(57)【要約】  マルチトーンフォトマスク（１２）およびその同一物の製造方法が開示される。フォトマスク（１２）は、サブストレート（１６）の少なくとも一部の上に形成されたフィルタ層（２０）を有する。フィルタ層（２０）は第１のエッチングプロセスによって形成された第１のパターンを有する。第１のパターンを有するバリア層（２２）が、第２のエッチングプロセスによってフィルタ層（２０）の少なくとも一部の上に形成される。第２のパターンを有する吸収層（１８）が、第３のエッチングプロセスによってバリア層（２２）の少なくとも一部の上に形成される。バリア層（２２）は、第３のエッチプロセスに対してエッチストップとして作用する。
2005513520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクであって、
サブストレートの少なくとも一部の上に形成され、第１のエッチングプロセスによって形成された第１のパターンを有するフィルタ層と、
フィルタ層の少なくとも一部の上に形成され、第２のエッチングプロセスによって形成された第１のパターンを有するバリア層と、
バリア層の少なくとも一部の上に形成され、第３のエッチングプロセスによって形成された第２のパターンを有する吸収層とを備え、
バリア層は第３のエッチングプロセスを停止させ得る
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、さらに、
吸収層とフィルタ層は第１のエッチング特性を有し、
バリア層は第１のエッチング特性と異なる第２のエッチング特性を有する
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項３】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、さらに、
フィルタ層は放射エネルギーの第１のパーセンテージを透過可能であり、
吸収層は放射エネルギーの第２のパーセンテージを透過可能であり、
第１のパーセンテージは第２のパーセンテージより大きい
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項４】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、さらに、
第１のエッチングプロセスと第３のエッチングプロセスはウェットエッチから構成され、
第２のエッチングプロセスはドライエッチから構成される
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項５】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
第１のエッチングプロセスと第３のエッチングプロセスは第１のドライエッチから構成され、
第２のエッチングプロセスは第２のドライエッチから構成される
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項６】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
第１のエッチングプロセスと第３のエッチングプロセスは第１のドライエッチから構成され、
第２のエッチングプロセスはウェットエッチから構成される
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項７】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
フィルタ層は中性濃度の素材から構成される
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項８】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
フィルタ層はケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）から構成される
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項９】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
バリア層は、ニ酸化シリコン（ＳｉＯ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなるグループから選択された素材から構成される
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１０】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
バリア層は照射波長の約４分の１の厚みを有する
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１１】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
バリア層はフィルタ層を酸化から保護するために、フィルタ層上への保護コーティングを提供する
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１２】
フォトマスクであって、
サブストレートの少なくとも一部の上に形成され、第１のエッチング特性と第１の透過性を有するフィルタ層と、
フィルタ層の少なくとも一部の上に形成され、第２のエッチング特性を有するバリア層と、
バリア層の少なくとも一部の上に形成され、第１のエッチング特性と第２の透過性を有する吸収層とを備え、
バリア層の第２のエッチング特性は、吸収層とフィルタ層においてパターンを形成するために用いられるエッチングプロセスに対して不活性である
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１３】
請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、さらに、
フィルタ層に関する第１の透過性は、吸収層に関する第２の透過性よりも大きい
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１４】
請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、さらに、
吸収層に関する第２の透過性は、約ゼロに等しい
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１５】
請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、さらに、
フィルタ層に関する第１の透過性は、約５０パーセント未満である
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１６】
請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、さらに、
多数のバリア層によって分離された多数の吸収層と多数のフィルタ層とを備える
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１７】
請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、さらに、
第１のエッチング特性を有する吸収層とフィルタ層と、
第１のエッチング特性とは異なる第２のエッチング特性を有するバリア層とを備える
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１８】
請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、
フィルタ層は、ニッケル合金、ニッケルクロム合金、ニッケルクロム鉄合金、クロム合金から構成されるグループから選択された素材から構成される
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項１９】
請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、
バリア層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）から構成されるグループから選択された素材から構成される
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項２０】
フォトマスクの製造方法であって、
吸収層とフィルタ層との間に配置されたバリア層を有するフォトマスクブランクを生成し、そのフィルタ層はサブストレートの少なくとも一部の上に形成され、
第１のエッチングプロセスを用いて吸収層において第１のパターンを形成し、バリア層がその第１のエッチングプロセスを停止可能であり、
第２のエッチングプロセスを用いてバリア層において第２のパターンを形成し、
第３のエッチングプロセスを用いてフィルタ層において第２のパターンを形成する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のフォトマスクの製造方法において、
第１のエッチングプロセスと第３のエッチングプロセスはウェットエッチから構成され、
第２のエッチングプロセスはドライエッチから構成される
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載のフォトマスクの製造方法において、
吸収層とフィルタ層は第１のエッチング特性を有し、
バリア層は第２のエッチング特性を有し、
・  第２、第３のエッチングプロセスはドライエッチから構成される
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載のフォトマスクの製造方法において、
バリア層は第３のエッチングプロセスに対して不活性の素材から構成される
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載のフォトマスクの製造方法において、
フィルタ層は中性濃度の素材から構成される
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２５】
請求項２０に記載のフォトマスクの製造方法において、さらに、
フィルタ層は第１の透過性を有し、
吸収層は第２の透過性を有し、第１の透過性は第２の透過性より大きい
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にフォトリソグラフィー（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）に関し、特に、マルチトーンフォトマスク（ｍｕｌｔｉ−ｔｏｎｅ  ｐｈｏｔｏｍａｓｋ）およびその同一物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体部品製造業者がより小型の部品を生産し続けるとともに、それらの部品の組み立てにおいて用いられるフォトマスクに対する要求は厳しくなってきている。レチクル（ｒｅｔｉｃｌｅ）またはマスクとして知られているフォトマスクは、典型的にはサブストレート（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上に形成された吸収層（例えばクロム）を備えるサブストレート（例えば、高純度の水晶またはガラス）から構成される。その吸収層は、リソグラフィシステムにおいて、半導体ウエハー上に投影される回路イメージを示すパターンを有する。半導体部品の特徴的なサイズが小さくなるとともに、フォトマスク上の対応する回路イメージもまたより小さくそしてより複雑化する。その結果、マスクの質は強固で信頼性のある半導体製造プロセスにおいて最も重要な要素となった。
【０００３】
いくつかの半導体製造プロセスにおいて、特別なフォトマスクがパターンを表面に投影するために用いられる。特別なフォトマスクの一例は、トリトーンフォトマスクである。従来のトリトーンマスクは、典型的にはサブスレート上に形成された少なくとも２つの素材層を含み、各タイプの素材は、リソグラフィシステムからの照射波長の異なるパーセンテージを透過する。
【０００４】
トリトーンフォトマスクは、従来の付加プロセスを用いて製造される。従来の付加プロセスにおいては、パターンをフォトマスクブランクのレジスト層に投影し、レジスト層を現像し、吸収層の露出部分をエッチングし、残りのレジスト層を剥離することによって、バイナリフォトマスクが形成される。別のパターンが、別のレジスト層をデポジットし、パターンをレジスト層に投影し、そのレジスト層を現像し、吸収層の露出部分をエッチングすることによってフォトマスクブランク上に形成される。残りのレジスト層が取り除かれる前に、半透明な素材のフィルタ層をデポジットするために、フォトマスクブランクがサードパーティに送られる。そして、フィルタ層の下の残りのレジスト層は、トリトーンフォトマスクを形成するために取り除かれる。
【０００５】
製造プロセスの間には、多くの問題が生じる。典型的には、フォトマスク上の表面の高さが異なるために、半透明の素材がフォトマスクの表面に一様にデポジットしない。例えば、半透明な素材の厚みは様々であり、またはフィーチャーのエッジ近くで矛盾する。フィーチャーのエッジ近くにおける厚みの違いと矛盾は、光の散乱またはそうでなければ反射性に影響し、投影されるイメージを破壊する。半透明な素材のより薄い部分もまた、弱く、減成を受けやすく、吸収層と半透明な素材との界面において、フィーチャーが一様とならないという問題が生じ得る。
【０００６】
フォトマスクが製造プロセスの途中でサードパーティ（ｔｈｉｒｄ  ｐａｒｔｙ）に送られなければならないということによる問題も生じる。フォトマスクがサードパーティに送られると、余分な処理によって欠陥が生じ得る。さらに、フォトマスク製造業者によって、トリトーンマスクを製造するために必要な時間は、その製造業者がそのマスクをサードパーティに送らなければならないため、増加する。
【０００７】
そのフォトマスクが製造プロセスにおいて用いられた場合にも問題が生じる。半透明な素材が露出しているので、酸化が進み、その素材の透過性が変化する。この結果、フォトマスクの耐用期間が減少する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、製造プロセスにおいてフィルタ層を加えるためにフォトマスクをサードパーティに送る必要のないマルチトーンのフォトマスクの製造方法が必要となる。
【０００９】
さらに、フォトマスクは、製造業者によって提供される光学的仕様を満たす予めデポジットされたフィルタ層を備える必要がある。
【００１０】
さらに、フォトマスクは、フィルタ層が時間経過により酸化しないようにフィルタ層上へ保護コーティングを提供する必要がある。
【００１１】
本発明の教えるところに従って、マルチトーンのフォトマスクの製造に関する欠点と問題は実質的に減少するかなくなる。フォトマスク上で、吸収層とフィルタ層との間に配置されるバリア層は、吸収層に対するエッチストップとして作用し、フィルタ層をフォトマスクの耐用期間を通じて酸化しないようにするための保護コーティングを提供する。
【００１２】
さらに典型的には、サブストレートの少なくとも一部の上に形成されたフィルタ層は、ウェットエッチプロセス（ｗｅｔ  ｅｔｃｈ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いて生成される第１のパターンを有する。吸収層は、さらに、第１のエッチング特性を有する。フィルタ層の少なくとも一部の上に形成されたバリア層は、第２のエッチング特性を有し、フィルタ層が時間経過により酸化しないようにするための保護コーティングを提供する。バリア層はドライエッチプロセス（ｄｒｙ  ｅｔｃｈ  ｐｒｏｃｅｓｓ）によって形成される第１のパターンを有する。ウェットエッチプロセスによって形成された第２のパターンを有する吸収層は、バリア層の少なくとも一部の上に形成される。バリア層はウェットエッチプロセスに対して不活性であり、ウェットエッチプロセスに対するエッチストップを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
１つの実施例においては、フォトマスクはサブストレートの少なくとも一部の上に形成されたフィルタ層と、フィルタ層の少なくとも一部の上に形成されたバリア層と、バリア層の少なくとも一部の上に形成された吸収層を有する。フィルタ層は第１のエッチングプロセスによって形成された第１のパターンを有し、バリア層は第２のエッチングプロセスによって形成された第１のパターンを有する。吸収層は第３のエッチングプロセスによって形成された第２のパターンを有する。バリア層は第３のエッチングプロセスに対するエッチストップを提供する。
【００１４】
別の実施例においては、吸収層とフィルタ層は、層の露出部分がウェットエッチプロセスによって取り除かれるような第１のエッチング特性（ｅｔｃｈ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を有する。バリア層は、バリア層の露出部分がウェットエッチプロセスに対して不活性で、露出部分がドライエッチプロセスによって取り除かれるような第２のエッチング特性を有する。バリア層は、さらに、フィルタ層が酸化しないようにするための保護コーティングを提供する。
【００１５】
さらなる実施例においては、フィルタ層は放射エネルギーの約５０パーセント未満を透過する中性濃度素材であり、吸収層は放射エネルギーの約ゼロパーセントを透過する。バリア層は、酸化シリコンまたは酸化アルミニウムであり、照射波長の約４分の１に等しい厚みを有する。
【００１６】
本発明の１つの実施例においては、フォトマスクは第１のエッチング特性と第１の透過性を持ったフィルタ層を有する。第２のエッチング特性を有するバリア層がフィルタ層上に形成される。吸収層はバリア層の上に形成される。吸収層は第１のエッチング特性と第２の透過性を有する。バリア層の第２のエッチング特性は吸収層とフィルタ層上において用いられるエッチングプロセスに対して不活性である。
【００１７】
本発明のさらなる実施例においては、フォトマスクの製造方法は、吸収層とフィルタ層との間に配置されたバリア層を持ったフォトマスクを提供する。第１のパターンが第１のエッチングプロセスを用いて吸収層上に形成される。第２のパターンが第２のエッチングプロセスによってバリア層上に形成される。第２のパターンが第３のエッチングプロセスによってフィルタ層に形成される。
【００１８】
本発明のある実施例の重要な技術的利点は、マルチトーンフォトマスクの組み立てに要する時間を減少させるフォトマスクブランクを含む。そのブランクは、サブストレート上に形成された予めデポジットされたフィルタ層を有する。そのブランクがフィルタ層を有することから、フォトマスク製造業者はフォトマスク製造プロセスを中断して部分的に組み立てられたフォトマスクをサードパーティに送信しなくてもよくなる。さらに、製造設備間でフォトマスクを転送することに伴う余分な処理ステップがなくなるため、スループットと産出量が増加する。
【００１９】
本発明のある実施例の別の重要な技術的利点は、フォトマスク製造プロセスの前に光学的に計測され性格付けられたフィルタ層を含む。フィルタ層はフィトマスク製造プロセスが開始する前にデポジットされているため、フィルタ層はフォトマスク製造業者または半導体製造業者によって提供された仕様に基づいてデポジットされる。従って、フィルタ層はフォトマスクの表面に渡る一様な厚さを有する。フィルタ層はまた製造業者の光学的仕様を満たす様々な構成を有する。
【００２０】
本発明のある実施例のさらなる重要な技術的利点は、フィルタ層に関する光学特性が時間経過とともに変化しないようにするバリア層を含む。バリア層はフィルタ層の少なくとも一部の上に形成され、吸収層によってカバーされていないフィルタ層の領域に効果的に封をする保護コーティングを提供する。従って、バリア層は、製造プロセスの間においてフィルタ層を保護し、酸化によりフィルタ層の光学特性が変化しないようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の好適な実施例とそれらの利点が、関連する部分を示すのに適宜番号が用いられる図１と図２を参照することによってよく理解される。
【００２２】
フォトマスクは、複雑なジオメトリをある表面に投影するテンプレートとして役立つことから、リソグラフィシステムの重要な部品である。例えば、フォトマスクは、ウエハー上に集積回路（ＩＣ）を形成したり、感光性のポリマーフィルム上に設計を形成したりするために用いられる。いくつかのＩＣと設計は、トリトーンまたはマルチトーンのフォトマスクといった改良設計フォトマスクを必要とする。マルチトーンフォトマスクは、典型的には様々な透過性を有する多くのタイプの素材を含む。従来のプロセスにおいては、サードパーティによって、半透明素材が部分的に組み立てられたフォトマスク上にデポジットする。製造プロセスの間、フォトマスク製造業者はそのフォトマスクを半透明素材をデポジットさせるために送る。サードパーティにフォトマスクを送ると、生産期間が増加し、付加処理ステップによって生じた欠陥によってフォトマスクがダメージを受けるリスクが増加する。本発明は、フィルタ層が組み立てプロセス開始前にフォトマスクブランク上にデポジットされるので、付加的な処理ステップをなくし、フォトマスク製造に要する期間を減らす。フィルタ層は、また、フォトマスク製造業者または半導体製造業者によって提供される適当な仕様を用いて形成される。
【００２３】
図１は、フォトマスクアセンブリ１０の断面図を示す。示された実施例では、フォトマスクアセンブリ１０は、薄膜アセンブリ１４に接続するフォトマスク１２を有する。サブストレート１６、吸収層１８、フィルタ層２０、そしてバリア層２２は、フォトマスク１２を形成する。示されたフォトマスク１２の例は、サブストレート上の３つのマテリアル層を含むが、適合するマテリアル層の数は任意である。１つの実施例においては、フォトマスク１２は、多数のバリア層によって分離された多数の吸収層と多数のフィルタ層を有する。
【００２４】
マスクまたはレチクルとして知られるフォトマスク１２は、様々なサイズと形を有し、環状形、長方形、または正方形を含むが、それらに限定されない。フォトマスク１２は、１回限りの原板、５インチのレチクル、６インチのレチクル、９インチのレチクルまたはウエハーやフィルムのような表面上にイメージを投影するのに用いるのに適した任意のサイズのレチクルを含み、また、それらに限定されない任意のフォトマスクタイプである。フォトマスク１２は、さらに、バイナリマスク、位相シフトマスク（ＰＳＭ）、光学的近接効果補正マスク（ＯＰＣ）またはリソグラフィシステムにおいて用いるのに適した他の任意のタイプのマスクである。
【００２５】
フォトマスク１２は、フォトマスク１２の表面上にパターンを生成する、サブストレート１６上に形成された吸収層１８とフィルタ層２０を有する。フォトマスクアセンブリ１０がリソグラフィシステム内に配置されると、吸収層１８とフィルタ層２０によって決まるパターンがウエハーまたはフィルム（明示せず）の表面上に投影される。
【００２６】
いくつかのアプリケーションについては、サブストレート１６は水晶、合成水晶（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｑｕａｒｔｚ）、石英ガラス（ｆｕｓｅｄ  ｓｉｌｉｃａ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）のような素材、または、約１０ナノメートル（ｎｍ）と４５０ナノメートル（ｎｍ）の間の波長を持った入射光の少なくとも７５％を透過するのに適した他の任意の素材である。別の実施例においては、サブストレート１６は、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ）のような反射素材または約１０ｎｍと約４５０ｎｍの間の波長を持った入射光の約５０％より多くを反射するのに適した他の任意の素材である。
【００２７】
吸収層１８は、クロム、窒化クロム、金属酸化カーボニトライド（ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｏｘｙ−ｃａｒｂｏ  ｎｉｔｒｉｄｅ）のような素材であり、その金属は、クロム、コバルト、鉄、亜鉛、モリブデン、ニオブ、タンタル、チタン、タングステン、アルミニウム、マグネシウム、シリコン、そして、紫外線（ＵＶ）のレンジ、深紫外線（ＤＵＶ）のレンジ、真空紫外線（ＶＵＶ）のレンジそして／または超紫外線レンジ（ＥＵＶ）の波長を持った電磁エネルギーを吸収するのに適した他の任意の素材から選択される。１つの実施例においては、吸収層の透過率は、約ゼロである。別の実施例においては、吸収層１８は、ＵＶ、ＤＵＶ、ＶＵＶ、そして／またはＥＵＶレンジ中において約１％から３０％の透過率を有するケイ化モリブデン（ＭｏSｉ）のような半透明素材である。
【００２８】
フィルタ層２０は、インコーアロイズインターナショナル製のＩＮＣＯＮＥＬＴＭ  、ニッケル合金、ニッケルクロム合金、ニッケルクロム鉄合金、クロム合金、またはＵＶ、ＤＵＶ、ＶＵＶ、そして／またはＥＵＶのレンジ内において約５０％未満の透過率を有する他の任意の適合素材である。別の実施例においては、フィルタ素材はケイ化モリブデンまたはある照射波長に対して正しい透過率を与えるように薄くされた他の任意の半透過性素材である。１つの実施例においては、フィルタ層は吸収層より大きな透過率を有する。
【００２９】
バリア層２２は、ニ酸化シリコン（ＳｉＯ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。別の実施例においては、バリア層２２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、または光を透過し、そして、フィルタ層２０そして／または吸収層１８においてパターンを形成するのに用いられるエッチプロセスに対して抵抗力のある他の任意の適合素材である。１つの実施例においては、バリア層２２はリソグラフィシステムにおいて用いられる照射波長の約４分の１に等しい厚みを有する。
【００３０】
フレーム２４と薄膜フィルム２６は、薄膜アセンブリ１４を形成する。フレーム２４はステンレススチール、プラスチック、そしてリソグラフィシステムにおける電磁エネルギーにさらされたときに減成または脱ガスしない他の適合素材によって形成され得るが、典型的には陽極酸化処理されたアルミニウムによって形成される。薄膜フィルム２２は、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー製のＴＥＦＲＯＮ（登録商標）または旭硝子製のＣＹＴＯＰ（登録商標）のようなニトロセルロース、セルロースアセテート、アモルファスフルオロポリマーといった素材によって形成される薄膜フィルムまたはＵＶ、ＤＵＶ、ＥＵＶ、そして／またはＶＵＶレンジの波長を透過するのに適した他のフィルムである。薄膜フィルム２６は、スピンキャスティングのような従来技術によって提供される。
【００３１】
薄膜フィルム２２は、フォトマスク１２を、汚染物質をフォトマスク１２から決められた距離だけ離しておくことによって、ほこり分子のような汚染物質から保護する。これは、リソグラフィシステムにおいて特に重要である。リソグラフィプロセスの間、フォトマスクアセンブリ１０は、リソグラフィシステム内のエネルギー源によって生成された電磁エネルギーにさらされている。その電磁エネルギーは、マーキュリーアークランプのＩラインとＧラインの間の波長のような様々な波長の光またはＤＵＶ、ＶＵＶまたはＥＵＶ光を含む。オペレーションにおいては、薄膜フィルム２６は、その電磁エネルギーの多くのパーセンテージが透過するように設計される。薄膜フィルム２６上に集められた汚染物質は、処理されているウエハーの表面で分散され、そのため、ウエハー上の感光イメージはクリアーになる。本発明の教えるところに従って形成される薄膜フィルム２６は、あらゆるタイプの電磁エネルギーとともに用いられ、それらは、この出願において記述されるような波長に限定されない。
【００３２】
フォトマスク１２は、下記により詳しく説明される組み立てプロセスを用いて、フォトマスクブランクから形成される。１つの実施例においては、フォトマスク１２を組み立てるのに用いられるフォトマスクブランクは、レジスト層、吸収層１８、バリア層２２、フィルタ層２０そしてサブストレート１６を有する。フィルタ層２０はサブストレート１６上に形成され、バリア層２２はフィルタ層２０上に形成される。フィルタ層２０はフォトマスク１２に関する光学特性を変更するのに用いられ、バリア層２２は、エッチ特性が似ている２つの層の間におけるエッチプロセスを停止するのに用いられる。吸収層１８はバリア層２２上に形成され、レジスト層は吸収層１８上に形成される。フォトマスクブランクに対してバリア層２２とフィルタ層２０を付加することによって、フォトマスクがフィルタ層２０をデポジットさせるためにサードパーティに送られなくてもよくなるため、フォトマスク製造プロセスにおいて必要な処理量が減少する。フィルタ層２０もまた、半導体製造業者またはフォトマスク製造業者によって提供される仕様に従ってデポジットされることから、より一様な特徴を持つ。さらに、バリア層２２もまたフォトマスクの耐用期間を通じて酸化から保護する。
【００３３】
吸収層１８とフィルタ層２０の双方は、標準的なリソグラフィプロセスを用いて、フォトマスク上に形成される。標準的なリソグラフィプロセスにおいては、吸収層１８用のデータを含むマスクパターンファイルとフィルタ層２０用のデータを含むマスクパターンファイルが、マスクレイアウトファイルから生成される。
【００３４】
１つの実施例においては、マスクレイアウトファイルは、集積回路用のトランジスタと電気回路を表すポリゴンを含む。マスクレイアウトファイル中のポリゴンは、さらに、半導体ウエハー上に組み立てられた時に、集積回路の様々な層を表す。例えば、トランジスタは融解層とポリシリコン層によって半導体ウエハー上に形成される。従って、マスクレイアウトファイルは、融解層上に描かれた１または複数のポリゴンとポリシリコン層上に描かれた１または複数のポリゴンを含む。各層に対するポリゴンは、集積回路の１つの層を示すマスクパターンファイルに変換される。各マスクパターンファイルは、特定の層用のフォトマスクを生成するのに用いられる。
【００３５】
別の実施例においては、マスクレイアウトファイルは、感光フィルム上に転写されるパターンを含む。マスクレイアウトファイル中のパターンは、さらに、フィルム上に組み立てられた時の様々な層のパターンを表す。各マスクパターンファイルは、特定の層に対するフォトマスクを生成するのに用いられる。
【００３６】
マスクパターンファイルからの望ましいパターンは、レーザの、電磁ビームの、またはＸ線のリソグラフィシステムを用いて、フォトマスクブランクのレジスト層に投影される。１つの実施例においては、レーザリソグラフィシステムは、約３６４ナノメートル（ｎｍ）の波長を持つ光を放射するアルゴンイオンレーザを用いる。別の実施例においては、レーザリソグラフィシステムは、約１５０ｎｍから約３００ｎｍの波長の光を放射するレーザを用いる。
【００３７】
レジスト層の感光領域を現像し、レジストによってカバーされていない吸収層１８の部分をエッチングし、未現像のレジストを取り除いてパターンを生成することによって、フォトマスク１２上の吸収層１８においてパターンが形成される。１つの実施例においては、そのエッチプロセスはウェットエッチである。フォトマスクブランク上のバリア層２２はウェトエッチに対して不活性であり、従って、エッチプロセスを停止させる機構として作用する。別の実施例においては、エッチプロセスはドライエッチである。この実施例においては、バリア層２２はドライエッチに対して不活性であり、エッチプロセスに対するエッチストップとして作用する。一旦吸収層１８の適当な部分が望ましいパターンを形成するために取り除かれると、別のレジスト層が吸収層１８上そしてバリア層の任意の露出した領域上にデポジットする。フィルタ層２０用のデータを含むマスクパターンファイルは、レジスト層の領域を感光するために用いられて別のパターンを生成する。次にレジスト層は現像される。バリア層２２とフィルタ層２０は、サブストレート１６の部分を露出させるためにエッチングされる。１つの実施例においては、ドライエッチプロセスがバリア層２２を取り除くのに用いられ、ウェットエッチプロセスがフィルタ層２０を取り除くのに用いられる。別の実施例においては、ドライエッチプロセスは、バリア層２２とフィルタ層２０を取り除くのに用いられる。さらなる実施例においては、ウェットエッチがバリア層２２を取り除くのに用いられ、ドライエッチがフィルタ層２０を取り除くのに用いられる。
【００３８】
図２Ａから図２Ｆは、製造プロセスの様々なステップにおけるフォトマスク１２の断面を示す。一般的に、従来のリソグラフィ、現像、エッチングそして剥離技術が、フォトマスクブランク３０からフォトマスク１２を組み立てるのに用いられる。エッチプロセスは、フォトマスクの表面から素材（例えば、吸収層１８、フィルタ層２０そして／またはバリア層２２を形成するのに用いられる素材）を取り除くのに用いられる。ウェトエッチとドライエッチの双方が用いられる。ウェットエッチにおいては、液体エッチング薬品が表面上の露出した領域を取り除くのに用いられる。１つの実施例においては、酢酸溶液と４価の硝酸アンモニウムがクロムのような素材のウェットエッチに用いられる。ドライエッチにおいては、プラズマが露出した素材を表面から取り除くのに用いられる。１つの実施例においては、メタン、塩素そしてホウ素三塩化物の混合気プラズマがアルミニウムといった素材のドライエッチに用いられる。別の実施例においては、酸、アルカリ、そして酸化剤薬品を含む様々な化学物質がウェットエッチそしてドライエッチプロセスに用いられる。
【００３９】
特定のエッチプロセスにおいて用いられる化学物質は、エッチングによって取り除かれる素材のタイプに依存する。例えば、ある素材は、フォトマスクの表面からその素材の部分を取り除くいくつかの化学物質に反応し、他の化学物質に不活性であるというエッチング特性を持つ。従って、ある素材に関するエッチング特性は、どんなタイプのエッチングプロセス（例えばウェットエッチまたはドライエッチ）がフォトマスクブランク３０の表面からその素材の部分を取り除くのに用いられるかを決める。１つの実施例においては、ウェットエッチプロセスが吸収層１８とフィルタ層２０のような様々なタイプの素材を取り除くのに用いられる。別の実施例においては、１以上のエッチングプロセスがあるタイプの素材を取り除く。同様に、様々なドライエッチプロセスがあるタイプの素材を取り除き、１つのドライエッチプロセスが１以上のタイプの素材を取り除く。
【００４０】
フォトマスクブランク３０の示された実施例はサブストレート１６上に形成された４つの素材を含んでいるが、適合する素材の層は任意である。図２Ａに示されるように、フォトマスクブランク３０は吸収層１８上に形成されたレジスト層２８を有する。レジスト層２８は、約１５０ｎｍと３５０ｎｍの間の波長により感光され得るポジティブのまたはネガティブのフォトレジストである。１つの実施例においては、レジスト層２８は、約５０００オングストロームから約６０００オングストロームの厚みを有する。別の実施例においては、レジスト層２８は、特定のリソグラフィシステムにおいて用いるのに適した任意の値の厚みを有する。
【００４１】
１つの実施例においては、吸収層１８は約ゼロパーセントの透過率を有する素材である。別の実施例においては、吸収層１８は約１パーセント（１％）から３０パーセント（３０％）の透過率を有する半透明素材である。吸収層１８は、約５００オングストロームと約２０００オングストロームの間の厚みを有する。１つの実施例においては、吸収層１８の厚みは、特定の組み立てプロセスにおいて用いるのに適した任意の値である。
【００４２】
バリア層２２は、サブストレート１６上の吸収層１８とフィルタ層２０の間に配置される。バリア層２２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。別の実施例においては、バリア層２２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、または、
バリア層２２がエッチングプロセスに対してエッチストップとして働くように、吸収層１８とフィルタ層２０とは異なるエッチング特性を有する他の任意の適合素材である。バリア層２２は、さらに、酸化が生じるのを防ぎ、組み立てプロセスの間、そしてフォトマスクの耐用期間を通じて、フィルタ層の光学特性が変化しないように、フィルタ層２０に封をする。バリア層２２は、バリア層２２の厚みを調節することによって、ある選択されたリソグラフィプロセスについての特定の光学特性を取得するために調整される。１つの実施例においては、バリア層２２は約１００オングストロームの厚みを有する。別の実施例においては、バリア層２２はおおよそ照射波長の４分の１に等しい厚みを有する。さらなる実施例においては、バリア層２２は特定の組み立てプロセスにおいて用いるのに適した厚みを有する。
【００４３】
フィルタ層２０は、インコーアロイズインターナショナル製のＩＮＣＯＮＥＬＴＭ  、任意の適合するニッケル合金（例えば、ニッケルクロム合金、ニッケルクロム鉄合金）、クロム合金、または電磁エネルギーがフォトマスク上に放射されたときに、フォトマスクに関する光学特性を変える他の任意の中性濃度（ＮＤ）の素材である。そのような電磁エネルギーの例は、紫外線（ＵＶ）、深紫外線（ＤＵＶ）、超紫外線（ＥＵＶ）、そしてＸ線を含み、また、それらに限定されるものではない。フィルタ層２０は、フォトマスク製造業者または半導体製造業者によって提供された仕様に基づいた厚みを有する。フィルタ層２０はまた、製造業者の光学的仕様を満たす様々な構成を有する。１つの実施例においては、サブストレート１６は約０．２５インチの厚みを有する。
【００４４】
図２Ｂに示すように、マスクパターンファイルからのパターンは、リソグラフィシステムを用いてレジスト層２８に投影される。感光領域のレジスト素材を取り除くためにレジスト層２８が現像され、吸収素材を取り除いてバリア層２２の一部を露出させるために、吸収層１８がエッチングされる。ある実施例においては、吸収層１８とフィルタ層２０は、ウェットエッチが吸収層１８とフィルタ層２０の形成に用いられた素材を取り除くように、同様のエッチング特性を有する。別の実施例においては、吸収層１８とフィルタ層２０は、吸収層１８があるタイプの化学物質を用いたウェットエッチプロセスによって取り除かれ、フィルタ層２０が別のタイプの化学物質を用いた異なるウェットエッチプロセスによって取り除かれるように、異なるエッチング特性を有する。いずれの実施例においても、バリア層２２は、バリア層２２がウェットエッチプロセスに対して不活性で、ドライエッチプロセスを用いて取り除かれるように、吸収層１８そして／またはフィルタ層２０とは異なるエッチング特性を有する。従って、バリア層２２は、吸収層１８とバリア層２２の界面において、吸収層１８を取り除くのために用いられるウェットエッチプロセスを停止させる。
【００４５】
さらなる実施例においては、ドライエッチプロセスが、吸収層１８、フィルタ層２０、そしてバリア層２２の一部を取り除くために用いられる。吸収層１８とフィルタ層２０は、異なるタイプのプラズマが吸収層１８とフィルタ層２０を取り除くのに用いられるように、バリア層２２とは異なるエッチング特性を有する。そして、バリア層２２は、吸収層１８の部分を取り除くのに用いられるドライエッチプロセスに対するエッチストップとして作用する。別の実施例においては、フィルタ層２０とバリア層２２は同様のエッチング特性を有し、吸収層１８は異なるエッチング特性を有する。フィルタ層２０とバリア層２２は、ドライエッチプロセスを用いて取り除かれ、吸収層１８はウェットエッチプロセスを用いて取り除かれる。適当なパターンが吸収層１８上に形成された後に、残っているレジスト素材が残りの吸収素材から取り除かれる。
【００４６】
図２Ｃに示されるように、レジスト層３２が吸収層１８上とバリア層２２の露出領域上に形成される。フィルタ層２０用のデータを含む付加的なマスクパターンファイルからの別のパターンがレジスト層３２に投影される。
【００４７】
図２Ｄに示すように、レジスト層３２は、感光領域のレジスト素材を取り除くために現像される。そして、バリア層２２とフィルタ層２０が、バリア素材とフィルタ素材を取り除くためにエッチングされ、図２Ｅに示されるように、サブストレート１６の一部を露出させる。１つの実施例においては、バリア層２２がドライエッチプロセスを用いて取り除かれ、フィルタ層２０がウェットエッチプロセスを用いて取り除かれる。別の実施例においては、バリア層２２とフィルタ層２０がドライエッチプロセスを用いて取り除かれる。さらなる実施例においては、バリア層２２がウェットエッチを用いて取り除かれ、フィルタ層２０がドライエッチを用いて取り除かれる。別の実施例においては、ドライエッチプロセスがレジスト素材を取り除くのに用いられる。この例においては、バリア層２２はエッチストップもたらさず、エッチングプロセスは、同時にレジスト素材、バリア素材そしてフィルタ素材を１つのプロセスにおいて同時に取り除く。
【００４８】
図２Ｆに示すように、レジスト層３２の残りの部分が取り除かれ、フォトマスク１２を形成する。そして、フォトマスク１２が洗浄されて、薄膜アセンブリ１４がフォトマスク１２上に載せられて、フォトマスクアセンブリ１０を形成する。
【００４９】
本発明が特定の好適実施例に関して記述されてきたが、様々な変更と修正が当業者に示され、本発明は、添付するクレームの範囲を逸脱することなくそのような変更と修正を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
同様の参照番号が同様の特徴を示す添付図面に関する下記の説明を参照することによって、本発明とその特徴そして利点はより完全に理解される。
【図１】図１は、本発明の教えるところに従う、バリア層を有するフォトマスクアセンブリの断面を示す図である。
【図２】図２Ａから図２Ｆは、フォトマスク製造プロセスの様々なステップにおけるフォトマスクブランクの断面を示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【国際調査報告】
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