JP2023550464A - フォトリソグラフィで使用するための位相シフトレチクル - Google Patents

Abstract

半導体製造におけるフォトリソグラフィ工程のための位相シフトレチクルが、提供される。レチクルは、回路基板、反射性構造物、パターン定義層および位相シフタを含む。反射性構造物は、回路基板上に配置される。パターン定義層は、第１の材料を含み、反射性構造物上に堆積させられる。パターン定義層は、パターントレンチを含む。位相シフタは、第２の材料を含み、パターントレンチ内に配置される。第２の材料の透過率は、第１の材料の透過率とは異なる。【選択図】図１

Description

本開示は、概してフォトリソグラフィ工程で使用されるレチクルに関し、より詳細には、半導体製造のためのフォトリソグラフィ工程で使用するための位相シフトレチクルに関する。

集積回路および他の半導体デバイスの製造において共通して遭遇する工程ステップのうちの１つは、フォトリソグラフィである。広くは、フォトリソグラフィは、エッチングされた表面層を作成するためにパターニングされたテンプレートを使用して放射線源にウエハ表面を選択的に露光することを含む。通常は、パターニングされたテンプレートは、ウエハ上に複製されることになるパターンを含む平面ガラス板である、レチクルである。たとえば、ウエハ表面は、その上に窒化ケイ素が堆積させられ得、それに感光性液体ポリマまたはフォトレジストのコーティングが続き得る。次に、曝露光は、レチクルの表面に反射して、フォトレジストで覆われたウエハに所望のパターンを投影する。

ネガティブフォトレジストについては、ウエハが、レチクル上にパターンの正確な形状でウエハ上の修正されたフォトレジストを残して、露光されていないフォトレジストを取り除く化学媒体に後でさらされるとき、光に露光されたフォトレジストの部分は、化学的に修正され、影響を受けないままである。ポジティブフォトレジストについては、ウエハが化学媒体に後でさらされるとき、光に露光されたフォトレジストの部分は、化学的に修正され、取り除かれるが、露光されていないフォトレジストは、ウエハ上に残される。ウエハは、次いで、マスクの正確な設計においてウエハ上に窒化物パターンを残して窒化物層の露光された部分を取り除くエッチング工程を受ける。このエッチングされた層は、単独でまたは他の同様に作成された層と組み合わせて、デバイスを表し、特定の集積回路または半導体チップの「電気回路」を特徴付けるデバイス間を相互接続する。

業界動向は、より大きなウエハ上のさらに小さな線幅を必要として、より小さな、および／またはより高い論理密度を有する、チップの生産に向かっている。しかしながら、そのような開発は、パターン間の小さいピッチの問題を引き起こす。小さいピッチ、たとえば、４０ｎｍ未満のピッチ、を有する垂直相互接続アクセス（ビア）ホールを形成することを模索した方法は、生産時間の増加および処理能力の低下をもたらす、異なるビアホールのパターンをそれぞれが定義する２つまたはそれより多くのレチクルの使用を有する複数回のフォトリソグラフィ工程の実行を含む。

加えて、パターンがウエハ表面で複製され得る解像度は、フォトレジストで覆われたウエハの表面にパターンを投影するために使用される曝露光の波長に依存する。最新式のフォトリソグラフィツールは、１３．５ｎｍの波長を有する極端紫外線（ＥＵＶ）光を使用し、およそ７ｎｍ、５ｎｍ、またはそれ未満の最小形状サイズを可能にする。それにもかかわらず、フォトレジストで覆われたウエハ上に所望のパターンのより高い画像コントラストを有するために、半導体チップの製造のコストを不利に増やす、より高い照射線量（すなわち、ＥＵＶ光を生成するためのより高い電力出力）が、必要とされている。

したがって、本発明の目的は、１つの単一レチクルを使用しながらおよびフォトリソグラフィ工程を複数回繰り返さずに、相対的に小さなピッチを有する半導体チップにおいてビアホールをパターニングするための修正されたレチクルを提供することである。本発明のもう１つの目的は、位相シフトレチクルの製造に関する。

いくつかの実施形態によれば、レチクルは、回路基板、反射性構造物、パターン定義層および位相シフタを含む。反射性構造物は、回路基板上に配置される。パターン定義層は、第１の材料を含み、反射性構造物上に堆積させられる。パターン定義層は、パターントレンチを含む。位相シフタは、第２の材料を含み、パターントレンチ内に配置される。第２の材料の透過率は、第１の材料の透過率とは異なる。

いくつかの他の実施形態によれば、レチクルは、回路基板、反射性構造物、パターン定義層および位相シフタを含む。レチクルは、黒い境界領域と、黒い境界領域によって囲まれたパターン領域とを有する。反射性構造物は、回路基板上に堆積させられる。フレームトレンチは、レチクルの黒い境界領域に関連して反射性構造物において形成される。パターン定義層は、レチクルのパターン領域に関連して反射性構造物上に堆積させられ、パターン定義層において形成されたパターントレンチを有している。位相シフタは、パターントレンチにおいて堆積させられる。パターン定義層および位相シフタによって集合的に定義された、パターン領域に関連するレチクルの上表面は、平面である。

いくつかの他の実施形態によれば、レチクルを製造するための方法が、提供される。方法は、回路基板を提供することを含む。方法は、回路基板上に反射性構造物を形成することをさらに含む。方法はまた、反射性構造物上の第１の材料を含む、パターン定義層を堆積させることを含む。加えて、方法は、パターン定義層においてパターントレンチを形成することを含む。方法はさらに、パターントレンチにおいて、第２の材料を含む、位相シフタを堆積させることを含む。第２の材料の透過率は、第１の材料の透過率とは異なる。

前述の概要は、本開示に特有の革新的な特徴のうちのいくつかの理解を容易にするために提供されており、完全な記述であることは意図されていない。本開示の完全な理解は、明細書全体、特許請求の範囲、図面、および要約書を全体として理解することによって、得られ得る。

本開示は、添付の図面に関して様々な例示的実施形態の以下の説明を考慮してより完全に理解され得る。

本開示のいくつかの実施形態による薄暗いパターン定義層を有するレチクルの横断面図を示す。 本開示のいくつかの実施形態による、放射光にさらされているレチクルの概略図とレチクルから反射された後の放射光の波位相（ｉ）およびエネルギ強度（ｉｉ）を示す図とを示す。 本開示のいくつかの実施形態による垂直相互接続アクセスホールを定義するために使用されるレチクルからの放射光に露光されているネガティブトーンフォトレジストとしてのフォトリソグラフィ工程の１つの段階の概略図を示す。 本開示のいくつかの実施形態によるトレンチ線を定義するために使用されるレチクルからの放射光に露光されているネガティブトーンフォトレジストとしてのフォトリソグラフィ工程の１つの段階の概略図を示す。 本開示のいくつかの実施形態による薄暗いパターン定義層を有するレチクルの横断面図を示す。 本開示のいくつかの実施形態による、放射光にさらされている図４に示されたレチクルの概略図とレチクルから反射された後の放射光の波位相（ｉ）およびエネルギ強度（ｉｉ）を示す図とを示す。 本開示のいくつかの実施形態による薄暗いパターン定義層を有するレチクルを製造する方法の様々な段階を示す図である。 図６Ｋにおける領域Ａの拡大図を示す。 本開示のいくつかの実施形態による薄暗いパターン定義層を有するレチクルを製造する方法の様々な段階を示す図である。 図７Ｆの領域Ｂの拡大図を示す。 本開示のいくつかの実施形態による薄暗いパターン定義層を有するレチクルを製造する方法の様々な段階を示す図である。

本開示は、様々な修正形態および代替形式に適しているが、その仕様は、図面に例として示されており、詳述されることになる。しかしながら、本開示の態様を記載された特定の例示的実施形態に制限することは意図されていない、ということを理解されたい。それどころか、本開示の精神および範囲内にあるすべての修正形態、同等物、および代替を包含することを意図している。

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、単数形の「一」（「ａ」、「ａｎ」）および「その」は、内容が別段の明確な規定をしない限り、複数の指示物を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、「または」という用語は、内容が別段の明確な規定をしない限り、一般に、「および／または」を含むように用られている。

以下の詳細な記述は、異なる図面における類似の要素が、類似の参照数字で番号付けされてある、図面を参照して読まれることになる。たとえば、レチクルは、数的参照１０によって一般的にまたは集合的に参照され、文字接尾辞が後に続く数的参照１０（たとえば、１０ａ）によって個々に参照される。必ずしも原寸に比例していない、詳細な記述および図面は、例示的実施形態を描写しており、本開示の範囲を制限することを意図されてはいない。描写された例示的実施形態は、単に例示を意図されている。任意の例示的実施形態の選択された特徴は、逆のことが明確に述べられていない限り、付加的実施形態に組み込まれ得る。

図１は、本開示のいくつかの実施形態によるレチクル１０の横断面図を示す。本明細書では、レチクルという用語は、石英ブランク、フォトマスク、またはＥＵＶマスクを参照するために使用され得る。いくつかの実施形態によれば、レチクル１０は、反射型レチクルである。本明細書で示される実施形態および概念は、透過型レチクルを含むが、これに限定されない、２つの隣接パターンの間の小さなピッチを含む任意のレチクルに適用可能である、ということに留意されたい。いくつかの実施形態では、レチクルは、約１ｎｍから約１００ｎｍの波長を有する極端紫外線（ＥＵＶ）などの短い放射光で機能するフォトリソグラフィ工程において使用されるが、光（放射線）の他の波長が、本開示によって企図されている。示された実施形態では、マスク１０は、位相差マスク、たとえば減衰位相差マスク（ＡｔｔＰＳＭ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｐｈａｓｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｍａｓｋ）、である。

いくつかの実施形態では、レチクル１０は、周辺領域１０１、黒い境界領域１０２およびパターン領域１０３を定義する。レチクル１０の上方視点から見ると、パターン領域１０３は、レチクル１０の中心に位置する。パターン領域１０３は、集積回路デバイス（またはチップ）の中央領域を含むレチクル１０のエリアである。たとえば、レチクル１０は、レジスタ、コンデンサ、誘導子、ダイオード、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、横方向拡散ＭＯＳ（ＬＤＭＯＳ）トランジスタ、ハイパワーＭＯＳトランジスタ、フィン状電界効果トランジスタ（ＦｉｎＦＥＴ：ｆｉｎ－ｌｉｋｅ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、他の集積回路構成要素、またはその組合せのパターンを含む。示された実施形態では、レチクル１０は、集積回路デバイス（またはチップ）のビアホールのパターンを含む。黒い境界領域１０２は、パターン領域１０３の周りに広がり、パターン領域１０３に隣接する。黒い境界領域１０２の幅は、約２ｍｍから約３ｍｍの範囲でもよい。フレームトレンチ１９は、不必要な露光を減らすために、レチクル１０の黒い境界領域１０２において形成される。周辺領域１０１は、黒い境界領域１０２の周りに広がり、黒い境界領域１０２と回路基板１１の外縁との間に位置する。周辺領域１０１は、集積回路デバイスのパターンを含まない。本開示のいくつかの実施形態による、レチクル１０の構造的特徴については、詳しく後述する。

いくつかの実施形態では、レチクル１０は、回路基板１１、反射性構造物１２、キャッピング層１３、パターン定義層１４および吸収層１５を含む。回路基板１１は、一般に、上部表面１１１および底部表面１１２を有する長方形で形成される。上部表面１１１は、底部表面１１２の反対側であり、外側表面１１３によって底部表面１１２から間隔を空けられている。底部表面１１２は、レチクル１０の製造および処理中に基準面として使用され得る。たとえば、底部表面１１２は、露光装置１において静電チャック８によって保持され得る（図２）。いくつかの実施形態では、回路基板１１は、熱的加熱による画像歪みを最小限に抑えるために、低い係数の熱膨張を有する材料で作られている。低い係数の熱膨張材料の非制限的例には、ガラス、セラミックまたはガラスセラミックが含まれる。導電層が、静電チャッキングを目的として底部表面１１２上に形成され得る。導電層は、タンタルホウ素（ＴａＢ）または窒化クロム（ＣｒＮ）を含むことができ、適切な堆積技法を通して底部表面１１２上に形成され得る。

反射性構造物１２は、レチクル１０に投射された放射光を反射するように構成される。いくつかの実施形態では、反射性構造物１２は、回路基板１１の上部表面１１１に配置され、レチクル１０の周辺領域１０１およびパターン領域１０３内に位置する上部表面１１１の部分を覆う。いくつかの実施形態では、反射性構造物１２は、いくつかのフィルムペアを含み、各フィルムペアは、第１の層１２１と、第１の層１２１の下または上に位置する第２の層１２２とを含む。反射性構造物１２内のフィルムペアの数は、２０から８０の範囲でもよい。たとえば、反射性構造物１２は、４０フィルムペアを含む。いくつかの実施形態では、各フィルムペアの第１の層１２１および第２の層１２２は、露光波長において異なる屈折率を有する２つの異なる材料で作られている。一実施形態によれば、フィルムペアの第１の層１２１は、シリコン層であり、フィルムペアの第２の層１２２は、モリブデン層である。１つの実施形態では、フィルムペアの第１の層１２１は、ベリリウム層であり、フィルムペアの第２の層１２２は、モリブデン層である。第１の層１２１および第２の層１２２の異なる反射層は、選択された電磁放射線タイプ／波長曝露光に対する高い反射性をもたらす。

反射性構造物１２の各フィルムペアの厚さは、曝露光の波長および入射角度に基づいて、決定され得る。具体的には、第１の層１２１および第２の層１２２の厚さは、各インターフェースにおいて回析される曝露光の最大の強め合う干渉および曝露光の最小吸収がもたらされ得るように、決定される。たとえば、ＥＵＶフォトリソグラフィの目的で、第１の層１２１（たとえば、シリコン層）は、約４ｎｍの厚さを有し、第２の層１２２（たとえば、モリブデン層）は、反射性構造物１２がＥＵＶ範囲内の放射光に約７０％の反射率を示すように配置されて、約３ｎｍの厚さを有する。

キャッピング層１３は、回路基板１１とは反対側の反射性構造物１２の側面に配置され、パターン定義層１４の形成の間に基礎的反射性構造物１２を保護するように構成される。たとえば、キャッピング層１３は、パターン定義層１４とは異なるエッチング特性を示す材料から選択される。結果として、キャッピング層１３は、パターン定義層１４のパターニングまたは修理／クリーニングにおいてエッチング停止層の役割を果たす。キャッピング層１３の非制限的例には、酸化チタン（Ｔｉｏ）またはルテニウム（Ｒｕ）が含まれる。キャッピング層１３は、約２ｎｍから約４ｎｍの範囲の厚さを有する適切なフィルム堆積技法を通して反射性構造物１２上に形成され得る。

パターン定義層１４は、キャッピング層１３上に配置され、回路基板１１のパターン領域１０３内に位置するキャッピング層１３の一部分を覆う。パターン定義層１４は、半導体ウエハ上にコーティングされたフォトレジスト材料上に対応するパターンを刻印するために、レチクル１０によって反射された曝露光の画像を定義するために使用される、非常に細かいパターンを含む。たとえば、パターン定義層１４は、いくつかのパターントレンチ１７を有するようにエッチングされる。パターントレンチ１７は、パターン定義層１４を通過し、キャッピング層１３または反射性構造物１２の部分を露光し、フォトリソグラフィ工程において半導体ウエハ上にいくつかのビアホールおよび／またはトレンチ線を定義するために使用される。いくつかの実施形態では、パターン定義層１４は、半導体ウエハ上にコーティングされたフォトレジスト材料を露光するように曝露光がパターン定義層１４に作用することおよび反射構造物１２によって反射されることを可能にするように、薄暗い。本明細書では、パターン定義層１４は、曝露光に対するパターン定義層１４の透過率が０％より大きい（すなわち、パターン定義層は曝露光に対して半透明である）ということを意味する、「薄暗い」であり、いくつかの実施形態では、曝露光（たとえば、ＥＵＶ光）に対するパターン定義層１４の透過率は、５０％より大きく、１つの好ましい実施形態では、曝露光に対するパターン定義層１４の透過率は、約６０％から約７０％の範囲にある。パターン定義層１４の材料の非制限的例としては、モリブデン（Ｍｏ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、もしくはルテニウム（Ｒｕ）またはその混合物が挙げられる。

吸収層１５は、反射性構造物１２上に配置され、レチクル１０の周辺領域１０１に位置するキャッピング層１３の一部分を覆う。いくつかの実施形態では、吸収層１５は、同じ曝露光におけるパターン定義層１４の吸光度よりも大きい曝露光における吸光度を有する。たとえば、吸収層１５は、曝露光において少なくとも５０％の吸光度を有し、パターン定義層１４は、同じ曝露光において５０％未満の吸光度を有する。いくつかの実施形態では、吸収層１５の反射率は、ＥＵＶ範囲内で曝露光において約２．７％である。

吸収層１５は、パターン定義層１４の材料とは異なる材料で作られている。１つの実施形態では、吸収層１５は、本質的に無酸素のタンタル系の材料、たとえば、タンタルシリサイド系の材料（ＴａＳｉ）、窒素化ホウ化タンタル系の材料（ＴａＢＮ：ｎｉｔｒｏｇｅｎｉｚｅｄ ｔａｎｔａｌｕｍ ｂｏｒｉｄｅ－ｂａｓｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）、および窒化タンタル系の材料（ＴａＮ）を含む。別の実施形態では、吸収層１５は、タンタルおよび酸素系の材料、たとえば、酸化および窒素化タンタルおよびシリコン系の材料（ＴａＳｉＯＮ）、タンタルホウ素酸化物系の材料（ＴａＢＯ：ｔａｎｔａｌｕｍ ｂｏｒｏｎ ｏｘｉｄｅ－ｂａｓｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）、および酸化および窒素化タンタル系の材料（ＴａＯＮ）を含む。吸収層１５は、パターンなし（すなわち、半導体ウエハ上に回路パターンを形成するための特徴がない）でもよく、吸収層１５の上部表面１５１は、平面である。１つまたは複数のアラインメントマークが、吸収層１５において形成され得る。

いくつかの実施形態では、吸収層１５の上部表面１５１およびパターン定義層１４の上部表面１４１は、同じ平面に位置する。すなわち、吸収層１５およびパターン定義層１４は、反射性構造物１２に対して同じ高さを有する。いくつかの実施形態では、吸収層１５は、レチクルポッドにおけるレチクル１０の保存中にレチクル１０の支持平面の役割を果たす。上部表面１５１と同レベルを有する上部表面１４１を形成することによって、パターン定義層１４において形成される細かい特徴は、レチクルポッドの内表面との衝突による損傷から保護され得る。

いくつかの実施形態では、フレームトレンチ１９は、低い反射率を有する反射性構造物１２の下で回路基板１１を露光するために、吸収層１５、キャッピング層１３および反射性構造物１２をエッチングすることによって、形成される。半導体ウエハ上のダイが、密な間隔で配置されるとき、１つの露光ショットの画像ボーダは、隣接するダイの部分に重なることになり、ダイの縁において形成された特徴の重大な次元およびコントラストに不利に影響する。フォトリソグラフィ工程中のそのような不必要な曝露光を減らすために、黒い境界領域１０２における反射性構造物１２は、黒い境界領域１０２内のレチクル１０から曝露光が殆どまたはまったく反射されないように、取り除かれる。いくつかの実施形態では、レチクル１０の黒い境界領域１０２における反射率は、たとえば、約０．５％以下、または特に約０．０５％以下である。いくつかの実施形態では、黒い境界領域１０２は、フレーム状であり、パターン領域１０３を取り囲む。いくつかの実施形態では、フレームトレンチ１９の幅は、たとえば、約２ｍｍから約３ｍｍの範囲にある。

図２は、本開示のいくつかの実施形態による、露光装置１におけるレチクル１０の使用を有するフォトリソグラフィ工程を実行するための方法の１つの段階を示す。簡潔にするために、露光装置１において曝露光を送信するための光学は、省略される。いくつかの実施形態では、レチクル１０が、露光装置１に転写されるとき、レチクル１０は、パターン定義層１４の上部表面１４１および吸収層１５の上部表面１５１が下を向いて、露光装置１のレチクルチャック８によって、保持される。レチクル１０は、下に位置する半導体ウエハ５と平行に配置され得る。

フォトリソグラフィ工程の前に、半導体ウエハ５は、感光性材料を含むフォトレジスト層６でコーティングされ得る。フォトレジスト層６は、ポジティブトーンまたは別法としてネガティブトーンでもよい。示された実施形態では、フォトレジスト層６は、光に露光されたフォトレジストの一部分が、フォトレジスト現像薬に溶けなくなり、フォトレジストの露光されていない部分が、フォトレジスト現像薬によって溶かされる、ネガティブトーンフォトレジストである。ネガティブトーンフォトレジストの材料の非制限的例は、金属酸化物レジストである。

フォトリソグラフィ工程を実装するために、曝露光９、たとえば、ＥＵＶ光が、光源（図示せず）から生成され、レチクル１０のパターン定義層１４に投影される。曝露光９は、次いで、反射性構造物１２によって反射され、半導体ウエハ５上にコーティングされたフォトレジスト層６にレチクル１０からパターンを転写する。

具体的には、図２に示すように、パターン定義層１４の透明性質により、曝露光９の一部分は、パターン定義層１４への入射であり、パターン定義層１４の下で反射性構造物１２によって反射されて、パターン定義層１４に関連するパターンを有する反射光Ｔａを生成する。さらに、曝露光９の別の部分は、パターントレンチ１７を通過し、反射性構造物１２によって反射されて、パターン定義層１４のパターントレンチ１７に関連するパターンを有する反射光Ｔｂを生成する。

曝露光９は、パターン定義層１４を通過しながら位相変化を被ることができ、反射光Ｔａと反射光Ｔｂとの間の位相差を引き起こす。図２の図（ｉ）は、反射光Ｔａおよび反射光Ｔｂがレチクル１０を離れるときの反射光Ｔａおよび反射光Ｔｂの波位相を示す。図（ｉ）に示すように、反射光Ｔａの位相は、反射光Ｔｂの位相とは異なる。反射光Ｔａと反射光Ｔｂとの間の位相差は、パターン定義層１４における反射光Ｔａの移動距離によって異なり得る。いくつかの実施形態では、パターン定義層１４の厚さは、反射光Ｔａと反射光Ｔｂとの間の位相差が約πから約１．３πの範囲にあるように、選択される。

反射光Ｔａと反射光Ｔｂとの間の位相差で、波の干渉が生じる。結果として、図２の図（ｉｉ）に示すように、パターントレンチ１７のうちの１つに関連するフォトレジスト層６の領域６０２は、最低強度を有する光によって露光される。対照的に、パターン定義層１４に関連するフォトレジスト層６の領域６０１は、より大きな強度を有する光によって露光される。フォトレジスト層６がネガティブトーンである構成では、領域６０２で露光される曝露光の強度は、フォトレジスト層６の化学構造が変更されないように低く、したがって、その後の現像工程の後に取り除かれる。

レチクル１０のそれと類似の位相シフト現象を示すレチクルの様々な例については、後述する。後述では、図１に示されたレチクル１０の構造的特徴と類似のレチクルの構造的特徴は、簡潔にするために、繰り返されない。

図３Ａは、本開示のいくつかの実施形態によるフォトレジスト層６の垂直相互接続アクセスホールを定義するために使用されるレチクル１０ａからの放射光に露光されているネガティブトーンフォトレジストとしてのフォトリソグラフィ工程の１つの段階の概略図を示す。図中のレチクル１０ａのパターントレンチおよびフォトレジスト層６の開口部は、発明を説明するために図解されており、必ずしも実際の条件を満たすように拡大縮小されていない、ということを理解されたい。１つの実施形態では、レチクル１０ａのパターントレンチの次元は、フォトレジスト層６の開口部の次元の４倍である。いくつかの実施形態では、レチクル１０ａは、薄暗い材料で形成されたパターン定義層１４ａを有し、いくつかのパターントレンチ１７ａが、パターン定義層１４ａにおいて形成される。図３Ａの底面図から分かるように、パターントレンチ１７ａは、約６０ｎｍから約１００ｎｍの幅を有する正方形の形状を有し得る。隣同士に配置された２つのパターントレンチ１７ａの間の間隔Ｗ１は、２０ｎｍから数マイクロメートルに及ぶ。ネガティブトーンを有するフォトレジスト層６のパターントレンチ１７ａに関連するいくつかの開口部６１を形成するために、レチクル１０ａのパターンを伝える曝露光が、フォトレジスト層６に投影される。その後、フォトレジスト層６は、曝露光によって露光されていないまたはフォトレジスト層６における化学構造変化をトリガするために必要な強度より低い強度を有する光によって露光されたフォトレジスト層６の一部分を取り除くために、現像液にさらされる。

ポジティブトーンフォトレジスト上でビアホールを定義するための従来の暗視野バイナリレチクルを使用する（すなわち、パターントレンチが、レチクルのパターン領域において形成された不透明吸収材料において形成される）フォトリソグラフィ工程と比べて、図３Ａに示したフォトリソグラフィ工程は、より小さいレジストぼけを有する。１つのシミュレーション結果によれば、前者の工程は、３．５ｎｍのレジストぼけを有し、後者の工程は、２ｎｍ未満のレジストぼけを有する。したがって、小さな間隔（たとえば、４０ｎｍ未満）を有するビアホールは、単一レチクルの使用で同時に形成することさえもでき、したがって、製造時間およびコストは有意に低減される。加えて、パターン定義層１４ａの薄暗い性質により、曝露光を生成するための出力電力は、従来のバイナリレチクルと比べて、低減することができ、したがって、このフォトリソグラフィ工程のための電力需要は、低減される。さらに、図３Ａに示すフォトリソグラフィ工程は、より優れた重大な次元の均一性およびより優れたホール円形を示す。

ネガティブトーンフォトレジスト上にビアホールを定義するために従来の明視野バイナリレチクルを使用する（すなわち、ドット様の吸収構造が、レチクルのパターン領域内の反射性構造物上に形成される）フォトリソグラフィ工程と比べて、図３Ａに示すフォトリソグラフィ工程は、より優れた画像コントラストを提示する。結果として、レチクル１０ａによって形成された開口部６１は、より優れた重大な次元均一性およびより優れたホール円形を有する。加えて、図３Ａに示すフォトリソグラフィ工程は、明視野バイナリレチクルを使用するフォトリソグラフィ工程と比較して、粒子または残留物（たとえば、レチクル１０ａ上に蓄積された、図３Ａに示された粒子４）による画像欠陥を抑制するためのより優れた能力を有する。

図３Ｂは、本開示のいくつかの実施形態によるフォトレジスト層６上のトレンチ線を定義するために使用されるレチクル１０ｂからの放射光に露光されているネガティブトーンフォトレジストとしてのフォトリソグラフィ工程の１つの段階の概略図を示す。レチクル１０ｂのパターントレンチおよびフォトレジスト層６のトレンチは、発明を説明するために示されており、必ずしも実際の条件を満たすように拡大縮小されていない、ということを理解されたい。１つの実施形態では、レチクル１０ｂ上のパターントレンチの次元は、フォトレジスト層６のトレンチの次元の４倍である。いくつかの実施形態では、レチクル１０ｂは、薄暗い材料で形成されたパターン定義層１４ｂを有し、いくつかのパターントレンチ１７ｂが、パターン定義層１４ｂにおいて形成される。図３Ｂの底面図から分かるように、パターントレンチ１７ｂは、長方形の形状を有し得る。隣同士に配置された２つのパターントレンチ１７ｂの間の間隔Ｗ２は、１２ｎｍから数マイクロメートルに及ぶ。ネガティブトーンを有するフォトレジスト層６のパターントレンチ１７ｂに関連するいくつかのトレンチ６２を形成するために、レチクル１０ｂのパターンを伝える曝露光が、フォトレジスト層６上に投影される。その後、フォトレジスト層６は、曝露光によって露光されていないまたはフォトレジスト層６における化学構造変化をトリガするために必要な強度より低い強度を有する光によって露光されたフォトレジスト層６の一部分を取り除くために、現像液にさらされる。

従来のフォトリソグラフィ工程において、トレンチ線は、以下の段階によって形成される：ネガティブトーンフォトレジスト上にパターンを定義するために暗視野バイナリレチクルを使用することによって回路基板上にフォトレジスト線を形成することと、回路基板上にフォトレジスト線とは異なるエッチング特性を示すリバースマテリアルを堆積させることと、フォトレジスト線をエッチバックすること。しかしながら、前述のフォトリソグラフィ工程では、パターン線は、リバースマテリアルの堆積の間にまたは前にくずれ得る。これに反して、トレンチ線が、リバース工程を実行せずに直接形成され得るので、図３Ｂに示されたフォトリソグラフィ工程は、パターン衝突の懸念を効果的に軽減する。

ネガティブトーンフォトレジスト上にトレンチ線を定義するために従来の明視野バイナリレチクルを使用するフォトリソグラフィ工程と比べて、図３Ｂに示すフォトリソグラフィ工程は、より優れた画像コントラストを提示する。結果として、レチクル１０ｂによって形成された開口部６２は、より優れた線幅の粗さ（ＬＷＲ：ｌｉｎｅ ｗｉｄｔｈ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）および重大な次元均一性を有する。加えて、図３Ｂに示されたフォトリソグラフィ工程は、明視野バイナリレチクルを使用するフォトリソグラフィ工程と比較して、レチクル１０ｂ上に蓄積される粒子または残留物（たとえば、図３Ｂに示す粒子４）による画像欠陥を抑制するためのより優れた能力を有する。

本開示の発明者らは、反射光Ｔａ（図２）の強度が反射光Ｔｂ（図２）の強度により近いときに、反射光Ｔａおよび反射光Ｔｂの波の干渉が増幅する、ということを発見した。言い換えれば、パターントレンチ１７において堆積させられた媒体の透過率に対するパターン定義層１４の透過率の比率が大きいほど、半導体ウエハに投影されたパターンの画像コントラストはよくなる。一般に、ＥＵＶフォトリソグラフィ工程は、超真空環境で実行され、したがって、パターントレンチ１７は、ガスがない（すなわち、パターントレンチ１７において堆積させられた媒体の透過率は、ほぼ１と等しい）。パターントレンチ１７において堆積させられた媒体の透過率に対するパターン定義層１４の透過率の比率を増やすために、本開示の別の目的は、パターン定義層１４内のパターントレンチに位置する１つまたは複数の位相シフタを有するレチクルを提供し、それによって、反射光Ｔａおよび反射光Ｔｂの干渉を強めることである。

図４は、図１のレチクル１０に類似のレチクル１０ｃの横断面図を示し、レチクル１０ｃとレチクル１０との差は、パターントレンチ１７がいくつかの位相シフタ１８で満たされていることを含む。いくつかの実施形態では、レチクル１０ｃのパターン領域１０３内の反射性構造物１２の上部表面の全域は、反射性構造物１２の第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２で構成されている。図４に示すように、パターン定義層１４は、反射性構造物１２の第１の領域Ｒ１を覆う。パターン定義層１４は、反射性構造物１２の第１の領域Ｒ１上に配置され得、キャッピング層１３は、反射性構造物１２とパターン定義層１４との間に位置する。位相シフタ１８は、パターントレンチ１７内に位置し、反射性構造物１２の第２の領域Ｒ２を覆う。位相シフタ１８は、反射性構造物１２の第２の領域Ｒ２に配置され得、キャッピング層１３は、反射性構造物１２とそれぞれの位相シフタ１８との間に位置する。

いくつかの実施形態では、パターン定義層１４は、第１の材料で形成され、位相シフタ１８は、第１の材料とは異なる第２の材料で形成される。本開示のいくつかの実施形態による、第１の材料および第２の材料の例示的組合せが、表１および表２に示されている。
表1:パターン定義層14(第1の材料)および位相シフタ18(第2の材料)の材料の組合せとπの位相差を有するパターン定義層14および位相シフタ18から光が放射するときの関連パラメータ

表2:パターン定義層14(第1の材料)および位相シフタ18(第2の材料)の材料の組合せと1.2πの位相差を有するパターン定義層14および位相シフタ18から光が放射するときの関連パラメータ

表１は、パターントレンチ１７が、Ｚｒ、Ｌａ、Ｓｉ、ＣまたはＢから選択された材料を含む位相シフタ１８で満たされているとき、位相シフタ１８に対するパターン定義層１４の透過率比率が、真空に対するパターン定義層１４の透過率比率より大きい（すなわち、位相シフタ１８がパターントレンチ１７において形成されない）、ということを示している。表２は、パターントレンチ１７が、Ｌａ、Ｓｉ、ＳｉＣまたはｐＳｉから選択された材料を含む位相シフタ１８で満たされているとき、位相シフタ１８に対するパターン定義層１４の透過率比率が、真空に対するパターン定義層１４の透過率比率より大きい、ということを示している。位相シフタ１８に対するパターン定義層１４の透過率比率の増加は、レチクル１０ｃによって反射された光の波の干渉が強化されることと、画像コントラストが有意に改善されることを表す。たとえば、図５に示すように、レチクル１０ｃが、フォトリソグラフィ工程で使用されるとき、曝露光９の一部分は、パターン定義層１４への入射であり、パターン定義層１４の下で反射性構造物１２によって反射されて、パターン定義層１４に関連するパターンを有する反射光Ｔａを生成する。さらに、曝露光９の別の部分は、位相シフタ１８への入射であり、位相シフタ１８の下で反射性構造物１２によって反射されて、位相シフタ１８に関連するパターンを有する反射光Ｔｃを生成する。

曝露光９は、パターン定義層１４および位相シフタ１８を通過しながら、反射光Ｔａと反射光Ｔｃとの位相差を引き起こす、位相変化を被る。具体的には、図５の図（ｉ）は、反射光Ｔａおよび反射光Ｔｃがレチクル１０ｃを離れるときの反射光Ｔａおよび反射光Ｔｃの波位相を示し、図５の図（ｉｉ）は、半導体ウエハ５に投影された曝露光９の強度を示す。図５の図（ｉ）に示すように、反射光Ｔａの位相は、反射光Ｔｃの位相とは異なり、反射光Ｔｃの位相の振幅は、反射光Ｔａの位相の振幅より大きい。結果として、図５の図（ｉｉ）に示すように、位相シフタ１８のうちの１つに関連するフォトレジスト層６の領域６０２は、最低強度を有する光によって露光される。対照的に、パターン定義層１４に関連するフォトレジスト層６の領域６０１は、最高強度を有する光によって露光される。さらに、反射光Ｔｃの強い振幅によってもたらされて、位相シフタ１８から送信される曝露光Ｔｃは、パターン定義層１４から送信される曝露光Ｔａの強度より低い強度を示し、それは、レチクル１０ｃによって反射される光の干渉が強化され、それによって、画像コントラストが有意に改善されることを意味する。

いくつかの実施形態では、パターン定義層１４（第１の材料）と位相シフタ１８（第２の材料）との両方が、複数の要素原子によって形成された合金である。パターン定義層１４の例は、たとえば、Ｎｉ－Ａｌになり得る。たとえば、（１）第２の材料に対する第１の材料（パターン定義層）の透過率の比率が、真空の透過率に対する第１の材料の透過率の比率より大きく、（２）他の光学パラメータと他の関連パラメータとの組合せ、第１の材料および第２の材料の厚さが、約πから約１．３πに及ぶ、好ましくは１．２πの、第１の材料および第２の材料を通過する光の位相差を作ることになる限り、第２の材料（位相シフタ）としての合金の選択は、そのようになり得る。

パターン定義層は、単一の要素または合金のいずれかになり得、位相シフタもまた、単一の要素または合金になり得る。システム全体は、パターン定義層および位相シフタによる要素および合金の組合せになり得る。

表１および２はまた、いくつかの特定の組合せ、たとえば、Ｍｏ／Ｌａ、Ｍｏ／ＳｉおよびＮｂ／Ｌａにおいて、パターン定義層１４および位相シフタ１８の厚さは、５０ｎｍにほぼ等しい、ということを示す。そのような薄い厚さを有する、パターン定義層１４および位相シフタ１８はまた、陰影効果の防止およびレチクル１０ｃの光反射率の改善を容易にすることができる。すなわち、半導体ウエハの生産収率が、改善され得る。いくつかの実施形態では、パターン定義層１４および位相シフタ１８は、約４４ｎｍから約５３ｎｍの厚さを有する。

前述の利点に加えて、パターントレンチ１７における位相シフタ１８の堆積はまた、露光装置の電力消費を減らすことおよび関連コストを下げることによって、利益をもたらす。１つのシミュレーション結果によれば、パターン定義層１４が、Ｍｏで作られており、位相シフタ１８が、シリコンで作られているとき、フォトレジストを効果的に露光するための単一の露光ショットの電力は、パターントレンチ１７において堆積された位相シフタ１８を有さないレチクルと比較して、約３６．２ｍｊ／ｃｍ^２から約３５．０ｍｊ／ｃｍ^２に３％低減される。

前述の利益を利用するために、位相シフトレチクル、レチクルによって生み出される位相差は、曝露光の波長によって決定され得る、ということに留意されたい。本開示では、パターン定義層１４および位相シフタ１８から放射する光は、１πから１．３πの位相差を有し得、位相シフトレチクルの関連パラメータは、以下の表３に示される。
表3:πから1.3πの位相差を有するパターン定義層14(たとえば、モリブデン)および位相シフタ18(たとえば、ランタンまたはシリコン)から光が放射するときの関連パラメータ

図６Ａから６Ｌは、本発明の１つの実施形態による、レチクル１０ｄ（図６Ｋ）を形成するための方法を説明する一連の概略的横断面図を示す。付加的段階が、本方法の前、間、および後に提供され得、記載されたいくつかの段階は、付加的実施形態に関して置き換える、削除する、または移動することができる。方法は、一例であり、特許請求の範囲において明示的に列挙されたものを超えて本開示を制限することは意図されていない。

図６Ａを参照すると、レチクル１０ｄを形成するための方法は、順に回路基板１１上に反射性構造物１２、キャッピング層１３およびパターン定義層１４ｄを形成することを含む。パターン定義層１４ｄは、モリブデン（Ｍｏ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、または、Ｎｉ－Ａｌなどの合金から選択され得る。反射性構造物１２、キャッピング層１３およびパターン定義層１４ｄは、化学蒸着堆積（ＣＶＤ）、物理蒸着堆積（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、および／または別の適切な１つもしくは複数の工程によって、形成され得る。いくつかの実施形態では、反射性構造物１２は、交互のＭｏおよびＳｉ層を含む多層であり、ＭｏおよびＳｉ層の各ペアは、約３ｎｍの厚さを有するＭｏ層と約４ｎｍの厚さを有するＳｉ層とを有する。キャッピング層１３は、ルテニウム（Ｒｕ）、ＲｕＳｉ、またはその組合せを含み、約２ｎｍから約２０ｎｍの範囲の厚さを有する。パターン定義層１４ｄは、モリブデン（Ｍｏ）またはニオビウム（Ｎｂ）を含み、約４０ｎｍから約１３０ｎｍの範囲の厚さを有する。

図６Ａをさらに参照すると、レチクル１０ｄを形成するための方法はさらに、周辺領域１０１および黒い境界領域１０２に関連してパターン定義層１４ｄの領域をパターニングすることを含む。パターニング工程は、適切な工程、たとえばスピンオンコーティングによってパターン定義層１４ｄ上にフォトレジスト２１の層を形成することと、次いでフォトレジスト２１の層を露光および現像してフォトレジスト特徴２１０を形成することとを含み得る。フォトレジスト特徴２１０は、周辺領域１０１および黒い境界領域１０２に関連してパターン定義層１４ｄの上部表面を露光するための長方形の形状でもよい。

レチクル１０ｄを形成するための方法はさらに、エッチング工程を実行してフォトレジスト特徴２１０のパターンを下にあるパターン定義層１４ｄに転写することを含む。エッチング工程では、フォトレジスト２１によって覆いを外されたパターン定義層１４ｄの部分が、図６Ｂに示すように、そこに開口部１４０ｄを形成するために、取り除かれる。フォトレジスト２１の層は、パターン定義層１４ｄのエッチング工程の後に取り除かれ得る。

図６Ｃを参照すると、レチクル１０ｄを形成するための方法はさらに、化学蒸着堆積（ＣＶＤ）、物理蒸着堆積（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、および／または別の適切な１つもしくは複数の工程によってパターン定義層１４ｄ上に吸収材料１５０ｄを形成することを含む。吸収材料１５０ｄは、タンタルシリサイド系の材料、窒素化ホウ化タンタル系の材料、および窒化タンタル系の材料を含み得る。

図６Ｄに示すように、吸収材料１５０ｄの形成の後、除去工程が、パターン定義層１４ｄおよび開口部１４０ｄの上にある吸収材料１５０ｄの一部分を取り除いて吸収層１５を形成するために、実行される。除去工程は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）工程またはドライエッチ工程を含み得る。除去工程の後、開口部１４０ｄ内の吸収層１５およびパターン定義層１４ｄは、反射性構造物１２に対して同じ高さを有する。パターン定義層１４ｄの上部表面１４１ｄは、パターン定義層１４ｄおよび吸収層１５がレチクル１０ｄの平面の（平らな）上表面を構成するように、吸収層１５の上部表面１５１と実質的に同一表面上にある。

図６Ｅを参照すると、レチクル１０ｄを形成するための方法はさらに、パターン領域１０３に位置するパターン定義層１４ｄの一部分をパターニングすることを含む。パターニング工程は、適切な工程、たとえば、スピンオンコーティングによってパターン定義層１４ｄおよび吸収層１５上にフォトレジスト２２の層を形成することと、次いでフォトレジスト２２の層を露光および現像してフォトレジスト特徴２２０を形成することとを含み得る。フォトレジスト特徴２２０は、集積回路の層の回路パターンに従ってパターニングされ得る。いくつかの実施形態では、フォトレジスト特徴２２０は、集積回路のビアホールまたはトレンチ線に従ってパターニングされる。

レチクル１０ｄを形成するための方法はさらに、下にあるパターン定義層１４ｄにフォトレジスト特徴２２０のパターンを転写するためにエッチング工程を実行することを含む。エッチング工程では、フォトレジスト２２によって覆いを外されたパターン定義層１４ｄの部分は、図６Ｆに示すように、そこにいくつかのパターントレンチ１７ｄを形成するために、取り除かれる。フォトレジスト２２の層は、パターン定義層１４ｄのエッチング工程の後に取り除かれ得る。

パターントレンチ１７ｄの形成の後、レチクル１０ｄを形成するための方法はさらに、パターントレンチ１７ｄにおいていくつかの位相シフタを形成することを含む。いくつかの実施形態では、位相シフタは、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）工程およびエリア選択性堆積（ＡＳＤ：ａｒｅａ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程によってパターントレンチ１７ｄにおいて形成される。

具体的には、図６Ｇに示すように、ＳＡＭ工程において、阻害物質２３が、パターン定義層１４ｄおよび吸収層１５上に選択的に形成される。すなわち、阻害物質２３は、パターン定義層１４ｄの上部表面１４１ｄおよび吸収層１５の上部表面１５１を覆い、パターントレンチ１７ｄを覆いのないままにする。阻害物質２３は、パターン定義層１４ｄおよび吸収層１５上のその後の堆積を抑えることができる材料を含む。いくつかの実施形態では、阻害物質２３は、液体および／または蒸着堆積工程によって形成され得る。ＡＳＤ工程では、２つの化学物質が、パターン定義層１４ｄおよび吸収層１５上に、複数回、交互に供給される。阻害物質２３は、ＡＳＤ工程の化学物質と不活性なので、化学物質は、阻害物質２３に接合するのを妨げられる。結果として、図６Ｈに示すように、位相シフタ１８ｄは、パターントレンチ１７ｄにおいて選択的に形成され得、位相シフタの材料の薄いフィルム１８０ｄは、ＡＳＤ工程の後にパターン定義層１４ｄおよび吸収層１５上に形成され得る。その後、図６Ｉに示すように、阻害物質上の薄いフィルム１８０ｄと併せて阻害物質の形成が、取り除かれる。いくつかの実施形態では、位相シフタ１８ｄは、Ｚｒ、Ｌａ、Ｓｉ、ＣまたはＢを含む材料から選択される。

位相シフタ１８ｄの形成の後、レチクル１０ｄを形成するための方法はさらに、レチクル１０ｄの黒い境界領域１０２においてフレームトレンチ１９を形成することを含む。いくつかの実施形態では、図６Ｊに示すように、フレームトレンチ１９の形成は、適切な工程、たとえば、スピンオンコーティングによってパターン定義層１４ｄおよび吸収層１５上にフォトレジスト２４の層を形成することと、次いでフォトレジスト２４の層を露光および現像してフォトレジスト特徴２４０を形成することとを含み得る。フォトレジスト特徴２４０は、黒い境界領域１０２に位置する吸収層１５の上部表面を露光するための長方形の形状を有し得る。その後、エッチング工程は、フォトレジスト特徴２４０のパターンを下にある吸収層１５に転写するために、実行される。エッチング工程において、吸収層１５と、キャッピング層１３と、フォトレジスト２４によって覆いを外された反射性構造物１２とが、図６Ｋに示すように、そこにフレームトレンチ１９を形成するために、取り除かれる。フォトレジスト２４の層は、フレームトレンチ１９を形成するためのエッチング工程の後に取り除かれ得る。いくつかの実施形態では、反射性構造物１２が、完全に取り除かれ、回路基板１１の表面で終了する。

いくつかの実施形態では、パターン定義層１４ｄにおける開口部またはパターントレンチ１７のすべては、位相シフタ１８ｄで満たされ、パターン領域１０３内のレチクル１０ｄの上面１０５ｄは、平坦面である。本開示では、「平坦面」は、理想的な平坦面に制限されず、位相シフタ１８ｄの高さの５％以下の高さに変量を有する表面も含む。たとえば、図６Ｌに示すように、位相シフタ１８ｄのうちの１つの上部表面１８１ｄは、パターン定義層１４ｄの上部表面１４１ｄとは異なるレベルに位置する。位相シフタ１８ｄの上部表面１８１ｄは、パターン定義層１４ｄの上部表面１４１ｄより低くてもよい。位相シフタ１８ｄの上部表面１８１ｄとパターン定義層１４ｄの上部表面１４１ｄとの高さ差Ｈ１は、位相シフタ１８ｄの高さの約３％から約４％の範囲内でもよい。示された実施形態では、位相シフタ１８ｄの上部表面１８１ｄとパターン定義層１４ｄの上部表面１４１ｄとの高さ差Ｈ１は、約２ｎｍである。いくつかの実施形態では、位相シフタ１８ｄのうちの２つは、パターン定義層１４ｄの上部表面１４１ｄに対して異なる高さを有し、したがって、レチクル１０ｄの上面１０５ｄの異なる領域は、高さにおいて異なる変量を有する。

図７Ａから７Ｇは、本発明の１つの実施形態による、レチクル１０ｅ（図７Ｆ）を形成するための方法を説明する一連の概略的横断面図を示す。付加的段階が、本方法の前、間、および後に提供され得、記載されたいくつかの段階は、付加的実施形態に関して置き換える、削除する、または移動することができる。方法は、一例であり、特許請求の範囲において明示的に列挙されたものを超えて本開示を制限することは意図されていない。

図７Ａを参照すると、レチクル１０ｅを形成するための方法は、反射性構造物１２、キャッピング層１３、パターン定義層１４ｅ、吸収層１５およびその上に形成されたバッファ層２５を回路基板１１に提供することを含む。パターン定義層１４ｅは、モリブデン（Ｍｏ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、または、Ｎｉ－Ａｌなどの合金から選択され得る。吸収層１５は、パターン定義層１４ｅの周りに形成され、パターン定義層１４ｅおよびバッファ層２５が、パターニングされる。吸収層１５を形成するならびにパターン定義層１４ｅおよびバッファ層２５をパターニングするための方法は、図６Ａから６Ｆに示されたそれらの段階と類似しており、したがって、簡潔にするために、繰り返されない。

図７Ｂを参照すると、パターン定義層１４ｅおよびバッファ層２５が、パターニングされた後、レチクル１０ｅを形成するための方法は、化学蒸着堆積（ＣＶＤ）、物理蒸着堆積（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、および／または別の適切な１つもしくは複数の工程によってバッファ層２５上に位相シフタ材料１８０ｅを形成することを含む。位相シフタ材料１８０ｅは、たとえば、Ｚｒ、Ｌａ、Ｓｉ、ＣまたはＢから選択された材料を含み得る。位相シフタ材料１８０ｅの形成の後、パターン定義層１４ｅにおけるパターントレンチ１７ｅは、位相シフタ材料１８０ｅで満たされる。

その後、除去工程が、バッファ層２５およびパターントレンチ１７ｅの上にある位相シフタ材料１８０ｅの一部分を取り除いてパターントレンチ１７ｅにおいていくつかの位相シフタ１８ｅ、たとえば、Ｚｒ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｃ、Ｂまたはその合金を形成するために、実行される。いくつかの実施形態では、図７Ｃに示すように、除去工程が行われる。除去工程は、エッチング工程、ＣＭＰ工程、または、エッチング工程およびＣＭＰ工程の組合せを含み得る。いくつかの実施形態では、エッチング工程は、位相シフタ材料１８０ｅの一部分を取り除いてバッファ層２５を露光するために、実行される。エッチング工程の間に、バッファ層２５は、エッチング工程を停止するための停止層の役割を果たし得る。次いで、ＣＭＰ工程が、図７Ｄに示すように、パターントレンチ１７ｅ上のバッファ層２５および残りの位相シフタ材料１８０ｅを取り除いてパターントレンチ１７ｅにおいて位相シフタ１８ｅを形成するために、提供される。いくつかの代替実施形態では、ＣＭＰ工程が、バッファ層２５が露光されるまで、先ず実行され、次いで、エッチング工程が、パターン定義層１４ｅより上のバッファ層２５および位相シフタ材料１８０ｅを取り除くために、適用される。

位相シフタ１８ｅの形成の後、レチクル１０ｅを形成するための方法はさらに、レチクル１０ｅの黒い境界領域１０２においてフレームトレンチ１９を形成することを含む。フレームトレンチ１９の形成は、図７Ｅに示すように、適切な工程、たとえば、スピンオンコーティングによってパターン定義層１４ｅおよび吸収層１５上にフォトレジスト２６の層を形成することと、次いでフォトレジスト２６の層を露光および現像してフォトレジスト特徴２６０を形成することとを含み得る。フォトレジスト特徴２６０は、黒い境界領域１０２に位置する吸収層１５の上部表面を露光するための環形状を有し得る。その後、エッチング工程が、フォトレジスト特徴２６０のパターンを下にある吸収層１５に転写するために、実行される。エッチング工程では、図７Ｆに示すように、吸収層１５、キャッピング層１３、および、フォトレジスト２６によって覆いを外された反射性構造物１２が、そこにフレームトレンチ１９を形成するために、取り除かれる。フォトレジスト２６の層は、フレームトレンチ１９を形成するためのエッチング工程の後に取り除かれ得る。別の実施形態では、反射性構造物１２は、完全に取り除かれ、回路基板１１の表面で終わる。

いくつかの実施形態では、パターン定義層１４ｅにおける開口部またはパターントレンチ１７ｅのすべては、位相シフタ１８ｅで満たされ、したがって、パターン領域１０３内のレチクル１０ｅの上面１０５ｅ全体は、平坦面である。いくつかの実施形態では、図７Ｇに示すように、位相シフタ１８ｅのうちの１つの上部表面１８１ｅおよびパターン定義層１４ｅの上部表面１４１ｅは、同レベルに位置する。すなわち、位相シフタ１８ｅの上部表面１８１ｅとパターン定義層１４ｅの上部表面１４１ｅとの高さ差は存在しない。いくつかの代替実施形態では、くぼみは、位相シフタ材料１８０ｅの除去工程の間に形成され得、したがって、位相シフタ１８ｅのうちの１つの上部表面１８１ｅは、パターン定義層１４ｅの上部表面１４１ｅより低くてもよい。位相シフタ１８ｅの上部表面１８１ｅとパターン定義層１４ｅの上部表面１４１ｅとの高さ差は、位相シフタ１８ｅの高さの約３％から約４％の範囲内でもよい。

いくつかの実施形態では、図８Ｆに示すように、レチクル１０ｆの周辺領域１０１内の吸収層１５ｆは、レチクル１０ｆのパターン領域１０３内のパターン定義層１４と同じ材料で作られている。図８Ａから８Ｆは、本発明の１つの実施形態による、レチクル１０ｆ（図８Ｆ）を形成するための方法を説明する一連の概略的横断面図を示す。付加的ステップが、方法の前、間、または後に提供され得、記載されたいくつかのステップは、付加的実施形態に関して置き換える、削除する、または移動することができる。方法は、一例であり、特許請求の範囲において明示的に列挙されたものを超えて本開示を制限することは意図されていない。

図８Ａを参照すると、レチクル１０ｆを形成するための方法は、順に回路基板１１上に反射性構造物１２、キャッピング層１３および透光性材料１４０ｆを形成することを含む。反射性構造物１２、キャッピング層１３および透光性材料１４０ｆは、化学蒸着堆積（ＣＶＤ）、物理蒸着堆積（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、および／または別の適切な１つもしくは複数の工程によって、形成され得る。いくつかの実施形態では、反射性構造物１２は、交互のＭｏおよびＳｉ層を含む多層である。キャッピング層１３は、ルテニウム（Ｒｕ）、ＲｕＳｉ、またはその組合せを含み、約２ｎｍから約２０ｎｍの範囲の厚さを有する。透光性材料１４０ｆは、モリブデン（Ｍｏ）またはニオビウム（Ｎｂ）を含み、約４０ｎｍから約１３０ｎｍの厚さを有する。

図８Ｂを参照すると、レチクル１０ｆを形成するための方法はさらに、パターン領域１０３内に位置する透光性材料１４０ｆの一部分をパターニングすることを含む。パターニング工程は、適切な工程、たとえば、スピンオンコーティングによって透光性材料１４０ｆ上にフォトレジスト２２の層を形成することと、次いでフォトレジスト２２の層を露光および現像してフォトレジスト特徴２２０を形成することとを含み得る。フォトレジスト特徴２２０は、集積回路の層の回路パターンに従ってパターニングされ得る。いくつかの実施形態では、フォトレジスト特徴２２０は、集積回路のビアホールまたはトレンチ線に従ってパターニングされる。

レチクル１０ｆを形成するための方法はさらに、フォトレジスト特徴２２０のパターンを下にある透光性材料１４０ｆに転写するためのエッチング工程を実行することを含む。エッチング工程では、図８Ｃに示すように、フォトレジスト２２によって覆いを外された透光性材料１４０ｆの部分は、その中にいくつかのパターントレンチ１７ｆを形成するために、取り除かれる。フォトレジスト２２の層は、透光性材料１４０ｆのエッチング工程の後に取り除かれ得る。

パターントレンチ１７ｆの形成の後、レチクル１０ｆを形成するための方法はさらに、図８Ｄに示すように、パターントレンチ１７ｄにおいていくつかの位相シフタ１８ｆを形成することを含む。位相シフタ１８ｆは、図６Ｇから６Ｉに示されたそれらの工程としての自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）工程およびエリア選択性堆積（ＡＳＤ）工程によって、パターントレンチ１７ｆにおいて形成され得る。別法として、位相シフタ１８ｆは、パターン定義層１４ｆ上に位相シフタ材料を堆積させることと、図７Ａから７Ｄに示されたそれらの工程としての除去工程を実行することとによって、パターントレンチ１７ｆにおいて形成され得る。

位相シフタ１８ｆの形成の後、レチクル１０ｆを形成するための方法はさらに、レチクル１０ｆの黒い境界領域１０２においてフレームトレンチ１９を形成することを含む。いくつかの実施形態では、図８Ｅに示すように、フレームトレンチ１９の形成は、適切な工程、たとえば、スピンオンコーティングによって透光性材料１４０ｆ上にフォトレジスト２４の層を形成することと、次いでフォトレジスト２４の層を露光および現像してフォトレジスト特徴２４０を形成することとを含み得る。フォトレジスト特徴２４０は、黒い境界領域１０２内に位置する透光性材料１４０ｆの上部表面を露光するための長方形の形状を有し得る。その後、エッチング工程は、フォトレジスト特徴２４０のパターンを下にある透光性材料１４０ｆに転写するために、実行される。エッチング工程では、図８Ｆに示すように、透光性材料１４０ｆ、キャッピング層１３、およびフォトレジスト２４によって覆いを外された反射性構造物１２が、そこにフレームトレンチ１９を形成するために、取り除かれる。フレームトレンチ１９の形成の後、黒い境界領域１０２内の透光性材料１４０ｆは、吸収層１５と呼ばれ、周辺領域１０１内の透光性材料１４０ｆは、パターン定義層１４ｆと呼ばれる。フォトレジスト２４の層は、フレームトレンチ１９を形成するためのエッチング工程の後に取り除かれ得、レチクル１０ｆを形成するための工程は、完了する。

本開示のいくつかの例示的実施形態についてこのように説明して、さらに他の実施形態が添付の特許請求の範囲内で行われ得るおよび使用され得る、ということが当業者には容易に理解されよう。本文書に包含される本開示の多数の利点が、前述に明記されてある。しかしながら、本開示は、多くの点で単に例示である、ということが理解されよう。詳細への変更が、本開示の範囲を超えずに、特に、部分の形状、サイズ、および配置に関して行われ得る。勿論、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲が表現されている言語において定義される。

Claims (20)

1. 回路基板、
   前記回路基板上に配置された反射性構造物、
   前記反射性構造物上に堆積させられた、第１の材料を含む、パターン定義層であって、パターントレンチを含むパターン定義層、および、
   前記パターントレンチに配置された、第２の材料を含む、位相シフタであって、前記第２の材料の透過率が、前記第１の材料の透過率とは異なる、位相シフタ
   を備える、レチクル。
2. 前記第１の材料の前記透過率および前記第２の材料の前記透過率が、ともに５０％より大きい、請求項１に記載のレチクル。
3. 前記第２の材料の透過率に対する前記第１の材料の前記透過率の比率が、約０．６２から約０．９８の範囲にある、請求項１に記載のレチクル。
4. 前記位相シフタから送信された曝露光が、前記パターン定義層から送信された前記曝露光の強度より低い強度を示すように、前記第１の材料および前記第２の材料が選択される、請求項１に記載のレチクル。
5. 前記第１の材料が、モリブデン（Ｍｏ）またはニオビウム（Ｎｂ）を含む、請求項１に記載のレチクル。
6. 前記第２の材料が、ランタン（Ｌａ）またはシリカ（Ｓｉ）を含む、請求項１に記載のレチクル。
7. 前記パターン定義層から送信された曝露光および前記位相シフタから送信された曝露光が、πから１．３πの位相差を有する、請求項１に記載のレチクル。
8. 前記パターン定義層および前記位相シフタが、曝露光を受け入れるための前記レチクルの上表面を集合的に形成し、前記上表面が、実質的に平面である、請求項１に記載のレチクル。
9. 前記パターン定義層の厚さと前記位相シフタの厚さとの差が、２ｎｍ未満である、請求項１に記載のレチクル。
10. 黒い境界領域および前記黒い境界領域によって囲まれたパターン領域を有するレチクルであって、
    回路基板と、
    前記回路基板上に堆積させられた反射性構造物であって、フレームトレンチが、前記レチクルの前記黒い境界領域に関連して前記反射性構造物において形成される、反射性構造物と、
    前記レチクルの前記パターン領域に関連して前記反射性構造物上に堆積させられた、およびパターン定義層において形成されたパターントレンチを有する、パターン定義層と、
    前記パターントレンチにおいて堆積させられた位相シフタであって、前記パターン定義層および前記位相シフタによって集合的に定義された、前記パターン領域に関連する前記レチクルの上表面が、平面である、位相シフタと
    を備える、レチクル。
11. 前記パターン定義層が、第１の材料を含み、
    前記位相シフタが、第２の材料を含み、前記第２の材料の透過率が、前記第１の材料の透過率とは異なる、請求項１０に記載のレチクル。
12. 前記位相シフタの透過率に対する前記パターン定義層の透過率の比率が、約０．６２から約０．９８の範囲にある、請求項１０に記載のレチクル。
13. 前記パターン定義層の透過率および前記位相シフタの透過率が、ともに５０％より大きい、請求項１０に記載のレチクル。
14. 前記パターン定義層から送信された曝露光および前記位相シフタから送信された曝露光が、πから１．３πの位相差を有する、請求項１０に記載のレチクル。
15. 前記パターン定義層が、約４４ｎｍから約５３ｎｍの厚さを有する、請求項１０に記載のレチクル。
16. レチクルを製造するための方法であって、
    回路基板を提供することと、
    前記回路基板上に反射性構造物を形成することと、
    前記反射性構造物上に、第１の材料を含む、パターン定義層を堆積させることと、
    前記パターン定義層においてパターントレンチを形成することと、
    前記パターントレンチ内に、前記第２の材料を含む、位相シフタを堆積させることであって、前記第２の材料の透過率が、前記第１の材料の透過率とは異なる、位相シフタを堆積させることと
    を含む、方法。
17. 前記第１の材料の前記透過率および前記第２の材料の前記透過率が、ともに５０％より大きい、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１の材料が、モリブデン（Ｍｏ）またはニオビウム（Ｎｂ）を含む、請求項１６に記載の方法。
19. 前記第２の材料が、ランタン（Ｌａ）またはシリカ（Ｓｉ）を含む、請求項１６に記載の方法。
20. 前記パターン定義層の厚さと前記位相シフタの厚さとの差が、２ｎｍ未満である、請求項１６に記載の方法。

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