CN103917920B - 光刻设备和方法 - Google Patents

光刻设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103917920B
CN103917920B CN201280051468.2A CN201280051468A CN103917920B CN 103917920 B CN103917920 B CN 103917920B CN 201280051468 A CN201280051468 A CN 201280051468A CN 103917920 B CN103917920 B CN 103917920B
Authority
CN
China
Prior art keywords
grating
reflecting part
lithographic equipment
radiation
reflectivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280051468.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103917920A (zh
Inventor
A·杰斯波特森
H·A·盖里奇
N·达维多娃
B·西格斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Publication of CN103917920A publication Critical patent/CN103917920A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103917920B publication Critical patent/CN103917920B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/02—Dosimeters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641—Focus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7026—Focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels

Abstract

一种光刻设备，包括：构造成支撑图案形成装置的支撑结构，所述图案形成装置能够将图案在EUV辐射束的横截面上赋予EUV辐射束以形成图案化的EUV辐射束；和投影系统，配置成将图案化的EUV辐射束投影到衬底的目标部分上，其中支撑结构设置有光栅，所述光栅包括一系列第一反射部分和第二反射部分，该一系列第一反射部分与该一系列第二反射部分交替，第二反射部分的反射率小于第一反射部分的至少一部分的反射率并且大于零。

Description

光刻设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年10月20日递交的美国临时申请61/549,548的权益，其在此通过参考全文并入。
技术领域
本发明涉及一种光刻设备和方法。
背景技术
光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路（ICs）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将要在所述IC的单层上形成的电路图案。这种图案可以被转移到衬底（例如硅晶片）上的目标部分（例如包括部分管芯、一个或多个管芯）上。通常，图案转移是通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料（抗蚀剂）的层上。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻的目标部分的网络。
光刻术被广泛地看作制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着通过使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术正变成允许制造微型IC或其他器件和/或结构的更加关键的因素。
图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式（1）所示：
CD = k 1 * λ NA - - - ( 1 )
其中λ是所用辐射的波长，NA是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，k1是依赖于过程的调节因子，也称为瑞利常数，CD是所印刷的特征的特征尺寸（或临界尺寸）。由等式（1）知道，特征的最小可印刷尺寸减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小k1的值。
为了缩短曝光波长，并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外（EUV）辐射源。EUV辐射是具有在5-20nm范围内波长的电磁辐射，例如在13-14nm范围内，例如在5-10nm范围内，例如6.7nm或6.8nm。可能的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于通过电子存储环提供的同步加速器辐射的源。
可以通过使用等离子体来产生EUV辐射。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括用于激发燃料以提供等离子体的激光器和用于容纳等离子的源。例如可以通过将激光束引导至诸如合适材料（例如锡）等颗粒或者合适气体或蒸汽（例如氙气或锂蒸汽）的束流等燃料来产生等离子体。所形成的等离子体发出输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用辐射收集器来收集。辐射收集器可以是反射镜式正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦成束。源可以包括包围结构或腔，布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常被称为激光产生的等离子体（LPP）源。
发明内容
可以期望能够测量光刻设备的投影系统的焦平面在投影系统的像方上的位置。可以期望能够测量将通过光刻设备被传送至衬底的目标部分的辐射剂量。
根据本发明的第一方面，提供一种光刻设备，包括构造成支撑图案形成装置的支撑结构，所述图案形成装置能够借助光栅将图案在EUV辐射束的横截面上赋予EUV辐射束以形成图案化的EUV辐射束；和投影系统，配置成将图案化EUV辐射束投影到衬底的目标部分上，其中支撑结构设置有光栅，所述光栅包括一系列的第一反射部分和一系列的第二反射部分，该一系列第一反射部分与该一系列第二反射部分交替，第二反射部分的反射率小于第一反射部分的至少一部分的反射率并且大于零。
第一反射部分可以是非图案化区并且第二反射部分可以是非图案化区。
第一反射部分可以是矩形并且第二反射部分可以是矩形。
第一反射部分每一个可以包括具有反射线和吸收线的子光栅，并且第二反射部分可以包括非图案化区。
光栅还可以包括一系列吸收部分，所述一系列吸收部分位于第一和第二反射部分之间。
光栅可以配置成使得由第一反射部分反射并且被衬底接收的辐射的平均强度基本上等于由第二反射部分反射且被衬底接收的辐射的平均强度。
第二反射部分可以包括位于反射镜之上的吸收材料的层，该吸收材料的层允许一些EUV辐射透射使得一些辐射被反射镜反射并传播回穿过吸收材料的层。
第二反射部分的反射率可以是第一反射部分的至少一部分的反射率的大约一半。
支撑结构可以设置有第二光栅，其具有与光栅相反的取向。
支撑结构可以设置有附加光栅，其横向于光栅延伸。
第二反射部分的反射率可以足够高以致在使用时相当大量的EUV辐射将从第二反射部分反射。
第二反射部分的反射率可以足够高以致在使用时从第二反射部分反射的EUV辐射将对在衬底上的抗蚀剂中形成的光栅的图像产生可测量的影响。
根据本发明的第二方面，提供一种图案形成装置，设置有光栅，所述光栅包括：一系列第一反射部分和一系列第二反射部分，该一系列第一反射部分与该一系列第二反射部分交替，第二反射部分的反射率小于第一反射部分的至少一部分的反射率并且大于零。
本发明的第二方面可以包括本发明的第一方面的特征。
根据本发明的第三方面，提供一种用于测量由光刻设备投影到衬底上的辐射的剂量的方法，所述方法包括：使用EUV辐射照射根据本发明第一方面的光栅，并使用光刻设备将该光栅成像到衬底上的抗蚀剂中，随后使用光刻设备的对准设备来测量被成像的光栅的重心。
根据本发明的第四方面，提供一种测量光刻设备的焦平面的位置的方法，所述方法包括：
使用EUV辐射照射根据本发明第一方面的光栅，并且使用光刻设备将光栅成像到衬底上的抗蚀剂中；随后使用光刻设备的对准设备来测量被成像的光栅的重心。
本发明的其他特征和优点以及本发明不同实施例的结构和操作将在下文中参照附图进行描述。要注意的是，本发明不限于这里所描述的具体实施例。在这里给出的这些实施例仅出于示例性目的。基于这里包含的教导，其他的实施例对本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
包含在本文中并且形成说明书的一部分的附图示出本发明，并且与相关描述一起进一步用于解释本发明的原理，使得相关领域技术人员能够实现和使用本发明。
图1示意地示出用在本发明的一个实施例的光刻设备；
图2是包括DPP源的光刻设备的更加详细的示意视图；
图3是图1的设备的可选源的示意图，该可选源是LPP源；
图4是根据本发明一个实施例的光栅的示意视图。
图5是将抗蚀剂的折射率变化表示为由抗蚀剂接收的辐射剂量的函数的图表。
图6是示出抗蚀剂对被图4示出的光栅反射的辐射的响应的一组曲线图，图6a和6b示出抗蚀剂接收的第一和第二组辐射剂量，图6c和6d示出接收辐射剂量时抗蚀剂的折射率的改变。
图7是根据本发明一个实施例的光栅的示意图。
图8是图7中示出的根据本发明一个实施例的一对光栅的示意图。
图9是示出图8中示出的本发明的实施例的光栅的对剂量变化的响应的图表，和
图10是图7中示出的光栅的一部分的剖视面。
结合附图通过下面详细的说明，本发明的特征和优点将变得更加清楚，在附图中相同的附图标记在全文中表示对应元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。元件第一次出现的附图用相应的附图标记中最左边的数字表示。
具体实施方式
本说明书公开一个或更多个实施例，其中包含了本发明的特征。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于这些公开的实施例。本发明由所附的权利要求来限定。
所述的实施例和在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些段落不必指的是同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，实现将这些特征、结构或特性与其他实施例相结合是在本领域技术人员所知的知识范围内的。
本发明的实施例可以实现成硬件、固件、软件或其任何组合。本发明实施例还可以实现为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括任何用于以机器（例如计算装置）可读形式存储或传送信息的机制。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器（ROM）；随机存取存储器（RAM）；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存装置；传播信号的电、光、声或其他形式（例如，载波、红外信号、数字信号等），以及其他。此外，这里可以将固件、软件、例行程序、指令描述成执行特定动作。然而，应该认识到，这些描述仅为了方便并且这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器或用于执行所述固件、软件、例行程序、指令等的其他装置来完成。
然而，在详细描述这些实施例之前，给出可以实现本发明的实施例的示例环境是有利的，其中该示例环境包括：照射系统（照射器）IL，配置用于调节辐射束B（例如，EUV辐射）；支撑结构（例如掩模台）MT，构造用于支撑图案形成装置（例如掩模或掩模版）MA并与配置用于精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台（例如晶片台）WT，构造用于保持衬底（例如涂覆有抗蚀剂的晶片）W，并与配置用于精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统（例如反射式投影系统）PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C（例如包括一根或更多根管芯）上。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
支撑结构MT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MA。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构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）。
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任何装置。被赋予辐射束的图案可以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。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
如同照射系统，投影系统可以包括多种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型或其他类型光学部件、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其他因素所适合的。可以希望对EUV辐射使用真空，因为其他气体可以吸收太多的辐射。因而可以借助真空壁和真空泵对整个束路径提供真空环境。
如这里所示的，所述设备是反射型的（例如，采用反射式掩模）。
所述光刻设备可以是具有两个（双台）或更多衬底台（和/或两个或更多的掩模台）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。
参照图1，照射器IL接收来自源SO的极紫外（EUV）辐射束。用以产生EUV辐射的方法包括但不必限于将材料转换为等离子体状态，该材料具有在EUV范围内具有一个或更多个发射线的至少一种元素，例如氙、锂或锡。在通常称为激光产生等离子体（“LPP”）的一种这样的方法中，所需的等离子体可以通过使用激光束照射燃料来产生，燃料例如是具有所需发射线元素的材料的液滴、束流或簇团。源SO可以是包括用于提供用于激发燃料的激光束的激光器（在图1中未示出）的EUV辐射系统的一部分。所形成的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用设置在源中的辐射收集器收集。激光器和源可以是分立的实体，例如当使用CO2激光器提供激光束用于燃料激发时。
在这种情况下，激光器不看作是形成光刻设备的一部分，并且，借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统，辐射束被从激光器传递至源。在其他情况下，所述源可以是源的组成部分，例如当源是放电产生等离子体EUV产生器，通常称为DPP源。
照射器IL可以包括调节器，用于调节辐射束的角度强度分布。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围（一般分别称为σ-外部和σ-内部）进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置（也称为多小面场反射镜装置和光瞳反射镜装置）。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构（例如，掩模台）MT上的所述图案形成装置（例如，掩模）MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。在已经由图案形成装置（例如，掩模）MA反射之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS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和位置传感器系统PS2（例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器）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B的路径中。类似地，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器系统PS1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置（例如，掩模）MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置（例如，掩模）MA和衬底W。
光刻设备包括对准设备AS，其配置成测量对准光栅的位置（衍射光栅），由此允许衬底W与将要从图案形成装置MA投影的图案对准。对准设备AS可以包括多个检测器，所述检测器配置成检测由对准光栅衍射的辐射。虽然对准设备AS被示意地表示为与光刻设备的投影系统PS相邻，但是对准设备可以具有任何合适的位置。对准设备AS可以例如位于远离投影系统PS的位置（例如，在所谓的双台系统中，在开始衬底曝光之前测量整个的衬底）。
可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将支撑结构（例如掩模台）MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束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。
2.在扫描模式中，在对支撑结构（例如掩模台）MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束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（例如掩模台）MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的（缩小）放大率和图像反转特征来确定。
3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构（例如掩模台）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更详细地示出设备10，包括源SO、照射系统IL以及投影系统PS。源SO构造并布置成使得在源SO的包围结构220内保持真空环境。用于发射EUV辐射的等离子体210可以通过放电产生等离子体源形成。EUV辐射可以通过气体或蒸汽产生，例如氙气、锂蒸汽或锡蒸汽，其中形成极高温等离子体210以发射在电磁辐射光谱的EUV范围内的辐射。通过例如引起至少部分离子化的等离子体的放电来形成极高温等离子体210。例如，有效生成辐射可能要求Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合适的气体或蒸汽的10Pa的分压。在一个实施例中，被激发的锡（Sn）的等离子体被提供以产生EUV辐射。
由高温等离子体210发射的辐射从源腔211经由可选的定位在源腔211内的开口内或其后面的气体阻挡件或污染物阱230（在某些情况下被称为污染物阻挡件或翼片阱）被传递到收集器腔212。污染物阱230可以包括通道结构。污染物阱230还可以包括气体阻挡件或气体阻挡件和通道结构的组合。此处进一步示出的污染物阱或污染物阻挡件230至少包括通道结构，如现有技术中已知的。
收集器腔211可以包括辐射收集器CO，其可以是所谓的掠入射收集器。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。穿过收集器CO的辐射可以被反射离开光栅光谱滤光片240以被聚焦在虚源点IF。虚源点IF通常称为中间焦点，并且该源布置成使得中间焦点IF位于包围结构220的开口处或其附近。虚源点IF是用于发射辐射的等离子体210的像。
随后辐射穿过照射系统IL，照射系统IL可以包括布置成在图案形成装置MA处提供辐射束21的期望的角分布以及在图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均匀性的琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24。在辐射束21在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射时，图案化的束26被形成，并且图案化的束26通过投影系统PS经由反射元件28、30成像到由晶片平台或衬底台WT保持的衬底W上。
在照射光学装置单元IL和投影系统PS中通常可以存在比图示的元件更多的元件。光栅光谱滤光片240可以可选地设置，这依赖于光刻设备的类型。此外，可以存在比图中示出的反射镜更多的反射镜，例如在投影系统PS中可以存在在图2中示出的元件以外的1-6个附加的反射元件。
收集器光学装置CO，如图2所示，在图中被示出为具有掠入射反射器253、254以及255的巢状收集器，仅作为收集器（或收集器反射镜）的一个示例。掠入射反射器253、254以及255围绕光学轴线O轴向对称地设置，该类型的收集器光学装置CO优选与放电产生的等离子体源结合使用，通常称为DPP源。
可替代地，源SO可以是如图3所示的LPP辐射系统的一部分。激光器LA布置成将激光能量入射到燃料，例如氙气（Xe）、锡（Sn）或锂（Li），由此产生具有几十eV的电子温度的高度离子化的等离子体210。在这些离子的去激发和复合期间生成的高能辐射由等离子体发射，被近正入射收集器光学装置CO收集并被聚焦到包围结构220的开口221上。
可以期望，测量通过光刻设备提供到衬底W的目标部分上的EUV辐射的剂量。在本发明的一个实施例中，这可以通过将如图4示意地示出的光栅100投影到衬底上并随后测量光栅的图像性质来完成。
图4中示出的剂量测量光栅100包括一系列第一反射部分102和一系列第二反射部分104，这些反射部分彼此交替并且由此形成光栅。在图4的底部以放大视图示出一对反射部分102、104。每个反射部分未被图案化，并仅包括具有预定形状和反射率的区域。在一个实施例中，该对反射部分102、104在光栅方向（即，图4的x方向）上长大约16微米。替换地，该对反射部分可以具有任何其他合适的长度。虽然第一和第二反射部分在图4的光栅方向上都具有相同的长度，但是他们可以具有不同的长度。虽然图4中示出的剂量测量光栅100包括八对反射部分102、104，但是光栅可以包括任何合适数量的反射部分。剂量测量光栅100可以由吸收材料包围。
上面提到的尺寸是在光栅通过光刻设备被投影到衬底上时形成的图像的尺寸。光刻设备可以具有缩小倍数4。因此，支撑结构MT（或图案形成装置MA）上的剂量测量光栅100的尺寸可以比这大4倍。
第一反射部分102具有大约60%的反射率，并且第二反射部分104具有大约30%的反射率。这些反射率源自能够反射EUV辐射的材料的性质。具体地，大约60%的反射率可以是使用常规材料（例如多层反射镜）反射EUV辐射的最大反射率。第二反射部分104的反射率是第一反射部分102的反射率的一半。如果第一反射部分102具有不同的反射率，则可以根据使得其仍然是第一反射部分的反射率的一半来选择第二部分104的反射率。
第二反射部分104可以具有小于第一反射部分102的反射率且大于零的任何合适的反射率。第二反射部分104的反射率可以足够高以致大量的EUV辐射被第二反射部分反射（例如，足以引起衬底W上抗蚀剂的可检测的改变）。第二反射部分104的反射率可以足够高以致从第二反射部分反射的辐射对在抗蚀剂中形成的剂量测量光栅100的图像具有可测量的影响。
第二反射部分104的反射率可以与第一反射部分102的反射率充分不同，以致通过从第二反射部分反射的EUV辐射在衬底上在抗蚀剂中引起的改变与由从第一反射部分反射的EUV辐射在抗蚀剂中引起的改变存在可测量的差异。抗蚀剂对EUV辐射的非线性响应允许获得与传递至抗蚀剂的EUV辐射的剂量相关的信息。关于EUV辐射剂量的信息可以通过使用下面进一步描述的、测量由EUV辐射引起的抗蚀剂的折射率变化的方法获得。
剂量测量光栅100设置在支撑结构MT上（见图1和2）。在使用过程中，当期望测量通过光刻设备传递至衬底W的辐射剂量时，支撑结构MT可以定位成使得辐射束B、21入射到剂量测量光栅100上，使得从光栅反射的辐射入射到衬底W上。剂量测量光栅100可以由此被曝光转印至设置在衬底上的抗蚀剂。光栅可以例如被曝光转印在衬底W上多个不同位置处。
可选地，在光栅被曝光转印至抗蚀剂之后，衬底W可以被烘烤。烘烤过程可以称为曝光后烘烤。后曝光烘烤是熟知的工艺，并且可以用以例如以催化方式执行并完成通过EUV辐射剂量启动的光反应（photo-reaction）。曝光后烘烤还可以提供诸如改善抗蚀剂稳定性等优点。曝光后烘烤可以例如包括将衬底W加热至大约110°C持续1-2分钟。曝光后烘烤可以例如在可以位于与光刻设备相同的生产车间内的独立的烘烤设备中执行。
在衬底W曝光之后（并且，如果需要，在曝光后烘烤之后），剂量测量光栅100的位置通过光刻设备的对准设备AS测量（见图1和2）。对准设备可以配置成通过测量辐射在被对准光栅衍射之后检测器上接收辐射的位置来测量对准光栅P1、P2的位置（见图1）。对准设备AS可以配置成基于所检测的衍射辐射指示被看作对准光栅的中心的位置。为了方便，该位置可以被称为对准光栅的重心。对准设备AS可以以同样的方式测量剂量测量光栅100的重心。
衬底W上的抗蚀剂的折射率在抗蚀剂被EUV辐射曝光时相对于曝光剂量以非线性方式改变。由于这种非线性的折射率变化，衬底W上的在抗蚀剂中形成的曝光剂量光栅100的像（例如潜像）的重心，如由对准设备AS所测量的，将向左或向右移动。曝光剂量光栅100的像的向左或向右移动将依赖于投影到衬底上的EUV辐射的剂量。例如，如果EUV辐射的剂量增大，则曝光剂量光栅100的像的所测量的重心可以移动至右边，而如果EUV辐射的剂量减小，则曝光剂量光栅100的像的所测量的重心可以移动至左边（尽管移动方向可以依赖于EUV辐射剂量和抗蚀剂的性质）。
抗蚀剂的非线性响应通过图5中的图表表示，并且非线性响应对曝光剂量光栅100的像的影响在图6中示出。
图5示出抗蚀剂的折射率作为由抗蚀剂接收的剂量的函数而变化。该图表是示意性的图表，并且轴线上的单位是任意单位。如图可以看到的，当很低剂量的EUV辐射入射到抗蚀剂上时，抗蚀剂的折射率不变。当剂量增大，折射率以增大的速率增大。折射率的变化率在达到大约0.5的折射率变化之前一直增大，在此之后，折射率的变化率开始减小。折射率的变化在高剂量的条件下倾向于1。
抗蚀剂的非线性折射率变化的效应如图6中的图表所示。图6a和6b示出在被在图4底部示出的该对反射部分102、104（即，曝光剂量光栅100的一对反射部分）反射之后传递至抗蚀剂的辐射剂量作为抗蚀剂上位置（在此表示为x方向）的函数。图6c和6d示出在接收该剂量时抗蚀剂经历的折射率变化，也表示为x方向上的位置的函数。
首先参照图6a，抗蚀剂的左手边区域接收已经由光栅100的第一反射部分102反射的辐射，右手边区域接收由光栅的第二反射部分104反射的辐射。如上面进一步提到的，第一反射部分102的反射率是第二反射部分104的反射率的二倍。因此，由抗蚀剂的左手边区域接收的EUV辐射的剂量是抗蚀剂右手边区域接收的EUV辐射剂量的两倍。抗蚀剂左手边区域接收25个单位的辐射，而右手边区域接收12.5个单位的辐射。
图6a中示出的辐射对抗蚀剂折射率的效应在图6c中示出。再次参照图5，可以看到，当抗蚀剂接收25个单位的辐射剂量时，将发生大约0.95的折射率变化。类似地，当抗蚀剂接收12.5个单位的辐射剂量时，将发生大约0.8的折射率变化。对准设备AS将确定在抗蚀剂中曝光的光栅的重心（下文称为被成像的光栅）。被成像的光栅将包括具有交替的已经经历0.95的折射率变化的部分与经历0.8的折射率变化的部分的光栅。即，虽然被成像的光栅的第二部分104仅接收被成像图案的第一部分102所接收的剂量的一半，但是第二部分所经历的折射率变化是第一部分所经历的折射率变化的大约80%。
对准设备AS测量被成像的光栅的位置（即，使用所检测的折射辐射）的方式使得将在被成像的光栅的不同部分已经经历不同的折射率变化时产生所测量的被成像的光栅的重心与光栅的中心（例如，被成像图案的边缘之间的中点）的偏离。在这种情况下，所测量的重心用点线示意地表示。如果被成像的光栅的第一和第二部分在抗蚀剂中已经经历相同的折射率变化，则对准设备AS将被成像的光栅的重心测量为处在被成像图案的中心点处。然而，当被成像的光栅的第二部分所经历的折射率变化减小时，则这引起所测量的被成像的光栅的重心向左移动。由于抗蚀剂对不同剂量的非线性的响应，在图6c中所测量的重心的向左移动相对小。
图6b和6d示出对比的情形，其中抗蚀剂所接收的剂量的差异引起大得多的折射率变化的差异，并因此引起所测量的被成像的图案的重心的大得多的偏移。
首先参照图6b，光栅的第一部分102接收15个单位的剂量，并且光栅的第二部分104接收7.5个单位的剂量。使用如图5所示的图表可以确定这些剂量的影响。参照图6d，被成像的光栅的第一部分经历大约0.85的折射率变化，而被成像的光栅的第二部分经历大约0.45的折射率变化。折射率变化之间的这种较大的差异（与图6c中所见的情形相比）是因为剂量处在图5中曲线的具有高的梯度的部分中（即，作为剂量的函数的折射率变化的变化率较大）。因为由于剂量减小，被成像的光栅的第一部分102所经历的折射率变化和被成像的光栅的第二部分104所经历的折射率变化之间存在较大的差异（该差异大约50%），所测量的被成像的光栅的重心比图6c中示出的情形向左偏移更远。所测量的重心通过点线示意地示出。
与图6c和6d对比，可以看到，测量被成像的光栅的重心的位置将提供对由光刻设备传送至抗蚀剂的剂量的指示。因此，将图4中的光栅投影到衬底上并随后测量被成像图案的位置，提供对由光刻设备传送至衬底的辐射剂量的测量。
抗蚀剂对EUV辐射的非线性响应使得如果EUV辐射的剂量增大给定倍数，则被成像的光栅100的第一和第二部分102、104的折射率将以不同的倍数改变。这种差异引起被成像的光栅100的重心的偏移，其通过对准设备AS测量。因为折射率变化是EUV辐射剂量的非线性函数，因此测量重心的偏移能够确定剂量。
因为剂量测量依赖于非线性的抗蚀剂的响应，因此如果存在抗蚀剂的线性响应的剂量范围，则在执行剂量测量时可以避免该范围。
可以例如通过将不同的所测量的EUV辐射的剂量传送至抗蚀剂并测量所形成的折射率变化来校准剂量测量。这例如可以通过使用专用的校准设备完成。
在一个实施例中，在由光刻设备传送的剂量的测量期间，可以通过使用不同剂量将图4的光栅100投影到衬底上以便在抗蚀剂中对图案成像，所述图案对应于图5中的曲线上的不同的点。例如，光栅的一系列的图像可以投影到衬底上，每一个图像以比之前的图像高的剂量投影。使用图4的光栅获得剂量测量的其他方法也可以使用。
测量传送至衬底的辐射的剂量允许调节剂量，例如以便确保光刻设备保持在期望的剂量参数范围内。可以定期测量由光刻设备传送的剂量以监测剂量的漂移（即，随时间的变化）。如果检测到剂量的漂移，则可以作出对光刻设备的参数的调节以便校正漂移。
使用本发明的一个实施例执行的辐射剂量测量可以用以校准用以测量EUV辐射束的能量的光电二极管或其他传感器。
可以以多种不同方式执行剂量的测量以便测量光刻设备的不同的与剂量相关的参数。例如，可以执行在光刻设备的曝光狭缝的不同位置处剂量的变化（曝光狭缝是在扫描曝光期间照射的区域）。可以测量剂量的空间稳定性和时间稳定性。
虽然图4中示出的光栅100包括位置彼此相邻的多对矩形，但是光栅可以具有任何合适的形状。光栅102的第一部分可以包括具有第一反射率的非图案化区，并且光栅的第二部分104可以包括具有第二反射率的非图案化区。第二反射率小于第一反射率。
本发明的实施例的差异在图7中示意地示出。不同的实施例是光栅110，光栅的每个周期包括第一反射部分112、第二反射部分114以及吸收部分115。虽然图7示出光栅的八个周期，但是光栅可以具有任何合适数量的周期。光栅110可以由吸收材料包围。光栅110可以用以测量投影系统PS（件图1和2）在投影系统的像方（即，在衬底台WT所处的一侧）上的焦平面的位置。光栅可以称为聚焦测量光栅110。
在图7的下部以放大的视图示出聚焦测量光栅110的单个周期。第一反射部分112是子光栅，子光栅包括与吸收线118交替的一系列反射线116。反射线116足够厚以致它们可以在投影系统的焦平面处形成的图像中被分辨。反射线116具有大约60%的反射率，吸收线具有可忽略的反射率。第二反射部分114包括反射率为大约30%的非图案化区。吸收部分115具有基本上为零的反射率。反射线116可以具有任何合适的反射率。第二反射部分114可以具有任何合适的反射率，其小于反射线116的反射率并且大于零。第二反射部分114的反射率可以足够高以致在使用中从它反射的EUV辐射对抗蚀剂具有可测量的影响（例如，当EUV辐射以在衬底图案化期间使用的强度提供时）。第二反射部分114的反射率可以足够高以致在使用中从第二反射部分反射的EUV辐射对抗蚀剂中形成的聚焦测量光栅110的图像具有可测量的影响（例如，当EUV辐射以在衬底图案化期间使用的强度提供时）。
在一个实施例中，聚焦测量光栅110的每个周期在光栅方向（图7的x方向）上的长度可以为16微米。第二反射部分114长度可以是大约6微米，第一反射部分112长度可以是大约7微米，吸收部分115长度可以是大约3微米。聚焦测量光栅110可以包括八个周期。
光栅和光栅成分可以具有任何合适的长度。可以设置任何合适数量的光栅周期。
反射线116可以例如是50nm宽，并且可以例如由50nm的吸收线118分开。替换地，这些线可以具有任何其他合适的宽度。虽然图7中示出七条反射线116，但是可以设置更多的反射线。例如，可以设置大约70条反射线。
上面提到的尺寸是图像的尺寸，它们在通过光刻设备将光栅投影到衬底上时被形成。光刻设备可以具有4倍的缩小倍数。因此，支撑结构MT上的聚焦测量光栅110（或在图案形成装置MA上）的尺寸将是其4倍。
第二部分114的反射率被选定为基本上与反射线116和吸收线118的平均反射率匹配。也就是说，由第二部分114反射的每个单位面积的总辐射基本上等于由第一部分112反射的每单位面积的总辐射。因此，例如，如果反射线116具有80%的反射率，则第二反射部分114的反射率将是40%。这假设反射线116占据第一反射部分112的表面面积的一半。如果反射线116占据第一反射部分112的不同比例，则第二反射部分114的反射率可以相应地调整。例如，如果反射线具有60%的反射率并且占据第一反射部分112的25%，则第二反射部分将给出15%的反射率。第二反射部分114的反射率可以选择为使得从第二反射部分114投影到衬底上的每单位面积的总辐射剂量基本上等于从第一反射部分112投影到衬底上的每单位面积的总辐射剂量。
在一个实施例中，第一和第二反射部分112、114的反射率可以改变，从而补偿在将光栅投影到衬底上时可以发生的影响。例如，通过在图案形成装置MA上的结构可以造成对聚焦测量光栅110的某些部分的遮蔽。
第一和第二反射部分112、114的反射率可以选择为使得由第一反射部分112的图像接收的每单位面积平均辐射强度基本上等于由第二反射部分114的图像接收的每单位面积平均辐射强度。聚焦测量光栅110可以配置成使得由第一反射部分112反射且由衬底W接收的辐射的平均强度基本上等于由第二反射部分114反射且由衬底接收的辐射的平均强度。
图7的聚焦测量光栅110可以用于测量光刻设备的投影系统的焦平面的位置。可以完成这个过程的一种方法是通过使用光刻设备将聚焦测量光栅110投影到衬底W上，衬底的位置在每种情形下离投影系统的距离不同。这可以称为衬底在每种情形下具有不同的z方向位置（见图1）。在衬底W上的抗蚀剂中形成的图像的位置可以随后通过使用光刻设备的对准设备AS测量。所测量的图像的位置可以用于确定光刻设备的投影系统的焦平面的位置。衬底W可以在测量图像的位置之前经历曝光后烘烤。
如上面进一步提到的，光刻设备的对准设备AS可以配置成通过检测由光栅衍射的辐射来测量对准光栅P1、P2（见图1）的位置。对准设备可以配置成确定对准光栅的中心（此处称为重心）的位置。
聚焦测量光栅110的图像的重心的位置，如通过对准设备测量的，将依赖于在投影光栅时衬底是否位于光刻设备的焦平面中。如果衬底确实在投影系统的焦平面中，则第一反射部分112的反射线116将在抗蚀剂中形成的图像中形成清晰分辨的线。如果衬底稍微离焦，则这些线将被形成在图像中但是它们将不具有清晰的边缘。如果衬底进一步离焦，则这些线将更加模糊并将开始彼此合并。如果衬底远离焦点，则这些线将模糊不清混在一起，并将称为单个块。该单个块所接收的辐射剂量将与从第二反射部分114接收的辐射的剂量相同。聚焦测量光栅110的图像将因此包括具有相同折射率的连续的块，连续的块通过由第一和第二反射部分112、114反射的辐射形成。所测量的光栅110的图像的重心的位置在这些情况的每一种中将是不同的。
图7中示出的光栅110可以设置作为例如图8中示出的一对光栅之一。参照图8，聚焦测量光栅120包括与图7中示出的光栅对应的左手边光栅110a和右手边光栅110b，右手边光栅110b是图7中示出的光栅的镜像。左手边光栅110a和右手边光栅110b彼此分离。
光栅以与参照7描述的方式相同的方式工作。然而，因为存在两种光栅，因此光刻设备的对准设备AS测量两个光栅位置，而不是测量单个光栅位置。因为光栅110a、110b是彼此的镜像图像，因此衬底离开焦平面的位移将对每个被成像的光栅产生相反的影响。因此，当衬底移离焦平面时，左手边的被成像的光栅的所测量的重心可以向右移动并且右手边的被成像的光栅的所测量的重心可以向左移动。可以通过监测在衬底位于离开光刻设备的投影系统的不同距离处形成的被成像的光栅的测量位置之间的间隔来确定衬底的最佳焦平面。光刻设备的投影系统的焦平面可以看作被成像的光栅的间隔经过最大值（或最小值）所在的平面。
以图8示出的方式设置光栅是有利的，因为其允许测量被成像的光栅之间的间隔而不是被成像的光栅的绝对位置，由此消除由于光栅的错位引起的误差。
在可选的实施例中，与图8示出的情形相比，光栅可以具有相反的方向。也就是说，第二反射部分124a、124b可以比第一反射部分122a、122b更靠近彼此布置。在这种情况下，被成像的光栅的测量位置之间的间隔将沿相反方向作为聚焦程度的函数而变化。
图7和8示出的光栅带来的有利之处在于通过光栅提供的聚焦测量可以基本上与通过光刻设备传送至衬底的辐射剂量无关。这与已知的聚焦测量光栅的情形不同，已知的聚焦测量光栅可能存在由剂量变化引起的误差。这些误差在EUV光刻设备中可能是尤其明显的，因为由EUV辐射源产生的辐射的强度可以显著地波动。因此，在EUV光刻设备中可以以基本上与剂量变化无关的方式测量光刻设备的焦平面位置是尤其有利的。
由于抗蚀剂对曝光的非线性响应，如图7和8示出的光栅可以不提供在所有可能的不同剂量条件下与剂量无关的所测量的位置。因此，可以通过使用校准方法确定光栅的所测量的位置不变化的剂量范围（或具有不影响聚焦测量的充分小的变化）。图9是示出一个这样的剂量范围的图表。
参照图9，线120示出在图8中示出的类型的两种光栅之间所测量的间隔S（微米）作为辐射剂量D（单位mJ/cm2）的函数。如图可见，所测量的间隔显著地随着辐射剂量的变化而变化。然而，作为剂量的函数的变化比使用聚焦测量光栅（如图通过线示出的）时看到的作为剂量的函数的变化小得多。而且，作为剂量的函数的变化经过最大值。在最大值周围的区域内，作为剂量的函数的间隔的变化小。也就是说，作为剂量的函数的所测量的间隔在大约22mJ/cm2的剂量和大约26mJ/cm2的剂量之间仅稍微变化。使用在该范围内的剂量执行的聚焦测量将几乎不存在或不存在由于剂量变化带来的测量误差。图9中示出的剂量范围仅是示例，并且可以使用其他剂量范围。例如，剂量范围对于不同的抗蚀剂是不同的。
如图7和8示出的光栅相对于已知的聚焦测量光栅可能是不易受由抗蚀剂厚度变化引起的或由加工变化引起的误差的影响。
由光刻设备提供的曝光剂量可以通过使用如图4所示的光栅来测量。可选地，可以使用例如光电二极管（粗测量的精度可以足以确保剂量在预定范围内）等传感器来执行粗剂量测量。
虽然在图4中仅示出单个光栅100，但是可以以与图8示出的类似的方式设置一对光栅（例如，光栅是彼此的镜像图像）。这可以提供优点，即剂量测量不存在由光栅不对准引起的误差。
虽然这些图中示出的光栅全部沿x方向延伸，但是光栅可以沿横向方向（例如y方向）延伸。可以提供沿两个或更多个方向延伸的光栅。
根据本发明的实施例的光栅可以设置在支撑结构MT上（见图1和2）。当光栅以此方式设置在支撑结构MT上时，它们总是能够用于光刻设备中。
附加地或可选地，根据本发明的实施例的光栅可以设置在图案形成装置MA上。例如，光栅可以设置在图案形成装置上的划线中。
可以形成根据本发明的实施例的光栅的一种方式如图10示意地示出。图10示出图7中示出的光栅的单个周期的剖视图。可以通过在多层反射镜130的顶部提供吸收材料来形成光栅周期。第一反射部分112包括一系列被吸收线118分隔开的反射线116。通过提供吸收材料131的线来形成吸收线，这些线布置成使得它们形成光栅。吸收材料131的线足够厚使得入射到吸收材料上的EUV辐射基本上全部被它们吸收。在吸收材料131的多个线之间通过的EUV被多层反射镜130（例如具有60%的反射率）反射。因此在吸收材料131的线之间的空间用作反射线116。
通过吸收材料132的层来提供第二反射部分114。吸收材料132的层充分薄以致部分EUV辐射通过吸收材料，被多层反射镜130反射并传播回到吸收材料的层。一些EUV辐射被吸收材料132的层吸收。吸收材料132的层的厚度可以被选择成使得入射EUV辐射的30%被第二反射部分114反射。
光栅周期的吸收部分115由足够厚以致基本上全部入射其上的EUV辐射被吸收材料吸收的吸收材料133的层形成。
多层反射镜130和吸收材料131-133的组合的效应是为了提供光栅周期，该光栅周期具有以上参照图7进一步描述的反射率。
可以通过不提供吸收材料来替代设置吸收材料131的线和通过省略吸收部分115来形成如图4示出的光栅。
可以提供具有不同厚度的吸收材料131-133的一种方法是通过使用蚀刻终止层。在完成此过程的情形中，第一层吸收材料可以设置到多层反射镜上。随后蚀刻终止层被设置在第一层吸收材料层上，随后附加的吸收材料被设置在蚀刻终止层的顶部上。随后可以使用光刻图案化和蚀刻步骤形成期望的光栅。在要求吸收层的中间厚度的位置处使用被蚀刻终止层阻挡的第一蚀刻，并且在不要求吸收材料的位置处使用贯穿蚀刻终止层进行蚀刻的第二蚀刻。
在不使用蚀刻终止层的可选的方法中，在吸收材料的给定部分接触蚀刻物质的时间段可以被选择成获得期望的厚度的吸收材料。例如，在期望中间厚度的吸收材料的位置可以使用较少的蚀刻时间，并且在不需要吸收材料的位置处可以使用较长的蚀刻时间。
测量光刻设备的焦平面的位置的已知的方法使用包括第一反射部分和第二反射部分的光栅，其中第一反射部分包括反射光栅，第二反射部分包括反射区。使用该光栅执行的聚焦测量可能会存在由于剂量变化带来的误差。在一个实施例中，如图4所示的光栅可以用于去除或减小在使用该已知的光栅测量时剂量变化对聚焦的影响。可以实现此的一种方法是通过在与已知的聚焦测量光栅相邻的位置设置图4的光栅。图4的光栅和聚焦测量光栅的所测量的位置将都对剂量变化具有相同的灵敏度（假定它们具有相同的方向）。因此，可以从聚焦测量光栅的所测量的位置减去图4的光栅的所测量的位置以便提供剂量不敏感的聚焦测量。
本发明的实施例已经提及在烘烤衬底之后测量光栅的位置。在一个实施例中，在测量光栅位置之前，非烘烤过程或除了烘烤之外附加的过程可以被应用至衬底。在一个实施例中，可以在没有应用任何过程至衬底的情况下测量光栅的位置。
可以与使用一个或更多个光电二极管执行的剂量测量组合地执行使用根据本发明的实施例的光栅执行的测量。
本发明的实施例共同之处在于，光栅（100,110）包括一系列第一反射部分（102,112），其与一系列第二反射部分(104,114)交替，第二反射部分(104,114)的反射率小于第一反射部分（104,114）的至少一部分的反射率并且大于零。在曝光剂量光栅100的情形中，第一反射部分104的至少一部分可以是第一反射部分104。在聚焦测量光栅110的情形中第一反射部分的该至少一部分可以是反射线116。
虽然本文具体参考光刻设备在制造集成电路中的应用，但是应该理解，这里所述的光刻设备可以具有其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器（LCD）、薄膜磁头等。本领域技术人员将会认识到，在这样替换的应用情形中，任何使用的术语“晶片”或“管芯”可以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，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层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。
虽然上面详述了本发明的实施例在光学光刻术的应用，但是应该注意到，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
在允许的情况下，术语“透镜”可以表示不同类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学部件。
术语“EUV辐射”可以看作包含波长在5-20nm范围内的电磁辐射，例如波长在13-14nm范围内、或例如在5-10nm范围内、例如6.7或6.8nm的电磁辐射。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含一个或更多个描述上述方法的机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有这种存储其内的计算机程序的数据存储介质（例如半导体存储器，磁盘或光盘）。以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。
应该认识到，具体实施方式，而不是发明内容和摘要，用于解释权利要求。发明内容和摘要可以给出本发明的发明人所构思的一个或更多个但不是全部示例性实施例，因此不应该以任何方式限制本发明和所附的权利要求。
以上借助示出具体功能及其相关性的实现的功能构建模块已经描述的本发明。这些功能构建模块的边界在此任意地限定以便说明。可以限定替代的边界，只要可以适当地执行其具体的功能和关系。
具体实施例的上述说明将充分地揭示本发明的一般属性，在不脱离本发明的总体构思的情况下，其他人可以在不需要过度的实验的情况下通过应用本领域的知识容易地修改和/或适应于应用这些具体的实施例。因此，基于此处给出的教导和指示，这些适应和修改是在此处公开的实施例等同物的意义和范围内。应该理解，此处的措辞或术语是为了描述而不是限制，使得本说明书的措辞或术语通过本领域技术人员根据所述教导和启示进行解释。
通过下面的方面提供进一步的实施例：
1.一种光刻设备，包括：
支撑结构，配置成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在EUV辐射束的横截面上赋予EUV辐射束以形成图案化的EUV辐射束；和
投影系统，配置成将图案化的EUV辐射束投影到衬底的目标部分上，
其中支撑结构设置有光栅，所述光栅包括一系列第一反射部分和一系列第二反射部分，该一系列第一反射部分与该一系列第二反射部分交替，第二反射部分的反射率小于第一反射部分的至少一部分的反射率并且大于零。
2.如方面1所述的设备，其中第一反射部分是非图案化区并且第二反射部分是非图案化区。
3.如方面2所述的设备，其中第一反射部分是矩形的并且第二反射部分是矩形的。
4.如方面1所述的设备，其中第一反射部分每一个包括具有反射线和吸收线的子光栅，并且第二反射部分包括非图案化区。
5.如方面4所述的设备，其中光栅还包括一系列吸收部分，所述一系列吸收部分位于第一和第二反射部分之间。
6.如方面4所述的设备，其中光栅配置成使得由第一反射部分反射并且被衬底接收的辐射的平均强度基本上等于由第二反射部分反射且被衬底接收的辐射的平均强度。
7.如方面1所述的设备，其中第二反射部分包括位于反射镜之上的吸收材料的层，该吸收材料的层允许一些EUV辐射透射使得一些辐射被反射镜反射并返回通过吸收材料的层。
8.如方面1所述的设备，其中第二反射部分的反射率是第一反射部分的该至少一部分的反射率的大约一半。
9.如方面1所述的设备，其中支撑结构设置有第二光栅，所述第二光栅具有与上述光栅相反的方向。
10.如方面1所述的设备，其中支撑结构设置有附加光栅，所述附加光栅横向于上述光栅延伸。
11.如方面1所述的设备，其中第二反射部分的反射率足够高以致在使用时相当大量的EUV辐射将从第二反射部分反射。
12.如方面1所述的设备，其中第二反射部分的反射率足够高以致在使用时从第二反射部分反射的EUV辐射将对在衬底上的抗蚀剂中形成的光栅的图像产生可测量的影响。
13.一种图案形成装置，设置有光栅，所述光栅包括：
一系列第一反射部分；和
一系列第二反射部分，
其中该一系列第一反射部分与该一系列第二反射部分交替，
其中第二反射部分的反射率小于第一反射部分的至少一部分的反射率并且大于零。
14.一种用于测量由光刻设备投影到衬底上的辐射的剂量的方法，所述方法包括：
照射包括与一系列第二反射部分交替的一系列第一反射部分的光栅，第二反射部分的反射率小于第一反射部分的至少一部分的反射率并且大于零；
使用光刻设备将光栅成像到衬底上的抗蚀剂中；和
使用光刻设备的对准设备来测量被成像的光栅的重心。
15.如方面14所述的方法，其中第一反射部分是非图案化区或是矩形的并且第二反射部分是非图案化区或是矩形的，在使用EUV辐射情况下。
16.一种用于测量光刻设备的焦平面的位置的方法，所述方法包括：
使用EUV辐射照射光栅，所述光栅包括一系列第一反射部分和第二反射部分，该一系列第一反射部分与该一系列第二反射部分交替，第二反射部分的反射率小于第一反射部分的至少一部分的反射率并且大于零；
使用光刻设备将该光栅成像到衬底上的抗蚀剂中；和
使用光刻设备的对准设备测量被成像的光栅的重心。
本发明的宽度和范围不应该受到上述示例性实施例中的任一个所限制，而应该仅根据所附权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种光刻设备，包括：
支撑结构，构造用以支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在EUV辐射束的横截面上赋予EUV辐射束以形成图案化的EUV辐射束；和
投影系统，配置成将图案化的EUV辐射束投影到衬底的目标部分上，
其中，支撑结构设置有光栅(100,110)，所述光栅包括一系列第一反射部分(102,112)和一系列第二反射部分(104,114)，该一系列第一反射部分与该一系列第二反射部分交替，第二反射部分(104,114)的反射率小于第一反射部分(102,112)的至少一部分的反射率并且大于零。
2.如权利要求1所述的光刻设备，其中第一反射部分是非图案化区并且第二反射部分是非图案化区。
3.如权利要求2所述的光刻设备，其中第一反射部分是矩形的并且第二反射部分是矩形的。
4.如权利要求1所述的光刻设备，其中第一反射部分每一个包括具有反射线(116)和吸收线(118)的子光栅，并且第二反射部分包括非图案化区。
5.如权利要求4所述的光刻设备，其中光栅(110)还包括一系列吸收部分(115)，所述一系列吸收部分位于第一和第二反射部分(112和114)之间。
6.如权利要求4或5所述的光刻设备，其中光栅(110)配置成使得由第一反射部分(112)反射并且被衬底(W)接收的辐射的平均强度基本上等于由第二反射部分(114)反射且被衬底接收的辐射的平均强度。
7.如前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中第二反射部分包括位于反射镜之上的吸收材料层，所述吸收材料层允许透射一些EUV辐射，使得一些辐射被从反射镜反射并返回穿过吸收材料层。
8.如前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中第二反射部分(104,114)的反射率是第一反射部分的所述至少一部分的反射率的大约一半。
9.如前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中支撑结构设置有第二光栅(110b)，所述第二光栅具有与前述光栅(110,110a)相反的方向。
10.如前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中支撑结构设置有附加光栅，所述附加光栅横向于前述光栅(100,110)延伸。
11.如前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中第二反射部分(104,114)的反射率足够高以使得在使用中相当大量的EUV辐射将从第二反射部分被反射。
12.如前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中第二反射部分(104,114)的反射率足够高以使得在使用中从第二反射部分反射的EUV辐射将对在衬底(W)上的抗蚀剂中形成的光栅(100,110)的图像产生可测量的影响。
13.一种图案形成装置，设置有光栅，所述光栅包括一系列第一反射部分和一系列第二反射部分，该一系列第一反射部分与该一系列第二反射部分交替，第二反射部分的反射率小于第一反射部分的至少一部分的反射率并且大于零，其中第二反射部分的反射率足够高以致从第二反射部分反射的辐射对在抗蚀剂中形成的剂量测量光栅的图像具有可测量的影响。
14.一种用于测量由光刻设备投影到衬底上的辐射的剂量的方法，所述方法包括：使用EUV辐射照射根据权利要求2或3所述的光栅和使用光刻设备将该光栅成像到衬底上的抗蚀剂中，随后使用光刻设备的对准设备测量被成像的光栅的重心。
15.一种用于测量光刻设备的焦平面的位置的方法，所述方法包括：使用EUV辐射照射根据权利要求4-6中任一项所述的光栅和使用光刻设备将该光栅成像到衬底上的抗蚀剂中，随后使用光刻设备的对准设备测量被成像的光栅的重心。
CN201280051468.2A 2011-10-20 2012-09-21 光刻设备和方法 Active CN103917920B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161549548P 2011-10-20 2011-10-20
US61/549,548 2011-10-20
PCT/EP2012/068696 WO2013056941A1 (en) 2011-10-20 2012-09-21 Lithographic apparatus and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103917920A CN103917920A (zh) 2014-07-09
CN103917920B true CN103917920B (zh) 2016-04-20

Family

ID=46963703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280051468.2A Active CN103917920B (zh) 2011-10-20 2012-09-21 光刻设备和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9519224B2 (zh)
JP (1) JP6084227B2 (zh)
KR (2) KR102013259B1 (zh)
CN (1) CN103917920B (zh)
WO (1) WO2013056941A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI715039B (zh) 2014-06-03 2021-01-01 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於補償一曝光誤差的方法、元件製造方法、基板台、微影裝置、控制系統、用於量測反射率的方法、及用於量測一極紫外線輻射劑量的方法
WO2017108395A1 (en) 2015-12-21 2017-06-29 Asml Netherlands B.V. Methods and patterning devices and apparatuses for measuring focus performance of a lithographic apparatus, device manufacturing method
TWI712849B (zh) * 2017-02-17 2020-12-11 聯華電子股份有限公司 一種極紫外線光罩
EP3396456A1 (en) * 2017-04-25 2018-10-31 ASML Netherlands B.V. Method of monitoring and device manufacturing method
WO2019048147A1 (en) * 2017-09-11 2019-03-14 Asml Netherlands B.V. METHODS AND DEVICES FOR FORMING PATTERNS AND APPARATUSES FOR MEASURING THE PERFORMANCE OF DEVELOPING A LITHOGRAPHIC APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD
WO2020182386A1 (en) 2019-03-12 2020-09-17 Asml Netherlands B.V. A method and apparatus for predicting aberrations in a projection system
CN113555345B (zh) * 2020-04-23 2024-02-06 长鑫存储技术有限公司 半导体标记及其形成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5674650A (en) * 1994-08-02 1997-10-07 U.S. Philips Corporation Method of repetitively imaging a mask pattern on a substrate, and apparatus for performing the method
EP1256843A1 (en) * 2001-05-08 2002-11-13 ASML Netherlands B.V. Method of calibrating a lithographic apparatus
EP1260870A1 (en) * 2001-05-23 2002-11-27 ASML Netherlands B.V. Alignment mark
WO2006012388A2 (en) * 2004-07-22 2006-02-02 Kla-Tencor Technologies Corp. Test structures and methods for monitoring or controlling a semiconductor fabrication process

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8701716A (nl) * 1987-07-21 1989-02-16 Philips Nv Aftastende optische mikroskoop.
JP3078163B2 (ja) * 1993-10-15 2000-08-21 キヤノン株式会社 リソグラフィ用反射型マスクおよび縮小投影露光装置
DE69701934T2 (de) * 1996-02-15 2000-11-30 Koninkl Philips Electronics Nv Methode zur bestimmung der strahlungsmenge in einem lithographischen gerät; test-maske und gerät ihrer durchführung
EP1039510A4 (en) * 1997-11-14 2003-11-12 Nikon Corp EXPOSURE DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND EXPOSURE METHOD
JP4803901B2 (ja) * 2001-05-22 2011-10-26 キヤノン株式会社 位置合わせ方法、露光装置、および半導体デバイス製造方法
JP3970106B2 (ja) * 2001-05-23 2007-09-05 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 実質的に透過性のプロセス層に整列マークを備える基板、上記マークを露出するためのマスク、およびデバイス製造方法
JP2006049596A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Nikon Corp Ｅｕｖ露光装置
JP2007201306A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Nikon Corp 反射型レチクル及び反射型レチクルの製造方法
NL1036305A1 (nl) * 2007-12-21 2009-06-23 Asml Netherlands Bv Grating for EUV-radiation, method for manufacturing the grating and wavefront measurement system.
JP2009175587A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Toshiba Corp 露光装置検査用マスク、その製造方法、及び露光装置検査用マスクを用いた露光装置の検査方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5674650A (en) * 1994-08-02 1997-10-07 U.S. Philips Corporation Method of repetitively imaging a mask pattern on a substrate, and apparatus for performing the method
EP1256843A1 (en) * 2001-05-08 2002-11-13 ASML Netherlands B.V. Method of calibrating a lithographic apparatus
EP1260870A1 (en) * 2001-05-23 2002-11-27 ASML Netherlands B.V. Alignment mark
WO2006012388A2 (en) * 2004-07-22 2006-02-02 Kla-Tencor Technologies Corp. Test structures and methods for monitoring or controlling a semiconductor fabrication process

Also Published As

Publication number Publication date
CN103917920A (zh) 2014-07-09
US9519224B2 (en) 2016-12-13
JP2014531131A (ja) 2014-11-20
KR20140080544A (ko) 2014-06-30
KR102125876B1 (ko) 2020-06-24
WO2013056941A1 (en) 2013-04-25
KR20190100419A (ko) 2019-08-28
KR102013259B1 (ko) 2019-08-22
JP6084227B2 (ja) 2017-02-22
US20140313496A1 (en) 2014-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103917920B (zh) 光刻设备和方法
JP4566137B2 (ja) フォトリソグラフィ・パターン化装置を生成する方法、コンピュータ・プログラム、パターン化装置、基板上若しくは基板の近傍の目標画像の位置を決定する方法、測定装置及びリソグラフィ装置
JP5600145B2 (ja) リソグラフィ装置のためのレベルセンサの構成及びデバイス製造方法
CN102483582B (zh) 量测方法和设备、光刻设备、光刻处理单元和包括量测目标的衬底
CN102163001B (zh) 控制光刻设备的方法和设备
CN102422227B (zh) 用于光刻技术的检查方法
JP4302098B2 (ja) リソグラフィ装置、アナライザ・プレート、サブアセンブリ、投射システムのパラメータ測定方法、及びパターン化手段
CN104834186A (zh) 检验方法和设备、光刻设备、光刻处理单元和器件制造方法
CN103797329A (zh) 用于监测光刻图案形成装置的设备
CN102193329A (zh) 光刻设备和器件制造方法
CN106462080B (zh) 用于补偿曝光过程中的曝光误差的方法
JP5485262B2 (ja) アライメントフィーチャ、プリ・アライメント方法、及びリソグラフィ装置
CN102105837B (zh) 反射镜、光刻设备以及器件制造方法
JP5844571B2 (ja) リソグラフィ装置及びアライメント方法
CN102047183B (zh) 多层反射镜和光刻设备
KR101875813B1 (ko) 특성화 방법, 모델 형성 방법, 시뮬레이션 방법, 마스크 제조 방법 및 디바이스 제조 방법
KR20010015698A (ko) 투영노광방법 및 장치
JP2006191046A (ja) 傾斜された焦点合わせを行う方法及び露光装置、並びにそれにしたがって製造されたデバイス
JP4793683B2 (ja) 算出方法、調整方法及び露光方法、並びに像形成状態調整システム及び露光装置
CN114303102A (zh) 用于准直宽带辐射的组件
NL2008523A (en) Lithographic apparatus and method.

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant