CN1302337C - 光刻投射设备、所用的反射掩模以及器件制作方法 - Google Patents

Abstract

一种反射掩模具有低分辨率结构，该结构被应用于吸收区域来减弱镜面反射中的功率量。该结构可以形成相衬光栅或者漫射器。同样的技术也可应用于光刻设备中其它的吸收体。

Description

光刻投射设备、所用的反射掩模以及器件制作方法

技术领域

本发明涉及用在光刻投射设备中的掩模，光刻投射设备包括：

用来提供投射辐射束的辐射系统；

用来支撑一掩模的支撑结构，其中该掩模用以根据所需图案来对投射光束形成图案；

用来固定一基底的基底台；和

用来将形成图案的射束投射在基底靶部上的投射系统。

背景技术

此处使用的术语“图案化装置”应当广义地理解为涉及能够使入射辐射束赋予带图案的截面的部件，其中所述图案与要在基底靶部上形成的图案一致，掩模是该“图案化装置”的一个实例；术语“光阀”也用于本文中。一般地，所述图案与在靶部中形成的器件(device)的特殊功能层相应，例如集成电路或其它器件(见下文)。掩模的概念在光刻中是公知的，它包括例如二进制型、交替相移型、衰减相移型，及各种混合掩模型。这种掩模在辐射束中的布置使入射到掩膜上的辐射能够根据掩膜上的图案而选择性地被透射(在透射性掩模的情形下)或反射(在反射性掩模的情形下)。在使用掩模的情形中，支撑结构一般是一个掩模台，它能够确保掩模被固定在入射辐射束中的理想位置处，并且如果需要该台会相对光束移动。

光刻投影装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，图案化装置可产生对应于IC每一层的电路图案，该图案可以成像在已涂敷辐射敏感材料(抗蚀剂)层的基底(硅片)的靶部上(例如包括一个或者多个电路小片(die))。一般的，单一的晶片将包含相邻靶部的整个网格，该相邻靶部由投影系统逐个相继辐射。在目前采用掩膜台上的掩膜进行构图的装置中，有两种不同类型的机器。一类光刻设备是，通过一次曝光靶部上的全部掩膜图案而辐射每一靶部；这种装置通常称作晶片分档器。另一种装置(通常称作分步扫描装置)通过在投射光束下沿给定的参考方向(“扫描”方向)依次扫描掩膜图案、并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底台来辐射每一靶部；因为一般来说，投影系统有一个放大系数M(通常＜1)，因此对基底台的扫描速度V是对掩膜台扫描速度的M倍。如这里描述的关于光刻设备的更多信息可以从例如美国专利US6,046,729中获得，该文献这里作为参考引入。

在用光刻投影装置制造方法中，(例如在掩膜中的)图案成像在至少部分由一层辐射敏感材料(抗蚀剂)覆盖的基底上。在这种成像步骤之前，可以对基底可进行各种处理，如涂底漆，涂敷抗蚀剂和软烘烤。在曝光后，可以对基底进行其它的处理，如曝光后烘烤(PEB)，显影，硬烘烤和测量/检查成像特征。以这一系列工艺为基础，对例如IC的器件的单层形成图案。这种图案层然后可进行任何不同的处理，如蚀刻、离子注入(掺杂)、镀金属、氧化、化学-机械抛光等完成一单层所需的所有处理。如果需要多层，那么对每一新层重复全部步骤或者其变化。最终，在基底(晶片)上出现器件阵列。然后采用例如切割或者锯断的其它技术将这些器件彼此分开，单个器件可以安装在载体上，与管脚等连接。关于这些步骤的进一步信息可从例如Peter van Zant的 “微型 集成电路片制造：半导体加工实践入门(Microchip Fabrication：APractical Guide to Semiconductor Processing)”一书(第三版，McGrawHill Publishing Co.，1997，ISBN 0-07-067250-4)中获得，这里作为参考引入。

为了简单的缘故，投影系统在下文称为“镜头”；可是，该术语应广意地解释为包含各种类型的投影系统，包括例如折射光学装置，反射光学装置，和反折射系统。辐射系统还可以包括根据这些设计类型中任一设计的操作部件，该操作部件用于操纵、整形或者控制辐射的投射光束，这种部件在下文还可共同地或者单独地称作“镜头”。另外，光刻设备可以具有两个或者多个基底台(和/或两个或者多个掩膜台)。在这种“多级式”器件中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。例如在美国专利US5,969,441和WO98/40791中描述的二级光刻设备，这里作为参考引入。

为了减小能被成像特征(feature)的尺寸，正在研制将例如具有从9至16nm范围波长的远紫外辐射用作曝光辐射的光刻设备。在这些波长处，现有的光操纵技术通常不再适用，这是因为例如它们需要的机构不能被充分缩小。因为众所周知没有适合的材料用于在这些波长处制作折射光学元件，所以EUV印刷平板装置采用反射光学系统和反射掩模。对于具有高反射比的EUV，为了制造接近法线的入射反射镜，就必需在基底上使用多层堆(stack)，这些多层包括具有对比折光指数和具有调至使用具体波长的层厚的交替材料层。为了制作掩模，或者为了遮掩反射镜的一部分，诸如铬(Cr)、钨(W)、钽(Ta)的吸收材料层或者诸如一氧化钽(TaN)的化合物层被选择地设置在该多层堆的顶部。在掩模的情形中，一般沉积吸收层来覆盖整个掩模，然后进行光光刻处理并蚀刻掉来形成掩模图案。也可采用电子束书写器(writer)。这种掩模的光亮区域通常反射大约65％的入射辐射，同时黑暗区域的反射低于0.5％，由此提供高的对比度。但是，如果黑暗区域的多次曝光相互重叠，则基底接受的累积量就足以引起不希望的对比度损失。当为校准的目的曝光所谓的聚能矩阵(FEM)或曝光大量紧密堆叠的小电路小片而无分划板遮光叶片时，就会出现这种情形。

发明内容

本发明的目的是避免或减轻由对比度损失而引起的问题，其中对比度的损失首先是由掩模的黑暗部分所反射的辐射引起，其次是由光刻设备中其它吸收层引起。

为了实现本发明的第一目的和其它目的，本发明提供一种用在光刻投射设备中的反射掩模，所述掩模具有相对高反射比区域和相对低反射比区域，这些区域确定具有最小印刷特征尺寸的掩模图案，其中所述低反射比区域包括具有按比例小于所述最小印刷特征尺寸的表面结构的吸收层，使得从所述低反射比区域的镜面反射被减弱，其特征在于，所述表面结构包括一相位光栅。

通过在低反射比区域(黑暗区域)上提供这种结构，与如果这些黑暗区域是光滑的情形相比，来自这些区域的镜面反射就被减弱。过去，借助于这些方法，即提供光学光滑(在投射光束的波长处)的上表面并在随后的蚀刻以形成掩模图案的过程中，用抗蚀剂来防护这些黑暗区域以在掩膜中沉积吸收层。从而这些黑暗区域保持光滑。因此，高比例未吸收的入射辐射被直接引入镜面反射，进入投射系统并射在基底上。依照本发明运用的结构具有小于掩模图案中最小特征尺寸的尺寸，并损坏其光学光滑度，从而减弱来自这些黑暗区域的镜面反射。应当注意，这种结构可以与可见光波长相比具有足够小的规模，这些黑暗区域对于肉眼看起来仍然是光滑的。

众所周知，掩模可具有印刷特征(feature)，即在掩模用于光刻过程中时将被印刷的特征，和非印刷特征，也称做低分辨率的特征，这些特征不直接出现在印刷图案中但影响这些印刷特征的形状和/或位置。这些特征包括光学接近校正元件、衬线、散射条等。本发明这种结构必须具有小于印刷特征的尺寸而不必具有小于非印刷特征的尺寸。

在本发明的一个优选实施例中，这种结构包括相位光栅。优选的是该光栅包括引起大体π弧度相对相移的凸区和凹区，这可以通过将凸区和凹区间的高度差设置为基本上等于曝光辐射波长的四分之一来获得。

优选的是，凸区和凹区都占有相对低反射比区域总面积的将近百分之五十，以提供对镜面反射的最大抑制。

优选的是，挑选这种相位光栅的间距使得第一阶(和更高)衍射束位于投射系统光瞳的外部。以这种方式，进入投射系统的不需要的光就被基本上减弱至零。相应的，处于基底级的相位光栅的间距p应当满足不等式：

$p<\frac{\mathrm{\&lambda;}}{(1+\mathrm{\&sigma;})\mathrm{NA}\left|M\right|}$

其中λ是曝光辐射的波长，NA、M和σ分别是投射系统的数值孔径、放大率和光瞳充填率(pupil filling ratio)。如果在制作掩模时所用的光瞳填充率未知，则可以假定为1来确保第一阶位于投射系统光瞳的外部。

光栅的精确形成依赖于掩模图案。优选的是，光栅是二维的，以避免如果一维光栅线的排列是掩模图案的线性特征时可能出现的不必要影响。然而，对于没有线性特征或线性特征仅沿一个或有限数范围的方向延伸的掩模图案，可使用交叉掩模图案线条的一维光栅结构。

在本发明另一实施例中，处理这些黑暗区域以用作将反射辐射漫射成大立体角的漫射器。这仍然会将一些辐射反射进投射系统中，但是立体角越大，在投射系统中辐射被漫射，立体角越小，辐射的小部分进入投射系统中。为了用作漫射器，随机或伪随机图案可以施加给吸收层。这可以通过化学或机械粗糙加工吸收层的表面或通过合适的操纵沉积过程例如引入污染物来实现。可以构造吸收层使得另外的散射出现在整个层的内部。在这点上，相对大厚度的层是更有效，但会引入不需要的散焦效应。一种解决方法是使吸收层成粒状，以获得提高散射的大量内边界。

作为吸收层特别有效的材料是钽(Ta)和氮化钽(TaN)。

本发明提供一种利用光刻投射设备进行的器件制作方法，包括步骤：

提供一个至少部分被一辐射敏感材料吸收层覆盖的基底；

利用辐射系统提供辐射投射光束；

利用图案化装置来使投射光束的横截面具有图案；

使用投射系统，将图案化的辐射光束投射到该辐射敏感材料吸收层的靶部上；

其中，所述使用图案化装置的步骤包括：定位具有相对高反射比区域和相对低反射比区域的掩模，这些区域确定所述图案，所述低反射比区域包括一吸收层，该吸收层具有按比例小于所述基底上由所述投射系统可分辨的所述图案内的最小印刷特征的表面结构，使得从所述低反射比区域的镜面反射被减弱，其特征在于，所述表面结构包括一相位光栅。

本发明的第二个目的是提供一种光刻投射设备，包括：

用来提供投射辐射束的辐射系统；

用来支撑图案化装置的支撑结构，其中该图案化装置用以根据所需图案来对投射光束形成图案；

用来固定基底的基底台；

用来将图案化的射束投射在基底靶部上的投射系统；

包含在所述辐射系统或所述投射系统内的反射掩模，所述反射掩模具有相对高反射比区域和相对低反射比区域，这些区域确定出掩模图案，所述掩模图案具有最小印刷特征尺寸，所述低反射比区域包括一吸收层，其中该掩模的吸收层具有按比例小于可由所述投射系统分辨的所述最小印刷特征尺寸的表面结构，使得从所述吸收层的镜面反射被减弱，其特征在于，所述表面结构包括一相位光栅。

这样，用于掩模的相同发明原理可以用来减弱来自其他至少部分吸收光学元件的不必要反射。这类元件包括辐射系统中的反射镜，这些反射镜被部分变暗以确定射束形状、照明场形状或其他照明设置，和用于另一光学元件掩模区域的叶片例如分划板(reticle)，以及空间滤光器、光瞳或孔径挡板和用来确定数值孔径的叶片。

依照本发明的另一个方面，提供一种器件制作方法，包括步骤：

提供一至少部分覆盖一层辐射敏感材料的基底；

利用辐射系统提供辐射投射光束；

利用图案化装置来使投射光束其横截面具有图案；

使用一投射系统在具有该层辐射敏感材料的靶部上投射带图案的辐射光束；

其特征在于：

将所述投射光束的一部分吸收进设置在一光学元件上的吸收层内，所述光学元件的所述吸收层设有按比例小于由所述投射系统可分辨最小特征尺寸的结构，使得来自所述吸收层的镜面反射被减弱，所述结构包括一相位光栅。

尽管在本申请中，依照本发明的装置具体用于制造Ic，但是应该明确理解这些装置可能具有其它应用。例如，它可用于集成光学系统的制造，用于磁畴存储器、液晶显示板、薄膜磁头等的引导和检测图案等。本领域的技术人员将理解，在这种可替换的用途范围中，在说明书中任何术语“划线板”，“晶片”或者“电路小片(die)”的使用应认为分别可以由更普通的术语“掩膜”，“基底”和“靶部”代替。

在本文件中，使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有365，248，193，157或者126nm波长)和EUV(远紫外辐射，例如具有5-20nm的波长范围)，和粒子束，如离子束或者电子束。

附图说明

现在通过举例的方式，参照附图描述本发明的实施例，其中：

图1表示一种可使用依照本发明实施例掩模的光刻投射设备；

图2表示一个用于说明本发明功能的掩模图案的实例；

图3表示一个应用于依照本发明实施例掩模的低分辨率图案；

图4表示覆盖在图3低分辨率图案上的图2的掩模图案；

图5是用于说明依照第一实施例的掩模是怎样起作用的图表；

图6是示出镜面反射中作为低分辨率图案占空比(duty ratio)和相位阶跃函数的相对功率的曲线图；

图7和8示出在依照本发明实施例制作掩模的方法中，用于曝光抗蚀剂的第一和第二驻波图案；

图9示出从图7和8驻波图案的曝光而得到的组合图像；

图10至13示出依照本发明实施例在掩模制作方法中的各步骤；

图14是用于说明依照本发明第二实施例的掩模是怎样起作用的图表。

在这些附图中，相同的附图标记表示相同的部分。

具体实施方式

实施例1

图1示意性的说明一种了使用依照本发明特定实施例的掩模的光刻投射设备。该装置包括：

辐射系统E_x、IL，用来提供投射的辐射束PB(例如EUV辐射)，在此具体情况中该辐射系统也包括辐射源LA；

第一目标台(掩膜台)MT，设有用于保持掩模MA(例如划线板)的掩膜保持器，并与用于将该掩模相对于物体PL精确定位的第一定位装置PM连接；

第二目标台(基底台)WT，设有用于保持基底W(例如涂敷抗蚀剂的硅晶片)的基底保持器，并与用于将基底相对于物体PL精确定位的第二定位装置PW连接；

投射系统(“镜头”)PL(例如多层反射镜组)，用于将掩模MA的辐射部分成像在基底W的靶部C(例如包括一个或多个电路小片(die))上。

如这里指出的，该装置属于反射型(例如具有反射掩模)。可是，一般来说，它还可以是例如透射型(例如具有透射掩模)。另外，该装置可以利用其它种类的构图部件，如上述涉及的程控反射镜阵列型。

辐射源LA(例如产生激光的或放电等离子源)产生辐射光束。该光束直接或经过如扩束器Ex的横向调节装置后，再照射到照射系统(照射器)IL上。照射器IL包括调节装置AM，用于设定光束强度分布的外和/或内径向量(通常分别称为σ-外和σ-内)。另外，它一般包括各种其它部件，如积分器IN和聚光器CO。按照这种方式，照射到掩模MA上的光束PB在其横截面具有理想的均匀和强度分布。

应该注意，图1中的辐射源LA可以置于光刻投射设备的壳体中(例如当源是汞灯时经常是这种情况)，但也可以远离光刻投射设备，其产生的辐射光束被(例如通过定向反射镜的帮助)引导至该装置中；当光源LA是准分子激光器时通常是后面的那种情况。本发明和权利要求包含这两种方案。

光束PB然后与保持在掩膜台MT上的掩模MA相交。由掩模MA选择性反射的光束PB通过镜头PL，该镜头将光束PB聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位装置(和干射测量装置IF)的辅助下，基底台WT可以精确地移动，例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。类似的，例如在从掩模库中机械取出掩模MA或在扫描期间，可以使用第一定位装置将掩模MA相对光束PB的光路进行精确定位。一般地，用图1中未明确显示的长冲程模块(粗略定位)和短行程模块(精确定位)，可以实现目标台MT、WT的移动。可是，在晶片分档器中(与分步扫描装置相对)，掩膜台MT可与短冲程执行装置连接，或者固定。

所表示的装置可以按照二种不同模式使用：

1.在步进模式中，掩膜台MT保持基本不动，整个掩膜图像被一次投射(即单“闪”)到靶部C上。然后基底台WT沿x和/或y方向移动，以使不同的靶部C能够由光束PB照射。

2.在扫描模式中，基本为相同的情况，但是所给的靶部C没有暴露在单“闪”中。取而代之的是，掩膜台MT沿给定的方向(所谓的“扫描方向，例如y方向”)以速度v移动，以使投射光束PB扫描整个掩膜图像；同时，基底台WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同时移动，其中M是镜头PL的放大率(通常M＝1/4或1/5)。在这种方式中，可以曝光相较大的靶部C，而没有牺牲分辨率。

掩模MA具有由数个反射和吸收区域R、A确定的掩模图案MP，如图2中所例举的。这种掩模可以通过在反射区域R内移除例如蚀刻设置在多层堆顶上的吸收层来形成，其中的多层堆使在预期入射角和投射光束波长处的反射最优化。这些吸收区域A是吸收层被留下的区域。

依照本发明的第一实施例，吸收层的表面设置有由成棋盘形图案中的凸区(land)11和凹区(recess)12形成的结构(texture)10，如图3中所示。凸区11和凹区12的间距小于掩模图案中呈现的最小特征尺寸，和/或在基底平面处可被投射系统PL分辨，并一般被布置成二维图案以形成二维相位光栅。为了最大化相衬，凸区11和凹区12的高度差优选基本上是投射光束PB辐射波长的四分之一。

图4示出掩模图案MP和低分辨率相位光栅10组合的结果。在反射区域R内，显露出多层堆，同时在吸收区域A内，可以看到低分辨率图案在吸收层的表面上。应当注意，假如在每个吸收区域A内至少一维相位光栅是明显的，则低分辨率图案的精确形状、位置和定向都是不重要的。应当理解，在图2、3和4中，结构和掩模图案都不是按比例的。

图5示出依照本发明第一实施例的掩模是怎样起作用的。(应当注意，图5中所示的角度纯粹是为了说明的目的，在本发明的实际实施例中，投射光束是以非常接近于法线的角度来入射的。)投射光束PB-I由照射系统IL投射在掩模MA上，并被反射形成进入投射透镜系统P-PL光瞳的图案投射光束PB-R。投射光束PB-I中入射在掩模图案MP内吸收区域A上的能量的大部分都被吸收。一些能量被反射。因为设置在吸收区域A上表面上的相位光栅10，所以由吸收区域A反射的照射被衍射而不是简单的镜面反射。通过确保凸区11和凹区12总面积的比率充分接近于1，和从凸区反射的辐射与从凹区反射的辐射间相对相差为π弧度，则第0阶光束(镜面反射)就被抑制，且基本上所有的辐射直接进入第1阶衍射光束R^-1、R⁺¹及高阶。从而，吸收区域A所反射的辐射就被从图案投射光束PB-R中空间分离出来。通过适当地选择相位光栅10的间距，就能够确保第1(和更高)阶衍射光束位于投射透镜P-PL的光瞳外面，从而并不被成像在基底上。因此，送至基底黑暗区域上的量就被充分地减小。

从衍射等式，可以推出，对于位于投射系统光瞳外部的第1阶，低分辨率图案的间距p必须满足下列不等式：

$p<\frac{\mathrm{\&lambda;}}{(1+\mathrm{\&sigma;})\mathrm{NA}\left|M\right|}$

其中λ是投射光束PB中曝光辐射的波长，σ、NA和M分别是投射系统PL的光瞳充填率(pupil filling ratio)、数值孔径和放大率。

如上所述，希望全部消除来自吸收区域A的镜面反射，并且通过将从凸区11的反射辐射与从凹区12的反射辐射间的相差Δ设置等于π弧度，和将凸区总面积与凹区总面积的比率设定为1，就可获得。后者的情形也可以由具有占空比DR为0.5的相位光栅来表示。

尽管如此，即使相差Δ和占空比DR基本偏离其理想值，但也可获得镜面反射所包含内功率的充分及理想缩减。图6示出作为相位光栅10的相差Δ和占空比DR的函数、包含在镜面反射中由吸收区域A所反射的总功率比例S。可以看出，在理想相位阶跃π的±π/5内，相对大的相位误差仍旧产生第0阶90％的衰减。对于λ＝13.5nm，这种相位误差相当于3.4nm阶上0.7nm的深度误差。因此，本发明能够提供在相位光栅10制作中相对高容差的优点。

通过在吸收层被选择地除去以形成掩模图案MP之前，在吸收层的上表面内蚀刻如图3所示的盘图案，就可相对简单地形成一种合适的相位光栅10。为此，首先就必需用合适的图案来曝光设置在吸收层顶部的抗蚀层。已经知道，通过用两束相干辐射束照射抗蚀层来曝光抗蚀层以形成线性光栅，其中该两束相干辐射束相互倾斜使得两束光束间的干涉在抗蚀层内形成驻波图。图7示出这种驻波图案的强度分布。该图案的间距是由用于曝光的辐射波长和该两束光束的倾斜角度来决定。依照本发明，同时也用图8所示的第二驻波图案来曝光抗蚀层，该第二驻波图案定向在第一驻波图的90°处，从而给出如图9所示的整个曝光。该两个驻波图案间的角度可以小于90°，这将产生在正交方向具有不同间距的光栅，假如层的间距足够小，则这也是可以接受的。应当理解，采用四束光束可以在一个步骤中完成全部的曝光，或者采用两束光束和光束间的相对旋转以及步骤间的掩模空白在两个步骤完成全部的曝光。

图10至13示出了全部的过程。示于图10中的最初掩模坯(blank)MB包括基底20、用于在投射辐射波长处反射比最佳的多层堆21和覆盖在掩模坯MB顶面上的吸收层22。一开始，将如上所述用正交驻波图案曝光的抗蚀层(未示出)覆盖该最初掩模坯。显影该曝光的抗蚀剂来形成棋盘形图案，并蚀刻吸收层22的曝光区域至等于投射辐射光束四分之一波长的深度，以便确定出表面图案23，如图12中所示。

为了制作掩模图案MP，例如，由采用投射光刻或电子束直接书写器(direct writer)曝光以确定掩模图案的抗蚀剂来再次覆盖吸收层。显影该抗蚀层，并且吸收层22被完全蚀刻掉以形成掩模图案MP的反射区域。从而，如图13中所示的掩模MA具有被曝光的多层堆21的区域和被吸收层22覆盖的区域，这就在其顶面保留一个低分辨率图案23。

当然，该表面图案也可用其它的工序(process)来形成，也可以在随着掩模图案的同时或提前在掩模图案上形成。形成表面图案的其它过程包括用合适的图案来曝光抗蚀剂(采用例如光刻设备、电子束直接书写器、离子束直接书写器或借助于X射线接触或接近印刷)，然后显影抗蚀剂并蚀刻下面的吸收层。该表面图案也可直接在吸收层上采用诸如压模加工或离子束蚀刻的工艺来形成。

实施例2

在本发明的第二实施例中，与第一实施例相同的部分如上所述，添加在吸收层上的结构形成漫射器(diffuser)而不是相位光栅。依照本发明第二实施例的掩模的作用表示在图14中。

如第一实施例那样，入射投射光束由设置在掩模MA上的掩模图案MP形成图案并反射，该所形成的图案且所反射的光束PB-R由投射系统的光瞳P-PL所收集。由于掩模图案吸收区域内结构30所形成漫射器的作用，从黑暗区域反射的辐射被漫反射成与投射系统PL的数值孔径相比具有大立体角的圆锥体R-D。很显然，在本发明的这个实施例中，从该图案黑暗区域反射的一些光确实进入投射系统PL内，但是通过将光被漫反射形成的立体角设置的足够大，就可以将进入的比例充分地减小。

为了起到漫射器的作用，可以吸收层的结构为随机或伪随机结构。这可以光刻地获得或者通过在掩模图案MP形成之前对吸收层的表面进行化学或机械粗加工来获得。同时，也可以通过合适地控制吸收层的产生例如采用沉积来提供必需的粗糙度。吸收层可被设计用来引起内部散射及表面处的散射。这可以通过向吸收层的内部引入大量的光学边界(boundaries)即折射率的变化来获得，可以使吸收层成粒状。

在通过沉积来形成吸收层的地方，粗糙度可以通过操纵诸如沉淀工艺过程的压力和温度以及蒸发或溅射率或者通过引入污染物来获得。

产生所需效果的合适粗糙度可以从下述等式来确定：

$F=1-\exp [-{\left(\frac{4\mathrm{\&pi;}}{\mathrm{\&lambda;}}\right)}_2{\mathrm{\&sigma;}}^2]$

其中F是漫反射而不是镜面反射的入射辐射的比例，λ是辐射的波长，σ是均方根表面粗糙度。对于13.5的辐射，1nm的均方根表面粗糙度引起57％的漫反射，同时2nm引起97％的杂光。

尽管上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应当理解本发明也可用其他的方式实施而不是如所述的。本说明无意限制本发明。

Claims (12)

1.一种用于光刻投射设备(1)中的反射掩模(MA)，所述掩模(MA)具有相对高反射比区域(R)和相对低反射比区域(A)，这些区域确定具有最小印刷特征尺寸的掩模图案(MP)，其中所述低反射比区域(A)包括具有按比例小于所述最小印刷特征尺寸的表面结构的吸收层，使得从所述低反射比区域的镜面反射被减弱，其特征在于，所述表面结构包括一相位光栅(10)。

2.依照权利要求1的掩模(MA)，其中所述光栅(10)包括凸区(11)和凹区(12)，使得从凸区(11)反射的曝光辐射和从凹区(12)反射的曝光辐射间存在着大体π弧度的相移。

3.依照权利要求2的掩模(MA)，其中所述凸区(11)的总面积与所述凹区(12)的总面积之比处于2/3至3/2的范围内。

4.依照权利要求1、2或3的掩模(MA)，其中所述相位光栅(10)具有使得第一阶衍射光(R^-1、R⁺¹)位于所述光刻投射设备(1)的投射系统(PL)光瞳(P-PL)外部的间距。

5.依照权利要求2或3的掩模(MA)，其中所述光栅(10)是二维的。

6.依照权利要求1的掩模(MA)，其中所述表面结构形成用于将所述反射辐射漫反射成大立体角的漫射器。

7.依照权利要求1的掩模(MA)，其中所述层由钽(Ta)和/或氮化钽(TaN)形成。

8.依照权利要求1的掩模(MA)，其中所述结构具有大于或者等于1nm的均方根粗糙度。

9.一种利用光刻投射设备(1)进行的器件制作方法，包括步骤：

提供一个至少部分被一辐射敏感材料吸收层覆盖的基底(W)；

利用辐射系统提供辐射投射光束(PB)；

利用图案化装置来使投射光束(PB)的横截面具有图案；

使用投射系统(PL)，将图案化的辐射光束(PB)投射到该辐射敏感材料吸收层的靶部上；

其中所述使用图案化装置的步骤包括：定位具有相对高反射比区域(R)和相对低反射比区域(A)的掩模(MA)，这些区域确定所述图案，所述低反射比区域(A)包括一吸收层，该吸收层具有按比例小于所述基底(W)上由所述投射系统(PL)可分辨的所述图案内的最小印刷特征的表面结构，使得从所述低反射比区域的镜面反射被减弱，其特征在于，所述表面结构包括一相位光栅(10)。

10.依照权利要求9的方法，其中所述相位光栅(10)包含凸区(11)和凹区(12)，使得从凸区(11)反射的投射光束(PB)和从凹区(12)反射的投射光束(PB)间存在大体π弧度的相移。

11.依照权利要求9或10的方法，其中所述相位光栅(10)具有间距p，该间距p满足下列不等式：

$p<\frac{\mathrm{\&lambda;}}{(1+\mathrm{\&sigma;})\mathrm{NA}\left|M\right|}$

其中λ是投射光束PB中曝光辐射的波长，σ、NA和M分别是投射系统PL的光瞳充填率、数值孔径和放大率。

12.一种光刻投射设备，包括：

用来提供投射辐射束(PB)的辐射系统；

用来支撑图案化装置的支撑结构(MT)，其中该图案化装置用以根据所需图案来对投射光束(PB)形成图案；

用来固定基底的基底台(WT)；和

用来将图案化的射束(PB)投射在基底(W)靶部上的投射系统(PL)；

包含在所述辐射系统或所述投射系统(PL)内的反射掩模(MA)，所述反射掩模具有相对高反射比区域(R)和相对低反射比区域(A)，这些区域确定出掩模图案(MP)，所述掩模图案具有最小印刷特征尺寸，所述低反射比区域(A)包括一吸收层(22)，所述掩模(MA)的吸收层(22)具有按比例小于可由所述投射系统(PL)分辨的所述最小印刷特征尺寸的表面结构，使得从所述吸收层的镜面反射被减弱，其特征在于，所述表面结构包括一相位光栅(10)。

Images