CN1530748A

CN1530748A - 用于相移掩模的嵌入式蚀刻阻止层

Info

Publication number: CN1530748A
Application number: CNA2004100050844A
Authority: CN
Inventors: K; K·库明斯
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2004-01-13
Publication date: 2004-09-22
Also published as: US20040137335A1; EP1720061A3; KR100592571B1; EP1439418A3; TW200424798A; KR20060018908A; JP2004226967A; SG123594A1; KR100666745B1; JP2007128115A; EP1720061A2; US7022436B2; EP1439418A2; KR20040065173A

Abstract

一种用于相移掩模的嵌入式蚀刻阻止层。衰减相移掩模和交替相移掩模通过在掩模上图案的相邻特征之间透射的辐射中引入相移来提高装置的分辨率。相移掩模具有一个可蚀刻的无机材料层。该无机材料层形成在具有玻璃或石英层和蚀刻阻止层的掩模坯体上。由于蚀刻阻止层由不被蚀刻处理蚀刻的材料形成，蚀刻阻止层在无机材料层中提供均匀的图案蚀刻深度。相移掩模可以用一个衰减材料层代替树脂无机聚合物层。相移掩模的图案的特征也可以用光学透明材料或半透明材料或者用具有选定的折射率和介电常数的不透明材料填充，以减少图案的特征侧壁的边缘效应。

Description

用于相移掩模的嵌入式蚀刻阻止层

技术领域

本发明涉及用于光刻投影装置的相移掩模、制造相移掩模的方法和使用根据本发明的相移掩模制造的器件。

背景技术

这里使用的术语“构图装置”应广义地解释为能够给入射的辐射光束赋予带图案的截面的装置，其中所述图案与要在基底的目标部分上形成的图案一致；本文中也使用术语“光阀”。一般地，所述图案与在目标部分中形成的器件如集成电路或者其它器件的特殊功能层相对应(如下文)。这种构图装置的一个实例为掩模。掩模的概念在光刻中是公知的。它包括如二进制型、交替相移型、和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。这种掩模在辐射光束中的布置使入射到掩模上的辐射能够根据掩模上的图案而选择性的被透射(在透射掩模的情况下)或者被反射(在反射掩模的情况下)。在使用掩模的情况下，支撑结构一般是一个掩模台，它能够保证掩模被保持在入射光束中的所需位置，并且如果需要该台会相对光束移动。

构图装置的又一个实例为可编程反射镜阵列。这种阵列的一个例子是具有一粘弹性控制层和一反射表面的矩阵可寻址表面。这种装置的基本原理是(例如)反射表面的已寻址区域将入射光反射为衍射光，而未寻址区域将入射光反射为非衍射光。用一个适当的滤光器，从反射的光束中滤除所述非衍射光，只保留衍射光。按照这种方式，光束根据矩阵可寻址表面的定址图案而产生图案。可编程反射镜阵列的另一可选实施例利用微小反射镜的矩阵排列，通过使用适当的局部电场，或者通过使用压电致动器装置，使得每个反射镜能够独立地关于一轴倾斜。再者，反射镜是矩阵可寻址的，由此已寻址反射镜以不同的方向将入射的辐射光束反射到未寻址反射镜上；按照这种方式，根据矩阵可寻址反射镜的定址图案对反射光束进行构图。可以用适当的电子装置进行该所需的矩阵定址。在上述两种情况中，构图装置可包括一个或者多个可编程反射镜阵列。反射镜阵列的更多信息可以从例如美国专利US5,296,891、美国专利US5,523,193、PCT专利申请WO 98/38597和WO 98/33096中获得，这些文献在这里引入作为参照。在可编程反射镜阵列的情况中，所述支撑结构可以采用框架或者工作台，例如所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的。

构图装置的又一个实例为可编程LCD阵列，例如由美国专利US 5,229,872给出的这种结构，它在这里引入作为参照。如上所述，在这种情况下支撑结构可以采用框架或者工作台，例如所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的。

为简单起见，本文的其余部分在一定的情况下具体以掩模和掩模台为例；可是，在这样的例子中所讨论的一般原理应适用于上述更宽范围的构图装置。

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，构图装置可产生对应于IC一个单独层的电路图案，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)的目标部分上(例如包括一个或者多个管芯(die))。一般的，单一的晶片将包含相邻目标部分的整个网格，该相邻目标部分由投影系统逐个相继辐射。在目前采用掩模台上的掩模进行构图的装置中，有两种不同类型的机器。一类光刻投影装置是，通过将全部掩模图案一次曝光在目标部分上而辐射每一目标部分；这种装置通常称作晶片步进器。另一种备选装置(通常称作步进扫描装置)通过在投影光束下沿给定的参考方向(“扫描”方向)依次扫描掩模图案、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目标部分；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是对掩模台扫描速度的M倍。关于如这里描述的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。

在已知的用光刻投影装置的制造方法中，(例如在掩模中的)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，如打底，涂敷抗蚀剂和弱烘烤。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等器件的单层形成图案。这种图案层然后可进行各种处理，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。确保不同堆叠层的重迭(对合)尽可能精确很重要。为此，在晶片的一个或多个位置提供微小的参考标记，从而限定晶片坐标系统的原点。利用光学和电子器件与基底保持器定位装置(下文指“对准系统”)相结合，该标记可以在每次新层必须对合在已有层上时被定位，并且可以用作对准参考。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割等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 “微芯片制造：半导线加工实践入门(Microchip Fabrication：A Practical Guide to SemiconductorProcessing)”一书(第三版，McGraw Hill Publishing Co.，1997，ISBN 0-07-067250-4)中获得，这里作为参考引入。

为了简单起见，投影系统在下文称为“镜片”；可是，该术语应广义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操作的部件，该部件用于引导、成形或者控制辐射投影光束，这种部件在下文还可共同地或者单独地称作“镜片”。另外，光刻装置可以具有两个或者多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)。在这种“多级式”装置中，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中描述的二级光刻装置，这里作为参考引入。

交替相移掩模用于提高光刻系统的分辨率。交替相移掩模通过在掩模相邻特征之间透射的光中引入180°的相移来提高分辨率。

图2为根据已知结构的交替相移掩模100的示意图。掩模100包括一个玻璃或石英层110和一个不透明材料层，即硬掩模120。硬掩模120可以由例如铬形成。玻璃或石英层110包括已经被蚀刻以限定图案特征130的部分。玻璃或石英层110在硬掩模120之间的区域140限定了对于源辐射200增加的路径长度，并且将穿过相邻特征之间的区域140的源辐射200移动成相对于穿过限定相邻特征130的已蚀刻区域的源辐射200有180°相位差。为了产生180°的相移，特征130蚀刻为等于0.5？/(n-1)的深度D，其中，？为源辐射200的波长，并且n为玻璃或石英层110的折射率。

控制玻璃或石英层110的蚀刻速度和时间至深度D很困难。玻璃或石英层110的材料变化导致横跨掩模100表面的深度D的变化，而且，对蚀刻速度和时间的控制必须精确控制以精确地产生深度D。遍及掩模100的深度D的变化导致相邻特征之间相移的变化，使得相邻特征之间的相移可能是例如175°或185°。掩模100相邻特征之间相移的变化导致分辨率的降低和掩模100临界尺寸的不均匀。

图3为另一个已知结构的交替相移掩模150的示意图。掩模150包括石英或玻璃层160。掩模150包括限定图案的特征131、132的已蚀刻部分。特征132比特征131具有更小的临界尺寸。掩模150还包括硬掩模120和在已蚀刻部分131和132之间的区域145，它将穿过该区域的源辐射200相对于穿过特征131、132的源辐射200移动成有180°相位差。

精确控制蚀刻速度和时间的难点仍旧使在更大的图案特征附近形成精细或微小图案特征很困难，因为不同尺寸的特征以不同的速度蚀刻。在蚀刻需要更低蚀刻速度和更高蚀刻时间的大特征之前将需要更高的蚀刻速度和更低的蚀刻时间的微小特征蚀刻至所需深度。

精细或微小图案特征，即具有小CD的特征，趋向于作为用于源辐射200的通道或光纤。当源辐射200从特征132的侧壁133反射时，石英或玻璃层160与空气之间的边缘效应降低了源辐射200的相移并且减小了掩模150的分辨率。这种边缘效应在高NA系统中更加显著，特别是用于浸没光刻的系统。

相移的益处随特征尺寸的增加而减小。对于更大特征的分辨率的提高可以用衰减相移掩模实现。可以用相移例如90°提高分辨率。尽管衰减相移掩模比交替相移掩模提供更低的分辨率和加工范围，但是衰减相移掩模比交替相移掩模更容易设计和制造。

发明内容

本发明的一个方面是提供能够提供改善的光刻投影装置的分辨率的交替和衰减相移掩模。本发明的另一个方面是提供减小外形感应和/或波导作用的相移掩模。本发明的又一个方面是提供交替和衰减相移掩模的制造方法，该交替和衰减相移掩模提供对整个掩模上的相移的改善控制，同时允许要在掩模上形成的图案的蚀刻速度和时间的更大的误差裕度。本发明的还一个方面是提供采用包括根据本发明利用相移掩模赋予辐射投影束图形的方法制造的用于集成电路、集成光学系统、磁畴存储器、液晶显示板和薄膜磁头的器件。

根据本发明用于光刻装置的构图装置实现这个及其它方面，该构图装置包括一个玻璃或石英层；一个树脂聚合物层；和一个在玻璃或石英层与树脂聚合物层之间的蚀刻阻止层，其中，图案形成于树脂聚合物层中，并且在玻璃或石英层与树脂聚合物层之间与图案相应的区域中不设蚀刻阻止层。

根据本发明的又一个方面，提供了一种制造用于光刻投影装置中的构图装置的方法，该方法包括提供一个包括玻璃或石英层和蚀刻阻止层的坯体；在蚀刻阻止层上形成树脂聚合物层；在树脂无机聚合物层上形成不透明材料层；在不透明材料层上涂覆辐射敏感材料层；将辐射敏感材料层在带图案的辐射投影束中曝光；除去不透明材料层相应于图案的部分；显影树脂聚合物层中的图案；并且除去蚀刻阻止层相应于图案的部分。

根据本发明的又一个方面，提供用于光刻投影装置中的构图装置，该构图装置包括一个玻璃或石英层；一个衰减材料层；和一个在玻璃或石英层与树脂聚合物层之间的蚀刻阻止层，其中，图案形成于树脂聚合物层中，并且在玻璃或石英层与树脂聚合物层之间与图案相应的区域中不设蚀刻阻止层，以及一种制造用于光刻投影装置中的构图装置的方法，该方法包括提供一个包括玻璃或石英层和蚀刻阻止层的坯体；在蚀刻阻止层上形成衰减材料层；在衰减材料层上形成不透明材料层；在不透明材料层上涂覆辐射敏感材料层；将辐射敏感材料层在带图案的辐射投影束中曝光；除去不透明材料层相应于图案的部分；显影衰减材料层中的图案；并且除去蚀刻阻止层相应于图案的部分。

根据本发明的又一个方面，提供用于光刻投影装置中的构图装置，该构图装置包括一个具有其中形成有图案的玻璃或石英层，其中，图案用光学透明材料、光学半透明材料和不透明材料中的一种填充，该材料具有不同于玻璃或石英层的折射率和介电常数，以及一种制造用于光刻投影装置中的构图装置的方法，该方法包括提供一个玻璃或石英坯体；在坯体上涂覆辐射敏感材料层；将辐射敏感材料层在带图案的辐射投影束中曝光；显影坯体中的图案；用光学透明材料、光学半透明材料和不透明材料中的一种填充显影的图案，该材料具有不同于玻璃或石英坯体的折射率和介电常数；从坯体没有形成图案的部分蚀刻材料。

根据本发明的又一个方面，提供一种用于集成电路、集成光学系统、磁畴存储器图案、液晶显示板和薄膜磁头的器件，该器件通过如下方法制造，包括提供一至少部分覆盖一层辐射敏感材料的基底；提供辐射投影光束；利用本发明的构图装置来使投影光束的横截面具有图案；在具有该层辐射敏感材料的目标部分上投影带图案的辐射光束。

在本文中，本发明的装置具体参照在IC制造中的应用，但是应该明确理解这些装置可能具有其它应用。例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示板、薄膜磁头等等。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“分划板”，“晶片”或者“管芯(die)”的使用应认为分别可以由更普通的术语“掩模”，“基底”和“目标部分”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的波长)和EUV(远紫外辐射，例如具有5-20nm范围的波长)，和粒子束，如离子束或者电子束。应当理解，术语“相移掩模”是指任何具有所需或受控相移的掩模，包括但不限于90°和/或180°。

附图说明

现在仅通过举例的方式，参照附图描述本发明的实施方案，其中：

图1为一种光刻投影装置的示意图；

图2为一种已知结构的交替相移掩模的示意图；

图3为另一种已知结构的交替相移掩模的示意图；

图4为根据本发明一个示例性实施方案的一种交替相移掩模的示意图；

图5为根据本发明一个示例性实施方案的一种交替相移掩模的制造方法的示意图；

图6～9为根据本发明的一种交替相移掩模在根据本发明的方法制造过程中的示意图；

图10为制造根据本发明一个示例性实施方案的一种衰减相移掩模的方法的示意图；

图11为根据本发明的一种衰减相移掩模的示意图；

图12为根据本发明另一个示例性实施方案的一种相移掩模的示意图；

图13为根据本发明另一个示例性实施方案的一种相移掩模的示意图；

图14为根据本发明一个示例性实施方案的一种相移掩模的制造方法的示意图；

图15为根据本发明另一个示例性实施方案的一种相移掩模的制造方法的示意图；

图16为图12中的掩模在涂覆填充材料之后并且在蚀刻填充材料之前的示意图；

图17为图13中的掩模在涂覆填充材料之后并且在蚀刻填充材料之前的示意图；

图18为一种用于集成电路、集成光学系统、磁畴存储器、液晶显示板或薄膜磁头的器件的制造方法的示意图；和

图19为采用根据本发明的方法制造的器件的示意图。

在附图中，相应的附图标记表示相应的部件。

具体实施方式

图1示意性地表示了本发明一具体实施方案的一光刻投影装置1。该装置包括：辐射系统Ex，IL，用于提供辐射投影光束PB(例如UV或EUV辐射，如由在波长248nm、193nm或157nm工作的受激准分子激光器，或者由在13.6nm工作的激光发射等离子体源产生)，在这种具体例子中，该辐射系统还包括一辐射源LA。该装置还包括一个第一目标台(掩模台)MT，设有用于保持掩模MA(例如分划板)的掩模保持器，并与用于将该掩模相对于投影系统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投影系统PL精确定位的第二定位装置PW连接；投影系统或镜片PL(例如石英和/或CaF₂镜片或折射或折反射系统、反射镜组或场偏转器阵列)，用于将掩模MA的受辐射部分成像在基底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯(die))上。投影系统PL支撑在参考框架RF上。如这里指出的，该装置属于透射型(即具有透射掩模)。可是，一般来说，它还可以是例如反射型(例如具有反射掩模)。或者，该装置可以利用其它种类的构图装置，如上述涉及的可编程反射镜阵列型。

辐射源LA(例如，UV受激准分子激光器、围绕在存储环或同步加速器中的电子束路径设置的波动器或摆动器，产生激光的等离子体源、放电源或者电子或离子束源)产生辐射光束。该光束直接或横穿过如扩束器Ex等调节装置后，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/或内径向范围(通常分别称为σ-外和σ-内)。另外，它一般包括各种其它组件，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在其横截面具有所需的均匀度和强度分布。

应该注意，图1中的辐射源LA可以置于光刻投影装置的壳体中(例如当辐射源LA是汞灯时经常是这种情况)，但也可以远离光刻投影装置，其产生的辐射光束被(例如通过合适的定向反射镜的帮助)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。本发明包含这两种方案。特别地，本发明和权利要求包含多个实施例，其中，辐射系统Ex、IL适于提供具有小于约170nm波长的辐射束，例如具有波长157nm、126nm和13.6nm。

光束PB然后与保持在掩模台MT上的掩模MA相交。横向穿过掩模MA后，光束PB通过镜片PL，该镜片将光束PB聚焦在基底W的目标部分C上。在第二定位装置PW(和干涉测量装置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目标部分C。类似的，例如在从掩模库中机械取出掩模MA后或在扫描期间，可以使用第一定位装置PM将掩模MA相对光束PB的光路进行精确定位。一般地，用长冲程模块(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，在晶片步进器中(与分步扫描装置相对)，掩模台MT可只与短冲程致动装置连接，或者固定。可以用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2对准掩模MA和基底W。

晶片处理装置2，也可以指轨道(track)系统，可以在操作上连接到光刻投影装置。晶片处理装置2可以包括构造和设置成将晶片从晶片盒传输到轨道系统的接口部分，包括抗蚀剂涂层旋涂模块、烘烤模块、冷却模块和抗蚀剂显影旋压模块的处理部分，和构造和设置成将晶片从晶片处理装置2传输到光刻投影装置1的第二接口部分。晶片在各部分之间传送并且通过晶片传输机构在处理模块之中被传递、加工、除去和传输。

所示的装置可以按照二种不同模式使用：

1.在步进模式中，掩模台MT基本保持不动，整个掩模图像被一次投影(即单“闪”)到目标部分C上。然后基底台WT沿x和/或y方向移动，以使不同的目标部分C能够由光束PB照射。

2.在扫描模式中，基本为相同的情况，但是所给的目标部分C没有暴露在单“闪”中。取而代之的是，掩模台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，以使投影光束PB扫描整个掩模图像；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是镜片PL的放大率(通常M＝1/4或1/5)。在这种方式中，可以曝光相当大的目标部分C，而没有牺牲分辨率。

参照图4，根据本发明的一个实施例的一种交替相移掩模300包括一个玻璃或石英层310、一个蚀刻阻止层380、一个树脂聚合物层330和一个不透明材料层即硬掩模320。蚀刻的部分限定图案的特征331、332。蚀刻阻止层380由不能被选择用于产生掩模300的蚀刻类型去除的材料形成。例如，如果树脂聚合物层330要进行干法蚀刻，例如用等离子体设备，蚀刻阻止层380由不能被等离子体设备去除的材料制成。另一个例子，如果树脂聚合物层330要进行湿法蚀刻，例如用酸，蚀刻阻止层380由不能被酸去除的材料制成。蚀刻阻止层380可以用例如铬或其它材料形成，例如CrN、CrC、CrO、Ta、TaN、TaNO、TaO、W(及其氧化物)和Mg(及其氧化物)。无机材料层330由透明并且容易溶解或可干法蚀刻的材料形成，例如作为树脂聚合物的氢化倍半硅氧烷(hydrogen silsesquioxane)(HSQ)。层330可以由其它材料形成，例如低级的熔化石英、工业等级的熔化二氧化硅或“掺杂”等级的熔化二氧化硅。硬掩模320是金属材料层，例如铬，或者其它材料的薄膜。

参照图5，根据本发明的交替相移掩模的制造方法，包括提供具有蚀刻阻止层的掩模坯体S110，在掩模坯体上形成树脂聚合物层S120，在树脂聚合物层上形成硬掩模S130，在硬掩模上涂覆抗蚀剂S140，曝光抗蚀剂S150，除去硬掩模S160，显影树脂聚合物层中的图案S170，以及去除蚀刻阻止层S180。

参照图6，掩模坯体305包括玻璃或石英层310和蚀刻阻止层380。通过例如旋涂，在掩模坯体305上形成树脂聚合物层330。通过例如溅射在无机材料层330上形成硬掩模320。通过例如旋涂，在硬掩模320上涂覆抗蚀剂340。抗蚀剂340在具有图案的辐射源210中曝光。

参照图7，除去在带有图案的辐射源210中曝光的抗蚀剂340和曝光的抗蚀剂下面的硬掩模320。曝光的抗蚀剂可以例如通过在整个掩膜上涂覆溶剂去除，该溶剂能溶解曝光的抗蚀剂。硬掩模320可以根据该硬掩模320的材料，通过例如适当的蚀刻过程如湿法蚀刻或干法蚀刻去除。

参照图8，图案通过湿法蚀刻或干法蚀刻在无机材料层330中显影。由于蚀刻阻止层380由不能被蚀刻过程去除的材料形成，蚀刻速度和时间的精确控制不像在用于根据现有技术制造交替相移掩模的加工中那么关键。可以清洗掩模300以去除剩余的抗蚀剂340。

如果在显影无机材料层330中的图案的过程中发生过度蚀刻，图案的特征将不会蚀刻在玻璃或石英层310中，因为蚀刻阻止层380将不会被蚀刻过程去除并且防止玻璃或石英层310的蚀刻。

参照图9，蚀刻阻止层380还允许在较大特征333的附近蚀刻较小特征334。小特征，即具有小临界尺寸的特征，需要更高的蚀刻速度和更小的蚀刻时间。大特征，即具有大临界尺寸的特征，需要更低的蚀刻速度和更高的蚀刻时间。尽管在相邻的大特征333完全蚀刻至蚀刻阻止层之前能将小特征334完全蚀刻至蚀刻阻止层380，但是在完成大特征333蚀刻的过程中已蚀刻的小特征334持续曝露于蚀刻剂将不会导致在小特征334下面的玻璃或石英层310被蚀刻，因为蚀刻阻止层380将不会被蚀刻。在特征333、334蚀刻完成后，蚀刻阻止层相应于图案的特征333、334的部分被去除以完成掩模的制造。

尽管该掩模被描述为交替相移掩模，但是应当理解，根据本发明另一个实施例的衰减相移掩模可以通过在掩模坯体上放置衰减材料层而产生。参照图10，衰减相移掩模的制造方法，包括提供具有蚀刻阻止层的掩模坯体S210，在掩模坯体上形成衰减材料层S220，在衰减材料层上形成硬掩模S230，在硬掩模上涂覆抗蚀剂S240，曝光抗蚀剂S250，除去硬掩模S260，显影衰减材料层中的图案S270，以及去除蚀刻阻止层S280。

衰减材料层可以由例如钼和硅形成。钼和硅可以例如通过溅射形成在硬掩模上。应当理解，可以使用任何适于形成衰减相移掩模的材料，并且可以采用任何适于涂覆衰减材料的方法将衰减材料涂覆到掩模坯体上。

参照图11，根据本发明制造的一种衰减相移掩模400，包括一个玻璃或石英层410、一个蚀刻阻止层480、一个衰减材料层430和一个硬掩模420。衰减材料层430形成在掩模坯体405上。特征431和432蚀刻到衰减材料层430中。蚀刻阻止层480在特征431和432中的部分在特征431和432蚀刻之后被除去。

参照图12，根据本发明另一个实施例的一种交替相移掩模500包括一个玻璃或石英层510、一个由例如铬形成的硬掩模520，以及蚀刻到掩模500中的图案的特征531、532。特征532具有比特征531更小的临界尺寸。掩模500的特征531、532用填充材料550填充。填充材料550可以是任何光学透明或衰减材料或者不透明材料。

再次参照图3，在已知结构的掩模150中，当源辐射200穿过掩模时，它射到较小的特征132的侧壁133上。当辐射穿过特征132时，部分辐射以大于或者小于布儒斯特角的不同角度射到侧壁133上。从侧壁133反射的源辐射200导致会降低掩模150的分辨率的传播不规则并且掩模150的相移特性失去控制。

再次参见图12，选择具有不同于玻璃或石英的折射率n₅₁₀和介电常数k₅₁₀的折射率为n₅₅₀和介电常数为k₅₅₀的填充材料550。蚀刻每个特征531、532以产生所需相移的深度D与玻璃或石英层510和填充材料550之间折射率的差值？n＝n₅₁₀-n₅₅₀，以及玻璃或石英层510和填充材料550之间介电常数的差值？k＝k₅₁₀-k₅₅₀反相线性相关。当差值？n和？k增加时，必须蚀刻特征531和532以产生所需相移的深度D减小。相反，当差值？n和？k减小时，必须蚀刻特征531和532以产生所需相移的深度D增加。如上面所论述的，对于交替相移掩模需要180度的相移，并且对于衰减相移掩模需要小于180度的相移。

参照图13，根据本发明另一个实施例的相移掩模600包括一个玻璃或石英层610，多个特征631、632以及特征631、632中的填充材料650。

如上面所论述的，填充材料可以是任何具有不同于掩模的玻璃或石英层的折射率和介电常数的折射率和介电常数的材料。填充材料可以是例如光致抗蚀剂、玻璃、石英或HSQ。填充材料也可以是具有其它光学特性的材料。例如，填充材料可以是使辐射偏振的材料。

参照图14，根据本发明的相移掩模的一种制造方法的实例，包括提供掩模坯体S310，在掩模坯体上涂覆抗蚀剂S320，将抗蚀剂在带有图案的辐射源中曝光S330，显影掩模坯体中的图案S340，涂覆填充材料以填充掩模坯体的图案的特征S350以及蚀刻填充材料S360。

填充材料可以通过任何已知的处理方法施加于掩模坯体。例如，填充材料可以旋涂、溅射、电镀或者气相沉积于掩模上。

图14所示的方法可以用于制造图13的不包括硬掩模的掩模。包括硬掩模520的图12的掩模的制造方法在图15中示意性地示出。该方法包括提供包括硬掩模的掩模坯体S410，在掩模坯体上涂覆抗蚀剂S420，将抗蚀剂在带有图案的辐射源中曝光S430，除去在曝光的抗蚀剂下面的硬掩模S440，施加填充材料以填充掩模坯体的图案的特征S450以及蚀刻填充材料S460。

参照图16和17，填充材料被施加于掩模以完全填充图案的特征并且在特征上面延伸。然后，填充材料被向回蚀刻以分别产生图12和图13所示的掩模。填充材料的向回蚀刻可以通过例如化学机械抛光(CMP)进行。CMP还可以用于减小外形即掩模的平面度误差，而该误差可以减小掩模的分辨率。掩模500的硬掩模520在抛光过程中起CMP阻止作用。

参照图18，制造用于集成电路、集成光学系统、磁畴存储器、液晶显示板和薄膜磁头的器件的方法，该方法包括提供一至少部分覆盖一层辐射敏感材料的基底S510；利用辐射系统提供辐射投影光束S520；利用根据本发明一个实施例的掩模来使投影光束的横截面具有图案S530；以及在具有该层辐射敏感材料的目标部分上投影带图案的辐射光束S540。本领域技术人员可以理解，在实施图18的方法之前可以设计器件的功能和特性以及要实现该功能的图案。也可以理解，根据本发明的掩模的设计和制造也可以在图18所示的方法之前进行。还可以理解，基底或晶片的制造和处理可以在图18所示的方法之前进行。晶片处理可以包括例如，氧化晶片表面、在晶片表面形成绝缘薄膜、在晶片上通过如真空沉积等形成电极、在晶片中注入离子以及用光敏剂掺杂晶片。其它可以紧随图18所示方法之后进行的晶片处理步骤包括显影抗蚀剂、例如通过蚀刻等去除显影的抗蚀剂以及在蚀刻后去除不必要的抗蚀剂。还可以理解，器件组装和检验包括例如切割、粘接、封装(芯片密封)以及运行和耐用性检查测试可以紧随图18所示的方法之后进行。

参照图19，根据本发明一种方法的实例制造的器件900，包括基底910，基底910具有包括其中形成有特征933、934的图案。如上面所论述的，应当可以理解，器件900可以在集成电路、集成光学系统、磁畴存储器、液晶显示板和薄膜磁头的制造中形成。还应当理解，器件900可以包括多个通过重复上述方法或者其变化形成的多个带有图案的层。

以上已描述本发明的具体实施例，可以理解本发明除上述之外，可以采用其他方式进行实施，本说明不作为本发明的限定。

Claims

1.一种用于光刻投影装置的构图装置，包括：

一玻璃或石英层；

一树脂聚合物层；和

和一个在玻璃或石英层与树脂聚合物层之间的蚀刻阻止层，其中，图案形成在树脂聚合物层中，并且玻璃或石英层与树脂聚合物层之间与图案相应的区域中不设蚀刻阻止层。

2.根据权利要求1的构图装置，其中，树脂聚合物层由氢化倍半硅氧烷形成。

3.根据权利要求1的构图装置，其中，蚀刻阻止层由铬形成。

4.根据权利要求1的构图装置，其中，还包括树脂聚合物层上的不透明材料层，其中，将不透明材料层相应于树脂聚合物层中的图案构图。

5.根据权利要求4的构图装置，其中，不透明材料层是铬。

6.一种用于光刻投影装置的构图装置的制造方法，该方法包括：

提供一包括玻璃或石英层和蚀刻阻止层的坯体；

在蚀刻阻止层上形成树脂聚合物层；

在树脂聚合物层上形成不透明材料层；

在不透明材料层上涂覆辐射敏感材料层；

将辐射敏感材料层在带图案的辐射投影束中曝光；

除去不透明材料层相应于图案的部分；

显影树脂聚合物层中的图案；和

除去蚀刻阻止层相应于图案的部分。

7.根据权利要求6的方法，其中，树脂聚合物层为氢化倍半硅氧烷并且由旋涂形成。

8.根据权利要求6的方法，其中，不透明材料层由溅射形成。

9.根据权利要求6的方法，其中，图案通过湿法蚀刻显影。

10.根据权利要求6的方法，其中，图案通过采用等离子体设备蚀刻显影。

11.一种用于光刻投影装置的构图装置，包括：

一玻璃或石英层；

一衰减材料层；和

和一在玻璃或石英层与树脂无机聚合物层之间的蚀刻阻止层，其中，图案形成在衰减材料层中，并且玻璃或石英层与衰减材料层之间与图案相应的区域中不设蚀刻阻止层。

12.根据权利要求11的构图装置，其中，衰减材料层由钼和硅形成。

13.根据权利要求11的构图装置，其中，蚀刻阻止层由铬形成。

14.根据权利要求11的构图装置，还包括衰减材料层上的不透明材料层，其中，将不透明材料层相应于衰减材料层中的图案构图。

15.根据权利要求14的构图装置，其中，不透明材料层由铬形成。

16.一种用于光刻投影装置中的构图装置的制造方法，该方法包括：

提供一包括玻璃或石英层和蚀刻阻止层的坯体；

在蚀刻阻止层上形成衰减材料层；

在衰减材料层上形成不透明材料层；

在不透明材料层上涂覆辐射敏感材料层；

将辐射敏感材料层在带图案的辐射投影束中曝光；

除去不透明材料层相应于图案的部分；

显影衰减材料层中的图案；和

除去蚀刻阻止层相应于图案的部分。

17.根据权利要求16的方法，其中，衰减材料层由溅射形成。

18.根据权利要求16的方法，其中，不透明材料层由溅射形成。

19.根据权利要求16的方法，其中，图案通过湿法蚀刻显影。

20.根据权利要求16的方法，其中，图案通过采用等离子体设备蚀刻显影。

21.一种用于光刻投影装置的构图装置，包括：

具有其中形成有图案的玻璃或石英层，其中，图案用光学透明材料、光学半透明材料和不透明材料中的一种填充，该材料具有不同于玻璃或石英层的折射率和介电常数。

22.根据权利要求21的构图装置，还包括在玻璃或石英层上的不透明材料层，该不透明材料层具有与玻璃或石英层中的图案相应的图案。

23.一种用于光刻投影装置中的构图装置的制造方法，该方法包括：

提供一玻璃或石英坯体；

在坯体上涂覆辐射敏感材料层；

将辐射敏感材料层在带图案的辐射投影束中曝光；

显影坯体中的图案；

用光学透明材料、光学半透明材料和不透明材料中的一种填充显影的图案，该材料具有不同于玻璃或石英坯体的折射率和介电常数；和

从坯体没有图案形成的部分蚀刻该材料。

24.根据权利要求23的方法，还包括在涂覆辐射敏感材料层之前给玻璃或石英坯体提供一个不透明材料层。

25.根据权利要求23的方法，其中，材料的蚀刻包括化学、机械抛光。

26.一种用于集成电路、集成光学系统、磁畴存储器图案、液晶显示板和薄膜磁头的器件，该器件通过如下方法制造，该方法包括：

提供一至少部分覆盖一层辐射敏感材料的基底；

提供辐射投影光束；

利用根据权利要求1、11和21之一的构图装置来使投影光束的横截面具有图案；以及

在该层辐射敏感材料的目标部分上投影该带图案的辐射光束。