CN103207516B - 光刻掩模、光刻设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光刻掩模、光刻设备和方法。光刻掩模具有基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述吸收材料具有基本上等于所述特定波长除以吸收材料的折射率的厚度。

Description

光刻掩模、光刻设备和方法
技术领域
本发明涉及一种光刻掩模、一种光刻设备和一种器件制造方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的掩模用于生成对应于所述IC的单层的电路图案，可以将该图案成像到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上所述衬底具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层。通常，单个衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。
已经逐步对光刻设备进行了改进，其已经允许以更小的分辨率将图案投影到衬底上。一种这样的改进涉及在光刻设备的投影系统和衬底之间设置液体。这提供了具有数值孔径(NA)大于1.0(例如1.35NA)的投影系统。
发明内容
当使用高数值孔径(诸如当使用浸没光刻术时)时，用于图案化辐射的掩模可能造成不期望的相位效应。具体地，掩模的形貌(即掩模的表面的不平整)可能将不期望的相位偏移引入到图案化的辐射中。这样的相位偏移可能减小了将图案投影到衬底上的精度。
期望提供例如消除或缓解无论是在此处限定或在其他处限定的现有技术的一个或更多的问题的掩模。
根据本发明的一方面，提供了一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定(例如预定的)波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述吸收材料具有基本上等于所述特定波长除以吸收材料的折射率的厚度。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述吸收材料具有的厚度等于所述辐射的波长除以吸收材料的折射率，或所述辐射的波长与吸收材料的折射率的商与所述厚度之差在所述辐射的波长与吸收材料的折射率的商的10％的第一范围内。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述吸收材料的厚度等于所述辐射的波长除以吸收材料的折射率，或所述辐射的波长与吸收材料的折射率的商与所述厚度之差在所述辐射的波长与吸收材料的折射率的商的20％的第二范围内。
在所述第一范围或第二范围内的吸收材料的厚度可以被依赖于由所述吸收材料提供给所述特定波长的辐射的所获得的图像对比度以及相位偏移特性进一步进行选择。
所述吸收材料的厚度可以被选择成用于优化由所述吸收材料提供给所述特定波长的辐射的所获得的图像对比度以及相位偏移特性。
所述吸收材料可以包括具有不同的折射率的多个材料层，所述吸收材料的折射率可以被认为是所述材料层的折射率的平均值，所述平均值考虑所述辐射束所穿过的不同材料的比例。
所述光刻掩模可以包括具有第一厚度的第一辐射吸收材料的第一图案，所述第一厚度被如上所述地确定，所述光刻掩模还包括具有第二厚度的第二辐射吸收材料的第二图案，所述第一厚度和第二厚度是不同的。
所述第一图案可以是功能性图案，所述第二图案可以是测量图案。
所述第一辐射吸收材料可以是与所述第二辐射吸收材料相同的材料。
所述特定波长可以是193nm、365nm、248nm、157nm或126nm中的一个。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻掩模，包括反射式基底，所述反射式基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至特定波长的辐射束的横截面，其中在考虑了偏移之后，所述吸收材料的厚度基本上等于所述特定波长除以两倍的所述吸收材料的折射率或是所述特定波长与两倍的所述吸收材料的折射率的商的倍数。
根据本发明的另一方面，提供了一种方法，包括步骤：提供衬底；使用照射系统提供具有特定波长的辐射束；使用掩模在辐射束的横截面中将另一图案赋予所述辐射束；和将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，其中，所述掩模包括对所述辐射束是透射性的基底，辐射吸收材料以图案形式设置至所述基底，其中所述吸收材料的厚度基本上等于所述辐射波长除以所述吸收材料的折射率。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有第二节距的多个结构，其中当使用光刻设备的投影系统进行投影时，所述吸收材料具有的厚度使得具有所述第一节距的结构和具有第二节距的结构具有基本上相等的最佳聚焦平面。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有第二节距的多个结构，其中所述吸收材料具有使得当使用光刻设备的投影系统进行投影时具有所述第一节距的结构和具有第二节距的结构将经历基本上相等的图像偏移的厚度。图像偏移是在沿着大致垂直于成像系统的光轴的方向上成像之后所述结构的图像的位移。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻掩模，包括反射式基底，所述反射式基底具有成图案的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有与第一节距相比不同的第二节距的多个结构，其中当使用光刻设备的投影系统进行投影时，所述吸收材料具有的厚度使得在对于具有第一节距的结构的最佳聚焦平面和对于具有第二节距的结构的最佳聚焦平面之间的聚焦位置差基本上对应于所述聚焦位置差随吸收材料厚度的变化的最小值。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻掩模，包括反射式基底，所述反射式基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有与第一节距相比不同的第二节距的多个结构，其中所述吸收材料具有的厚度使得在具有第一节距的结构所经历的图像偏移和具有第二节距的结构所经历的图像偏移之间的图像偏移差基本上对应于所述图像偏移差随吸收材料厚度的变化的最小值。
在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第一节距可以基本上是所述特定波长的半波长。
在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第一节距可以小于所述特定波长；在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第二节距可以大于所述特定波长。
根据本发明的另一方面，提供了一种空白掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有辐射吸收材料，所述辐射吸收材料是能够蚀刻的，以在所述辐射吸收材料中生成图案，其中所述辐射吸收材料的厚度使得在蚀刻之后，所述辐射吸收材料的厚度基本上等于所述特定波长除以所述辐射吸收材料的折射率。
根据本发明的另一方面，提供了一种空白掩模，包括反射性基底，所述反射性基底设置有辐射吸收材料，所述辐射吸收材料是能够蚀刻的，以在所述辐射吸收材料中生成图案，其中所述辐射吸收材料的厚度使得在蚀刻之后，当使用光刻设备的投影系统在特定波长进行投影时所述辐射吸收材料的厚度基本上对应于所述聚焦位置差随吸收材料厚度的变化的最小值。
辐射敏感抗蚀剂层可以设置在辐射吸收材料之上。
根据本发明的另一方面，提供了一种确定被设置至光刻掩模的辐射吸收材料的厚度的方法，所述光刻掩模包括对特定波长的辐射是基本上透射性的基底，所述基底包括所述辐射吸收材料，所述辐射吸收材料布置成形成多个结构，用于经由光刻设备的投影系统进行成像，所述方法包括：选择具有不同节距的多个结构，确定当经由所述投影系统成像时所选择的结构的最佳聚焦平面，所述最佳聚焦平面被针对于不同厚度的所述辐射吸收材料确定，和选择使当使用投影系统成像时所述多个结构具有基本上相等的最佳聚焦平面的辐射吸收材料的厚度。
根据本发明的另一方面，提供了一种确定被设置至光刻掩模的辐射吸收材料的厚度的方法，所述光刻掩模包括对特定波长的辐射是基本上透射性的基底，所述基底包括所述辐射吸收材料，所述辐射吸收材料布置成形成多个结构，用于经由光刻设备的投影系统进行成像，所述方法包括：选择具有不同节距的多个结构，确定当经由所述投影系统成像时所选择的结构的图像偏移，所述图像偏移被针对于不同厚度的所述辐射吸收材料确定，和选择使当使用投影系统成像时所述多个结构具有大致相等的图像偏移的辐射吸收材料的厚度。
根据本发明的另一方面，提供了一种确定被设置至光刻掩模的辐射吸收材料的厚度的方法，所述光刻掩模包括反射式基底，所述反射式基底包括布置成形成多个结构的所述辐射吸收材料，所述多个结构用于使用光刻设备的投影系统进行成像，所述方法包括：选择具有不同节距的多个结构，确定当使用特定波长经由所述投影系统成像时所选择的结构的最佳聚焦平面，所述最佳聚焦平面被针对于不同厚度的所述辐射吸收材料确定，和将所述辐射吸收材料的厚度选择成当使用投影系统使所述结构成像时使所选择的结构的最佳聚焦平面之间的差作为吸收材料厚度的函数的变化基本上对应于最小值的厚度。
根据本发明的另一方面，提供了一种确定被设置至光刻掩模的辐射吸收材料的厚度的方法，所述光刻掩模包括反射式基底，所述反射式基底包括布置成形成多个结构的所述辐射吸收材料，所述多个结构用于使用光刻设备的投影系统进行成像，所述方法包括：选择具有不同节距的多个结构，确定当使用特定波长经由所述投影系统成像时所选择的结构的图像偏移，所述图像偏移被针对于不同厚度的所述辐射吸收材料确定，和，将所述辐射吸收材料的厚度选择为当使用投影系统使所述结构成像时使所选择的结构的图像偏移之间的差作为吸收材料厚度的函数的变化基本上对应于最小值的厚度。
所述确定所述最佳聚焦平面的步骤或所述确定所述图像偏移的步骤可以被通过模拟使用所述投影系统对所述结构的投影来执行。
所述多个结构中的第一结构可以包括在被投影系统投影之后测量的第一节距，所述第一节距的尺寸大致是所述特定波长的半波长。
所述多个结构中的第一结构可以包括小于特定波长的节距，所述多个结构中的第二结构可以包括大于所述特定波长的节距，所述节距被在所述投影系统的投影之后测量。
所述选择所述厚度的步骤可以包括定义所述厚度的选择范围。
所述选择所述厚度的步骤还可以包括依赖于所述辐射材料对所述特定波长的辐射的相位偏移特性来选择所述吸收材料的厚度。
所述吸收材料的厚度可以被进一步选择成优化所述吸收材料的相位偏移特性。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品配置成执行根据本发明的上述方面中任一方面所述的方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻设备，包括：照射系统，所述照射系统用于调整辐射束；支撑结构，用于支撑掩模，所述掩模用于在辐射束的横截面中将另一图案赋予所述辐射束；衬底台，用于保持衬底；和投影系统，用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，其中，所述光刻设备还包括根据前述任一方面所述的掩模。
所述辐射束可以是偏振的辐射束。
所述偏振的辐射束可以具有至少两个偏振态，在第一偏振态中的强度不同于在第二偏振态中的强度。
根据本发明的另一方面，提供了一种方法，包括步骤：提供衬底；使用照射系统提供具有特定波长的辐射束；使用根据本发明的前述任一方面所述的掩模在辐射束的横截面中将另一图案赋予所述辐射束；和将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：
图1示意性地示出根据本发明一实施例的光刻设备；
图2示意性地示出根据本发明一实施例的光刻掩模的一部分；
图3是显示模拟结果的图表，该模拟将光刻设备的最佳聚焦位置作为由光刻设备使用的掩模上的吸收材料的厚度的函数进行建模；
图4是与图3的图表对应、但是模拟使用不同的吸收材料的效果的图表；
图5是与图3和4的图表对应、但是模拟使用不同的吸收材料的效果的图表；
图6是与图3-5的图表对应、但是模拟使用设置在层中的两种吸收材料的效果的图表；
图7是显示模拟结果的图表，该模拟将光刻设备的最佳聚焦位置作为根据本发明一实施例的反射性掩模的吸收材料的厚度的函数进行建模；
图8是显示最佳聚焦位置的范围如何作为吸收材料的厚度的函数变化的图表；
图9是对应于图8中显示的图表的图表，但是在该图9的图表中，模拟结果被除以辐射波长且乘以吸收材料的折射率。
具体实施方式
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有365、248、193、157或126nm的波长)以及极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm的范围内的波长，其可以例如是13.5nm或6.7nm)。
所述支撑结构保持掩模(其还可以被称作为掩模版)。支撑结构以依赖于掩模的方向、光刻设备的设计以及诸如掩模是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持掩模。所述支撑结构可以采用机械夹持、真空、或其它夹持技术，例如在真空条件下的静电夹持。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的，且可以确保掩模位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统以及反射折射型光学系统，如对于例如所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的任何术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
所述照射系统也可以包括各种类型的光学部件，包括折射型、反射型以及反射折射型光学部件，用于引导、成形、或控制辐射束，这样的部件在下文也可以被统称为或单独称为“透镜”。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的支撑结构)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
光刻设备还可以是衬底被相对高折射率的液体(例如水)浸没以便填充投影系统的最终元件和衬底之间的空间的类型。在本领域中公知，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。
图1示意性地示出根据本发明的一特定实施例的光刻设备。所述设备包括：
-照射系统(照射器)IL，用于调节辐射束PB(例如，紫外(UV)辐射)；
-支撑结构(例如支撑结构)MT，用于支撑掩模MA并与用于相对于物件PL精确地定位掩模的第一定位装置PM相连；
-衬底台(例如晶片台)WT，用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与用于相对于物件PL精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和
-投影系统(例如折射式投影透镜)PL，所述投影系统PL配置用于将由掩模MA赋予辐射束PB的图案成像到衬底W的目标部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。
如此处所示，所述设备是透射型的(例如采用透射式掩模)。可替代地，所述设备可以是反射型的(例如采用反射式掩模)。
所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整装置AM。通常，可以对所述照射器的光瞳面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL通常包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。所述照射器IL提供调节后的辐射束PB，其在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束PB入射到保持在支撑结构MT上的掩模MA上。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束PB通过投影系统PL，所述投影系统PL将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束PB的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束PB的路径精确地定位掩模MA。通常，可以通过形成所述定位装置PM和PW的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现物体台MT和WT的移动。然而，在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。
可以将所述设备用于以下优选模式中：
1.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束PB的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束PB的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影系统PL的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
当将来自掩模MA的图案使用光刻设备成像到衬底W上时，可能期望定位衬底，使得掩模的聚焦的图像形成到衬底上。然而，掩模表面的形貌(topography)可能在辐射被通过掩模形成图案时将相位差引入到辐射中(掩模表面的高度可能例如变化大约2-3纳米)。这种相位差的效应可能是第一类型的特征(例如密集的线)的图像的最佳聚焦位置位于第一平面中，第二类型的特征(例如隔离的线)的图像的最佳聚焦位置位于不同于第一平面的第二平面中。因此，可能不能将衬底定位在针对于第一和第二类型特征两者实现最佳聚焦位置的平面上。这一问题可以被称为聚焦位置差(focusdifference)。聚焦位置差可以被称为是第一平面和第二平面之间的间隔。聚焦位置差还可能发生于具有第一节距的图案特征和具有第二节距的图案特征之间。由掩模的表面的形貌造成的聚焦位置差可以被称为3D掩模效应。
术语“最佳聚焦位置”可以被解释为表示看到空间图像的最佳对比度的平面。在一些情形中，可以通过直接测量空间图像(例如使用传感器)测量最佳聚焦位置。在一些情形中，可以通过将图案多次成像到衬底上来测量最佳聚焦位置，所述衬底在每次将图案成像到其上时被定位在不同的平面中。可以针对于图案的每个图像测量图案的临界尺寸，且其可以被绘制成衬底平面位置的函数，用于生成Bossung曲线。Bossung曲线的最大值或最小值可以被看成表示图案的最佳聚焦位置。
图2示意性地示出了根据本发明一实施例的掩模MA的一部分的横截面视图。掩模MA包括基底1和吸收材料2。基底1可以例如由玻璃或任何其他适合材料形成，该材料基本上对光刻设备的辐射束PB(例如DUV辐射)是透明的。吸收材料2可以例如是硅化钼(MoSi)或任何其他适合材料，其吸收光刻设备的辐射束PB(例如DUV辐射)或吸收一部分辐射束PB。MoSi可以设置有一种或更多种的掺杂剂，其可以改变MoSi的折射率。吸收材料2没有完全覆盖基底1，而是替代地布置成图案。因此，间隙3设置在吸收材料2的区域之间。在图2中仅示出了掩模MA的一小部分。在实践中，吸收材料2和间隙3被布置成形成例如可以具有数千或数百万个特征的图案。
光刻设备的辐射束PB(参见图1)入射到掩模MA上。辐射束PB最初入射到基底1上，穿过基底1。辐射束之后入射到吸收材料2和间隙3上。入射到吸收材料2上的辐射穿过吸收材料，但是被吸收材料部分地吸收。可替代地，辐射被在吸收材料2中基本上完全吸收，基本上没有辐射透射通过吸收材料2。入射到间隙3上的辐射穿过间隙，而没有被显著地或部分地吸收。因此，掩模MA施加另一图案到辐射束PB上。
吸收材料2的厚度T基本上等于行进通过吸收材料的辐射束PB的波长(即考虑到吸收材料的折射率)。在一实施例中，辐射束PB的波长可以是193nm。因此，吸收材料2的厚度以纳米为单位可以是193/n，其中n是吸收材料的折射率。
193nm是在光刻设备中广泛使用的辐射波长。其通常用在浸没式光刻设备中，即在该设备中，诸如水等流体定位在光刻设备的投影系统PS和衬底W之间。流体可以提供具有数值孔径大于1.0(例如1.35NA)的投影系统。当使用如此高的数值孔径时，掩模MA的形貌(即在掩模表面上的不平整)可能将不被希望的相位偏移引入到图案化的辐射中，这样的相位偏移可能导致聚焦位置差。聚焦位置差可能减小由光刻设备将图案投影到衬底上的精度。当吸收材料2的厚度等于行进通过吸收材料2的辐射束的波长时，减小了或消除了聚焦位置差。这可能提供对可以将图案投影到衬底上的光刻设备精度的显著改善。
辐射行进通过吸收材料2不是必需的，对于一些吸收材料2来说，可能在所述吸收材料2中基本上吸收所有辐射。在没有任何特定理论的支持的情况下，相信吸收材料2的厚度在图案的间隙3中产生了某种类型的波导。这些波导的尺寸看上去决定了是否存在与掩模上的图案的节距相关的聚焦位置差或图像位移差(在下文进一步说明)。同理，看上去吸收材料2是否透射任何射入的辐射是较不重要的。
光刻工业中通常相信，由掩模形貌引起的不被希望的相位偏移以及由这些相位偏移引起的聚焦位置差将由于减小了掩模上吸收材料的厚度而减小尺寸。这源自不希望的相位偏移的尺寸随掩模形貌变化的尺寸增加而增加以及最佳地通过使用较薄的吸收材料层来实现被减小的掩模形貌变化的认识。然而，令人惊奇地是，并不是这种情形。替代地，由掩模形貌引起的相位偏移随着吸收材料厚度的减小而增加(如果吸收材料的厚度比辐射束的波长更小，如在传统的掩模中的情形那样)。而且，令人惊奇的是，不希望的相位偏移，随着吸收材料的厚度趋向于吸收材料中辐射束的波长，而趋向于最小值(其可以是零)。相应地，聚焦位置差也随着吸收材料的厚度趋向于吸收材料中的辐射束的波长，而趋向于最小值(其可以是零)。因此，在本发明的一实施例中，提供了一种包含具有这样的厚度的吸收材料2的掩模，所述厚度对应于在吸收材料中辐射束PB的波长。
图3是显示模拟结果的图表，该模拟结果测量了光刻设备的最佳聚焦位置如何作为掩模的吸收材料的厚度的函数而变化。术语“最佳聚焦位置”可以被解释为表示获得具有最佳对比度的空间图像所在的平面。所述模拟对由光刻设备对结构的投影进行了建模，且通过使用Hyperlith软件来执行，其是Panoramic技术公司(www.panoramictech.com)销售的。对结构通过光刻设备在一范围内的不同平面上的投影进行了模拟。这些被投影的结构的临界尺寸变化之后被确定作为平面位置的函数，用于生成Bossung曲线。对于给定的结构，Bossung曲线的最大值或最小值被用作表示所述结构的最佳聚焦位置。针对于不同厚度的掩模吸收材料重复所述模拟。
所述模拟使用193nm的辐射波长，且使用的吸收材料的折射率为1.4。图表的两个轴线示出所测量的单位为纳米。由于模拟的性质，最佳聚焦位置轴线上的零点处于任意的位置上。所述模拟被针对于具有四种不同节距的图案进行，即节距为270纳米、135纳米、112.5纳米以及90纳米。如传统的那样，节距尺寸是光刻设备的投影系统PS(参见图1)的衬底侧处的节距。与之相比，图表的水平轴线上示出的吸收材料的厚度是在投影系统PS的掩模侧上测量的。
如从图3可见，对于具有270纳米、135纳米以及112.5纳米的节距的图案来说，在吸收材料具有特定厚度时最佳聚焦位置彼此相交(由竖直的点线标记出所述相交)。这种相交表示，在吸收材料具有所述厚度时，这三种节距的聚焦位置差是零。出现所述相交的吸收材料厚度是大约130纳米。穿过吸收材料的辐射的波长是138纳米(＝193/1.4)。提供了最小化的聚焦位置差的吸收材料的厚度因此也可以在10％的辐射波长内或辐射波长与该厚度之差在辐射波长的10％以内，且可以被认为是基本上等于辐射波长。聚焦位置差中的至少一些可能由于模拟的限制引起。这些可能包括在从一组测量值提取最佳聚焦位置时的不确定性。使用曲线拟合来由多组结果拟合曲线可以改善所述模拟的结果与如使用辐射波长和吸收材料的折射率所计算得到的厚度的对应程度。
90纳米节距的图案的行为略微不同于其它节距。随着吸收材料的厚度增加，90纳米节距的最佳聚焦位置向其它节距的最佳聚焦位置靠近。然而，最佳聚焦位置不与其它最佳聚焦位置相交，因此显示出保留聚焦位置差。虽然不明白90纳米的节距线不与其它节距线相交的原因，但是它可能源自对用于生成图表的模拟的限制。
图4是显示与用于生成图3的模拟相对应的模拟的结果的图表，但吸收材料的折射率为1.9而不是1.4。如可以从图4所见，聚焦位置差以相同的方式作为吸收材料厚度的函数而表现。也就是，聚焦位置差随着吸收材料的厚度增加而减小，在节距为270纳米、135纳米以及112.5纳米的线相互相交的情况下，聚焦位置差经过最小值(所述相交是由竖直的点线来标记)。这在吸收材料具有大约100纳米的厚度时发生。穿过吸收材料的辐射波长是102纳米(＝193/1.9)。因此，提供最小化的聚焦位置差的吸收材料的厚度最好在10％的辐射波长内或辐射波长与该厚度之差在辐射波长的10％以内，且可以认为是基本上等于辐射波长。再者，使用曲线拟合由多组结果拟合曲线可以改善模拟的结果与使用辐射波长和吸收材料的折射率所计算得到的厚度相对应的程度。
90纳米的节距图案再次表现略微不同于其他节距。聚焦位置差随着吸收材料的厚度增加而减小，但是不与针对于其他节距计算的聚焦位置差相交。虽然不明白其原因，但是其可能是由于用于生成图表的模拟的限制。
图5显示与之前的模拟相对应的另一模拟的结果，但吸收材料的折射率为2.3。看到了类似的结果，聚焦位置差随着吸收材料的厚度的增加而减小。在这种模拟中，针对于所有节距发生相交(即包括90纳米)。在吸收材料的厚度大约为75纳米(所述相交由竖直的点线来标记)时最小化了所述聚焦位置差。穿过吸收材料的辐射波长是84纳米(＝193/2.3)。因此，提供最小化的聚焦位置差的吸收材料的厚度在大约10％的辐射波长内或辐射波长与该厚度之差在辐射波长的大约10％以内，可以认为是基本上等于辐射波长。聚焦位置差中的至少一些可能由于所述模拟的限制造成。另外，使用曲线拟合由多组结果拟合曲线可以改善模拟的结果与使用辐射波长和吸收材料的折射率所计算得到的厚度相对应的程度。
提供了被减小的聚焦位置差(例如最小化的聚焦位置差，例如零聚焦位置差)的掩模吸收材料厚度明显地不同于传统地使用的掩模吸收材料厚度。例如，折射率为1.4的吸收材料将传统地在掩模上设置有大约43纳米的厚度。例如，折射率为1.9的吸收材料将传统地在掩模上设置有大约50纳米的厚度。然而，这些厚度都可能造成相当大的由形貌引入的聚焦位置差，如已经由图3和4中显示的模拟结果所证明的。通过提供与传统地设置的厚度相比显著增加了的厚度的吸收材料，可以减小由形貌导致的聚焦位置差。
在上述实施例中，由形貌导致的聚焦位置差被通过将吸收材料的厚度增加超出传统厚度而减小。另外地或可替代地，可以将掺杂剂增加到吸收材料中，这增加了其折射率。类似地，可以通过改变吸收材料中钼和硅化物的相对比例来改变吸收材料的折射率。可以使用这些方法的任意组合。
在上述的实施例中，吸收材料是单一材料。然而，吸收材料可以是多于一种的材料。所述材料可以例如设置成层，例如可以设置成交替层的叠层。模拟已经显示，如果吸收材料是多于一种的材料，那么可以使用吸收材料的平均折射率来确定将提供最佳聚焦位置差(例如零或最小聚焦位置差)的材料厚度。折射率的平均值考虑了辐射束所穿过的不同材料的比例。例如，吸收材料的一半厚度是折射率为1.4的材料，且吸收材料的一半厚度是折射率为2.4的材料，那么吸收材料的折射率可以被认为是(1.4+2.4)/2＝1.9。为1.9的折射率可以用于确定应当在这种情形中设置的吸收材料的厚度。例如，如果吸收材料的2/3厚度是折射率为1.4的材料且吸收材料的1/3厚度是折射率为2.4的材料，那么吸收材料的折射率可以被认为是[(1.4x2)+2.4)]/3＝1.7。
图6显示对应于之前描述的模拟的模拟的结果，但吸收材料的一半厚度的折射率为1.4和吸收材料的一半厚度的折射率为2.4。如所看到的，聚焦位置差随着吸收材料的厚度增加而减小，在节距为112.5纳米和90纳米的线彼此相交的情况下，聚焦位置差经过最小值(所述相交由竖直的点线标记)。这在吸收材料具有大约95纳米的厚度时发生。穿过吸收材料的辐射的波长是102纳米(＝193/1.9)。因此，提供最小化的聚焦位置差的吸收材料的厚度最好在10％的辐射波长内或辐射波长与该厚度之差在辐射波长的10％以内，可以认为是基本上等于辐射波长。
图6的模拟使用了折射率为1.4的材料的单个层和折射率为2.4的材料的单个层。然而，可以使用吸收材料的平均的折射率来确定应当设置的吸收材料的厚度，而不管用于形成吸收材料的材料层的数量如何。可以例如使用平均的折射率，即使如果两种材料的交替层的叠层被用于形成吸收材料(或包括多于两种材料的叠层)。
本发明的上述的实施例关注于减小或消除聚焦位置差。在光刻设备的辐射束经受偶数级的像差(例如由掩模的形貌造成)时，导致了聚焦位置差。当光刻设备的辐射束经受奇数级的像差时，图案图像可能沿着横向于光刻设备的光轴的方向移动。这可以被称为图像偏移。第一类型的特征(例如密集的线)的图像的图像偏移可以不同于第二类型的特征(例如孤立的线)的图像的图像偏移。本发明的实施例可以以与减小聚焦位置差相同的方式来减小不同类型的特征(或具有不同的节距的特征)的图像偏移之间的差异。也就是，图像偏移可以通过提供具有减小或消除不希望的相位偏移的厚度的吸收材料来减小。可以通过提供厚度基本上等于辐射束在吸收材料中的波长的吸收材料来减小图像偏移。可以通过提供厚度在辐射束在吸收材料中的波长的10％内或辐射束在吸收材料中的波长与该厚度之差在辐射束在吸收材料中的波长的10％内的吸收材料，来减小图像偏移。可以通过提供厚度在辐射束在吸收材料中的波长的20％内或辐射束在吸收材料中的波长与该厚度之差在辐射束在吸收材料中的波长的20％内的吸收材料，来减小图像偏移。
在一实施例中，可以通过将图案蚀刻到掩模底版中来产生掩模。当将图案蚀刻到掩模底版中时，未被蚀刻穿至基底的辐射吸收材料的区域仍可能通过所述蚀刻而变得更薄。当确定什么厚度的辐射吸收材料设置在掩模底版上时，可以考虑这种变薄。掩模底版可以设置有辐射吸收材料层，其具有使得在蚀刻之后所述辐射吸收材料的厚度大致等于所述特定的波长除以辐射吸收材料的折射率。计算设置在掩模底版上的辐射吸收材料的厚度可以考虑蚀刻的属性(例如蚀刻的持续时间)。
在一实施例中，掩模可以设置有功能性图案(即将形成可操作装置的一部分的图案)，且可以另外设置有测量图案，该测量图案不形成功能性图案的一部分。测量图案可以例如定位在功能性图案的一侧上。测量图案可以用于例如测量掩模相对于光刻设备的衬底台WT(参见图1的对准，或可以用于测量一些其它参数。用于形成测量图案的吸收材料可能不同于用于形成功能性图案的吸收材料。例如，测量图案的吸收材料可以是提供了基本上对辐射束完全吸收的材料。用于形成测量图案的吸收材料可以设置有与用于形成功能性图案的吸收材料相比不同的厚度。用于形成测量图案的吸收材料的厚度可以通过使用本发明的一实施例来确定。
辐射束PB被吸收材料吸收的程度可能对于不同的掩模是不同的。例如，辐射束PB可能在其行进通过吸收材料时被部分地吸收。可替代地，辐射束PB可能在其穿过吸收材料时基本上被完全吸收，即吸收材料阻挡了辐射束。具有阻挡辐射束的吸收材料的掩模可以被称为二元掩模。
在辐射束被掩模的吸收材料部分地吸收的实施例中，辐射束的相位在辐射束从吸收材料射出时可能会影响使用掩模形成的空间图像的对比度。如果已经穿过吸收材料的辐射的相位与没有穿过吸收材料的辐射的相位相差90°，那么所述对比度可能例如处于最大值。因为辐射的相位依赖于吸收材料的厚度，所以使用上述的方法选择吸收材料的厚度可能减小了使用掩模形成的空间图像的对比度。在一些应用领域中，这可能不是主要的关注点。例如，如果光刻设备被用于对将形成逻辑电路的图案进行成像，那么对比度可能被认为是与聚焦位置差相比是较不重要的。由聚焦位置差的改进提供的好处(例如更好的临界密度均匀性)可以认为是胜过被减小的对比度。
在一实施例中，在选择吸收材料厚度时，可以考虑由掩模提供的相位偏移和其提供的对比度以及掩模形貌引起的聚焦位置差。可以发现提供需要的对比度且同时提供了被减小的掩模形貌引起的聚焦位置差和/或图像偏移的折衷方案(例如与吸收材料的传统厚度相比)。
在一实施例中，抗反射层可以设置在吸收材料的顶部上。抗反射层可以例如具有约2纳米的厚度。不认为抗反射层形成吸收材料的一部分，且因此在已经规定了吸收材料的厚度值时还没有包括所述抗反射层。通常，在确定吸收材料的厚度时，可以考虑显著地吸收辐射束的材料。
在一实施例中，提供了最小化的聚焦位置差的吸收材料的厚度可以在辐射波长的20％内。与提供了具有传统厚度的吸收材料相比，这可以提供显著减小的聚焦位置差和/或图像偏移。
虽然已经关于透射式掩模(即透射辐射的掩模)描述了本发明的实施例，但是本发明的实施例可以应用于反射式掩模(即反射辐射的掩模)。在掩模是反射式掩模的实施例中，掩模可以布置成使得辐射束入射到吸收材料和间隙上，之后穿过它们入射到位于吸收材料和间隙的后面的反射器上。在掩模是反射式掩模的实施例中，在考虑了偏移之后，吸收材料的厚度基本上等于特定波长除以2倍的吸收材料的折射率或是特定波长除以2倍的吸收材料的折射率所得结果的倍数。
图7是显示模拟的结果的图表，该模拟测量光刻设备的最佳聚焦位置如何作为反射式掩模的吸收材料的厚度的函数变化。所述模拟被以上文进一步描述的方式通过使用Hyperlith软件来执行。所述模拟使用13.5纳米的辐射波长。吸收材料的折射率是大约9.5。图表的竖直轴显示最佳聚焦位置且示出测量单位为微米。由于模拟的性质，最佳聚焦位置轴线上的零点处于任意的位置。图表的水平轴线显示吸收材料的厚度(表达为高度)，和示出测量单位为纳米。所述模拟针对于具有一范围的不同节距的图案进行，所述节距从最小值36纳米延展至最大值120纳米。节距尺寸是如传统那样的光刻设备的投影系统的衬底侧的节距。吸收材料厚度是在投影系统PS的掩模侧上测量的。
如从图7可见，不同节距的最佳聚焦位置(最佳聚焦位置范围)之间的差以周期性的方式增加和减小。另外，随着吸收材料的厚度增加，具有最佳聚焦位置差减小的总体趋势。图8是显示最佳聚焦位置范围作为吸收材料的厚度的函数如何变化的图表。图8确认了随着吸收材料的厚度增加，最佳聚焦位置范围以周期性方式增加和减小，趋向于减小最佳聚焦位置差异。
最佳聚焦位置范围变化的周期是大约7纳米。因此，焦点范围大约每隔7纳米的吸收材料厚度经过最小值。然而，模拟的结果还包括偏移，其可能需要被考虑，用于确定提供聚焦范围的最小值的吸收材料厚度。在这一示例中，偏移估计有大约1-2纳米，但是可以具有一些其他的值。所述偏移可能部分地由于辐射束不是垂直地入射到掩模上而是替代地具有例如6°的入射角所引起。所述偏移可以随着辐射束在掩模上的入射角被改变而被改变。所述偏移可能部分地由于辐射束未被从掩模的单个反射表面反射而是替代地从多层结构反射和透入到多层结构中引起。
图9显示出图8的数据被除以辐射的波长且乘以吸收材料的折射率。如从图9可见，最佳聚焦位置范围的周期是0.5，偏移是大约0.1。周期为0.5确认了对于吸收材料中的辐射的每一波长，存在将提供最佳聚焦位置最小值的两个吸收材料厚度。
虽然上文涉及经由选择吸收材料厚度来最小化最佳聚焦位置范围，但是对应的方法可以用于经由选择吸收材料厚度来最小化图像偏移差异。
当辐射束PB是偏振的时，使用本发明的实施例可能是有利的。如果辐射束是非偏振的，那么构成(makeup)辐射束的不同的偏振成分将抵消掩模形貌引起的聚焦位置差，使得看不到显著的掩模形貌引起的聚焦位置差。如果辐射束是偏振的，那么这种抵消将不会发生，本发明的实施例可以用于减小掩模形貌引起的聚焦位置差。偏振的辐射传统地用在浸没光刻术中，本发明的实施例可能因此有利于用于浸没光刻术。EUV光刻设备的辐射束可以具有例如大约6°的主要角度，结果，不同的偏振态提供了对辐射束的不同的贡献。因此，被反射的束对于两个偏振方向是不同的，同样可以被认为是偏振的(至少一定程度上)。因此，本发明实施例可能有利于用于EUV光刻术。
虽然已经关于193纳米的辐射描述了本发明实施例，但是本发明实施例可以与其他波长一起使用。这些可以包括例如其他的紫外(UV)辐射(例如具有365、248、157或126nm的波长)和/或极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20纳米的范围内的波长)。类似地，虽然本发明实施例已经被关于浸没式光刻术进行描述，但是可以关于任何形式的投影光刻术(例如非浸没式光刻术)使用本发明实施例。
图1和2中显示的掩模可以被称为是光刻掩模。术语“光刻掩模”可以被解释为表示适合于用于光刻设备中的掩模。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。所述描述不是要限制本发明。例如，本发明的实施例可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。另外，机器可读指令可嵌入到两个或更多个计算机程序中。所述两个或更多个计算机程序可被存储在一个或更多个不同的存储器和/或数据存储介质上。
可以使用以下方面来进一步描述本发明：
1.一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述吸收材料的厚度基本上等于所述特定波长除以吸收材料的折射率。
2.一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述吸收材料的厚度等于所述辐射的波长除以吸收材料的折射率，或所述辐射的波长与吸收材料的折射率的商与所述厚度之差在所述辐射的波长与吸收材料的折射率的商的10％的第一范围内。
3.一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述吸收材料的厚度等于所述辐射的波长除以吸收材料的折射率，或所述辐射的波长与吸收材料的折射率的商与所述厚度之差在所述辐射的波长与吸收材料的折射率的商的20％的第二范围内。
4.根据方面2或3所述的光刻掩模，其中，在所述第一范围或第二范围内的吸收材料的厚度被依赖于由所述吸收材料提供给所述特定波长的辐射的所获得的图像对比度以及相位偏移特性进一步进行选择。
5.根据方面4所述的光刻掩模，其中，所述吸收材料的厚度被选择成用于优化由所述吸收材料提供给特定波长的辐射的所获得的图像对比度和所述相位偏移特性。
6.根据前述任一方面所述的光刻掩模，其中，所述吸收材料包括具有不同的折射率的多个材料层，所述吸收材料的折射率被认为是所述材料层的折射率的平均值，所述平均值考虑辐射束所穿过的不同材料的比例。
7.根据前述任一方面所述的光刻掩模，其中，所述光刻掩模包括第一图案，所述第一图案具有第一厚度的第一辐射吸收材料，所述第一厚度根据前述任一方面来确定，所述光刻掩模还包括第二图案，所述第二图案具有第二厚度的第二辐射吸收材料，所述第一厚度和第二厚度是不同的。
8.根据方面7所述的光刻掩模，其中所述第一图案是功能性图案，所述第二图案是测量图案。
9.根据方面6或7所述的光刻掩模，其中所述第一辐射吸收材料是与所述第二辐射吸收材料相同的材料。
10.根据前述任一方面所述的光刻掩模，其中所述特定波长是193nm、365nm、248nm、157nm或126nm中的一个。
11.一种光刻掩模，包括反射式基底，所述反射式基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至特定波长的辐射束的横截面，其中在考虑了偏移之后，所述吸收材料的厚度基本上等于所述特定波长除以两倍的所述吸收材料的折射率或是所述特定波长与两倍的所述吸收材料的折射率的商的倍数。
12.一种方法，包括步骤：
使用照射系统提供具有特定波长的辐射束；
使用掩模在辐射束的横截面中将另一图案赋予所述辐射束；和
将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，
其中，所述掩模包括对所述辐射束是透射性的基底，所述基底具有设置成图案形式的辐射吸收材料，其中所述吸收材料的厚度基本上等于所述辐射波长除以所述吸收材料的折射率。
13.一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有与第一节距相比不同的第二节距的多个结构，其中所述吸收材料的厚度使得，当使用光刻设备的投影系统进行投影时，具有所述第一节距的结构和具有第二节距的结构具有基本上相等的最佳聚焦平面。
14.一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有与第一节距相比不同的第二节距的多个结构，其中所述吸收材料的厚度使得，当使用光刻设备的投影系统进行投影时，具有第一节距的结构和具有第二节距的结构将经历基本上相等的图像偏移。
15.一种光刻掩模，包括反射式基底，所述反射式基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至具有特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有与第一节距相比不同的第二节距的多个结构，其中所述吸收材料的厚度使得，当使用光刻设备的投影系统进行投影时，对于具有第一节距的结构的最佳聚焦平面和对于具有第二节距的结构的最佳聚焦平面之间的聚焦位置差基本上对应于所述聚焦位置差随吸收材料厚度的变化的最小值。
16.一种光刻掩模，包括反射式基底，所述反射式基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有与第一节距相比不同的第二节距的多个结构，其中所述吸收材料的厚度使得，当使用光刻设备的投影系统进行投影时，在具有第一节距的结构所经历的图像偏移和具有第二节距的结构所经历的图像偏移之间的图像偏移差基本上对应于所述图像偏移差随吸收材料厚度的变化的最小值。
17.根据方面13-16中任一方面所述的光刻掩模，其中，在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第一节距基本上是所述特定波长的波长的一半。
18.根据方面13-16中任一方面所述的光刻掩模，其中，在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第一节距小于所述特定波长；在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第二节距大于所述特定波长。
19.一种空白掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有辐射吸收材料，所述辐射吸收材料是能够蚀刻的，以在所述辐射吸收材料中生成图案，其中所述辐射吸收材料的厚度使得，在蚀刻之后，所述辐射吸收材料的厚度基本上等于所述特定波长除以所述辐射吸收材料的折射率。
20.一种空白掩模，包括反射性基底，所述反射性基底具有辐射吸收材料，所述辐射吸收材料是能够蚀刻的，以在所述辐射吸收材料中生成图案，其中所述辐射吸收材料的厚度使得在蚀刻之后，当使用光刻设备的投影系统在特定波长进行投影时，所述辐射吸收材料的厚度基本上对应于所述聚焦位置差随吸收材料厚度的变化的最小值。
21.根据方面19或20所述的空白掩模，其中辐射敏感抗蚀剂层设置在辐射吸收材料之上。
22.一种确定被设置至光刻掩模的辐射吸收材料的厚度的方法，所述光刻掩模包括对特定波长的辐射是基本上透射性的基底，所述基底包括所述辐射吸收材料，所述辐射吸收材料布置成形成多个结构，用于经由光刻设备的投影系统进行成像，所述方法包括步骤：
选择具有不同节距的多个结构，
确定当经由所述投影系统成像时所述已选择的结构的最佳聚焦平面，所述最佳聚焦位置平面被针对于不同厚度的所述辐射吸收材料确定，和
当使用投影系统成像时，选择所述多个结构具有基本上相等的最佳聚焦平面所针对的辐射吸收材料的厚度。
23.一种确定被设置至光刻掩模的辐射吸收材料的厚度的方法，所述光刻掩模包括对特定波长的辐射是基本上透射性的基底，所述基底包括所述辐射吸收材料，所述辐射吸收材料布置成形成多个结构，用于经由光刻设备的投影系统进行成像，所述方法包括步骤：
选择具有不同节距的多个结构，
确定当经由所述投影系统成像时所选择的结构的图像偏移，所述图像偏移被针对于不同厚度的所述辐射吸收材料确定，和
当使用投影系统成像时，选择所述多个结构具有基本上相等的图像偏移所针对的辐射吸收材料的厚度。
24.一种确定被设置至光刻掩模的辐射吸收材料的厚度的方法，所述光刻掩模包括反射式基底，所述反射式基底包括所述辐射吸收材料，所述辐射吸收材料布置成形成多个结构，用于使用光刻设备的投影系统进行成像，所述方法包括步骤：
选择具有不同节距的多个结构，
确定当经由使用特定波长的所述投影系统成像时所选择的结构的最佳聚焦平面，所述最佳聚焦平面被针对于不同厚度的所述辐射吸收材料确定，和
将所述辐射吸收材料的厚度选择为当使用投影系统使所述结构成像时使所选择的结构的最佳聚焦平面之间的差作为吸收材料厚度的函数的变化基本上对应于最小值的厚度。
25.一种确定被设置至光刻掩模的辐射吸收材料的厚度的方法，所述光刻掩模包括反射式基底，所述反射式基底包括所述辐射吸收材料，所述辐射吸收材料布置成形成多个结构，用于使用光刻设备的投影系统进行成像，所述方法包括步骤：
选择具有不同节距的多个结构，
确定当使用特定波长经由所述投影系统成像时所选择的结构的图像偏移，所述图像偏移被针对于不同厚度的所述辐射吸收材料确定，和
将所述辐射吸收材料的厚度选择为当使用投影系统使所述结构成像时使所选择的结构的图像偏移之间的差异作为吸收材料厚度的函数的变化基本上对应于最小值的厚度。
26.根据方面22-25中任一方面所述的方法，其中所述确定最佳聚焦平面的步骤或所述确定图像偏移的步骤被通过模拟使用所述投影系统对所述结构的投影来执行。
27.根据方面22-26中任一方面所述的方法，其中所述多个结构中的第一结构包括在被投影系统投影之后测量的第一节距，所述第一节距的尺寸基本上是所述特定波长的半波长。
28.根据方面22-26中任一方面所述的方法，其中所述多个结构中的第一结构包括小于特定波长的节距，所述多个结构中的第二结构包括大于所述特定波长的节距，所述节距被在所述投影系统的投影之后测量。
29.根据方面22-28中任一方面所述的方法，其中选择厚度的步骤包括定义所述厚度的选择范围。
30.根据方面29所述的方法，其中选择厚度的步骤还包括依赖于所述辐射吸收材料对所述特定波长的辐射的相位偏移特性来选择所述吸收材料的厚度。
31.根据方面30所述的方法，其中所述吸收材料的厚度被进一步选择成优化所述辐射吸收材料的相位偏移特性。
32.一种计算机程序产品，配置成执行根据方面22-31中任一方面所述的方法。
33.一种光刻设备，包括：
根据任一前述的方面所述的掩模；
支撑结构，用于支撑所述掩模，所述掩模用于在辐射束的横截面中将另一图案赋予所述辐射束；
衬底台，用于保持衬底；和
投影系统，用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上。
34.根据方面33所述的光刻设备，其中所述辐射束是偏振的辐射束。
35.根据方面34所述的光刻设备，其中所述偏振的辐射束具有至少两个偏振态，在第一偏振态中的强度不同于在第二偏振态中的强度。
36.一种方法，包括步骤：
使用照射系统提供具有特定波长的辐射束；
使用根据前述任一方面所述的掩模在辐射束的横截面中将另一图案赋予所述辐射束；和
将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上。
应当认识到，本发明的多个方面可以任何便利的方式实施，包括通过适合的硬件和/或软件的方式实施。可替代地，可编程装置可以被编程，以实施本发明的实施例。本发明因此还提供了用于实施本发明的多个方面的适合的计算机程序。这样的计算机程序可以承载在适合的载体介质上，该载体介质包括有形的载体介质(例如硬盘、CDROM等)和无形的载体介质(诸如通信信号)。

Claims (18)

1.一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中辐射吸收材料的厚度基本上等于所述特定波长除以辐射吸收材料的折射率，其中，所述辐射吸收材料包括具有不同的折射率的多个材料层，所述辐射吸收材料的折射率被认为是所述材料层的折射率的平均值，所述平均值考虑所述辐射束所穿过的不同材料的比例。
2.根据权利要求1所述的光刻掩模，其中辐射吸收材料的厚度等于所述辐射的波长除以辐射吸收材料的折射率。
3.根据权利要求1所述的光刻掩模，其中所述辐射的波长与辐射吸收材料的折射率的商与所述厚度之差在所述辐射的波长与辐射吸收材料的折射率的商的10％的第一范围内。
4.根据权利要求3所述的光刻掩模，其中，在所述第一范围内的辐射吸收材料的厚度被依赖于由所述辐射吸收材料提供给所述特定波长的辐射的所获得的图像对比度以及相位偏移特性进一步进行选择。
5.根据权利要求4所述的光刻掩模，其中，所述辐射吸收材料的厚度被选择成用于优化由所述辐射吸收材料提供给所述特定波长的辐射的所形成的图像对比度和所述相位偏移特性。
6.根据权利要求1所述的光刻掩模，其中所述辐射的波长与辐射吸收材料的折射率的商与所述厚度之差在所述辐射的波长与辐射吸收材料的折射率的商的20％的第二范围内。
7.根据权利要求6所述的光刻掩模，其中，在所述第二范围内的辐射吸收材料的厚度被依赖于由所述辐射吸收材料提供给所述特定波长的辐射的所获得的图像对比度以及相位偏移特性进一步进行选择。
8.根据权利要求7所述的光刻掩模，其中，所述辐射吸收材料的厚度被选择成用于优化由所述辐射吸收材料提供给所述特定波长的辐射的所形成的图像对比度和所述相位偏移特性。
9.根据权利要求1所述的光刻掩模，其中，所述光刻掩模包括第一图案，所述第一图案具有第一厚度的第一辐射吸收材料，所述第一厚度具有基本上等于所述特定波长除以所述辐射吸收材料的折射率的厚度，所述光刻掩模还包括第二图案，所述第二图案具有第二厚度的第二辐射吸收材料，所述第一厚度和第二厚度是不同的。
10.根据权利要求9所述的光刻掩模，其中所述第一图案是功能性图案，所述第二图案是测量图案。
11.根据权利要求9所述的光刻掩模，其中所述第一辐射吸收材料是与所述第二辐射吸收材料相同的材料。
12.根据权利要求1所述的光刻掩模，其中所述特定波长是193nm、365nm、248nm、157nm及126nm中的一个。
13.一种光刻掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至所述特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有与第一节距相比不同的第二节距的多个结构，其中所述辐射吸收材料的厚度使得：
当使用光刻设备的投影系统进行投影时，具有所述第一节距的结构和具有第二节距的结构将具有基本上相等的最佳聚焦平面，和/或
当使用光刻设备的投影系统进行投影时，具有所述第一节距的结构和具有第二节距的结构将经历基本上相等的图像偏移。
14.根据权利要求13所述的光刻掩模，其中在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第一节距小于所述特定波长；在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第二节距大于所述特定波长。
15.一种光刻掩模，包括反射式基底，所述反射式基底具有成图案形式的辐射吸收材料，所述图案配置成施加另一图案至具有特定波长的辐射束的横截面，其中所述辐射吸收材料的图案包括具有第一节距的多个结构和具有与第一节距相比不同的第二节距的多个结构，其中所述辐射吸收材料的厚度使得：
当使用光刻设备的投影系统进行投影时，对于具有第一节距的结构的最佳聚焦平面和对于具有第二节距的结构的最佳聚焦平面之间的聚焦位置差基本上等于所述聚焦位置差随辐射吸收材料厚度的变化的最小值，和/或
当使用光刻设备的投影系统进行投影时，具有第一节距的结构所经历的图像偏移和具有第二节距的结构所经历的图像偏移之间的图像偏移差基本上等于所述图像偏移差随辐射吸收材料厚度的变化的最小值。
16.根据权利要求15所述的光刻掩模，其中在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第一节距小于所述特定波长；在通过光刻设备的投影系统投影之后测量时，所述第二节距大于所述特定波长。
17.一种空白掩模，包括基底，所述基底对于特定波长的辐射是基本上透射性的，所述基底具有辐射吸收材料，所述辐射吸收材料是能够蚀刻的，以在所述辐射吸收材料中生成图案，其中所述辐射吸收材料的厚度使得，在蚀刻之后，所述辐射吸收材料的厚度基本上等于所述特定波长除以所述辐射吸收材料的折射率，其中，所述辐射吸收材料包括具有不同的折射率的多个材料层，所述辐射吸收材料的折射率被认为是所述材料层的折射率的平均值，所述平均值考虑所述辐射束所穿过的不同材料的比例。
18.一种空白掩模，包括反射性基底，所述反射性基底具有辐射吸收材料，所述辐射吸收材料是能够蚀刻的，以在所述辐射吸收材料中生成图案，其中所述辐射吸收材料的厚度使得在蚀刻之后，当使用光刻设备的投影系统在特定波长进行投影时所述辐射吸收材料的厚度基本上等于使随辐射吸收材料厚度变化的聚焦位置差为最小值的辐射吸收材料的厚度。
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