[发明专利]用于EUV光刻的掩模、EUV光刻系统和用于优化掩模的成像的方法

说明书

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.119(e)(1)，本申请要求2010年6月15日申请的美国临时专利申请No.61/354,925的优先权。将2010年6月15日申请的美国临时专利申请No.61/354,925的内容看作形成本申请的一部分，并通过引用将其合并于本申请的内容中。

技术领域

本发明涉及用于EUV光刻的掩模、具有这种掩模的EUV光刻系统(EUVlithography system)、以及优化EUV光刻系统中的掩模的成像的方法。

背景技术

用于微光刻的投射曝光系统(以下简称为光刻系统)通常包含光源、处理光源发射的光束以形成照射光的照射系统、要投射的物体(通常称为掩模母板或掩模)、将物场成像至像场的投射物镜、以及图像被投射于其上并通常称为晶片或基板的另一物体。掩模或至少部分掩模是在物场中，而晶片或至少部分晶片是在投射物镜的像场中。

若掩模完全在物场的范围中，且在没有晶片和像场的相对移动的情况下，照明晶片，则光刻系统一般称为晶片步进机(wafer stepper)。若仅部分掩模是在物场的范围中，且在晶片和像场的相对移动期间照明晶片，则光刻系统一般称为晶片扫描器(wafer scanner)。由掩模与晶片的相对移动所定义的空间维度一般称为扫描方向。

光刻系统最终可在晶片上达到的集成密度(integration density)实质上依赖于以下参数：(a)物镜的焦深(depth of focus，DOF)、(b)像方数值孔径(numerical aperture，NA)、以及(c)照明光的波长。为了光刻系统的可靠运行，针对期望的临界尺寸(critical dimension，CD)(亦即在晶片上出现的最小结构宽度)与给定数值孔径(NA)，必需确保所谓的工艺孔径(process aperture)，其越大越好，并包含可能的焦点变化(focus variation，FV)以及照明光量的变化。为了进一步降低临界尺寸，EUV光刻系统的发展通常朝向增加数值孔径NA。在以下描述中，术语“临界尺寸”不表示最小结构宽度，而是用做为线宽(linewidth)或结构宽度的同义词。

周期结构(periodic structure)对于要利用微光刻照明工艺产生的集成开关电路(integrated switching circuit)的集成度有决定性的重要性。周期结构由节距(pitch)，亦即周期长度(period length)，和结构宽度来描述。用于晶片上的结构宽度可由将被照明的抗蚀剂(resist)的涂料极限(lacquer threshold)来自由调整达指定程度。然而，可达到的最小节距Pitchmin是由照明光波长λ与物镜的物方数值孔径NA指定。对具有预定σ设定的相干与不相干照明而言，以下适用：

Pitch_min～λ/(NA(1+σ))。

目前，节距与临界尺寸的最佳分辨率(resolution)是由所谓EUV光刻系统来操作，该EUV光刻系统具有照明光波长约13.5nm的弱X辐射(在技术术语中，其称为EUV/极紫外)的源。在技术术语中这些亦称为EUV系统。将被照明的掩模成像到晶片上的关联的物镜为反射式物镜。这些典型地以0.2至0.35或以上的像方数值孔径来运行。例如可参考US2005 0088760A1或US20080170310A1。

要成像的掩模通常具有玻璃基板，例如ULE^TM或其因为电介质层，尤其是交替的Mo及Si层的层堆(stack)，而对具有13.5nm的波长的光变成有极高的反射性，且在层堆上为结构化吸收体层(structured absorberlayer)形式的掩模结构再次由结构化铬层或结构化氮化钽(TaN)层或其它材料所限定。结构化吸收体层或掩模结构的厚度典型地超过100nm。

掩模上要成像的结构通常具有两个优选方向。因此，当评估投射照射系统的成像质量时，至少在H(水平)与V(垂直)结构的最大可分辨节距之间有区别。在该例中，以下应同意的是，H结构意欲表示掩模结构的一系列光可透过区域与光不可透过区域，这些区域的每一个单独区域具有较大范围以相对于扫描方向正交。