(57)【要約】【課題】改善した減衰型の位相シフトマスク、こうした減衰型の位相シフトマスクの製造方法、およびこうした減衰型の位相シフトマスクの使用方法を提供する。【解決手段】本発明は、デバイスのハイパーＮＡリソグラフプロセスに適した減衰型の位相シフトマスクと、こうしたマスクを製作する方法と、そして、こうしたマスクを用いたハイパーＮＡリソグラフプロセスに関する。減衰型の位相シフトマスクは、リソグラフシステムの開口数の効果を考慮して製作される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフプロセスでの使用のための組込み減衰型の位相シフトマスク（１００）またはマスクブランク（５００）を設計するための方法（４００）であって、
マスクまたはマスクブランクは、ハーフトーンスタック（１２０）を備え、
マスクまたはマスクブランクは、軸外照射及び／又はハイパーＮＡに適しており、
該方法は、位相シフトマスク（１００）またはマスクブランク（５００）に関するマスク設定値を選択すること（４１０）と、
リソグラフプロセスに関するプロセスパラメータ値を選択すること（４２０）と、
像性能パラメータを選択すること（４３０）と、
選択したマスク設定値を用いて、空間像シミュレーションを実施し、空間像シミュレーションから、像性能パラメータに関して対応する値を導出すること（４４０）と、
導出した像性能パラメータ値を、予め定めた像性能パラメータ基準値に関して評価すること（４５０）と、
前記導出した像性能パラメータが像性能パラメータ基準値を満足しない場合、導出した像性能パラメータに基づいてマスク設定値を調整すること（４６０）と、前記シミュレーションおよび前記評価することを繰り返すことと、
を含み、
プロセスパラメータ値を選択することは、１に等しい又はそれより大きい開口数を少なくとも含むプロセスパラメータを選択することを含み、
空間像シミュレーションを実施することは、１に等しい又はそれより大きい開口数を少なくとも含む選択したプロセスパラメータ値を用いて空間像シミュレーションを実施することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
像性能パラメータは、レジストでの像コントラスト、焦点深度、露光ラチチュード、マスクの偏光効果、マスクエラー増大因子、または、照射器偏光に対するライン幅感度のいずれかである請求項１記載の方法。
【請求項３】
位相シフトマスク（１００）またはマスクブランク（５００）に関する設定値を選択すること（４１０）は、ハーフトーンスタック（１２０）の材料のタイプおよび数を選択することを含む請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ハーフトーンスタックの材料のタイプおよび数を選択することは、吸収体材料（１３０）および位相シフト材料（１４０）を選択することを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
吸収体材料（１３０）は、金属、好ましくは、クロムまたはタンタルであり、
位相シフト材料（１４０）は、誘電体、好ましくは、酸化シリコンまたは酸窒化シリコンである請求項４記載の方法。
【請求項６】
位相シフトマスクまたはマスクブランクに関するマスク設定値を選択すること（４１０）は、少なくとも１２％の最大露光ラチチュードを提供するために、吸収体材料（１３０）及び／又は位相シフト材料（１４０）の厚さを選択することをさらに含む請求項３，４または５記載の方法。
【請求項７】
マスク設定値を調整すること（４６０）は、吸収体材料（１３０）及び／又は位相シフト材料（１４０）の選択した厚さを調整することを含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
透明基板（１１０）とハーフトーンスタック（１２０）を備えた、組込み減衰型の位相シフトマスク（１００）であって、
ハーフトーンスタック（１２０）は、吸収体材料（１３０）と位相シフト材料（１４０）とを備え、あるいはこれらで構成され、
吸収体材料の厚さおよび位相シフト材料の厚さは、軸外照射を考慮して決定され、
吸収体材料の厚さおよび位相シフト材料の厚さは、１と等しい又はそれより大きい開口数を更に考慮して決定されていることを特徴とする位相シフトマスク。
【請求項９】
ハーフトーンスタック（１２０）は、吸収体材料（１３０）層と位相シフト材料（１４０）層からなる二層膜スタックとして構成される請求項８記載の位相シフトマスク。
【請求項１０】
ハーフトーンスタック（１２０）は、吸収体材料（１３０）と位相シフト材料（１４０）の交互シーケンスからなる多層スタックとして構成される請求項８記載の位相シフトマスク。
【請求項１１】
吸収体材料（１３０）は、金属、好ましくは、クロムまたはタンタルであり、
位相シフト材料（１４０）は、誘電体、好ましくは、酸化シリコンまたは酸窒化シリコンである請求項８〜１０のいずれかに記載の位相シフトマスク。
【請求項１２】
吸収体材料（１３０）は、２５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲、好ましくは２５ｎｍ〜３５ｎｍの範囲、より好ましくは約３０ｎｍの厚さを有するタンタルであり、
位相シフト材料（１４０）は、１３５ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲、好ましくは約１４０ｎｍの厚さを有する酸化シリコンである請求項１１記載の位相シフトマスク。
【請求項１３】
吸収体材料（１３０）は、４５ｎｍ〜７０ｎｍの範囲、好ましくは４５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲、より好ましくは約５０ｎｍの厚さを有するクロムであり、
位相シフト材料（１４０）は、９０ｎｍ〜１１０ｎｍの範囲、好ましくは約１００ｎｍの厚さを有する酸窒化シリコンである請求項１１記載の位相シフトマスク。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれかに記載の組込み減衰型の位相シフトマスクを製造するためのマスクブランク。
【請求項１５】
デバイスのリソグラフプロセス方法であって、
軸外照射と、請求項８〜１３のいずれかに記載の組込み減衰型の位相シフトマスクとを使用することを含む方法。
【請求項１６】
リソグラフプロセスは、１と等しい又はそれより大きい開口数を持つプロセスを含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
位相シフトマスク（１００）またはマスクブランク（５００）に関して選択したマスク設定値と、軸外照射を少なくとも含む、リソグラフプロセスに関して選択したプロセスパラメータ値と、選択した像性能パラメータとを受け取るための入力手段（４０９）と、
入力された、選択したマスク設定値および選択したプロセスパラメータ値を用いて、空間像シミュレーションを実施し、空間像シミュレーションから、選択した像性能パラメータに関して対応する値を導出するための処理手段（４０３）と、
導出した像性能パラメータ値を、予め定めた像性能パラメータ基準値に関して評価するための評価手段（４１２）と、
前記導出した像性能パラメータが像性能パラメータ基準値を満足しない場合、導出した像性能パラメータに基づいてマスク設定値を調整するための調整手段（４１４）とを備え、
選択したプロセスパラメータ値を受け取るための入力手段（４０９）は、１と等しい又はそれより大きい開口数を少なくとも含む選択したプロセスパラメータ値を受け取るように適合しており、
空間像シミュレーションを実施するための処理手段（４０３）は、１と等しい又はそれより大きい開口数を少なくとも含む選択したプロセスパラメータ値を用いて、空間像シミュレーションを実施するように適合していることを特徴とするプロセスシステム（４００）。
【請求項１８】
請求項１〜７のいずれかに記載の組込み減衰型の位相シフトマスク及び／又はマスクブランクを設計する方法を実行するためのコンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
請求項１８記載のコンピュータプログラム製品を保存するマシン読み取り可能なデータストレージ装置。
【請求項２０】
請求項１８記載のコンピュータプログラム製品の、ローカルエリアまたはワイドエリアの遠距離通信ネットワークでの伝送。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子デバイスのプロセス、特に、半導体プロセスにおける、デバイスのリソグラフプロセスのための方法およびシステムに関し、特に、リソグラフの減衰型(attenuated)の位相シフトマスク、これらを製作する方法、およびリソグラフの減衰型の位相シフトマスクを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフプロセスは、今日の回路および集積部品の製造において重要な特徴の１つである。リソグラフプロセスの品質は、使用するリソグラフシステムとマスクに大きく依存する。リソグラフマスクの異なるタイプは、クロム・オン・ガラスマスクなどのバイナリー(binary)マスク、交互アパーチャ位相シフトマスク（ＡＡＰＳＭ）や減衰型の位相シフトマスク（ａｔｔ．ＰＳＭ）などの位相シフトマスクが知られている。
【０００３】
バイナリーマスクの場合のように、交互位相シフトマスクは、リソグラフプロセスの際に用いる光の波長に関して透明である基板で構成される。この透明な基板の表面には、光の伝搬を阻止する不透明なエリアが形成される。しかしながら、バイナリーマスクとは異なり、全ての光透過エリアは、光の伝搬に対して同様な強度および位相で影響を与え、交互位相シフトマスク上の透過エリアは、伝搬する光の強度を維持しつつ、マスク上で、これらの透過エリアを通る光伝搬と他の透過エリアを通る光伝搬との間に１８０°位相差をもたらすように設計される。
【０００４】
マスク、即ち、不透明エリア上の特徴部は、異なる位相の透過エリアによって常に囲まれている。位相差の発生は、破壊的な干渉をもたらし、シャープな暗い像を生じさせる。交互位相シフトマスクの場合のように、減衰型の位相シフトマスクについても、マスク上の別々のエリアを通る光伝搬の間で１８０°位相差が生成される。しかしながら、減衰型の位相シフトマスクの場合は、この１８０°位相差は、透過エリアと不透明エリアとの間で生成される。
【０００５】
この点で、バイナリーの交互位相シフトマスクは、ハーフトーン材料、即ち、リソグラフプロセスの際に用いる光の波長に関して部分的に透明である材料または材料のスタックによって置き換えられる。入射光の一部は、ハーフトーン材料によって吸収され、入射光の一部は、ハーフトーン材料を通過するようになる。
【０００６】
図１は、透明基板（１１０）を含む減衰型の位相シフトマスク（１００）による、感光層（２１０）で覆われた基板（２２０）を備えたデバイス（２００）の直交露光を示す。この透明基板（１１０）の表面には、透過エリア（１３０）と吸収エリア（１２０）が存在する。吸収エリア（１２０）での光ビーム（３２０）の強度および位相は、振幅（Ａ）を時間（ｔ）の関数として示す各波状の曲線で示すように、透過エリア（１３０）での光ビーム（３１０）の強度および位相に対して変化する。
【０００７】
これらのハーフトーンエリア（１２０）を通る光の伝搬量は、ウエハ上の対応したエリアにある感光レジストを現像可能とするには不充分である。全強度を持つ光（３３０）、即ち、透過エリア（１３０）を伝搬する光と、減衰した強度および位相シフトを持つ光（３４０）、即ち、ハーフトーンエリアを伝搬する光との間の位相差の発生は、破壊的な干渉をもたらし、改善した分解能を生じさせる。
【０００８】
図１では、ハーフトーン膜を伝搬する光（３４０）の減衰した負の振幅を、透過エリア（１３０）を伝搬する光（３３０）の実質的に影響されない正の振幅と比較して図示している。こうしたハーフトーン薄膜は、二層膜、例えば、クロム（Ｃｒ）と酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、タンタル（Ｔａ）と二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、または単層のモリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）やモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２）などで製作できる。
【０００９】
これらのハーフトーン層は、製造の複雑さおよびハーフトーン特徴部の傾斜プロファイルの形成を低減するために、可能な限り薄くすべきである。現時点では、モリブデンシリコンが、好ましいハーフトーン材料である。必要な減衰と位相シフトを提供する吸収エリア（１２０）を形成するのに、単層の材料の処理を必要とするだけであるからである。
【００１０】
米国出願第５８６９２１２号は、減衰型の位相シフトマスクの製造方法を開示する。
【００１１】
スケール縮小技術により、マスク上の特徴部はより小さな寸法を有する。マスクを伝搬する光はより回折するようになり、リソグラフツールのレンズ系によって集められる光が少なくなり、得られる分解能は減少する。光学リソグラフの分解能を改善するために、高い開口数（ＮＡ）を持つリソグラフシステムが開発中である。市場で入手可能な高度な乾式リソグラフシステムは、約０．９のＮＡを持つことができるが、非常に高品質のレンズ材料の費用がかかる。一方、湿式リソグラフシステムは、１以上のＮＡを提供するように開発中である。
【００１２】
こうしたリソグラフシステムは、しばしばハイパーＮＡシステムと呼ばれる。湿式リソグラフは、浸漬リソグラフとしてよく知られており、１より大きな屈折率を有する液体が、レンズ系と、露光すべき基板との間に存在する。この浸漬液体の存在は、光がより大きな角度で露光基板に衝突できるため、システムの分解能をさらに改善するようになる。
【００１３】
ハイパーＮＡリソグラフにおいて最新の減衰型の位相シフトマスクを用いる不具合は、これらのマスクは、高度な技術に必要となる品質を持つ印刷像を提供しない点である。石英基板上の最新の減衰型のハーフトーン材料について下記（表１）で示すように、開口数が増加すると、レジストでの像コントラストが減少する。
【００１４】
パラメータの像コントラストは、リソグラフシステムにより、フォトレジストで覆われた基板にマスクパターンを投影することで得られる、像の最大強度と最小強度の合計に対する最大強度と最小強度の差の比率として定義される像の測定基準である。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
【特許文献１】米国出願第５８６９２１２号
【特許文献２】国際出願第ＷＯ２００５／０９０９３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従って、例えば、高い開口数またはハイパー開口数のリソグラフシステムおよび特徴部のサイズおよびピッチの関連した縮小への進展の観点から、有用な減衰型の位相シフトマスク（ａｔｔ．ＰＳＭ）を有する必要があり、このことは、関連したリソグラフプロセスのプロセス・ウインドウに強く要求されている。
【００１８】
本発明の目的は、良好な減衰型の位相シフトマスク、例えば、改善した減衰型の位相シフトマスク、こうした減衰型の位相シフトマスクの製造方法、およびこうした減衰型の位相シフトマスクの使用方法を提供することである。
【００１９】
本発明の実施形態の利点は、ハイパーＮＡリソグラフシステムにおいて、デバイスのリソグラフプロセスに関し、増加したプロセス・ウインドウを供与する位相シフトマスクを提供することである。
【００２０】
本発明の実施形態の更なる利点は、ハイパーＮＡリソグラフシステムにおいて、低減したマスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ: mask error enhancement factor）供与する位相シフトマスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的は、本発明の実施形態に係る方法およびデバイスによって達成される。
【００２２】
本発明は、リソグラフプロセスでの使用のための組込み(embedded)減衰型の位相シフトマスクまたはマスクブランクを設計するための方法に関し、
マスクまたはマスクブランクは、ハーフトーンスタック(stack)を備え、
マスクまたはマスクブランクは、軸外(off-axis)照射及び／又はハイパー開口数（ＮＡ）システムとの使用に適しており、
該方法は、位相シフトマスクまたはマスクブランクに関するマスク設定値を選択することと、
リソグラフプロセスに関するプロセスパラメータ値を選択することと、
プロセスパラメータは、少なくとも、軸外照射及び／又はハイパー開口数（ＮＡ）システムとの使用を含むものであり、
像性能パラメータを選択することと、
選択したマスク設定値および選択したプロセスパラメータ値を用いて、空間像(aerial image)シミュレーションを実施し、空間像シミュレーションから、像性能パラメータに関して対応する値を導出することと、
導出した像性能パラメータ値を、予め定めた像性能パラメータ基準値に関して評価することと、
もし前記導出した像性能パラメータが像性能パラメータ基準値を満足しない場合、導出した像性能パラメータに基づいてマスク設定値を調整することと、前記シミュレーションおよび前記評価することを繰り返すこととを含む。
【００２３】
ハイパー開口数とは、１以上の開口数を意味する。
【００２４】
像性能パラメータは、レジストでの像コントラスト、焦点深度、露光ラチチュード、マスクの偏光(polarization)効果、マスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ）または、照射器偏光に対するライン幅感度でもよい。
【００２５】
位相シフトマスクまたはマスクブランクに関する設定値を選択することは、ハーフトーンスタックでの層数を選択することを含んでもよい。
【００２６】
位相シフトマスクまたはマスクブランクに関する設定値を選択することは、ハーフトーンスタックの材料のタイプおよび数を選択することを含んでもよい。
【００２７】
ハーフトーンスタックの材料のタイプおよび数を選択することは、吸収体材料および位相シフト材料を選択することを含んでもよい。
【００２８】
吸収体材料は、金属、好ましくは、クロムまたはタンタルでもよい。位相シフト材料は、誘電体、好ましくは、酸化シリコンまたは酸窒化シリコンでもよい。
【００２９】
位相シフトマスクまたはマスクブランクに関するマスク設定値を選択することは、少なくとも１２％の最大露光ラチチュードを提供するために、吸収体材料及び／又は位相シフト材料の厚さを選択することを含んでもよい。
【００３０】
マスク設定値を調整することは、吸収体材料及び／又は位相シフト材料の選択した厚さを調整することを含んでもよい。
【００３１】
本発明はまた、リソグラフプロセスでの使用のための組込み減衰型の位相シフトマスクまたはマスクブランクを設計するための方法に関し、
マスクまたはマスクブランクは、ハーフトーンスタック(stack)を備え、
該方法は、位相シフトマスクまたはマスクブランクに関するマスク設定値を選択することと、
該マスク設定値は、ハーフトーンスタックでの吸収体材料および位相シフト材料の層数を含み、合計層数は３と等しいか又はそれ以上であり、
リソグラフプロセスに関するプロセスパラメータ値を選択することと、
偏光度を像性能パラメータとして選択することと、
選択したマスク設定値および選択したプロセスパラメータ値を用いて、空間像シミュレーションを実施し、空間像シミュレーションから、像性能パラメータに関して対応する値を導出することと、
導出した像性能パラメータ値を、予め定めた像性能パラメータ基準値に関して評価することと、
もし前記導出した像性能パラメータが像性能パラメータ基準値を満足しない場合、導出した像性能パラメータに基づいてマスク設定値を調整することと、前記シミュレーションおよび前記評価することを繰り返すこととを含む。
【００３２】
本発明はまた、リソグラフプロセスでの使用のための組込み減衰型の位相シフトマスクまたはマスクブランクを設計するための自動化した方法に関し、
マスクまたはマスクブランクは、ハーフトーンスタック(stack)を備え、
マスクまたはマスクブランクは、軸外(off-axis)照射及び／又はハイパー開口数（ＮＡ）システムとの使用に適しており、
該方法は、位相シフトマスクまたはマスクブランクに関して選択したマスク設定値を受け取ることと、
リソグラフプロセスに関して選択したプロセスパラメータ値を受け取ることと、
プロセスパラメータは、少なくとも、軸外照射及び／又はハイパー開口数（ＮＡ）システムとの使用を含むものであり、
選択した像性能パラメータを受け取ることと、
選択したマスク設定値および選択したプロセスパラメータ値を用いて、空間像シミュレーションを実施し、空間像シミュレーションから、像性能パラメータに関して対応する値を導出することと、
導出した像性能パラメータ値を、予め定めた像性能パラメータ基準値に関して自動的に評価することと、
もし前記導出した像性能パラメータが像性能パラメータ基準値を満足しない場合、導出した像性能パラメータに基づいてマスク設定値を自動的に調整することと、前記シミュレーションおよび前記評価することを繰り返すこととを含む。
【００３３】
本発明はまた、透明基板とハーフトーンスタック(stack)を備えた、組込み減衰型の位相シフトマスクに関し、
ハーフトーンスタックは、吸収体材料と位相シフト材料とを備え、あるいはこれらで構成され、
吸収体材料の厚さおよび位相シフト材料の厚さは、軸外照射を考慮して決定されている。
【００３４】
吸収体材料の厚さおよび位相シフト材料の厚さは、１と等しい又はそれより大きい開口数を更に考慮して決定してもよい。
【００３５】
ハーフトーンスタックは、吸収体材料層と位相シフト材料層からなる二層膜(bilayer)として構成してもよい。
【００３６】
ハーフトーンスタックはまた、吸収体材料と位相シフト材料の交互シーケンスからなる多層スタックとして構成してもよい。
【００３７】
吸収体材料は、金属でもよく、好ましくは、クロムまたはタンタルである。
【００３８】
位相シフト材料は、誘電体であり、好ましくは、酸化シリコンまたは酸窒化シリコンである。
【００３９】
吸収体材料は、２５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲、好ましくは２５ｎｍ〜３５ｎｍの範囲、より好ましくは約３０ｎｍの厚さを有するタンタルでもよく、位相シフト材料は、１３５ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲、好ましくは約１４０ｎｍの厚さを有する酸化シリコンでもよい。
【００４０】
吸収体材料は、４５ｎｍ〜７０ｎｍの範囲、好ましくは４５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲、より好ましくは約５０ｎｍの厚さを有するクロムでもよく、位相シフト材料は、９０ｎｍ〜１１０ｎｍの範囲、好ましくは約１００ｎｍの厚さを有する酸窒化シリコンでもよい。
【００４１】
本発明はまた、上述のような組込み減衰型の位相シフトマスクを製造するためのマスクブランクに関する。
【００４２】
組込み減衰型の位相シフトマスクは、透明基板とハーフトーンスタック(stack)を備え、
ハーフトーンスタックは、吸収体材料と位相シフト材料とを備え、あるいはこれらで構成され、
吸収体材料の厚さおよび位相シフト材料の厚さは、軸外照射を考慮して決定されている。
【００４３】
本発明は、さらに、デバイスのリソグラフプロセス方法に関し、
該方法は、上述のような軸外照射および組込み減衰型の位相シフトマスクを使用することを含む。
【００４４】
リソグラフプロセスは、１以上の開口数を持つプロセスを含む。
【００４５】
本発明はまた、プロセスシステムに関し、
該システムは、位相シフトマスクまたはマスクブランクに関して選択したマスク設定値を受け取るため、リソグラフプロセスに関して選択したプロセスパラメータ値を受け取るため、プロセスパラメータ値は、軸外照射を少なくとも含むものであり、および、選択した像性能パラメータを受け取るための入力手段と、
入力された、選択したマスク設定値および選択したプロセスパラメータ値を用いて、空間像シミュレーションを実施し、空間像シミュレーションから、選択した像性能パラメータに関して対応する値を導出するための処理手段と、
導出した像性能パラメータ値を、予め定めた像性能パラメータ基準値に従って評価するための評価手段と、
もし前記導出した像性能パラメータが像性能パラメータ基準値を満足しない場合、導出した像性能パラメータに基づいてマスク設定値を調整するための調整手段とを備える。
【００４６】
選択したプロセスパラメータ値を受け取るための入力手段は、１と等しいか又はそれ以上の開口数を少なくとも含む選択したプロセスパラメータ値を受け取るように適合していてもよく、そして、空間像シミュレーションを実施するための処理手段は、１と等しいか又はそれ以上の開口数を少なくとも含む選択したプロセスパラメータ値を用いて、空間像シミュレーションを実施するように適合していてもよい。
【００４７】
本発明はまた、上述したいずれかの設計方法に従って、組込み減衰型の位相シフトマスク及び／又はマスクブランクを設計する方法を実行するためのコンピュータプログラム製品に関する。
【００４８】
さらに本発明は、こうしたコンピュータプログラム製品を保存するマシン読み取り可能なデータストレージ装置に関し、あるいは、こうしたコンピュータプログラム製品をローカルエリアまたはワイドエリアの遠距離通信ネットワークで伝送することに関する。
【００４９】
本発明の特定かつ好ましい態様は、付随する独立および従属請求項に記述されている。従属請求項からの特徴は、独立請求項の特徴と組み合わせてもよく、他の従属請求項の特徴と、請求項で明示的に記述されるものだけでなく、適切に組み合わせてもよい。
【００５０】
本発明の上記または他の特性、特徴および利点は、本発明の原理を例示する添付図面と関連しつつ、下記の詳細な説明から明らかとなるであろう。この説明は、発明の範囲を限定することなく、単に例として用いられる。下記で引用した参照図面は、添付図面を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明は、特定の実施形態に関して一定の図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されず、請求項によってのみ限定される。記載した図面は、概略的かつ非限定的なものである。図面において、幾つかの要素のサイズは、説明目的のために誇張したり、縮尺どおり描写していないことがある。寸法および相対寸法は、本発明の実際の具体化に対応していない。
【００５２】
さらに、説明における用語、第１、第２、第３などは、類似のエレメントを区別するために用いられ、必ずしも順番や時間順を記述していない。そのように用いた用語は、適切な状況下で交換可能であり、ここで説明した本発明の実施形態は、ここで説明または図示した他の順番で動作可能であると理解すべきである。
【００５３】
請求項で用いた用語「備える、含む(comprising)」は、列挙した手段に限定されるものと解釈すべきでなく、他の要素やステップを排除するものでない。参照したように、記述した特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を特定するものと解釈され、１つ又はそれ以上の他の特徴、整数、ステップまたは構成要素、あるいはこれらのグループの存在や追加を排除するものでない。「ＡとＢとを備えるデバイス」という表現の範囲は、構成要素Ａ，Ｂだけからなるデバイスに限定されるべきでない。本発明に関して、デバイスの関連した構成要素がＡとＢであることを意味する。
【００５４】
本発明の幾つかの実施形態の詳細な説明によって、本発明を説明する。本発明の他の実施形態は、本発明の真の精神または技術的教示から逸脱することなく、当業者の知識に従って構成可能であることは明らかであり、本発明は、添付した請求項の用語によってのみ限定される。
【００５５】
本発明の実施形態を説明するために、この説明で用いたデータは、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社の空間像シミュレーションツール、Ｐｒｏｌｉｔｈバージョン９．０．１を使用して得られた。本発明の範囲から離れることなしに他のソフトウエアも使用してもよいことに留意する。
【００５６】
（表２）は、使用したリソグラフプロセスパラメータ値を列挙している。レジスト厚さは、約２．２の同じアスペクト比を実質的に維持する縮小デバイス寸法とともに減少させた。
【００５７】
（表３）は、使用したハーフトーン材料の屈折率の実部（屈折率ｎ）と虚部（消衰係数ｋ）の値を列挙している。軸外照射光源として、方位角で偏光したｃ−四重極(quadruple)（中心ｃ＝０．８９、半径ｒ＝０．０８μｍ）照射を使用した。石英基板を使用した。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
【表３】
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【００６０】
先行技術では、ハーフトーン材料の厚さは、直交した入射光を用いて決定され、透過エリアとハーフトーンまたは部分吸収エリアとの間で所望の１８０°位相差が得られるように、６％の全体透過係数を仮定している。
【００６１】
例えば、方位角で偏光した四重極照射などの軸外照射技術を用いた、ハイパーＮＡリソグラフプロセスでの使用のための減衰型の位相シフトマスクを製造するための、この先行技術の手法を用いた場合、（表４）で与えられるようなプロセス・ウインドウ（露光ラチチュード：ＥＬ、焦点深度：ＤＯＦ）が得られる。
【００６２】
このデータから、先行技術の減衰型の位相シフトマスク（ａｔｔ．ＰＳＭ）を用いた場合、プロセス・ウインドウが非常に減少することが明らかである。よって、先行技術の手法は、ハイパーＮＡリソグラフシステムでの使用に適した減衰型の位相シフトマスクを製造するため、ハーフトーン材料の厚さを決定できない。
【００６３】
【表４】
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【００６４】
本発明の第１実施形態において、好ましくは、ハイパーＮＡリソグラフプロセスでの使用のための組込み減衰型の位相シフトマスクを作成するために、組込み減衰型の位相シフトマスクまたはマスクブランクを設計する方法が開示されている。マスクブランクは、クロムなどの吸収体や時にはレジストでコートされた、例えば、ガラス、石英、合成石英などのブランクマスク基板として定義され、マスクを製作するのに使用される。マスクは、基板上の感光層に印刷すべき特徴部について、透過率及び／又は位相の変動としてコード化された情報を含む、例えば、ガラス、石英などの透明基板として定義される。
【００６５】
この方法は、こうした組込み減衰型の位相シフトマスクを用いたリソグラフプロセスの改善した性能を得るために、吸収体（１３０）材料の総厚ｔｍ、位相シフト材料（１４０）の総厚ｔｄ、吸収体および位相シフトの数を決定することができる。これらのリソグラフプロセスは、好ましくは、必要に応じて軸外照射を用いるハイパーＮＡリソグラフプロセスである。
【００６６】
本発明の実施形態に係る設計方法（４００）の例は、図２に示した下記ステップを含んでもよい。
【００６７】
第１ステップ（４１０）では、組込み減衰型の位相シフトマスクの初期のマスク設定値が用意される。これらの初期マスク設定値は、ハーフトーンスタック（１２０）の材料のタイプと数の選択を含み、例えば、減衰と位相シフトを提供する単一材料、例えば、ＭｏＳｉなど、を選択したり、あるいは減衰と位相シフトをそれぞれ提供する２つの材料、例えば、一方はＣｒ，Ｔａなどの金属、他方はＳｉＯＮ，ＳｉＯ２などの誘電体など、を選択する。
【００６８】
これらの初期マスク設定値を選択することは、これらの材料の合計厚さ、特徴部、ピッチ、孔、ライン／スペースなどの特徴部のサイズ、の初期値を選択することをさらに含む。
【００６９】
第２ステップ（４２０）では、リソグラフプロセスパラメータ値が選択される。これらのリソグラフプロセスパラメータ値は、ハイパーＮＡの値、軸外照射光源（ダイポール、四重極、環状、…）を選択することを含む。必要に応じて、マスクパターンが転写される感光材料（２１０）のタイプが選択可能である。
【００７０】
第３ステップ（４３０）では、測定基準、即ち、最適化すべきマスクに関する像性能パラメータが選択される。この像性能パラメータは、レジストでの像コントラスト、焦点深度、露光ラチチュード、マスクの偏光(polarization)効果、マスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ）または、照射器偏光に対するライン幅感度とすることができる。
【００７１】
第１ステップから第３ステップを実施するシーケンスは、本発明では限定されない。
【００７２】
第４ステップ（４４０）では、空間像シミュレーションを、例えば、感光層（２１０）のレベルで実施する。このシミュレーションから、想定される測定基準が得られる。こうした空間像シミュレーションは、例えば、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社の空間像シミュレーションツール、Ｐｒｏｌｉｔｈバージョン９．０．１を用いて行うことができる。
【００７３】
第５ステップ（４５０）では、性能が、像性能パラメータについて得られた空間像に基づいて評価される。こうした評価は、得られた像性能が予め定めた像性能レベルに達したか否かを決定することを含んでもよい。これは、例えば、プロセス・ウインドウが著しく大きいか否か、あるいはレジストでのコントラスト、焦点深度、露光ラチチュード、マスクの偏光効果、マスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ）または、照射器偏光に対するライン幅感度が、予め定めた値より小さいか大きいかを決定することを含んでもよい。
【００７４】
この判定基準に基づいて、像性能が許容されるか否かを決定する。この評価ステップは、自動化した方法で行ってもよく、例えば、アルゴリズム、ニューラルネットワークなどに基づいて行ってもよい。
【００７５】
性能がこの判定基準を満足する場合、出力ステップ（４７０）に示すように、適切な測定基準、好ましくは、最適な測定基準を提供するマスク設定値を出力することができる。もし性能がこの判定基準を満足しない場合、ステップ（４６０）に示すように、ハーフトーンスタックを決定するマスク設定値を調整してもよく、シミュレーションステップおよび評価ステップは、これらの調整した値に関して繰り返してもよい。
【００７６】
代替として、シミュレーションステップは、異なるマスク設定値、特に、ハーフトーンスタックのものに関して繰り返してもよく、相応の測定基準が得られる。そして、これらの測定基準は、マスク設定値の関数として出力することができ、調査した測定基準に関して最適な測定基準を提供するマスク設定値を決定できる。
【００７７】
対応した組込み減衰型の位相シフトマスク及び／又はマスク自体のためのマスクブランクは、これらの出力されたマスク設定値に従って製造することができる。
【００７８】
組込み減衰型の位相シフトマスクを設計するための自動化した方法の例では、初期のマスク設定値を選択するため、または初期のマスク設定値を用意するための選択ステップの代わりに、選択したマスク設定値を受け取るための受け取りステップを実施する。リソグラフプロセスパラメータ値を選択する代わりに、選択したリソグラフプロセスパラメータ値を受け取るための受け取りステップを実施する。そして、像性能パラメータを選択する代わりに、像性能パラメータを受け取るための受け取りステップを実施する。パラメータは、上記選択ステップで説明したような同じ特徴部および限定事項を含む。
【００７９】
そして、空間像シミュレーション、評価ステップおよび調整ステップは、典型的には自動化したステップである。ハーフトーンスタック（１２０）が、２つの異なる材料で構成される場合、必要に応じて、いずれの材料について得られた厚さｔｍ，ｔｄを多層膜に配置することを決定できる。これは、初期マスク設定値選択ステップの際、あるいは、単一の金属層および単一の誘電体に基づいて、厚さの最適化の後に行うことができる。
【００８０】
二層膜ハーフトーンスタックの代わりに、金属層（１３０）および誘電体層（１４０）の交互シーケンスを含む多層化したハーフトーンスタックが得られ、合計厚さは、二層膜スタックでのいずれの材料について得られた厚さｔｍ，ｔｄと実質的に等しい。得られる合計厚さの最適化の後、材料を多層膜に配置することを決定した場合、ステップ（４４０，４５０）は、更なる最適化のために、異なるマスク設定値に関して繰り返すことができる。
【００８１】
上記決定ステップは、自動化した方法、例えば、所定のアルゴリズムに従って実施してもよい。
【００８２】
組込み減衰型の位相シフトマスクのハーフトーンスタックの組成および厚さを、所望のリソグラフ性能の観点から決定する場合、高度なリソグラフプロセスのハイパーＮＡおよび軸外照射を考慮できることは好都合である。
【００８３】
減衰型の位相シフトマスク（ａｔｔ．ＰＳＭ）のハーフトーンスタックの組成を決定するための第１実施形態の方法は、０．８５に等しいか又はそれより大きいＮＡを用いたリソグラフプロセスに適用可能である。好ましくは、該方法は、１に等しいか又はそれより大きいＮＡを用いたリソグラフプロセスにおいて、減衰型の位相シフトマスク（ａｔｔ．ＰＳＭ）の設計に使用される。
【００８４】
上記方法を用いて、図３ａ〜図３ｃに示したような応答カーブが得られる。これらの図面は、０．８５〜１．３の範囲にあるＮＡ値について、先行技術で利用可能な異なるハーフトーン材料、（ａ）モリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）、（ｂ）クロム／酸窒化シリコン（Ｃｒ／ＳｉＯＮ）、（ｃ）タンタル／二酸化シリコン（Ｔａ／ＳｉＯ２）に関して、像コントラスト対吸収層の厚さを表す応答カーブを示す。開口数１．３，１．２，１．０５，０．９３，０．８５は、カーブ５０２，５０４，５０６，５０８，５１０でそれぞれ示している。
【００８５】
これらの図面から、所定のリソグラフプロセスパラメータ値とＮＡ＝１．２に関して、二層吸収体スタックでの金属層の最適化した厚さは、９９ｎｍのＳｉＯＮの場合、Ｃｒは約５０ｎｍであり、１３９ｎｍのＳｉＯ２の場合、Ｔａは約３０ｎｍであると結論付けられる。ＭｏＳｉに関して、厚さは７１ｎｍまで少し増加する。
【００８６】
図４ａ〜図４ｃは、４５ｎｍのライン／スペースを形成するハイパーＮＡリソグラフプロセスにおいて、先行技術の減衰型の位相シフトマスクを用いた場合（カーブａ）と、本発明の実施形態に係る減衰型の位相シフトマスクを用いた場合（カーブｂ）とで得られるプロセス・ウインドウ間の比較を示す。
【００８７】
図４ａは、ＥＬ〜１３％、ＤＯＦ〜０．６８μｍのプロセス・ウインドウを有し、厚さが６８ｎｍである先行技術のモリブデン・酸窒化シリコン層（カーブａ）と、ＥＬ〜１３％、ＤＯＦ〜０．６８μｍのプロセス・ウインドウを有し、厚さが７７ｎｍである本発明の実施形態に係るモリブデン・酸窒化シリコン層（カーブｂ）に関するプロセス・ウインドウを示す。
【００８８】
図４ｂは、露光ラチチュード（ＥＬ）〜１０％、焦点深度（ＤＯＦ）〜０．６２μｍのプロセス・ウインドウを有し、２５ｎｍのＣｒ／９９．２ｎｍのＳｉＯＮの先行技術のスタック（カーブａ）と、ＥＬ〜１３．２％、ＤＯＦ〜０．６８μｍのプロセス・ウインドウを有し、５０ｎｍのＣｒ／９９．２ｎｍのＳｉＯＮの厚さを有する本発明の実施形態に係るＣｒ／ＳｉＯＮスタック（カーブｂ）に関するプロセス・ウインドウを示す。
【００８９】
図４ｃは、ＥＬ〜１４％、ＤＯＦ〜０．７２μｍのプロセス・ウインドウを有し、２１ｎｍのＴａ／５０ｎｍのＳｉＯ２の先行技術のスタック（カーブａ）と、ＥＬ〜１５．２％、ＤＯＦ〜０．７４μｍのプロセス・ウインドウを有し、３０ｎｍのＴａ／５０ｎｍのＳｉＯ２の厚さを有する本発明の実施形態に係るＴａ／ＳｉＯ２スタック（カーブｂ）に関するプロセス・ウインドウを示す。
【００９０】
これらのカーブから、ハイパーＮＡリソグラフプロセスを実施する際、本発明に係る減衰型の位相シフトマスクの優位性が結論付けられる。
【００９１】
吸収エリアを、二層膜のハーフトーン材料、例えば、クロムと酸窒化物、またはタンタルと酸化物の二層膜で形成した場合、本発明に係るハーフトーン材料スタックの厚さを決定することによって、プロセス・ウインドウを改善することができる。
【００９２】
吸収エリアを、単層のハーフトーン材料、例えば、ＭｏＳｉで形成した場合、ハイパーＮＡリソグラフプロセスにおいて、プロセス・ウインドウに実質的な差が無い。しかしながら、ハイパーＮＡプロセスでの、両方のタイプの単層、即ち、先行技術と本発明に従って最適化したものに関するプロセス・ウインドウは、より低いＮＡ値、例えば、１より小さいＮＡを用いたリソグラフプロセスに関するプロセス・ウインドウと比べものにならない。
【００９３】
図５は、４５ｎｍのライン／スペースを形成するハイパーＮＡリソグラフプロセスにおいて、先行技術の減衰型の位相シフトマスク（カーブｃ：６８ｎｍのＭｏＳｉ、カーブａ：２１ｎｍのＴａ／１４４ｎｍのＳｉＯ２）を用いた場合と、本発明の実施形態に係る減衰型の位相シフトマスク（カーブｂ：３０ｎｍのＴａ／１４４ｎｍのＳｉＯ２）を用いた場合で、マスク上の特徴物での寸法（ｍａｓｋ  ＣＤ，ｎｍ）と露光ラチチュード（ＥＬ  ％）との間の関係を示す。
【００９４】
本発明に係る減衰型の位相シフトマスクは、寸法の変動に対して、ハイパーＮＡリソグラフプロセスの減少した感度を提供する。４５ｎｍの目標寸法で、改善したマスクに関して、露光ラチチュードで表されるようなプロセス・ウインドウが最大になるだけでなく、偏差する寸法について最大となり、よって目標寸法より大きく又は小さくなる。
【００９５】
下記（表５）は、図５で表した３つのマスクについてのマスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ）を列記する。ＭＥＥＦとは、対応するマスク特徴物のサイズでの単位変化当りの最終レジスト特徴物のサイズでの増加する変化を意味するもので、この場合、マスク寸法は、像形成ツールの縮小率だけ、ウエハサイズに応じて縮尺されている。それは、略称したＭＥＥＦまたはＭＥＦである。ＭＥＥＦ値が１とは、ウエハに対してマスク特徴物の線形像形成を意味する。
【００９６】
最適化した吸収体層スタック（カーブｂ）は、最小のＭＥＥＦを有する。最適化したＴａ／ＳｉＯ２のＭＥＥＦが小さくなるほど、目標寸法から偏差する寸法に関してプロセス・ウインドウがより大きくなる。
【００９７】
先行技術の単層ＭｏＳｉの減衰型の位相マスクについて、マスク上の寸法は、寸法変動を補償するように偏って(bias)いた。本発明は、改善した減衰型の位相シフトマスクのより小さなＭＥＥＦに起因して、こうした偏りの必要性を緩和している。
【００９８】
【表５】
2007179056.tif 000007
【００９９】
第２実施形態では、吸収体材料と位相シフト材料のシーケンスを備えたハーフトーンスタックを開示する。
【０１００】
第１実施形態では、図６ａで示すように、ハーフトーンを伝搬する光の減衰のかなりの部分を占める金属層と、ハーフトーンを伝搬する光の位相シフトのかなりの部分を占める誘電体層とからなるハーフトーンを開示した。
【０１０１】
誘電体材料の厚さｔｄと金属材料の厚さｔｍは、これらの前の実施形態で開示した方法に従って、最適化した。吸収体材料および位相シフト材料を単層内に設ける代わりに、吸収体材料および位相シフト材料を多層膜に配置することができる。
【０１０２】
図６ａは、こうした多層膜ハーフトーンスタックの例を示す。２つの金属層（１３０）の厚さ合計ｔｍ１＋ｔｍ２は、第１実施形態に従って最適化した単一金属層の厚さｔｍに対応しており、両方のハーフトーンスタックに関し、伝搬する光について実質的に同じ減衰が得られる。同様に、２つの誘電体層（１４０）の厚さ合計ｔｄ１＋ｔｄ２は、前の実施形態に従って最適化した単一誘電体層の厚さｔｄに対応しており、両方のハーフトーンスタックに関し、伝搬する光について実質的に同じ位相シフトが得られる。
【０１０３】
金属層（１３０）の最適厚さｔｍおよび誘電体層（１４０）の最適厚さｔｄがいったん決定されると、各材料について形成すべき層数を選択できる。
【０１０４】
こうして本発明の第２実施形態に係るハーフトーンスタックは、吸収体材料、例えば、クロムやタンタルなどの金属層からなる少なくとも１つの層と、酸化物や酸窒化物などの誘電体材料からなる少なくとも１つの層とを備える。
【０１０５】
本発明の第２実施形態に係るハーフトーンスタックはまた、吸収体材料、例えば、クロムやタンタルなどの金属層からなる少なくとも２つの層（１３０）と、酸化物や酸窒化物などの誘電体材料からなる少なくとも１つの層（１４０）とを備え、誘電体材料からなる層（１４０）は、吸収体材料からなる２つの層（１３０）の間に挟まれる。
【０１０６】
本発明に係るハーフトーンスタックはまた、吸収体材料、例えば、クロムやタンタルなどの金属層からなる少なくとも１つの層（１３０）と、酸化物や酸窒化物などの誘電体材料からなる少なくとも２つの層（１４０）とを備え、吸収体材料からなる層（１３０）は、誘電体材料からなる２つの層（１４０）の間に挟まれる。
【０１０７】
本発明に係るハーフトーンスタックはまた、吸収体材料、例えば、クロムやタンタルなどの金属層からなる複数の層（１３０）と、酸化物や酸窒化物などの誘電体材料からなる複数の層（１４０）とを備え、吸収体材料からなる層（１３０）と誘電体材料からなる層（１４０）が交互に存在している。従って、吸収体材料層（１３０）と誘電体材料層（１４０）は、交互シーケンスで配置してもよい。
【０１０８】
例として、図３ａ〜図３ｃに基づいて、所定のリソグラフプロセスパラメータ値とＮＡ＝１．２に関して、ハーフトーンスタック（１２０）での金属の最適化した厚さは、９９ｎｍのＳｉＯＮの場合、Ｃｒは約５０ｎｍであり、１４４ｎｍのＳｉＯ２の場合、Ｔａは約３０ｎｍである。ＭｏＳｉに関して、厚さは７１ｎｍまで少し増加する。
【０１０９】
このハーフトーンスタック（１２０）は、５０ｎｍのクロム単層と９９ｎｍのＳｉＯＮ単層として、２５ｎｍ厚のクロム層と４９ｎｍ厚のＳｉＯＮ層の２層の交互シーケンス、即ち、２５ｎｍのクロム／４９ｎｍのＳｉＯＮ層／２５ｎｍのクロム／４９ｎｍのＳｉＯＮ層として、あるいは、１３．３ｎｍ厚のクロム層と３３．３ｎｍ厚のＳｉＯＮ層の３層の交互シーケンス、即ち、１３．３ｎｍのクロム／３３．３ｎｍのＳｉＯＮ層／１３．３ｎｍのクロム／３３．３ｎｍのＳｉＯＮ層／１３．３ｎｍのクロムとして、構成することができる。
【０１１０】
所定のリソグラフプロセス、特に、ハイパーＮＡリソグラフツールの所定のＮＡに関して、クロム材料とＳｉＯＮ材料の合計厚さがそれぞれ５０ｎｍと９０ｎｍの最適化した厚さに等しければ、クロム層とＳｉＯＮ層のいずれの組合せも可能である。
【０１１１】
本発明の第３実施形態では、本発明の実施形態に係る組込み減衰型の位相シフトマスクを伝搬する光の偏光に関する改善した性能を開示している。こうして本発明は、第１実施形態に従って、組込み減衰型の位相シフトマスクを設計するため、または組込み減衰型の位相シフトマスク用のマスクブランクを設計するための方法、あるいは、マスクを伝搬する光の偏光に関する改善した性能に関して設計した、第２実施形態に係る組込み減衰型の位相シフトマスクに関する。後者は、例えば、レジストレベルで存在するような、光の偏光を像性能パラメータとして選択することによって得られる。
【０１１２】
組込み減衰型の位相シフトマスクまたはマスクブランクを設計する方法は、高い開口数（ＮＡ）システムまたは軸外照射を伴うシステムに特に適している必要はない。換言すると、該方法は、位相シフトマスクまたはマスクブランクに適合した軸上(on-center)照射、即ち、マスクに垂直に入射する光を発生する照射に適しており、及び／又は１より小さい開口数もしくは０．８５より小さい開口数を持つシステムであっても適している。
【０１１３】
ＭｏＳｉは、到来する光（３２０）を、ＴＭモード、即ち、光波の伝搬方向によって形成される平面である入射面内の方向で、基板（２００）の反射する表面の平面に対する法線ベクトルに、偏光することで知られている。このＴＭ偏光の光（３４０）が基板（２００）に当たると、この入射光のかなりの部分が、この基板（２００）の表面で反射するようになる。従って、到来するＴＭ電磁波で利用可能な光エネルギー全てが感光層に入るのでなく、到来するＴＭ波のエネルギーの少量が、フォトリソグラフ・パターニングプロセスに寄与することになる。
【０１１４】
例えば、Ｃｒ，Ｔａなどの金属層は、到来する光（３２０）を、ＴＥモード、即ち、入射面に対して垂直な方向に偏光することで知られている。このＴＥ偏光の光（３４０）が基板（２００）に当たると、この入射光のかなりの部分が基板中を通過して、フォトリソグラフプロセスに寄与することになる。
【０１１５】
異なる反射率の挙動および到来する光の偏光状態へのリソグラフプロセスの依存性は、光が基板に対してある角度で当たる場合、より顕著になる。軸外照射では、光は基板（２００）に対してある角度で当たるようになり、対応するリソグラフプロセスは偏光の影響をより受けることになる。従って、本発明は、軸外照射を採用するリソグラフプロセスで特に使用される。
【０１１６】
軸外照射では、アパーチャが、照射系からの光を制限して、レンズ系の光軸に対してある角度だけでレンズ系に入るようにするために使用される。軸外照射は、所定の波長での分解能を改善するために、ステッパおよびスキャナなどの高度な露光システムとともに使用される。リソグラフプロセスの光軸に関して、存在する光源の数、これらの形状および位置に依存して、例えば、ダイポール照射、四重極照射、環状照射など、各種の軸外照射技術がある。
【０１１７】
図７ａ〜図７ｂは、３つのハーフトーンスタック、（ａ）４層の１０ｎｍのＴａと４層の３５ｎｍのＳｉＯ２の交互シーケンス、（ｂ）３０ｎｍのＴａと１３９ｎｍのＳｉＯ２の二層膜、（ｃ）６８ｎｍのＭｏＳｉの単層、に関して、偏光度（ＤｏＰ）をピッチ（ｎｍ）の関数として示す。
【０１１８】
図７ａは、通過した光（３４０）の０次ピークに関するＤｏＰを示し、図７ｂは、通過した光（３４０）の１次ピークに関するＤｏＰを示す。偏光度は、到来する波のＴＭ成分およＴＥ成分に存在するエネルギーの相対比率：ＤｏＰ＝（ＴＭ−ＴＥ）／（ＴＭ＋ＴＥ）として定義される。
【０１１９】
最適化したＴａ／ＳｉＯ２のハーフトーン二層膜スタックは、前の実施形態で開示したように、特に、ハイパーＮＡリソグラフプロセスにおいて、改善したＥＬとＤＯＦを提供するが、Ｔａ／ＳｉＯ２の多層膜ハーフトーンスタックは、さらに、改善した偏光度を提供する。
【０１２０】
他の実施形態に従って、多層化した組込み減衰型の位相シフトマスクを使用した場合、ピッチへの偏光度の依存性が、０次については確実に適度なものになる。
【０１２１】
さらに、１次成分に関する偏光度は、僅かに正に維持することができる。金属層（１３０）の数および誘電体層（１４０）の数は、所定の合計の金属厚ｔｍと誘電体ｔｍについて、所定のピッチ範囲で最適なＤｏＰが得られるように選択される。最適なＤｏＰとは、−０．２〜０．２の範囲、好ましくは、−０．１〜０．１の範囲にあるＤｏＰを意味する。所定のピッチ範囲とは、３００ｎｍ超〜５０ｎｍの範囲のピッチ、好ましくは、３００ｎｍ〜５０ｎｍの範囲のピッチを意味する。
【０１２２】
下記（表６）は、（表２）のＮＡ＝１．２と４５ｎｍのライン間隔のプロセスについて最適化した二層膜および多層膜ハーフトーンスタックのリソグラフ性能を列記する。
【０１２３】
【表６】
2007179056.tif 000008
【０１２４】
本発明の第４実施形態では、マスクブランクを開示する。マスクブランクは、クロムなどの吸収体や時にはレジストでコートされた、例えば、ガラス、石英、合成石英などのブランクマスク基板として定義され、マスクを製作するのに使用される。マスクは、基板上の感光層に印刷すべき特徴部について、透過率及び／又は位相の変動としてコード化された情報を含む、例えば、ガラス、石英などの透明基板として定義される。これらのマスクブランクの組成および厚さは、この説明の他の実施形態の方法を用いて決定される。
【０１２５】
図６ａと図６ｂに示すように、本発明の実施形態に係る減衰型の位相シフトマスクの製造用のマスクブランク（５００）は、１つ又はそれ以上の層でコートされた透明基板（１１０）を備える。
【０１２６】
一実施形態に係るマスクブランク（５００）は、図６ａに示す。それは、透明基板（１１０）に接する金属層（１３０）と、金属層（１３０）に接する誘電体層（１４０）とからなる二層膜吸収体スタック（１２０）をさらに備える。
【０１２７】
他の実施形態に係るマスクブランク（５００）は、図６ｂに示す。それは、多層膜吸収体スタック（１２０）をさらに備える。図６ｂに示したマスクブランクは、金属層（１３０）／誘電体層（１４０）／金属層（１３０）／誘電体層（１４０）からなるスタックが基板（１１０）上に形成されている。
【０１２８】
より一般的には、本発明の実施形態に係る多層膜吸収体スタック（１２０）は、金属（１３０）または誘電体（１４０）の材料が用いられた、少なくとも３つの層を備える。金属層（１３０）と誘電体層（１４０）からなるこの交互スタックは、ハイパーＮＡリソグラフプロセスで使用した場合、充分なプロセス・ウインドウを提供する組込み減衰型の位相シフトマスクに必要な減衰および位相シフトを提供する。
【０１２９】
そして、本発明に係るマスクブランクは、特に、ハイパーＮＡリソグラフプロセスにおいて、改善したプロセス・ウインドウおよび性能を提供する組込み減衰型の位相シフトマスクを製造するために使用可能である。必要に応じて、追加の吸収体層（１５０）、例えば、クロムなどの金属層及び／又はレジスト層（不図示）が、誘電体層（１４０）と接して存在可能である。必要に応じて、同一の溝(trench)が、透明基板のハーフトーン特徴物のいずれの側にエッチングされる。
【０１３０】
国際出願第ＷＯ２００５／０９０９３１号は、クロム層（１１４）がハーフトーン特徴物の上部に存在する、減衰型の位相シフトマスク（ａｔｔ．ＰＳＭ）を示している。このクロム層は、選択したハーフトーン特徴物がこのクロムで部分的に覆われるようにパターン化され、これらのハーフトーン特徴物を伝搬する光の全体的な減衰を更にもたらしている。実質的に同じ深さを持つ溝（１１８）が、基板（１１０）にエッチングされて、これらの溝（１１８）の間で実質的な位相差が生じないようにしている。
【０１３１】
本発明の第５実施形態では、前の実施形態の１つ以上に係る組込み減衰型の位相シフトマスクを、デバイスのリソグラフプロセスにおいて使用している。この実施形態は、本発明の実施形態に係る組込み減衰型の位相シフトマスク（１００）を用いた、デバイスのリソグラフプロセス方法に関するものであり、これにより、吸収体材料（１３０）の合計厚さｔｍ、位相シフト材料（１４０）の合計厚さｔｄ、および吸収体層と位相シフト層の数が、本発明の実施形態に従って決定される。
【０１３２】
こうしたリソグラフプロセスは、好ましくは、基板（２２０）を用意することと、基板（２２０）の上に感光層（２１０）を形成することと、実施形態に係る減衰型の位相シフトマスク（１００）を通じて感光層（２１０）を照射することと、感光層（２１０）に照射パターンを形成することと、照射された感光層（２１０）を現像して、そこにパターンを形成することとを含む。
【０１３３】
ポジ型およびネガ型の感光層を、対応するマスクパターンとの組合せで使用してもよい。好ましくは、使用するリソグラフプロセスは、ハイパーＮＡリソグラフプロセス、例えば、浸漬リソグラフなどである。好ましくは、リソグラフプロセスは、例えば、ダイポール照射、四重極照射、環状照射など、軸外照射を採用する。
【０１３４】
第６実施形態では、本発明は、本発明に係る設計方法または作成方法の実施形態が少なくとも部分的に実施されるプロセスシステムに関するものであり、換言すると、前の実施形態のいずれかに係る減衰型の位相シフトマスクを設計または作成するための方法を実施するように適合したプロセスシステムに関する。
【０１３５】
例示のプロセスシステム４００は、図８に示す。図８は、少なくとも一形態のメモリ、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むメモリサブシステム４０５と接続された、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサ４０３を含むプロセスシステム４００の一構成を示している。少なくとも１つのディスクドライブ及び／又はＣＤ−ＲＯＭドライブ及び／又はＤＶＤドライブを有するストレージサブシステム４０７を含んでもよい。
【０１３６】
幾つかの実施例では、ディスプレイシステム、キーボードおよびポインティングデバイスが、使用者に情報の手入力を提供するユーザインタフェイスのサブシステム４０９の一部として含んでもよい。データの入出力用のポートもまた含んでもよい。図８では示していないが、例えば、ネットワーク接続、種々のデバイスとのインタフェイスなどのエレメントを含んでもよい。
【０１３７】
プロセスシステム４００の種々のエレメントは、簡単のため単一のバスとして図８に示しているが、当業者には少なくとも１つのバスのシステムを含むものと理解されるバスサブシステム４１３を経由するなど、種々の方法で接続することができる。メモリサブシステム４０５のメモリは、プロセスシステム４００上で実行されると、ここで説明した方法の実施形態のステップを実行する命令セットの一部または全部（いずれの場合も符号４１１として図示している）を時おり保持し得る。
【０１３８】
こうして図８に示したようなプロセスシステム４００は先行技術であるが、本発明の態様を実行する命令を含んだシステムは先行技術でなく、よって、図８は先行技術のラベルを付していない。
【０１３９】
プロセッサ４０３または複数のプロセッサは、汎用のものまたは特別な目的のプロセッサであってもよく、デバイス、例えば、別の機能を実施する別の構成要素を有するチップの中に組み込み用であってもよいことに留意する。
【０１４０】
こうして本発明の１つ又はそれ以上の態様は、デジタル電子回路またはコンピュータのハードウエア、ファームウエア、ソフトウエアもしくはこれらの組合せにおいて実施することができる。
【０１４１】
さらに、本発明の態様は、プログラム可能なプロセッサで実行するためのマシン読み取り可能なコードを搭載したキャリア媒体の中に有形的に埋め込まれたコンピュータプログラム製品において実行することができる。
【０１４２】
本発明の態様の方法ステップは、例えば、入力データ上で動作し、出力データを発生することによって、本発明の態様の機能を実施するための命令を実行するプログラム可能なプロセッサによって実施してもよい。
【０１４３】
従って、本発明は、コンピュータ装置上で実行した場合、本発明に係る方法のいずれかの機能性を提供するコンピュータプログラム製品を含む。
【０１４４】
さらに、本発明は、コンピュータ製品をマシン読み取り可能な形式で保存しており、コンピュータ装置上で実行した場合、本発明の方法の少なくとも１つを実行する、例えば、ＣＤ−ＲＯＭまたはディスケットなどのデータキャリアを含む。
【０１４５】
今日では、こうしたソフトウエアはダウンロード用にインターネットまたは会社のイントラネット上でしばしば提供されており、よって本発明は、本発明に係るコンピュータ製品をローカルまたはワイドエリアネットワーク上で伝送することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】（先行技術）減衰型の位相シフトマスクを通した基板の直交露光を示す概略図である。
【図２】実施形態に係る組込み減衰型の位相シフトマスクの設計方法の概要を示す。
【図３ａ】実施形態に係るハーフトーン材料、モリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）に関して、像コントラスト対吸収層の厚さを表す応答カーブを示す。
【図３ｂ】実施形態に係るハーフトーン材料、クロム／酸窒化シリコン（Ｃｒ／ＳｉＯＮ）に関して、像コントラスト対吸収層の厚さを表す応答カーブを示す。
【図３ｃ】実施形態に係るハーフトーン材料、タンタル／二酸化シリコン（Ｔａ／ＳｉＯ２）に関して、像コントラスト対吸収層の厚さを表す応答カーブを示す。
【図４ａ】実施形態に係るハーフトーン材料、モリブデンとシリコン（ＭｏＳｉ）に関して、ＮＡが１．２、ライン／スペースが４５ｎｍのときの、プロセス・ウインドウ、即ち、露光ラチチュード（ＥＬ  ％）対焦点深度（ＤＯＦ  ｎｍ）を示す。
【図４ｂ】実施形態に係るハーフトーン材料、クロムと酸窒化物（Ｃｒ／ＳｉＯＮ）に関して、ＮＡが１．２、ライン／スペースが４５ｎｍのときの、プロセス・ウインドウ、即ち、露光ラチチュード（ＥＬ  ％）対焦点深度（ＤＯＦ  ｎｍ）を示す。
【図４ｃ】実施形態に係るハーフトーン材料、タンタルと酸化物（Ｔａ／ＳｉＯ２）に関して、ＮＡが１．２、ライン／スペースが４５ｎｍのときの、プロセス・ウインドウ、即ち、露光ラチチュード（ＥＬ  ％）対焦点深度（ＤＯＦ  ｎｍ）を示す。
【図５】実施形態に係るハーフトーン材料、（ａ）２１ｎｍのタンタルと酸化物（Ｔａ／ＳｉＯ２）、（ｂ）３０ｎｍのタンタルと酸化物（Ｔａ／ＳｉＯ２）、（ｃ）６８ｎｍのモリブデンとシリコン（ＭｏＳｉ）に関して、ＮＡが１．２、目標ライン／スペースが４５ｎｍのときのプロセス・ウインドウをマスクでの寸法（Ｍａｓｋ  ＣＤ，ｎｍ）の関数として示す。
【図６ａ】実施形態に係る、二層膜ハーフトーンスタックを備えた組込み減衰型の位相シフトマスクを示す。
【図６ｂ】実施形態に係る、多層膜ハーフトーンスタックを備えた組込み減衰型の位相シフトマスクを示す。
【図７ａ】実施形態に係る異なるハーフトーンスタック、（ａ）４層の１０ｎｍのＴａと４層の３５ｎｍのＳｉＯ２の交互シーケンス、（ｂ）３０ｎｍのＴａと１３９ｎｍのＳｉＯ２の二層膜、（ｃ）６８ｎｍのＭｏＳｉの単層、を通過した光の０次成分に関して、偏光度をピッチ（ｎｍ）の関数として示す。
【図７ｂ】実施形態に係る異なるハーフトーンスタック、（ａ）４層の１０ｎｍのＴａと４層の３５ｎｍのＳｉＯ２の交互シーケンス、（ｂ）３０ｎｍのＴａと１３９ｎｍのＳｉＯ２の二層膜、（ｃ）６８ｎｍのＭｏＳｉの単層、を通過した光の１次成分に関して、偏光度をピッチ（ｎｍ）の関数として示す。
【図８】本発明に係る方法の実施形態のいずれかの少なくとも一部を実施するように適合したプロセスシステムを示す。
【符号の説明】
【０１４７】
１００  位相シフトマスク
１１０  透明基板
１２０  ハーフトーンスタック
１３０  吸収体材料
１４０  位相シフト材料
１５０  吸収体層
２００  デバイス
２１０  感光層
２２０  基板
４００  プロセスシステム
４０３  プロセッサ
４０５  メモリサブシステム
５００  マスクブランク
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【外国語明細書】
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