CN101989049A - 光刻设备和监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光刻设备和监控方法，所述光刻设备包括辐射束监控设备，所述辐射束监控设备包括被配置以产生衍射图案的光学元件和成像检测器，所述成像检测器被设置在所述光学元件的后面，但不在所述光学元件的焦平面中，使得所述成像检测器能够检测所述辐射束的空间相干性和发散度的综合结果。

Description

光刻设备和监控方法

技术领域

本发明涉及光刻设备和监控方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底的目标上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成对应于IC的单层的电路图案，且可以将该图案转移到具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，单个衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。

光刻设备使用辐射束照射图案形成装置，并且因此提供被投影到衬底上的图案化的辐射。选择辐射束的性质，用于在衬底上提供高品质的图像。可以被选择的辐射束的性质之一是辐射束内的辐射的角度分布。这一性质通常被称为照射模式。通常使用的照射模式包括环状模式、双极模式以及四极模式。

在将给定的图案投影到衬底上时，所选择的照射模式将依赖于所述图案的性质。因此期望光刻设备能够在照射模式之间进行切换，用以允许光刻设备准确地将不同的图案投影到衬底上。在一些情形中，可能期望在照射模式之间进行快速地切换。例如，如果两个图案被连续地成像到给定的衬底上(已知为双重图案化的方法)时，那么可能期望在将第一图案投影到衬底上时使用第一照射模式，且在将第二图案投影到衬底上时切换成第二照射模式。第一和第二照射模式之间进行快速地切换允许光刻设备具有较高的生产率。

为了能够在照射模式之间进行快速地切换，光刻设备可以设置有照射模式选择器，该照射模式选择器包括反射镜(或其它反射元件)的阵列，其可以用于选择不同的照射模式。

发明内容

期望能够监控辐射束的性质。这可以检查例如辐射束不可能损坏光刻设备的部件。可以检查例如辐射束能够提供足够高品质的照射模式。

根据本发明的一个方面，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括辐射束监控设备，所述辐射束监控设备包括光学元件，所述光学元件被配置以产生衍射图案；和成像检测器，所述成像检测器被设置在所述光学元件的后面，且不在所述光学元件的焦平面上，使得所述成像检测器能够检测所述辐射束的空间相干性和发散度的综合结果。

根据本发明的另外的方面，提供了一种监控方法，所述监控方法包括使用光学元件和成像检测器，所述成像检测器不位于所述光学元件的焦平面中，以获得光刻设备的辐射束的图像，所述图像提供关于所述辐射束的空间相干性和发散度的综合结果的信息。

附图说明

现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的光刻设备；

图2示意性地示出了图1中的光刻设备的照射模式选择器；

图3示意性地示出了根据本发明的实施例的辐射束监控设备，其形成了图1的光刻设备的一部分；和

图4至图6显示出了根据本发明的实施例的模拟的结果。

具体实施方式

尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以在制造具有微米尺度、甚至纳米尺度的特征的部件方面有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将此处公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)以及粒子束(例如离子束或电子束)。

这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。

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、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束，以这种方式，使被反射的束被图案化。

所述图案形成装置可以由支撑结构MT保持。支撑结构MT可以以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构MT可以采用机械夹持、真空夹持、或例如在真空条件下的静电夹持等其它夹持技术。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的，且所述支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、反射折射型光学系统，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没流体或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。

所述照射系统也可以包括各种类型的光学部件，包括折射型、反射型和折射反射型光学部件，用于引导、成形、或控制辐射束，且这样的部件在下文也可以被统称或单独地称为“透镜”。

所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的支撑结构)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。

光刻设备也可以是这种类型，其中衬底被折射率相对高的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统的最终元件和衬底之间的空间。浸没技术用于提高投影系统的数值孔径在本领域是公知的。

图1示意地示出了根据本发明的实施例的光刻设备。所述光刻设备包括：

-照射系统(照射器)IL，用于调节辐射束PB(例如，深紫外(DUV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；

-支撑结构(例如支撑结构)MT，用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与第一定位装置PM相连，以相对于投影系统PL精确地定位图案形成装置；

-衬底台(例如晶片台)WT，用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与第二定位装置PW相连，以相对于投影系统PL精确地定位衬底；和

投影系统(例如折射式投影透镜)PL，其被配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束PB的图案成像到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。

如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列)。

所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。

照射器IL包括照射模式选择器MS，其允许选择照射模式。照射器还包括分束器BS，该分束器BS被布置以将小部分的辐射束PB引向辐射束监控设备BM。将在下文进一步描述照射模式选择器MS和辐射束监控设备。

所述辐射束PB入射到保持在支撑结构MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束PB穿过透镜，所述透镜将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束PB的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束PB的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以通过形成所述定位装置PM和PW的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现载物台MT和WT的移动。然而，在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。

可以将所述设备用于以下优选模式中：

1.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束PB的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束PB的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影系统PL的(缩小)放大率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单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。

3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束PB的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。

图2示意性地显示出了照射器IL的照射模式选择器MS。照射模式选择器MS包括均化器10、微透镜阵列11和反射镜阵列12。通过均化器10使辐射束PB均匀化。之后辐射束PB入射到微透镜阵列11上，该微透镜阵列11被配置以将辐射束PB转换成多个子束PBS。每一子束PBS入射到反射镜阵列12的反射镜上，且被朝向焦平面F反射。

如在图2中的例子，反射镜阵列12的反射镜被定向，使得所述子束在焦平面F处一起被分成两个组。反射镜阵列12的反射镜的方向可以被修改，以形成子束的其它组，或使子束横跨焦平面F展开。

均化器10可以例如是蝇眼式均化器，其包括第一透镜阵列和第二透镜阵列(未示出)或任何其它的适合形式的均化器。虽然微透镜阵列11和反射镜阵列12被在图2中显示为一维的，但是它们都是二维的。微透镜阵列11可以包括几千个微透镜。类似地，反射镜阵列12可以包括几千个反射镜。

可以通过为反射镜阵列12的反射镜选择适合的方向，使用照射模式选择器MS来选择照射模式。图2以简化的方式显示出形成双极模式可以采用的方式。其它模式可以以类似的方式形成。对于微透镜阵列和反射镜阵列可以被用于形成照射模式所采用的方式的更加详细的描述被在美国专利No.6,737,622中进行描述，在此处通过参考将其全部内容并入本文中。

期望避免对光刻设备的光学部件(例如均化器10或反射镜阵列12)的损坏。光刻设备的光学部件可能被损坏的一种方式是高强度的辐射入射到它们上的情况。光学部件可以被设计成使得它们能够接收强度小于预定阈值的辐射。然而，可能存在在辐射束中出现在空间上被局部化的强度峰的风险。空间上被局部化的峰的强度可能高于预定阈值，并且因此可能导致对光学部件(例如均化器10或反射镜阵列12)的损坏。

期望避免一个或更多的辐射子束PBS中的相消干涉导致所述一个或更多的子束消失(或强度被显著地减小)的情形，这是因为这可能对由照射器IL提供的照射模式的品质产生不利的影响。反之，期望避免一个或更多的辐射子束PBS中的相长干涉导致所述一个或更多的子束具有显著增强的强度的情形，这是因为这也可能对由照射器IL提供的照射模式的品质产生不利的影响。

上述的不被期望的情形与辐射束PB的空间相干性和发散度相关(其中空间相干性是指横跨辐射束的横截面上的相干性)。辐射束的空间相干性和发散度被耦合。期望辐射束PB具有低空间相干性和高发散度，因为这可以减小上述不期望的情形发生的可能性。

图3示意性地显示出图1中的辐射束监控设备BM。辐射束监控设备包括透镜20，该透镜20被配置以接收辐射束PB和将辐射束聚焦到焦平面F上。成像检测器22位于透镜20和焦平面F之间。分析系统或分析器24连接至成像检测器22且接收来自成像检测器的输出。

虽然图3包括行进超过成像检测器22且在焦平面F处会合的点线，但是它们仅是要示意性地示出辐射束PB在焦平面处会聚，而不是要暗示辐射穿过成像检测器。

辐射束监控设备BM允许监控辐射束PB的性质。这可以允许在辐射束PB中识别可能导致空间上被局部化的强度峰的情形，该空间上被局部化的强度峰可能导致对光刻设备中的均化器10、反射镜阵列12或其它光学部件的损坏。还可以允许在辐射束PB中识别可能由于在反射镜阵列12处的相消或相长干涉引起不希望的强度调制的情形。

因为成像检测器22位于透镜20和焦平面F之间，所以它没有位于辐射束监控设备BM的场平面中，也没有位于辐射束监控设备的光瞳平面中。替代地，它位于这两个平面之间的任意位置上。因此，当入射到成像检测器22上时，辐射束PB既不提供之前的平面的图像，也不提供之前的平面的图像的傅里叶变换。替代地，在成像检测器处的辐射束PB可以被认为是图像和傅里叶变换的综合结果(mixture)。

辐射束监控设备BM不提供对辐射束PB的特定光学性质，例如发散度或空间相干性的测量。替代地，辐射束监控设备BM提供作为发散度和空间相干性的综合结果的测量。通过辐射束的强度轮廓对所测量的综合结果进行加权处理。该所测量的发散度和空间相干性的综合结果与在辐射子束PBS中的空间上被局部化的强度峰的存在相关。被测量的发散度和空间相干性的综合结果还与在反射镜阵列12处不希望的强度调制的存在相关。

辐射束监控设备BM还可以提供对从由成像检测器22测量的总的信号获得的有效通量(fluence)的测量。

期望在光刻设备中辐射束PB具有低空间相干性和高发散度。如果辐射束PB具有高的空间相干性和低的发散度，那么在辐射束的一部分的光路中的小的变化将可能引起在辐射束中的相长和相消干涉。相长干涉可能导致在辐射束PB中的空间上被局部化的强度峰，其可能损坏光刻设备的均化器10、反射镜阵列12或其它的光学部件。相消干涉可能导致一个或更多的子束PDS消失(或强度被显著地减小)，而相长干涉可能导致一个或更多的子束PBS强度提高，从而降低了由照射器IL提供的照射模式的品质。

发散度和空间相干性是相互关联的，且它是可能导致上述被识别的问题的发散度和空间相关性的组合。因此测量发散度和空间相干性的综合结果是有益的。

成像检测器22接收提供与发散度和空间相干性相关的信息的图像。成像检测器22相对于透镜20和焦平面F的位置被选择使得被检测到的图像包括可以被分析的峰，用以监控空间相干性和发散度的综合结果。如果成像检测器22被设置邻近透镜20，那么辐射束将会是平滑的轮廓，其将不能提供大量的与空间相干性或发散度相关的信息。另一方面，如果成像检测器22被设置位于焦平面F，那么成像检测器将看到具有非常高强度的且将不能提供大量的与空间相干性或发散度相关的信息的被聚焦的辐射斑。成像检测器22的位置在这些极限之间的某些位置处，使得成像检测器看到被调制的辐射束，所述被调制的辐射束的特点是由辐射束的相干性质所确定的。成像检测器22因此提供可以被分析的图像，用以监控辐射束中的空间相干性和发散度的综合结果。

在一个例子中，透镜20具有450mm的焦距，且成像检测器22被设置在与透镜20距离200mm的位置处。精确地以距离透镜20这样的距离设置成像检测器22不是必须的。以距离透镜20的其它的距离设置成像检测器22仍然可以提供对空间相干性和发散度的综合结果的有用的测量。例如，可以在与透镜20距离150mm和250mm之间的位置处设置成像检测器22。

透镜20的直径可以例如是0.7mm。

成像检测器可以例如是CCD或CMOS检测器。成像检测器可以例如具有10平方微米的像素尺寸。

虽然图3显示出成像检测器22位于透镜20的焦平面F的前面，但是成像检测器可以位于透镜的焦平面的后面(成像检测器不应当设置在透镜的焦平面中)。将成像检测器22设置在焦平面F的后面，将增加辐射束监控设备BM的长度。

透镜20和成像检测器22之间的距离可以是至少透镜20和焦平面F之间的距离的四分之一。成像检测器22和焦平面F之间的距离可以是至少透镜20和焦平面F之间的距离的四分之一。成像检测器22和焦平面F之间的距离可以是至少透镜20和焦平面F之间的距离的一半。

已经进行了模拟，其中辐射束的空间相干性和发散度被修改，且所述结果被在反射镜阵列12、成像检测器22和均化器10处进行模拟(其中均化器包括两个透镜阵列，且所述结果被在均化器的第二透镜阵列处进行模拟)。在图4至图6中显示出模拟的结果。

图4显示出在反射镜阵列12处被模拟的辐射束的强度。在图4A中，辐射束具有低的空间相干性和高的发散度。在每一接下来的图中，空间相干性增加，而发散度减小。在图4E中，辐射束具有高的空间相干性和低的发散度。如图4可见，在辐射束具有高的空间相干性和低的发散度时，在辐射束中出现了空间上被局部化的强度峰(如图4D和4E所示)。由辐射束中的相干引起了空间上被局部化的强度峰。

空间上被局部化的强度峰可以影响由照射器IL提供的照射模式的品质。在一瞬间，反射镜阵列12的给定的反射镜可以经历空间上被局部化的强度峰。在一定时间之后，由于导致干涉图案中的变化的平移漂移(例如热漂移)或激光漂移(例如瞄准漂移)，所述干涉图案中的变化造成空间上被局部化的强度峰，所述空间上被局部化的强度峰可以被远离反射镜移动。这将改变由反射镜阵列12形成的照射模式。反之，在给定的反射镜上可能存在空间上被局部化的强度的尖(dip)，其可能由于漂移而远离所述反射镜移动。这也将改变由反射镜阵列12形成的照射模式。因此空间上被局部化的强度峰减小了形成照射模式的精度。该照射模式可以被描述成是不稳定的。

与之相比，当辐射束具有低的空间相干性和高的发射度时，那么仅可见非常小的强度波动(如图4A所示)。因此，没有对反射镜阵列12造成损坏的风险，没有从辐射束的漂移引起的干涉作用将显著地影响照射模式的风险。因此，可以认为是期望与如图4A中显示的辐射束一起操作。可能是这样的情形，与图4A-C中的任一个中显示的辐射束一起操作避免了对反射镜阵列12造成损坏的风险，且避免降低照射模式的品质。可能期望使用辐射束监控设备BM来确保辐射束保留在图4A-C中显示的操作机制中。

图5显示出在成像检测器22处被模拟的辐射束的强度(即，将由辐射束监控设备BM检测的图像)。从图5A可见，如果辐射束具有低的空间相干性和高的分散度，那么成像检测器22看到单个峰，在所述峰中，中心的尖是可识别的。随着空间相干性增加和发散度降低，中心尖的尺寸增大。由于中心尖的增大，在图5E中看到两个峰。

图6显示出在均化器10处被模拟的辐射束的强度。在图6A中，辐射束具有低的空间相干性和高的发散度，且可以被看成传递均匀分布的强度。随着空间相干性增加和发散度降低，辐射的强度分布变得较不均匀。最终，在空间相干性高且发散度低时，辐射束包括高的强度峰(如图6E所示)。这种高的强度峰可能导致对均化器10的损坏(例如在均化器的第二透镜阵列处)。

图4至图6示出通过辐射束监控设备BM的成像检测器22所见到的辐射束的性质与在反射镜阵列12处辐射束中的局部化的强度峰的出现和在均化器10处(在均化器的第二透镜阵列处)的不均匀的强度分布直接相关。

辐射束监控设备BM可以被用于监控空间相干性和发散度的综合结果。由成像检测器22检测的图像可以通过分析器24进行分析，用于确定发散度和空间相干性的综合结果的性质是否超过一个或更多的预定阈值。这提供了辐射束是否可能导致对均化器(或光刻设备的其它部件)的损坏和/或提供差品质的照射模式的指示。如果发散度和空间相干性的综合结果具有超过预定阈值的性质，则分析器可以采取行动。所述行动例如可以包括发布警报，通过阻挡辐射束PB来保护光刻设备或自动地调整光刻设备的参数，用以提供对辐射束PB的修正。

分析器24可以在下述方式中的一个或更多种中分析由成像检测器22提供的图像：

1.如果辐射束具有高的空间相干性和低的发散度，则将检测到的图像与将被期望的图像进行反卷积；测量所获得的轮廓的宽度，且之后将被测量的宽度与一个或更多的阈值宽度进行比较。

2.例如通过将图像的峰强度与图像中的尖的最低点处的强度进行比较，来测量图像的对比度，且将所测量的对比度与一个或更多的阈值对比度值进行比较。对比度测量可以考虑图像的宽度。

3.如果辐射束具有高的空间相干性和低的发散度，则使所述图像与将被期望的图像进行互相关，且将所获得的互相关值与一个或更多的阈值互相关值进行比较。

4.执行被检测到的图像的网格变形拟合，且将所述结果与一个或更多的阈值比较。

如上文更进一步地提及的，透镜20的直径可以例如是0.7mm。然而，透镜可以具有某些其它的直径。透镜直径应当足够小，使得它使辐射束PB形成调制的束，该调制的束的特性由辐射束的相干性来确定。例如，对于具有193nm波长的辐射束，透镜直径可以例如是小于10mm、小于5mm或小于1mm。

虽然图3中显示的辐射束监控设备BM包括透镜20，但是不一定必须使用透镜。可以通过产生具有由相干性效应引起的可检测的特性的衍射图案的任何的光学元件来替代透镜。例如透镜可以被针孔、或被配置以产生适合的衍射图案的一些其它的光学元件所替代。光学元件可以提供经过调制的束，该经过调制的束的特性由辐射束的相干性质来确定。所述经过调制的束可以具有调制深度，所述调制深度足够大以通过成像检测器22进行检测。所述经过调制的束可以具有调制深度，所述调制深度落入到成像检测器22的动态范围内。

辐射束监控设备BM可以位于如图1示意性地显示的照射器IL内，或可以位于一些其它的适合的位置上。例如，辐射束监控设备BM可以位于源SO处，或位于束传递系统BD处。源SO可以包括脉冲展宽器，其可以被布置以增加辐射束的直径和/或改变辐射束的发散度。当在这种情形中时，如果辐射束监控设备BM被设置在脉冲展宽器的前面，那么由成像检测器22所看到的图像和在均化器10和反射镜阵列12处的辐射束PB的性质之间的关系可能不是比较直接的。考虑了脉冲展宽器的作用的计算可以被使用，以确定所述关系。可替代地，可以使用测量来确定所述关系。

照射模式选择器MS的均化器10、反射镜阵列12和焦平面F之间的距离的比值可以大致等于辐射束监控设备BM的透镜20、成像检测器22和焦平面F之间的距离的比值。

在一些情形中，辐射束监控设备BM可以包括透镜(或其它光学元件)的阵列，而不是单个的透镜(或其它的光学元件)。例如，可以使用几百个或几千个透镜的阵列。这种方法的优点在于它更加接近地复制了在照射器IL的照射模式选择器MS中发生的情况，这是因为照射模式选择器可以包括几百个至几千个透镜的阵列。

反射镜阵列12仅是反射性元件的阵列的例子。可以使用反射性元件的其它阵列。

虽然已经在上文描述本发明的特定实施例，但是应当认识到可以以不同于所描述的其它方式实施本发明。所述说明书中的描述并不是要限制本发明。

Claims (15)

1.一种光刻设备，所述光刻设备包括辐射束监控设备，所述辐射束监控设备包括：

光学元件，所述光学元件被配置以产生衍射图案；和

成像检测器，所述成像检测器被设置在所述光学元件的后面，但不位于所述光学元件的焦平面中，使得所述成像检测器能够检测所述光刻设备的辐射束的空间相干性和发散度的综合结果。

2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述成像检测器被设置在所述光学元件的焦平面的前面。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的光刻设备，其中所述辐射束监控设备还包括分析器，所述分析器被配置以测量由所述成像检测器所检测到的图像的性质。

4.根据权利要求3所述的光刻设备，其中所述分析器被配置以将所述测量的性质与阈值进行比较。

5.根据权利要求3或4所述的光刻设备，其中所述性质由下述方法中的一种来确定：

将所述检测到的图像与已有的图像进行反卷积，且测量所获得的轮廓的宽度，或

测量所述图像的对比度，或

将所述图像与已有的图像进行互相关，或

进行所述图像的网格变形拟合。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的光刻设备，其中所述分析器被配置以确定所述辐射束是否具有将可能损坏所述光刻设备的光学部件的空间相关性和发散度的综合结果。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的光刻设备，其中所述光学元件是透镜或针孔。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的光刻设备，其中所述光学元件和所述成像检测器之间的距离是所述光学元件和所述焦平面之间的距离的至少四分之一。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的光刻设备，其中所述成像检测器和所述焦平面之间的距离是所述光学元件和所述焦平面之间的距离的至少四分之一。

10.根据权利要求9所述的光刻设备，其中所述成像检测器和所述焦平面之间的距离是所述光学元件和所述焦平面之间的距离的至少一半。

11.根据前述的权利要求中的任一项所述的光刻设备，其中所述辐射束监控设备设置在所述光刻设备的照射器、所述光刻设备的束传递系统或所述光刻设备的源中。

12.根据前述的权利要求中的任一项所述的光刻设备，其中所述光刻设备还包括照射模式选择器，所述照射模式选择器包括反射元件的阵列，所述反射元件能够用于将照射模式应用至所述辐射束。

13.一种监控方法，所述监控方法包括步骤：

使用光学元件和成像检测器，所述成像检测器不位于所述光学元件的焦平面中，以获得光刻设备的辐射束的图像，所述图像提供与所述辐射束的空间相干性和发散度的综合结果相关的信息。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述图像的性质被确定并与阈值进行比较。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述性质通过下述方法中的一种进行确定：

将所述检测的图像与已有的图像进行反卷积，且测量所获得的轮廓的宽度，或

测量所述图像的对比度，或

将所述图像与已有的图像进行互相关，或

进行所述图像的网格变形拟合。

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