CN104136998A - 用于微光刻的掩模和扫描投射曝光方法 - Google Patents

Abstract

一种微光刻的掩模，包含：基板(SUB)；基板上的第一图案区域(PA1)，该第一图案区域包含第一图案(PAT1)，其在掩模扫描方向上延伸第一长度(L1)且在与掩模扫描方向垂直的方向上延伸第一宽度(W1)；以及基板上在掩模扫描方向上邻近第一图案区域的第二图案区域(PA2)，第二图案区域包含第二图案(PAT2)，其在掩模扫描方向上延伸第二长度(L2)且在与掩模扫描方向垂直的方向上延伸与第一宽度相同的第二宽度(W2)。第二长度(L2)比第一长度(L1)小，第二图案与第一图案的对应部分相同，其中该对应部分相对于第二图案在掩模扫描方向上偏移第一长度(L1)且具有与第二长度(L2)相同的长度(CPL)。在使用该类型掩模时，扫描曝光方法可具有提高的生产量。

Description

用于微光刻的掩模和扫描投射曝光方法

技术领域

本发明涉及一种用于微光刻的掩模。本发明还涉及一种扫描投射曝光方法，用于以布置在投射物镜的物面区域中的掩模图案的至少一个像曝光布置在投射物镜的像面区域中的辐射敏感基板，其中，利用了用于微光刻的掩模。本发明还涉及一种适用于实施该方法的投射曝光系统。

背景技术

微光刻投射曝光方法及系统目前用于制造半导体部件和其它精细图案化部件。微光刻曝光工艺包含使用掩模(掩模母版)，其承载或形成要成像的基板的图案。该图案定位在投射曝光系统中，在照明系统和投射物镜之间，位于投射物镜的物面区域中。初级辐射由初级辐射源提供且由照明系统的光学部件传输以产生照明辐射，该照明辐射对准照明场中的掩模图案。由所述图案改变的辐射穿过投射物镜，其在投射物镜的像面中形成所述图案的图像，像面中布置有要曝光的基板。基板通常承载辐射敏感层(光刻胶)。

当微光刻投射曝光系统用于制造集成电路时，掩模(掩模母版)可包含对应于集成电路单独层的电路图案。该图案可成像在充当基板的半导体晶片的曝光区域上。曝光区域有时称为“目标区域”或“投射区域”或“模子(die)”。集成电路制造范围中的模子是半导体材料的小矩形块，其上制造有指定的解算电路。单个晶片通常包含大量相邻的模子(曝光区域)，它们相继暴露于图案的图像。模子通常布置成行和列。

典型的常规掩模包含一个图案区域，其包括一个要成像的完整图案。窄的遮光带可布置在图案化部分的边缘以阻挡不想要的辐射进入投射物镜。常规掩模可包含两个相同的完整图案(参见US 5854671，图16A)。

在一类微光刻投射曝光系统中，通过将掩模的整个图案一次曝光在曝光区域上而照射每个曝光区域。这种设备通常称为晶片步进机(wafer scanner)。

在通常称为步进扫描设备或晶片扫描仪的替代曝光系统中，通过在相应扫描方向上在投射物镜的物面中相对于照明光束移动掩模以及同时在投射物镜的共轭像面中相对于投射光束移动基板而在扫描操作中逐步照射每个曝光区域。掩模通常由掩模保持器保持到位，该掩模保持器可以在与投射物镜的物面平行的掩模扫描方向上移动。基板通常由基板保持器保持，该基板保持器可平行于像面移动。取决于投射物镜的设计，例如，掩模和基板的扫描方向可彼此平行或彼此反平行。在扫描操作期间，掩模的移动速度和基板的移动速度经由投射物镜的放大率(绝对值|β|)而相关，对于缩小投射物镜，该放大率小于1。

在扫描曝光系统中，照明系统构造为产生照明光束，照明光束在所述所在的平面中具有狭缝形横截面。例如，该横截面可为矩形或弓形(弧形)。可在指定时间被照明的区域在本申请的范围中表示为“照明狭缝”。

在扫描操作中，照明系统在指定时间照明图案的狭缝形部分。照明狭缝在扫描方向上的长度为在单个扫描中要照明的整个图案的长度的一小部分。照明狭缝在与扫描方向正交的交叉扫描方向上的宽度大于照明狭缝的长度且小于掩模上的图案的宽度。

掩模母版遮蔽(REMA)装置通常设置在照明系统中以在指定时间限定照明狭缝的有效长度和宽度尺寸。通常，掩模母版遮蔽装置包含两对可移动叶片(有时表示为REMA叶片)。第一对叶片具有正交于扫描方向对准或者横向于扫描方向的边缘。这些边缘之间在扫描方向上的距离确定照明狭缝在指定时刻的有效长度。第一对叶片可独立于彼此沿扫描方向线性地移动。第二对叶片的边缘通常横向于第一对的边缘。这些边缘之间在交叉扫描方向上的距离确定照明狭缝的有效宽度。

在以深紫外(DUV)或真空紫外(VUV)光谱范围中的辐射操作的微光刻曝光系统中，掩模母版遮蔽装置的优选位置为照明系统的与掩模所处平面光学共轭的中间场平面。具有指定放大率(通常在1∶2和6∶1之间)的光学成像系统插入在掩模母版遮蔽装置和掩模之间，并将叶片边缘清晰地成像在掩模上。或者，掩模母版遮蔽装置的叶片可直接布置在掩模前方。该布置有时用于以极紫外(EUV)光谱范围中的辐射操作的微光刻曝光系统中。EUV系统使用反射式掩模。

第一对叶片的叶片在控制入射至每个特定点的辐射能剂量方面起重要作用，该每个特定点位于以可移动快门机构的方式在扫描操作中移动的基板上。在扫描循环开始前，有效地关闭叶片以防止辐射落在掩模上。在掩模的扫描运动开始时，叶片打开到最大距离，其是给定扫描操作的完整照明狭缝长度。在扫描循环结束时，叶片再次关闭以阻挡任何非期望的辐射落在掩模上。打开运动由前叶片(即，在扫描运动的正向上的叶片)执行，与移动掩模上的图案的前边缘同步。关闭运动由后叶片执行，与移动掩模的图案的后边缘同步(参见，例如US5854671，图6以及相应描述)。这确保通过相同辐射能剂量曝光曝光区域的每个部分。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于允许高生产量的步进扫描投射曝光方法和系统的掩模。

本发明的另一个目的是提供一种允许高生产量的步进扫描投射曝光方法和系统。

为了实现本发明的这些及其它目的，根据本发明的一个构想，提供根据权利要求1的用于微光刻的掩模。

根据本发明的另一构想，提供根据权利要求7的扫描投射曝光方法。

根据本发明的另一构想，提供根据权利要求15的投射曝光系统，其适合于实施该方法。

一种用于微光刻的新的掩模，包含：基板；位于基板上的第一图案区域，该第一图案区域包含第一图案，第一图案在掩模扫描方向上延伸第一长度且在垂直于掩模扫描方向的方向上延伸第一宽度；位于基板上的第二图案区域，第二图案区域在掩模扫描方向上邻近第一图案区域，第二图案区域包含第二图案，第二图案在掩模扫描方向上延伸第二长度且在垂直于掩模扫描方向的方向上延伸等于第一宽度的第二宽度。第二长度小于第一长度且第二图案与第一图案的对应部分相同，其中该对应部分相对于第二图案在掩模扫描方向上偏移第一长度，并具有等于第二长度的长度。

通常，掩模的图案化部分在扫描方向上大于承载相同图案的常规掩模的图案化部分。因此，新的掩模的制造成本可高于对应常规掩模的制造成本。然而，附加成本不只由通过使用掩模而增加的生产量来补偿。

附加长度由长度比L1/L2量化，长度比L1/L2为第一长度与第二长度之间的比率。在一些实施例中，条件66mm≤L1≤132mm以及16mm≤L2≤32mm分别适用于该比率的分子L1和分母L2。优选地，该长度比在132/16至132/32的范围内。

上述构想包含的典型情况是这样的掩模，其中，第一图案区域包含形成曝光单个曝光区域(或模子)所需的单个完整图案的单个第一图案。在该情况下，类似于第一图案的一部分(或一小部分)构造的第二图案对应于仅包括曝光单个曝光区域所需的图案元件的一小部分的不完整图案。

在特殊情况下，第一图案可由在扫描方向上周期性地对准的两个或更多个小尺寸完整图案构成，每个完整图案适合于曝光一个小尺寸的完整曝光区域。在这些情况下，第二图案区域可包含另外的完整图案。在这些情况下，根据本公开的掩模可由图案化部分的总长度L1+L2标识，其大于对应于工业标准的常规掩模图案化部分的总长度。确切地说，在这些情况下，满足条件L1+L2＞132mm。

在许多情况下，位于图案一侧的单个第二图案区域就已足够。如果给掩模提供第三图案区域，则可获得关于扫描和步进操作的所需顺序的附加自由度，第三图案区域位于基板上，在掩模扫描方向上邻近第一图案区域，与第二图案区域相对，第三图案区域包含第三图案，第三图案在掩模扫描方向上延伸第三长度且在垂直于掩模扫描方向的方向上延伸等于第一宽度的第三宽度。第三长度小于第一长度，第三图案与第一图案的对应部分相同，其中该对应部分相对于第三图案在掩模扫描方向上偏移第一长度，并具有等于第三长度的长度。优选地，第二长度对应于第三长度，即L2＝L3。

在一些实施例中，掩模是反射式掩模。掩模的图案化区域可具有有效地反射EUV辐射的反射涂层。反射涂层可包括交替的高折射率和低折射率堆叠层，例如，钼/硅或钼/铍双层。反射式掩模还可构造为使得很大程度上反射入射的DUV或VUV辐射。

在其它实施例中，掩模为透射式掩模，尤其为使用深紫外(DUV)或真空紫外(VUV)辐射的用于微光刻的透射式掩模。在所述情况下，掩模基板例如可由合成石英(熔融石英)或氟化钙制成。

在以布置在投射物镜的物面区域中的掩模图案的至少一个像曝光布置在投射物镜的像面区域中的辐射敏感基板的扫描投射曝光方法中，产生照明光束，所述照明光束在掩模图案所在的平面中具有狭缝形横截面。照明狭缝在指定时刻的有效长度和宽度尺寸由掩模母版遮蔽装置控制，掩模母版遮蔽装置设置在照明系统中，位于光源和掩模之间。通过在相应扫描方向上在投射物镜的物面中相对于照明光束移动掩模且同时在投射物镜的像面中相对于投射光束移动基板，在扫描操作中逐步曝光基板上的曝光区域。基板包含第一曝光区域和在扫描方向上邻近第一曝光区域的第二曝光区域(通常，基板包含大量曝光区域，其包含许多对在扫描方向上彼此邻近的第一曝光区域和第二曝光区域)。在第一扫描方向上在单个连续第一扫描操作中曝光整个第一曝光区域和邻近第一曝光区域的第二曝光区域的第一部分。第一扫描操作在整个第二曝光区域完全曝光之前结束，使得第二曝光区域仅部分曝光。

与常规扫描曝光方法不同，执行单个连续扫描操作以在单个扫描开始与结束之间曝光多于一个的单个曝光区域。替代地，尽管第二曝光区域仅部分曝光，但是第二曝光区域还可在同一扫描中曝光。

在实施例中，在第一扫描操作期间控制辐射剂量，使得(第二曝光区域的)第一部分接收的辐射剂量根据第一辐射剂量分布从邻近第一曝光区域的一侧朝向第二曝光区域的与第一曝光区域相对的第二部分连续减少。通常，第一辐射分布对应于接收辐射的线性梯度。通常，在第一扫描操作中，第二辐射保持未曝光，即，不接收任何曝光辐射。

优选地，掩模遮蔽装置在完整照明狭缝长度时保持完全打开，掩模遮蔽装置上的光通量在第一扫描操作结束时终止，使得没有进一步的辐射入射在第一部分上。这使得从光源发出且入射在掩模遮蔽装置上的任何辐射都可有效地用于曝光基板。换句话说，当与常规方法(其中掩模遮蔽装置的叶片打开并在各单个扫描操作结束时再次关闭)相比时，光损失可显著减少。

当使用连续光源时，光通量可通过关闭布置在光源和掩模遮蔽装置之间的快门而终止。替代地，光源可在第一扫描操作结束时暂时关闭。该步骤不需要对使用脉冲辐射源的系统做任何构造变化。例如，在DUV或VUV或EUV范围中操作的扫描曝光系统通常使用脉冲辐射源。在扫描操作期间，可以指定脉冲速度产生脉冲序列(脉冲猝发(burst))。在扫描周期结束时，在用于曝光第一曝光区域和第二曝光区域的第一部分的脉冲猝发之后，可暂时停止发射脉冲。

单个扫描操作导致仅部分曝光的第二曝光区域。可以在第二扫描操作中沿第二扫描方向进一步曝光第二曝光区域，曝光剂量可在第二扫描操作期间被控制成第二曝光区域接收与第一扫描操作中接收的辐射剂量互补的第二辐射剂量，以便在第二扫描操作完成之后，第二曝光区域中接收均匀的曝光剂量。换句话说，在不同时间执行的两个分离的扫描操作用于完全曝光第二曝光区域。取决于整个工艺的特点，第二扫描方向可与第一扫描方向相反，或者可为与第一扫描方向相同的方向。

尽管可在第一扫描操作结束后立即开始第二扫描操作，但是优选地，在第一和第二扫描操作之间执行一个或多个中间扫描操作。在该情况下，在对基板执行至少一个第三扫描操作之后，执行对第二曝光区域的第二扫描操作。因此，在整个工艺期间的指定时间，基板可包含一个或多个部分曝光的曝光区域，以曝光基板的所有所需曝光区域。然后，在整个工艺结束之前的较后时间完成曝光。完全曝光步骤和部分曝光步骤的时间和空间分布促成具有增加的生产量的高效率整体工艺。

通常，在第一和第二曝光之间执行一个或多个步进操作。例如，在第一扫描操作完成之后，基板可在步进操作中垂直于扫描方向移动对应于曝光区域宽度的长度。因此，可在下一个扫描操作之前到达新的事先未曝光的曝光区域。扫描和步进操作的顺序可改变。

能够根据新方法和/或通过利用新掩模曝光基板的扫描投射曝光系统通常包含：能够发射操作波长左右的波长带的辐射的辐射源；构造为接收来自辐射源的辐射并使照明辐射成形以形成引导至掩模图案上的照明光束的照明系统；以及将图案的图像投射至基板上的投射物镜。照明系统包含掩模遮蔽装置，其构造为限定在指定时刻入射至掩模上的照明辐射的照明狭缝的有效长度和宽度尺寸。扫描投射曝光系统可构造为并控制为根据上文和下面描述的方法和掩模曝光基板。

在一些情况下，可在没有构造变化的情况下使用常规系统。例如，如果掩模母版台允许行进足够利用新型掩模的长度，则不需要改变掩模母版台。另外，不需要对常规掩模母版遮蔽装置进行构造变化。新方法可通过改变在操作时控制系统操作的控制程序的相应部分而实施。

不仅在权利要求中，还在说明书和附图中看出先前特性和其它特性，其中单独特征可单独地或以子组合作为本发明和其它领域的实施例使用，并可单独代表有利的和可获得专利权的实施例。

附图说明

图1示出用于微光刻的扫描投射曝光系统的实施例的示意图，该扫描投射曝光系统具有包括掩模母版遮蔽装置的照明系统；

图2示出具有可移动叶片的掩模母版遮蔽装置的实施例的示意性轴向视图；

图3在图3A至3F中示出在常规扫描操作的不同阶段中，掩模母版遮蔽装置的叶片、图案化掩模以及基板的相对位置；

图4示出根据本发明第一实施例的掩模的示意性平面图；

图5在图5A至5C中示出在根据本发明实施例的扫描操作的不同阶段中，掩模母版遮蔽装置的叶片、图案化掩模以及基板的相对位置；

图6示出包含两个相邻曝光区域的基板表面的示意性透视图和指示在扫描方向上的不同位置处接收的辐射剂量的示图；

图7在部分附图7A至7G中示出在根据本发明实施例的步进和扫描过程的操作期间具有曝光的曝光区域行列的基板表面的各部分的平面图；

图8示出根据本发明第二实施例的掩模的示意平面图；以及

图9示出用于EUV微光刻的扫描投射曝光系统的实施例的示意图，该扫描投射曝光系统具有包含直接位于反射式掩模前方的掩模母版遮蔽装置的照明系统。

具体实施方式

图1示意性地示出晶片扫描仪WS形式的微光刻投射曝光系统，其设置用于以步进扫描模式借助投射光刻制造大规模集成半导体部件。

投射曝光系统包含初级辐射源S，其包含具有193nm的工作波长的受激准分子激光器。光学上布置在辐射源下游的照明系统ILL接收来自辐射源的辐射，并均匀地照明位于对应于光学上布置在照明系统下游的投射物镜PO的物面OS的平面中的照明场IF。照明系统ILL包括设定不同照明模式的装置，例如，具有可变相干度的常规同轴照明，离轴照明，尤其是环形照明(具有在照明系统的光瞳表面中的环形照明区域)，双极或四极照明。

保持并操纵掩模M的装置RST布置在照明系统的下游，使得形成在掩模上的图案PAT位于投射物镜PO的物面OS中。因此，物面还表示为“掩模面”或“掩模母版面”。保持并操纵掩模的装置RST通常称为“掩模母版台”，包含掩模保持器和扫描仪驱动器，扫描仪驱动器使掩模能够在扫描操作期间在扫描方向(Y方向)上平行于投射物镜的物面OS(即，垂直于投射物镜和照明系统的光轴)移动。

缩小投射物镜PO设计为以4∶1的缩小比例(放大率|β|＝0.25)将掩模提供的图案的图像成像于涂覆有光刻胶层的晶片W形式的光敏基板上。其它缩小比率，例如5∶1或8∶1是可能的。

充当光敏基板的晶片W布置为使得具有光刻胶层的目视为平面的基板表面SS实质上与投射物镜的像面IS重合。晶片由装置WST(晶片台)保持，该装置包含扫描仪驱动器以与掩模M同时且与掩模M平行移动晶片。

如图1的插图示意性所示，照明系统ILL构造为产生具有矩形形状的照明场IF。照明场的尺寸和形状确定实际上用于将掩模上的图案图像投射至投射物镜的像面上的投射物镜的有效物场的尺寸和形状。

照明场具有平行于扫描方向的长度A和在垂直于扫描方向的交叉扫描方向上的宽度B＞A，并且不包括投射物镜的光轴OA(离轴场)。尺寸可由长宽比AR＝B/A＞1限定。在许多实施例中，长宽比例如可在2∶1至10∶1的范围中。像面中的矩形有效像场具有相同的长宽比，但是具有投射物镜的缩小比率的绝对尺寸比例。

照明场刻在表示为物镜的“设计物场”的圆形区域OF_D中。在设计物场OF_D时，物面的所有场点具有足够好以用于预期光刻工艺的图像逼真度。

投射物镜PO可包括多个示意性表示的透镜(透镜的典型数量通常大于10或大于15个透镜)，如合适，可包括其它透明光学部件。投射物镜可为折射式投射物镜，其中具有屈光度的所有光学元件为透明透镜。除了透镜之外，投射物镜可包括至少一个有屈光度的反射镜，例如至少一个凹反射镜，使得形成折反射式投射物镜。投射物镜可为全反射式(反射的)。

照明场IF为可被照明的区域。实际上用于特定工艺中的照明狭缝的尺寸可不超过照明场的相应尺寸。照明狭缝小于可使用的照明场。

掩模母版遮蔽(REMA)装置RMD设置在照明系统ILL中以限定在指定时刻的照明狭缝的有效长度和宽度尺寸。图2示出了实施例的示意性轴视图。掩模母版遮蔽装置包含两对可移动不透明(挡光)叶片，其在本申请中还称为“REMA叶片”。第一对叶片Y1、Y2具有垂直于扫描方向(Y方向)对准的直叶片边缘EY1、EY2。这些叶片在下面还称为“Y叶片”。Y叶片之间在扫描方向上的距离EDY决定在指定时刻的照明狭缝的有效长度。第一对叶片可独立于彼此在扫描方向上移动。第二对叶片X1、X2(还称为“X叶片”)具有垂直于第一对的边缘EY1、EY2的直边缘EX1、EX2。这些边缘之间在交叉扫描方向(X方向)上的距离决定照明狭缝的有效宽度。叶片控制器BC控制叶片的移动。当X叶片在典型扫描操作中静止时，Y叶片可在扫描操作期间与掩模和基板的移动同步移动。

掩模母版遮蔽装置RMD的叶片布置在照明系统中，在与掩模的图案位于其中的平面OS光学共轭的中间场平面IFP中。具有指定放大率的光学成像系统OB插设在掩模母版遮蔽装置的叶片与掩模之间。有时称为REMA物镜的该物镜构造为将叶片的边缘清晰地成像在掩模上。

第一对叶片(Y叶片)的叶片Y1、Y2在以可移动快门机制的方式在扫描操作中控制入射在移动基板上的各个特定点上的辐射能量的剂量方面起重要作用。结合图3，现在详细描述常规操作模式。

图3是示出掩模母版遮蔽装置RMD的叶片Y1、Y2，在图案区域PA中设有图案PAT的掩模M，以及要曝光的基板W的相对位置的高度示意性示图。基板包括多个矩形曝光区域，其布置为相互垂直的行和列。基板上的一个曝光区域EA示意性地示出。Y叶片Y1、Y2布置在照明系统的中间场平面IFP中，其与投射物镜的物面OS光学共轭。图案PAT布置在掩模的面朝投射物镜的一侧的物面OS中。基板表面SS布置在投射物镜的像面IS中，其与物面OS光学共轭。

为了便于理解扫描工艺，将掩模母版遮蔽装置的叶片成像至掩模的光学成像系统OB，以及将掩模的图案成像至基板上的投射物镜未示于图3中。此外，简化描绘没有示出布置在中间场平面IFP与物面OS之间的光学成像系统通常使叶片和掩模的运动方向颠倒。另外，简化描绘省略通常在基板上产生图案的缩小图像且经常需要掩模和基板在扫描操作期间在反平行方向上移动的投射物镜的效应。

作为简化的结果，掩模M和基板W二者平行于Y方向在扫描操作期间从图的右手侧移动至左手侧。

应注意，图3中的简化示图示出在辐射传播方向上观察在掩模之前的掩模母版遮蔽系统的叶片，使得照明狭缝直接投射至掩模上。在该情况中，照明狭缝由叶片边缘的阴影定界(与图9相比)。如果在掩模母版遮蔽装置的平面与掩模之间有成像物镜，则叶片边缘的图像落在掩模上。预期包括与图3有关的说明的两个情况。

掩模M上的图案PAT包括必须成像至单个矩形图案区域PA中的曝光区域EA的所有结构，曝光区域EA由与扫描方向正交的直的前边缘FE和直的后边缘RE以及平行于扫描方向的直的侧边缘(未示出)定界。

以虚线示出的是完整的照明狭缝长度FISL，其是照明狭缝ILS在扫描操作期间在Y方向上的最大长度。

在扫描循环开始之前，有效地关闭第一对叶片Y1、Y2，以致相对叶片边缘EY1和EY2之间的距离EDY为零或接近零，使得没有辐射能朝向掩模通过叶片边缘之间。随着掩模的扫描运动在扫描操作中开始，图案PA的前边缘FE进入与关闭的狭缝的叶片边缘的位置对齐的位置。该位置示于图3A中。

随着掩模在掩模扫描方向上连续地向前(向左侧)，照明狭缝开始打开(图3B)。为此目的，叶片控制器BC促使Y叶片Y2在扫描方向上移动，使得Y叶片Y2的叶片边缘EY2处于与图案的前边缘FE对齐。同时，相对的Y叶片Y1保持静止。结果，照明狭缝打开，边缘距离EDY以与扫描方向上的掩模运动速度成比例的速度增加。

因为左侧的Y叶片Y2在扫描方向上与掩模一起移动且在图案之前，该叶片还称为“前叶片Y2”，相应边缘EY2称为“前缘”。另一方面，相对边缘EY1起初保持静止，因此在扫描方向上落后。因此，该叶片可称为“后叶片Y1”，其包含“后缘EY1”。

图3B示出照明狭缝ILS已打开为完整照明狭缝长度FILS的一部分使得照明辐射落在掩模上并通过投射物镜投射至基板的情形。在图3B所示的时刻，曝光部分EX1接收了一些曝光辐射。由曝光部分中各个单元区域接收的曝光剂量通常与单元区域接收辐射的时间间隔的长度成比例。因此，最接近曝光区域EA的前边缘FEEA的部分接收比离前边缘更远的部分更多的辐射。由曝光区域中的各部分接收的辐射量在图3中由整数“0”或“4”示意性表示。更大数通常指示接收的更大辐射剂量，零(0)表示未曝光部分。图中的整数对应于在相应曝光之后，即在基板进一步移动之前接收的辐射。不同于示意图所建议的，如果利用脉冲光源，则除了小剂量量化效应外，在扫描方向上在前边缘FEEA和与后缘EY1对齐的曝光区域部分之间有接收辐射剂量的连续梯度。

前叶片进一步与掩模同步移动至最后位置，其中前缘EY2与后缘EY1之间的距离对应于Y方向上的完整照明狭缝长度FILS。该情形示于图3C中。在该时刻，靠近曝光区域的前边缘FEEA的区域接收了更多的曝光辐射。同时，基板上的曝光部分EX1在Y方向上的尺寸增加。此时，仍有曝光区域EA的一部分没有接收任何曝光辐射，使得辐射剂量仍为零(0)。

一旦与后缘EY1的距离EDY对应于完整照明狭缝长度，前缘EY2的向前运动停止。此时，仍有曝光区域的一部分未曝光。掩模和基板都进一步在相应扫描方向上移动，使得曝光区域的新的未曝光部分接收来自照明狭缝的辐射。图3D示出在图案PAT的后边缘RE与后叶片Y1的后缘EY1对准时的情形。此时，曝光区域EA的各部分接收了有限剂量的辐射。靠近前边缘FEEA的部分已经移到到照明狭缝之外，并接收了全部的所需辐射剂量(由数字4表示)。接收辐射的实际水平在照明狭缝的区域中从左到右连续降低。

尽管前缘EY2的向前运动现在停止了，掩模和基板的向前运动没有中断。然而，后缘EY1一与移动掩模上的图案的后边缘RE对准，叶片控制器BC就发起后叶片Y1的运动。以后叶片开始运动开始，叶片边缘之间的距离EDY减小，因此将照明狭缝长度减小至小于完整照明狭缝长度的值。图3E示出静止的前叶片Y2与移动后叶片Y1的中间情形。整个曝光区域EA接收了辐射能量。在移动方向上位于照明狭缝之外的部分已接收了全部所需辐射剂量，而在照明狭缝中仍接收辐射的剩余部分中，接收的辐射剂量从左到右减少。

最后，如图3F所示，后叶片Y1的边缘EY1在扫描方向上向前移动到接近或接触静止的前缘EY2，使得照明狭缝闭合。在闭合运动期间，曝光区域的最后部分接收减少的辐射量到这样的程度，以致在照明狭缝完全闭合时，曝光区域的各个单元区域接收了基本上相同的辐射剂量。这使曝光区域EA的扫描循环结束，该曝光区域接收了均匀的曝光剂量。

按惯例，位于曝光区域EA近旁的下一个曝光区域然后以相似方式曝光。为此，基板保持器使基板平行于交叉扫描方向(垂直于示图平面)移动基本上对应于交叉扫描方向上的曝光区域宽度的运动长度。基板的该步进操作带来紧邻照明狭缝的未曝光曝光区域，该照明狭缝在此时仍闭合。用于下一个曝光区域的新扫描操作然后开始。在该扫描操作中，掩模和基板在相应的与结合图3所说明的用于第一曝光区域的扫描操作相比相反的方向上移动。前Y叶片和后Y叶片的作用反转。

从图3和相应描述可知，在常规扫描操作中，曝光区域EA上的图案PAT的单个扫描需要基板移动行进长度，其对应于曝光区域在扫描方向上的长度和与完整照明狭缝长度(如其在投射物镜的像面中所显现的)对应的长度之和。由于REMA叶片在各个曝光之后闭合的事实，曝光部分在扫描方向上的总长度小于行进长度。显著的辐射量由叶片阻挡并对曝光基板没有贡献。换句话说，不能用于曝光的部分辐射被“扔掉”。

如果使用微光刻的新类型掩模和扫描曝光系统的改良运行模式，可获得关于(昂贵)光的利用以及关于生产量(每个时间单位中充分曝光的曝光区域的数量)的改进。

图4示出根据本发明第一实施例的掩模M的示意性平面图。掩模的基板SUB具有其上形成有图案PAT的平面基板表面。如果掩模是使用深紫外辐射(DUV)或真空紫外辐射(VUV)的微光刻的透射式掩模，则基板可由例如合成石英(熔融石英)或氟化钙制成。图案可由铬或适合于遮挡穿过掩模的部分辐射的其它材料形成。替代地，掩模还可为相移掩模。掩模可为反射式掩模，这在掩模要用于EUV系统中时是强制性的。

掩模构造为用于扫描操作中，其中掩模在平行于投射曝光系统的Y方向的掩模扫描方向上被扫描。图案PAT具有总体矩形形状，其具有平行于掩模扫描方向的总长度TL和垂直于其的交叉扫描方向上的宽度W1。图案的图案结构可细分为具有特定功能的三个图案区域。第一图案区域PA1延伸平行于掩模扫描方向的第一长度L1且具有垂直于其的第一宽度W1。长度与宽度之间的长宽比L1/W1大于1并对应于相应曝光区域(或裸芯)的长度和宽度之间的长宽比，该相应曝光区域将在曝光工艺中的扫描期间曝光。长度和宽度方向上的绝对尺寸以因子1/|β|大于曝光区域的相应尺寸，其中|β|为投射物镜的放大率的绝对值。放大率|β|例如可为1/4或1/5。

第二图案区域PA2形成在基板上，在掩模扫描方向上直接与第一图案区域PA1相邻。矩形第二图案区域延伸在掩模扫描方向上的第二长度L2，而第二宽度等于第一宽度W1。第二长度L2实质上小于第一长度L1，使得长度与宽度之间的长宽比在第一图案区域PA1中大于1，而在第二图案区域PA2中小于1。

形成在第二图案区域PA2中的第二图案PAT2在结构上等于形成在第一图案区域PA1中的第一图案PAT1的相应部分CP。相应部分CP相对于第二图案PAT2在掩模扫描方向上偏移第一长度L1。相应部分CP具有在扫描方向上的对应于第二长度L2的长度CPL。

当第一图案PAT1对应于要形成在曝光区域上的层的整个结构时，第二图案PAT2仅对应于相同结构的特定部分或部分区域。换句话说，第一图案PAT1是完整的图案(适合于完整曝光单个曝光区域)，而第二图案是不完整的图案。

第二图案区域PA2在掩模扫描方向上的绝对尺寸适于对应于照明狭缝的完整长度，该照明狭缝由照明系统在使用掩模的投射曝光系统的掩模平面中产生。

如果照明狭缝是矩形的，则照明狭缝的完整长度对应于矩形的短边的长度，其平行于掩模扫描方向延伸。如果照明狭缝具有弓形形状，则照明狭缝的完整长度对应于在掩模扫描方向上测量的、照明狭缝的两个弓形边界之间的距离。

可从以下数值示例进一步理解图案区域的绝对和相对尺寸。现有技术的投射曝光系统和工艺通常适于曝光基板上的曝光区域(裸芯)，其具有在扫描方向上的最大长度33mm。在使用具有缩小比例4∶1的投射物镜时，该长度对应于第一长度L1＝33x4＝132mm。另一方面，在掩模的图案位于其中的平面中测量的最大照明狭缝长度可在例如16mm至32mm之间，对应于基板布置其中的像面中的4mm至8mm之间的狭缝长度。因此，在典型情况中，第一图案区域PA1与第二图案区域PA1的长度之间的长度比L1/L2分别可在例如从132/16至132/32的范围中。通常，条件66mm≤L1≤132mm可适用于L1，而条件16mm≤L2≤32mm可适用于L2。

现在结合图5和7描述利用根据本发明实施例的掩模的扫描工艺。描述部分类似于结合图3的扫描工艺的描述。因此，如可能，使用相同或相似的参考标记和术语。各个部分示图5A至5C示出掩模母版遮蔽装置RMD的部分，该掩模母版遮蔽装置RMD具有Y叶片Y1、Y2，承载图案PAT(其布置为使得图案定位在投射物镜的物面OS中)的掩模M，以及具有布置在投射物镜的像面IS中的平坦基板表面的半导体晶片形式的基板WY叶片Y1、Y2可在物理上与图3的常规系统中的Y叶片相同。

图5A中示出的情形对应于图3A中示出的情形，其中叶片边缘EY1、EY2彼此接触或彼此接近，使得叶片闭合且没有辐射可朝着掩模传播。掩模M可具有像图4的掩模M的构造，或其变形。明确地说，掩模M上的图案PAT具有矩形的第一图案区域PA1，其在扫描方向上延伸第一长度L1，第二图案区域PA2在扫描方向上直接邻近第一图案区域。第二图案区域的第二长度L2明显小于第一图案区域的长度L1。

第一图案区域PA1中包含的第一图案对应于要形成在基板的曝光区域(裸芯)上的层的全部结构。相比之下，形成在第二图案区域PA2中的第二图案仅对应于该全部结构的部分。明确地说，第二图案对应于相应部分CP的图案结构，该相应部分CP偏离第二图案且位于第一图案区域PA1的远离第二图案区域PA2的前面部分中。具有相同结构的部分在图中由符号“X”指示。

基板W包含多个矩形曝光区域，其排列成平行于扫描方向的行和垂直于其的列。图5示出扫描方向上彼此直接邻近的两个曝光区域，即，第一曝光区域EA1和第二曝光区域EA2。第一和第二曝光区域具有长度和宽度方向上的相同尺寸。如图3所示，所选的曝光区域的单元区域中接收的辐射剂量由数代表，其中“0”表示没有辐射在图5A所示的情形中由相应部分所接收。

图5A示出扫描循环开始时的情形，其中Y叶片Y1、Y2仍闭合。掩模M在启动位置，在该位置，第一图案区域PA1的直的前边缘FEPA1与叶片的在与照明狭缝的边缘齐平的位置处的边缘对准。照明狭缝由虚线定界并具有完整照明狭缝长度FSL。同样地，基板W在启动位置，在该处，第一曝光区域的前边缘FEEA1与图案PAT的前边缘FEPA1对准。换句话说，图案区域PA1的前边缘FEPA1的图像落在第一曝光区域FEEA1的前边缘FEEA1上。

随着掩模W和基板在相应扫描方向上向前移动(从右到左，见箭头)，照明狭缝开始打开。照明狭缝的开口由第二Y叶片Y2在扫描方向上的运动引起，而同时第一Y叶片Y1保持静止。第二叶片的运动速度调整为掩模和基板的运动速度，使得移动的第二板Y2的边缘EY2保持与第一图案区域的前边缘FEPA1对准直到照明狭缝完全打开，以致叶片的边缘EY1和EY2之间的距离对应于完整照明狭缝长度FISL。第二Y叶片的打开运动然后停止，而掩模和基板继续在扫描方向上以类似于结合图3B和3C所述的方式向前移动。

图5B示出以下情形，掩模在扫描方向上向前移动到这样的程度以致第一图案区域PA1的后边缘REPA1与静止的第一Y叶片Y1的边缘EY1对准。该情形对应于图3D所示的情形。此时，第一曝光区域EA1的邻近第一曝光区域的前边缘FEEA1的部分已充分曝光(由数字3指示)，而布置在照明狭缝中的剩余部分接收了一定剂量的辐射，该剂量在扫描方向上从前部朝着第一曝光区域的后边缘REEA1连续减少。在此刻，第二曝光区域EA2仍完全未曝光。

在常规扫描循环中，第一叶片Y1(后叶片)现在将开始朝着第二叶片Y2以对应于基板的运动速度的速度移动，以保持后边缘EY1与第一曝光区域的后边缘REEA1对准，从而闭合照明狭缝且在下一个扫描循环开始之前防止任何辐射落在第二曝光区域EA2上。

然而，这不是新扫描工艺的情况。相反，新扫描工艺的特征在于以下事实：照明狭缝在掩模和基板继续它们相应的扫描运动的时刻保持打开。结果，掩模的第二图案区域PA2移动到照明狭缝中，同时，第二曝光区域EA2的第一部分EA2-1向前移动到照明狭缝中，使得包含在第二图案区域PA2中的第二图案的图像形成在第二曝光区域EA2的第一部分P1上。在图5中，图5B和5C之间的过渡表明照明狭缝保持打开在完整照明狭缝长度FISL处，掩模和基板同步向前移动，使得在图5所述的扫描循环中，整个第一曝光区域EA1和第二曝光区域EA2的邻近第一曝光区域的第一部分P1在第一扫描方向上的一个单个连续第一扫描操作中曝光。

一旦掩模在扫描方向上前进使得第二图案区域的后边缘REPA2与静止的后叶片Y1的叶片边缘EY1对准，掩模M和基板W的向前运动停止。

同时，进一步的辐射停止落在形成在掩模遮蔽装置RMD的相对叶片边缘之间的打开狭缝上。为此，初级辐射源可在此时刻暂时关闭。替代地，布置在光源和掩模遮蔽装置之间的快门可闭合以使任何辐射停止落在掩模遮蔽装置上。结果，没有进一步的辐射通过形成在叶片边缘之间的打开狭缝到达基板。

通常，扫描以DUV或VUV或EUV范围操作的曝光系统使用脉冲辐射源。例如，在VUV系统中，通常使用脉冲激光源。在给定脉冲率的脉冲序列按惯例用于曝光一个曝光区域。在各个爆发之后，引入间断(没有脉冲的时间间隔)以允许步进操作在下一个爆发发出以曝光下一个曝光区域之前进行。包括爆发之间的间断的间断运行还有利于避免光源过热。在本工艺中，脉冲的发射在用于曝光第一曝光区域和在扫描循环末期曝光第二曝光区域EA2的第一部分P1的爆发之后暂时停止。

在扫描循环中，掩模M在单个扫描期间的行进长度基本上对应于包含在第一图案区域PA1中的扫描的图案在扫描方向上的长度和掩模平面中的完整照明狭缝长度FISL的和。然而，除了常规扫描操作，允许更多的辐射曝光基板，使得整个第一曝光区域EA1均匀且完整地曝光，除此之外，第二曝光区域EA2的部分P1也曝光，但是仅部分曝光。因此，基板曝光区域的尺寸与所需的基板行进长度之间的比率比常规工艺高。

如所述，第一扫描运动在整个第二曝光区域EA2充分曝光之前停止，使得第二曝光区域仅部分曝光。为了进一步说明基板上相应部分接收的辐射剂量的空间分布，图6示出基板表面的示意性透视图，该基板表面包含两个邻近曝光区域EA1、EA2，以及示出指示扫描方向(Y方向)上不同位置接收的辐射剂量D的示图。

在刚描述的第一扫描操作期间，照明狭缝在第一扫描方向SD1上相对于基板移动。注意，在实际工艺中，照明狭缝的位置保持在空间中固定，而掩模和基板在相反方向上相对于照明狭缝移动。

在第一扫描操作期间接收的辐射剂量由图6中的实线D1代表。显而易见，第一曝光区域EA1均匀曝光，即，第一曝光区域中的各个位置接收了相同的辐射剂量。第二曝光区域EA2的第一部分P1还接收了相同辐射量，而第二曝光区域EA2的剩余部分P2还没有接收任何辐射，使得剩余部分在第一扫描操作之后未曝光(没有曝光)。显而易见，第一部分P1中接收的辐射剂量按照第一辐射剂量分布D1从邻近第一曝光区域EA1的一侧朝着与第一曝光区域EA2相对的第二曝光区域EA2的第二部分P2连续减少(线性梯度)。

现在结合图7描述根据本发明实施例的步进扫描程序的进一步操作。局部示图7A至7G各示出基板表面的一部分上的示意性平面视图，该部分包括多个矩形曝光区域，其布置成平行于扫描方向的行R1、R2等和垂直于其的在X方向上的列C1、C2等。如所述，基板在扫描操作中平行于Y方向移动。步进操作在X方向上垂直于扫描方向移动基板，以在曝光区域的不同行之间切换。在示意图中，照明狭缝ILS的位置由围起的矩形代表。曝光区域阵列中的曝光区域位置可由曝光区域的相应行和列限定。例如，在图7A中，行R1和列C1中的第一曝光区域EA1还表示为R1-C1，而在扫描方向上的邻近的第二曝光区域EA2表示为R1-C2。

图7A显示结合图5和6所述的第一扫描操作的末期的情形。第一曝光区域EA1(R1-C1)充分曝光(由“2”指示)。第二曝光区域EA2的第一部分P1(L1-C2)部分曝光，而第二曝光区域EA2的剩余部分未曝光(由“0”指示)。照明狭缝ILS在第一部分P1上。

此时，即在第一扫描运动末期，例如通过关闭光源或闭合布置在光源和掩模遮蔽装置之间的快门使得没有进一步的辐射落在第一部分P1上，掩模遮蔽装置上的光通量停止。注意，Y叶片保持完全打开在完整照明狭缝长度。

晶片台现在执行步进操作使得照明狭缝ILS现在落在第二行R2中的邻近曝光区域R2-C2上(见图7B)。在此点，下一个扫描操作通过开启光源或打开快门使得光通过掩模遮蔽装置的完全打开的叶片而开始。然后，通过在与用于第一行R1的扫描方向相反的扫描方向上移动基板，执行扫描操作。扫描运动的行进长度对应于曝光区域的整个长度加上扫描方向上的完整照明狭缝长度的和，使得在扫描运动停止之后，照明狭缝ILS位于在右方紧邻充分曝光的曝光区域R2-C1。曝光区域R2-C2的第一部分P1已接收了仅一部分所需总剂量(见图7C)。

然后，执行基板的平行于X方向的另一步进操作，以使直接邻近第二行R2的第三行R3的曝光区域上的照明狭缝偏移。随后，在与第一行R1的扫描方向一样的扫描方向上执行扫描操作。扫描操作和步进操作交替，使得基板的总运动具有曲折的形状。曝光区域的所有其它行的扫描操作在相同方向上，而直接邻近彼此的行的扫描运动在相反方向上。

扫描和步进操作交替重复直到第一曝光区域的整个列(例如，列C1)充分曝光，而与其邻近的第二列C2中的所有曝光区域在位于与第一曝光区域邻近的相应第一部分P1中仅部分曝光。

然后，基板移动到一组第二扫描操作的开始位置，该第二扫描操作执行为完成第二列C2的部分曝光的曝光区域的曝光。图7D示出开始位置，在该处，照明狭缝ILS定位为直接邻近曝光区域R4-C2的未曝光的第二部分P2。在扫描循环的开始，照明光启动(或快门打开)以允许辐射通过掩模遮蔽装置的打开的y叶片。基板然后在扫描方向(Y方向)上移动，使得照明狭缝ILS朝着充分曝光的相邻曝光区域R4-C1相对于基板移动部分曝光的曝光区域R4-C2。

在该扫描操作的末期(见图7E)，第二曝光区域R4-C2的各个部分接收了相同的辐射剂量且充分曝光(“2”)。然后，在基板执行步进操作以使照明狭缝ILS进入部分曝光的曝光区域R3-C2的第一部分中的图7F所示位置之前，关闭光或闭合快门。然后，通过首先打开光(或打开快门)以及然后平行于Y方向移动基板，使得在与先前扫描操作中曝光的相邻曝光区域R4-C2的扫描方向相反的方向上扫描曝光区域R3-C2，执行用于该曝光区域的扫描操作。

然后，步进和扫描操作交替重复直到第二列C2中的所有曝光区域全部且均匀地曝光并在其每个部分中接收了所需辐射剂量。

图7的示意性平面图示图没有详细显示邻近这里所述的第一和第二列C1、C2中的曝光区域的曝光区域会发生什么。然而，显而易见的是，无论照明狭缝ILS何时定位在基板的一部上并由光源照明，曝光区域的一部分都部分曝光。换句话说，在扫描操作的末期不闭合掩模遮蔽叶片的情况下，无论整个曝光区域何时在扫描操作中曝光，相邻曝光区域都部分曝光。在所述工艺中，这后来用于在随后的第二扫描操作中完成部分曝光的曝光区域的曝光。例如，如图7F、7G所示，扫描操作无需以照明狭缝位于要曝光的曝光区域之外来开始。相反，在扫描开始之前，照明狭缝的开始位置可全部位于要曝光的曝光区域内部。

从该示例性的步进和扫描操作明白，各个第二曝光区域(图7A中的EA2)将在第二扫描操作在相同的第二曝光区域EA2上进行之前在多个随后扫描操作期间保持仅部分曝光。在第二扫描操作中，第二曝光区域EA2然后通过在第二扫描方向上扫描而进一步曝光，同时在第二扫描操作期间控制曝光剂量，使得第二曝光区域EA2接收与第一扫描方向上接收的辐射剂量互补的辐射剂量，这样，在第二扫描操作完成之后，第二曝光区域接收了对应于第一曝光区域接收的曝光剂量的均匀曝光剂量。第二扫描操作可被引导在与第一扫描方向SD1相反的第二扫描方向SD2上(见图6)，或在相同的方向上(见图7F和7G)。

如图6所示，第二曝光区域EA2的第一部分P1曝光两次，各次具有辐射剂量D1或D2，其在扫描方向上变化，以产生线性剂量梯度。在第一和第二扫描操作中产生的梯度互补，使得接收的总剂量(∑D1D2)对应于邻近部分EA1(剂量D1)和P2(剂量D2)在单个扫描中接收的曝光水平。

新工艺的一些优点可理解为如下。在使用在完成单个扫描之后闭合的掩模母版遮蔽叶片的常规扫描工艺中，基板需要移动要曝光的曝光区域的全部长度加上与照明狭缝的长度对应的长度。因为叶片对于部分扫描操作是闭合的，所以这导致部分光损失。另外，因为曝光区域的充分曝光需要一定量的辐射由曝光区域接收，部分光损失将使整个工艺的生产量减少。另一方面，根据新工艺，叶片在用于特定曝光区域的扫描操作完成之后不闭合。而是，邻近曝光区域部分曝光。部分曝光的曝光区域的曝光稍后在第二扫描操作中完成，该第二扫描操作提供互补的辐射剂量分布，使得第二曝光区域也以所需辐射剂量完全曝光。

使用基本上对应于图4所示掩模的掩模，其在第一图案区域PA1的一侧具有包括相应部分CP的图案结构的复制的第二图案区域PA2，可获得新方法的优点。扫描和步进操作的特定顺序可用于沿基板(例如半导体晶片)上的曝光区域的行和列曝光。

用根据图8的平面图所示意性示出的第二实施例的另一类型掩模，可获得关于扫描和步进操作的所需运动顺序的其它自由度。掩模包括类似于参考图4所述那些的包括第一图案PAT1的第一图案区域PA1，以及包括第二图案PAT2第二图案区域PA2。因此，相应描述在此不再重复。此外，掩模包括基板SUB上在掩模扫描方向(Y方向)上邻近第一图案区域PA1的第三图案区域PA3。第三图案区域PA3包括第三图案PAT3，其在掩模扫描方向上延伸第三长度L3。在交叉扫描方向(X方向)上的第三宽度与第一和第二图案区域PA1、PA2的第一宽度相同。第三长度L3对应于第二长度L2。第三图案PAT3与第一图案PAT1的相应部分CP相同，在该处，相应部分相对于第三图案PAT3在掩模扫描方向上偏移第一长度L1，并具有与第三长度L3相等的长度CPL3。

换句话说，第三图案PAT3是第一图案PAT1的位于邻近第二图案PAT2的部分CP3的复制件。通常，第二图案PAT2和第三图案PAT3不相同。然而，在一些图案中，它们可相同。具有原图案PAT1两侧的原PAT1的相应部分的复制件的掩模允许关于扫描和步进操作所需顺序的更多的灵活性，以完成整个基板的曝光。

在上文中详细描述了本发明的一些实施例。然而，公开不限于这些实施例。例如，其它初级辐射源(例如发射约248nm、157nm或126nm)可用于其它实施例中。还可使用极紫外(EUV)光谱范围的辐射源连同纯反射式(反射的)光学系统和反射式掩模。参考图9描述EUV光刻的实施例。

图9示意性显示晶片扫描仪WS形式的EUV微光刻投射曝光系统的组件，该EUV微光刻投射曝光系统用于以步进扫描模式利用投射光刻制造大集成半导体组件。

投射曝光系统包含初级辐射源RS，其发出极紫外(EUV)光谱范围中的辐射。初级辐射源可为激光等离子体源或气体放电源或使用同步加速器辐射的辐射源。EUV辐射源可提供波长例如在5nm与15nm之间的初级辐射。因为EUV辐射不会被折射光学元件影响，所以照明系统ILL和投射物镜PO的所有光学元件为反射光学元件。

从辐射源RS发出的初级辐射RAD由收集器C聚集并被引导至照明系统ILL中。照明系统包括混合单元MIX、望远光学系统TO和场形成反射镜FFM。照明系统形成辐射并照明照明场IF，其定位在投射物镜的物面OS中或与其紧邻。照明场通常为狭缝形并可具有矩形形状或弓形形状。混合单元MIX由第一分面反射镜FAC1和其下游的第二分面反射镜FAC2构成。第一分面反射镜位于与投射物镜的物面OS光学共轭的位置。第二分面反射镜FAC2布置在照明系统的光瞳平面中，该光瞳平面与投射物镜的光瞳平面光学共轭。来自第一分面反射镜FAC1的各单个分面的辐射通过包含第二分面反射镜FAC2的光学成像子系统成像在投射物镜的物面中，场形成反射镜FFM和望远光学系统TO的组件以掠入射运行。因此，第一分面反射镜处的空间强度分布确定照明场IF中的空间强度分布。第二分面反射镜FAC2处的空间强度分布确定照明场IF中的照明角度分布。

在系统运行期间，反射式掩模M布置在投射物镜的物面OS处或附近，使得形成在掩模上或由掩模产生的图案定位在物面OS中。投射物镜PO为反射式(全反射的)投射物镜并包含总共六个弯曲的反射镜M1至M6，以将掩模的图案PAT成像至基板W的辐射敏感基板表面SS。

缩小投射物镜PO设计为将图案掩模M的图像以4∶1的缩小比例成像至光敏基板上。其它缩小比例，例如5∶1或8∶1是可能的。

保持和操纵掩模M的装置RST布置在照明系统的下游，使得图案位于投射物镜PO的物面OS中。因此，物面还可称为“掩模面”或“掩模母版面”。保持和操纵掩模M的装置RST通常称为“掩模母版台”，包含掩模保持器和扫描仪驱动器SCM，其使掩模能够在扫描操作期间在扫描方向(Y方向)上平行于投射物镜的物面OS(即，垂直于投射物镜的参考轴AX)移动。

光敏基板W布置为使得具有光刻胶层的目视为平面的基板表面SS实质上与投射物镜的像面IS重合。晶片由装置WST(晶片台)保持，其包含扫描仪驱动器SCW以与掩模M同时且与掩模M平行移动晶片。

曝光系统的所有光学组件包含在抽真空的壳H中，使得投射系统的操作在真空下进行。

具有该大致构造的EUV微光刻投射曝光系统例如示于WO 2009/100856A1或WO 2010/049020A1中。通过引用将这些文献的公开内容并入于此。

设置为限定反射式掩模M上的照明狭缝在指定时刻的有效长度和宽度尺寸的掩模母版遮蔽装置RMD包括两对可移动挡光叶片(REMA叶片)，其紧接地布置在掩模M的图案化反射侧的前方。平面图可类似于图2所示。各平行于系统的y方向可移动的Y叶片Y1、Y2示意性地示于图9中。运动由连接到系统的中心控制单元CU或为其一部分的叶片控制器BC控制。叶片与掩模的图案化表面之间的距离可为一个或两个毫米的数量级或更少，使得叶片边缘EY1、EY2形成在物面OS中的掩模上的阴影在Y方向上清晰地对掩模上的照明狭缝定界。同样道理适用于正交X方向上的X叶片。因此，因为没有成像光学系统(中继系统)在掩模母版遮蔽装置的叶片和掩模之间，所以由掩模母版遮蔽装置的边缘限界的孔径的投射落在掩模上以形成照明狭缝。

EUV投射曝光系统的其它实施例可包括掩模母版遮蔽装置的叶片和掩模之间的反射式中继光学系统。具有该大致构造的EUV投射系统例如示于US 2002/005460A1中。

掩模M的图案根据本发明实施例构造。明确地说，图案可依照与图4或图8有关的描述构造。描述的相应部分并入于此以描述反射式掩模的图案结构。掩模母版遮蔽装置的叶片和移动掩模及基板的协调操作可与结合图5至图7所述的操作相同或类似。

Claims (15)

1.一种用于微光刻的掩模，包含：

基板(SUB)；

位于所述基板上的第一图案区域(PA1)，所述第一图案区域包含第一图案(PAT1)，所述第一图案在掩模扫描方向上延伸第一长度(L1)且在垂直于所述掩模扫描方向的方向上延伸第一宽度(W1)；

位于所述基板上的第二图案区域(PA2)，所述第二图案区域在所述掩模扫描方向上邻近所述第一图案区域，所述第二图案区域包含第二图案(PAT2)，所述第二图案在所述掩模扫描方向上延伸第二长度(L2)且在垂直于所述掩模扫描方向的方向上延伸等于所述第一宽度的第二宽度(W2)，

其中，所述第二长度(L2)小于所述第一长度(L1)，所述第二图案与所述第一图案的对应部分相同，其中，所述对应部分关于所述第二图案在所述掩模扫描方向上偏移所述第一长度(L1)，并具有等于所述第二长度(L2)的长度(CPL)。

2.如权利要求1所述的掩模，其中，L1/L2为所述第一长度(L1)与所述第二长度(L2)之间的长度比，并且其中，66mm≤L1≤132mm以及16mm≤L2≤32mm的条件适用，其中所述长度比优选地在132/16至132/32的范围内。

3.如权利要求1或2所述的掩模，还包含：

位于所述基板上的第三图案区域(PA3)，所述第三图案区域在所述掩模扫描方向上邻近所述第一图案区域，与所述第二图案区域(PA2)相对，所述第三图案区域包含第三图案(PAT3)，所述第三图案在所述掩模扫描方向上延伸第三长度(L3)且在垂直于所述掩模扫描方向的方向上延伸等于所述第一宽度的第三宽度，其中所述第三长度(L3)小于所述第一长度(L1)，所述第三图案与所述第一图案的对应部分相同，其中所述对应部分关于所述第三图案在所述掩模扫描方向上偏移所述第一长度(L1)，并具有等于所述第三长度(L3)的长度(CPL3)。

4.如权利要求3所述的掩模，其中，所述第二长度(L2)对应于所述第三长度(L3)。

5.如前述权利要求中任一项所述的掩模，其中，所述掩模是反射式掩模。

6.如权利要求1至4中任一项所述的掩模，其中，所述掩模是透射式掩模。

7.一种扫描投射曝光方法，用于以布置在投射物镜的物面区域中的掩模图案的至少一个像曝光布置在所述投射物镜的像面区域中的辐射敏感基板，包含：

产生照明光束，所述照明光束在所述图案(PAT)所在的平面(OS)中具有狭缝形横截面，其中照明狭缝(ILS)在指定时刻的有效长度和宽度尺寸由掩模母版遮蔽装置(RMD)控制，所述掩模母版遮蔽装置设置在光源(S)和所述掩模之间的照明系统(ILL)中；

通过在相应扫描方向上在所述投射物镜的物面中相对于所述照明光束移动所述掩模且同时在所述投射物镜的像面中相对于所述投射光束移动所述基板，在扫描操作中逐渐曝光所述基板上的曝光区域；

其中，所述基板包含第一曝光区域(EA1)和在所述扫描方向上邻近所述第一曝光区域的第二曝光区域(EA2)，

其中，在第一扫描方向上在单个连续第一扫描操作中曝光整个第一曝光区域(EA1)和邻近所述第一曝光区域的第二曝光区域(EA2)的第一部分(P1)，并且

其中，所述第一扫描操作在整个第二曝光区域(EA2)完全曝光之前停止，使得所述第二曝光区域仅部分曝光。

8.如权利要求7所述的方法，其中，在所述第一扫描操作期间控制辐射剂量，使得所述第一部分(P1)中接收的辐射剂量根据第一辐射剂量分布从邻近所述第一曝光区域(EA1)的一侧朝向所述第二曝光区域的与所述第一曝光区域相对的第二部分(P2)连续减少。

9.如权利要求7或8所述的方法，其中，所述掩模遮蔽装置(RMD)在完整照明狭缝长度处保持完全打开，所述掩模遮蔽装置上的光通量在第一扫描操作结束时终止，使得没有进一步的辐射入射到所述第一部分(P1)上。

10.如权利要求9所述的方法，其中，通过关闭光源或通过关闭布置在所述光源和所述掩模遮蔽装置之间的快门来终止所述光通量。

11.如权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，在第二扫描方向上在第二扫描操作中进一步曝光所述第二曝光区域(EA2)，在所述第二扫描操作期间控制曝光剂量，使得所述第二曝光区域(EA2)接收与所述第一扫描操作中接收的辐射剂量互补的第二辐射剂量，以便在所述第二扫描操作完成之后，在所述第二曝光区域中接收均匀的曝光剂量。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二扫描方向与所述第一扫描方向相反，或者所述第二扫描方向与所述第一扫描方向相同。

13.如权利要求7至12中任一项所述的方法，其中，在已经执行对所述基板的至少一个第三扫描操作之后，执行对所述第二曝光区域(EA2)的第二扫描操作。

14.如权利要求7至13中任一项所述的方法，其中，在完成第一扫描操作之后，在步进操作中使所述基板垂直于所述第一扫描方向移动与所述曝光区域的宽度对应的长度。

15.一种扫描投射曝光系统，构造为以布置在投射物镜的物面区域中的掩模图案的至少一个像曝光布置在所述投射物镜的像面区域中的辐射敏感基板，包含：

辐射源(S)，发射工作波长λ左右的波长带的辐射；

照明系统(ILL)，接收来自所述辐射源的辐射并使照明辐射成形以形成引导至所述掩模图案上的照明光束；

所述照明系统包含掩模遮蔽装置(RMD)，所述掩模遮蔽装置构造为限定在指定时刻入射至所述掩模上的照明辐射的照明狭缝(ILS)的有效长度和宽度尺寸；以及

投射物镜(PO)，将所述图案的图像投射至所述基板上，

其中，所述扫描投射曝光系统构造为曝光根据权利要求1所述的掩模。