[发明专利]用于微光刻的掩模和扫描投射曝光方法

说明书

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。