(57)【要約】  リソグラフィのためのシステムおよび技術である。ある側面において、本方法は、ゼロ回折次数の放射線強度および位相を放射線の１波長未満のピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャを含む装置で変調することにより、マイクロエレクトロニクス装置を生成する段階を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロエレクトロニクス装置をパターン化するために、放射線の１波長未満のピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャを含む装置であって、前記フィーチャは、前記放射線のゼロ回折次数の強度および位相を、前記装置の前記フィーチャのレイアウトを関数として、変調することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記サブ波長のフィーチャは、前記放射線の前記波長の半分未満の寸法を有するサブ半波長のフィーチャを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記サブ波長のフィーチャは、前記装置中で形成されたフィーチャを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記サブ波長のフィーチャは、前記装置上の薄膜中に形成されたフィーチャを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記装置は、リソグラフィ・マスクを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記フィーチャは、前記強度および前記位相をプログラム可能に変調するためのダイナミック要素を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記フィーチャの前記レイアウトは、前記フィーチャのパターンを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
ゼロ回折次数の放射線の強度および位相を前記放射線の１波長未満のピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャを含む装置で変調することにより、マイクロエレクトロニクス装置を生成する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記マイクロエレクトロニクス装置を生成する段階は、前記放射線の少なくとも一部を前記装置で偏光する段階を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記マイクロエレクトロニクス装置を生成する段階は、前記放射線の少なくとも一部を前記装置で散乱する段階を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記マイクロエレクトロニクス装置を生成する段階は、前記放射線の波長の半分未満の寸法を有するサブ半波長のフィーチャを含む前記装置で前記放射線を変調する段階を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記マイクロエレクトロニクス装置を生成する段階は、前記強度および前記位相を変調するために、前記サブ波長のフィーチャをプログラムする段階を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１３】
マイクロエレクトロニクス装置をパターン化するために、放射線の１波長未満のピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャの第１の集合を含む第１の部分と、
１波長未満のピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャの第２の集合を含む第２の部分であって、前記第２の集合は、前記第１の部分によって伝播される前記放射線とは異なる透過率および異なる位相の少なくとも１つを備えるゼロ回折次数の放射線を伝播する、第２の部と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記第１の部分は、２またはそれ以上の関連する開口を有する交互位相シフト領域を含むことを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の部分は、前記伝播する放射線の位相を変更する薄膜材料を含むことを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記薄膜材料は、クロム、ＣｒｘＯｙ、ＣｒｘＯｙＮｚ、ＭｏｘＳｉｙＯｚおよびＭｏｘＳｉｙＯｚＮｑの１またはそれ以上を含むことを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は、拡散するフィーチャの集合を含む第３の部分をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１８】
前記装置は、リソグラフィ・マスクを含むことを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１９】
装置の第１の部分をエッチングする段階であって、前記第１の部分は、マイクロエレクトロニクス装置をパターン化するために、放射線の１波長未満のピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャの第１の集合を含む、段階と、
前記装置の第２の部分をエッチングする段階であって、前記第２の部分は放射線の１波長未満のピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャの第２の集合を含み、前記第２の集合は前記第１の部分によって伝播される前記放射線とは異なる透過率および異なる位相の少なくとも１つを備えるゼロ回折次数の放射線を伝播する、段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記第１の部分をエッチングする段階は、マスク基板をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の部分をエッチングする段階は、２またはそれ以上の関連する開口を有する交互位相シフト領域をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の部分をエッチングする段階は、前記伝播する放射線の位相を変更する薄膜をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
拡散するフィーチャの集合を含む第３の部分をエッチングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の部分をエッチングする段階および前記第２の部分をエッチングする段階は、同じエッチング動作中に同じエッチング深さへ前記第１の部分および前記第２の部分をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２５】
単一のエッチングで、第１位相シフタおよび第２位相シフタを基板にエッチングする段階を含む方法であって、
前記第１位相シフタは、マイクロエレクトロニクス装置のパターン化のために、ゼロ回折次数の放射線の位相を第１の範囲までシフトし、
前記第２位相シフタは、前記ゼロ回折次数の前記放射線の前記位相を第２の範囲までシフトする、
ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記エッチングする段階は、前記単一のエッチング中に、マスク基板をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記エッチングする段階は、前記放射線の偏光と実質的に無関係に前記放射線と相互に作用する非偏光性のフィーチャをエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
前記エッチングする段階は、前記第１位相シフタおよび前記第２位相シフタ双方の近傍領域の前記放射線に平均化されるサブ半波長のフィーチャをエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２９】
前記エッチングする段階は、前記第２位相シフタと関連して前記第１位相シフタをエッチングする段階を含み、その結果、前記第１位相シフタを通して伝播する放射線は、前記第２位相シフタを通して伝播する放射線に干渉することを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項３０】
前記エッチングする段階は、前記基板を通って伝播する前記ゼロ回折次数の前記放射線を減衰ずる吸収材料をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項３１】
前記エッチングする段階は、３またはそれ以上の別個のカテゴリーのフィーチャを含むマルチ要素シフタの一部を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項３２】
単一のエッチング中に、基板上の第１の領域および第２の領域をエッチングする段階を含む方法において、
前記第１の領域は、マイクロエレクトロニクス装置のパターン化のために、前記ゼロ回折次数の放射線の強度を第１の範囲まで減衰し、
前記第２の領域は、前記パターン化されたマイクロエレクトロニクス装置の品質を改善するために、前記ゼロ回折次数の前記放射線の強度を前記第１の範囲とは十分異なる第２の範囲まで減衰する、
ことを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記第１の領域および前記第２の領域をエッチングする段階は、吸収材料をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
マイクロエレクトロニクス装置のパターン化のために、ゼロ回折次数の放射線の位相を第１の範囲へシフトする第１の位相シフタと、
前記ゼロ回折次数の前記放射線の前記位相を第２の範囲へシフトする第２の位相シフタと、を含み、
前記第１位相シフタおよび前記第２位相シフタは同じエッチング深さを有する、
ことを特徴とするリソグラフィ・マスク。
【請求項３５】
前記第１位相シフタは、偏光性の位相シフタを含むことを特徴とする請求項３４記載のマスク。
【請求項３６】
前記第１位相シフタおよび前記第２位相シフタは、各々近傍領域の前記放射線に平均されるサブ半波長のフィーチャを含むことを特徴とする請求項３４記載のマスク。
【請求項３７】
マスク基板さらに含み、前記第１位相シフタは前記マスク基板にエッチングされることを特徴とする請求項３４記載のマスク。
【請求項３８】
マイクロエレクトロニクス装置をパターン化するために、前記ゼロ回折次数の放射線を減衰する吸収材料をさらに含み、前記第１位相シフタは前記吸収材料中にエッチングされることを特徴とする請求項３４記載のマスク。
【請求項３９】
前記減衰する吸収材料は、不透明な金属膜を含むことを特徴とする請求項３８記載のマスク。
【請求項４０】
前記吸収材料は、前記減衰した放射線の位相を変更する埋め込み位相シフタの材料を含むことを特徴とする請求項３８記載のマスク。
【請求項４１】
マイクロエレクトロニクス装置のパターン化のために、前記マスクを通って伝播する前記ゼロ回折次数の放射線の位相を異なる範囲へシフトする複数の位相シフト領域の集合であって、前記領域の数は、前記領域を形成するために使用されるエッチング動作の数より大きい、
ことを特徴とするリソグラフィ・マスク。
【請求項４２】
前記位相シフト領域の少なくとも１つは、前記放射線の前記ゼロ回折次数の前記位相をシフトするためのサブ半波長のフィーチャの集合を含むことを特徴とする請求項４１記載のリソグラフィ・マスク。
【請求項４３】
マイクロエレクトロニクス装置をパターン化するために、前記マスクを通って伝播する前記ゼロ回折次数の放射線を異なる量に減衰すると共に、前記ゼロ回折次数の前記放射線の前記位相を同時に異なる範囲へシフトする、複数の減衰領域の集合、
を含むことを特徴とするリソグラフィ・マスク。
【請求項４４】
前記減衰領域の少なくとも１つは、前記ゼロ回折次数の前記放射線を減衰し、かつ前記放射線の前記位相をシフトするためのサブ半波長のフィーチャの集合を含むことを特徴とする請求項４３記載のマスク。
【請求項４５】
前記減衰領域の数は、前記領域を形成するために用いられるエッチング動作の数より大きいことを特徴とする請求項４３記載のマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィのシステム、方法および技術におけるイメージングおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィは、一般に平坦な表面上に行なわれることを特徴とするプロセスである。その特徴は、電磁放射線によるワークピース（加工物）表面への暴露を変調するリソグラフィ・マスク（「レティクル」としても知られている）を用いて行なわれる。マスクで変調された放射線によってワークピース上に投影されたイメージは、感光性媒体中に潜像として格納される。付加的な処理の後、その潜像は次の処理中で使用されるワークピース上のフィーチャ（features）に変形される。例えば、このようなフィーチャは、半導体ウェーハ上に集積回路を形成するために使用することができる。
【０００３】
リソグラフィ中で使用される位相をシフトするシステム、方法、および技術は、マスクを通過する電磁放射線の位相を変え、ワークピース上にパターン化されたそのフィーチャのイメージ品質を改善する。これらの改善には、印刷されるフィーチャにおける空間解像度の増加、コントラストの増加、および、印刷中の焦点深度の増加に起因する改善を含む。
【０００４】
位相シフトは、位相シフト・マスクを使用して一般に実現される。位相シフト・マスクは、伝播される放射線の位相を変更し、ワークピースでフィーチャ品質を改善する干渉効果を引き起こすために作用する。位相シフト・マスクは２またはそれ以上の領域を含み、一般に与えられた周波数の電磁放射線がその中を異なる平均波長数で横断する。その放射線がそのような領域を横断する場合、異なる光学波長数は伝播する放射線の位相関係を変更する。適切なマスク・レイアウト技術を使用すると、位相関係におけるこれらの変化は、上記改善をもたらすことができる。
【０００５】
位相シフト・マスクの２つのカテゴリーには、交互位相シフト・マスクおよび埋め込み位相シフト・マスクを含む。交互位相シフト・マスクは、一般に異なる伝播特性を備える２またはそれ以上の関連する開口を含む。特に、第１の開口からの放射線は、一般に第２の開口からの放射線に比べて異なる位相でワークピースの与えられたポイントに到達する。その開口は関連付けられており、その結果その位相差によって印刷品質を改善する干渉効果が得られる。
【０００６】
交互位相シフト・マスクは、そのマスク本体より高いかあるいはより低い屈折率を備える位相シフタを含めることができる。位相シフタは、選択されたマスク開口を通る光路に沿って平均光学波長数を増加または減少させ、伝播する他の放射線に関連のある位相を変調する。伝統的な交互マスク中の位相シフタは、他の光路に沿って通過する放射線強度に比べてこのような放射線強度に最小の変化または変化なしをもたらす。伝統的に、１８０°交互位相シフト・マスクは、マスク基板の本体の一部を予め定める深さへエッチングすることにより生成される。マスク基板は、選択された周波数の電磁放射線をよく伝播するように一般に選択される。
【０００７】
図１は、交互位相シフト・マスクを用いて形成されたイメージの理論的な放射線強度分布１００を示す。放射線強度分布１００は、等幅の不透明ラインおよび透明スペースを備える位相シフト格子を用いて得ることができる。他のすべての透明スペースは、その他の透明スペースを通して伝播された光から１８０°の位相が外れた電磁放射線を伝播する。放射線強度分布１００は、隣接空間の間の中間であるポイント１０５，１１０を含み、そこで放射線強度はほぼゼロとなり、伝播する放射線の電場はサインを変更する。
【０００８】
埋め込み位相シフト・マスクは、伝播する放射線の相対強度を一般に減衰させる領域を含む一方、同時に他の伝播する放射線に対して相対的に減衰した強度の放射線の位相関係を変更する。そのような領域は、例えばクロム、ＣｒｘＯｙ、ＣｒｘＯｙＮｚ、ＭｏｘＳｉｙ０ｚまたはＭｏｘＳｉｙＯｚＮｑを含む薄膜を含む。埋め込み位相シフト・マスクは、また減衰位相シフト・マスクまたは伝播−πマスクとして知られる。
【０００９】
他のカテゴリーの例では、マスクは交互開口位相シフト・マスク（ＰＳＭ）、隠れシフタＰＳＭ、露出シフタＰＳＭ、クロムのないＰＳＭ（位相端ＰＳＭ）、クロムのないシフタ・シャッタ、高伝播埋め込みＰＳＭ、漏れクロムＰＳＭ、および、リム・シフタ・マスクを含む。
【発明の開示】
【００１０】
様々な図面中の類似する参照番号は類似の要素を示す。
【００１１】
図２は、フォトリソグラフィ・システム２００を示す。システム２００は、照射源２０５、照射システム２１０、マスク２１５、画像システム２２０、および、基板２２５を含む。
【００１２】
照射源２０５は、電磁放射線２３０を生成する。放射線２３０は、放出された光学波が互いに固定で予測可能な位相関係をある期間の間維持するという、完全なまたは部分的なコヒーレント性を有する。放射線２３０は、マイクロエレクトロニクス装置のフォトリソグラフィのパターン化に使用するために選択される。例えば、放射線２３０は、紫外線または１９３ｎｍ放射線のような遠紫外線である。
【００１３】
照射システム２１０は、照射源２０５から放出された放射線２３０を集め、視準し、濾波し、集束するための追加の装置はもちろん、開口、コンデンサを含む。
【００１４】
画像システム２２０は、マスク２１５を通過し基板２２５上に放射線２３０の一部を集め、濾波し、集束させるための追加の装置はもちろん、開口、対物レンズを含む。例えば、画像システム２２０は、濾波プロジェクション・レンズを含む。
【００１５】
基板２２５は、システム２００によってパターン化される素材（ワークピース）である。基板２２５は、作業面２３５を含む。基板２２５は、真空チャックまたは他のサポートによって、放射線２３０が作業面２３５上に集束するようにシステム２００に提示される。基板２２５は、作業面２３５のベース材上にある感光性レジスト材を含む。ベース材は一般に平面ウェーハであり、それは二酸化シリコンまたは窒化シリコンのような電気絶縁体の１またはそれ以上、ｐ型またはｎ型にドープされたシリコンのような半導体材料、または、銅またはアルミニウムのような導電物質を含む。基板２２５の基体は、マイクロエレクトロニクス装置のすべてまたは一部を形成するためにパターン化される。レジスト材は、放射線２３０に感光する物質である。例えば、レジスト材は、正または負のフォトレジストの平面フィルムである。
【００１６】
マスク２１５は、基板２２５上の放射線２３０の投射に影響を及ぼすために、システム２００のマスク・ステージに位置する。マスク２１５は、電磁放射線を異なる透過率および位相で伝達する、異なる領域を含む。例えば、マスク２１５は、マスク２１５を通って伝播する放射線２３０中の光波間の位相関係を変更することが可能である位相シフト・マスクである。例えば、マスク２１５は、第１の光路２４５に沿って伝播する第１の光波、第２の光路２５０に沿って伝播する第２の光波、および、第３の光路２５５に沿って伝播する第３の光波の位相関係を変更することができる。位相関係に対するこれらの変化は、基板２２５の作業面２３５に印刷されるフィーチャの品質を改善するために設計することができる。マスク２１５は、実質的に等しい強度の放射線を伝播するか、あるいは異なる強度の放射線を伝播する位相シフト領域を含むが、以下さらに議論される。
【００１７】
マスク２１５は、マスク基板２６０、１またはそれ以上の不透明エリア２６５、第１位相シフト領域２７０、第２位相シフト領域２７５、および、バルク・マスク基板領域２８０を含めることができる。マスク基板２６０は、エリア２６５および領域２７０，２７５，２８０が位置する表面２６２を有する。マスク基板２６０は、大部分が放射線２３０に透明な物質を一般に含む。例えば、マスク基板２６０は、ガラスまたは融解シリコン・シートである。
【００１８】
不透明エリア２６５は、マスク２１５を通る選択された光路に沿う放射線２３０の伝播を阻止することができる。これらの経路は、図２には特定されていない。不透明エリア２６５は、例えば、クロムまたは他の物質から作ることができる。マスク２１５は、どのような不透明エリア２６５を含める必要はない。
【００１９】
領域２７０，２７５，２８０は、伝播する光波の位相関係を変更するために操作可能である。特に、領域２７０，２７５，２８０は、経路２４５，２５０，２５５のそれぞれに沿って伝播する放射線の位相を各々異なる程度までシフトすることができる。以下さらに議論されるように、位相シフトの大きさは、領域２７０，２７５，２８０の幾何学的配置、寸法（dimensions）、および、有効屈折率のようなパラメータによって決定される。領域２７０，２７５，２８０は互いに隣接することができ、または、領域２７０，２７５，２８０を互いに分割することもできる。伝播する放射線の位相関係を同じかまたは異なる範囲に変更する追加の領域が表面２６２に位置することができる。
【００２０】
いくつかの実施例において、領域２７０，２７５，２８０は、伝播する放射線の強度を実質的に変更しない。他の実施例では、領域２７０，２７５，２８０は、異なる範囲に伝播する放射線の強度を減衰させてもよい。特に、領域２７０，２７５，２８０は、各々、経路２４５，２５０，２５５のそれぞれに沿って伝播する放射線の強度を異なる範囲に変更してもよい。さらに以下議論されるように、減衰の大きさは、領域２７０，２７５，２８０の幾何学配置、寸法、および、有効屈折率のようなパラメータによって決定される。領域２７０，２７５，２８０は互いに隣接することができ、または、領域２７０，２７５，２８０を互いに分割することもできる。伝播する放射線の位相関係を同じかまたは異なる範囲に変更する追加の領域を表面２６２に配置することができる。
【００２１】
領域２７０，２７５，２８０は各々放射線の位相を異なる範囲へシフトすることができるので、３つの異なる位相がマスク２１５を通して伝播する放射線２３０の中で得ることができる。追加の領域は追加の位相を提供することができる。
【００２２】
図３および図４は、マスク２１５の表面２６２の実施例を詳細に示す。図３は、マスク２１５の表面２６２を下から示し、一方図４は、セクション４−４に沿ったマスク２１５を示す。第１位相シフト領域２７０は、第１のエッチングされた位相シフタ３０５を含む。第２位相シフト領域２７５は、第２のエッチングされた位相シフタ３１０を含む。バルクのマスク基板領域２８０は、エッチングされた位相シフタを含まないが、代わりにマスク基板２６０が広がった部分である。
【００２３】
位相シフタ３０５，３１０の各々は、領域２８０が経路２５５に沿って伝播する放射線の位相をシフトするのとは異なる範囲にまで、経路２４５，２５０のそれぞれに沿って伝播する放射線の位相を変える。いくつかの実施例において、位相シフタ３０５，３１０は各々、領域２８０の屈折率とその周辺媒体の屈折率との間にある別の有効屈折率を有する。有効屈折率におけるこれらの差の結果、経路２４０，２５０，２５５に沿って伝播するのと同じ周波数の放射線は、マスク２１５を横断するために異なる数の光学波長を要求することがある。この光路長の差はこのような放射線の位相をシフトするために設計され、ワークピース上のマスク２１５で印刷されたフィーチャの品質を改善する干渉効果をもたらす。
【００２４】
いくつかの実施例において、位相シフタ３０５，３１０は両方とも、表面２６２のレベルからマスク２１５中へ深さ３１５拡張することができる。単一マスクの基板エッチング動作を用いて、マスク基板２６０に位相シフタ３０５，３１０をエッチングすることができるので、これによりマスク２１５の製造が促進する。
【００２５】
図５−図８は、マスク２１５で印刷されたフィーチャの品質を改善する干渉効果をもたらすために設計される位相シフタの実施例を図示する。図５および図６は、位相シフタ３０５，３１０のどちらかの単一位相シフタの一部の実施例を示す。図５は下から見た位相シフタを示す一方、図６はセクション６−６に沿う同じ位相シフタを示す。図示する位相シフタは、チェス盤パターン５０５を含む。チェス盤パターン５０５は、表面２６２のレベルから深さ３１５にエッチングされるホール５１０の集合を含み、円柱状フィーチャ５１５の集合を画定する。
【００２６】
図７および図８は、位相シフタ３０５，３１０のいずれかのような単一のシフタの一部の別の実施例を示す。図７は下からからみた位相シフタを示し、一方図８はセクション８−８に沿う同じ位相シフタを示す。図示する位相シフタは、格子パターン７０５を含む。格子パターン７０５は、表面２６２のレベルから深さ３１５にエッチングされるトレンチ７１０の集合を含み、ラインのフィーチャ７１５の集合を画定する。
【００２７】
ホール５１０、トレンチ７１０、および、フィーチャ５１５，７１５のレイアウトは、所望の干渉効果をもたらし、かつマスク２１５で印刷されるフィーチャの品質を改善するために選択される。図９、図１０、および、図１１は、深さ３１５が１８０°エッチング深さである場合（つまり、深さ３１５が次式によって与えられる場合、
λ／２（ｎ−１）        方程式１
ここで、λは放射線２３０の波長であり、ｎはフィーチャ５１５，７１５の屈折率であり、また、マスクを囲む媒体の屈折率が１であると仮定される）、ホール５１０、トレンチ７１０、および、フィーチャ５１５，７１５のレイアウトおよびデューティ比を選択する方法を図示する。
【００２８】
図９は、パターン５０５，７０５に基づいて位相シフタにおけるピッチの半分の関数として様々な位相シフタに対する近傍（近接場）における正規化されたゼロ回折次数（zero diffraction order）の１９３ｎｍ伝播放射線の強度グラフ９００を示す。
【００２９】
ゼロ回折次数の伝播放射線は、入来する放射線と同じ方向に伝播する電磁場である。本明細書のために、回折次数は一般に周期的な構造のために定義されるが、ゼロ回折次数は、回折されずに入来する放射線の伝播方向と同じ方向の与えられた関心領域を通して伝播される（または装置が反射モードで使用される場合、反射される）電磁場に関連する。伝播モードでは、ゼロ回折次数の伝播の方向は、入来放射場が装置パターンのない状態で伝播する方向である。反射モードでは、伝播の方向は、装置パターンのない状態で反射して反映された放射線の伝播方向に対応する。ゼロ回折次数は、装置の参照領域を通して伝播する（または反射される）他の放射線に関連する強度および位相の点から記述することができる。
【００３０】
ピッチは、装置上の関心領域内で最も小さな空間間隔である。そのような領域は、横寸法の数波長と同じくらい小さいか、またははるかに大きくてもよい。したがって、位相シフタのピッチは、位相シフタの最も小さな空間間隔である。例えば、チェス盤パターン５０５のピッチは、円柱状フィーチャ５１５の幅および隣接ホール５１０の幅の合計である。別の例として、格子パターン７０５のピッチは、ライン・フィーチャ７１５の幅および隣接トレンチ７１０の幅の合計である。
【００３１】
グラフ９００では、近接場におけるゼロ回折次数の強度は、クリア・フィールドの強度によって正規化される。マスクの クリア・フィールド(透明な場)は、位相シフタを含まない伝播エリアである。したがって、クリア・フィールドの強度は、例えば、マスク２１５の領域２８０を通して伝播する放射線の強度である。パターン５０５，７０５のピッチは、ナノメータで表現される。
【００３２】
図１０は、パターン５０５，７０５に基づいて位相シフタにおけるピッチの半分の関数として様々な位相シフタに対する１９３ｎｍ伝播放射線のゼロ回折次数の位相グラフ１０００を示す。ゼロ回折次数の位相は、入来する放射線の方向と同じ方向で伝播する放射線の位相である。ゼロ回折次数の位相は、マスク２１５の固体領域を通して（例えば、経路２５５（図２）に沿った領域２８０を通って）伝播する放射線の位相に関連して与えられる。グラフ１０００では、ゼロ回折次数の位相は度で表現され、また、パターン５０５，７０５のピッチはナノメータで表現される。
【００３３】
グラフ９００およびグラフ１０００は、両方とも散乱領域９０５および平均領域９１０を含む。散乱領域９０５および平均領域９１０双方におけるそのフィーチャは、「サブ波長フィーチャ（subwavelength features）」であり、それらは１９３ｎｍの入射放射線の近傍または１波長未満内に１またはそれ以上の寸法を有する。しかしながら、散乱領域９０５では、位相シフタ上に入射するあらゆる１９３ｎｍ放射線の重要な部分は、（画像システム２２０（図２）のような）フィーチャを印刷するために使用される映写光学部の入射ひとみから位相シフタによって散在される。平均領域９１０では、位相シフタ上の１９３ｎｍの入射放射線は、入射ビームに対して大きな角度方向へ著しく散乱されることはない。これは、１９３ｎｍの入射放射線の近傍または半波長未満内に１またはそれ以上の寸法を有する（ホール５１０およびトレンチ７１０と同様に）フィーチャ５１５，７１５の結果である。このように、平均領域９１０内のフィーチャ５１５，７１５は、サブ半波長フィーチャ（sub-half
wavelength features）と称される。このようなサブ半波長フィーチャは、多くの高解像度印刷技術、すなわち電子ビーム印字、転写技術、イオンビーム印字、および、ＥＵＶおよびＸ線リソグラフィのいずれかを使用して形成される。
【００３４】
平均領域９１０中の寸法の結果として、フィーチャ５１５，７１５、ホール５１０および／またはトレンチ７１０の光学的性質は、近接場の１９３ｎｍの入射放射線に「平均化される」と言われる。そのような平均化は、必ずしも構成フィーチャ５１５，７１５、ホール５１０および／またはトレンチ７１０の物理的性質の厳密な算術手段ではない。平均領域９１０では、むしろ、パターン５０５，７０５が個別のフィーチャ５１５，７１５、ホール５１０および／またはトレンチ７１０というよりあたかも一定の統一体であるかのように、１９３ｎｍの任意の入射放射線は位相シフタ中でパターン５０５，７０５と相互に作用する。
【００３５】
図１１は、グラフ９００，１０００の凡例１１００を示す。凡例１１００は、グラフ９００，１０００がライン１１０５，１１１０，１１１５，１１２０，１１２５、１１３０，１１３５を含むことを示す。ライン１１０５は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの７０％であり、またトレンチ７１０は偏光（polarization）した入射放射線の電場に平行な向きに合わされる。ライン１１１０は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの５０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の電場に平行な向きに合わされる。ライン１１１５は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの３０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の電場と平行な向きに合わされる。
【００３６】
ライン１１２０はチェス盤パターン５０５に対応し、ここでホール５１０の幅はチェス盤パターン５０５のピッチの５０％であり、また伝播する放射線の電場は入射放射線の電場と同じ偏光を実質的に有する。
【００３７】
ライン１１２５は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの７０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。ライン１１３０は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの５０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。ライン１１３５は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの３０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。
【００３８】
図９および図１０から分かるように、位相シフタによる放射線の透過率および位相シフトは、位相シフタ内の介在物のために適切なフィーチャを選択することにより、印刷の品質を改善するために調整することができる。ある放射線の所望の変調を識別することができ、次に、所望の変調を達成するために使用することができる適切なフィーチャ（およびそれらのレイアウト）を識別することができる。適切なフィーチャは、グラフ９００，１０００（およびここに記述された他の実施例）を参照することにより、これらおよび他のフィーチャの実験的な検証により、または、これらおよび他のフィーチャを通過する放射線の伝播を支配するマクスウェルの方程式を解くことにより、識別することができる。例えば、リソグラフィにおける波動伝播について記述する商業的に利用可能なソフトウェア（例えば、パノラミック・テクノロジーズ社、バークレー、ＣＡから利用可能なＥＭ−ＳＵＩＴＥ  ＰＡＣＫＡＧＥ）は、このようなフィーチャを識別するために使用することができる。さらに、放射線の偏光は、位相シフタの伝播特性に対する付加的な制御を提供するために制御される。放射線２３０のあらゆる偏光から実質的に独立している放射線２３０と作用する非偏光性のフィーチャを含む（チェス盤パターン５０５のような）パターンを使用することもできる。
【００３９】
更に、格子パターン７０５で得られた結果が与えられると、位相シフタ中のサブ半波長フィーチャのあらゆる寸法は、入射放射線の半波長またはそれ以下の近辺にある必要がないことは明らかである。むしろ、単にサブ半波長のピッチのみを備えるフィーチャが有利な結果を提供することがある。
【００４０】
単一マスク中に２またはそれ以上の位相シフタを望むかぎり、異なる位相シフトおよび異なる強度を与えるフィーチャの２またはそれ以上のクラスを識別することができる。フィーチャにおける識別されたクラスは、単一のマスクに組み入れることができる。さらに、異なる位相シフトおよび強度は、単相（single phase）エッチング動作で（つまり、横方向に異なった採寸がされたホールを同じエッチング深さにエッチングすることによって、あるいは異なった採寸がされたトレンチを同じエッチング深さにエッチングすることによって）形成される異なる位相シフタで達成することができるので、マスク形成は単純化することができる。特に、多相（multiphase）マスクは、単一エッチング動作を使用し、繰り返されるオーバレイの必要性を除去し、マスク形成中に動作をパターン化して、形成することができる。
【００４１】
多相マスク形成のこのような単純化は、多くの異なる方法のいずれかの方法で印刷されたフィーチャの品質を改善する多相マスクを生成するために用いられる。例えば、隠れシフタの位相シフタ・マスクおよび露出したシフタの位相シフタ・マスクは、単一エッチング動作を使用して形成することができる。強い位相シフト領域および弱い位相シフト領域の両方を有する単一マスクを形成することができる。広範囲の位相シフトおよび減衰は、オーバレイと処理要求を削減する単純化された処理で達成することができる。
【００４２】
図１２、図１３および図１４は、深さ３１５が３６０°のエッチング深さである場合（つまり、深さ３１５が次式によって与えられる場合、
λ／（ｎ−１）        方程式２
ここで、λは放射線２３０の波長であり、ｎはフィーチャ５１５，７１５の屈折率であり、また、マスクを囲む媒体の屈折率は１であると仮定される）、ホール５１０、トレンチ７１０、およびフィーチャ５１５，７１５のレイアウトをどのように選択することができるかの別の実施例を図示する。
【００４３】
図１２は、位相シフタのピッチを２分の１の関数として、パターン５０５，７０５に基づく様々な位相シフタに対する正規化されたゼロ回折次数の１９３ｎｍの伝播放射線の強度グラフ１２００を示す。グラフ１２００では、ゼロ回折次数の強度は、透明な場(クリア・フィールド)の強度によって正規化され、また、パターン５０５，７０５のピッチは、ナノメータで表現される。
【００４４】
図１３は、位相シフタのピッチを２分の１の関数として、パターン５０５，７０５に基づく様々な位相シフタに対する正規化されたゼロ回折次数の１９３ｎｍの伝播放射線の強度グラフ１３００を示す。グラフ１３００では、ゼロ回折次数の位相は、度で表現され、また、パターン５０５，７０５のピッチは、ナノメータで表現される。グラフ１２００，１３００は、両方とも散乱領域９０５および平均領域９１０を含む。
【００４５】
図１４は、グラフ１２００，１３００の凡例１４００を示す。凡例１４００は、グラフ１２００，１３００がライン１４０５，１４１０，１４１５，１４２０，１４２５，１４３０，１４３５を含むことを示す。ライン１４０５は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの７０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の電場に平行な向きに合わされる。ライン１４１０は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの５０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の電場に平行な向きに合わされる。ライン１４１５は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの３０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の電場と平行な向きに合わされる。
【００４６】
ライン１４２０はチェス盤パターン５０５に対応し、ここでホール５１０の幅はチェス盤パターン５０５のピッチの５０％であり、また伝播する放射線の電場は入射放射線の電場と同じ偏光を実質的に有する。
【００４７】
ライン１４２５は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの７０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。ライン１４３０は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの５０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。ライン１４３５は格子パターン７０５に対応し、ここでトレンチ７１０の幅は格子パターン７０５のピッチの３０％であり、またトレンチ７１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。
【００４８】
位相シフタによる放射線の透過率および位相シフトは、位相シフタ内の介在物のために適切なフィーチャを選択することにより、印刷の品質を改善するために調整することができる。異なる位相シフトおよび異なる強度を与えるフィーチャの２またはそれ以上のクラスが識別される。フィーチャにおける識別されたクラスは、単一マスクに組み入れることができる。異なる位相シフトおよび強度は、多相マスクを生成するために単相エッチング動作中に形成される異なる位相シフタで達成することができる。さらに、放射線の偏光は、マスク中の偏光または非偏光フィーチャの介在物に依存して、位相シフタの伝播特性を介して付加的な制御を提供するために制御することができる。
【００４９】
図１５および図１６は、マスク２１５の表面２６２の実施例を詳細に示す。図１５は、下からみたマスク２１５の表面２６２を示し、一方図１６は、セクション１６−１６に沿ったマスク２１５を示す。第１位相シフト領域２７０は、第１の位相シフタ１５０５を含む。第２位相シフト領域２７５は、第２の位相シフタ１５１０を含む。第３位相シフト領域２８０は、位相シフタを含まない。第３位相シフト領域２８０は、マスク基板２６０と同じ屈折率を有しており、それはマスク２１５を囲む媒体の屈折率より一般に高い。
【００５０】
位相シフタ１５０５，１５１０は各々、経路２４５，２５０のそれぞれに沿って異なる範囲に伝播する光波の位相をシフトするが、領域２８０が経路２５５に沿って伝播する光波の位相をシフトする範囲と異なる。特に、経路２４０，２５０，２５５に沿って伝播する同じ波長の放射線は、マスク２１５を横断するために異なる数の光波長を要求してもよい。
【００５１】
いくつかの実施例において、位相シフタ１５０５，１５１０は各々、経路２４５，２５０のそれぞれに沿って伝播する放射線２３０を異なる量だけ減衰させ、埋設された位相シフト領域を形成することができる。このような１つの実施例では、位相シフタ１５０５，１５１０双方は、同じ厚さ１５１５を有し、マスク２１５の表面２６２のレベルから下方へ伸びることができる。位相シフタ１３０５，１３１０を容易に形成することができるので、これはマスク２１５の製造を促進する。例えば、位相シフタ１３０５，１３１０は、単一の薄膜堆積、マスキング、およびエッチング動作を同時に用いて形成することができる。
【００５２】
図１７−図２０は、位相シフタ１５０５，１５１０のような位相シフタの実施例を図示するが、それらはマスク２１５で印刷されたフィーチャの品質を改善する干渉効果を引き起こすために設計される。図１７および図１８は、単一の位相シフタの一部の実施例を示す。図１７は、そのような位相シフタの下からみた実施例を示し、一方図１８は、セクション１８−１８に沿った同じ位相シフタの実施例を示す。
【００５３】
図示する位相シフタはチェス盤パターン１７０５を含む。チェス盤パターン１７０５は、ホール１７１０の集合をともに定義する円柱状フィーチャ１７１５の集合を含む。円柱状フィーチャ１７１５は、放射線２３０に対し部分的にまたは実質的に不透明な薄膜材料をマスク２１５の底部面２６２上に堆積することにより形成することができる。フィーチャ１７１５は、厚さ１５１５の方向にフィーチャ１７１５が放射線２３０に対して部分的にまたは実質的に不透明なように、厚さ１５１５を有するように形成される。例えば、フィーチャ１７１５は、蒸発、スパッタリング、および／または、無電解薄膜蒸着技術を使用して形成され、ホール１７１０を画定するためにパターン化を行なうことが後続する。１つの実施例では、フィーチャ１７１５は、クロム層１７２５のような金属、および、クロム酸化層１７３０のような反射防止膜層を含む。
【００５４】
図１９および図２０は、位相シフタ１５０５，１５１０のいずれかの単一の位相シフタの一部の別の実施例を示す。図１９は、位相シフタを下からみた図を示し、一方図２０は、セクション２０−２０に沿った同じ位相シフタの実施例を示す。図示する位相シフタ１５０５は、格子パターン１９０５を含む。格子パターン１９０５は、トレンチ１９１０の集合を定義するライン・フィーチャ１９１５の集合を含む。
【００５５】
ライン・フィーチャ１９１５は、放射線２３０に対し部分的にまたは実質的に不透明な薄膜材料をマスク２１５の底部面２６２上に堆積することにより形成することができる。フィーチャ１９１５は、厚さ１９１５の方向にフィーチャ１９１５が放射線２３０に対して部分的にまたは実質的に不透明なように、厚さ１９１５を有するように形成される。例えば、フィーチャ１９１５は、蒸発、スパッタリング、および／または、無電解薄膜蒸着技術を使用して形成され、トレンチ１９１０を画定するためにパターン化を行なうことが後続する。１つの実施例では、フィーチャ１９１５は、クロム層１９２５のような金属、および、クロム酸化層１９３０のような反射防止膜層を含む。
【００５６】
ホール１７１０、トレンチ１９１０、および、フィーチャ１７１５，１９１５のレイアウトは、所望の干渉効果を引き起こし、かつマスク２１５に印刷されるフィーチャの品質を改善するために選択することができる。図２１、図２２および図２３は、厚さ１５１５が１００ｎｍである場合に、ホール１７１０、トレンチ１９１０、および、フィーチャ１７１５，１９１５のレイアウトを選択する方法を図示する。
【００５７】
図２１は、位相シフタのピッチを２分の１の関数として、パターン１７０５，１９０５に基づく様々な位相シフタに対する正規化されたゼロ回折次数の１９３ｎｍの伝播放射線の強度グラフ２１００を示す。グラフ２１００では、ゼロ回折次数の強度は、透明な場の強度によって正規化され、また、パターン１７０５，１９０５のピッチは、ナノメータで表現される。
【００５８】
図２２は、位相シフタのピッチを２分の１の関数として、パターン１７０５，１９０５に基づく様々な位相シフタに対する正規化されたゼロ回折次数の１９３ｎｍの伝播放射線の強度グラフ２２００を示す。グラフ２２００では、ゼロ回折次数の強度は、度で表現され、また、パターン１７０５，１９０５のピッチは、ナノメータで表現される。グラフ２１００，２２００は、両方とも散乱領域９０５および平均領域９１０を含む。
【００５９】
図２３は、グラフ２１００，２２００の凡例２３００を示す。凡例２３００は、グラフ２１００，２２００がライン２３０５，２３１０，２３１５，２３２０，２３２５，２３３０，２３３５を含むことを示す。ライン２３０５は格子パターン１９０５に対応し、ここでトレンチ１９１０の幅は格子パターン１９０５のピッチの７０％であり、またトレンチ１９１０は偏光した入射放射線の電場に平行な向きに合わされる。ライン２３１０は格子パターン１９０５に対応し、ここでトレンチ１９１０の幅は格子パターン１９０５のピッチの５０％であり、またトレンチ１９１０は偏光した入射放射線の電場に平行な向きに合わされる。ライン２３１５は格子パターン１９０５に対応し、ここでトレンチ１９１０の幅は格子パターン１９０５のピッチの３０％であり、またトレンチ１９１０は偏光した入射放射線の電場と平行な向きに合わされる。
【００６０】
ライン２３２０はチェス盤パターン１７０５に対応し、ここでホール１７１０の幅はチェス盤パターン１７０５のピッチの５０％であり、また伝播する放射線の電場は入射放射線の電場と同じ偏光を実質的に有する。
【００６１】
ライン２３２５は格子パターン１９０５に対応し、ここでトレンチ１９１０の幅は格子パターン１９０５のピッチの７０％であり、またトレンチ１９１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。ライン２３３０は格子パターン１９０５に対応し、ここでトレンチ１９１０の幅は格子パターン１９０５のピッチの５０％であり、またトレンチ１９１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。ライン２３３５は格子パターン１９０５に対応し、ここでトレンチ１９１０の幅は格子パターン１９０５のピッチの３０％であり、またトレンチ１９１０は偏光した入射放射線の磁場と平行な向きに合わされる。
【００６２】
位相シフタによる放射線の伝播は、位相シフタ内の介在物のために適切なフィーチャを選択することにより、印刷の品質を改善するために調整することができる。異なる位相シフトおよび異なる強度を与えるフィーチャの２またはそれ以上のクラスが識別される。フィーチャにおける識別されたクラスは、単一マスクに組み入れることができる。異なる位相シフトおよび強度は、多相マスクを生成するために単一の薄膜から形成される異なる位相シフタで達成することができる。さらに、放射線の偏光は、マスク中の偏光または非偏光フィーチャの介在物に依存して、位相シフタの伝播特性を介して付加的な制御を提供するために制御することができる。強い位相シフト領域および弱い位相シフト領域の両方を有する単一マスクが形成される。広範囲の位相シフトおよび減衰は、オーバレイと処理の要求を削減する単純化された処理で達成することができる。
【００６３】
図２４および図２５は、位相シフタ１５０５，１５１０のいずれかの単一位相シフタの一部の別の実施例を示す。図２４は、位相シフタを下からみた図を示し、一方図２５は、セクション２５−２５に沿った同じ位相シフタを示す。
【００６４】
図示する位相シフタは、チェス盤パターン２４０５を含む。チェス盤パターン２４０５は、ホール２４１０の集合をともに定義する円柱状フィーチャ２４１５の集合を含む。円柱状フィーチャ２４１５は、厚さ１５１５を有し、マスク２１５の底部面２６２のレベルから下方へ伸びる。円柱状フィーチャ２４１５は、伝播放射線の強度を削減する材料から形成されるとともに、削減された強度の放射線と他の放射線に対する位相関係を同時に変更する。円柱状フィーチャ２４１５は、様々な薄膜蒸着技術を用いて形成することができ、例えば、クロム、ＣｒｘＯｙ、ＣｒｘＯｙＮ２、ＭｏｘＳｉｙＯｚ、ＭｏｘＳｉｙＯｚＮｑを含む。
【００６５】
ホール５１０，１７１０，２４１０、およびフィーチャ５１５，１７１５，２４１５のレイアウトは、所要の干渉効果を引き起こし、かつマスク２１５で印刷されたフィーチャの品質を改善するために選択することができる。図２６、２７および２８は、ホール５１０，１７１０，２４１０、およびフィーチャ５１５，１７１５，２４１５のレイアウトを選択する方法を図示する。
【００６６】
図２６は、位相シフタのピッチを２分の１の関数として、パターン５０５，１７０５，２４０５に基づく様々な位相シフタに対する正規化されたゼロ回折次数の１９３ｎｍの伝播放射線の強度グラフ２６００を示す。グラフ２６００では、ゼロ回折次数の強度は、透明な場の強度によって正規化され、また、パターン５０５，１７０５，２４０５のピッチは、ナノメータで表現される。
【００６７】
図２７は、位相シフタのピッチを２分の１の関数として、パターン５０５，１７０５，２４０５に基づく様々な位相シフタに対する正規化されたゼロ回折次数の１９３ｎｍの伝播放射線の強度グラフ２７００を示す。グラフ２７００では、ゼロ回折次数の強度は、度で表現され、また、パターン５０５，１７０５，２４０５のピッチは、ナノメータで表現される。グラフ２６００，２７００は、両方とも散乱領域９０５および平均領域９１０を含む。
【００６８】
図２８は、グラフ２６００，２７００の凡例２８００を示す。凡例２８００は、グラフ２６００，２７００がライン２８０５，２８１０，２８１５，２８２０を含むことを示す。ライン２８０５はチェス盤パターン５０５に対応し、そこで深さ３１５は１８０°のエッチング深さであり、またホール５１０の幅はチェス盤パターン５０５のピッチの５０％であり、さらに伝播放射線の電場は実質的に入射放射線の電場と同じ偏光を有する。
【００６９】
ライン２８１０はチェス盤パターン５０５に対応し、ここで深さ３１５は３６０°のエッチング深さであり、またホール５１０の幅はチェス盤パターン５０５のピッチの５０％であり、さらに伝播放射線の電場は実質的に入射放射線の電場と同じ偏光を有する。
【００７０】
ライン２８１５はチェス盤パターン１７０５に対応し、ここでホール１７１０の幅はチェス盤パターン１７０５のピッチの５０％であり、また伝播放射線の電場は実質的に入射放射線の電場と同じ偏光を有する。
【００７１】
ライン２８２０はチェス盤パターン２４０５に対応し、ここでホール２４１０の幅はチェス盤パターン２４０５のピッチの５０％であり、また伝播放射線の電場は実質的に入射放射線の電場と同じ偏光を有する。
【００７２】
位相シフタ３０５，３１０，１５０５，１５１０による放射線の伝播は、位相シフタ中の介在物に対して適切なサブ半波長フィーチャを選択することにより、印刷品質を改善するために調整することができる。
【００７３】
図２９および図３０は、単一の位相シフタの一部を実施する別の例を示す。図２９は位相シフタを下からみた図を示し、一方図３０はセクション３０−３０に沿った同じ位相シフタを示す。
【００７４】
図示する位相シフタは、チェス盤パターン２９０５を含む。チェス盤パターン２９０５は、円柱状フィーチャ５１５上に搭載された円柱状フィーチャ１７１５の集合を含み、それはともに拡張したホール２９１０の集合を定義する。円柱状フィーチャ１７１５は、部分的にまたは実質的に不透明であり、表面２６２のレベルから延伸する厚さ１５１５を有する。円柱状フィーチャ５１５は、表面２６２のレベルから基板２６０中へ深さ３１５にエッチングされる。深さ３１５は１８０°のエッチング深さである。拡張したホール２９１０は、このように厚さ１５１５および深さ３１５の合計に等しい延伸長２９１５を有し、表面２６２のレベルに広がる。
【００７５】
図３１、図３２および図３３は、単一の位相シフタの一部を実施する別の例を示す。図３１は位相シフタを下からみた図を、一方図３２はセクション３３−３３に沿った同じ位相シフタを、それぞれ示す。
【００７６】
図示する位相シフタは、マルチ要素パターン３１０５を含む。マルチ要素パターンは、単一の位相シフタに３またはそれ以上の別個のカテゴリーのフィーチャを含むパターンである。マルチ要素パターン３１０５は、円柱状フィーチャ１７１５および円柱状フィーチャ５１５の繰り返し配列を含む。円柱状フィーチャ１７１５の集合の一部は、円柱状フィーチャ５１５上に搭載され、その結果ホール１７１０の集合および拡張ホール２９１０の集合が定義される。
【００７７】
ホール１７１０，２９１０およびフィーチャ５１５，１７１５のレイアウトは、所望の干渉効果を引き起こし、かつマスク２１５で印刷されたフィーチャの品質を改善するために選択される。図３４、図３５および図３６は、チェス盤パターン１７０５中のホール１７１０およびフィーチャ１７１５のレイアウト、チェス盤パターン２９０５中のホール２９１０およびフィーチャ５１５，１７１５のレイアウト、およびマルチ要素パターン３１０５中のホール１７１０，２９１０およびフィーチャ５１５，１７１５のレイアウトを、選択する方法を図示する。
【００７８】
図３４は、位相シフタのピッチを２分の１の関数として、パターン１７０５，２９０５，３１０５に基づく様々な位相シフタに対する正規化されたゼロ回折次数の１９３ｎｍの伝播放射線の強度グラフ３４００を示す。グラフ３４００では、ゼロ回折次数の強度は、透明な場の強度によって正規化され、また、パターン１７０５，２４０５，３１０５のピッチは、ナノメータで表現される。
【００７９】
図３５は、位相シフタのピッチを２分の１の関数として、パターン１７０５，２９０５，３１０５に基づく様々な位相シフタに対する正規化されたゼロ回折次数の１９３ｎｍの伝播放射線の強度グラフ３５００を示す。グラフ３５００では、ゼロ回折次数の強度は、度で表現され、また、パターン１７０５，２９０５，３１０５のピッチは、ナノメータで表現される。グラフ３４００，３５００は、両方とも散乱領域９０５および平均領域９１０を含む。
【００８０】
図３６は、グラフ３４００，３５００の凡例３６００を示す。凡例３６００は、グラフ３４００，３５００がライン３６０５，３６１０，３６１５を含むことを示す。ライン３６０５はチェス盤パターン１７０５に対応し、そこで深さ３１５は３６０°のエッチング深さであり、またホール１７１０の幅はチェス盤パターン１７０５のピッチの５０％であり、さらに伝播放射線の電場は実質的に入射放射線の電場と同じ偏光を有する。
【００８１】
ライン３６１０はチェス盤パターン２９０５に対応し、ここで深さ３１５は１８０°のエッチング深さであり、また厚さ１５１５は１００ｎｍであり、さらにフィーチャ５１５，１７１５の幅はチェス盤パターン２９０５のピッチの５０％であり、そして伝播放射線の電場は実質的に入射放射線の電場と同じ偏光を有する。
【００８２】
ライン３６１５はチェス盤パターン３１０５に対応し、ここで深さ３１５は１８０°のエッチング深さであり、また厚さ１５１５は１００ｎｍであり、さらにフィーチャ５１５，１７１５の幅はチェス盤パターン３１０５のピッチの５０％であり、そして伝播放射線の電場は実質的に入射放射線の電場と同じ偏光を有する。
【００８３】
位相シフタ３０５，３１０，１５０５，１５１０による放射線の伝播は、位相シフタ中の介在物に対して適切なサブ半波長フィーチャを選択することにより、印刷品質を改善するために調整することができる。
【００８４】
図３７は、マスク２１５の一部を下からみた実施例を示す。図３７に示された実施例は、位相シフタ２７０，２７５を形成するために、単一の吸収器エッチングおよび単一の基板（例えばガラス）エッチングを使用して行なうことができ、双方とも基板２６０に伸び、かつ基板２６０の表面２６２のレベルを越えて伸びる。このように、２つのエッチング動作（基板と吸収器）は、マスク２１５上に３つの別個のカテゴリーのフィーチャ、すなわちマスク基板２６０へ（例えば、１８０°または他のエッチングの深さへ）伸びるこれらのフィーチャ、基板２６０の表面２６２のレベルにあるこれらのフィーチャ、および、基板２６０の表面２６２のピッチを越えて伸びるこれらのフィーチャを形成することができる。しかしながら、これら３つの別個のカテゴリーに入るフィーチャは、リソグラフィ品質を改善するために調整された透過率および位相シフトを備える領域を提供することができる。
【００８５】
与えられた電磁放射線およびフォトリソグラフィ・システムに対して、マスク２１５は、領域９０５，９１０の１つまたは両方に入るフィーチャと同様にフォトリソグラフィ・システムによって分析されるフィーチャを含めることができる。分析されたフィーチャは、放射線の伝播を阻止する不透明エリア２６５の集合、位相シフト領域２８０の集合、および、位相シフタ３７０５の集合を含めることができる。位相シフタ３７０５は、領域９０５，９１０に入る他のフィーチャと実質的に同じエッチング深さ３１５に基板２６０をエッチングすることにより形成することができる。例えば、位相シフタ３７０５は、１８０°のエッチング深さにエッチングされる。
【００８６】
マスク２１５は、さらに領域９０５，９１０に入るフィーチャを含む。領域９０５，９１０に入るフィーチャは、マルチ要素パターン３１０５、および、チェス盤パターン５０５，１７０５，２９０５の１またはそれ以上を形成することができる。マスク２１５は、さらに領域９０５，９１０に入る追加のフィーチャを含むが、パターン３１０５，５０５，１７０５，２９０５の１またはそれ以上を形成しない。例えば、格子パターン（図示せず）は形成され、また、散乱または平均化されたフィーチャは分離して形成され、あるいは他のパターン中に配分される。
【００８７】
分析されたフィーチャ、および、領域９０５，９１０に入るフィーチャは、マスク２１５上に配置され、かつ寸法がとられ、記述された位相シフトおよび強度減衰効果を達成し、かつ印字品質を改善する。マスク２１５の異なる領域を通して伝播される放射線の位相および強度は、付加的な処理の最小の量を用いて形成されたフィーチャで調整することができる。位相と強度の調整は、マスク２１５の異なる領域間の滑らかな相転移のような様々な終了を達成するために行なうことができる。強いおよび弱い位相シフト領域は、単一のマスクに組み入れることができる。
【００８８】
複数の実施例が記述された。しかしながら、多様な修正が行われてもよいことを理解するであろう。例えば、図３８−図４３は、位相シフタの一部を下からみた別の図を示す。位相シフタは各々、基板と吸収器の少なくとも１つをエッチングすることにより形成されたフィーチャを含む。位相シフタは各々異なるパターン３８０５，３９０５，４００５，４１０５，４２０５，４３０５を含む。与えられた放射線２３０に対して、パターン３８０５，３９０５，４００５，４１０５，４２０５，４３０５は、散乱領域９０５、および／または、平均領域９１０内に寸法がとられたフィーチャを含めるために選択することができる。単一の位相シフタに３またはそれ以上の別個のカテゴリーに入るフィーチャを含むマルチ要素の実施例がまた形成される。マスクは、伝播する放射線の位相をシフトしないが、代わりに、異なる範囲にまで伝播する放射線を減衰する領域を含めることができる。マスク・フィーチャの幾何形状および寸法は、印字品質を改善する放射線干渉効果を調整するために選択されかつ使用される。
【００８９】
別のパターンおよびフィーチャは、記述されたパターンおよびフィーチャ、および／または、記述されたパターンおよびフィーチャの特性を結合するものを含み、放射線干渉効果を調整するために選択されかつ使用される。
【００９０】
サブ波長フィーチャは、マイクロエレクトロニクス装置をパターン化するためにマスク以外の装置の中で使用することができる。例えば、反射要素のマイクロ電気−機械システム（ＭＥＭＳ）のアレイのようなプログラム可能な装置は、サブ波長フィーチャを含め、所望の結果を達成することができる。図４４は、このようなプログラム可能な装置を含み、かつ例示するリソグラフィ・システム４４００を示す。システム４４００は、照射源２０５、照射システム４４０５、ビーム分割器４４１０、プログラム可能な光学装置４４１５、デバイス制御装置４４２０、投影光学装置４４２５、および、基板２２５を含む。
【００９１】
照射システム４４０５は、ビーム分割器４４１０を照射するために、照射源２０５から放射された放射線２３０を集光し、視準し、濾波し、および／または、集束する。ビーム分割器４４１０は、照射システム４４０５からの放射線の少なくとも一部をプログラム可能な要素４４１５に向けることができる。
【００９２】
以下さらに議論されるように、要素制御装置４４２０は、マイクロエレクトロニクス装置を基板２２５上に形成するための放射線２３０の入射に作用するために、プログラム可能な装置４４１５をプログラムすることができる。装置４４１５は、反射した電磁放射線の強度および位相に作用する要素を含む表面４４３０を含めることができる。
【００９３】
ビーム分割器４４１０によって、プログラム可能な装置４４１５からの放射線の少なくとも一部は、投影光学装置４４２５および基板２２５に進み、その結果基板２２５の作用面２３５は、システム４４００によってパターン化される。例えば、ビーム分割器４４１０は、偏光または非偏光ビーム分割キューブ、または、ビーム分割プレートである。
【００９４】
図４５および図４６中に示されるように、プログラム可能な装置４４１５の表面４４３０の一実施例は、装置４４１５上の導電性プレート４６０５の上に載置されたダイナミック要素４５０５，４５１０，４５１５，４５２０，４５２５の集合を含むことができる。ダイナミック要素４５０５，４５１０，４５１５，４５２０，４５２５は、それらが放射線２３０の１波長未満であるピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャである。ダイナミック要素４５０５，４５１０，４５１５，４５２０，４５２５はそれぞれ、各接触４５３０，４５３５，４５４０，４５４５，４５５０を含む。ダイナミック要素４５０５，４５１０，４５１５，４５２０，４５２５は、接触４５３０，４５３５，４５４０，４５４５，４５５０を通じてアドレス可能であり、表面４４３０の反射特性を変更することができる。
【００９５】
動作において、特に、ダイナミック要素４５０５，４５１０，４５１５，４５２０，４５２５の位置は、１またはそれ以上の位相シフタ・パターンを作成するためにダイナミックに変えることができる。要素制御装置４４２０は、接触４５３０，４５３５，４５４０，４５４５，４５５０を通じて選択されたダイナミック要素４５０５，４５１０，４５１５，４５２０，４５２５に導電性プレート４６０５に対するバイアスをかけることができる。印加電圧によって、選択された要素４５０５，４５１０，４５１５，４５２０，４５２５は、表面４４３０の反射特性を変更する１またはそれ以上のパターンを形成する。
【００９６】
図４７は、プログラム可能な装置４４１５の表面４４３０の別の実施例を示す。本実施例は、ピクセル要素４７０５の集合を含む。ピクセル要素４７０５は、それらが放射線２３０の１波長未満であるピッチ寸法を有するサブ波長のフィーチャである。ピクセル要素４７０５は、装置４４１５の表面４４３０に搭載され、要素制御装置４４２０によって個々に方向付けされる。動作において、ピクセル要素４７０５のプログラムされた方向付けは、表面４４３０の反射特性を変更する１またはそれ以上のパターンをダイナミックに作成することができる。
【００９７】
従って、他の実施例は、以下の請求項の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】交互位相シフト・マスクを用いて形成されたイメージの理論的な放射線強度分布を示す。
【図２】リソグラフィ・システムのブロック図を示す。
【図３】マスクの実施例を示す。
【図４】マスクの実施例を示す。
【図５】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図６】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図７】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図８】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図９】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図１０】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図１１】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図１２】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図１３】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図１４】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図１５】マスクの実施例を示す。
【図１６】マスクの実施例を示す。
【図１７】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図１８】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図１９】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図２０】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図２１】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図２２】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図２３】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図２４】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図２５】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図２６】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図２７】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図２８】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図２９】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図３０】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図３１】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図３２】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図３３】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図３４】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図３５】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図３６】位相シフタがどのよう調整されるか図示する。
【図３７】マスクの一部分の実施例を示す。
【図３８】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図３９】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図４０】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図４１】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図４２】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図４３】位相シフタの一部分の実施例を示す。
【図４４】プログラム可能な装置を含むリソグラフィ・システムのブロック図を示す。
【図４５】プログラム可能な装置の実施例を示す。
【図４６】プログラム可能な装置の実施例を示す。
【図４７】プログラム可能な装置の別の実施例を示す。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【国際調査報告】
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