CN101055430B - 光刻设备、透镜干涉仪和装置制造方法 - Google Patents

光刻设备、透镜干涉仪和装置制造方法 Download PDF

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Abstract

一种光刻设备包含被配置成可调节辐射束的照明系统；被配置成可将辐射束的至少一部分作为投影辐射束来投射的投影系统；以及用于感测投影辐射束的波前状态的透镜干涉仪。透镜干涉仪配有偏振元件以便能够感测投影辐射束的偏振态。

Description

光刻设备、透镜干涉仪和装置制造方法
技术领域
本发明涉及光刻设备、用于光刻设备的透镜干涉仪以及制造装置的方法。
背景技术
光刻设备是一种将想要的图案施加到衬底(通常为衬底的目标部分)上的机器。光刻设备可用于比如集成电路(IC)的制造。在那种情形下，可利用另外被称为掩模或分划板的图案形成装置生成将在IC的单个层上形成的电路图案。该图案可被转移到衬底(如硅片)上的目标部分(如包含一个或若干管芯的部分)。图案的转移通常借助于在衬底上设置的辐射敏感材料层(光刻胶)上的成像。一般地，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的分档器和扫描器，在分档器中，通过同时使整个图案曝光到目标部分上而使每个目标部分被照射；在扫描器中，通过辐射束沿着给定方向(“扫描方向”)扫描图案并同时沿着与这个方向平行或反平行的方向扫描衬底而使每个目标部分被照射。通过在衬底上压印图案也能将图案从图案形成装置转移至衬底。
光刻投影工具正逐渐变得能够在相对较高的数值光阑NA(NA＞1)处使图案成像于层上。
由于成像过程的性质，照射光束的偏振控制因此变得更为重要。正如本领域的技术人员已知的，光刻成像过程包含掩模图案在衬底上的辐射敏感层上的曝光。典型地，在掩模处，衍射图案通过照射到掩模上的照明光束与掩模图案的相互作用来形成。衍射图案各自通过投影系统并且接着作为衍射图案的干涉图案在衬底层上成像。在更高的数值光阑处，衍射图案的干涉受构成各自的衍射图案的每一束光束中光偏振的影响。当单独的干涉光束的偏振矢量完全平行时达到最大干涉。如果光束的偏振矢量的方向不是平行的，干涉将变弱，这导致将要形成的图像的对比度下降。还已知衍射光束的偏振态可能受掩模图案的影响，尤其是作为掩模图案间距的函数而受掩模图案的影响，并且受投影系统的影响。
发明内容
一种能够获得照射到衬底工作台上的光束的偏振态信息的光刻设备是所期望的。
按照本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，其包含被配置成可调节辐射束的照明系统；被配置成可将辐射束的至少一部分作为投影辐射束来投射的投影系统；以及用于感测投影辐射束的波前状态的透镜干涉仪，其中透镜干涉仪配有偏振元件以便能够感测投影辐射束的偏振态。
此外，一种用于光刻设备的、能够检测照射到衬底工作台上的光束的偏振态的传感器是所期望的。
按照本发明的一个方面，提供了一种用于光刻设备的透镜干涉仪，所述光刻设备包含被配置成可调节辐射束的照明系统和被配置成可将辐射束的至少一部分作为投影辐射束来投射的投影系统；所述透镜干涉仪被布置成用于感测辐射束的波前状态，其中透镜干涉仪配有偏振元件以便能够感测辐射束的偏振态。
此外，一种用于制造装置的方法是所期望的，其允许获得照射到衬底工作台上的光束的偏振态信息。
按照本发明的一个方面，提供了一种装置制造方法，该方法包含：将辐射束的至少一部分作为投影辐射束来投射，设置透镜干涉仪用于感测投影辐射束的波前状态，以及为透镜干涉仪装配偏振元件以便能够感测投影辐射束的偏振态。
附图说明
现在将通过举例的方式并参考所附示意图对本发明的实施例进行描述，在附图中相应的附图标记表示对应的部分，并且其中：
图1描述了按照本发明实施例的光刻设备；
图2描述了图1的光刻设备的细节；
图3示意性描述了按照本发明实施例的测量系统；
图4示意性描述了用于依照本发明的透镜干涉仪传感器的光栅；
图5示意性描述了供依照本发明的透镜干涉仪传感器使用的透镜干涉仪标记器的第二实施例。
具体实施方式
图1示意性地描述了按照本发明一个实施例的光刻设备。该设备包含：
-照明系统(照明器)IL，其被配置成可调节辐射束B(如UV辐射或EUV辐射)；
-支持体结构(如掩模工作台)MT，其被构造成可支持图案形成装置(如掩模)MA，并且与被配置成可依照某些参数将图案形成装置精确定位的第一定位装置PM相连；
-衬底工作台(如晶片工作台)WT，其被构造成可支持衬底(如光刻胶涂敷的晶片)W，并且与被配置成可依照某些参数将衬底精确定位的第二定位装置PW相连；以及
-投影系统(如折射式投影透镜系统)PS，其被配置成可通过图案形成装置MA将传递给辐射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如包含一个或多个管芯)上。
照明系统可包括对辐射进行定向、成形和/或控制的各种类型的光学元件，比如折射的、反射的、磁的、电磁的、静电的或其它类型的光学元件、或者其中的任何组合。
支持体结构支撑着图案形成装置(比如承载其重量)。支持体结构以依赖于图案形成装置的方位、光刻设备的设计以及其它条件(例如，图案形成装置是否被保持在真空环境中)的方式支撑着图案形成装置。支持体结构可使用机械的、真空的、静电的或其它的箝位技术来支撑图案形成装置。支持体结构可以是比如根据需要而被固定或可移动的框架或者工作台。支持体结构可确保图案形成装置位于比如相对投影系统来说所期望的位置。在这里，术语“分划板”或“掩模”的任何用法可被认为与更通用的术语“图案形成装置”是同义的。
这里所使用的术语“图案形成装置”应当被广义地解释为指可用来将图案传递到辐射束的横截面上以便在衬底的目标部分产生图案的任何装置。应当注意的是：比如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则被传递给辐射束的图案可以不是与衬底的目标部分中想要的图案精确对应的。一般地，被传递给辐射束的图案将与正在目标部分中被生成的、装置中的特定功能层(如集成电路)相对应。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻术领域中是众所周知的并包括如二元的、交替的相移和被衰减的相移这样的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，其中的每个反射镜可以是独立倾斜的，以便以不同的方向反射入射辐射束。倾斜的反射镜在被反射镜矩阵反射的辐射束中传递图案。
这里所使用的术语“投影系统”应当被广义地解释为：包含任何类型的投影系统，包括折射的、反射的、反射折射的、磁的、电磁的和静电的光学系统、或者其中任何的组合，适于正被使用的曝光辐射或者适于其它因素(如浸液的使用或真空的使用)。在这里，术语“投影透镜”的任何用法可被认为与更通用的术语“投影系统”是同义的。
正如这里所描述的，设备是透射类型的(如使用透射掩模)。另一方面，设备还可以是反射类型的(如使用上面提到的可编程反射镜阵列的类型，或使用反射掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双台)或多个衬底工作台(和/或两个或多个掩模工作台)的类型的。在这种“多个台”的机器中，附加的工作台可被并行使用，或者可以在一个或多个工作台上实施预备步骤而一个或多个另外的工作台被用于曝光。
光刻设备还可以是下列类型的：其中至少部分衬底可被具有相对较高折射率的液体(如水)所覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸液还可以用于光刻设备中的其它空间(例如掩模和投影系统之间的空间)。浸没技术在增加投影系统的数值光阑的领域中是公知的。这里所使用的术语“浸没”不意味着结构(如衬底)必须被浸没在液体中而是仅仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。
参考图1，照明器IL接收来自辐射源SO的辐射。该源和光刻设备可以是独立的实体(比如，当辐射源是一个受激准分子激光器时)。在这样的情形下，不认为源是构成光刻设备的一部分，并且借助于包含比如适当的定向反射镜和/或光束扩展器的光束输送系统BD，将辐射束从源SO传递至照明器IL。在其它情形下，源可以是光刻设备的整体部分(比如，当辐射源是水银灯时)。源SO和照明器IL(如果需要的话，可连同光束输送系统BD)可被称为辐射系统。
照明器IL可包含调节装置AD，用于调节辐射束的角强度分布。一般地，在照明器的光瞳平面内强度分布的至少外部和/或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)可被调节。另外，照明器IL可包含各种其它的部件，如积分器IN和聚光器CO。照明器可用来调节辐射束，在其横截面内拥有希望得到的均一性和强度分布。
辐射束B入射到被支持体结构(如掩模工作台MT)支撑的图案形成装置(如掩模MA)上，并且通过图案形成装置被图案化。已经穿过掩模MA的辐射束B穿过使辐射束在衬底W的目标部分C上聚焦的投影系统PS。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(如干涉装置、线性编码器或电容传感器)，衬底工作台WT可被精确地移动，比如以便在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中没有明确描述)可用来使掩模MA相对于辐射束B的路径被精确定位，比如从掩模库机械检索之后或在扫描期间。一般地，借助于构成第一定位装置PM的部分的长行程模块(粗糙定位)和短行程模块(精细定位)可实现掩模工作台MT的移动。类似地，利用构成第二定位装置PW的部分的长行程模块和短行程模块可实现衬底工作台WT的移动。在分档器的情形中(与扫描器相反)，掩模工作台MT可以只和短行程致动器相连接或者可以被固定。使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2，掩模MA和衬底W可以被调准。尽管如图所示的衬底对准标记占据了专用的目标部分，但是可使它们位于目标部分之间的空间(这些被称为是划线巷道对准标记)。类似地，在不止一个的管芯被设置在掩模MA上的情形下，可使掩模对准标记位于管芯之间。
所描述的设备可用于下列模式中的至少一种：
1.在分档模式中，掩模工作台MT和衬底工作台WT基本上保持不动，而被传递给辐射束的整个图案被同时投射在目标部分C上(即单次静态曝光)。接着，衬底工作台WT在X和/或Y方向上被移动，以使不同的目标部分C可被曝光。在分档模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，掩模工作台MT和衬底工作台WT被同时扫描，而被传递给辐射束的图案被投射在目标部分C上(即单次动态曝光)。衬底工作台WT相对于掩模工作台MT的速度和方向可通过投影系统PS的(缩小)放大和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描移动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在另一个模式中，支撑可编程图案形成装置的掩模工作台MT基本上保持不动，衬底工作台WT被移动或被扫描，而被传递给辐射束的图案被投射在目标部分C上。在这种模式中，一般地，在扫描期间，使用脉冲辐射源并且在衬底工作台WT每次移动之后或者在连续辐射脉冲之间根据需要对可编程图案形成装置进行更新。可以很容易地将这种操作模式应用于利用可编程图案形成装置(如上面提到的可编程反射镜阵列的类型)的无掩模光刻术。
还可以使用上述模式的组合和/或变化或者是完全不同的模式。
图2描述了图1的光刻设备的一部分的细节。在图2中，具有相同附图标记的实体指与前面图形中示出的相同的实体。
在这个细节视图中，示意性描述了辐射束B穿过投影透镜系统PL之后的光程。在穿过投影透镜系统PL之后，辐射束B聚焦，用于在衬底(层)上成像。被围在会聚光束B的边界之间的角度α直接与将要成像的结构的间距相联系；越小的间距对应于越大的角度α并且在这里限度由投影系统的NA来确定。
在图2中，示意性示出了分别在右边界和左边界处离开投影系统PL的辐射束B的第一和第二子射束B1和B2中光的偏振模式。横磁或TM偏振模式在图形平面内垂直于光的传播方向。横电或TE偏振模式垂直于图形平面并且垂直于光的传播方向。正如上面简要讨论的，呈相对较大角度α的、第一子射束B1中光的TM偏振的方向不同于第二子射束B2中TM偏振的方向。图像平面WT上子射束B1、B2的干涉将因此不是最大的。相反地，第一和第二子射束B1、B2的TE偏振模式针对每一个角度α都是平行的并且它们的干涉将是最大的，这导致了最大对比度。
技术人员将会意识到，对于最佳干涉和对比度来说，(主要为)TE偏振辐射的使用是优选的并且因此照明模式(即光瞳面上辐射束的强度分布和偏振分布)可以通过照明器IL来调节，以这样的一种方式，即使得掩模图案可以在相对较高的光阑处以相对较高的对比度成像。在这种情况下，希望照明模式具有针对给定的掩模图案的适当的TE偏振分布。
针对给定的掩模图案，可以设计光瞳面上的最佳强度和偏振分布。在光刻设备中，照明器IL能够依照该设计在光瞳面上产生强度和偏振分布。
值得注意的是，照明器IL产生的照明模式，尤其是偏振分布，受光束与掩模图案相互作用的影响。
同样，由于投影系统中每个透镜表面上光的反射和透射的相互影响，与投影系统PL的相互作用对偏振分布产生影响。
与掩模图案的相互作用可以在原处之外(即光刻设备外部)进行分析，与投影系统PL的相互作用只能通过光瞳面上照明模式的原处特征来确定。
图3示意性地描述了按照本发明实施例的测量系统。
在图3中，具有相同附图标记的实体指与前面图形中示出的相同的实体。
图3中描述的测量系统常常被称为透镜干涉仪。值得注意的是，透镜干涉仪本身在本领域中是已知的。WO 01/63233A2和EP 1231517A1公开了用于光刻设备的透镜干涉仪。这种透镜干涉仪基本上是用来测量透镜像差的。这种透镜干涉仪的通用实施例基于剪切干涉测量法的原理。Daniel Malacara的“Optical Shop Testing”(第二版)，ISBN0-471-52232-5给出了可用的透镜干涉仪的综述。一般地，可规定透镜干涉仪在光瞳面上的单场点处通过测量辐射束的相位和透射来测量透镜像差，而不用考虑实际的偏振态。
按照本发明，透镜干涉仪配有偏振元件以便能够感测光瞳面上辐射束的偏振态。
在图3的测量系统中，示出的分划板工作台MT紧挨着分划板MA，在分划板层次上设有透镜干涉仪光阑ML。
按照这个实施例，透镜干涉仪光阑ML被定位于分划板MA上。然而，将会了解，这个透镜干涉仪光阑ML还可被定位于分划板工作台MT上。
按照该实施例的测量系统还包含衬底工作台WT上的透镜干涉仪标记器IW2。
二维检测器或检测器阵列S被定位于透镜干涉仪标记器IW2之后(可看到相对于对准射束AB的传播方向)。透镜干涉仪标记器IW2基本上位于图像平面层次上(即与衬底W相同的层次上)。
透镜干涉仪光阑ML被布置成用于选择辐射束B的一部分来穿过投影透镜系统PL。
检测器S被布置成用于检测来自传过投影系统的辐射的选择部分的光，使其照射到透镜干涉仪标记器IW2上并且使之在此衍射。接着，使由此得到的衍射图案在检测器S的检测平面上成像。
检测器S的位置耦合至透镜干涉仪光阑ML的位置，以这样的一种方式，也就是使得检测器S位于检测器S层次上透镜干涉仪光阑ML的投影图像的位置处。
检测器S可以是照相机或成像装置，如电荷耦合装置(CCD)检测器或CMOS图像检测器。基本上，这种检测器S测量照射辐射的强度。检测器S被连接到图像分析器装置20，所布置的图像分析器装置20用来分析检测器S俘获的图像。
由于衬底工作台WT的体积约束，在透镜干涉仪标记器IW2和检测器S之间直接实现具有足够的消声系数的偏振元件在实际当中常常是不可能的。
同样地，由于UV辐射作为辐射束B来使用导致传输这种类型辐射的双折射材料的选择受到限制。允许UV辐射透射的材料典型地表现出妨碍适当较小的偏振元件的设计的光学特性。
在本发明中，可认识到，偏振态可以通过将偏振元件并入透镜干涉仪标记器IW2来检测。
图4a、4b示意性描述了供依照本发明的透镜干涉仪传感器使用的透镜干涉仪标记器的实施例。
透镜干涉仪标记器IW2包含至少一个透射光栅结构或光栅贴片GR。所述至少一个透射光栅结构GR包含多个第一类型E1和第二类型E2的面积元，所述的多个第一类型E1和第二类型E2的面积元被布置成交错循环的序列并且具有彼此不同的透射比以便于衍射照射辐射束，并在检测器S的检测平面上生成辐射波前的空间相干分布。例如，第一类型的面积元E1涉及包含金属层(如铬)的面积元，它对于辐射来说基本上是不透明的；第二类型的面积元E2涉及其他的面积元，它们是对于辐射来说基本上透明的开区域。
在图4a、4b示出的实施例中，所述至少一个透射光栅结构GR是在X方向和Y方向上伸展的二维棋盘结构，其中Y方向垂直于X方向。然而，技术人员将会意识到，透射光栅结构GR可具有另一种二维结构。
透射光栅结构GR的实施例(如图4a和4b所示)具有在X和Y方向上的透射光栅间距(即E2开区域和E1不透明区域的重复长度)，所述透射光栅间距因为剪切干涉测量而被优化。典型地，透射光栅间距可以是大约5-20μm。
值得注意的是，典型地，X和Y方向与晶片工作台或衬底工作台WT的相互垂直的平移方向X、Y是一致的。
在本发明中，光栅贴片GR中的开元E2配有子波长光栅SWG，即子波长的线和间隔的交错序列，其中线和间隔具有不同的用于照射辐射的透射性质，其中的间距小于两倍的照射辐射波长。
例如，取决于照射辐射的实际波长，子波长光栅SWG可具有范围为大约30至大约200nm的间距。
子波长光栅SWG可以通过以相对较短波长的方式使用光刻处理技术来制造，例如双束浸没干涉测量方法或电子束光刻术。
在图4a中，开元中子波长光栅的线和间隔的间距(周期性)基本上指向X方向。在图4b中，开元中子波长光栅的线和间隔的间距(周期性)基本上指向Y方向。
图4a、4b所示的子波长光栅SWG的每一个将充当偏振滤光片。值得注意的是，对于具有X方向上线偏振的辐射和具有Y方向上线偏振的辐射来说，具有指向给定方向(例如X方向)的间距的子波长光栅SWG将具有不同的透射比。
值得注意的是，透射光栅结构GR可包含一个或多个具有X方向上间距的子波长光栅SWG与一个或多个具有Y方向上间距的子波长光栅SWG的组合。
如上所述，检测器S能够测量投射到检测器上的图像的(二维)强度(分布)而不用考虑偏振态。
图5示意性描述了供依照本发明的透镜干涉仪传感器使用的透镜干涉仪标记器的第二实施例。
为了确定照射辐射的偏振态和/或TM以及TE偏振辐射的分布，按照本发明的一个方面，提供了包含多个光栅贴片的透镜干涉仪标记器IW2。第一组光栅贴片具有X方向上的间距；第二组光栅贴片具有Y方向上的间距。
在第一和第二组光栅贴片中，每个光栅贴片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6包含一个或多个子波长光栅SWG(在一个或多个开区域E2上)。在每个光栅贴片内，相对不透明的区域E1用阴影面积来表示。
在每个光栅贴片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6内，所有子波长光栅SWG具有相同的预定间距。一个光栅贴片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6中的子波长光栅SWG的预定间距不同于多个光栅贴片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6的任何其他一个中的任何子波长光栅SWG的间距。
光栅贴片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6可以任何想象得到的顺序被布置在透镜干涉仪标记器上。每个独立的光栅贴片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6应当相对于其他光栅贴片来定位，以这样的一种方式，也就是使得投影辐射束只可以与一个独立的光栅发生相互作用。
因此，在这个实施例中，可以按如下方式进行测量。具有特定的子波长光栅SWG间距的光栅贴片GR选自多个光栅贴片并且被定位于检测器S上方。
所选择的光栅贴片具有比如大约200×200μm2的面积。
借助于透镜干涉仪光阑ML，选择辐射束的一部分。所选择的辐射束部分被限制在比如大约200×200μm2的面积内。
所选择的辐射束部分传过投影透镜系统PL并且被投射到所选择的具有特定间距的光栅贴片GR上。在经过投影系统PL放大之后，投影的辐射束部分被限制在比如大约50×50μm2的面积内。
投影的辐射束部分在所选择的光栅贴片GR处衍射，并且检测器S测量由照射到所选择的光栅贴片GR上的投影辐射的透射产生的剪切干涉图样。
作为子波长光栅SWG间距的函数，子波长光栅SWG透射的辐射强度在TE偏振辐射的情况下变化比在TM偏振辐射的情况下相对更强。因此，照射到检测器上的辐射中TM偏振和TE偏振辐射的比率的变化可以作为子波长光栅间距的函数来观察。
如上所述，被检测器S测得的剪切干涉图样包含关于检测器S的检测平面上辐射波前的空间相干分布的信息。对于具有给定的子波长光栅SWG间距的给定的光栅贴片来说，被检测器S测得的、照射到光栅贴片上的波前的透射强度是在X方向偏振的波前的透射强度和在Y方向偏振的波前的透射强度的组合，因为对于具有一个方向上线偏振的辐射(比如X方向)和具有另外的垂直方向上线偏振的辐射(Y方向)来说，子波长光栅SWG将具有不同的透射比。典型地，依照方程1，测得的透射强度可以通过在X方向偏振的波前的透射强度和在Y方向偏振的波前的透射强度的加权平均来描述。
Wt＝Tx·Wx+Ty·Wy    (1)
其中Wx、Wy是照射到光栅贴片上并且分别在X和Y方向上偏振的辐射波前的强度；Tx、Ty是分别用于在X和Y方向上偏振的辐射波前的光栅贴片的透射系数；以及Wt是被检测器S测得的辐射波前的透射强度。
正如本领域的技术人员已知的，可以若干种方式确定光栅的透射系数Tx、Ty，比如通过光栅参数的理论分析或者通过外部校准。
相关的光栅参数可包含比如间距、光栅的间隔和线的各自宽度的比率、以及线和/或间隔的形状/轮廓。
很显然，为了通过上述方程确定在X方向上偏振的辐射波前Wx或在Y方向上偏振的辐射波前Wy，将分别需要在两个不同光栅贴片上进行测量，其中每一个具有不同的间距和/或用于在X和Y方向上偏振的辐射波前的不同的透射系数Tx、Ty。
在X和Y方向上偏振的辐射波前测定的分辨率和精度可以通过具有各自不同间距的多个光栅贴片上的测量来改进。
值得注意的是，通过使用在给定方向上具有各自不同的间距的光栅贴片，透射系数Tx、Ty可以随每个测量而变化。此外，可以通过具有给定的相同间距但是不同的间距方向的光栅贴片上的测量来改变Tx、Ty。
组合具有X方向或Y方向的间距的光栅贴片上的测量可以为透射系数Tx、Ty提供更动态的范围，这同样可以改进测量的分辨率。
因此，可以针对具有不同的子波长光栅SWG间距的多个光栅贴片GR的每一个重复剪切干涉图样的测量。每个测得的剪切干涉图样可以作为子波长光栅间距的函数来存储。通过分析作为子波长光栅间距和/或间距方向的函数的已测透射干涉图样的变化，可以确定照射到检测器上的辐射中分别在X和Y方向上偏振的辐射波前的比率。
这样，可以根据波前性质和强度分布确定照射到透射光栅结构上的辐射的TE和TM偏振分量。
通过将透镜干涉仪光阑ML定位于各种位置上以及通过将检测器S定位于投影平面内的相关位置上，可以测量作为与透镜干涉仪光阑ML的选择位置相关联的光瞳面内场点位置的函数的投影射束的强度。
每个场点位置处投影射束的波前和角强度分布可以作为间距方向和间距大小的函数进行测量。
因此，该方法允许为每个场点确定辐射束的TE和TM分量的全部光瞳面性质。
尽管在这个说明中具体提到了在IC制造中使用光刻设备，但是应当理解：这里所描述的光刻设备还具有其它的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的制导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)和薄膜磁头等的制造。技术人员将会意识到：在这种可选用的应用范围中，这里的术语“晶片”或“管芯”的任何用法可被认为分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”是同义的。这里提到的衬底可在曝光以前或之后在比如涂胶显影机(track)(一种通常将光刻胶层施加于衬底并显影已曝光的光刻胶的工具)、计量工具和/或检视工具中被处理。在可适用的地方，这里所公开的内容可适用于这种和其它的衬底处理工具。另外，例如为了制造多层IC，衬底可经过不止一次的处理，以使这里所使用的术语衬底还可指已经包含有多个已处理层的衬底。
尽管上面具体提到了本发明的实施例在光学光刻术的范围中的使用，但是将会意识到：本发明可用于其它的应用(如压印光刻术)，并且在范围允许的地方，本发明不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的图像限定在衬底上生成的图案。图案形成装置的图像可被压入提供给衬底的光刻胶层，在衬底上通过应用电磁辐射、加热、加压或其中的组合使光刻胶固化。在光刻胶被固化后，使图案留在光刻胶上而将图案形成装置移离光刻胶。
这里所使用的术语“辐射”和“射束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(如具有大约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极远紫外(EUV)辐射(如具有范围为5-20nm的波长)、以及粒子束(如离子射束或电子射束)。
在范围允许的地方，术语“透镜”可指各种类型的光学部件的任何一种或组合，包括折射的、反射的、磁的、电磁的和静电的光学部件。
虽然在上面对本发明的具体实施例已经进行了描述，但是将会意识到：可以与所述的不同的方式实施本发明。例如，本发明可采用描述上面公开的方法的、包含有一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者是将这样的计算机程序存储在其中的数据存储介质(如半导体存储器、磁盘或光盘)。
上面的描述是用来说明的而不是限制的。因而，对本领域的技术人员来说显而易见的是：只要未背离下面所陈述的权利要求的范围，可对所描述的本发明进行修改。

Claims (29)

1.一种光刻设备，包含：照明系统，其被配置成可调节辐射束；投影系统，被配置成可将所述辐射束的至少一部分作为投影辐射束来投射；以及透镜干涉仪，用于感测所述投影辐射束的波前状态，其中所述透镜干涉仪包括透镜干涉仪标记器和检测器，所述透镜干涉仪标记器包含至少一个光栅贴片，所述光栅贴片包含第一类型的多个面积元和第二类型的多个面积元，所述第一类型的多个面积元和第二类型的多个面积元被布置成交错循环的序列，所述第一类型的面积元对辐射来说是相对不透明的，所述第二类型的面积元对辐射来说是相对透明的，并且所述至少一个光栅贴片的第二类型的面积元各自配有偏振元件，所述偏振元件能够感测所述投影辐射束的偏振态。
2.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述透镜干涉仪标记器包含所述偏振元件，所述检测器被布置成用于接收所述偏振元件透射的被接收的投影射束的至少一部分。
3.如权利要求2所述的光刻设备，其中所述偏振元件是子波长光栅，所述子波长光栅包含子波长的线和间隔的交错序列，其中的间距小于两倍的所述投影射束的波长。
4.如权利要求3所述的光刻设备，其中所述子波长光栅的间距在第一间距方向和第二间距方向的至少一个方向上伸展；所述第二间距方向垂直于所述第一间距方向。
5.如权利要求4所述的光刻设备，其中所述透镜干涉仪标记器包含多个光栅贴片，在每一个光栅贴片中，所述子波长光栅的间距不同于其他光栅贴片中所述子波长光栅的间距。
6.如权利要求5所述的光刻设备，其中所述子波长光栅具有相同的间距方向。
7.如权利要求5所述的光刻设备，其中具有所述第一间距方向的子波长光栅构成第一组的多个光栅贴片，以及具有所述第二间距方向的子波长光栅构成第二组的多个光栅贴片。
8.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述透镜干涉仪包含透镜干涉仪光阑，用于选择所述辐射束的至少一部分作为所述投影辐射束，所述透镜干涉仪光阑的位置与所述投影系统的光瞳面内的场点位置相关联。
9.如权利要求1所述的光刻设备，其中所述透镜干涉仪标记器被布置在所述光刻设备的衬底工作台的表面上，所述检测器相对于所述投影系统被布置在所述透镜干涉仪标记器之后，所述衬底工作台被构建成可支撑衬底并且所述投影系统被配置成可使所述投影辐射束投射到所述衬底工作台上。
10.一种用于光刻设备的透镜干涉仪，所述光刻设备包含被配置成可调节辐射束的照明系统和被配置成可将所述辐射束的至少一部分作为投影辐射束来投射的投影系统；所述透镜干涉仪被布置成用于感测所述辐射束的波前状态，其中所述透镜干涉仪包括透镜干涉仪标记器和检测器，所述透镜干涉仪标记器包含至少一个光栅贴片，所述光栅贴片包含第一类型的多个面积元和第二类型的多个面积元，所述第一类型的多个面积元和第二类型的多个面积元被布置成交错循环的序列，所述第一类型的面积元对辐射来说是相对不透明的，所述第二类型的面积元对辐射来说是相对透明的，并且所述至少一个光栅贴片的第二类型的面积元各自配有偏振元件，所述偏振元件能够感测所述辐射束的偏振态。
11.如权利要求10所述的透镜干涉仪，其中所述透镜干涉仪标记器包含偏振元件，所述检测器被布置成用于接收所述偏振元件透射的被接收的投影射束的至少一部分。
12.如权利要求11所述的透镜干涉仪，其中所述偏振元件是子波长光栅，所述子波长光栅包含子波长的线和间隔的交错序列，其中的间距小于两倍的所述投影辐射的波长。
13.如权利要求12所述的透镜干涉仪，其中所述子波长光栅的间距在第一间距方向和第二间距方向的至少一个方向上伸展；所述第二间距方向垂直于所述第一间距方向。
14.如权利要求10所述的透镜干涉仪，其中所述透镜干涉仪标记器包含多个光栅贴片，在每一个光栅贴片中，所述子波长光栅的间距不同于其他的光栅贴片中所述子波长光栅的间距。
15.如权利要求14所述的透镜干涉仪，其中所述子波长光栅具有相同的间距方向。
16.如权利要求14所述的透镜干涉仪，其中具有所述第一间距方向的子波长光栅构成第一组的多个光栅贴片，以及具有所述第二间距方向的子波长光栅构成第二组的多个光栅贴片。
17.如权利要求10所述的透镜干涉仪，其中所述透镜干涉仪包含透镜干涉仪光阑，用于选择所述辐射束的至少一部分作为所述投影辐射束，所述透镜干涉仪光阑的位置与所述投影系统的光瞳面内的场点位置相关联。
18.一种装置制造方法，所述方法包含将辐射束的至少一部分作为投影辐射束来投射、设置透镜干涉仪用于感测所述投影辐射束的波前状态、以及
为透镜干涉仪标记器装配至少一个光栅贴片，所述光栅贴片包含第一类型的多个面积元和第二类型的多个面积元，所述第一类型的多个面积元和第二类型的多个面积元被布置成交错循环的序列，所述第一类型的面积元对辐射来说是相对不透明的，所述第二类型的面积元对辐射来说是相对透明的，以及
为所述至少一个光栅贴片的第二类型的面积元装配偏振元件，所述偏振元件能够感测所述投影辐射束的偏振态。
19.如权利要求18所述的装置制造方法，其中感测所述投影辐射束的偏振态包含：
-在透镜干涉仪标记器的偏振元件上接收所述投影射束，
-透射所述接收的投影射束的至少一部分作为穿过所述透镜干涉仪标记器的偏振元件的透射投影射束，以及
-在检测器上接收所述透射投影射束用于测量所述透射投影射束的强度。
20.如权利要求19所述的装置制造方法，其中所述偏振元件是子波长光栅，所述子波长光栅包含子波长的线和间隔的交错序列，其中的间距小于两倍的所述投影射束的波长。
21.如权利要求20所述的装置制造方法，包含：
-为所述透镜干涉仪标记器装配多个光栅贴片；在每一个光栅贴片中，所述至少一个子波长光栅的间距不同于其他光栅贴片中所述子波长光栅的间距。
22.如权利要求21所述的装置制造方法，包含：
-为所述多个光栅贴片的每一个中的至少一个子波长光栅设置相同的间距方向。
23.如权利要求21所述的装置制造方法，包含：
-将具有第一间距方向的子波长光栅设置为第一组的多个光栅贴片，以及
-将具有第二间距方向的子波长光栅设置为第二组的多个光栅贴片；
所述第二间距方向垂直于所述第一间距方向。
24.如权利要求21所述的装置制造方法，包含：
-自具有第一间距的多个光栅贴片中选择一个光栅贴片用于在所述透镜干涉仪标记器的偏振元件上接收所述投影射束；
-通过所述检测器测量透射投影射束的强度；
-将测得的强度作为相对于所选择的一个光栅贴片的第一间距的第一测量强度来存储。
25.如权利要求24所述的装置制造方法，包含：
-重复为至少一个第二间距选择一个光栅贴片，并作为所选择的一个光栅贴片的至少一个第二间距的函数进行的测量和存储。
26.如权利要求24所述的装置制造方法，包含：
-分析相对于所述第一和至少一个第二间距的第一和至少一个第二测量强度的变化，所述第一间距具有的在所述第一和第二间距方向上偏振的辐射的透射的透射系数不同于所述至少一个第二间距的各自的透射系数。
27.如权利要求26所述的装置制造方法，其中作为所述子波长光栅的间距方向的函数来实施所述第一和至少一个第二测量强度的变化的分析。
28.如权利要求26所述的装置制造方法，其中作为与投射所述辐射束的至少一部分相关联的光瞳面内场点位置的函数来实施所述第一和至少一个第二测量强度的变化的分析；所述方法包含：
-通过透镜干涉仪光阑选择所述辐射束的一部分，所述透镜干涉仪光阑的位置与所述场点位置相关联。
29.如权利要求25所述的装置制造方法，其中所述方法还包含：
确定所述光瞳面内每个场点的TE和TM偏振辐射的比率，以获得每个场点的所述辐射束的TE和TM分量的光瞳面性质。
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