CN1646987B - 形成辐射图案的工具以及形成辐射图案的工具的方法 - Google Patents

Abstract

一种例如形成辐射图案的工具，可以利用它在基底上形成相当圆的接触点，其中接触点的阵列沿着阵列的行具有与沿着阵列的列不同的节距。交替的相位移动可以在小节距(稠密的)方向上给出很好确定的接触点。在节距较大的方向上添加边缘移动装置，迫使形成圆形的接触点开孔。在另一方面，可以在相邻的边缘之间添加抑制侧瓣的图案。以及一种包括制作形成辐射图案的工具的方法。

Description

形成辐射图案的工具以及形成辐射图案的工具的方法

技术领域

本发明涉及形成辐射图案的工具，并且涉及制作形成辐射图案的工具的方法。在特别的方面，本发明涉及形成辐射图案的工具，在这种工具中邻近一个特征图案(a feature pattern)形成一个边缘(a rim)。该边缘构形成把相位旋转加到穿过该边缘的光波上，这个相位旋转是当光波穿过该特征图案时加到光波上的大约180°的相位旋转。

背景技术

在半导体晶片上制作集成电路的过程中常常使用光刻蚀技术。更具体地说，使一种形式的辐射能(比如紫外光)穿过一个形成辐射图案的工具，并照射到半导体晶片上。此形成辐射图案的工具可以例如是一个光掩模或者一个标度线(a reticle)，在传统上把“光掩模”这个术语理解为对于整个晶片形成一个图案的掩模，而在传统上把“标度线”这个术语理解为仅只对于晶片的一部分形成图案的一种形成图案的工具。然而，在现代说法中常常可以相互交换地使用“光掩模”(或者更一般地“掩模”)和“标度线”这些称呼，从而对于一个形成辐射图案的工具包括对于晶片的一部分或者全部形成图案的工具都可以用任何一个称呼。

形成辐射图案的工具包含以所要求的图案形成的限制光的区域(例如完全不透光的区域或者衰减的/半调和的区域)和透光的区域(例如完全透明的区域)。例如可以使用一种光栅图案在半导体晶片上形成平行地分离开的导电线。晶片设有一层对光敏感的光刻材料，通常把它称为光刻胶(photoresist)。辐射穿过形成辐射图案的工具到达光刻胶层上，并且把掩模图案转移到光刻胶上。随后将光刻胶显影，或者对于正的光刻胶来说除去光刻胶的被曝光的部分，或者对于负的光刻胶来说除去光刻胶的未曝光的部分。随后在后续的半导体加工步骤中比如离子注入或者关于晶片上邻近光刻胶的材料进行刻蚀的步骤中，可以将剩余的带图案的光刻胶用作在晶片上的一个掩模。

在多种半导体加工中可能希望有除了圆形以外的其它形状。一般希望精确地印出所要求的形状，但是，这常常很困难。如果一个形状没有被精确地印出，它可能在它不希望的位置重叠，最终导致线路短路，或者导致其它不希望出现的问题，因此希望发展一种光刻蚀方法和装置，可以用这些方法和装置精确地印出所要求的形状。

发明内容

在特别的方面，本发明包括一种形成辐射图案的工具，可以利用它在接触点的阵列沿着阵列的行具有与沿着阵列的列不同的节距的情况下形成相当圆的接触点。交替的相位移动可以在小节距(稠密的)方向上给出很好确定的接触点。在节距较大的方向上添加边缘移动装置，迫使形成圆形的接触点开孔。在本发明的另一方面中，可以在相邻的边缘之间形成抑制侧瓣的图案(side lobesuppressing patterns)。在本发明的优点中一个优点是：可以形成和利用一种形成辐射图案的工具，而没有被衰减的相位移动掩模，而仅只设有边缘移动装置，添加到在形成辐射的工具上以另外方式存在的特征图案上。此外，可以把边缘移动装置的边缘做成足够地大(在1X)的条件下大于0或者等于0.1微米)，从而用已有技术可以容易地制作出来。进而，适当地改变边缘的宽度和长度，可以消除侧瓣，并且因此可以避免“假性接触”(附加的次分辩窗口)。

在一方面，本发明包括一种形成辐射图案的工具，它有带一个周边的特征图案，并且其构形成将第一相位旋转赋予穿过该特征图案的光波。形成辐射图案的工具也包括沿着该特征图案的周边的一部分但是不沿着特征图案的整个周边的一个边缘。该边缘构形成当光波穿过该边缘时将第二相位旋转赋予光波。第二相位旋转为相对于第一相位旋转大约170°到大约190°。

在一个特别的方面，本发明包括一种形成辐射图案的工具，它包括以行和列设置的特征图案的一个阵列。特征图案构形成当光穿过这些特征图案时使光波的相位旋转。这些特征图案包括赋予第一相位旋转的第一类型图案，以及赋予第二相位旋转的第二类型图案。第二旋转为相对于第一旋转大约170°到大约190°。沿着阵列的行两种类型的特征图案彼此交替。设置了多个第一边缘，它们构形成赋予光波第一相位旋转。第一边缘沿着第二类型特征图案的边缘。同样，沿着第一类型特征图案的边缘设置了多个第二边缘。第二边缘构形成赋予光波第二相位旋转。第一和第二边缘沿着阵列的列。

本发明也包括制作形成辐射图案的工具的方法。

附图说明

下面参考着后面的附图描述本发明的优选实施例，其中：

图1为本发明包括的形成辐射图案的工具的第一实施例的一个局部的示意性顶视图；

图2为本发明包括的形成辐射图案的工具的第二实施例的一个局部的示意性顶视图；

图3为本发明包括的形成辐射图案的工具的第三实施例的一个局部的示意性顶视图；

图4为本发明包括的形成辐射图案的工具的第四实施例的一个局部的示意性顶视图；

图5为本发明包括的形成辐射图案的工具的第五实施例的一个局部的示意性顶视图；

图6示出了先有技术的形成辐射图案的工具(具体地为一个标度线)的一个局部的顶视图，并且示出了由该标度线用平版印刷系统的空间相干度(sigma)为0.35形成的模拟的接触点图案；用于模拟的系统波长是248毫微米，而数值孔径为0.70；

图7示出了本发明包括的形成辐射图案的工具(具体地为一个标度线)的一个局部的顶视图，并且也示出了由该形成辐射图案的工具形成的模拟的接触点开孔sigma为0.35的图；用于模拟的系统波长是248毫微米，而数值孔径为0.70；

图8为本发明包括的形成辐射图案的工具的一个局部的示意性顶视图；图8示出了剖面图2和4，在后面的图9-58中利用这些剖面图；具体地说，图9-58中的每个图包括以剖面图示出的形成辐射图案的工具的一对片段；沿着图8的线2-2示出了该对的最左面的片段，而沿着图8的线4-4示出了该对的最右面的片段；图8示出了完成的结构，而图9-58的实施例与示例性的加工相对应，这些加工可以形成这个完成的结构；

图9示出了形成辐射图案的工具的基底，该基底处在本发明的用来制作形成辐射图案的工具的方法的第一实施例的初始加工步骤，示出了一对基底的片段，该对的最左面的片段与图8的线2-2相对应，而该对的最右面的片段与沿着图8的线4-4的剖面相对应；

图10为图9的片段的示意形剖面图，所示出的片段处在接在图9的加工步骤后面的加工步骤；

图11为图9的片段的示意形剖面图，所示出的片段处在接在图10的加工步骤后面的加工步骤；

图12为图9的片段的示意形剖面图，所示出的片段处在接在图11的加工步骤后面的加工步骤；

图13为图9的片段的示意形剖面图，所示出的片段处在接在图12的加工步骤后面的加工步骤；

图14为标度线基底的一对片段的示意性剖面图，所示出的基底处在本发明的方法的第二实施例的初始加工步骤；所示出的片段的最左面的片段与沿着图8的线2-2的剖面图相对应，而最右面的片段与沿着图8的线4-4的图相对应；

图15示出了图14的片段，它处在接在图14的加工步骤后面的加工步骤；

图16示出了图14的片段，它处在接在图15的加工步骤后面的加工步骤；

图17示出了图14的片段，它处在接在图16的加工步骤后面的加工步骤；

图18示出了图14的片段，它处在接在图17的加工步骤后面的加工步骤；

图19示出了图14的片段，它处在接在图18的加工步骤后面的加工步骤；

图20示出了图14的片段，它处在接在图19的加工步骤后面的加工步骤；

图21示出了图14的片段，它处在接在图20的加工步骤后面的加工步骤；

图22示出了半导体基底的片段的剖面图，所示出的基底处在本发明的方法的第三实施例的初始加工步骤；具体地说，图22示出了该基底的一对片段，最左面的片段与沿着图8的线2-2的图相对应，而最右面的片段与沿着图8的线4-4的图相对应；

图23为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图22的加工步骤后面的加工步骤；

图24为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图23的加工步骤后面的加工步骤；

图25为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图24的加工步骤后面的加工步骤；

图26为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图25的加工步骤后面的加工步骤；

图27为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图26的加工步骤后面的加工步骤；

图28为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图27的加工步骤后面的加工步骤；

图29为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图28的加工步骤后面的加工步骤；

图30为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图29的加工步骤后面的加工步骤；

图31为图22的片段的图，所示出的片段处在接在图30的加工步骤后面的加工步骤；

图32为标度线基底的示意性剖面图，所示出的基底处在本发明的方法的第四实施例的初始加工步骤；图32示出了该基底的一对片段，最左面的片段与沿着图8的线2-2的图相对应，而最右面的片段与沿着图8的线4-4的图相对应；

图33为图32的片段的图，所示出的片段处在接在图32的加工步骤后面的加工步骤；

图34为图32的片段的图，所示出的片段处在接在图33的加工步骤后面的加工步骤；

图35为图32的片段的图，所示出的片段处在接在图34的加工步骤后面的加工步骤；

图36为图32的片段的图，所示出的片段处在接在图35的加工步骤后面的加工步骤；

图37为图32的片段的图，所示出的片段处在接在图36的加工步骤后面的加工步骤；

图38为图32的片段的图，所示出的片段处在接在图37的加工步骤后面的加工步骤；

图39为形成辐射图案的工具的示意性剖面图，所示出的工具处在本发明的方法的初始加工步骤；图39示出了一对片段，最左面的片段与图8的图2-2相对应，而最右面的片段与图8的图4-4相对应；

图40为图39的片段的图，所示出的片段处在接在图39的加工步骤后面的加工步骤；

图41为图39的片段的图，所示出的片段处在接在图40的加工步骤后面的加工步骤；

图42为图39的片段的图，所示出的片段处在接在图41的加工步骤后面的加工步骤；

图43为图39的片段的图，所示出的片段处在接在图42的加工步骤后面的加工步骤；

图44为图39的片段的图，所示出的片段处在接在图43的加工步骤后面的加工步骤；

图45为图39的片段的图，所示出的片段处在接在图44的加工步骤后面的加工步骤；

图46为形成辐射图案的工具的基底的示意性剖面图，所示出的基底处在本发明的另一实施例的初始加工步骤；图46示出了一对片段，最左面的片段与图8的图2-2相对应，而最右面的片段与图8的图4-4相对应；

图47为图46的片段的图，所示出的片段处在接在图46的加工步骤后面的加工步骤；

图48为图46的片段的图，所示出的片段处在接在图47的加工步骤后面的加工步骤；

图49为图46的片段的图，所示出的片段处在接在图48的加工步骤后面的加工步骤；

图50为图46的片段的图，所示出的片段处在接在图49的加工步骤后面的加工步骤；

图51为图46的片段的图，所示出的片段处在接在图50的加工步骤后面的加工步骤；

图52示出了形成辐射图案的工具的基底，它处在本发明的另一实施例的初始加工步骤；图52以剖面图示意性地示出了一对片段，最左面的片段与沿着图8的线2-2的剖面图相对应，而最右面的片段与沿着图8的线4-4的图相对应；

图53示出了图52的片段，它处在接在图52的加工步骤后面的加工步骤；

图54示出了图52的片段，它处在接在图53的加工步骤后面的加工步骤；

图55示出了图52的片段，它处在接在图54的加工步骤后面的加工步骤；

图56示出了图52的片段，它处在接在图55的加工步骤后面的加工步骤；

图57示出了图52的片段，它处在接在图56的加工步骤后面的加工步骤；

图58示出了图52的片段，它处在接在图57的加工步骤后面的加工步骤；

图59为本发明包括的形成辐射图案的工具的另一实施例的一个局部的示意性顶视图；

图60为本发明包括的形成辐射图案的工具的另一实施例的一个局部的示意性顶视图；

图61为本发明包括的形成辐射图案的工具的另一实施例的一个局部的示意性顶视图；

图62为本发明包括的形成辐射图案的工具的另一实施例的一个局部的示意性顶视图；以及

图63为本发明包括的形成辐射图案的工具的另一实施例的一个局部的示意性顶视图。

具体实施方式

在特别的方面，本发明包括形成辐射图案的工具的新结构，并且包括用来制作形成辐射图案的工具的结构的各种方法。参考着图1-5，8和59-63描述了本发明包括的形成辐射图案的工具的示例性结构。

开始参考图1，形成辐射图案的工具的第一实施例结构包括特征图案12的一个阵列，这些特征(或结构)图案布置在竖直方向上伸展的列和在水平方向上伸展的行中。把特征图案12分成确定类型的对。具体地说，特征图案12中的某些为第一类型14(在这里也把它们称为第一特征图案)，而其它的为第二类型16(在这里也把它们称为第二特征图案)。第一类型的特征图案当光波穿过它时使光波旋转一个相位，达到第一取向；而第一类型的特征图案当光波穿过它时使光波的相位旋转达到第二取向。第二取向可以相对于第一取向为由大约170°到大约190°，相对于第一取向可以为大约180°，并且相对于第一取向可以为精确的180°。在光波已经穿过形成辐射图案的工具10之后，穿过形成辐射图案的工具的特征图案12的光波最终被用来在暴露给光波的光刻胶上形成特征图案。在光刻胶中形成的这些特征图案可以为任何所要求的图案。在特别的应用中，这些特征为基本上圆形，并且例如可以在测量误差内为精确的圆形。

在所示出的实施例中，第一和第二类型的特征图案沿着阵列的行彼此交替，但是沿着阵列的列不彼此交替。

每个特征图案有一个周边，在图1中第一特征图案14的周边用附图标记18表示，而第二特征图案16的周边用附图标记20表示。所示出的优选周边18和20的形状为长方形，在图1的具体实施例中它们的形状实际上为正方形。第一特征图案14的周边18有第一对相对的侧边22和第二相对的侧边24；而第二特征图案16的周边20有第一对相对的侧边26和第二相对的侧边28。

沿着第一特征图案14的相对的侧边22形成多个第一边缘30，而沿着第二特征图案16的相对的侧边26形成多个第二边缘32。第一边缘30将一个相位旋转加到穿过该边缘的光波上，这个相位旋转最好为由由第一特征图案14引起的相位旋转再旋转大约170°到大约190°，并且它更可取地为相对于由第一特征图案14所引起的相位旋转大约为180°，甚至更可取地为相对于由第一特征图案所引起的相位旋转为精确的180°。相反，第二边缘32使得穿过该边缘的光波产生相对于由第二特征图案16引起的相位旋转为大约170°到大约190°的一个相位旋转，更可取地为相对于由第二特征图案16所引起的相位旋转大约为180°，甚至更可取地为相对于由第二特征图案所引起的相位旋转为精确的180°。

由上面的讨论可以清楚地看到：本发明可以包括下述实施例：其中，由第二特征图案16造成的相位旋转为与由第一特征图案14造成的相位旋转精确地相反的相位；其中，第二边缘32所造成的相位旋转与由第一特征图案14造成的相位旋转相同；以及其中，第一边缘30所造成的相位旋转与由第二特征图案16造成的相位旋转相同。

应该注意到，为了解释本文件和后面的权利要求书的目的，所说明的在相位旋转中的相对取向应该被理解为包括所描述的取向，并且还包括与(n*360°)加上相位旋转之间所说明的相对对应关系相对应的任何取向，其中n为整数。例如，如果说明第二类型的特征图案产生相对于被第一类型的特征图案产生的相位旋转为180°的相位旋转，应该理解为：在相位旋转上实际的差别可以为180°，540°，900°等。表示相同的概念的另一种方式是：在这里描述的和在权利要求书中提到的相位是净相位差，而不是总相位差。

边缘30和32的作用可以是改变穿过特征图案14和16的光的图像的形状，具体地是使光形成比没有边缘30和32时可能出现的更好的圆形。在所示出的实施例中，特征图案14和16在它们之间沿着阵列的行比沿着阵列的列有较短的节距(pitch)，并且边缘仅只设置在较长的节距的方向上(即，仅只沿着阵列的列)。换句话说，边缘仅只部分地围绕着特征图案的周边设置，而不是完全地围绕着这样的周边。这样可以简化所示出的结构的制作，其中，在长节距方向上相对较宽的尺寸内制作边缘比在短节距方向上相对较窄的尺寸内制作要容易，并且在某些应用中在短节距的方向上对于边缘没有足够的空间。此外发现：仅只沿着长节距方向形成的边缘可以足够地明显改进由特征图案产生的图像，并且可以把由其它方法可能产生的椭圆压扁成为更好的圆形。

在图1的实施例中，使沿着列相邻的特征图案彼此分开一段距离“D”，并且单个的边缘在特征图案之间伸展这个距离的整个长度。

参见图2，该图示出了第二实施例的形成辐射图案的工具40。为了描述工具40在适当的部位采用了与上面描述图1的工具10所用的相同附图标记。因此，工具40包括第一特征图案14，第二特征图案16，第一边缘30和第二边缘32。同样，把特征图案设置在有行和列的一个阵列中，并且沿着阵列的列在相邻的特征图案之间有一段距离“D”。工具40的距离“D”可以与图1的工具10的距离“D”相同或者不同，在典型的实施例中，工具40的距离“D”将比工具10的距离“D”大。在图1的工具10或者在图2的工具40中，距离“D”可以大约为用该工具最终形成的特征图案的尺寸。

边缘30和32不伸展沿着阵列的列在相邻的特征图案之间的距离的整个长度，而是相邻的边缘沿着阵列的列彼此分开一段距离“E”。

在所示出的实施例中，沿着阵列的列在相邻的边缘之间设置了抑制侧瓣的图案40和42。抑制侧瓣的图案40是与抑制侧瓣的图案42不同类型的图案。具体地说，最好抑制侧瓣的图案40构形成使穿过它们的光波在图案40的每一侧相对于由边缘30产生的旋转再旋转大约170°到大约190°。相对而言，最好抑制侧瓣的图案42使穿过它们的光波在图案42的每一侧相对于由边缘32产生的旋转再旋转大约170°到大约190°。

因为边缘32最好使光波相对于由边缘30产生的旋转再旋转大约170°到大约190°，所以应该理解到：抑制侧瓣的图案42实际上使光波旋转与边缘30大约相同的数量；而抑制侧瓣的图案40实际上使光波旋转与边缘32大约相同的数量。最好，抑制侧瓣的图案40所产生的旋转将相对于由边缘30产生的旋转大约为180°，或者为精确的180°；而抑制侧瓣的图案42所产生的光的旋转将相对于由边缘32产生的旋转大约为180°，或者为精确的180°。

抑制侧瓣的图案40与42之间相对于特征图案14和16的差别在于：抑制侧瓣的图案40和42不与最终被印在暴露给穿过工具40的光的光刻胶上的任何图像相对应。而是，抑制侧瓣的图案40和42仅只有改变穿过特征图案14和16的光所形成的图像的功能。产生分开的并且有区别的图像的图案可能是一个特征图案，而不是一个抑制侧瓣的图案。

抑制侧瓣的图案40和42可以使得穿过特征图案14和16的光所形成的图像成为比没有抑制侧瓣的图案时可能出现的图像为更好的圆形。因此，采用以工具40为示例的实施例而不用以图1的工具10为示例的实施例可能是优选的。然而，引入抑制侧瓣的图案40和42对于制作形成辐射图案的工具来说添加了另外的复杂性，这可能使得以工具10为示例的实施例在特定的条件下是优选的。

参见图3，以工具50示出了本发明包括的形成辐射图案的工具的另一个示例性实施例。在参考图3时，在适当的部位采用了与上面描述图1和2的实施例所用的相同的附图标记。因此，工具50包括第一特征图案14，第二特征图案16，第一边缘30和第二边缘32。同样，如上面的实施例那样，一对第一边缘与第一特征图案中的每一个相关，而一对第二边缘与第二特征图案中的每一个相关。

工具50还包括第一类型的抑制侧瓣的图案40和第二类型的抑制侧瓣的图案42，第一类型的抑制侧瓣的图案40在沿着特征图案的阵列的列在第一边缘之间，第二类型的抑制侧瓣的图案在沿着特征图案的阵列的列在第二边缘之间。沿着阵列的列在特征图案之间的距离为“D”，而沿着阵列的列在相邻的边缘之间的距离为“E”。与图2的工具40相反，工具50的抑制侧瓣的图案不伸展沿着特征图案的阵列的列在相邻的边缘之间的距离“E”的整个长度。

图4中以工具60示出了形成辐射图案的工具的另一个示例性实施例。在图4中采用的附图标记在适当的部位与上图1-3所用的相同。图4的实施例与图3的实施例类似，区别在于没有抑制侧瓣的部件(图3的40和42)。

虽然在图1-4的实施例中的每一个实施例所示出的应用中第一和第二特征图案沿着一个阵列的行彼此交替，而不沿着列交替，但是应该理解到，本发明包括其它的实施例，其中特征图案的类型沿着列交替。在图5中以工具70示出了一个示例性的装置。图5中的附图标记在适当的部位与上面描述图1-4的实施例中所使用的相同。因此，工具70分别包括第一和第二特征图案14和16，并且分别包括第一和第二边缘30和32。

沿着特征图案的一个阵列的列在相邻的特征图案之间的距离为“D”，并且在所示出的实施例中，边缘横截着距离“D”的整个长度伸展。因此，第一边缘30在距离“D”的大约中心位置靠着第二边缘32。然而，应该理解到，本发明包括其它实施例，其中边缘不横截着距离“D”的整个长度伸展，而是被一个空间比如可以与图2，3和4的空间可以比较的空间分开。在这样的实施例中，可选地沿着阵列的列在相邻的边缘之间可以设置一个抑制侧瓣的部件。然而，要考虑到，在相邻的边缘相对于彼此是不同类型边缘的实施例中避免使用抑制侧瓣的部件可能是优选的。

图59-63示出了另外的形成辐射图案的工具结构800，900，1000，1100和1200，可以在本发明的不同方面制作出这些结构。用与在描述图1-5的结构时使用的附图标记相同的附图标记对图59-63的结构进行标记。

图6和7示出了采用本发明的方法相对于先有技术可以获得的好处。具体地说，图6示出了一种先有技术的形成辐射图案的工具80，它包括第一和第二特征图案14和16(采用了上面描述图1-5时使用的附图标记)，但是没有沿着特征图案的周边的边缘。图6也示出了图82，此图示出了由穿过该特征图案的光形成的模拟图像。图82由采用假设的空间相干度(sigma)为0.35产生。应该注意到，模拟图像为椭圆，而不是所希望的圆。相对而言，图7示出了图4的形成辐射图案的工具60，以及示出了在空间相干度(sigma)数值为0.35预期产生的模拟图像。图7的图示出了本发明的形成辐射图案的工具可以形成比先有技术的形成辐射图案的工具可能产生的更接近所希望的圆。应该注意到，平版印刷掩模典型地同时包括相对较稠密的图案和相对不太稠密的(或者孤立的)图案。可以用低的sigma数值(0.35)印刷出孤立的图案，甚至可以采用先有技术的方法实现这样的印刷，但是，稠密的图案对于先有技术的方法来说存在问题。

可以采用大量的方法制作本发明包括的形成辐射图案的工具。参考着图9-58描述几种示例性的方法。在讨论这些方法之前，关于本发明的示例性形成辐射图案的工具确定一个参考框架(a frame ofreference)是有用的。因此，图8示出了一个示例性形成辐射图案的工具100的一个局部。采用与在描述图1-5的实施例时使用的相同的附图标记描述工具100。工具100包括第一特征图案14和第二特征图案16；并且还包括第一边缘30和第二边缘32。第一边缘邻近第一特征图案14，而第二边缘邻近第二特征图案16。最好，第二特征图案16和第一边缘30使光波相对于当光穿过第一特征图案14时出现的旋转再旋转大约180°。同样最好，第二边缘32使光波相对于光穿过第一特征图案14所产生的旋转再旋转大约0°，因此，使光波相对于光穿过第二特征图案16所产生的旋转再旋转大约180°。

穿过第一特征图案14和一对第一边缘30形成剖面2-2；而穿过第二特征图案16和一对第二边缘32形成剖面4-4。图9-58的图相对于图8的取向使得每个图将示出一个形成辐射图案的工具的两个片段，左面的片段与图2-2对应，而右面的图与图4-4对应。图9-58的图与可以用来制作形成辐射图案的工具的各种加工步骤对应，并且因此应该理解到，大多数图将与在加工步骤而不是图8的完成后的加工所示出的结构相对应。

参考着图9-13描述用来制作形成辐射图案的工具的方法的第一实施例。开始参考图9，该图示出了在初始阶段的结构100。更具体地说，示出了结构100的一对片段102和104，这些片段与沿着上面描述图8时提到的线2-2和4-4的剖面相对应。

片段102和104包括一个底座110，它对于所要求的光波长比如在紫外波长范围的一个波长来说最好是透明的。实际上希望的光波长将是适用于形成图案的光刻胶的波长，并且这个波长可以取决于光刻胶的成分改变。在工艺中已经很好地知道适用于加工光刻胶的典型波长。当光穿过材料110时透明的底座材料110最好使所要求的光波旋转。底座110可以包括例如石英，氟化钙，氟化钡，以及包括氟化钙，氟化锶和氟化钡中的一种或多种的固体溶液中的一种或多种。

掩模112在底座110上，并且关于所要求的光波长最好是不透明的。在所示出的实施例中不透明的掩模112在物理上压在底座110上。在后面的权利要求书中，可以把掩模112称为不透明的层，可以将底座110称为透明的材料，表示掩模112和底座110对于所要求的光波长的相对透明度。然而应该理解到，除非特别地说明，不透明的层112不需要关于所要求的光波长的透明度为0％；除非特别地说明，底座110也不需要所要求的光波长的透明度为100％。在示例性的实施例中，不透明的层112包括铬，阻挡所要求的光波的99％穿过；底座层110基本上包括石英或者就是由石英构成，并且容许所要求的光波的90％以上穿过。

在区域102和104上设置已经形成图案的光刻胶掩模114。已经形成图案的掩模114有厚的区域116和薄的区域118。光刻胶掩模层114可以包括正的光刻胶或者负的光刻胶。已经形成图案的掩模114有一个穿过它伸展并且与片段102相关的开孔120，也有一个穿过它伸展并且与片段104相关的开孔122和124。

可以通过典型的光学平版印刷形成图案的技术形成所示出的光刻胶掩模构形，在这种技术中，在整个层112上设置光刻胶材料，随后对于已经形成图案的辐射曝光。暴露给辐射的那些部分光刻胶对于进一步的处理条件与没有暴露给辐射的那些部分有不同的稳定性。例如，暴露给辐射的那些部分光刻胶在一种溶剂中可以具有与没有暴露给辐射的那些部分不同的溶解度。将光刻胶暴露给处理条件，把所要求的部分除去，因此形成开孔120，122和124。此外，如果在光学平版印刷形成图案的过程中在光刻胶上改变曝光的剂量，剩余的光刻胶的某些部分(部分116)可以比其它部分(118)厚。

片段102有在其中形成的特征图案位置130，以及邻近该特征图案位置形成的边缘位置132。可以认为边缘位置132是在光刻胶114的变薄的区域118下面的材料，而可以认为特征图案位置130是穿过已经形成图案的光刻胶掩模114的开孔120下面的材料。

片段104有在其中形成的特征图案位置134，以及邻近该特征图案位置形成的边缘位置136。可以认为特征图案位置134是在光刻胶的变薄的区域118下面的材料，而可以认为特边缘位置136是在开孔122和124下面的材料。为了后面的讨论的目的，可以将特征图案位置130称为第一特征图案位置，而可以将特征图案位置134称为第二特征图案位置。同样，可以将边缘位置132称为第一边缘位置，而可以将边缘位置136称为第二边缘位置。

参见图10，开孔120，122和124穿过不透明的材料112伸展并且进入底座110中。在不透明的材料112包括铬的实施例中，穿过不透明的材料的适用的刻蚀包括以铬为基础的等离子体刻蚀；而在底座110包括石英的实施例中，刻蚀进入底座中适用的刻蚀包括以氟化物为基础的等离子体刻蚀。

参见图11，将光刻胶114暴露给使光刻胶变薄的条件，并且最终除去光刻胶中的某些。这样的曝光除去已经变薄的部分118(图10)同时留下在不透明的材料112上的部分116(在暴露给处理条件后现在已经变薄)。除去部分118在第一边缘位置132内暴露出不透明材料112的片段140，并且在第二边缘位置134内暴露出不透明材料112的片段142。用来除去光刻胶的适用的条件包括例如把光刻胶暴露给溶剂和/或使光刻胶成灰。

参见图12，用对于不透明的材料112相对于底座110选择出来的刻蚀除去不透明材料112的暴露的片段140和142(图11)。对于含铬的材料112相对于石英底座110选择出来的适用的刻蚀例如是以铬为基础的等离子体刻蚀。

参见图13，把光刻胶114(图12)除去，留下与片段102相关的结构144和与片段104相关的结构146。结构144包括在位置130的第一特征图案，它凹进到底座110中，还包括在位置132的第一边缘，它们没有凹进到底座110中。在位置130的凹进部分应该在底座110的材料内足够深，使得穿过位置130的所要求的光波的相位相对于穿过边缘位置132的光的相位移动由大约170°到大约190°。应该注意到，结构146包括在位置134的第二特征图案，此图案与在位置132的第一边缘处在相同的高度，并且包括第二边缘136，它们与在结构144的位置130的第一特征图案处在底座110内相同的高度。因此，当所要求的光波穿过结构144和146时，穿过第一特征图案位置130的光的相位将与穿过第二边缘位置136的相位相同，并且将相对于穿过第一边缘位置132和第二特征图案位置134的光的相位移动了大约170°到大约190°。在特别的实施例中，加到穿过区域130和136的光波上的相对于区域132和134的相位旋转或者大约为180°，或者精确地是180°。

结构144和146包括一个下表面150和一个上表面152。典型地，当把这些结构作为一个标度线或者光掩模结合进光刻蚀装置中时，光将由表面150通过底座110和外表面152。因此，当结合进光学平版印刷设备中时将典型地使结构144和146相对于所示出的构形颠倒。示出了光线160，162，164，166，168和170在不同的位置130，132，134和136通过底座110的底表面150进入，并且通过上表面152出去，示出了当光线穿过底座110时出现的相位变化。

结构144和146可以与在图8中示出的最后结构相对应，结构144包括第一边缘和第一特征图案，而结构146包括第二边缘和第二特征图案。结构144和146也可以或者替代地与图1-5和59-63的最后的特征图案结构中的任何一个相对应。另外，虽然在图13的结构中没有示出抑制侧瓣的区域，但是应该理解到，可以将这样的抑制侧瓣的区域结合进图9-13的加工中。

参考着图14-21描述按照本发明的用来制作形成辐射图案的工具的另一种方法。当将要形成的边缘比较窄并且很难用在图9-13的实施例中描述的加工进行刻蚀时，图14-21的方法可能特别有用。在描述图14-21的实施例时，在适当的部位采用与上面描述图9-13的实施例时使用的相同的附图标记。

开始参考图14，所示出的结构200包括片段102和104。片段102和104中的每一个局部包括底座110，不透明的材料112和光刻胶114。进而，光刻胶114包括一个厚的部分116和薄的部分118。关于片段102确定第一特征图案位置130，并且邻近第一特征图案位置130确定第一边缘位置132。关于片段104确定第二特征图案位置134，并且邻近特征图案位置134确定第二边缘位置136。

图14的片段104与图9的差别在于：有一个伸展到第二特征图案位置134的开孔202，并且没有伸展到第二边缘位置136的开孔。然而，图14的片段102与图9的片段102相同，因此在第一特征图案位置130上有一个开孔120。

参见图15，使开孔120和202伸展进入底座110中。

参见图16，将光刻胶114暴露给适当的条件，除去变薄的部分118(图15)，而留下在层112上的变厚的部分116。把部分118除去暴露出在第一边缘位置132的不透明材料112的片段140，也暴露出在第二边缘位置136的不透明材料112的片段204。

参见图17，把不透明的材料112的暴露的片段140和204(图16)除去。

参见图18，除去光刻胶114(图17)。

参见图19，在区域102的第一特征图案位置130和第一边缘位置132上形成一个保护掩模210，在图中示出了此保护掩模在区域104的周边部分上伸展。掩模210可以包括例如光刻胶。应该注意到，图18的处理是可选的，在形成保护掩模210的过程中可以在结构100上留下光刻胶114的部分116(图17)。掩模210在区域104上的大小是可选的，所示出的表示所示出的处理可以容许在后续的加工步骤中可以将掩模210剩余在区域104上。在掩模不必须严格地与区域102相关的边缘位置或特征图案位置对准的意义上看，掩模材料210的对准不是严格的，而是简单地覆盖住这些位置。

参见图20，用刻蚀使区域104内的开孔伸展进入底座110中。这样使第二特征图案位置134伸展进入底座中，也使第二边缘位置136伸展进入底座中。

参见图21，除去保护掩模210(图20)，留下包括在位置130的第一特征图案，在位置132的第一边缘，在位置134的第二特征图案，以及在位置136的第二边缘的最后结构。最好，穿过第一边缘132和第二特征图案位置134的所要求波长的光将有360°的相位旋转(这与0°的净相位旋转相对应)，并且穿过第一特征图案位置130和第二边缘位置136的光将相对于穿过第一边缘位置132和第二特征图案位置134的光有一个180°的相位旋转。因此图21的结构可以与图8的最后结构相对应，或者与图1-5和59-63的结构中的任何一个相对应。

图9-21的方法相当简单，其中，这种方法以在不透明材料(典型地为包括铬的一种材料)下面的简单基底(典型地为石英)开始。然而，本发明可以包括更复杂的方法，比如在这样的方法中基底包括多种成份。参考着图22-31描述这样的方法的一个示例。在参考图22-31时，在适当的部位采用了与上面描述图9-21时所用的相同的附图标记。

参见图22，结构300包括片段10和片段104。片段102和104包括一个底座110，它可以基本上包括石英或者就是由石英构成。结构102和104也包括设置在底座110上的一层不透明的材料112。在层112与底座110之间设有层302和304。层302可以是一种衰减材料和/或相位移动材料，一种示例性的材料包括钼和硅，比如钼化硅。其它的示例性材料包括氮化钛，氮化钽，氧化钽，硅化钽，氧化锆硅，以及氟化铬。层304可以包括一个相位移动层，比如二氧化硅或者石英，但是最好对于所要求的(工作)波长的衰减比层302小。在特别的实施例中，衰减层302可以包括硅，铬，钼和铝中的一种或者多种；而相位移动层304可以包括硅，氧和氮中的一种或多种。在特别的实施例中，相位移动层中的一层或者两层可以包括氟化钙，氟化钡，氟化镁，和/或包括氟化钙，氟化锶和氟化钡中的一种或多种的固体溶液。在本发明的一个特别的方面，可以认为层302和304分别是第一相位移动层和第二相位移动层。

结构300除了所示出的那些以外可以包括其它材料，并且可以例如包括在层110与302，302与304或者304与112之间的一个或多个界面的薄的防反射层。

在区域102内与第一边缘位置132一起确定第一特征图案位置130；并且，在区域104内与第二边缘位置136一起确定第二特征图案位置134。

在区域102和104上形成已经形成图案的光刻胶310。已经形成图案的光刻胶310在区域102上有三个不同的厚度，具体地说，包括在第一特征图案位置130上的最薄的部分312，在第一边缘位置132上的中间厚度的部分314，以及在边缘位置和第一特征图案位置外面的最厚的部分316。此外，光刻胶310在区域104上有两种不同的厚度，具体地说，包括在第二特征图案位置134和第二边缘位置136外面的最大厚度316，并包括在第二边缘位置136上的中间厚度318。中间厚度318比在第一边缘位置132上的中间厚度314更厚。一个开孔320穿过光刻胶310伸展，以暴露出在第二特征图案位置134内的不透明层112的一个局部。可以例如通过在用溶剂或者其它适用的条件对光刻胶显影之前把光刻胶材料暴露给四种不同剂量的辐射形成已经形成图案的光刻胶310。

参见图23，把结构300暴露给刻蚀条件，这些条件由第二特征图案位置134除去不透明的材料112。用来除去包含铬的不透明材料122的适用的刻蚀条件是采用以铬为基础的等离子体的非各向同性刻蚀。

参见图24，用一种适用的刻蚀使开孔320穿过相位移动层304伸展，并到达衰减层302。一种示例性的刻蚀是以氟为基础的等离子体刻蚀。可以通过改变在反应室中的刻蚀材料，在反应室内的压力，射频功率等，调节用于层304到302的等离子体的选择性，或者相反。

可以认为与区域102相关的光刻胶310包括带阶梯的图案，最薄的区域312包括第一阶梯，中间区域314包括较高的第二阶梯，而区域316包括第三并且是更高的阶梯。可以把结构300的光刻胶暴露给一种溶剂(或者经受其它适当的处理)，除去最薄的阶梯312，并且减小阶梯314和316的厚度。在这样作之后，在第一特征图案位置130内将不透明层112的一个局部暴露出。图25示出了在把这个片段除去、暴露出在第一特征图案位置130内层304的一部分之后的结构300。

参见图26，将结构300暴露给刻蚀，这种刻蚀对于材料304和302基本上没有选择性，因此刻蚀使一个开孔在第一特征图案位置130上穿过材料304伸展，同时使一个开孔在第二特征图案位置134上穿过材料302伸展。

参见图27，此图示出了在暴露给适当的处理在边缘位置132上除去光刻胶部分314(图26)暴露出不透明材料112的一个局部之后以及在除去不透明材料112的暴露的片段之后的结构300。因此，在第一边缘位置132内暴露出层304的一些部分。

参见图28，此图示出了暴露给一种刻蚀过程之后的晶片结构300，这种刻蚀对于底座110的材料和层302和304相对而言没有选择性。因此，刻蚀在第一边缘位置132中穿过层304伸展，在第一特征图案位置130中穿过层302伸展，并且，在第二特征图案位置134伸展进入底座110的暴露的部分中。因此刻蚀操作同时在第一边缘位置132，第一特征图案位置130和第二特征图案位置134实现了刻蚀。

参见图29，将光刻胶310暴露给一种溶剂(或者其它适当的处理条件)，它减小光刻胶的厚度，并且因此由第二边缘位置136内不透明材料112的片段上除去光刻胶，但是留下在片段102和104的其它区域上剩余的光刻胶。光刻胶的较厚的区域316的特定部分没有被除去。

参见图30，用对于层112的材料相对于底座110和层302和304的暴露的材料基本上没有选择性的一种刻蚀将第二边缘位置136内层112的暴露的片段除去。如果材料112包括铬，适用的刻蚀可以采用以氯为基础的等离子体。

参见图31，剩余的光刻胶310(图30)被除去。

可以认为图31的结构包括在位置130的第一特征图案，在位置132的第一边缘，在位置134的第二特征图案，以及在位置136的第二边缘。最好，在位置134的第二特征图案使得所要求的光波的相位旋转，这个相位与在位置130的第一特征图案所造成的相位旋转有大约180°的差别。同样，第一边缘132造成光波的旋转，这个相位与在位置130的第一特征图案所造成的相位旋转大约差180°。此外，第二边缘136造成光波的旋转，使得光的相位相对于穿过在位置134的第二特征图案的光旋转180°。因此，穿过在位置136的边缘的光波最好将处于与穿过在位置130的第一特征图案的光相同的相位，并且，穿过在位置132的边缘的光波最好将处于与穿过在位置134的第二特征图案的光相同的相位。

图31的结构300可以与参考图1-5，8和59-63的形成辐射图案的工具描述的结构中任何一个相对应。可以认为图31的结构300有在位置130的第一特征图案，它包括刻蚀出来的图案，这种刻蚀穿过第一相位移动层302，第二相位移动层304，不透明的层112，并且到达底座110的上表面；还有在位置134的第二特征图案，它包括刻蚀出来的图案，这种刻蚀穿过第一相位移动层302，第二相位移动层304，并且进入底座110中。此外，可以认为结构300包括在位置132的第一边缘，它包括刻蚀出来的图案，这种刻蚀穿过第二相位移动层304和不透明的层112，并且到达第一相位移动层302的上表面；并且包括在位置136的第二边缘，它包括刻蚀出来的图案，这种刻蚀穿过不透明的层112，并且到达第二相位移动层304的上表面。

就采用图31的实施例用来制作图1-5，8或59-63的形成辐射图案的工具中的一种或多种来说，应该注意到，第一边缘最好将沿着第一特征图案相对的侧边伸展，但是将不整个地围绕着第一特征图案伸展；并且，第二边缘最好将沿着第二特征图案相对的侧边伸展，但是将不整个地围绕着第二特征图案伸展。然而，应该理解到，在这里描述的方法也可以用在这样的应用中，在那些应用中整个地围绕着特征图案的周边形成边缘。

参考着图32-38描述本发明的另一实施例。开始参见图32，结构400包括一个底座110，和一个不透明的层112。在底座110与不透明的层112之间是一个衰减层和/或反射层402，以及一个相位移动层404。相位移动层404可以包括例如二氧化硅或石英；而层402可以包括例如钼化硅，氮化钛，氮化钽，硅化钽，氧化锆硅，和/或氟化铬。最好，层404将容许至少90％透过，更可取地，穿过结构400的光的工作波长大约100％地透过；并且下面的结果也是可取的：层402和404的结合起来的厚度使得光的工作波长当穿过组合的层402和404时相位旋转360°(或者它的整数倍)。层404可以产生由组合起来的层402和404获得的总相位移动中的180°，或者可以贡献总相位移动中的一个不同的份额。

在结构400的片段102和104上设置光刻胶410。使光刻胶410形成图案，包括在片段102上的一个厚的部分412和一个较薄的部分414，也包括在片段104上的一个厚的部分412和一个较薄的部分414。光刻胶也形成穿过它伸展的一个开孔416，以暴露出不透明材料112关于片段102的一个局部，并且形成穿过它伸展的另一个开孔418，以暴露出不透明材料112关于片段104的一个局部。

在与片段102相关的开孔416内形成第一特征图案位置130，并且由与区域102相关的变薄的光刻胶部分414形成第一边缘位置132。同样，在与区域104相关的开孔418内形成第二特征图案位置134，并且由与片段104相关的变薄的光刻胶部分414形成第二边缘位置136。

参见图33，开孔416和418穿过不透明的层112，相位移动层402和404伸展，并且进入底座110中。因此，第一和第二特征图案位置130和134伸展进入底座110中。

参见图34，把光刻胶410暴露给一种溶剂(或者其它适用的处理条件)，这样将除去较薄的部分414(图33)，同时留下较厚的部分412(但使这部分变薄)。这样暴露出不透明材料112在第一和第二边缘位置132和136内的片段。

参见图35，把不透明材料112的暴露的片段(图34)除去，使第一和第二边缘位置132和136伸展到层404的上表面。

参见图36，在片段102上形成一个保护掩模420，具体地说，形成的掩模用来保护第一边缘位置132和第一特征图案130。所示出的保护掩模420的一些部分也伸展到片段104上，但是掩模420伸展到片段104上与进一步的加工不是特别有关。掩模420可以包括例如光刻胶。在所示出的实施例中，在形成保护掩模420之前已经把光刻胶410(图35)除去，但是应该理解到，本发明包括其它实施例(未示出)，其中光刻胶410留在其位置，并且在光刻胶410上形成保护掩模420。

参见图37，利用刻蚀使第二特征图案位置134更深地伸展，进入底座110中，并且使第二边缘位置136伸展进入相位移动层404中。一种适用的刻蚀可以采用以氟为基础的等离子体。

参见图38，将保护掩模420(图37)除去。所形成的结构有在位置130的第一特征图案，在位置134的第二特征图案，在位置132的第一边缘，和在位置136的第二边缘。最好，穿过第一特征图案的光与穿过第二边缘的光处在相同的相位；穿过第二特征图案的光与穿过第一边缘的光处在相同的相位。进而，穿过第一边缘的光最好相对于穿过第一特征图案的光相位移动大约170°到大约190°，更可取地，相对于穿过第一特征图案的光相位移动大约180°。穿过在位置136的第二边缘的光可能实际上相对于穿过第二特征图案134的光移动大约540°，相位旋转540°的净效应与180°相位旋转相同(即，540＝180+360)。同样，穿过第一边缘132的光与穿过第二特征图案134的光之间的总相位旋转可以是720°，但是因为720°是360的整数倍(具体地说，它是2×360)，所以净相位旋转是0°，或者换句话说，穿过第一边缘132的光与穿过第二特征图案134的光处在同相位。

参考着图39-45描述另一实施例。开始参见图39，所示出的结构500包括一对片段102和104。每个片段包括一个底座110和一个不透明的层112。层502和504在底座与不透明的层之间。层502可以包括一个衰减层和/或反射层402，这一层也引起一个小的相位移动(用包括铬和铝中的一种或两者的一种适用的材料)，比如在光束分束器中采用的材料。层504可以包括一种材料，这种材料对于所要求的光波长至少有90％的透过率，更可取地，对于所要求的光波长有大约100％的透过率，用适当的材料做到这一点，例如石英或者二氧化硅。可以选择材料层502给出与光波穿过空气的传播过程中出现的类似的相位移动，并且，如果层502包括一种材料，可以关于底座110和层504可以对这种材料进行选择性的刻蚀，就可以简化由结构500制作出一个形成辐射图案的工具的制作。

关于片段102形成第一特征图案位置130，并且邻近特征图案位置130形成第一边缘位置132。同样，关于片段104形成第二特征图案位置134，并且邻近第二特征图案134形成第二边缘位置136。

在片段102和104上设置光刻胶510。光刻胶510有穿过它伸展的一个开孔520，以暴露出不透明的层112在第一特征图案位置130内的一个局部，还有穿过它伸展的一个开孔522，以暴露出不透明的层112在第二特征图案位置134内的另一个局部。光刻胶510有在第一边缘位置132和第二边缘位置136上的薄的部分512，并有在薄的部分512以外的较厚的部分514。

参见图40，对不透明的层112的暴露的片段进行刻蚀，使开孔520和522伸展到层504的上表面。

参见图41，对层504的暴露的部分进行刻蚀，使开孔520和522伸展到层502的上表面。

参见图42，把光刻胶510暴露给一种溶剂(或者其它适当的处理条件)，除去光刻胶变薄的部分(图41)，并且随后采用刻蚀除去层112和502的暴露的部分。因为层502和112都典型地包括金属，所以，可以采用基本上对于层504和110的石英选择的一种刻蚀，同时对它们进行刻蚀。适用的刻蚀可以例如是采用以氯为基础的等离子体刻蚀。在替代的实施例中，可以一次刻蚀层112和502中的一层。图42的结构有伸展到底座110的上表面的第一和第二特征图案位置130和134，并且有伸展到层504的第一和第二边缘位置132和136。

参见图43，在第一特征图案位置130和第一边缘位置132上设置一种保护掩模材料530，而留下第二特征图案位置134和第二边缘位置136是暴露的。在掩模不必须与片段102相关的边缘位置或者特征图案位置严格地对准的意义上看，掩模材料的对准不是严格的，而仅只简单地覆盖住这些位置。应该注意到，虽然在图43中示出的掩模材料530是在除去光刻胶510(图42)之后设置的，但是本发明也包括在设置掩模材料530的过程中光刻胶510留在其位置以及掩模530设置在光刻胶510上的实施例。

参见图44，对底座110和层502的石英材料进行刻蚀，使第二边缘位置136伸展到层502的上表面136，并且使第二特征图案位置134伸展进入底座110中。

参见图45，除去保护掩模530(图44)。所形成的结构在位置130有第一特征图案，在位置132有第一边缘，在位置134有第二特征图案，并且在位置136有第二边缘。图45的结构可以与图1-5，8和59-63的形成辐射图案的工具的结构中任何一个相对应。穿过第一特征图案的光最好与穿过第二边缘的光处在相同的相位，而穿过第二特征图案的光最好与穿过第一边缘的光处在相同的相位。进而，穿过第一特征图案的光最好相对于穿过第一边缘的光相位移动180°，而穿过第二特征图案的光最好相对于穿过第二边缘的光相位移动180°。

参考图9-45描述的实施例采用刻蚀形成不同厚度的材料，并且随后采用不同的厚度在穿过这些材料的光中产生不同相位差。在穿过这些材料的光中产生不同相位差的另一种途径是沉积材料。具体地说，美国专利5208125和5217830号描述了其中可以采用一种沉积物在穿过材料的光中产生相位变化的各种过程。在特别的方面，该沉积物可以在穿过材料的光中产生180°的相位移动，而对光没有衰减。显示出适合于在透过石英材料的光的特点中产生适当的变化的例子是硼，铟，砷，锑和磷。可以把离子沉积的方法结合进本发明的实施例中，下面参考着图46-58描述示例性的实施例。

参见图46，该图示出了结构600。结构600与图9的结构100相同，因此在描述图46的结构600时采用与在描述图9的结构时相同的附图标记。因此，结构600包括一个底座110(它最好包括铬)，一个不透明的层112(它最好包括石英)，以及一个已经形成图案的光刻胶114。开孔120，122和124穿过已经形成图案的光刻胶伸展，以暴露出不透明的层112在第一特征图案位置130的片段以及第二边缘位置136。

参见图47，把不透明的层112的暴露出的片段(图46)除去，使开孔120，122和124伸展到底座110的上表面。应该注意到，当在这里描述开孔“伸展到”上表面时，应该理解为开孔可能在上表面终止，或者可能伸展进入该表面。

参见图48，把光刻胶114暴露给一种溶剂(或者其它适用的处理条件)，这样除去光刻胶的变薄的部分118(图47)，留下较厚的部分116。除去光刻胶的变薄的部分暴露出不透明材料112在第一和第二边缘位置132和第二特征图案位置134内的片段。不透明材料112的暴露出的片段的功能是在后续的掺杂沉积物602的过程中作为一个掩模，如在图49中示出的那样。掺杂的沉积物形成在第一特征图案位置130内的第一沉积区域604，以及在第二边缘位置136内的第二沉积区域606。在掺杂沉积物之前处理光刻胶可能是有利的，为的是避免在光刻胶的性质由于离子注入到光刻胶中已经被改变之后再对光刻胶进行处理。此外，如果想要在剩余的光刻胶上有离子注入的效果，在光刻胶114与不透明的层112之间可以设置一个硬的掩模。

参见图50，把不透明的层112的暴露的片段(图49)除去。

参见图51，除去光刻胶114(图50)。图51的结构包括在位置130的第一特征图案，在位置132的第一边缘，在位置134的第二特征图案，以及在位置136的第二边缘。被沉积的区域604和606分别包括在位置130的第一特征图案和在位置136的第二边缘。最好，穿过第一特征图案的光与穿过第二边缘的光基本上处在相同的相位；并且穿过第一边缘的光基本上与穿过第二特征图案的光处在相同的相位。同样最好，穿过第一边缘的光相对于穿过第一特征图案的光相位移动大约170°到大约190°，更可取地，移动的相位大约为180°，或者精确地为180°。同样，穿过第二边缘的光相对于穿过第二特征图案的光最好相位移动大约170°到大约190°，更可取地，移动的相位大约为180°，甚至更可取地，精确地为180°。图51的结构可以与前面参考着图1-5，8和59-63描述的形成辐射图案的工具的结构中任何一个相对应。

参考着52-58描述本发明的另一实施例，这个实施例采用与一层或多层衰减和/或相位移动层结合起来的离子沉积。

参见图52，该图示出了结构700。该结构包括第一片段102和第二片段104。片段102和104都包括一个底座110和不透明的材料112。如前面描述过的那样，底座110可以包括石英，而不透明的材料112可以包括铬。在底座110与不透明的材料112之间设置一个衰减层和/或相位移动层702。该层702可以包括例如钼化硅。

关于片段102确定第一特征图案位置130和第一边缘位置132，而关于片段104确定第二特征图案位置134和第二边缘位置136。在不透明的材料112上设置已经形成图案的光刻胶710。光刻胶710包括开孔720和722，它们分别伸展到第一和第二特征图案位置130和134。光刻胶710也包括在第一和第二边缘位置132和136上的变薄的区域712和在变薄的区域712外面的厚的区域714。

参见图53，开孔720和722伸展穿过不透明材料112和层702，达到底座110的表面。刻蚀可以在底座110的上表面处停止，如图所示出的那样，或者可以伸展进入底座110中。在任何一种情况下，都可以将刻蚀称为伸展到底座110。

参见图54，把光刻胶710暴露给一种溶剂(或者其它适当的处理条件)，它除去变薄的部分712(图53)，同时留下较厚的部分714。这样的除去步骤暴露出在第一边缘位置132和第二边缘位置136的不透明材料112的段。

参见图55，除去不透明材料112的暴露的段(图54)。这样使第一和第二边缘位置132和136伸展到层702。

参见图56，在段102上，特别是在第一特征图案位置130和第一边缘位置132形成一个保护掩模730。所示出的保护掩模是在除去光刻胶710(图55)之后形成的，但是，应该理解到，在形成保护掩模730的过程中光刻胶710也可以保留在其位置。在设置了掩模730之后，第二特征图案位置134和第二边缘位置136仍保持是暴露的。掩模730可以包括例如光刻胶。

参见图57，把一种掺杂物732注入到第二特征图案位置134和第二边缘位置136，在底座110内形成掺杂的区域740，并且在层702内形成掺杂的区域742。

参见图58，除去保护掩模730(图57)。图58的结构包括在特征图案位置130的第一特征图案，在位置132的第一边缘，在位置134的第二特征图案，以及在位置136的第二边缘。被沉积的区域604和606分别包括在位置130的第一特征图案和在位置136的第二边缘。最好把区域740内的掺杂物设置到一定的浓度，使得穿过第二特征图案的光相对于穿过第一特征图案的光相位移动大约170°到大约190°，更可取地，移动的相位大约为180°，甚至更可取地精确地为180°。进而，最好把在区域742内的掺杂物的浓度和类型选择成使得穿过第一边缘的光相对于穿过第一特征图案的光相位移动大约170°到大约190°，更可取地，穿过第一边缘位置的光相对于穿过第一特征图案的光旋转大约180°，甚至更可取地，精确地旋转180°。图58的结构可以与前面参考着图1-5，8和59-63描述的形成辐射图案的工具的结构中任何一个相对应。

应该注意到，用来形成区域740和742所采用的掺杂物对于穿过第二特征图案和第二边缘的所要求的光波长最好衰减极小或者没有任何衰减，而对于光仅只提供相位移动。在特殊的应用中，层702已经提供了所要求的衰减，而离子注入的掺杂物提供一个180°的相位移动，而不提供附加的衰减。

在这里描述的制作方法可以使得在区域之间实现自对准。更具体地说，可以很容易地将一个区域暴露给例如0°，随后(用光刻胶)覆盖这个区域，并且暴露其余的区域，至少对于最简单的设计获得180°。(应该注意到，可以同时形成相位彼此相同的接触点和边缘。)可以用仅只一次多剂量曝光实现所描述的方法，这种曝光在掩模的不同区域使用电子束或者激光束对光刻胶的不同水平的激发。为了进一步处理掩模进行的任何附加的对准由于对不准，不均匀的剂量和不均匀的掩模刻蚀可能造成图案尺寸的不均匀，因此影响在晶片表面上的气流图像，因此给出一个畸变了的布局。在特殊的方面，如果想要附加的光刻胶曝光，仅只会实现对准状态较差的曝光。

当接触点之间的距离比所要求的接触点直径小时，先有技术的方法的成像接触点出现困难。具体地说，在接触点之间没有成像桥很难对接触点成像。用低的空间相干性(“sigma”)典型地比较容易印刷出孤立的接触点。本发明的具体应用使得对于孤立的接触点和稠密的接触点都可以使处理的余地达到最佳。

在这里描述的制作方法可以由一个掩模坯料开始，该坯料已经包括所描述的层，比如石英(基底)-MoSi-石英(二氧化硅)-铬。替代地，这些方法可以由一个“标准的”掩模坯料开始，该坯料包括石英-MoSi-铬，随后，在制作过程的中间，可以在顶面上沉积一个附加的相位移动层。可能希望应用附加的平版印刷步骤，在选定的区域将这层附加层剥落，但是这样可能产生对不准的危险。

按照规定，已经用或多或少专门的语言对结构特点和方法特点作了描述。然而，应该理解到，本发明不限于所示出和所描述的具体特点，这是因为在这里公布的装置包括将本发明付诸实践的优选方式。因此，本发明对于在所附的权利要求书的适当范围以内它的形式或者改型中的任何内容提出权利要求，按照等价物的内容(doctrine)已经对权利要求书作了适当的解释。

Claims (10)

1.一种形成辐射图案的工具，它包括：

基底，其包括石英底座(110)，在石英底座上的第一相位移动层(302)，在第一相位移动层上的第二相位移动层(304)，以及在第二相位移动层上的不透明的材料(112)；

特征图案(14)，该特征图案构具有周边(18)和将第一相位旋转赋予穿过该特征图案的光波；该特征图案包括穿过第一相位移动层、第二相位移动层、以及不透明层来刻蚀出图案；并且

沿着该特征图案的周边的一部分但是不沿着特征图案的整个周边的边缘(30)；当光波穿过该边缘时，该边缘将第二相位旋转赋予光波；第二相位旋转为相对于第一相位旋转170°到190°；该边缘包括穿过不透明的层和第二相位移动层，并且达到第一相位移动层刻蚀出的图案；

其中第一相位移动层与第二相位移动层具有不同的成分，从而第一相位移动层对光波的衰减比第二相位移动层的多。

2.一种形成辐射图案的工具，它包括：

石英底座(110)，在石英底座上的第一相位移动层(302)，在第一相位移动层上且具有与第一相位移动层不同成分的第二相位移动层(304)，以及在第二相位移动层上的不透明的材料(112)；

特征图案的阵列，所述阵列包括特征图案的行和特征图案的列，列是正交于行且横越行；当光穿过这些特征图案时，特征图案使光波的相位旋转；这些特征图案包括赋予第一相位旋转的第一类型图案(14)，以及赋予第二相位旋转的第二类型图案(16)，第二旋转为相对于第一旋转170°到190°；两种类型的特征图案沿着阵列的行彼此交替，第一类型的特征图案是穿过第一相位移动层、第二相位移动层、以及不透明层而刻蚀出的图案，第二类型的特征图案是穿过第一相位移动层、第二相位移动层、以及不透明层并且进入底座中而刻蚀出的图案；

多个第一边缘(32)，赋予光波第一相位旋转，第一边缘沿着第二类型特征图案的边缘；

多个第二边缘(30)，赋予光波第二相位旋转，第二边缘沿着第一类型特征图案的边缘；以及

所述第一和第二边缘沿着特征图案的阵列的列设置。

3.按照权利要求2所述的形成辐射图案的工具，其特征在于，两种类型的特征图案沿着阵列的列彼此不交替。

4.按照权利要求2所述的形成辐射图案的工具，其特征在于，两种类型的特征图案沿着阵列的列彼此不交替，其中，沿着列相邻的特征图案彼此分开一段距离，且其中，单个的边缘在沿着阵列的列相邻的特征图案之间的整个距离伸展。

5.按照权利要求2所述的形成辐射图案的工具，其特征在于，两种类型的特征图案沿着阵列的列彼此交替。

6.一种制作形成辐射图案的工具的方法，它包括：

设置包括对于光的波长是透明的底座(110)并且包括在该底座上的不透明材料(112)的结构：

在不透明材料上形成一层光刻胶(114)；光刻胶的第一部分在第一确定的特征图案位置(130)，而光刻胶的第二部分在第一确定的边缘位置(132)；光刻胶的第三部分在第二确定的特征图案位置(134)，而光刻胶的第四部分在第二确定的边缘位置(136)；

除去光刻胶的第一和第四部分，以暴露出该不透明材料在第一特征图案位置和第二边缘位置的段；

由第一特征图案位置和第二边缘位置除去不透明材料的已暴露的段；

在除去不透明材料的已暴露的段之后，在第一特征图案位置和第二边缘位置将掺杂物(602)注入到底座中；

在注入掺杂物之后，除去光刻胶的第二和第三部分，以暴露出该不透明材料在第一边缘位置和第二特征图案位置的段；

由第一边缘位置和第二特征图案位置除去不透明材料的已暴露的段；并且

其中：

第一特征图案位置的掺杂的区域是由第一特征图案构成，第一特征图案在光波穿过第一特征图案时把第一相位旋转加到光波上；

第一边缘位置包括沿着第一特征图案的一部分的第一边缘，第一边缘在光波穿过该第一边缘时将第二相位旋转赋予光波；第二相位旋转为相对于第一相位旋转170°到190°；

第二特征图案位置包括第二特征图案，将第三相位旋转赋予穿过第二特征图案的光波；第三相位旋转为相对于第一相位旋转170°到190°；并且

第二边缘位置的掺杂的区域是由沿着第二特征图案的一部分的第二边缘构成，且第二边缘在光波穿过该第二边缘时将第四相位旋转赋予光波；第四相位旋转为相对于第三相位旋转170°到190°。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，掺杂物包括硼，铟，砷，锑，或者磷。

8.一种制作形成辐射图案的工具的方法，它包括：

设置包括对于光的波长是透明的底座(110)并且在该底座上包括对光的波长的不透明材料(112)的结构：

在不透明的材料上形成一层光刻胶(114)；光刻胶的第一部分在第一确定的特征图案位置(130)，而光刻胶的第二部分在第一确定的边缘位置(132)；光刻胶的第三部分在第二确定的特征图案位置(134)，而光刻胶的第四部分在第二确定的边缘位置(136)；

除去光刻胶的第一和第三部分，以暴露出该不透明材料在第一和第二特征图案位置的段；

由第一和第二特征图案位置除去不透明材料的暴露的段；

在由第一和第二特征图案位置除去不透明材料的暴露的段之后，除去光刻胶的第二和第四部分，以由第一和第二边缘位置暴露出该不透明材料的段；

由第一和第二边缘位置除去不透明材料的暴露的段；

在由第一和第二边缘位置除去不透明材料的暴露的段之后，在第一特征图案位置和第一边缘位置上形成保护掩模(730)；

在形成保护掩模之后，在第二特征图案位置和第二边缘位置将掺杂物(732)注入到底座中；

在注入掺杂物之后，除去保护掩模；并且

其中：

第一特征图案位置包括第一特征图案，第一特征图案在光波穿过第一特征图案时把第一相位旋转加到光波上；

第一边缘位置包括沿着第一特征图案的一部分的第一边缘，第一边缘在光波穿过该第一边缘时将第二相位旋转赋予光波；第二相位旋转为相对于第一相位旋转170°到190°；

掺杂的第二特征图案位置由第二特征图案构成，将第三相位旋转赋予穿过第二特征图案的光波；第三相位旋转为相对于第一相位旋转170°到190°；并且

掺杂的第二边缘位置由沿着第二特征图案的一部分的第二边缘构成，且第二边缘在光波穿过该第二边缘时将第四相位旋转赋予光波；第四相位旋转为相对于第三相位旋转170°到190°。

9.一种制作形成辐射图案的工具的方法，它包括：

设置基底，该基底包括石英底座(110)，在石英底座上的第一相位移动层(302)，在第一相位移动层上的第二相位移动层(304)，以及在第二相位移动层上的不透明的材料(112)，其中第一相位移动层与第二相位移动层具有不同的成分，从而第一相位移动层对光波的衰减比第二相位移动层的多；

穿过第一相位移动层、第二相位移动层、以及不透明材料并且进入底座中而刻蚀出第一图案；该第一图案是第一特征图案(14)；该特征图案具有周边，且将第一相位旋转赋予穿过该特征图案的光波；

穿过第一相位移动层、第二相位移动层、以及不透明材料而刻蚀出第二图案；该第二图案是第二特征图案(16)；该特征图案具有周边，且将第二相位旋转赋予穿过该特征图案的光波；此第二相位旋转为相对于第一相位旋转170°到190°；

穿过不透明材料刻蚀出第三图案；该第三图案是第一边缘(30)；此第一边缘沿着第一特征图案的周边的一部分但是不沿着第一特征图案的整个周边；该第一边缘在光波穿过该第一边缘时将第三相位旋转赋予光波；此第三相位旋转为相对于第一相位旋转170°到190°；并且

穿过不透明的层和第二相位移动层并到达第一相位移动层而刻蚀出第四图案；该第四图案是第二边缘(32)；此第二边缘沿着第二特征图案的周边的一部分但是不沿着第二特征图案的整个周边；该第二边缘在光波穿过该第二边缘时将第四相位旋转赋予光波；此第四相位旋转为相对于第二相位旋转170°到190°。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，第一边缘和第一特征图案的形成包括：

在不透明的材料上形成一层光刻胶(114)；光刻胶的第一部分在确定的第一特征图案位置，而光刻胶的第二部分在确定的第一边缘位置；

在第一部分上相对于第二部分减小光刻胶的厚度，以形成带阶梯的光刻胶掩模，在第一边缘位置的厚度比在第一特征图案位置的大；

使光刻胶经受刻蚀，以由第一特征图案位置上除去光刻胶，同时在第一边缘位置上留下光刻胶，由第一特征图案位置上除去光刻胶暴露出不透明的层的一段；

刻蚀进入第一特征图案位置中，除去不透明的层的暴露的段，并且形成伸展进入第一特征图案位置中的第一开孔；

使第一开孔伸展穿过第一和第二相位移动层，并且进入底座中；

在伸展第一开孔之后，由第一边缘位置上除去光刻胶；并且

由第一边缘图案上除去不透明的层，以形成穿过不透明的层伸展到第二相位移动层的第一边缘。

Images