(57)【要約】本発明は、例えば、コンタクトのアレイがアレイのロウ方向とカラム方向で異なるピッチであるような場合において、他と比べより円形形状のコンタクトを形成するのに用いることができる照射パターンツールを含む。交互の位相シフトは、小さいピッチ（密度が高い）方向において良好に画定されたコンタクトを提供することができる。コンタクト開口の円形形状をより確実にするために、リムシフターが大きいピッチ方向に付加される。本発明の更なる特徴は、隣接したリムの間にサイドローブ抑制パターンが設けられることである。本発明はまた、照射パターンツールの形成方法を含む。
2006504981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射パターンツールであって、該ツールは、
石英ベースと、該石英ベース上の第１位相シフト層と、該第１位相シフト層の上に設けられ、前記第１位相シフト層とは異なる組成を有する第２位相シフト層と、該第２位相シフト層上の不透明材料とを含む基板と、
外縁を有し、それを通過する光の波長に第１の位相回転を与えるように構成された主要形状パターンであって、該主要形状パターンは、前記第１位相シフト層、第２位相シフト層及び不透明層を貫通してエッチングされたパターンを有する主要形状パターンと、
前記主要形状パターンの外縁の一部に沿っているが、外縁全体には沿っていないリムであって、該リムは、それを波長が通過するとき、光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成されており、前記第２の位相回転は、前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°位相が異なるものであり、前記リムは前記不透明層及び第２位相シフト層を貫通して前記第１位相シフト層までエッチングされたパターンを有するリムと、
を具備することを特徴とする照射パターンツール。
【請求項２】
請求項１に記載のツールにおいて、前記第１位相シフト層は、前記第２位相シフト層よりも光を減衰することを特徴とする照射パターンツール。
【請求項３】
請求項１に記載のツールにおいて、
前記第１位相シフト層はモリブデンとシリコンから成り、
前記第２位相シフト層はシリコンと、酸素及び窒素の何れか一方又は両方とから成る、
ことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項４】
請求項３に記載のツールにおいて、前記不透明層はクロムから成ることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項５】
照射パターンツールであって、該ツールは、
ロウ及びアレイ方向に配列された主要形状パターンのアレイであって、該主要形状パターンはそれを光が通過するとき、光の波長の位相を回転させるように構成されており、前記主要形状パターンは位相に第１の回転を与える第１タイプと位相に第２の回転を与える第２タイプとを有し、前記第２の回転は第１の回転に対して約１７０°から約１９０°異なるものであり、前記二つのタイプの主要形状パターンがアレイのロウ方向に沿って互いに交互に入れ替わっている、アレイと、
光の波長に対して第１の位相の回転を与えるように構成された複数の第１リムであって、該リムは第２タイプの主要形状パターンの辺に沿って設けられている、第１リムと、
光の波長に対して第２の位相の回転を与えるように構成された複数の第２リムであって、該リムは第１タイプの主要形状パターンの辺に沿って設けられている、第２リムと、
を具備し、前記第１及び第２リムは前記アレイのカラム方向に沿って設けられていることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項６】
請求項５に記載のツールにおいて、前記二つのタイプの主要形状パターンは、前記アレイのカラム方向に沿っては互いに交互になっていないことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項７】
請求項５に記載のツールにおいて、前記二つのタイプの主要形状パターンは、前記アレイのカラム方向に沿っては互いに交互になっておらず、カラム方向に沿って隣り合った主要形状パターンは互いにある距離だけ離れており、前記個々のリムは、アレイのカラムに沿って隣り合う主要形状パターンの間の距離全体にわたって延在していることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項８】
請求項５に記載のツールであって、更に、前記アレイのカラムに沿って、隣り合ったリムの間に複数のサイドローブ抑制パターンを有することを特徴とする照射パターンツール。
【請求項９】
請求項５に記載のツールであって、更に、複数のサイドローブ抑制パターンを有し、個々のサイドローブ抑制パターンはアレイのカラム方向に沿って隣り合うリムの間に設けられ、個々のサイドローブ抑制パターンは、光の波長を、個々のサイドローブ抑制パターンの何れかの側のリムによって光に与えられる回転に対して、約１７０°から約１９０°だけ回転させるように構成されることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１０】
請求項９に記載のツールにおいて、カラム方向に沿って隣り合ったリムは、ある距離だけ互いに離れており、個々のサイドローブ抑制パターンは、アレイのカラム方向に沿って隣り合ったリムの間の前記距離の全体にわたって延在していることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１１】
請求項９に記載のツールにおいて、カラム方向に沿って隣り合ったリムは、ある距離だけ互いに離れており、個々のサイドローブ抑制パターンは、アレイのカラム方向に沿って隣り合ったリムの間の前記距離の全体にわたっては延在していないことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１２】
請求項５に記載のツールにおいて、前記二つのタイプの主要形状パターンは、アレイのカラム方向に沿って互いに交互になっていることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１３】
請求項５に記載のツールにおいて、前記二つの第１リムは前記第２タイプの主要形状パターンのそれぞれと合致されており、また、前記二つの第２リムは前記第１タイプの主要形状パターンのそれぞれと合致されていることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１４】
請求項５に記載のツールにおいて、前記第２リムはアレイのロウ方向には沿っていないことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１５】
請求項５に記載のツールにおいて、前記第１及び第２リムはアレイのロウ方向には沿っていないことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１６】
請求項５に記載の、石英ベースと、該石英ベース上の第１位相シフト層と、該第１位相シフト層の上に設けられ前記第１位相シフト層とは異なる組成を有する第２位相シフト層と、該第２位相シフト層上の不透明材料とを具備する照射パターンツールにおいて、
前記第１タイプ主要形状パターンは、前記第１位相シフト層、第２位相シフト層及び不透明層を通してエッチングされたパターンであり、
前記第２タイプ主要形状パターンは、前記第１位相シフト層、第２位相シフト層及び不透明層を貫通してベースの中までエッチングされたパターンである、
ことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１７】
請求項１６に記載の照射パターンツールにおいて、
前記第１リムは、前記不透明層及び第２位相シフト層を貫通し前記第１位相シフト層までエッチングされたパターンであり、
前記第２リムは、前記不透明層を貫通し前記第２位相シフト層までエッチングされたパターンである、
ことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１８】
請求項１６に記載のツールにおいて、前記第１位相シフト層は、前記第２位相シフト層よりも光をより減衰することを特徴とする照射パターンツール。
【請求項１９】
請求項１６に記載のツールにおいて、
前記第１位相シフト層はモリブデン及びシリコンから成り、
前記第２位相シフト層はシリコンと、酸素及び窒素のうちの一つ又は両方とから成る、
ことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項２０】
照射パターンツールを形成する方法であって、該方法は、
基板を提供する過程と、
前記基板に支持される第１主要形状パターンを形成する過程であって、前記第１形状パターンは外縁を有し、前記第１形状パターンは該第１主要形状パターンを通過する光の位相に対して第１の位相回転を与えるように構成される、第１主要形状パターンを形成する過程と、
前記基板に支持される第１リムを形成する過程であって、前記第１リムは前記第１主要形状パターンの外縁の全体に沿ってではなく一部に沿って設けられ、前記第１リムは、波長が該リムを通過するとき、光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成され、前記第２の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第１リムを形成する過程と、
前記基板に支持される第２主要形状パターンを形成する過程であって、前記第２主要形状パターンは外縁を有し、前記第２主要形状パターンは該第２主要形状パターンを波長が通過するとき、光の波長に対して第３の位相回転を与えるように構成され、前記第３の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第２主要形状パターンを形成する過程と、
前記基板に支持される第２リムを形成する過程であって、前記第２リムは前記第２主要形状パターンの外縁の全体に沿ってではなく一部に沿って設けられ、前記第２リムは、波長が該リムを通過するとき、光の波長に対して第４の位相回転を与えるように構成され、前記第４の位相回転は前記第３の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第２リムを形成する過程と、
を具備することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンはロウ及びカラム方向に配列され、前記第１及び第２主要形状パターンはアレイのロウ方向に沿って互いに交互になっており、また、前記第１及び第２リムはアレイのカラム方向に沿っていることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンは、アレイのカラム方向に沿っては互いに交互になっていないことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンは、アレイのカラム方向に沿って互いに交互になっていることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の方法において、前記基板は光の波長に対して透過な材料から成り、光の波長に対して不透明な層が前記基板の上に設けられ、前記第１及び第２主要形状パターンと第１及び第２リムは、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は第１の画定される主要形状パターン位置の上にあり、前記フォトレジストの第２部分は第１の画定されるリム位置の上にあり、前記フォトレジストの第３部分は第２の画定される主要形状パターン位置の上にあり、前記フォトレジストの第４部分は第２の画定されるリム位置の上にある、フォトレジストの層を形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置内に層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの第１及び第４部分を除去する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置から、層の露出した一部部分を除去し、そして、前記基板の第１主要形状パターン位置及び第２リム位置内に、開口を形成するために、前記基板内までエッチングする過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置内に開口を形成した後、前記第１リム位置及び第２主要形状パターン位置内に層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの前記第２部分及び第３部分を除去する過程と、
前記第１リム位置及び前記第２主要形状パターンから、層の露出した一部部分を除去する過程と、
で形成されることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、更に、前記第１リム位置及び前記第２主要形状パターン位置から層の露出した部分を除去する前に、前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置にドーパントを注入する過程を有していることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、前記ドーパントは、ボロン、インジウム、砒素、アンチモン又はリンであることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２７】
請求項２０に記載の方法において、前記基板は光に対して透過性の材料から成り、前記基板の上に光の波長に対して不透明な層が設けられ、前記第１、第２主要形状パターンおよび第１及び第２リムは、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は第１の画定された主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第２部分は第１の画定されたリム位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第３部分は第２の画定された主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第４部分は第２の画定されたリム位置の上に設けられる、フォトレジストの層を形成する過程と、
前記第１及び第２主要形状パターン位置内に前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの前記第１及び第３部分を除去する過程と、
前記第１及び第２主要形状パターンから層の露出された一部部分を除去し、そして基板の前記第１及び第２主要形状パターン位置内に開口を形成するために、基板内に向かってエッチングする過程と、
前記第１及び第２主要形状パターン位置内に開口を形成した後、前記第１及び第２リム位置内に前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの前記第２及び第４部分を除去する過程と、
前記第１及び第２リム位置から前記層の露出した一部部分を除去する過程と、
を具備することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記基板は基本的に石英から成り、波長に対して不透明な前記層は、前記基板の石英に対して物理的に押し当てて形成され、そしてクロムから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項２９】
請求項２７に記載の方法において、前記基板は、石英ベース、該石英ベース上の第１位相シフト層と、該第１位相シフト層の上に設けられ、前記第１位相シフト層とは異なる組成からなる第２位相シフト層とからなることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法において、前記第１位相シフト層はモリブデンとシリコンから成り、前記第２位相シフト層は、シリコンと、酸素及び窒素のうちの一つ又は両方とから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の方法において、前記不透明材料は、前記第２位相シフト層に対して物理的に押し当てられていることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３２】
請求項２９に記載の方法において、第１主要形状パターン内の開口は前記石英ベースの上表面よりは深くなく延長され、そして、前記第２主要形状パターン位置の開口は、前記石英ベースの中まで延長されることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３３】
請求項２９に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターン内の開口は石英ベースの中まで延長され、該方法は更に、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置の上に保護マスクを形成する過程と、
前記保護マスクが前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上にある間に、前記第２主要形状パターン位置内の開口を延長し、前記第２リム位置内に開口を形成するために、前記基板の前記第２位相シフト層内に向かってエッチングする過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上から保護マスクを除去する過程と、
を有することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３４】
請求項２７に記載の方法において、前記基板は、石英ベース、前記石英ベース上の光減衰層、該光減衰層上に設けられ前記光減衰層とは異なる組成からなる位相シフト層とから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法において、前記光減衰層は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌのうちの一つ又はそれ以上からなり、そして、前記位相シフト層は、シリコンと、酸素及び窒素のうちの一つ又は両方とから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３６】
請求項３４に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターン位置の開口は前記石英ベースの上表面まで延長され、該方法は更に、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上に保護マスクを形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上に前記保護マスクが存在する間に、前記第２主要形状パターン内の開口を前記基板内に延長し、そして前記光減衰層の上表面に延長する開口を、前記第２リム位置に形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上から前記保護マスクを除去する過程と、
を有することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３７】
請求項２７に記載の方法であって、更に、前記第１及び第２リム位置から前記層の露出された一部部分を除去した後、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上のフォトレジストマスクを形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上に前記保護マスクが存在している間、前記第２主要形状パターン位置内の開口を延長し、前記第２リム位置内に開口を形成するために、前記基板内までエッチングする過程と、
前記第１主要形状パターン位置と前記第１リム位置上から前記保護マスクを削除する過程と、
を有することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法において、前記保護マスクはフォトレジストから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項３９】
請求項２７に記載の方法であって、更に、前記第１及び第２リム位置から前記層の露出した一部部分を除去した後、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上に保護マスクを形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上に前記保護マスクが存在する間に、前記第２リム位置及び第２主要形状パターン位置内にドーパントを注入する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第１リム位置上から前記保護マスクを除去する過程と、
を有することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の方法において、前記ドーパントは、リン、インジウム、砒素、アンチモン、又はボロンから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４１】
請求項３９に記載の方法において、前記基板は、その上に位相シフト層を有する石英マスから成り、前記第２主要形状パターン位置内の開口は前記位相シフト層を貫通し前記石英マスまで延在し、前記第２主要形状パターン位置の石英マス内、及び前記第２リム位置の位相シフト層内にドーパントが注入されることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法において、前記位相シフト層はモリブデン及びシリコンから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４３】
照射パターンツールを形成する方法であって、該方法は、
基板を提供する過程であって、前記基板は光の波長に対して透過性のマスと、該マス上に、光の波長に対して不透明な層を有する、基板を提供する過程と、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は第１の画定される主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第２部分は第１の画定されるリム位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第３部分は第２の画定される主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第４部分は第２の画定されるリム位置の上に設けられる、フォトレジストの層を形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置と第２リム位置内に、前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの第１及び第４部分を除去する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置から前記層の露出した一部部分を除去する過程と、
前記層の露出した一部部分を除去した後、前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置の前記基板内にドーパントを注入する過程と、
前記ドーパントを注入した後、前記第１リム位置及び第２主要形状パターン位置に前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの前記第２及び第３部分を除去する過程と、
前記第１リム位置及び第２主要形状パターン位置から前記層の露出した一部部分を除去する過程と、を有し、
前記第１主要形状パターン位置の前記ドープト領域は、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第１の位相回転を与えるように構成された第１主要形状パターンからなり、
前記第１リム位置は、前記第１主要形状パターンの一部に沿っており、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成された第１リムからなり、前記第２の位相回転は、前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なり、
前記第２主要形状パターン位置は、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第３の位相回転を与えるように構成された第２主要形状パターンからなり、前記第３の位相回転は、前記第１の位相回転に対して、約１７０°から約１９０°異なり、
前記第２リム位置の前記ドープト領域は、前記第２主要形状パターンの一部に沿っており、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第４の位相回転を与えるように構成された第２リムからなり、前記第４の位相回転は前記第３の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、
ことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法において、前記基板は基本的に石英から成り、波長に対して不透明な前記層は、前記基板の石英に対して物理的に押し付けられて形成され、且つクロムから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４５】
請求項４３に記載の方法において、前記ドーパントは、ボロン、インジウム、砒素、アンチモン、又はリンから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４６】
照射パターンツールを形成する方法であって、該方法は、
基板を提供する過程であって、該基板は、光の波長に対して透明なマスと、該マス上の光の波長に対して不透明な層とから成る、基板を提供する過程と、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は第１の画定された主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第２部分は第１の画定されたリム位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第３部分は第２の画定された主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第４部分は第２の画定されたリム位置の上に設けられる、フォトレジストの層を形成する過程と
前記第１及び第２主要形状パターン位置内に前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの前記第１及び第３部分を除去する過程と、
前記第１及び第２主要形状パターン位置から前記層の前記露出した一部部分を除去する過程と、
前記第１及び第２主要形状パターン位置から前記層の前記露出した一部部分を除去した後、前記第１及び第２リム位置から前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの第２及び第４部分を除去する過程と、
前記第１及び第２リム位置から前記層の前記露出した一部部分を除去する過程と、
前記第１及び第２リム位置から前記層の前記露出した一部部分を除去した後、前記第１主要形状パターン位置及び前記第１リム位置の上にフォトレジストマスを形成する過程と、
前記フォトレジストマスの形成後、前記第２主要形状パターン位置及び前記第２リム位置の前記基板内にドーパントを注入する過程と、
前記ドーパントを注入後、前記フォトレジストマスを除去する過程と、からなり、
前記第１主要形状パターン位置は、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第１の位相回転を与えるように構成された第１主要形状パターンを有し、
前記第１リム位置は、前記第１主要形状パターンの一部に沿った、そこを波長が通過したとき、光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成された第１リムを有し、前記第２の位相回転は、前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なり、
前記ドープト第２主要形状パターン位置は、そこを通過する光の波長に対して第３の位相回転を与えるように構成された第２主要形状パターンからなり、前記第３の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なり、
前記ドープト第２リム位置は、前記第２主要形状パターンの一部に沿った、そこを波長が通過したとき、光の波長に対して第４の位相回転を与えるように構成された第２リムからなり、前記第４の位相回転は前記第３の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、
ことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４７】
請求項４６に記載の方法において、前記基板はその上に位相シフト層を有する石英マスから成り、前記位相シフト層はモリブデン及びシリコンから成り、波長に対して前記不透明な層はクロムから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の方法において、前記第２主要形状パターン位置の前記ドープト領域は、前記石英基板内にあり、前記第２リム位置の前記ドープト領域は前記位相シフト層内にあることと特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項４９】
請求項４６に記載の方法において、前記ドーパントは、ボロン、インジウム、砒素、アンチモン、又はリンから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５０】
照射パターンツールを形成する方法であって、該方法は、
石英ベースと、該石英ベース上の第１位相シフト層と、該第１位相シフト層の上であって、前記第１位相シフト層とは異なる組成から成る第２位相シフト層と、該第２位相シフト層上の不透明材料とを有する基板を提供する過程と、
前記第１位相シフト層、第２位相シフト層及び不透明層を貫通して前記基板の中まで第１パターンをエッチングする過程であって、該第１パターンは第１主要形状パターンであり、前記第１主要形状パターンは外縁を有すると共にそこを通過する光の波長に対して第１の位相回転を与えるように構成されている、第１パターンをエッチングする過程と、
前記第１位相シフト層、第２位相シフト層及び不透明層を貫通して第２パターンをエッチングする過程であって、該第２パターンは第２主要形状パターンであり、前記第２主要形状パターンは外縁を有すると共にそこを通過する光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成されており、前記第２の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第２パターンをエッチングする過程と、
前記不透明層を貫通して第３パターンをエッチングする過程であって、該第３パターンは第１リムであり、前記第１リムは前記第１主要形状パターンの外縁の全周に沿ってではなくその一部に沿って設けられ、前記第１リムはそこを波長が通過するとき、光の波長に対して第３の位相回転を与えるように構成されており、前記第３の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第３パターンをエッチングする過程と、
前記不透明層及び前記第２位相シフト層を貫通して、前記第１位相シフト層まで第４パターンをエッチングする過程であって、該第４パターンは第２リムであり、該第２リムは前記第２主要形状パターンの外縁の全周に沿ってではなくその一部に沿って設けられ、前記第２リムはそこを波長が通過するとき、光の波長に対して第４の位相回転を与えるように構成されており、前記第４の位相回転は前記第２の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第４パターンをエッチングする過程と、
を具備することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５１】
請求項５０に記載の方法において、前記第１リム及び第１主要形状パターンの形成は、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は画定される第１主要形状パターン位置の上にあり、前記フォトレジストの第２部分は画定される第１リム位置の上にある、フォトレジストの層を形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置よりも前記第１リム位置の上が厚いステップ状フォトレジストマスクを形成するために、前記第２部分に対して前記第１部分上の前記フォトレジストの厚さを薄くする過程と、
前記第１リム位置上のフォトレジストを残したまま、前記第１主要形状パターン位置上のフォトレジストを除去するために、前記フォトレジストをエッチングに付する過程であって、前記第１主要形状パターン位置上からの前記フォトレジストの除去は前記不透明層の一部部分を露出させる、前記フォトレジストをエッチングに付する過程と、
前記不透明層の前記露出した一部部分を除去し、前記第１主要形状パターン位置内に延びる第１開口を形成するために、前記第１主要形状パターン位置内までエッチングを行う過程と、
前記第１開口を、前記第１及び第２位相シフト層を貫通して前記基板内まで延長する過程と、
前記第１開口の延長の後、前記第１リム位置上から前記フォトレジストを除去する過程と、
前記不透明層を貫通し前記第２位相シフト層まで延在する第１リムを形成するために、前記第１リムパターン上から前記不透明層を除去する過程と、
を有することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５２】
請求項５１に記載の方法において、前記ステップ状フォトレジストマスクの形成は、
前記フォトレジストの前記第１及び第２部分を光の照射に曝す過程であって、前記フォトレジストの前記第１部分は、前記フォトレジストの前記第２部分とは異なる光線量に曝される、光の照射に曝す過程と、
前記フォトレジストを現像溶液で処理する過程であって、前記現像溶液は、前記ステップ状フォトレジストマスクを形成するために、前記第２部分よりも前記第１部分からより多くのフォトレジストを除去する、現像溶液で処理する過程と、
で行われることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５３】
請求項５０に記載の方法において、前記第２リム及び前記第２主要形状パターンの形成は、
前記不透明材料上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの前記第１部分は画定される第２主要形状パターン位置の上にあり、前記フォトレジストの前記第２部分は画定される第２リム位置上にある、フォトレジストの層を形成する過程と、
前記第２主要形状パターン位置上よりも前記第２リム位置上が厚いステップ状フォトレジストマスクを形成するために、前記第２部分に対して前記第１部分上のフォトレジストの厚さを薄くする過程と、
前記第２リム位置上のフォトレジストを残したまま、前記第２主要形状パターン位置上からフォトレジストを除去するために、前記フォトレジストをエッチングに付する過程であって、前記第２主要形状パターン位置上からの前記フォトレジストの除去は前記不透明層の一部部分を露出させる、前記フォトレジストをエッチングに付する過程と、
前記不透明層の前記露出した一部部分を除去し、前記第２主要形状パターン位置内に延びる第１開口を形成するために、前記第２主要形状パターン位置内までエッチングを行う過程と、
前記第１開口を前記第２位相シフト層を貫通して延長する過程と、
前記第１開口の延長の後、前記第２リム位置上から前記フォトレジストを除去する過程と、
前記第２リム位置内まで延在する第２開口を形成するために、前記第２リムパターン上から不透明層を除去する過程と、
前記石英基板まで貫通して延在する前記第２主要形状パターンを形成し、且つ前記第１位相シフト層まで延在する前記第２リムを形成するために、前記第１及び第２開口を延長する過程と、
で行われることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５４】
請求項５３に記載の方法において、前記ステップ状フォトレジストマスクの形成は、
前記フォトレジストの前記第１及び第２部分を光の照射に曝す過程であって、前記フォトレジストの前記第１部分は、前記フォトレジストの前記第２部分とは異なる光線量に曝される、光の照射に曝す過程と、
前記フォトレジストを現像溶液で処理する過程であって、前記現像溶液は、前記ステップ状フォトレジストマスクを形成するために、前記第２部分よりも前記第１部分からより多くのフォトレジストを除去する、現像溶液で処理する過程と、
で行われることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５５】
請求項５０に記載の方法において、前記第１主要形状パターン及び第２主要形状パターンの形成は、
前記不透明材料の上にフォトレジストのパターン化された層を形成する過程であって、前記フォトレジストの一部は画定される第２主要形状パターン位置上にあり、画定される第１主要形状パターン位置は前記パターン化されたフォトレジストの開口を通して露出されている、フォトレジストのパターン化層を形成する過程と、
前記パターン化フォトレジストが前記第２主要形状パターン位置を被覆している間、前記不透明材料の一部部分を除去し、そして前記第１主要形状パターン位置内まで延在する第１開口を形成するために、前記第１主要形状パターン位置内までエッチングする過程と、
前記第２位相シフト層を貫通して前記第１開口を延長する過程と、
前記第１開口の延長の後、前記第２主要形状パターン位置上から前記フォトレジストを除去する過程と、
前記第２主要形状パターン位置内まで延在する第２開口を形成するために、前記第２主要形状パターン位置上から前記不透明層を除去する過程と、
前記第１開口を前記第２位相シフト層を貫通して前記基板内まで延長し、また前記第２開口を前記第１及び第２位相シフト層を貫通して前記基板まで延長する過程と、
で行われることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５６】
請求項５０に記載の方法において、前記第１位相シフト層は、前記第２位相シフト層よりもより光を減衰することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５７】
請求項５０に記載の方法において、
前記第１位相シフト層はモリブデン及びシリコンから成り、
前記第２位相シフト層は、シリコンと、酸素及び窒素のうちの一方又は両方とから成る、ことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５８】
請求項５０に記載の方法において、前記不透明層はクロムから成ることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項５９】
請求項５０に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンはロウ方向とカラム方向に配列され、前記第１及び第２主要形状パターンはアレイの前記ロウ方向に沿って互いに交互になっており、前記第１及び第２リムは前記アレイのカラム方向に沿って設けられることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６０】
請求項５９に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンは前記アレイのカラム方向には互いに交互になっていないことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６１】
請求項５９に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンは前記アレイのカラム方向に沿って互いに交互になっていることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６２】
請求項５９に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンは前記アレイのカラム方向に沿っては互いに交互になっておらず、前記カラム方向に沿って隣り合ったリムは、互いにある距離だけ離れており、前記リムは、前記アレイのカラム方向に沿って隣り合った主要形状パターンの間の前記距離の全体にわたって延在していることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６３】
請求項５９に記載の方法であって、更に、前記アレイのカラム方向に沿って隣り合うリムの間に複数のサイドローブ抑制パターンを形成する過程を有していることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６４】
請求項５９に記載の方法であって、更に、前記カラム方向に沿って隣り合ったリムの間に複数のサイドローブ抑制パターンを形成する過程を有し、個々のサイドローブ抑制パターンは前記アレイのカラム方向に沿って隣り合うリムの間にあり、前記個々のサイドローブ抑制パターンは、前記個々のサイドローブ抑制パターンの何れかの側のリムによって与えられる回転に対して約１７０°から約１９０°だけ異なる位相の回転を光の波長に与えるように構成されることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６５】
請求項６４に記載の方法において、前記アレイのカラム方向に沿って隣り合うリムは、互いにある距離だけ離れており、前記個々のサイドローブ抑制パターンは、前記アレイのカラム方向に沿って隣り合ったリムの間の前記距離全体にわたって延在するように形成されることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６６】
請求項６４に記載の方法において、前記アレイのカラム方向に沿って隣り合うリムは、互いにある距離だけ離れており、前記個々のサイドローブ抑制パターンは、前記アレイのカラム方向に沿って隣り合ったリムの間の前記距離全体にわたっては延在しないように形成されることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６７】
請求項５９に記載の方法において、前記第１及び第２リムは前記アレイのロウ方向にそっては形成されないことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射パターンツール及び照射パターンツールの形成方法に関する。より具体的には、本発明は、主要形状パターンに近接してリムが形成された照射パターンツールに関する。リムは、そこを通過する光に対して、光が主要形状パターンを通過するときの光の波長に与えられる位相の回転から、約１８０度異なる位相の回転を与えるように構成される。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ技術は、半導体ウェーハ上に集積回路を形成するのに通常用いられるものである。より具体的には、照射光（例えば、紫外線光）が、照射パターンツールを通過し、半導体ウェーハ上に至る。照射パターンツールは、例えば、フォトマスク又はレティクルであり、このうち、用語“フォトマスク”は、ウェーハ全体のパターンを画定するマスクと従来は理解されており、また用語“レティクル”は、ウェーハの一部分だけのパターンを画定するパターンツールとして従来は理解されている。しかしながら、用語“フォトマスク（またはより一般的には「マスク」”及び“レティクル”は、最近の用語使用例ではしばしば両者区別無く用いられており、したがって、何れの用語も、ウェーハの一部分又は全体の何れかを対象とした照射パターンツールを示すものと言える。
【０００３】
照射パターンツールは、所望パターンに形成された、光規制領域（例えば、全体が不透明、又は減衰／ハーフトーン領域）及び光透過領域（例えば、全体が透明な領域）とを有する。例えば、格子パターンが、半導体基板上に平行に間隔を置いた導電ラインを画定するのに用いることができる。ウェーハには、一般的にはフォトレジストと呼ばれる感光レジストの層が提供される。照射光は照射パターンツールを通過し、フォトレジストの層まで達し、フォトレジストにマスクパターンを転写する。フォトレジストは次に、ポジ型フォトレジストの場合にはフォトレジストの露光された部分、又はネガ型フォトレジストの場合には非露光部分の何れかが除去される。残っているパターン化されたフォトレジストは、イオン注入又はフォトレジストに近接するウェーハ上の材料に対してエッチングを行う等の次の半導体製造工程の間、ウェーハ上のマスクとして用いることができる。
【０００４】
半導体集積回路特性の進歩は、典型的には、集積回路デバイスの寸法の減少と、これら集積回路デバイスを接続する導体素子の寸法の減少が同時になされることによって起こることである。集積回路デバイスをより小さくする要求は、構造的要素の寸法の減少の要求を、そして、レティクル及びフォトマスクの照射パターンの精密性と正確性の要求度をさらに増すことになる。
【０００５】
フォトレジストに与えられるべきしばしば要求されるパターンは円形であり、特に、ミクロンオーダーの直径を有した円形を形成することが好ましく、そして、サブミクロンオーダーの直径を有した円形を形成すことがより望まれる。円形は、例えば円柱状開口を形成することなど、半導体回路の形成において多くの適用例がある。ミクロン又はサブミクロンオーダーの直径を有した円形をパターン化できるレティクルを形成することには困難がある。典型的には、望ましい円形ではなく楕円がパターン化されることであり、そのような楕円は、円形の場合よりもより多くの半導体占有領域を必要とする。ミクロン及びサブミクロンレベルで円形状にパターン化できる、または、現在ある方法によって形成されるものよりも、より実質的に円形状を少なくとも形成することができる照射パターンツールを開発することが望ましい。
【０００６】
円形状以外のその他の形状も各種半導体処理において望まれるものである。所望とする形状を正確にプリントすることが一般的には望まれるが、それはしばしば難しいことである。もし形状が正確にプリントされなければ、望まざる所でオーバーラップが生じ、そして最終的には回路の短絡又はその他の望ましくない問題を導くことになる。そこで、所望の形状を正確にプリントするのに用いることができるフォトリソグラフ法及び装置を開発することが望まれている。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，２０８，１２５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２１７，８３０号明細書
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、特定の態様において、コンタクトのアレイが、アレイのカラム方向とアレイのロウ方向では異なったピッチを有している場合において、相対的に円形状のコンタクトを形成するのに用いることができる照射パターンツールを含む。交互の位相シフトは、ピッチが小さい（密集）方向において、良好に画定されたコンタクトを与えることができる。リムシフターが、コンタクト開口の円形形状を確実にするために、ピッチが大きい方向に加えられる。本発明の更なら態様においては、隣り合ったリムの間にサイドローブ抑制パターンを形成することができる。本発明の特徴の一つは、減衰された位相シフトマスクを用いず、その代わりに、照射パターンツール上にある主要形状パターンに加えてリムシフターを設けることによって、照射パターンが形成され利用できることである。さらに、リムシフターのリムは、既存の技術によって容易に製造できる十分に大きく（１倍の下で、０．１ミクロンと同等又はそれ以上）形成できることである。さらに、もしリムの幅と長さが適当に変更されたならば、サイドローブは減少させることができ、したがって、“見かけ上のコンタクト”（追加的なサブレゾリューションウィンドウ）を避けることができる。
【０００９】
一つの態様において、本発明は、外縁を具えた主要形状パターンを有し、且つ主要形状パターンを通過する光の波長に第１の位相の回転を与えるように構成された照射パターンツールに関する。照射パターンツールはまた、主要形状パターン外縁全体に沿ってではなく、その一部分に沿ってリムを有する。リムは、波長がそのリムを通過するとき、光の波長に第２の位相の回転を与えるように構成されている。第２の位相の回転は、第１の位相の回転に対し約１７０°から約１９０°異なるものである。
【００１０】
一つの態様において、本発明は、ロウとカラム方向に配置された主要形状パターンのアレイからなる照射パターンツールに関するものである。主要形状パターンは、光がその主要形状パターンを通過するときに、光の波長の位相を回転させるように構成される。主要形状パターンは、位相に第１の回転を与える第１タイプと、位相に第２の回転を与える第２タイプを含むものである。第２の回転は、第１の回転に対して約１７０°から約１９０°異なるものである。二つのタイプの主要形状パターンは、アレイのロウ方向に沿って交互にある。複数の第１リムが設けられ、これらは、光の波長の位相に第１の回転を与えるように構成されている。第１リムは、第２タイプの主要形状パターンの外縁に沿って設けられる。また、複数の第２リムは、光の波長の位相に第２の回転を与えるように構成されている。第１及び第２リムは、アレイのカラム方向に沿って設けられる。
【００１１】
本発明はまた、照射パターンツールの形成方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の詳細を説明する。
【００１３】
本発明は、発明の態様の一つとして、新規な照射パターンツール構造と、照射パターンツールを形成するための各種方法を含むものである。本願発明に含まれる例示的照射パターンツール構造を、図１−５，８，５９−６３を参照しながら説明する。
【００１４】
図１を先ず参照すると、第１実施例の照射パターンツール構造１０は、垂直方向に延びたカラム及び水平方向に延びたロウに配列された主要形状パターン１２のアレイからなる。主要形状パターン１２は、一組の特定タイプに分けられる。具体的には、主要形状パターン１２のいくつかは第１タイプ１４（又はここでは第１主要形状パターンと言う）であり、またその他のものは第２タイプ１６（又はここでは第２主要形状パターンと言う）である。第１タイプの主要形状パターンは、波長がそこを通過するとき、光の波長の位相を第１方向に回転し、他方、第２タイプの主要形状パターンは、波長がそこを通過するとき、光の波長の位相を第２方向に回転する。第２方向は、第１方向から約１７０°から約１９０°異なる、第１方向から約１８０°異なる、または、第１方向から正確に１８０°異なるものとすることができる。照射パターンツール１０の主要形状パターン１２を通過する光は、それが照射パターンツール１０を通過した後、光に露光されたフォトレジスト上に主要形状を形成するのに最終的に用いられる。フォトレジストに形成される主要形状は、如何なる所望のパターンであっても構わない。特別な適用例では、主要形状は実質的に円形であり、そして、例えば、測定誤差の範囲内で正確な円形とすることができる。
【００１５】
図示実施例では、第１及び第２タイプの主要形状パターンは、アレイのロウ方向に沿っては交互な関係であるが、アレイのカラム方向に沿っては互いに変化しないものである。
【００１６】
主要形状パターンのそれぞれは外縁を有し、図１においては、第１主要形状パターン１４の外縁は参照符号１８で、第２主要形状パターン１６の外縁は参照符号２０で示されている。図示の好ましい外縁１８，２０は矩形形状であり、図１の特定実施例では、正方形状になっている。第１主要形状パターン１４の外縁１８は、第１の一対の対向辺２２と第２の一対の対向辺２４を、第２主要形状パターン１６の外縁２０は、第１の一対の対向辺２６と第２の一対の対向辺２８とを有する。
【００１７】
複数の第１リム３０が第１主要形状パターン１４の対向辺２２に沿って形成され、また、複数の第２リム３２が第２主要形状パターン１６の対向辺２６に沿って形成される。第１リム３０は、リムを通過する光の波長に対して、第１主要形状パターン１４によって与えられる位相回転から好ましくは約１７０°から１９０°異なる、より好ましくは第１主要形状パターン１４によって与えられる位相回転から約１８０°異なる、そして更により好ましくは、第１主要形状パターン１４によって与えられる位相回転から正確に１８０°異なる、位相の回転を与える。これとは対照的に、第２リム３２は、リムを通過する光の波長に対して、第２主要形状パターン１６によって与えられる位相回転から好ましくは約１７０°から１９０°異なる、より好ましくは第２主要形状パターン１６によって与えられる位相回転から約１８０°異なる、そして更により好ましくは第２主要形状パターン１６によって与えられる位相回転から正確に１８０°異なる、位相の回転を与える。
【００１８】
上の説明から、本発明は、第２主要形状パターン１６による位相の回転が、第１主要形状パターン１４による位相の回転と正確に反対位相である実施例と、第２リム３２による位相の回転が第１主要形状パターン１４による位相の回転に等しい実施例、第１リム３０による位相の回転が第２主要形状パターン１６による位相の回転に等しい実施例を含むことが明らかである。
【００１９】
本明細書と特許請求の範囲の理解のために記すと、上述した位相の相対的回転方向は、既に説明した方向を含むことに加えて、（ｎ×３６０°）＋位相回転間の上述した相対的対応値に相当する如何なる方向も包含するものと理解すべきである。なお、ここで、ｎは整数である。例えば、もし第２タイプの主要形状パターンが、第１タイプの主要形状パターンによる回転に対して１８０°異なる位相回転を生じていると述べられている場合には、実際の位相回転の差は、１８０°，５４０°，９００°等であると理解しなければならない。この概念を他の方法で表現すると、それは、位相の総合的な差と言うよりはむしろ、明細書内で説明され且つ請求の範囲に記している位相の正味の差であると言える。
【００２０】
リム３０及び３２の効果は、主要形状パターン１４及び１６を通過する光のイメージ形状を変更できることであり、より具体的には、リム３０及び３２が無い場合よりも、光をより円形形状することができることである。図示実施例では、主要形状パターン１４，１６は、アレイのカラムに沿った方向よりも、アレイのロウに沿った方向において狭いピッチ間隔を有し、そして、リムは、長いピッチ方向だけ（即ち、アレイのカラムに沿った方向だけ）に設けられている。換言すれば、リムは、主要形状パターンの外縁の全周にわたってではなく、そのような外縁の周囲の一部分にだけ設けられる。そうすることにより、図示の構造の製作を簡単にすることができる。すなわち、リムを、短いピッチ方向の狭い空間内に設けるよりも、長いピッチ方向の広い空間内に設ける方がより簡単である。また、ある場合には、短いピッチ方向にはリムを設けるための十分な余裕が無い場合もある。さらに、長いピッチ方向にだけ形成されるリムが、より良い円形形状とするために、主要形状パターンによって生じるイメージを実質的に十分改善し、そして、それが無ければ楕円となることを十分に抑制することが分かった。
【００２１】
図１の実施例において、カラムに沿って隣り合う主要形状パターンは、互いに距離“Ｄ”だけ離れており、個々のリムは、主要形状パターンの間のそのような距離全体にわたって延在している。
【００２２】
図２を参照すると、第２実施例の照射パターンツール４０が示されている。適当である限り、図１のツール１０の説明に用いた参照番号と同じ番号が、ツール４０の説明にも用いられる。つまり、ツール４０も、第１主要形状パターン１４、第２主要形状パターン１６、第１リム３０及び第２リム３２を有する。また、主要形状パターンはカラムとロウを有したアレイ内に配置されており、そして、アレイのカラムに沿って隣り合った主要形状パターン間には距離“Ｄ”がある。ツール４０の距離“Ｄ”は、図１のツール１０の距離“Ｄ”と同じか又は異なるようにすることができる。典型的な実施例では、ツール４０の距離“Ｄ”は、ツール１０の距離よりも長くなる。図１のツール１０又は図２のツール４０の何れの場合にも、距離“Ｄ”は、最終的にツールに形成される主要形状パターンのサイズにほぼ等しいものとすることができる。
【００２３】
リム３０，３２は、アレイのカラム方向に沿って隣り合う主要形状パターンの間の距離の全体にわたっては延びておらず、むしろ、アレイのカラムに沿って隣り合うリムは、互いに距離“Ｅ”だけ離れている。
【００２４】
図示実施例の場合、サイドローブ抑制パターン４０，４２が、アレイのカラムに沿って隣り合うリムの間に設けられている。サイドローブ抑制パターン４０は、サイドローブ抑制パターン４２とは異なったタイプのものである。具体的には、サイドローブ抑制パターン４０は、それを通過する光の波長を、パターン４０の各側部上のリム３０によって与えられる回転に対して約１７０°から約１９０°だけ、回転させるように構成されることが好ましい。これとは対照的に、サイドローブ抑制パターン４２は、パターン４２の側部上のリム３２による回転に対して、約１７０°から約１９０°だけ、それを通過する光の波長を回転させるように構成することが好ましい。
【００２５】
リム３２はリム３０によって与えられる回転に対して約１７０°から約１９０°だけ光の波長を回転させることが好ましいので、サイドローブ抑制パターン４２がリム３０とおよそ同量だけ光の波長を実際に回転させ、そして、サイドローブ抑制パターン４０がリム３２とおよそ同量だけ光の波長を実際に回転させると理解すべきである。好ましくは、サイドローブ抑制パターン４０による回転は、リム３０による回転に対して、約１８０°又は正確に１８０°であり、そして、サイドローブ抑制パターン４２による光の回転は、リム３２による回転に対して、約１８０°又は正確に１８０°である。
【００２６】
主要形状パターン１４，１６に対するサイドローブ抑制パターン４０と４２の間の差異は、サイドローブ抑制パターン４０と４２が、ツール４０を通過する光に露光されるフォトレジスト上に最終的にプリントされる如何なるイメージにも対応しないことである。そのかわり、サイドローブ抑制パターン４０，４２は、主要形状パターン１４，１６を通過する光によって形成されるイメージを変える機能のみを有する。個々の区別されたイメージを生じるパターンは、主要形状パターンによるものであり、サイドローブ抑制パターンによるものではない。
【００２７】
サイドローブ抑制パターン４０，４２は、主要形状パターン１４，１６を通過する光によって画定されるイメージを、そのサイドローブ抑制パターンが無い場合のイメージよりもより形の良い円形形状にすることができる。したがって、図１のツール１０に例示される実施例に代えて、ツール４０に例示される実施例を用いる方がより好ましいと言える。しかしながら、サイドローブ抑制パターン４０，４２の導入は、照射パターンツールの製作の複雑さを増すので、ある特定の条件の下では、ツール１０に例示される実施例の方がより好ましい場合もある。
【００２８】
図３を参照すると、第３実施例の照射パターンツール５０が示されている。図３において、適当である限り、図１及び図２の実施例の説明に用いた参照番号と同じ番号が、ツール５０の説明にも用いられる。つまり、ツール５０も、第１主要形状パターン１４、第２主要形状パターン１６、第１リム３０及び第２リム３２を有する。また、上記両実施例の場合と同様に、一対の第１リムが第１主要形状パターンのそれぞれと関連しており、また、一対の第２リムが第２主要形状パターンのそれぞれと関連している。
【００２９】
ツール５０は更に第１タイプのサイドローブ抑制パターン４０と第２タイプのサイドローブ抑制パターン４２を有する。第１タイプサイドローブパターンは、主要形状パターンアレイのカラム方向に沿った第１リムの間に設けられ、また、第２タイプサイドローブパターンは、主要形状パターンアレイのカラム方向に沿った第２リムの間に設けられる。アレイのカラムに沿った主要形状パターンの間の距離は“Ｄ”であり、また、アレイのカラムに沿って隣り合ったリムの間の距離は“Ｅ”である。図２のツール４０とは対照的に、ツール５０のサイドローブ抑制パターンは、主要形状パターンのカラムに沿って隣り合うリム間の距離“Ｅ”全体にわたっては延在しない。
【００３０】
照射パターンツールの他の例示的実施例が、図４にツール６０として示されている。それが適当である限り、図４に用いられる参照符号は、図１−３の参照符号と同一である。図４の実施例は、サイドローブ抑制手段（図３の参照番号４０，４２）が無い点を除けば、図３の実施例に類似している。
【００３１】
図１−４の各実施例は、第１及び第２主要形状パターンが互いにアレイのロウ方向に沿って交互になっている適用例を示しているが、本発明は、主要形状パターンがカラム方向にそって交互になっている他の実施例も包含するものであると理解すべきである。その例示的デバイスが、図５にツール７０として図示されている。図５における参照符号は、それが適当である限り、図１−４の実施例を説明するのに用いた参照番号と同一である。したがって、ツール７０は、第１主要形状パターン１４及び第２主要形状パターン１６をそれぞれ有し、また、第１リム３０及び第２リム３２をそれぞれ有する。
【００３２】
主要形状パターンのアレイのカラムに沿って隣り合う主要形状パターン間の距離は“Ｄ”であり、そして図示実施例では、リムが、距離“Ｄ”の全体にわたって延在している。したがって、第１リム３０は、距離“Ｄ”の中間位置において、第２リム３２と衝合している。しかしながら、本発明は、リムが距離“Ｄ”を横切って全体に延在することなく、例えば図２，３，４の空間に相当する空間によって分離されている他の実施例も包含するものと理解すべきである。そのような実施例の場合、サイドローブ抑制手段を、必要により任意に、アレイのカラム方向に沿って隣り合うリム間に設けることができる。しかしながら、隣り合うリム同士が互いに異なるタイプの実施例の場合には、サイドローブ抑制手段の使用を避ける方が望ましいと考えられる。
【００３３】
図５９−６３は、本発明の各種態様によって形成することが可能な、追加的な照射パターンツール８００，９００，１０００，１１００，１２００をそれぞれ示す。図５９−６３の構成には、図１−５の構成を説明するために用いた参照番号と同一参照番号が付されている。
【００３４】
図６及び図７は、従来技術の方法に対して、本願発明の方法を用いることによって得られる利点を示す。具体的には、図６は、第１主要形状パターン１４及び第２主要形状パターン１６（図１−５を説明するのに用いた参照番号をそのまま用いる）を有するが、主要形状パターンの外縁に沿ったリムを有していない従来技術の照射パターンツール８０を示す。図６はまた、主要形状パターンを通過する光によって形成されるシミュレーションイメージを表すグラフ８２を示す。グラフ８２は、空間コヒーレンス（シグマ）を０．３５と仮定したときのものである。シミュレーションイメージが、所望とする円形形状ではなく楕円であることが分かる。これに対して、図７は、図４の照射パターンツール６０と共に、空間コヒーレンス値が０．３５の時に期待できるシミュレーションイメージを示すグラフ８６を示す。図７のグラフは、本願発明の照射パターンツールが、従来技術の照射パターンツールによって得られるものよりも、所望とする円形形状に極めて近いイメージを形成することができることを示している。リソグラフィマスクは典型的には、相対的に密度の高いパターンと相対的に密度が低い（又は孤立された）パターンの両方を有するものである。孤立パターンは従来技術の方法によっても低いシグマ値（０．３５）でプリントすることができるが、密度の高いパターンは、従来技術の方法では問題がある。
【００３５】
本願発明に包含される照射パターンツールを形成するのに、いろいろな方法を用いることができる。いくつかの例示的方法を、図９−５８を参照しながら説明する。そのような方法を説明する前に、本願発明の例示的照射パターンツールに対する参照フレームを明確にしておくことが有益である。図８は例示的照射パターンツール１００の小片部分を示す。ツール１００は、図１−５の実施例を説明するのに用いた参照番号と同じ参照番号を用いて説明される。ツール１００は、第１主要形状パターン１４、第２主要形状パターン１６、更には、第１リム３０及び第２リム３２を有する。第１リム３０は第１主要形状パターン１４に近接して設けられ、また、第２リム３２は第２主要形状パターン１６に近接して設けられている。第２主要形状パターン１６と第１リム３０は、光が第１主要形状パターン１４を通過するときに生じる回転に対して、約１８０°だけ光の波長を回転させることが好ましい。また、第２リム３２は、光が第１主要形状パターン１４を通過することよる回転に対して、約０°光を回転させ、そして、光が第２主要形状パターン１６を通過することによる回転に対して約１８０°だけ光を回転させることが好ましい。
【００３６】
破断線２−２は第１主要形状パターン１４と一対の第１リム３０の切断箇所を、第２切断線４−４は第２主要形状パターン１６と一対の第２リム３２の切断箇所を表すものと定義する。図９−５８は図８に対して、それぞれが照射パターンツールの二つの小片部分を示すように方向付けされている。具体的には、左側の小片部分が破断線２−２に相当し、右側の小片部分が破断線４−４に相当する。図９−５８は、照射パターンツールを形成するのに用いることができる各種過程又は工程に相当するものであり、したがって、殆どの図面は、図８の処理が完了したものを除いて、各処理段階を示した構成に相当するものである。
【００３７】
照射パターンツールを形成するための第１実施例の方法を、図９−１３を参照しながら説明する。最初に図９を参照すると、構造体１００が準備段階として示されている。より具体的には、構造体１００の一対の小片部分１０２と１０４が、図８の説明において切断線２−２と切断線４−４に沿った断面に相当する小片部分として示されている。
【００３８】
小片部分１０２と１０４は、所望の波長の光を好ましくは透過させるベース１１０を有する。所望の波長とは、例えば、紫外線波長領域の波長の光である。光の実際の所望波長はフォトレジストのパターンニングに適した波長であり、そのような波長は、フォトレジストの組成によって変化するものである。透明ベース材料１１０は、光がその材料１１０を通過するとき、光の所望波長の位相を回転させることが好ましい。ベース１１０は、例えば、石英、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、及びフッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム及びフッ化バリウムのうちの一つ又はそれ以上から成る固溶体のうちの一つ又はそれ以上からなる。
【００３９】
ベース１１０の上にマスク１１２が設けられ、これは光の所望波長に対して不透明であることが好ましい。図示の実施例では、不透明マスク１１２はベース１１０に対して物理的に押し当てられた状態にある。請求の範囲においては、光の所望波長に対してマスク１１２とベース１１０の相対的透過率を示すために、マスク１１２は不透明層、ベース１１０は透明材料として記されることがある。しかしながら、特に述べられていない場合には、不透明層１１２は所望波長の光に対して０％の透過率である必要はなく、また、特に述べられていない限り、ベース１１０は所望波長の光に対して１００％の透過率を有する必要はない。例示の実施例では、不透明層１１２はクロムからなり、所望波長の光のそこでの通過を９９％以上阻止する。他方、ベース層１１０は、基本的に石英又は石英のみからなり、所望波長の光の９０％以上の透過を許容するものである。
【００４０】
パターン化フォトレジストマスク１１４が、領域１０２，１０４の上に設けられる。パターン化マスク１１４は、厚い領域１１６と薄い領域１１８とを有する。フォトレジストマスク層１１４は、ポジティブ型フォトレジスト又はネガティブ型フォトレジストの何れかから成る。パターン化マスク１１４は、それを貫通し、小片部分１０２と関連した開口１２０と、それを貫通し、小片部分１０４と関連した開口１２２，１２４を有する。
【００４１】
図示のフォトレジストマスク構成の形成は、フォトレジスト材料を層１１２の全体上に提供し、次にパターン化照射光に曝すようになった典型的なフォトリソグラフィックパターンニング技術によって達成することができる。照射光に晒されたフォトレジストの部分は、照射光に晒されていない部分よりも、更なる処理条件に対して、異なる安定性を有する。例えば、照射光に晒されたフォトレジストの部分は、照射光に晒されていない部分とは、溶剤において異なる可溶性を有する。フォトレジストは所望部分を除去するための処理条件に晒されることにより、開口１２０，１２２，１２４が形成される。さらに、もしフォトリソグラフィックパターンニング中にフォトレジストを横切る方向に露光量を変化させると、残存フォトレジストのある部分（部分１１６）は、他の部分（１１８）より厚くすることができる。
【００４２】
小片部分１０２は、その中に画定された主要形状パターン位置１３０と、主要形状パターン位置に隣接して画定されるリム位置１３２を有する。リム位置１３２はフォトレジスト１１４の薄くなった部分１１８の下の材料と考えることができ、また、主要形状パターン位置１３０は、パターン化されたフォトレジストマスク１１４を貫通した開口１２０の下の材料と考えることができる。
【００４３】
小片部分１０４は、その中に画定された主要形状パターン位置１３４と、主要形状パターン位置に隣接して画定されるリム位置１３６を有する。主要形状パターン位置１３４は薄化されたフォトレジスト１１８の下の材料と考えることができ、また、リム位置１３６は、開口１２２，１２４の下の材料と考えることができる。以下では説明の都合上、主要形状パターン位置１３０は第１主要形状パターン位置、主要形状パターン位置１３４は第２主要形状パターン位置と言うことができる。また、リム位置１３２は第１リム位置、リム位置１３６は第２リム位置と言うことができる。
【００４４】
図１０を参照すると、開口１２０，１２２，１２４が、不透明材料１１２を貫通してベース１１０内まで延びている。不透明材料１１２がクロムから成る実施例では、不透明材料を貫通するための適当なエッチングは、塩素ベースプラズマエッチングであり、また、ベース１１０が石英からなる実施例では、ベースの中にまで至る適当なエッチングは、フッ素ベースプラズマエッチングである。
【００４５】
図１１を参照すると、フォトレジスト１１４は、フォトレジストを薄くし、そして最終的にはフォトレジストのいくらかを除去する条件に晒される。そのような条件への露出は、不透明材料１１２上に部分１１６（処理条件への露出の後、現在薄化されている）を残しつつ、既に薄かった部分１１８（図１０参照）を完全に除去する。部分１１８の除去により、第１リム位置１３２内の不透明材料１１２の一部分１４０を露出させ、また、第２主要形状パターン位置１３４内の不透明材料１１２の一部分１４２を露出させる。フォトレジストを除去する適当な条件は、例えば、フォトレジストの溶剤への露呈及び／又はフォトレジストの灰化処理である。
【００４６】
図１２を参照すると、不透明材料１１２の露出された一部分１４０と１４２（図１１参照）は、ベース１１０に対する不透明材料１１２の選択エッチングにより除去される。石英ベース１１０に対するクロム材料１１２の選択的エッチングは、例えば、塩素ベースプラズマエッチングである。
【００４７】
図１３を参照すると、フォトレジスト１１４（図１２参照）は、小片部分１０２に対しては構造体１４４を、小片部分１０４に対しては構造体１４６を残すように除去される。構造体１４４は、ベース１１０内に窪んでいる位置１３０内の第１主要形状パターンと、ベース１１０の中まで窪んではいない位置１３２内の第１リムを有する。位置１３０内の窪みは、ベース１１０の材料内で十分深くなければならない。そうすることにより、位置１３０を通過する光の所望波長は、リム位置１３２を通過する光の位相に対して、約１７０°から約１９０°だけ変化した位相を有する。構造体１４６は、位置１３２の第１リムと同じ高低レベルにある位置１３４の所に第２主要形状パターンを有する。構造体１４６はまた、ベース１１０内で構造体１４４の位置１３０にある第１主要形状パターンと同じ高低レベルの所に第２リム１３６を有する。したがって、構造体１４４と１４６を所望波長の光が通過するとき、第１主要形状パターン１３０を通過する光の位相は、第２リム位置１３６を通過する光の位相と同一となり、また、第１リム位置１３２と第２主要形状パターン位置１３４を通過する光に対しては、約１７０°から約１９０°だけ位相が変化されることになる。特定の実施例では、領域１３２と１３４に対して領域１３０と１３６を通過する光の波長に与えられる位相の回転は、約１８０°又は正確に１８０°の何れかである。
【００４８】
構造体１４４と１４６は、下部面１５０と上部面１５２を有する。典型的には、構造体がフォトリソグラフィック装置にレティクル又はフォトマスクとして組み込まれたとき、光は、下部面１５０から入り、ベース１１０を通過し、上部面１５２から出るように通過する。したがって、構造体１４４と１４６は、それらがフォトリソグラフィック装置に組み入れられるとき、図示されている構成に対して典型的には反転されることになる。光線１６０，１６２，１６４，１６６，１６８，１７０は、光がベース１１０を通過するときに生じる位相の変化を示すために、各種位置１３０，１３２，１３４，１３６において、ベース１１０の下部面１５０から入り、上部面１５２から出るように示されている。
【００４９】
構造体１４４と１４６は図８に示される最終構造体に対応するものである。構造体１４４は第１リムと第１主要形状パターンを有し、構造体１４６は第２リムと第２主要形状パターンを有する。構造体１４４と１４６はまた、図１−５及び図５９−６３の最終主要形状パターン構造体の何れにも対応することができる。また、図１３の構造体にはローブ抑制手段が図示されていないが、そのようなローブ抑制領域は、図９−１３の処理に組み込むことができると理解されなければならない。
【００５０】
本発明による照射パターンツールのもう一つの形成方法を、図１４−２１を参照しながら説明する。図１４−２１の方法は、形成されるべきリムが狭く、図９−１３の実施例において説明した処理ではエッチングが困難なときに特に有益である。図１４−２１の実施例を説明するに当たり、適当である限り、図９−１３の実施例を説明するのに用いたのと同じ参照番号を用いることとする。
【００５１】
図１４を参照すると、構造体２００は、小片部分１０２と１０４を有するものとして示されている。小片部分１０２と１０４のそれぞれは、ベース１１０、不透明材料１１２及びフォトレジスト１１４を有する。さらに、フォトレジスト１１４は、厚い部分１１６と薄い部分１１８を有する。第１主要形状パターン１３０は小片部分１０２に対して画定されており、第１リム位置１３２は第１主要形状パターン位置１３０に隣接するものとして画定されている。第２主要形状パターン１３４は小片部分１０４に対して画定されており、第２リム位置１３６は第１主要形状パターン位置１３４に隣接するものとして画定されている。
【００５２】
図１４の小片部分１０４は、図９のものに対して、第２主要形状パターン位置１３４まで延びる開口２０２があるが、第２リム位置１３６まで延びる開口が無い点で異なる。しかしながら、図１４の小片部分１０２は、図９の小片部分１０２と同一であり、したがって、第１主要形状パターン位置１３０上に開口を有する。
【００５３】
図１５を参照すると、開口１２０と２０２は、ベース１１０内まで延長されている。
【００５４】
図１６を参照すると、フォトレジスト１１４は、層１１２上の厚くされた部分１１６を残して、薄くされた部分１１８（図１５参照）を除去するための適当な条件に晒される。部分１１８の除去は、第１リム位置１３２内に不透明材料１１２の一部分１４０を露出させ、また、第２リム位置１３６内に不透明材料１１２の一部分２０４を露出させる。
【００５５】
図１７を参照すると、不透明材料１１２の露出された一部分１４０と２０４（図１６参照）が除去されている。
【００５６】
図１８を参照すると、フォトレジスト１１４（図１７参照）が除去されている。
【００５７】
図１９を参照すると、保護マスク２１０が領域１０２の第１主要形状パターン位置１３０と第１リム位置１３２上に形成されており、また、保護マスク２１０が領域１０４の周辺部分上に延びていることが示されている。マスク２１０は、例えば、フォトレジストからなる。図１８の処理は任意であり、また、フォトレジスト１１４（図１７参照）の部分１１６が、保護マスク２１０を形成している間、構造体１００上に残っていても良い。マスク２１０の領域１０４上への延在は任意であり、図示の処理が、残余のマスク２１０が続く処理過程の間、領域１０４上にあることを許容することを示すために示されている。マスク材料２１０のアライメントは、そのマスクが、領域１０２のリム位置又は主要形状パターン位置に対して厳密に位置合わせされる必要がないと言う意味において、あまり厳格性が問われない、むしろそのような位置を単に覆えば良いだけである。
【００５８】
図２０を参照すると、領域１０４内の開口は、エッチングにより、ベース１１０内まで延ばされている。そうすることにより、第２主要形状パターン１３４をベース内まで、また、第２リム位置１３６をベース内まで延長する。
【００５９】
図２１を参照すると、保護マスク２１０（図２０参照）は、位置１３０の第１主要形状パターン、位置１３２の第１リム、位置１３４の第２主要形状パターン、位置１３６の第２リムからなる最終的構造体を残して、除去されている。好ましくは、第１リム１３２と第２主要形状パターン１３４を通過する所望波長の光は、３６０°（０°正味位相回転に相当）の位相回転を有し、第１主要形状パターン１３０と第２リム位置１３６を通過する光は、第１リム位置１３２と第２主要形状パターン位置１３４を通過する光に対して、１８０°の位相回転を有する。図２１の構造体は、したがって、図８の最終的構造体、又は図１−５及び図５９−６３の構造体の何れにも対応することができる。
【００６０】
図９−２１の方法は、その処理過程が不透明材料（典型的にはクロムからなる材料）の下の単純な基板（典型的には石英）から始まるという点において、比較的簡単である。しかしながら、本願発明は、基板が多数の要素からなる方法などのより複雑な方法をも包含する。そのような方法の例を、図２２−３１を参照しながら説明する。図２２−３１を参照するに当たって、適当である限り、図９−２１を説明するのに用いたのと同一の参照符号を用いることとする。
【００６１】
図２２を参照すると、構造体３００は小片部分１０２と小片部分１０４とを有する。小片部分１０２と１０４は、基本的に石英から成るか、又は石英のみから成るベース１１０を有する。構造体１０２と１０４はまた、ベース１１０の上方に設けられた不透明材料からなる層１１２を有する。層１１２とベース１１０に間には、層３０２と３０４が設けられる。層３０２は、例示的材料が例えばモリブデンシリサイド等のモリブデンとシリコンから成る、光減衰及び／又は位相シフト材料とすることができる。他の例示的材料には、窒化チタン、窒化タンタル、酸化タンタル、タンタルシリサイド、酸化ジルコニウムシリコン、フッ化クロムが含まれる。層３０４は例えば二酸化シリコン又は石英等の位相シフト層からなるが、それは、層３０２よりは所望波長に対して光の減衰がより少ない方が好ましい。特定の実施例では、光減衰層３０２は、シリコン、クロム、モリブデン及びアルミニウムのうちの一つ又はそれ以上を含むことができ、また、位相シフト層３０４は、シリコン、酸素及び窒素のうちの一つ又はそれ以上を含むことができる。特定の実施例では、一つ又は両方の位相シフト層は、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、及び／又はフッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウムのうちの一つ又はそれ以上からなる固溶体から成ることができる。本発明の特定態様として、層３０２と層３０４は、それぞれ第１位相シフト層と第２位相シフト層と考えることができる。
【００６２】
構造体３００は、図示した材料に加えて更に他の材料を含んでも良く、例えば、層１１０と３０２の間、層３０２と３０４の間、層３０４と１１２の間の一つ又はそれ以上の境界部分に薄い反射防止層を含むことができる。
【００６３】
第１主要形状パターン位置１３０が第１リム位置１３２共に領域１０２内に画定され、また、第２主要形状パターン位置１３４が第２リム位置１３６と共に領域１０４内に画定される。
【００６４】
パターン化されたフォトレジスト３１０が領域１０２と１０４の上方に形成される。パターン化されたフォトレジスト３１０は、領域１０２上に三つの異なる厚さ部分を有する。具体的には、第１主要形状パターン位置１３０上の最も薄い部分３１２と、第２リム位置１３２上の中間厚さの部分３１４と、リム位置及び第１主要形状パターン位置の外側の最も厚い部分３１６である。さらに、フォトレジスト３１０は、領域１０４の上方に二つの異なる厚さ部分を有する。具体的には、第２主要形状パターン位置１３４と第２リム位置１３６の外側の最も厚い部分３１６と、第２リム位置１３６上の中間厚さの部分３１８である。中間厚さの部分３１８は、第１リム位置３１２上の中間厚さの部分３１４よりも厚さがより厚い。開口３２０が、第２主要形状パターン１３４内に不透明層１１２の一部部分を露出するように、フォトレジスト３１０を貫通して延びている。パターン化されたレジスト３１０は、レジストを溶剤又はその他の適当な条件で現像する前に、フォトレジスト材料を、四つの異なる光量の照射に曝すことによって形成することができる。
【００６５】
図２３を参照すると、構造体３００は、第２主要形状パターン位置１３４から不透明材料１１２を除去するエッチング条件に曝されている。クロム含有不透明材料１２２を除去するための適当なエッチング条件は、塩素ベースプラズマを用いた異方性エッチングである。
【００６６】
図２４を参照すると、開口３２０は、適当なエッチングによって、位相シフト層３０４を貫通して光減衰層３０２まで延長されている。例示的エッチングはフッ素ベースプラズマエッチングである。層３０２に対する層３０４、又はその反対関係のプラズマの選択性は、反応チャンバー内に存在するエッチャント材料、反応チャンバー内の圧力、高周波電力等を変化させることによって調節することができる。
【００６７】
領域１０２に関連したフォトレジスト３１０は、第１ステップからなる最も薄い領域３１２と、第２のより高いステップからなる中間の厚さの領域３１４と、第３の更により高いステップからなる領域３１６を具えた、段差パターンを有するものと考えることができる。構造体３００のフォトレジストは、最も薄いステップ３１２を除去し、且つステップ３１４と３１６の厚さを減少させるために、溶剤に曝す（又は他の適当な処理に付する）ことができる。そのような除去の後、不透明層１１２の一部部分が、第１主要形状パターン位置１３０内に露出される。図２５は、第１主要形状パターン位置１３０内に層３０４の一部分が露出されるように、そのような不透明材料１１２の一部部分が除去された後の構造体３００を示している。
【００６８】
図２６を参照すると、構造体３００は、材料３０４と３０２に対して基本的に選択性がなく、したがって、第１主要形状パターン位置１３０上の開口を材料３０４を貫通して延長し、他方、第２主要形状パターン位置１３４上の開口を材料３０２を貫通して延長するエッチングに曝される。
【００６９】
図２７を参照すると、不透明材料１１２の一部部分を露出させるためにリム位置上からフォトレジストの一部分３１４（図２６参照）を除去するための適当な処理に曝された後の、そして更に、不透明材料１１２の露出された一部部分が除去された後の構造体３００が示されている。したがって、層３０４の一部分は第１リム位置１３２内に露出されている。
【００７０】
図２８を参照すると、ベース１１０の材料と層３０２，３０４に対して相対的に選択性が無いエッチングに曝された後のウェーハ構造体３００が示されている。したがって、エッチングは、第１リム位置１３２では層３０４を貫通して延び、また、第２主要形状パターン位置１３４ではベース１１０の露出部分内まで延びている。したがって、エッチングが、第１リム位置１３２、第２主要形状パターン位置１３０及び第２主要形状パターン位置１３４で同時に行われる。
【００７１】
図２９を参照すると、フォトレジスト３１０は、フォトレジストの厚さを減少させる、従って、第２リム位置１３６内の不透明材料１１２の一部部分上からフォトレジストを除去するが、小片部分１０２と１０４のその他の領域上にはフォトレジストを残存させる溶剤（又はその他の適当な処理条件）に曝される。具体的には、フォトレジストの厚い部分３１６の部分は除去されない。
【００７２】
図３０を参照すると、第２リム位置１３６内の層１１２の露出された一部部分は、ベース１１０と層３０２，３０４の露出された材料に対して層１１２の材料にかなりの選択性を有したエッチングによって除去されている。材料１１２がもしクロムであれば、適当なエッチングは、塩素ベースプラズマを利用することができる。
【００７３】
図３１を参照すると、残存フォトレジスト３１０（図３０参照）が除去されている。
【００７４】
図３１の構造体は、位置１３０に第１主要形状パターン、位置１３２に第１リム、位置１３４に第２主要形状パターン、位置１３６に第２リムを有するものと考えることができる。位置１３４における第２主要形状パターンは、位置１３０における第１主要形状パターンによる位相の回転より約１８０°異なる、所望波長の位相の回転を与えることが好ましい。また、第１リム１３２は、位置１３０の第１主要形状パターンによる位相の回転から約１８０°異なる、光の波長に回転を与えることが好ましい。さらに、第２リム１３６は、位置１３４の第２主要形状パターンを通過する光に対して１８０°位相が異なる光になるように、光の波長に対して回転を与えることが好ましい。したがって、位置１３６のリムを通過する光の波長は、位置１３０の第１主要形状パターンを通過する光と好ましくは同相になり、また、位置１３２のリムを通過する光は、位置１３４の第２主要形状パターンを通過する光と同相になることが好ましい。
【００７５】
図３１の構造体３００は、図１−５，８及び図５９−６３の照射パターンツールに関連して説明した何れの構成にも対応することができる。具体的には、図３１の構造体３００は、第１位相シフト層３０２、第２位相シフト層３０４、不透明層１１２を通りベース１１０の上表面までエッチングされたパターンを有する第１主要形状パターンを位置１３０の所に、また、第１位相シフト層３０２、第２位相シフト層３０４を通りベース１１０の中までエッチングされたパターンを有する第２主要形状パターンを位置１３４の所に有するものと考えることができる。さらに、構造体３００は、第２位相シフト層３０２と不透明層１１２と通して第１位相シフト層３０２の上表面までエッチングされたパターンを有する第１リムを位置１３２の所に、また、不透明層１１２と通して第２位相シフト層３０４の上表面までエッチングされたパターンを有する第２リムを位置１３６の所に有するものと考えることができる。
【００７６】
図３１の実施例が図１−５，８及び図５９−６３の一つ又はそれ以上の照射パターンツールを形成するのに用いられる限り、第１リムは第１主要形状パターンの対向する辺に沿って延びるが、第１主要形状パターンの全周にわたっては延びないことが好ましく、また、第２リムは第２主要形状パターンの対向する辺に沿って延びるが、第２主要形状パターンの全周にわたっては延びないことが好ましい。しかしながら、ここで述べている方法は、リムが主要形状パターンの周囲全周にわたって形成される適用例にも利用できることを理解すべきである。
【００７７】
本願発明のもう一つの実施例を図３２−３８を参照しながら説明する。最初に図３２を参照すると、構造体４００はベース１１０と不透明層１１２を有する。ベース１１０と不透明層１１２の間には、光減衰及び／又は反射層４０２と位相シフト層４０４がある。位相シフト層４０４は、例えば二酸化シリコン又は石英から成り、また、層４０２は、例えば、ケイ化モリブデン、窒化チタン、ケイ化タンタル、酸化ジルコニウムシリコン及び／又はフッ化クロムから成ることができる。層４０４は、構造体４００を通過する動作波長光の少なくとも９０％の透過を許容することが好ましく、より好ましくは約１００％の透過を許容することが好ましい。また、層４０２と４０４の合計厚さは、光の動作波長が組み合わされた層４０２と４０４を通過するとき、３６０°（又はその倍数）だけ回転された位相を有するような厚さであることが好ましい。層４０４は、組み合わされた層４０２と４０４から得られる総合位相シフト量のうちの１８０°を与えることができる。あるいは、層４０４は、総合位相シフト量のうちの、ある異なる値だけに寄与することができる。
【００７８】
フォトレジスト４１０が、構造体４００の小片部分１０２と１０４の上に設けられる。フォトレジスト４１０は、小片部分１０２の上方に厚い部分４１２とそれよりも薄い部分４１４を有し、また、小片部分１０４の上方に厚い部分４１２とそれよりも薄い部分４１４を有するようにパターン化される。さらに、フォトレジストは、小片部分１０２に関しては不透明材料１１２の一部部分を露出させるために、それを貫通して延在する開口４１６を画定し、また、小片部分１０４に関しては不透明材料１１２の一部部分を露出させるために、それを貫通して延在するもう一つの開口４１８を画定する。
【００７９】
第１主要形状パターン１３０が小片部分１０２に関連する開口４１６内に画定され、また、第１リム位置１３２が領域１０２に関連して薄いフォトレジスト部分４１４によって画定される。また、第２主要形状パターン１３４が小片部分１０４に関連する開口４１８内に画定され、また、第２リム位置１３６が領域１０４に関連して薄いフォトレジスト部分４１４によって画定される。
【００８０】
図３３を参照すると、開口４１６と４１８は、不透明材料１１２、位相シフト層４０２，４０４を通ってベース１１０内まで延長されている。したがって、第１主要形状パターン位置１３０と第２主要形状パターン位置１３４はベース１１０内に延長されている。
【００８１】
図３４を参照すると、フォトレジスト４１０は、薄い部分４１４（図３３参照）を除去し、他方、厚い部分４１２を残存させる（但し、薄くはしながら）溶剤に曝される（または、他の適当な処理条件付される）。そうすることにより、第１リム位置１３２と第２リム位置１３６内に不透明材料１１２の一部部分を露出させる。
【００８２】
図３５を参照すると、不透明材料１１２（図３４参照）の露出された一部部分は、第１及び第２リム位置１３２，１３６を層４０４の上表面まで延ばすように、除去される。
【００８３】
図３６を参照すると、保護マスク４２０が小片部分１０２の上方に形成される。より具体的には、保護マスク４２０が、第１リム位置１３２と第２主要形状パターン１３０を保護するように形成される。保護マスク４２０の一部分は小片部分１０４の上方まで延在して示されている。なお、マスク４２０の小片部分１０４上への延長は、更なる処理には特に関係したものではない。マスク４２０は、例えばフォトレジストから成ることができる。図示実施例では、フォトレジスト４１０（図３５参照）は保護マスク４２０の形成前に除去されている。しかしながら、本願発明は、フォトレジスト４１０が所定の場所に残されたまま、そのレジスト４１０の上に保護マスク４２０が形成される他の実施例も包含するものと理解すべきである。
【００８４】
図３７を参照すると、第２主要形状パターン位置１３４をベース内でより深く延ばし、また、第２リム位置１３６を位相シフト層４０４内に延ばすためにエッチングが用いられている。適当なエッチングには、フッ素ベースプラズマを利用することができる。
【００８５】
図３８を参照すると、保護マスク４２０（図３７参照）が除去されている。保護マスク除去後の構成は、位置１３０に第１主要形状パターン、位置１３４に第２主要形状パターン、位置１３２に第１リム、位置１３６に第２リムを有する。第１主要形状パターンを通過する光は、第２リムを通過する光と同相であり、また、第２主要形状パターンを通過する光は、第１リムを通過する光と同相であることが好ましい。さらに、第１主要形状パターンを通過する光は、第１主要形状パターンを通過する光に対して約１７０°から約１９０°だけ位相がシフトされていることが好ましい。より好ましくは、約１８０°シフトしていることである。位置１３６の第２リムを通過する光は、第２主要形状パターン１３４を通過する光に対して約５４０°実際には位相をシフトすることができる。５４０°の位相の回転の正味の効果は、１８０°の位相の回転の効果と同じである（即ち、５４０＝１８０＋３６０）。また、第１リム１３２を通過する光と第２主要形状パターン１３４を通過する光の間の位相の総回転量は７２０°とすることができる。しかし、７２０°は３６０°の倍数（７２０＝２×３６０）であるので、正味の位相回転は０°である。換言すれば、第１リム１３２を通過する光は、第２主要形状パターン１３４を通過する光と同相である。
【００８６】
他の実施例を図３９−４５を参照して説明する。最初に図３９を参照すると、一対の小片部分１０２と１０４から成る構造体５００が示されている。小片部分のそれぞれは、ベース１１０と不透明層１１２を含む。層５０２と５０４がベースと不透明層の間にある。層５０２は、僅かな位相シフトも誘起する光減衰及び／又は反射層から成ることができる。層５０２は、例えば、ビームスプリッタに用いられる材料であるクロム及びアルミニウムの一方又は両方を含む適当な材料から成る。層５０４は、所望波長の光を少なくとも９０％透過させる、より好ましくは所望波長の光を約１００％透過させる材料から成ることができる。適当な材料は、例えば、石英又は二酸化シリコンである。層５０２の材料は、光の波長が空気を伝播中に起こるのと同様な位相シフトを呈するようなものから選択することができる。もし層５０２がベース１１０及び層５０４に対して選択的エッチングが可能な材料から成れば、構造体５００からの照射パターンツールの製造は簡単化することができる。
【００８７】
第１主要形状パターン位置１３０が小片部分１０２に対して画定され、また、第１リム位置１３２が第１主要形状パターン１３０に近接して画定される。また、第２主要形状パターン位置１３４が小片部分１０４に対して画定され、また、第２リム位置１３６が第２主要形状パターン１３４に近接して画定される。
【００８８】
フォトレジスト５１０が小片部分１０２と１０４の上方に設けられる。フォトレジスト５１０は、第１主要形状パターン位置１３０内に不透明材料１１２の一部部分を露出させるために、それを貫通した開口５２０を有し、また、第２主要形状パターン位置１３４内に不透明材料１１２の他の一部部分を露出させるために、それを貫通した開口５２２を有する。フォトレジスト５１０は第１リム位置１３２と第２リム位置１３６の上方に薄い部分５１２を有し、また、その薄い部分５１２の外側により厚い部分５１４を有する。
【００８９】
図４０を参照すると、不透明材料１１２の露出された一部部分は、開口５２０と５２２を層５０４の上表面まで延ばすために、エッチングに付されている。
【００９０】
図４１を参照すると、層５０４の露出された部分は、開口５２０と５２２を層５０２の上表面まで延ばすために、エッチングに付されている。
【００９１】
図４２を参照すると、フォトレジスト５１０はフォトレジストの薄い部分（図４１参照）を除去するために、溶剤（又は他の適当な処理条件）に曝され、そしてその後、層１１２と５０２の露出された部分を除去するためにエッチングが利用される。層５０２と５１２は共に典型的には金属から成るので、これらの層は、層５０４と１１０の石英に対して実質的に選択性を有するエッチングを用いて同時にエッチングすることができる。好ましいエッチングは、例えば、塩素ベースプラズマを用いたエッチングである。他の実施例では、層１１２と５０２は、互いに他の層に対して一時期には一方の層をエッチングすることができる。図４２の構造は、ベース１１０の上表面まで延びた第１及び第２主要形状パターン位置１３０，１３２と、層５０４の上表面まで延びた第２及び第２リム位置１３２，１３６を有する。
【００９２】
図４３を参照すると、保護マスク材料５３０が、第２主要形状パターン位置１３４と第２リム位置１３６を露出させたままの状態で、第１主要形状パターン位置１３０と第１リム位置１３２の上方に設けられている。マスク材料５３０のアライメントは、マスクが小片部分１０２に関連したリム位置又は主要形状パターン位置に対して厳密に位置合わせされる必要がなく、むしろそのような位置を単に覆うだけで構わないという点において、厳格性が要求されない。マスク材料５３０がフォトレジスト５１０（図４２参照）の除去の後に設けられるものとして図４３に示されているが、マスク材料５３０を設ける間、フォトレジスト５１０を所定の場所に残したままの実施例も本願発明に包含されるものである。この場合、マスク５３０はフォトレジスト５１０の上に設けられることになる。
【００９３】
図４４を参照すると、ベース１１０と層５０４の石英材料は、第１リム位置を層５０２の上表面まで、また、第２主要形状パターン位置１３４をベース１１０内まで延ばすために、エッチングされている。
【００９４】
図４５を参照すると、保護マスク５３０（図４４参照）が除去されている。除去後の構造は、位置１３０の所に第１主要形状パターン、位置１３２の所に第１リム、位置１３４の所に第２主要形状パターン、位置１３６の所に第２リムを有している。図４５の構造は、図１−５，８及び図５９−６３の照射パターンツールの何れにも対応することができる。第１主要形状パターンを通過する光は、好ましくは第２リムを通過する光と同相であり、また、第２主要形状パターンを通過する光は、好ましくは第１リムを通過する光と同相である。さらに、第１主要形状パターンを通過する光は、第１リムを通過する光に対して好ましくは１８０°位相がずれており、また、第２主要形状パターンを通過する光は、第２リムを通過する光に対して１８０°位相がずれている。
【００９５】
図９−４５を参照して説明した実施例は、異なる厚さの材料を形成するためにエッチングを用いており、そして、その異なる厚さを、その材料を通過する光に位相差を生じさせるのに利用している。材料を通過する光に位相差を生じさせるための別のアプローチは、材料をドープすることである。具体的には、米国特許第５，２０８，１２５号及び第５，２１７，８３０号の明細書には、ドーパントが材料を通過する光に位相の変化を誘起するために用いられている色々な方法が記載されている。特定の態様として、ドーパントは、光を減衰させることなく、材料を通過する光に１８０°の位相シフトを誘起することができる。石英材料の光透過特性に適当な変化を誘起するのに適したものとして記載されているイオンには、ボロン、インジウム、砒素、アンチモン、リンがある。イオンドーピング方法を本発明の実施例に組み入れることができ、その代表的実施例を、図４６−５８を参照して以下に説明する。
【００９６】
最初に図４６を参照すると、構造体６００が示されている。構造体６００は図９の構造体１００と同じであり、したがって、図４６の構造体６００を説明するに当たって、図９の構造体を説明するのに用いたのと同じ参照番号が用いられている。したがって、構造体６００は、ベース１１０（石英から成ることが好ましい）、不透明層１１２（クロムから成ることが好ましい）、パターン化されたフォトレジスト１１４を有する。開口１２０，１２２，１２４が、第１主要形状パターン位置１３０、第２リム位置１３６の所で、不透明層１１２の一部部分を露出するように、パターン化されたフォトレジストを貫通して延在している。
【００９７】
図４７を参照すると、不透明層１１２の露出された一部部分（図４６参照）は、開口１２０，１２２，１２４をベース１１０の上表面まで延ばすために除去されている。本明細書において、開口が上表面“まで”延ばされるとの表現は、ちょうどその上表面の所で開口が終端している場合と、その上表面の中にまで延びている場合の両方の場合を意味するものと理解すべきである。
【００９８】
図４８を参照すると、フォトレジスト１１４は、その厚い部分１１６を残すために、フォトレジストの薄い部分１１８（図４７参照）を除去するための溶剤（又は他の適当な処理条件）に曝される。フォトレジストの薄い部分の除去は、第１リム位置１３２と第２主要形状パターン位置１３４の所の不透明層１１２の一部部分を露出させる。不透明材料１１２の露出された一部部分は、図４９に示されるように、後続過程のドーパントの注入の際にマスクとして機能する。注入されたドーパントは、第１主要形状パターン位置１３０内に第１ドープト領域を、また第２リム位置１３６内に第２ドープト領域を形成する。図示のようにドーパントの注入前にレジストを処理することが有利である。なぜならば、レジストへのイオンの注入によってレジストの特性が変化するかも知れない後にフォトレジストを処理することを避けることができるからである。さらに、もし残りのレジストに注入の影響があるならば、ハードマスクをレジスト１１３と不透明層１１２の間に設けることもできる。
【００９９】
図５０を参照すると、不透明層１１２の露出された一部部分（図４９参照）が除去されている。
【０１００】
図５１を参照すると、フォトレジスト１１４（図５０参照）が除去されている。図５１の構造体は、位置１３０の所に第１主要形状パターン、位置１３４の所に第２主要形状パターン、位置１３２の所に第１リム１３２、位置１３６の所に第２リムを有する。位置１３０の第１主要形状パターンと位置１３６の第２リムは、それぞれ、ドープト領域６０４と６０６から成る。第１主要形状パターンを通過する光は、第２リムを通過する光と同相であることが好ましく、また、第１リムを通過する光は、第２主要形状パターンを通過する光と同相であることが好ましい。また、第１リムを通過する光は、第１主要形状パターンを通過する光の位相に対して、約１７０°から約１９０°、より好ましくは約１８０°又は正確に１８０°だけずれた位相を有していることが好ましい。また、第２リムを通過する光は、第２主要形状パターンを通過する光に対して、約１７０°から約１９０°、より好ましくは約１８０°、そして更に最も好ましくは正確に１８０°その位相がずれていることが好ましい。図５１の構造体は、図１−５，８及び図５９−６３を参照して既に説明した照射パターンツールの何れにも対応することができる。
【０１０１】
図５２−５８を参照して、イオンドーピングを一つ又はそれ以上の光減衰及び／又は位相シフト層と組み合わせて用いた本願発明の他の実施例を説明する。
【０１０２】
図５２を参照すると、その構造体７００が示されている。構造体は、第１小片部分１０２と第２小片部分１０４を含んでいる。小片部分１０２と小片部分１０４は共に、ベース１１０と不透明材料１１２を有する。既に説明した通り、ベース１１０は石英、不透明材料１１２はクロムから成ることができる。光減衰及び／又は位相シフト層７０２がベース１１０と不透明材料１１２の間に設けられている。層７０２は、例えばモリブデンシリサイドから成ることができる。
【０１０３】
第１主要形状パターン位置１３０と第１リム位置１３２が小片部分１０２に関連して画定され、他方、第２主要形状パターン位置１３４と第２リム位置１３６が小片部分１０４に関連して画定される。パターン化されたフォトレジスト７１０が不透明材料１１２の上に設けられている。フォトレジスト７１０は、第１主要形状パターン位置１３０と第２主要形状パターン位置１３６までそれぞれ延在する開口７２０と７２２を有する。レジスト７１０はまた、第１リム位置１３２と第２リム位置１３４上に薄い領域７１２と、該薄い領域７１２の外側に厚い領域７１４を有する。
【０１０４】
図５３を参照すると、開口７２０と７２２は、不透明層１１２と層７０２を貫通してベース１１０の上表面まで延長されている。エッチングは、図示の通りベース１１０の上表面で停止することもでき、または、ベース１１０内まで延長して停止することもできる。何れの場合も、エッチングはここではベース１１０まで延長されると表現されている。
【０１０５】
図５４を参照すると、レジスト７１０は、厚い領域７１４を残したままで薄い領域７１２（図５３参照）を除去する溶剤（又は他の適当な処理条件）に曝される。そのような除去により、第１リム位置１３２と第２リム位置１３４内の不透明材料１１２の一部部分が露出されることになる。
【０１０６】
図５５を参照すると、不透明材料１１２の露出された一部部分（図５４参照）が除去されている。それにより、第１リム位置１３２と第２リム位置１３６は、層７０２まで延長することになる。
【０１０７】
図５６を参照すると、保護マスク７３０が小片部分１０２の上方、より具体的には、第１主要形状パターン位置１３０と第１リム位置１３２上に形成されている。保護マスクはフォトレジスト７１０（図５５参照）の除去後に形成されるものとして図示されているが、フォトレジスト７１０は保護マスク７３０の形成中も所定の位置に残されたままでも構わないと理解すべきである。第２主要形状パターン位置１３４と第２リム位置１３６は、マスク７３０を設けた後も、露出されたままの状態で残される。マスク７３０は、例えばフォトレジストから成ることができる。
【０１０８】
図５７を参照すると、ベース１１０内にドープト領域７４０を、また層７０２内にドープト領域７４２を形成するために、ドーパント７３２が第２主要形状パターン位置及び第２リム位置１３６内に注入されている。
【０１０９】
図５８を参照すると、保護マスク７３０（図５７参照）が除去されている。図５８の構造体は、主要形状パターン位置１３０の所に第１主要形状パターン、位置１３２の所に第１リム、位置１３４の所に第２主要形状パターン、位置１３６の所に第２リムを有する。領域７４０内のドーパントの濃度は、第２主要形状パターンを通過する光が、第１主要形状パターンを通過する光に対して、約１７０°から約１９０°だけ、より好ましくは約１８０°だけ、そして更により好ましくは正確に１８０°だけ位相が回転されるような濃度で提供されることが好ましい。さらに、領域７４２内のドーパント濃度及びそのタイプは、第２リム位置を通過する光が、第２主要形状パターンを通過する光に対して、約１７０°から約１９０°だけ、より好ましくは約１８０°だけ、そして更により好ましくは正確に１８０°だけ位相が回転されるように選択されることが好ましい。さらに、層７０２の厚さとタイプは、第１リムを通過する光が、第１主要形状パターンを通過する光に対して、約１７０°から約１９０°だけ、より好ましくは第１リム位置を通過する光が約１８０°だけ回転される、そして更により好ましくは、正確に１８０°だけ位相が回転されるように選択される。図５８の構造体は、図１−５，８及び図５９−６３を参照して説明した照射パターンツールの何れにも対応することができる。
【０１１０】
領域７４０及び領域７４２を形成するために用いられるドーパントは、第２主要形状パターン及び第２リムを通過する所望波長の光に対して光の減衰が小さいか無いことが好ましく、むしろ光に対して位相のシフトだけを与えることが好ましい。特定の実施例では、層７０２が既に所望の光の減衰を提供しており、イオン注入ドーパントは、更なる光の減衰を与えることなく、１８０°の位相シフトを提供する。
【０１１１】
ここで説明した形成方法は、各領域間でのセルフアライメントを可能とする。より具体的には、少なくとも最も簡単な設計として、１８０°を得るのに、一つの領域を０°で露出させ、その次にそれを（フォトレジストを用いて）被覆し且つ残りの領域を露出させることが容易である。（互いに同一位相のコンタクトとリムは同時に形成できることに注目すべきである。）マスクの異なる領域においてフォトレジストに異なるレベルの電子ビーム又はレーザービームを与える上述した方法は、唯一のマルチ光量露光で行うことができる。マスクを更に処理するための追加のアライメントは、ミスアライメント、不均一な光量、不均一なマスクエッチングにより、不均一なパターンサイズを引き起こし、それにより、ウェーハ表面上の空間イメージに影響を与えて歪んだレイアウトをもたらすことになる。特定の態様として、もし追加のレジスト露光が望まれれば、荒く位置合わせされた露光だけが起こる。
【０１１２】
従来技術の方法によるコンタクトの像を写すことの困難性は、コンタクト間の間隔が所望コンタクト直径よりも小さい場合に起こる。具体的には、コンタクト間のブリッジの像を写すことなくコンタクトの像を写すことは困難である。典型的には、低い空間コヒーレンス（“シグマ”）で孤立したコンタクトをプリントすることはより簡単である。本発明の特定の適用例は、孤立したコンタクト及び密度の高いコンタクトの両方の処理許容度を最適なものにすることができる。
【０１１３】
ここで説明した形成方法は、例えば石英（基板）、ＭｏＳｉ−クォーツ（シリカ）、及びクロム等の所望の層を既に有するマスクブランクを用いてそれから処理を開始することができる。これに代えて、石英−ＭｏＳｉ−クロムからなる“標準”マスクブランクで処理を開始し、そして形成処理の途中で、最上部に追加の位相シフト層を堆積することもできる。この追加の層を選択された領域において細線化するために、追加のリソグラフィ工程を適用することが望まれることがあるが、その場合には、ミスアライメントのリスクが生じることになる。
【０１１４】
法律に則して、本願発明の構造的及び方法的特徴について説明してきた。しかしながら、本願発明は、図面で示し且つ説明した実施例のものは発明を実施する上で最良の形態を示すものに過ぎないので、これらの実施例の特徴に限定されるものではない。したがって、本願発明は、特許請求の範囲に記載のものから均等の原則によって解釈される如何なる変更及び改変を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】図１は、本発明に含まれる第１実施例の照射パターンツールの小片の概略上面図である。
【図２】図２は、本発明に含まれる第２実施例の照射パターンツールの小片の概略上面図である。
【図３】図３は、本発明に含まれる第３実施例の照射パターンツールの小片の概略上面図である。
【図４】図４は、本発明に含まれる第４実施例の照射パターンツールの小片の概略上面図である。
【図５】図５は、本発明に含まれる第５実施例の照射パターンツールの小片の概略上面図である。
【図６】図６は、従来技術による照射パターンツール（特に、レティクル）の上面図、及びリソグラフィ装置の空間コヒーレンス（シグマ）が０．３５の時にレティクルによって形成されるシミュレートされたコンタクトパターンを示すグラフである。シミュレーションのためのシステム波長は２４８ナノメータ、開口数は０．７０であった。
【図７】図７は、本願発明に包含される照射パターンツール（特に、レティクル）の上面図、及び該ツールにより形成される、シグマ０．３５の時のシミュレートされたコンタクトパターンを示すグラフである。シミュレーションのためのシステム波長は２４８ナノメータ、開口数は０．７０であった。
【図８】図８は、本発明に包含される照射パターンツールの小片の概略上面図である。図８は、図９−５８に用いられる切断箇所２と４を示す。具体的には、図９−５８は、切断箇所に示される照射パターンツールの一対の小片を含む。一対のうちの左側の小片は図８の切断線２−２に沿って示されており、また、一対のうちの右側の小片は図８の切断線４−４に沿って示されている。図８は完成状態の構造体を示し、また、図９−５８の実施例はそのような完成状態の構造体を形成する例示的な処理に対応する。
【図９】図９は、照射パターンツールを形成するための本発明の第１実施例の方法における、予備的処理段階での照射パターンツール基板を示す。基板の一対の小片が示されており、一対のうちの左側の小片が図８の切断線２−２に沿った断面に対応し、また一対のうちの右側の小片が図８の切断線４−４に沿った断面に対応する。
【図１０】図１０は、図９の処理過程に続く処理過程における図９の小片の概略断面図である。
【図１１】図１１は、図１０の処理過程に続く処理過程における図９の小片の概略断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の処理過程に続く処理過程における図９の小片の概略断面図である。
【図１３】図１３は、図１２の処理過程に続く処理過程における図９の小片の概略断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２実施例の方法における、予備的処理段階でのレティクル基板の一対の小片の概略断面図である。図示されている小片のうちの左側の小片が図８の切断線２−２に沿った断面に対応し、また右側の小片が図８の切断線４−４に沿った断面に対応する。
【図１５】図１５は、図１４の処理過程に続く過程における図１４の小片を示す。
【図１６】図１６は、図１５の処理過程に続く過程における図１４の小片を示す。
【図１７】図１７は、図１６の処理過程に続く過程における図１４の小片を示す。
【図１８】図１８は、図１７の処理過程に続く過程における図１４の小片を示す。
【図１９】図１９は、図１８の処理過程に続く過程における図１４の小片を示す。
【図２０】図２０は、図１９の処理過程に続く過程における図１４の小片を示す。
【図２１】図２１は、図２０の処理過程に続く過程における図１４の小片を示す。
【図２２】図２２は、本発明の第３実施例の方法の予備的処理段階を示した、半導体基板の断片断面図である。特に、図２２は、基板の一対の小片を示し、左側の小片は図８の切断線２−２に沿った図に対応し、右側の小片は図８の切断線４−４に沿った図に対応する。
【図２３】図２３は、図２２の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図２４】図２４は、図２３の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図２５】図２５は、図２４の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図２６】図２６は、図２５の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図２７】図２７は、図２６の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図２８】図２８は、図２７の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図２９】図２９は、図２８の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図３０】図３０は、図２９の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図３１】図３１は、図３０の処理過程に続く過程における図２２の小片を示す。
【図３２】図３２は、本発明の第４実施例の方法の、予備的処理段階を示したレティクル基板の概略断面図である。図３２は基板の一対の小片を示し、小片のうち左側のものは図８の切断面２−２に沿った図に対応し、また小片のうち右側のものは図８の切断線４−４に沿った図に対応する。
【図３３】図３３は、図３２の処理過程に続く過程における図３２の小片を示す。
【図３４】図３４は、図３３の処理過程に続く過程における図３２の小片を示す。
【図３５】図３５は、図３４の処理過程に続く過程における図３２の小片を示す。
【図３６】図３６は、図３５の処理過程に続く過程における図３２の小片を示す。
【図３７】図３７は、図３６の処理過程に続く過程における図３２の小片を示す。
【図３８】図３８は、図３７の処理過程に続く過程における図３２の小片を示す。
【図３９】図３９は、本発明による方法の、予備処理段階を示した照射パターンツールの概略断面である。図３９は、基板の一対の小片を示し、小片のうち左側のものは図８の切断面２−２に沿った図に対応し、また小片のうち右側のものは図８の切断線４−４に沿った図に対応する。
【図４０】図４０は、図３９の処理過程に続く過程における図３９の小片を示す。
【図４１】図４１は、図４０の処理過程に続く過程における図３９の小片を示す。
【図４２】図４２は、図４１の処理過程に続く過程における図３９の小片を示す。
【図４３】図４３は、図４２の処理過程に続く過程における図３９の小片を示す。
【図４４】図４４は、図４３の処理過程に続く過程における図３９の小片を示す。
【図４５】図４５は、図４４の処理過程に続く過程における図３９の小片を示す。
【図４６】図４６は、本発明による更に他の方法の、予備的処理段階を示した照射パターンツールの概略断面である。図４６は、基板の一対の小片を示し、小片のうち左側のものは図８の切断面２−２に沿った図に対応し、また小片のうち右側のものは図８の切断線４−４に沿った図に対応する。
【図４７】図４７は、図４６の処理過程に続く過程における図４６の小片を示す。
【図４８】図４８は、図４７の処理過程に続く過程における図４６の小片を示す。
【図４９】図４９は、図４８の処理過程に続く過程における図４６の小片を示す。
【図５０】図５０は、図４９の処理過程に続く過程における図４６の小片を示す。
【図５１】図５１は、図４９の処理過程に続く過程における図４６の小片を示す。
【図５２】図５２は、本発明による更に他の方法の予備的処理段階における照射パターンツール基板を示す。図５２は、一対の小片を断面で概略的に示し、小片のうち左側のものは図８の切断面２−２に沿った図に対応し、また小片のうち右側のものは図８の切断線４−４に沿った図に対応する。
【図５３】図５３は、図５２の処理過程に続く過程における図５２の小片を示す。
【図５４】図５４は、図５３の処理過程に続く過程における図５２の小片を示す。
【図５５】図５５は、図５４の処理過程に続く過程における図５２の小片を示す。
【図５６】図５６は、図５５の処理過程に続く過程における図５２の小片を示す。
【図５７】図５７は、図５６の処理過程に続く過程における図５２の小片を示す。
【図５８】図５８は、図５７の処理過程に続く過程における図５２の小片を示す。
【図５９】図５９は、本発明に包含される他の実施例の照射パターンツールの概略上面図である。
【図６０】図６０は、本発明に包含される更に他の実施例の照射パターンツールの概略上面図である。
【図６１】図６１は、本発明に包含される更に他の実施例の照射パターンツールの概略上面図である。
【図６２】図６２は、本発明に包含される更に他の実施例の照射パターンツールの概略上面図である。
【図６３】図６３は、本発明に包含される更に他の実施例の照射パターンツールの概略上面図である。
【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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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年9月24日(2004.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射パターンツールであって、該ツールは、
石英ベースと、該石英ベース上の第１位相シフト層と、該第１位相シフト層の上に設けられ、前記第１位相シフト層とは異なる組成を有する第２位相シフト層と、該第２位相シフト層上の不透明材料とを含む基板と、
外縁を有し、それを通過する光の波長に第１の位相回転を与えるように構成された主要形状パターンであって、該主要形状パターンは、前記第１位相シフト層、第２位相シフト層及び不透明層を貫通してエッチングされたパターンを有する主要形状パターンと、
前記主要形状パターンの外縁の一部に沿っているが、外縁全体には沿っていないリムであって、該リムは、それを波長が通過するとき、光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成されており、前記第２の位相回転は、前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°位相が異なるものであり、前記リムは前記不透明層及び第２位相シフト層を貫通して前記第１位相シフト層までエッチングされたパターンを有するリムと、
を具備することを特徴とする照射パターンツール。
【請求項２】
照射パターンツールであって、該ツールは、
ロウ及びアレイ方向に配列された主要形状パターンのアレイであって、該主要形状パターンはそれを光が通過するとき、光の波長の位相を回転させるように構成されており、前記主要形状パターンは位相に第１の回転を与える第１タイプと位相に第２の回転を与える第２タイプとを有し、前記第２の回転は第１の回転に対して約１７０°から約１９０°異なるものであり、前記二つのタイプの主要形状パターンがアレイのロウ方向に沿って互いに交互に入れ替わっている、アレイと、
光の波長に対して第１の位相の回転を与えるように構成された複数の第１リムであって、該リムは第２タイプの主要形状パターンの辺に沿って設けられている、第１リムと、
光の波長に対して第２の位相の回転を与えるように構成された複数の第２リムであって、該リムは第１タイプの主要形状パターンの辺に沿って設けられている、第２リムと、
を具備し、前記第１及び第２リムは前記アレイのカラム方向に沿って設けられていることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項３】
請求項２に記載のツールにおいて、前記二つのタイプの主要形状パターンは、前記アレイのカラム方向に沿っては互いに交互になっていないことを特徴とする照射パターンツール。
【請求項４】
請求項２に記載のツールにおいて、前記二つのタイプの主要形状パターンは、アレイのカラム方向に沿って互いに交互になっていることを特徴とする照射パターンツール。
【請求項５】
照射パターンツールを形成する方法であって、該方法は、
基板を提供する過程と、
前記基板に支持される第１主要形状パターンを形成する過程であって、前記第１形状パターンは外縁を有し、前記第１形状パターンは該第１主要形状パターンを通過する光の位相に対して第１の位相回転を与えるように構成される、第１主要形状パターンを形成する過程と、
前記基板に支持される第１リムを形成する過程であって、前記第１リムは前記第１主要形状パターンの外縁の全体に沿ってではなく一部に沿って設けられ、前記第１リムは、波長が該リムを通過するとき、光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成され、前記第２の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第１リムを形成する過程と、
前記基板に支持される第２主要形状パターンを形成する過程であって、前記第２主要形状パターンは外縁を有し、前記第２主要形状パターンは該第２主要形状パターンを波長が通過するとき、光の波長に対して第３の位相回転を与えるように構成され、前記第３の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第２主要形状パターンを形成する過程と、
前記基板に支持される第２リムを形成する過程であって、前記第２リムは前記第２主要形状パターンの外縁の全体に沿ってではなく一部に沿って設けられ、前記第２リムは、波長が該リムを通過するとき、光の波長に対して第４の位相回転を与えるように構成され、前記第４の位相回転は前記第３の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第２リムを形成する過程と、
を具備することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記基板は光の波長に対して透過な材料から成り、光の波長に対して不透明な層が前記基板の上に設けられ、前記第１及び第２主要形状パターンと第１及び第２リムは、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は第１の画定される主要形状パターン位置の上にあり、前記フォトレジストの第２部分は第１の画定されるリム位置の上にあり、前記フォトレジストの第３部分は第２の画定される主要形状パターン位置の上にあり、前記フォトレジストの第４部分は第２の画定されるリム位置の上にある、フォトレジストの層を形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置内に層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの第１及び第４部分を除去する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置から、層の露出した一部部分を除去し、そして、前記基板の第１主要形状パターン位置及び第２リム位置内に、開口を形成するために、前記基板内までエッチングする過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置内に開口を形成した後、前記第１リム位置及び第２主要形状パターン位置内に層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの前記第２部分及び第３部分を除去する過程と、
前記第１リム位置及び前記第２主要形状パターンから、層の露出した一部部分を除去する過程と、
で形成されることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、更に、前記第１リム位置及び前記第２主要形状パターン位置から層の露出した部分を除去する前に、前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置にドーパントを注入する過程を有していることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項８】
照射パターンツールを形成する方法であって、該方法は、
基板を提供する過程であって、前記基板は光の波長に対して透過性のマスと、該マス上に、光の波長に対して不透明な層を有する、基板を提供する過程と、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は第１の画定される主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第２部分は第１の画定されるリム位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第３部分は第２の画定される主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第４部分は第２の画定されるリム位置の上に設けられる、フォトレジストの層を形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置と第２リム位置内に、前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの第１及び第４部分を除去する過程と、
前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置から前記層の露出した一部部分を除去する過程と、
前記層の露出した一部部分を除去した後、前記第１主要形状パターン位置及び第２リム位置の前記基板内にドーパントを注入する過程と、
前記ドーパントを注入した後、前記第１リム位置及び第２主要形状パターン位置に前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの前記第２及び第３部分を除去する過程と、
前記第１リム位置及び第２主要形状パターン位置から前記層の露出した一部部分を除去する過程と、を有し、
前記第１主要形状パターン位置の前記ドープト領域は、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第１の位相回転を与えるように構成された第１主要形状パターンからなり、
前記第１リム位置は、前記第１主要形状パターンの一部に沿っており、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成された第１リムからなり、前記第２の位相回転は、前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なり、
前記第２主要形状パターン位置は、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第３の位相回転を与えるように構成された第２主要形状パターンからなり、前記第３の位相回転は、前記第１の位相回転に対して、約１７０°から約１９０°異なり、
前記第２リム位置の前記ドープト領域は、前記第２主要形状パターンの一部に沿っており、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第４の位相回転を与えるように構成された第２リムからなり、前記第４の位相回転は前記第３の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、
ことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項９】
照射パターンツールを形成する方法であって、該方法は、
基板を提供する過程であって、該基板は、光の波長に対して透明なマスと、該マス上の光の波長に対して不透明な層とから成る、基板を提供する過程と、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は第１の画定された主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第２部分は第１の画定されたリム位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第３部分は第２の画定された主要形状パターン位置の上に設けられ、前記フォトレジストの第４部分は第２の画定されたリム位置の上に設けられる、フォトレジストの層を形成する過程と
前記第１及び第２主要形状パターン位置内に前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの前記第１及び第３部分を除去する過程と、
前記第１及び第２主要形状パターン位置から前記層の前記露出した一部部分を除去する過程と、
前記第１及び第２主要形状パターン位置から前記層の前記露出した一部部分を除去した後、前記第１及び第２リム位置から前記層の一部部分を露出させるために、前記フォトレジストの第２及び第４部分を除去する過程と、
前記第１及び第２リム位置から前記層の前記露出した一部部分を除去する過程と、
前記第１及び第２リム位置から前記層の前記露出した一部部分を除去した後、前記第１主要形状パターン位置及び前記第１リム位置の上にフォトレジストマスを形成する過程と、
前記フォトレジストマスの形成後、前記第２主要形状パターン位置及び前記第２リム位置の前記基板内にドーパントを注入する過程と、
前記ドーパントを注入後、前記フォトレジストマスを除去する過程と、からなり、
前記第１主要形状パターン位置は、そこを波長が通過するとき、光の波長に対して第１の位相回転を与えるように構成された第１主要形状パターンを有し、
前記第１リム位置は、前記第１主要形状パターンの一部に沿った、そこを波長が通過したとき、光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成された第１リムを有し、前記第２の位相回転は、前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なり、
前記ドープト第２主要形状パターン位置は、そこを通過する光の波長に対して第３の位相回転を与えるように構成された第２主要形状パターンからなり、前記第３の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なり、
前記ドープト第２リム位置は、前記第２主要形状パターンの一部に沿った、そこを波長が通過したとき、光の波長に対して第４の位相回転を与えるように構成された第２リムからなり、前記第４の位相回転は前記第３の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、
ことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項１０】
照射パターンツールを形成する方法であって、該方法は、
石英ベースと、該石英ベース上の第１位相シフト層と、該第１位相シフト層の上であって、前記第１位相シフト層とは異なる組成から成る第２位相シフト層と、該第２位相シフト層上の不透明材料とを有する基板を提供する過程と、
前記第１位相シフト層、第２位相シフト層及び不透明層を貫通して前記基板の中まで第１パターンをエッチングする過程であって、該第１パターンは第１主要形状パターンであり、前記第１主要形状パターンは外縁を有すると共にそこを通過する光の波長に対して第１の位相回転を与えるように構成されている、第１パターンをエッチングする過程と、
前記第１位相シフト層、第２位相シフト層及び不透明層を貫通して第２パターンをエッチングする過程であって、該第２パターンは第２主要形状パターンであり、前記第２主要形状パターンは外縁を有すると共にそこを通過する光の波長に対して第２の位相回転を与えるように構成されており、前記第２の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第２パターンをエッチングする過程と、
前記不透明層を貫通して第３パターンをエッチングする過程であって、該第３パターンは第１リムであり、前記第１リムは前記第１主要形状パターンの外縁の全周に沿ってではなくその一部に沿って設けられ、前記第１リムはそこを波長が通過するとき、光の波長に対して第３の位相回転を与えるように構成されており、前記第３の位相回転は前記第１の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第３パターンをエッチングする過程と、
前記不透明層及び前記第２位相シフト層を貫通して、前記第１位相シフト層まで第４パターンをエッチングする過程であって、該第４パターンは第２リムであり、該第２リムは前記第２主要形状パターンの外縁の全周に沿ってではなくその一部に沿って設けられ、前記第２リムはそこを波長が通過するとき、光の波長に対して第４の位相回転を与えるように構成されており、前記第４の位相回転は前記第２の位相回転に対して約１７０°から約１９０°異なる、第４パターンをエッチングする過程と、
を具備することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記第１リム及び第１主要形状パターンの形成は、
前記不透明材料の上にフォトレジストの層を形成する過程であって、前記フォトレジストの第１部分は画定される第１主要形状パターン位置の上にあり、前記フォトレジストの第２部分は画定される第１リム位置の上にある、フォトレジストの層を形成する過程と、
前記第１主要形状パターン位置よりも前記第１リム位置の上が厚いステップ状フォトレジストマスクを形成するために、前記第２部分に対して前記第１部分上の前記フォトレジストの厚さを薄くする過程と、
前記第１リム位置上のフォトレジストを残したまま、前記第１主要形状パターン位置上のフォトレジストを除去するために、前記フォトレジストをエッチングに付する過程であって、前記第１主要形状パターン位置上からの前記フォトレジストの除去は前記不透明層の一部部分を露出させる、前記フォトレジストをエッチングに付する過程と、
前記不透明層の前記露出した一部部分を除去し、前記第１主要形状パターン位置内に延びる第１開口を形成するために、前記第１主要形状パターン位置内までエッチングを行う過程と、
前記第１開口を、前記第１及び第２位相シフト層を貫通して前記基板内まで延長する過程と、
前記第１開口の延長の後、前記第１リム位置上から前記フォトレジストを除去する過程と、
前記不透明層を貫通し前記第２位相シフト層まで延在する第１リムを形成するために、前記第１リムパターン上から前記不透明層を除去する過程と、
を有することを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンはロウ方向とカラム方向に配列され、前記第１及び第２主要形状パターンはアレイの前記ロウ方向に沿って互いに交互になっており、前記第１及び第２リムは前記アレイのカラム方向に沿って設けられることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンは前記アレイのカラム方向には互いに交互になっていないことを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法において、前記第１及び第２主要形状パターンは前記アレイのカラム方向に沿って互いに交互になっていることを特徴とする照射パターンツールを形成する方法。
【国際調査報告】
2006504981.tif 000066
2006504981.tif 000067
2006504981.tif 000068
2006504981.tif 000069
2006504981.tif 000070