のパターンは、先述したようにディスカムし、図１１Ａから図１１Ｃに関して言及したドライエッチングプロセスを用いて下層のクロム層に転写した。クロム層内で得られたパターン限界寸法（ｎｍ単位）の検討を行い、図３のグラフを作成した。図３のグラフのデータでは、限界寸法が軸線３０４上にｎｍ単位で示され、時単位の時間は軸線３０２上に示されている。像形成（照射露光）前のフォトレジストコートされベークされた基板を１０時間だけ保管した後、続いて得られたクロムのＣＤは、４００ｎｍから４７０ｎｍ近傍まで増大し、他の全てのプロセス変数は一定に保持された。
【００７９】
図４は、保管前に雰囲気で９分の時間期間にわたる１０５℃のＰＡＢと共に、ＤＸ１１００ＤＵＶフォトレジストが図３の試料で使用されたものと同じフォトマスク基板上に塗布されたときに、クロムにおいて得られたｎｍでの限界寸法のグラフ４００を示す。最大３６５日までの様々な期間の保管後、先に詳細に説明した直接書き込み２５７ｎｍＡＬＴＡ（商標）光学式像形成ツールを使用して像形成を試験片上で行った。７分間の８８℃でのＰＥＢ後、フォトレジストを現像し、ディスカムして、上述の手順によりフォトレジスト内のパターンを下地のフォトマスク基板にドライエッチング転写した。フォトマスクのクロムの平均ＣＤを測定した。フォトマスク基板のフォトレジストコーティング直後に像形成を行ったときに得られたＣＤを上回る平均ＣＤの増加は２０ｎｍにすぎないことが分かった。この改善は、フォトレジストの種類（ＤＸ１１００ＤＵＶ）とＰＡＢプロセスの組み合わせに起因するものである。
【００８０】
当業者であれば、本発明の開示内容に関して請求する発明の主題に該当する当該実施形態を拡大することができることから、以上説明した好適な実施形態は本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】化学増幅型ＤＵＶフォトレジスト膜の現像特性を判断する際のポスト・アプリケーション・ベーク（ＰＡＢ）の重要性を示す従来技術の図である。特に、Å単位の膜厚の均一性が、軸１１０上に示されるＰＡＢ温度の関数としてグラフ１００の軸１２０上に示されている。
【図２Ａ】フォトマスク又はレチクルの製造で使用される材料のスタックの開始構造体２００の概略断面図である。スタックは、下から上に、石英、フッ素化石英、ホウ珪酸ガラス、又はソーダ石灰ガラスから通常選択される基板２０２と、クロム含有層２０４と、クロムオキシナイトライド、窒化チタン、窒化珪素、又は珪化モリブデンといった無機ＡＲＣ層２０６と、ＤＵＶフォトレジスト層２０８とを含む。
【図２Ｂ】電子ビーム書き込みツールを使用したＤＵＶフォトレジスト層２０８の直接書き込みパターン形成後の図２Ａの構造体を示す図である。ライン及び空間のパターンは、ポジ型ＤＵＶフォトレジスト層２０８に既に生成されている。各ライン２０７の上部は、「ｔ」トッピング２１３を示し、その基部にＡＲＣ層２０６の上面２１８に接触しているフット２１０を有し、及び定在波２１４（図２Ｂでは図示されていないが、図２Ｃで図示されている）を呈している。
【図２Ｃ】「ｔ」トッピング２１３、フット２１０、及びライン２０７の側壁２１１の表面２１２上のリップル／定在波２１４を含む、ライン２０７の詳細を示す図２Ｂの部分拡大図である。
【図２Ｄ】フォトレジストの輪郭が、図２Ｂに示すような現像されたライン及び空間パターンを生成するのにネガ型ＤＵＶフォトレジスト層２２８を使用する場合に生成されるものである点を除いて、図２Ｃに示すような現像されたフォトレジストの概略断面図である。ネガ型フォトレジスト層２２８は、無機ＡＲＣ層２０６の上にある。現像されたライン２２１の輪郭は、現像されたレジスト２２８の側壁２２２上の定在波２２４を含む。ライン２２１の基部２３０は、矢印２３２で示すようにアンダーカットされ、該基部２３０にて「ピンチングされた」ライン２２１が生成される。
【図３】フォトレジストでコートされた典型的な従来技術によるフォトマスク基板が、像形成用の照射露光前に周囲条件下で最大１０時間までの期間にわたって放置されたときの、クロムにおける、パターン形成されたラインの限界寸法に及ぼす影響の比較例を示すグラフ３００である。
【図４】本発明の方法を用いて生成された、フォトレジストでコートされたフォトマスク基板が、像形成照射露光前に最大３６５日までの期間にわたって放置されたときの、クロムにおける、パターン形成されたラインの限界寸法の安定性を示すグラフ４００である。
【図５】ＰＡＢ温度の関数として、クロムにおける、パターン形成されたライン（線形のオープン空間の形態で）の限界寸法の変化を示すグラフ５００であり、各曲線は、特定の温度でＰＡＢと組み合わせて使用された様々なＰＥＢ温度を示す。
【図６】ＰＥＢ温度の関数として、クロムにおける、パターン形成されたライン（線形のオープン空間の形態で）の限界寸法の変化を示すグラフ６００であり、各曲線は、特定の温度でＰＥＢと組み合わせて使用された様々なＰＡＢ温度を示す。
【図７】化学増幅型ＤＵＶフォトレジストのＰＡＢ及びＰＥＢ温度の関数としてクロムでパターン形成されたラインにおいて得られた限界寸法を示すグラフ７００である。ＤＵＶフォトレジストは、ＡＺ−Ｃｌａｒｉａｎｔによって提供されるＤＸ１１００であった。曲線７０２、７０４、及び７０６は、各々、異なるフォトマスクプレートを示し、曲線７０８は、曲線７０２、７０４、及び７０６の値の平均を表す。軸線７２０上に示されている各ＰＡＢ温度については、一連の対応するＰＥＢ温度を表す一連のデータ点がある。例えば、ＰＡＢ温度１０８℃については、このＰＡＢ温度と組み合わせて使用されたＰＥＢ温度は、４６℃であり（グラフの左側、即ち第１のデータ点から始まる）、続いて各々、７２℃、８８℃、１０５℃、及び１３２℃であった。この一連のデータ点は、該データ点を指す個々の矢印によって示されている。同じことが、例えば、ＰＡＢ１１５℃に関して示されているように、各々別のＰＡＢ温度に対しても当てはまる。
【図８】ＤＵＶフォトレジストに関してＰＡＢ温度及びＰＥＢ温度の様々な組み合わせが使用されるときに得られる限界寸法の範囲を示す三次元グラフ８００であり、ＤＵＶフォトレジストは、図７に示すものとは異なる。
【図９】下層のフォトマスクへのパターン転写の前にフォトレジストに像形成させるために、後続の実施例で使用されるツールに存在していた直接書き込み連続波レーザシステム構成要素の簡略図を示す。
【図１０】下層のフォトマスクへのパターン転写の前にフォトレジストに像形成させるために、後続の実施例で使用さるようなＡＬＴＡ（商標）２５７ｎｍ直接書き込み連続波レーザの光学的アーキテクチャの簡略図を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａ−図１１Ｃは、断面輪郭が下地のフォトマスク基板へのパターン転写中の限界寸法制御を可能にするように形成されたパターンを生成する、化学増幅型フォトレジストの光学式直接書き込み連続波レーザによるパターン形成方法を示す本発明の１つの実施形態の図である。
図１１Ａは、フォトマスク又はレチクルの製造に使用される材料のスタックの開始構造体１１００の概略断面図である。スタックは、下から上に、石英、フッ素化石英、ホウ珪酸ガラス、又はソーダ石灰ガラスから通常選択される基板１１０２と、クロム含有層、モリブデン含有層、又はタングステン含有層、又はこれらの組み合わせから通常選択される金属含有層１１０４（本明細書で説明する実施例では、金属含有層は本質的にクロムである）と、無機ＡＲＣ層１１０５と、有機ＡＲＣ層１１０６と、ＤＵＶフォトレジスト層１１０８とを含む。
【図１１Ｂ】ＤＵＶフォトレジスト層１１０８の直接書き込み連続波レーザによるパターン形成後の図１１Ａの構造体を示す図である。ライン及び空間パターンが既にＤＵＶフォトレジスト層１１０８に生成されている。各ライン１１０７の上部は、これまでの公知のパターン形成技術が使用されたときに観察されたような「ｔ」トッピング（図１Ｂに示される「ｔ」トッピング１１３）を呈していない。ライン２０７の基部１１１２にはフットがなく、基部１１１２は、有機ＡＲＣ層１１０６に接触している。これまでの公知の技術が使用されたときに観察されたような定在波（図１Ｂに示される定在波１１４）は、本発明のパターン形成法を使用した場合には観察されなかった。
【図１１Ｃ】良好な形状を有する上部１１１０、ライン１１０７が有機ＡＲＣ層１１０６の表面１１０９と交差する基部１１１２での明確な交差、及び定在波が存在しないことを含む、ライン１１０７の詳細を示す図１１Ｂの部分拡大図である。
【図１２Ａ】図１２Ａ−図１２Ｃは、断面輪郭が下地のフォトマスク基板へのパターン転写中の限界寸法制御を可能にするように形成されたパターンを生成する、化学増幅型フォトレジストの直接書き込み連続波レーザによるパターン形成方法を示す本発明の第２の実施形態の図である。
図１２Ａは、フォトマスク又はレチクルの製造に使用される材料のスタックの開始構造体１２００の概略断面図である。スタックは、下から上に、石英、フッ素化石英、ホウ珪酸ガラス、又はソーダ石灰ガラスから通常選択される基板１２０２と、クロム含有層、モリブデン含有層、又はタングステン含有層、又はこれらの組み合わせから通常選択される金属含有層１２０４（本明細書で説明する例では、金属含有層は本質的にクロムである）と、有機ＡＲＣ層１２０６と、ＤＵＶフォトレジスト層１２０８とを含む。
【図１２Ｂ】ＤＵＶフォトレジスト層１２０８の直接書き込み連続波レーザによるパターン形成後の図１２Ａの構造体を示す図である。ライン及び空間パターンが既にＤＵＶフォトレジスト層１２０８に生成されている。各ライン１２０７の上部は、これまでの公知のパターン形成技術が使用されたときに観察されたような「ｔ」トッピング（図１Ｂに示される１１３）を呈していない。ライン１２０７の基部１２１４にはフットがなく、基部１２１４は、有機ＡＲＣ層１２０８に接触している。これまでの公知の技術が使用されたときに観察されたような定在波（定在波１１４が図１Ｂに図示）は、本発明のパターン転写法を使用したときには観察されなかった。
【図１２Ｃ】良好な形状を有する上部１２１２、ライン１２０７が有機ＡＲＣ層１２０６の表面１２０９と交差する基部１２１４での明確な交差、及び定在波がないことを含む、ライン１２０７の詳細を示す図１２Ｂの部分拡大図である。
【符号の説明】
【００８２】
９００  レーザシステム
９０２  ＤＵＶレーザヘッド
９０４  高反射器
９０６  ブルースター窓
９０８  出力カプラ
９１０  安全シャッタ
９１２  遠隔操作式モジュール
９１４  中央パネル
９２０  レーザ供給管
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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