(57)【要約】耐久性が向上し、透過率の均一性および複屈折特性が改善された、フォトマスク上で使用するための溶融シリカ被覆。この被覆は、接着剤またはスライドレール・システムを用いてフォトマスクに固定されるか、または、静電気を用いて所定位置に保持されることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体作製時に使用するフォトマスクであって、
（ａ）実質的に透明な基板と、
（ｂ）パターン化されたマスク材料が基板に固着された領域と、
（ｃ）前記パターン化されたマスク材料の領域の実質的に全てを囲む、前記基板に固着したフレームと、
（ｄ）前記フレームに固着したシリカ被覆とを備える半導体作製時に使用するフォトマスク。
【請求項２】
前記被覆は、溶融シリカ被覆である請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記被覆は、フッ素ドープ溶融シリカで作られる請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記被覆は、Ｓｉ3Ｎ4で作られる請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項５】
前記シリカ被覆は、接着剤を用いて前記フレームに固着される請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記シリカ被覆は、再使用可能な接着剤を用いて、前記フレームに固着される請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項７】
半導体ウェハ上にイメージを印刷する時に使用するフォトマスクであって、
（ａ）実質的に透明な基板と、
（ｂ）パターン化されたマスク材料が基板に固着された領域と、
（ｃ）前記パターン化されたマスク材料の領域の実質的に全てを囲む、上面および下面を有するフレームであって、該下面は前記基板に固着され、前記フレームの前記上面は、前記パターン化されたマスク材料の領域の上に延びているフレームと、
（ｄ）前記フレームの前記上面に固定したシリカ被覆とを備える半導体ウェハ上にイメージを印刷する時に使用するフォトマスク。
【請求項８】
前記被覆は、溶融シリカ被覆である請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項９】
前記被覆は、フッ素ドープ溶融シリカで作られる請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１０】
前記被覆は、Ｓｉ3Ｎ4で作られる請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１１】
前記シリカ被覆は、接着剤を用いて前記フレームに固定される請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１２】
前記シリカ被覆は、再使用可能な接着剤を用いて前記フレームに固定される請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１３】
前記シリカ被覆は、静電気を用いて前記フレームに固定される請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１４】
前記シリカ被覆は、可撓性リテーナ・リングを用いて、前記フレームに固定される請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１５】
前記可撓性リテーナ・リングは、前記可撓性リテーナ・リングを前記フレームの第１受容領域に結合する第１突起および前記被覆の外縁部の上に延びる第２突起を含む請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１６】
前記可撓性リテーナ・リングは、少なくとも１つの可撓性タブを含む請求項１５に記載のフォトマスク。
【請求項１７】
半導体ウェハ上にイメージを作成する時に使用するフォトマスクであって、
（ａ）実質的に透明な基板と、
（ｂ）パターン化されたマスク材料が基板に固着された領域と、
（ｃ）前記パターン化されたマスク材料の領域の実質的に全てを囲む、前記基板に固着したフレームと、
（ｄ）溶融シリカ被覆と、
（ｅ）該溶融シリカ被覆を前記フレームに固定する手段とを備える半導体ウェハ上にイメージを作成する時に使用するフォトマスク。
【請求項１８】
前記被覆は、溶融シリカ被覆である請求項１７に記載のフォトマスク。
【請求項１９】
前記被覆は、フッ素ドープ溶融シリカで作られる請求項１７に記載のフォトマスク。
【請求項２０】
前記被覆は、Ｓｉ3Ｎ4で作られる請求項１７に記載のフォトマスク。
【請求項２２】
前記シリカ被覆は、接着剤を用いて前記フレームに固定される請求項１７に記載のフォトマスク。
【請求項２３】
前記シリカ被覆は、再使用可能な接着剤を用いて前記フレームに固定される請求項１７に記載のフォトマスク。
【請求項２４】
前記シリカ被覆は、静電気を用いて前記フレームに固定される請求項１７に記載のフォトマスク。
【請求項２５】
前記融解シリカ被覆は、可撓性リテーナ・リングを用いて前記フレームに固定される請求項１７に記載のフォトマスク。
【請求項２６】
前記可撓性リテーナ・リングは、前記可撓性リテーナ・リングを前記フレームの第１受容領域に結合する第１突起および前記被覆の外縁部の上に延びる第２突起を含む請求項２５に記載のフォトマスク。
【請求項２７】
前記可撓性リテーナ・リングは、少なくとも１つの可撓性タブを含む請求項２６に記載のフォトマスク。
【請求項２８】
半導体作製時に使用するフォトマスクであって、
（ａ）上面および下面を有する実質的に平坦な基板と、
（ｂ）パターン化されたマスク材料が前記基板の上面に固着された領域であって、前記マスク材料は前記基板上で最大高さｈ1を有する、パターン化された領域と、
（ｃ）前記基板の前記上面に固着し、前記パターン化されたマスク材料の領域の実質的に全てを囲むフレームと、
（ｄ）前記フレームに固定され、前記パターン化されたマスク材料の領域の実質的に全てを覆う、上面および下面を有するシリカ被覆であって、前記フレームは、前記被覆の外縁部の下面を受け入れるための、前記基板の前記上面に実質的に平行な高さｈ2の受容領域を含み、前記受容領域の高さｈ2は、前記マスク材料の高さｈ1より高いシリカ被覆と、
（ｅ）該被覆を前記フレームに固定する手段とを備える半導体作製時に使用するフォトマスク。
【請求項２９】
前記シリカ被覆は、接着剤を用いて前記フレームの前記受容領域に固定される請求項２８に記載のフォトマスク。
【請求項３０】
前記シリカ被覆は、再使用可能な接着剤を用いて前記フレームの前記受容領域に固定される請求項２８に記載のフォトマスク。
【請求項３１】
前記シリカ被覆は、静電気を用いて前記フレームの前記受容領域に固定される請求項２８に記載のフォトマスク。
【請求項３２】
前記シリカ被覆は、可撓性リテーナ・リングを用いて前記フレームに固定される請求項２８に記載のフォトマスク。
【請求項３３】
前記可撓性リテーナ・リングは、前記フレームのデテントと結合するための第１突起および前記被覆の外縁部の上面に延びる第２突起を含む請求項３２に記載のフォトマスク。
【請求項３４】
前記可撓性リテーナ・リングは、少なくとも１つの可撓性タブを含む請求項３３に記載のフォトマスク。
【請求項３５】
前記被覆は、溶融シリカ被覆である請求項２８に記載のフォトマスク。
【請求項３６】
前記被覆は、フッ素ドープ溶融シリカで作られる請求項２８に記載のフォトマスク。
【請求項３７】
前記被覆は、Ｓｉ3Ｎ4で作られる請求項２８に記載のフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
フォトマスク（マスクとも称する）は、半導体業界において、半導体回路を規定する微小イメージをシリコンまたはガリウムヒ素ウェハ上に転写するのに使用される。一般に、フォトマスクは、マスク材料層がパターン化されて固着された透明基板からなる。マスク材料のパターンは、半導体ウェハ上に形成されるのに所望される一定比率のイメージの原版である。
【０００２】
フォトマスク・イメージの半導体ウェハへの転写は、一般にフォトリソグラフィと呼ばれるプロセスにより行なわれる。より具体的には、ウェハ露光システムを使用して、感光性材料からなる層でコーティングされる半導体ウェハと光エネルギ源の間にフォトマスクを挿入するようにする。ウェハ露光システムからのエネルギは、マスク材料が存在するフォトマスクの領域を通過するのを抑止されている。しかし、ウェハ露光システムによって生成されるエネルギは、マスク材料で覆われていないフォトマスクの基板の部分を通過し、半導体ウェハ上の感光性材料にて反応を引き起こす。後続の処理により、感光性材料上に作成されたイメージは、半導体ウェハに転写される。
【０００３】
フォトマスク上のマスク用イメージは、半導体ウェハに作成されるイメージに直接関係するため、フォトリソグラフ・プロセス中にマスク表面上に異物または汚れがあると、これらのアーチファクトの好ましくないイメージが半導体ウェハ上に印刷されることになる。フォトマスク表面の汚れを減らすまたは排除するために、薄く、透明な膜またはフィルム（一般に、被覆と呼ばれる）が、フォトリソグラフ・プロセスが始まる前に、フォトマスク上に搭置された陽極酸化アルミニウム・フレームにわたって敷かれる。
【０００４】
図１Ａおよび図１Ｂは、フォトリソグラフ・プロセスで使用するように構成された通常のフォトマスクの平面図および側面図を示す。示すように、フォトマスク２（通常、６インチ×６インチの大きさ、１／４インチの厚み）は、透明基板４（たとえば、溶融シリカ）、および半導体ウェハ上に作成されるべき所望のイメージを規定するマスク材料６（たとえば、クロム）のパターン層からなる。被覆・フレーム８は、パターン化されたマスク材料６の境界のまわりに延在し、当技術分野ではよく知られている蒸着法によって基板４に固着される。被覆膜１０は、フレーム８の上面に敷かれ、固着される。示すように、被覆膜１０の表面は、概して、フォトマスクの表面に平行であり、マスク材料６のパターン化された領域全体を覆う。したがって、普通ならフォトマスク上につくであろう汚れが、代わりに被覆膜１０上に落ち、ウェハ露光システムの焦点面からはずれたままになる。
【０００５】
従来技術で知られている被覆膜は、ニトロセルロースまたは他のフッ化炭化水素ベースのポリマーなどの有機材料で作られる。被覆膜によってもたらされる透過率の不均一性および複屈折によって、パターン忠実度に誤差が生じ、その誤差は、半導体ウェハにパターン化されたフィーチャ・サイズが光源の波長以下の領域にある時に、より頻繁に起こるようになり、結局は、デバイス性能の低下または故障につながる可能性がある。
【０００６】
従来技術の被覆膜は、かき傷および裂き傷がつきやすく、薄い被覆膜に損傷があると、全被覆を除去して交換する必要がある。もちろん、被覆膜を除去して交換する間、フォトマスクは、半導体作製に使用できない。さらに、損傷した被覆を除去して交換するのに必要とされる全般にわたるリワーク処理は、結局は、全フォトマスクの排除になることがある。さらに、上述したように、被覆膜１０は、汚染物がフォトマスク表面に達するのを防ぎ、したがって、時々は、清掃されねばならない。被覆は、通常、窒素ガンを用いて清掃される。しかし、被覆がやや脆い性質を持つために、従来技術の被覆膜は、被覆の除去および交換を必要とする清掃プロセス中に、割れるか、そうでなければ損傷を受ける傾向がある。また、窒素ガンによって除去できない欠陥もまた、膜にかき傷または裂き傷をつける恐れがあるため、機械的には除去できない。ここで再び、被覆交換プロセス中には、フォトマスクを半導体作製に使用できず、また、全フォトマスクを排除するリスクが存在する。
【発明の概要】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、透過率の不均一性および複屈折を改善された、フォトマスク上で使用する被覆を提供することによって、従来技術の短所を克服することであり、それによって、パターン忠実度が増す。
【０００８】
本発明の他の目的は、損傷をあまり受けず、したがって、容易に清掃することができる被覆を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、フォトマスク上で、容易に、除去し、清掃し、かつ再設置することができる再使用可能な被覆を提供することである。
【００１０】
当業者には、図１Ａないし図３は例示目的のものであり、そのため、一定縮尺にはなっていないことが理解されよう。
【００１１】
図２は、本発明によって構成されたフォトマスクを示す。示すように、フォトマスク２０は、マスク材料２４のパターン層が固着する実質的に透明な基板２２を備える。マスク材料２４のパターン層は、半導体ウェハ上に作成されるのに所望のパターンの一定比率のイメージを表す。上述したように、基板は溶融シリカからなり、マスク材料はクロムからなる。他の材料を使用してフォトマスクが作成されること、および、本発明が溶融シリカ基板およびクロムマスク材料を有するフォトマスクを用いる使用に限定されないことを、当業者は理解するであろう。さらに、本発明の被覆は、限定はしないが、バイナリ・マスク（上述）および位相シフトマスク（ＰＳＭ）を含む全てのタイプのフォトマスクと共に使用することができることを、当業者は理解するであろう。
【００１２】
再び図２を参照すると、フォトマスク２０はまた、パターン化されたマスク材料２４の境界(perimeter)のまわりに延在する被覆・フレームまたは被覆・リング２６を含む。好ましい実施形態において、フレーム２６は、陽極酸化アルミニウムでできているが、他の材料が同様に使用されてもよい。ひと続きのリングとして示されているが、これは、本発明の要件ではなく、フレーム２６は、圧力がエンドユーザ・サイトで確実に平衡状態になるように種々の間隙またはベントを含んでもよい。フレーム２６は、当業者によく知られているタイプの接着剤２７を用いて基板２２に固着される。
【００１３】
被覆２８は、フレーム２６の寸法に実質的に一致する大きさに作られた、平坦で、研磨された、低複屈折率の溶融シリカのスライスからなる。溶融シリカ被覆２８の１ヶ所または複数ヶ所の縁部または角部３０は、安全上の理由から、面取りされるか、または丸みをつけられてよい。溶融シリカ被覆２８の全体の厚みは変えることができ、唯一の制約は、フォトマスク・フレーム２６、接着剤２７、および被覆２８の全体の厚みが、組み立て品全体がウェハ露光システムにぴったり合うようになることである。通常、このために、組み立て品の全体の厚みは７ｍｍ以下であることが要求されるであろう。一般に、溶融シリカ被覆が厚くなればなるほど耐久性が増す。
【００１４】
溶融シリカ被覆２８は、当技術分野でよく知られており、たとえば、ＳＡＧ、アクリル、およびＳＥＢを含む接着剤を用いて、フレーム２６の上面に固着され得る。別法として、除去可能性を高めるために、溶融シリカ被覆は、その例が当技術分野で知られている、再使用可能な接着剤を用いてフレーム２６の上面に固着されてもよい。さらに、被覆２８は、静電気によってフレーム２６の上面に固定されてもよい。
【００１５】
他の実施形態において、被覆は、容易に除去し清掃することができるように、除去可能なフレーム組み立て品を用いて、フレームに固定されてもよい。たとえば、図３の断面図に示すように、陽極酸化アルミニウムでできているフレーム４２は、接着剤によって基板２２に固着され、その接着剤の該当するタイプは当技術分野でよく知られている。フレーム４２は、陽極酸化アルミニウム以外の材料でできていてもよいことを当業者は理解するであろう。好ましい実施形態において、フレーム４２は、パターン化されたマスク材料の境界全体のまわりに延在するが、フレーム４２は、連なっている必要はなく、１ヶ所または複数ヶ所の間隙を含んでもよい。フレーム４２は、基板２２の表面に平行な棚を形成する、被覆２８の外縁部の下面を受け入れるための第１受容領域４４を含む。フレーム４２はまた、プラスチックおよびテフロンを含む種々の材料で構成することができる可撓性リテーナ５０の下部突起５２を受け入れる第２受容領域すなわちデテント４６を含む。リテーナ５０の上部突起５４は、フレーム４２の第１受容領域４４の上で、かつ、被覆２８の外縁部の上面に延び、それによって、被覆２８を所定位置にしっかりと保持する。したがって、この実施形態において、接着剤が被覆をフレームに固着させる必要がない。可撓性リテーナ５０の設置および除去に役立てるために、リテーナ５０の角部は、可撓性タブ５６を含んでよい。可撓性タブ５６に上向きの力が働くと、下部突起５２が、フレーム４２の第２受容領域４６から外れる。下部突起５２がフレーム４２から外れた状態で、リテーナ５０を除去することができ、それによって、被覆２８が同様に除去される。
【００１６】
この実施形態において、フレーム４２にベントは必要ない。その理由は、圧力が、フレーム４２、被覆２８、およびリテーナ５０の間の間隙から抜けるためである。さらに、被覆をフレームに固定するのに接着剤を使用しないため、被覆を、より容易に、除去し、清掃し、かつ／または交換することができる。
【００１７】
実施形態に対して種々の変更および改良を加えることは、当業者にはすぐに明らかになるであろう。たとえば、被覆は、溶融シリカでできているのではなく、１５７ｎｍ用途にはフッ素ドープ溶融シリカでできているか、または、ＥＰＬおよびＮＧＬ用途にはＳｉ3Ｎ4でできていてもよい。したがって、本発明の精神および範囲は、広く解釈されるべきであり、添付特許請求の範囲によってのみ制限され、先の明細書によっては制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】フォトリソグラフ・プロセスでの使用のために構成された従来技術のフォトマスクの平面図である。
【図１Ｂ】フォトリソグラフ・プロセスでの使用のために構成された従来技術のフォトマスクの断面図である。
【図２】フォトリソグラフ・プロセスでの使用のための、本発明によって構成されたフォトマスクの断面図である。
【図３】除去可能なフレーム組み立て品を有する、本発明によって構成されたフォトマスクの断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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