CN108700830B

CN108700830B - 测量系统、光刻设备和器件制造方法

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Publication number: CN108700830B
Application number: CN201780013919.6A
Authority: CN
Inventors: H-K·尼恩海斯; G·纳基博格鲁; R·M·A·L·佩蒂特; H·F·佩恩; R·Y·范德默斯迪杰克; F·J·J·范博克斯特尔; B·克瑞金加
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2037-01-26
Also published as: TW201800868A; WO2017153085A1; JP2019509469A; JP6664499B2; US11009800B2; TWI625605B; US20200379360A1; CN108700830A; NL2018233A

Abstract

描述了一种用于确定具有前表面和后表面并且设置有图案的物体的变形的测量系统，该测量系统包括：处理器；以及包括光源和检测器系统的干涉仪系统；光源被配置为向物体上的多个位置中的每个位置发射测量光束，以便分别在相应的多个位置中的每个位置处生成离开物体的前表面和后表面的反射测量光束；检测器系统被配置为接收相应的反射测量光束并且向处理器输出表示所接收的反射测量光束的信号；处理器被配置为：接收信号；基于接收的信号确定物体的特性；以及基于特性确定图案的变形。

Description

测量系统、光刻设备和器件制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年3月10日提交的欧洲申请16159723.2的优先权，其全部内容通过引用并入本文

技术领域

本发明涉及测量系统、光刻设备和用于制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将期望图案施加到衬底上、通常施加到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于制造集成电路(IC)。在这种情况下，可以使用图案化装置(可替代地称为掩模或掩模版)来生成要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干管芯的部分)上。图案的转移通常经由到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上的成像来进行。通常，单个衬底将包含连续地图案化的相邻目标部分的网络。传统的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描仪，在步进器中，通过一次将整个图案曝光到目标部分上来照射每个目标部分，在扫描仪中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案同时在与该方向平行或反平行的方向上扫描衬底来照射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转移到衬底。

为了确保集成电路的正确操作，重要的是，连续施加的不同图案具有准确的匹配。为了确保这种匹配，注意衬底相对于图案的图像平面在水平平面和垂直方向上适当地被定位。然而，成像的图案与先前施加的图案之间可能的不匹配也可能是由图案的变形引起的。这种变形例如可能是由机械应力或诸如不均匀温度分布等热效应引起的。当已知时，这些效应可以例如通过调节光刻设备的投影系统来至少部分地被补偿。当前，用于评估图案的这种变形的手段是相当有限的。在已知的布置中，借助于IR温度传感器来例如在图案化装置上的各个位置处确定图案化装置的顶表面的温度，温度测量值随后用于确定图案化装置的变形。

发明内容

期望提供对图案化装置上的图案的变形的更准确的评估。因此，根据本发明的实施例，提供了一种光刻设备，其包括：

照射系统，被配置为调节辐射束；

支撑件，被构造为支撑图案化装置，该图案化装置能够在辐射束的截面中向辐射束赋予图案以形成图案化辐射束；

衬底台，被构造为保持衬底；

定位设备，被配置为相对于衬底台定位支撑件；以及

投影系统，被配置为将图案化辐射束投射到衬底的目标部分上，其中该设备进一步包括被配置为确定图案化装置的图案的变形的测量系统，测量系统包括：

ο处理系统；以及

ο干涉仪系统，包括光源和检测器系统；光源被配置为向图案化装置上的多个位置中的每个位置发射一个或多个测量光束，以便在相应的多个位置中的每个位置处生成离开图案化装置的前表面的反射测量光束和离开图案化装置的后表面的反射测量光束；检测器系统被配置为针对多个位置中的每个位置接收相应的反射测量光束并且向处理系统输出表示所接收的反射测量光束的一个或多个信号；

其中处理系统被配置为：

ο针对多个位置中的每个位置接收一个或多个信号；

ο基于所接收的多个一个或多个信号来确定图案化装置的物理特性，物理特性表示图案化装置的变形；以及

ο基于图案化装置的物理特性和图案化装置的数学模型来确定图案的变形，其中物理特性是多个位置处的温度或温度偏移。

根据本发明的另一方面，提供了一种测量系统，其被配置为确定具有前表面和后表面并且设置有图案的物体的变形，该测量系统包括：

ο处理系统；以及

ο干涉仪系统，包括光源和检测器系统；光源被配置为向物体上的多个位置中的每个位置发射一个或多个测量光束，以便在相应的多个位置中的每个位置处生成离开物体的前表面的反射测量光束和离开物体的后表面的反射测量光束；检测器系统被配置为针对多个位置中的每个位置接收相应的反射测量光束并且向处理系统输出表示所接收的反射测量光束的一个或多个信号；

其中处理系统被配置为：

ο针对多个位置中的每个位置接收一个或多个信号；

ο基于所接收的多个一个或多个信号来确定物体的物理特性，物理特性表示物体的变形；以及

ο基于物体的物理特性和物体的数学模型来确定图案的变形，其中物理特性是多个位置处的温度或温度偏移。

物体可以是图案化装置，图案被包括在图案化装置中，并且图案化装置能够在辐射束的截面中向辐射束赋予图案以形成图案化辐射束。变形可以包括图案的面内变形。

根据本发明的实施例，提供了一种器件制造方法，其包括使用根据本发明的光刻设备来将图案从图案化装置转移到衬底上。

转移图案的步骤可以包括基于图案的变形来控制衬底台相对于支撑件的位置。定位设备可以被配置为借助于提供给定位设备的控制器的设定点来控制衬底台相对于支撑件的位置，设定点基于图案的变形。

附图说明

现在将通过仅示例的方式参考所附示意图描述本发明的实施例，附图中的相应的附图标记表示相应的组件，并且在附图中：

-图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备；

-图2描绘了可以应用于根据本发明的光刻设备的图案化装置；

-图3示意性地描绘了用于确定图案化装置的温度分布的IR温度传感器阵列；

-图4示意性地描绘了根据本发明的测量系统的第一实施例；

-图5示意性地描绘了根据本发明的测量系统的第二实施例；

-图6示意性地描绘了根据本发明的测量系统的第三实施例；

-图7示意性地描绘了根据本发明的测量系统的第四实施例；

-图8示意性地描绘了根据本发明的测量系统的第五实施例。

具体实施方式

图1示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的光刻设备。该设备包括被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或任何其他合适的辐射)的照射系统(照射器)IL、被构造为支撑图案化装置(例如，掩模)MA并且连接到第一定位设备PM的掩模支撑结构(例如，掩模台)MT，第一定位设备PM被配置为根据某些参数准确地定位图案化装置。该设备还包括被构造为保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位设备PW的衬底台(例如，晶片台)WT或“衬底支撑件”，第二定位设备PW被配置为根据某些参数准确地定位衬底。该设备进一步包括被配置为通过图案化装置MA将被赋予辐射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上的投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS。

照射系统可以包括各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学部件、或其任何组合，用于引导、成形或控制辐射。

掩模支撑结构支撑(即，承受)图案化装置的重量。它以取决于图案化装置的取向、光刻设备的设计和其他条件(诸如例如，图案化装置是否被保持在真空环境中)的方式来保持图案化装置。掩模支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持图案化装置。掩模支撑结构可以是例如框架或工作台，其可以根据需要是固定的或可移动的。掩模支撑结构可以确保图案化装置例如相对于投影系统处于期望的位置。本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被认为与更通用的术语“图案化装置”同义。

本文中使用的术语“图案化装置”应当广义地解释为指代可以用于在其截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中创建图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案，例如，在图案包括相移特征或所谓的辅助特征的情况下。通常，被赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中创建的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。

图案化装置可以是透射的或反射的。图案化装置的示例包括掩模、可编程镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，并且包括诸如二进制、交替相移和衰减相移等掩模类型、以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独倾斜，以便在不同方向上反射入射辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射辐射束中赋予图案。

本文中使用的术语“投影系统”应当广义地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、磁、电磁和静电光学系统、或其任何组合，以适合于使用的曝光辐射，或者适合于诸如浸没液体的使用或真空的使用的其他因素。本文中对术语“投影透镜”的任何使用可以被认为与更通用的术语“投影系统”同义。

如这里描绘，该设备是透射型的(例如，采用透射掩模)。可替代地，该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，或者采用反射掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双级)或更多个衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多个掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多级”机器中，可以并行使用附加的台子或支撑件，或者可以在一个或多个台子或支撑件上进行预备步骤，同时使用一个或多个其他台子或支撑件进行曝光。

光刻设备也可以是如下类型：其中至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。浸入液体也可以应用于光刻设备中的其他空间，例如，在掩模与投影系统之间的空间。浸入技术可以用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸入”并不表示诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而是仅表示液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。

参考图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。源和光刻设备可以是单独的实体，例如当源是准分子激光器时。在这种情况下，源不被认为形成光刻设备的一部分，并且辐射束借助于包括例如合适的定向镜和/或扩束器的光束传递系统BD从源SO传递到照射器IL。在其他情况下，源可以是光刻设备的组成部分，例如当源是汞灯时。源SO和照射器IL以及光束传递系统BD(如果需要)可以称为辐射系统。

照射器IL可以包括被配置为调节辐射束的角强度分布的调节器AD。通常，可以调节照射器的光瞳面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)。另外，照射器IL可以包括各种其他部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射在被保持在掩模支撑结构(例如，掩模台MT)上的图案化装置(例如，掩模MA)上，并且由图案化装置图案化。在穿过掩模MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位设备PW和位置传感器IF(例如，干涉测量设备、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可以准确地移动，例如以便在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位设备PM和另一位置传感器(其在图1中未明确描绘)可以用于关于辐射束B的路径来准确地定位掩模MA，例如，在从掩模库中进行机械取回之后，或者在扫描期间。通常，掩模台MT的移动可以借助于形成第一定位设备PM的一部分的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)来实现。类似地，衬底台WT或“衬底支撑件”的移动可以使用形成第二定位器PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现。在步进器的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅连接到短行程致动器，或者可以是固定的。可以使用掩模对准标记M₁、M₂和衬底对准标记P₁、P₂来将掩模MA和衬底W对准。尽管如图所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些被称为划线对准标记)。类似地，在掩模MA上设置有多于一个管芯的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。

所描绘的设备可以以下模式中的至少一种来被使用：

1.在步进模式中，掩模台MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”基本上保持静止，而被赋予辐射束的整个图案被一次投射到目标部分上C(即，单次静态曝光)。然后衬底台WT或“衬底支撑件”在X和/或Y方向上移位，从而可以曝光不同的目标部分C。在步进模式下，曝光场的最大尺寸限制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，同时扫描掩模台MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”，同时将被赋予辐射束的图案投射到目标部分C上(即，单次动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑件”相对于掩模台MT或“掩模支撑件”的速度和方向可以通过投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来被确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制在单次动态曝光中目标部分的(在非扫描方向上)宽度，而扫描运动的长度决定目标部分的(在扫描方向上)高度。

3.在另一种模式中，掩模台MT或“掩模支撑件”基本上保持固定以保持可编程图案化装置，并且衬底台WT或“衬底支撑件”被移动或扫描，同时被赋予辐射束的图案被投射到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT或“衬底支撑件”的每次移动之后或者在扫描期间在连续的辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案化装置。这种操作模式可以容易地应用于利用诸如上述类型的可编程反射镜阵列的可编程图案化装置的无掩模光刻。

也可以采用上述使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变体。

如图1中示意性地示出的光刻设备进一步包括根据本发明的实施例的测量系统MS。测量系统MS包括干涉仪系统IF2和处理系统PrS。根据本发明，测量系统MS被配置为确定图案化装置或掩模MA上存在的图案的变形，这将在下面更详细地说明。

图2示意性地描绘了具有前表面100.1和后表面100.2的图案化装置100。在后表面100.2上，设置有图案110。通常，这是在XY平面中延伸的二维图案(X方向垂直于图2的YZ平面)，XY平面被准确地投射到衬底上，从而维持与先前施加到衬底的图案的预定位置关系。这种图案化装置100可以例如应用于如图1所示的光刻设备中。在使用期间，经调节的辐射束120(例如，DUV辐射)可以被投射到图案化装置100上。图案化装置100通常由SiO₂或熔融石英制成，其对DUV辐射束120是透明的。通常，施加到图案化装置100的后表面100.2的图案110可以是铬层。图案化的铬层对DUV辐射120不透明，而DUV辐射120基本上被铬层吸收。吸收的辐射可以被转换成热量，从而例如从22℃至26℃的环境温度提高铬层的温度。然后铬层120的这种升高的温度可以借助于热传导来加热图案化装置100。作为该加热的结果，包括图案120的图案化装置100可能变形。在本发明的含义内，物体的变形可以是指物体上的点或位置相对于标称位置的位移。物体上的点或位置可以例如具有坐标为(x，y，z)的标称位置，并且由于加热，位移到位置(x+Δx，y+Δy，z+Δz)。这样，物体在位置(x，y，z)处的变形可以由位移矢量(Δx，Δy，Δz)来表征。由于图案化装置100的加热(其通常可能是不均匀的)，可能发生各种类型的变形。作为这种变形的第一示例，可以监测图案110的面内变形，面内变形是在XY平面中可观察到的变形，即，平行于图案110的平面。这种面内变形因此可以通过考虑图案的不同位置的位移矢量(Δx，Δy，Δz)的X分量和Y分量来表征。

通常，当物体被加热时，也可能发生面外变形。在本发明的含义内，这种面外变形可以例如通过考虑位移矢量(Δx，Δy，Δz)的Z分量来表征。

如上所述，图案化装置的加热在很大程度上可以归因于位于图案化装置100的后表面100.2上的图案110的加热。由于图案110作为一种热源因此位于图案化装置100的外表面100.2上，温度分布也可能在Z方向上具有不均匀性，即，前表面100.1上的温度可能与后表面100.2处的温度不同。由于这种不均匀性，图案化装置100可以例如弯曲。图案化装置的这种弯曲、特别是图案的弯曲也可以被表征为图案的面外变形。

当发生图案的变形并且不采取措施时，图案在衬底上(即，在诸如图1中所示的目标部分C等目标部分上)的投射可能是不准确的。特别地，图案的面内变形可能导致投射图案与衬底上先前施加的图案之间的对准误差，而面外变形可能导致图案的图像在曝光期间失焦，即，有些模糊。

在图案的变形发生并且已知(即，在某种程度上量化)的情况下，可以采取措施来改善图案到衬底上的曝光或投射。这些措施可以是包括调节曝光设备的照射系统(例如，如图1所示的照射器IL)或投影系统(例如，如图1所示的投影系统PS)的设置。替代地或另外地，可以基于所确定的图案的变形来控制图案化装置和衬底的相对位置。特别地，在一个实施例中，根据本发明的光刻设备可以包括定位设备，诸如定位设备PW或PM或其组合，定位设备基于图案的变形，例如基于图案的平面内变形来控制衬底台相对于支撑件的位置。在这样的实施例中，定位设备可以例如被配置为借助于设定点来控制衬底台相对于支撑件的位置。这样的设定点可以例如被提供给定位设备的控制器或控制系统，设定点基于图案的变形。

关于所描述的可能的变形，值得一提的是，在使用反射图案化装置的情况下可以应用类似的考虑因素，例如，在使用EUV光源的光刻设备中进行的。这种图案化装置可以例如在图案化装置的前表面上设置有图案，图案反射经调节的EUV辐射。在这样的布置中，图案化装置的未设置有图案并且经受EUV辐射的部分可以吸收该辐射并且加热，导致不均匀的温度分布。

关于图案的位置，还可以注意到，图案化装置还可以设置有例如覆盖图案的覆盖层。在这种情况下，图案既没有设置在前表面上，也没有设置在后表面上。

已经提出通过使用温度传感器来评估图案化装置的温度分布。这种布置在图3中示意性地示出。图3示意性地示出了具有前表面200.1和后表面200.2的图案化装置200以及被布置为通过测量从图案化装置200发出的红外辐射来评估图案化装置200的温度的红外(IR)温度传感器阵列210。如图所示，传感器阵列210在X方向上延伸，并且可以例如包括在X方向上彼此相邻布置的多个温度传感器。由温度传感器阵列210测量的辐射可以例如被提供给处理单元220以确定图案化装置200的温度。通过在Y方向上相对于传感器阵列移动图案化装置200，可以建立图案化装置的二维温度分布，即，XY平面中的温度分布。然后可以使用该温度分布(例如，借助于图案化装置的热机械模型)以估计图案化装置的变形。

确定温度分布的已知布置具有若干缺点。如图3所示的布置基本上捕获源自图案化装置200的前表面200.1(通常是没有设置将要投射的图案的表面)的IR辐射。如上所述，由于底表面上的图案的加热，前表面的温度和后表面的温度之间可能存在差异。因此，前表面200.1的温度可能是后表面200.2的实际温度的不良表示，而后表面200.2的热膨胀可以被认为引起后表面200.2上的图案的变形。还值得一提的是，对顶表面200.1的温度的评估没有提供沿Z方向的平均温度或Z方向上的温度梯度的任何洞察。因此，使用红外温度传感器阵列确定图案化装置上的图案的变形的可能性相当有限。

因此，本发明提出了一种更直接的方法，其能够更准确地评估在图案化装置上设置的图案的变形。特别地，在本发明中，提出了一种测量系统，其被配置为确定图案化装置的物理特性，其中物理特性表示图案化装置的变形。在本发明中，使用干涉仪或干涉仪系统来测量图案化装置的厚度或高度或者通过图案化装置的测量光束的光学路径长度。这样的测量高度或光学路径长度可以容易地应用在数学模型中，作为图案化装置的变形的表示，以确定图案化装置的图案的变形。替代地或另外地，可以应用测量的高度或光学路径长度来确定图案化装置的温度，特别是沿着高度或沿着所确定的光学路径长度的平均温度。沿着图案化装置的高度的平均温度可以使得能够更准确地评估后表面的温度，并且因此可以更准确地确定图案的变形。

在图4中，示意性地示出了根据本发明的测量系统400的第一实施例，测量系统400能够确定图案化装置上的图案的变形。根据本发明，测量系统400被配置为确定具有前表面410.1和后表面410.2的物体410的变形。物体(例如，用于光刻设备的图案化装置)设置有图案(未示出)，图案可以位于前表面410.1上，或后表面410.2上，或图案化装置的内部。所示的测量系统400包括干涉仪系统420和处理系统430。

在所示的实施例中，干涉仪系统420包括光源422和检测器系统424，检测器系统424包括第一检测器424.1和第二检测器424.2。在所示的实施例中，干涉仪系统420使用分束器426.1、426.2和426.3被配置为将一对测量光束440.1、440.2投射到物体上的位置450上。在本发明的含义内，经受测量过程的物体通常具有例如在XY平面中延伸的平面形状。因此，物体上的位置指的是XY平面中的位置，这个位置可以由(x，y)坐标表征。在所示的实施例中，位置450因此被前表面侧和后表面侧两者上的测量光束访问，其中在基本相同的(x，y)坐标处，测量光束440.1被投射在前表面410.1上并且测量光束440.2被投射在后表面410.2上。在所示的实施例中，测量光束440.1和440.2被相应的前表面410.1和后表面410.2反射，从而生成离开物体450的前表面410.1的反射测量光束和离开物体450的后表面410.2的反射测量光束。随后由检测器424.1和424.2接收反射测量光束。在所示的实施例中，检测器424.1和424.2进一步被配置为接收离开各个参考或参考物体470.1、470.2的反射光束。根据本发明，检测器系统424进一步被配置为输出表示接收的反射测量光束的一个或多个信号460.1、460.2。在所示的实施例中，检测器424.1和424.2因此被配置为输出信号460.1和460.2并且将它们提供给处理系统430，例如，处理系统430的输入端子430.1。在所示的实施例中，干涉仪系统420可以被认为是共享光源422的两个迈克尔逊干涉仪420.1、420.2的组合，其中这种干涉仪用于确定物体410相对于参考的位置。特别地，在所示的布置中，干涉仪420.1的输出信号460.1可以用于确定物体410的前表面410.1的Z位置，而干涉仪420.2的输出信号460.2可以用于确定物体的后表面410.2的Z位置。当与关于两个干涉仪之间在Z方向上的距离D的知识相结合时，位置450处的物体的厚度或高度d可以由处理系统430基于所接收的信号来确定。

根据本发明，测量系统400被配置为在多个不同位置(即，在物体在XY平面中相对于干涉仪系统的不同位置)处生成反射测量光束，并且针对多个位置中的每个位置向测量系统400的处理系统430提供一个或多个输出信号，诸如输出信号460.1和460.2。在一个实施例中，本发明的测量系统400的处理系统430可以包括例如用于存储接收信号的存储器单元和包括处理器或微处理器或计算机等的用于处理接收信号的处理单元。处理系统可以进一步包括被配置为接收诸如信号460.1、460.2等由检测器系统输出的输入信号的输入端子，诸如输入端子430.1。在根据本发明的测量系统中应用的处理系统可以进一步被配置为例如经由处理系统的输出端子来输出任何信号，诸如表示由处理系统执行的处理(例如，由处理系统430的处理单元执行的处理)的结果的信号。

根据本发明，处理系统430被配置为基于所接收的多个信号(即，在执行多个位置处的测量时接收的信号)来确定图案化装置的物理特性，物理特性表示物体的变形，并且基于物体的物理特性和数学模型来确定图案的变形。在如图4所示的实施例中，接收的信号可以例如由处理系统430使用以确定物体在Z方向上的变形。特别地，在多个位置处对前表面410.1和后表面410.2的Z位置的测量期间取回的信号可以例如由处理系统430使用以确定物体在多个位置处的高度。所确定的高度的变化或所确定的高度与预期的标称高度之间的差异可以被认为是物体的变形的物理特性。在物体已经受热负荷的情况下，例如，在物体是在光刻设备中使用的图案化装置的情况下，变形例如可能是由物体的加热引起的。在这种情况下，所确定的物理特性也可以是多个位置处的温度或温度偏移。如下面将更详细说明，所确定的高度或光学路径长度的变化可以用于确定多个位置处的沿着高度或光学路径长度的温度。

根据本发明，测量系统400的处理系统430被配置为基于所确定的物体的物理特性和物体的数学模型来确定图案的变形。在所示的实施例中，针对多个位置确定的高度变化可以被认为是物体在Z方向上的变形。使用这种变形作为物体的数学模型的输入，可以导出物体在XY平面中的相应变形，特别是设置在物体上并且在XY平面中延伸的图案的变形。

在所示的实施例中，干涉仪系统420可以被配置为确定在XY平面中的特定“单个”位置处的物体的前表面和后表面在Z方向上的距离。通过在X方向和Y方向两者上相对于测量光束440.1和440.2移动物体410，可以执行覆盖区域(例如，包括物体上的图案的区域)的测量。通过这样做，可以获取测量数据的二维网格，其可以例如由处理系统430使用以导出物体在Z方向上的二维变形轮廓。

可替代地，干涉仪系统420可以例如被配置为同时确定在XY平面中的不同位置的阵列(例如，具有相同Y坐标但不同X坐标的位置阵列)处的物体的前表面和后表面在Z方向上的距离。这可以例如通过施加在X方向上布置的多个离散测量光束或借助于在X方向上具有伸长截面的测量光束或其组合来实现。通过这样做，可以并行执行与具有不同X坐标的不同位置处的测量相对应的多个测量。在这样的布置中，仅需要在Y方向上启用测量系统400和物体的相对位移，以便获取二维测量数据集合。

在所示的实施例中，使用两个迈克尔逊干涉仪来确定物体在特定位置的高度。应当清楚，也可以考虑能够确定物体的高度或厚度的其他类型的光学测量系统。

在所示的实施例中，通过将一对测量光束440.1和440.2投射到相应的前表面410.1和后表面410.2上来确定物体的高度或厚度。在这种情况下，使用外部被反射离开物体表面的反射光束。这种布置可以例如在物体不能透射测量光束的情况下应用，例如，在物体是反射图案化装置的情况下。

在物体至少部分地透射所施加的测量光束的情况下，也可以实现替代布置，由此由外部反射(例如，在物体的前表面处)和内部反射(例如，在物体的后表面处)构成。使用两个反射测量光束，可以确定通过物体的测量光束的光学路径长度，由此随后可以以与图4所示的实施例中评估的高度类似的方式使用所述光学路径长度来评估或确定表示物体变形的物理特性。

图5示意性地示出了根据本发明的测量系统500的第二实施例。根据本发明，测量系统500被配置为确定具有前表面510.1和后表面510.2的物体510的变形。测量系统包括干涉仪系统520和处理系统530。在所示的实施例中，干涉仪系统520包括光源522和检测器系统524。在所示的实施例中，光源522被配置为生成包括具有不同波长或频率的两个分量的测量光束540。在一个实施例中，两个波长或频率分量之间的差异相对较小。在一个实施例中，光源可以是塞曼分裂激光器，其包括用于生成两个略微不同波长的准直光束作为测量光束540的准直光学器件。如图所示，测量光束540被投射到物体510上的位置550上。

在所示的实施例中，测量光束540的第一分量是左旋圆偏振光束，而测量光束540的第二分量是右旋圆偏振光束。干涉仪系统520进一步包括用于采样测量光束520的一部分并且将采样部分540.1引导到参考传感器(例如，检测器系统524的参考光电二极管524.1)的光束采样器580。在一个实施例中，光束采样器580可以包括例如由玻璃制成的板，板的一侧具有抗反射涂层，使得板的仅一侧生成测量光束540的反射。测量光束的采样部分540.1经由分析器595被提供给参考光电二极管524.1。在所示的实施例中，分析器595包括线性偏振器。所得到的光束(即，在通过线性分析器595之后的测量光束540的采样部分540.1)将具有所谓的拍频，即，周期性强度变化。特别地，所得到的光束的强度将在与测量光束540的两个分量之间存在的频率差相对应的频率变化。通过光束采样器580的测量光束540的部分540.2被投射到物体510上，特别是在物体上的位置550上。如图所示，测量光束540的这个部分540.2的一部分在物体510的前表面510.1上被反射，而另一部分540.3传播到物体510中并且在物体510的后表面510.2上反射。被反射离开物体的所得到的光束542(也称为反射测量光束542)因此包括被反射离开物体510的前表面510.1的第一反射测量光束542.1和被反射离开物体510的后表面510.2的第二反射测量光束542.2(以虚线表示)。当被分析时，这个反射测量光束542也将具有拍频，即，周期性变化的强度。在所示的实施例中，干涉仪系统520的检测器系统524因此包括用于测量通过分析器596之后的反射测量光束542的测量光电二极管524.2。在所示的实施例中，分析器596还包括线性偏振器。由于反射测量光束542包括已经来回穿过物体510行进或传播的分量542.2，反射测量光束的拍频的相位将不同于参考光电二极管524.1所观察到的拍频的相位。由参考光电二极管524.1和测量光电二极管524.2接收的拍频或拍频分量之间的相位差是针对由测量光束540的部分540.3遵循的光束路径的光学路径长度的度量，测量光束540的部分540.3已经来回穿过物体510传播。当由于物体510上的特定热负荷而导致物体510在位置550处膨胀时，光束部分540.3的光学路径长度将改变，导致拍频分量之间的相位差的变化。特别地，拍频分量之间的相位差的变化可以与测量位置550处的物体的温度差相关联，或者与测量位置550处的物体的高度变化相关联。

在假定测量光束分量540.3在物体510上的法向入射的情况下，光学路径长度L可以通过以下等式(1)表示为温度偏移ΔT的函数：

L＝2·H·(n₀+n'·ΔT)(1+α·ΔT)≈L₀+2·H·(n'+n₀·α)·ΔT (1)

其中：

H＝测量位置550处的物体510的标称厚度或高度，即，指示的Z方向上的高度；

α＝物体的材料的热膨胀系数；

n₀＝物体的材料在参考温度下的折射率；

n'＝物体的材料的折射率的温度系数；

ΔT＝相对于参考温度(例如22℃)的温度偏移

L₀＝标称光学路径长度＝2Hn₀。

应当指出，温度偏移ΔT指的是在测量位置550处沿着Z方向的物体的平均温度。

然后，相位差的温度依赖性可以表示为：

其中：

λ＝测量光束的标称波长。

在λ＝600nm时，作为用于图案化装置的典型材料的熔融石英的参数是：

n₀＝1.46；

n'＝8.86e^-6K^-1；

α＝5.5e^-7K^-1。

光学参数取自Tech.Rep.arXiv:0805.0091(2008)的D.B.Leviton和B.J.Frey的“Temperature-dependent absolute refractive index measurements of syntheticfused silica”。这导致

的测量灵敏度。该灵敏度使得能够基于测量的相移

来以例如0.2K或更好的足够高分辨率确定温度。

还应当指出，通过考虑ΔH＝HαΔT，测量的相移

也可以用于确定物体的高度H的变化或改变ΔH。

在所示的实施例中，检测器系统524被配置为向测量系统500的处理系统530输出表示反射测量光束(即，第一反射测量光束542.1和第二反射测量光束542.2)的信号560.2。特别地，检测器系统524的测量光电二极管524.2被配置为输出信号560.2并且将其提供给处理系统530的输入端子530.1。以类似的方式，检测器系统524的参考光电二极管524.1被配置为输出表示采样的测量光束的信号560.1。使用信号560.1和560.2两者，处理系统530可以导出表征物体510在位置550处的变形的物理特性。具体地，使用上述等式，处理系统530可以被配置为确定相移

并且基于相移

来确定物体在多个位置处的温度偏移ΔT或物体在多个位置处的高度变化ΔH。表征物体的变形的两个物理特性都可以在物体的数学模型中使用以确定图案的变形。

根据本发明，测量系统500被配置为从物体上的多个位置捕获反射测量光束542。在这方面，可以应用与参考第一实施例讨论的类似的考虑；为了从物体上的多个位置捕获反射测量光束542，物体和测量系统、特别是测量光束540可以相对于彼此移位。此外，不是应用具有点状截面的测量光束，测量光束540可以具有例如在X方向上伸长的伸长形状，或者可以包括例如在X方向上彼此相邻布置的多个点状光束。

在一个实施例中，由光源发射的测量光束被转换成光片，例如在X方向上延伸的激光片。在图6中示意性地示出的这样的实施例中，光电二极管524.1和524.2可以由光电二极管阵列代替。在这方面，应当注意，在本发明中，可以在测量系统的检测器系统中应用各种类型的传感器或检测器，范围从光电二极管到光电二极管的一维或二维阵列或者一维或二维相机，例如包括CCD或CMOS阵列。

在图6中，示意性地示出了根据本发明的测量系统600的第三实施例。图6的顶部部分示出了截面YZ视图，而底部部分示意性地示出了测量系统的俯视图。测量系统600包括干涉仪系统，干涉仪系统包括被配置为发射激光束640(例如，激光束包括如参考图5描述的两个分量)的光源622(例如，塞曼激光器)、以及检测器系统624。在所示的实施例中，干涉仪系统620进一步包括用于将激光束640转换成激光片640.1的透镜系统626，激光片640.1通过使用干涉仪系统620的反射镜628被投射到物体610(例如，应用于光刻设备中的图案化装置)上。在所示的实施例中，干涉仪系统620进一步包括用于使测量光束的一部分(即，激光片640.1)朝向检测器系统624的参考光电二极管阵列624.1偏转的光束采样器680。检测器系统624进一步包括被配置为接收反射测量光束的测量光电二极管阵列624.2，反射测量光束包括被反射离开物体610的前表面的第一反射测量光束和被反射离开物体620的后表面的第二反射测量光束。通过参考光电二极管阵列624.1和测量光电二极管阵列624.2接收的光束或光束部分可以借助于测量系统600的处理系统630以与上述类似的方式被处理。具体地，检测器系统624的测量光电二极管阵列624.2被配置为输出信号660.2并且将其提供给处理系统630的输入端子630.1。以类似的方式，检测器系统624的参考光电二极管阵列624.1被配置为输出表示采样的测量光束的信号660.1。使用信号660.1和660.2两者，处理系统630可以导出表示物体110在测量位置650(即，激光片640.1被投射到其上的区域)处的变形的物理特性。通过施加激光片640.1而不是激光点，表示物体610的变形的物理特性(例如，ΔT或ΔH)可以在沿X方向布置的多个位置650处被评估，而不必在X方向上相对于测量系统移动物体。通过使物体610在Y方向上相对于测量系统620、特别是测量激光片640.1而移位，表征物体的变形的物理特性可以在物体的区域之上被确定，例如覆盖应用于物体上的图案的区域。关于图6，应当指出，为清楚起见，未示出干涉仪系统的其他有用部件，诸如偏振器、波片、分析器等。下面更详细地解释这样的部件在本发明的实施例中的使用。如本领域技术人员所清楚，如图6中示意性地示出的激光片的使用也可以在这些实施例中实现。

以与参考图4描述的类似的方式，根据本发明的测量系统的第二实施例和第三实施例的处理系统530和630进一步被配置为基于表示物体的变形的物理特性和物体的数学模型来确定图案的变形。

关于如图6所示的布置，可能值得注意的是，参考光电二极管阵列624.1可以由对以与参考图4描述的类似的方式被采样的激光片640.1的一部分进行分析的单个光电二极管来代替。如本领域技术人员将理解，如图6所示的参考光电二极管阵列检测到的拍频或拍频分量的相位对于阵列的所有光电二极管将是相同的，因为它们将接收相同测量光束的样本。

在参考图5和图6描述的实施例中，由测量光电二极管或测量光电二极管阵列接收的反射测量光束是四个光束的组合；在第二实施例和第三实施例中应用的测量光束包括两个分量(具有不同的频率)，每个分量在物体的前表面和后表面都被反射，从而在反射测量光束中产生四个分量。结果，由测量光电二极管或光电二极管阵列接收的反射测量光束的相位差和幅度将取决于物体的厚度或高度H以及前表面和后表面的反射系数。

为了简化对所接收的反射测量光束的分析，有利的是确保由检测器系统接收的反射测量光束仅包括两个分量，这些分量具有不同的波长并且被反射离开不同的表面。

在图7中，示意性地示出了根据本发明的测量系统700的第四实施例，该实施例使得由检测器系统接收的反射测量光束仅包括具有第一波长并且被反射离开物体710的前表面710.1的第一反射测量光束和具有不同于第一波长的第二波长并且被反射离开物体710的后表面710.2的第二反射测量光束。

在所示的实施例中，借助于测量光束中的两个分量的空间分离以及反射测量光束的随后的选择性阻挡，可以选择所提到的分量。如图7中示意性地示出的测量系统700包括干涉仪系统720和处理系统730。干涉仪系统720包括与图4所示的光源相似的光源722，即，被配置为发射包括具有不同波长的两个分量的测量光束740的塞曼分裂激光器，其中测量光束740的第一分量是左旋圆偏振光束，而测量光束740的第二分量是右旋圆偏振光束。

干涉仪系统720进一步被配置为在Y方向上提供测量光束的两个分量的空间分离。为了实现这一点，使用四分之一波片702和沃拉斯顿偏振分束器704。四分之一波片702将测量光束740的圆偏振分量修改为具有正交偏振的线性偏振分量，这些线性偏振分量随后由沃拉斯顿偏振分束器分离成具有第一波长和在图的平面中的偏振的第一分量和具有第二波长和在垂直于图的平面的偏振的第二分量。

在所示的实施例中，干涉仪系统720进一步包括透镜706，透镜706用于将在空间上分离的第一分量和第二分量重定向和聚焦到物体710上，特别是到物体710上的位置750上。由于测量光束的第一分量740.1和第二分量740.2的空间分离，各分量被投射到物体710上，相应的空间分离可以在反射分量之间实现。通过适当地确定沃拉斯顿偏振分束器704和/或透镜706的尺寸，可以确保第二分量740.2的前表面反射基本上与第一分量740.1的后表面反射重叠或重合，而第一分量740.1的前表面反射和第二分量740.2的后表面反射在空间上分离。借助于适当的光束阻挡器708，例如设置有孔708.1的非透射板，可以阻挡第一分量740.1的前表面反射和第二分量740.2的后表面反射。随后，由附图标记740.3指示的重叠的第二分量740.2的前表面反射和第一分量740.1的后表面反射可以被提供给检测器系统724的测量光电二极管724.2，并且与使用光束采样器780采样的并且由检测器系统724的参考光电二极管724.1接收的测量光束740的样本一起以与上述类似的方式被分析。类似于前述实施例，分析器795和796与光电二极管724.1和724.2相关联地被应用。在所示的实施例中，检测器系统724被配置为向测量系统700的处理系统730输出表示反射测量光束740.3的信号760.2。具体地，检测器系统724的测量光电二极管724.2被配置为输出信号760.2并且将其提供给处理系统730的输入端子730.1。以类似的方式，检测器系统724的参考光电二极管724.1被配置为输出表示采样的测量光束的信号760.1。使用信号760.1和760.2两者，处理系统730可以导出表示物体710在位置750处的变形的物理特性。

关于应用于提供上述反射测量光束的选择的四分之一波片702、沃拉斯顿棱镜704、透镜706和光束阻挡器708的使用，值得注意的是，在不脱离本发明的范围的情况下，这样的选择可以以各种其他方式实现。

如技术人员将清楚的，必须针对测量光束分量740.1和740.2应用非法向入射角，以便实现所描述的反射测量光束的选择。然而，优选的是，使测量光束分量740.1和740.2的入射角尽可能接近法线，因为这会降低对于相对于干涉仪系统的小的倾斜误差(即，物体围绕X轴的旋转)的测量敏感度。

在图8中，示意性地示出了根据本发明的测量系统800的第五实施例。所示的实施例能够适当地或期望地选择反射测量光束，即，使得由检测器系统824接收的反射测量光束仅包括具有第一波长并且被反射离开物体的前表面的第一反射测量光束和具有不同于第一波长的第二波长并且被反射离开物体的后表面的第二反射测量光束。同时，该实施例不需要应用非法向入射角，即，可以应用法向入射角，因此基本上消除了对小的倾斜误差的测量灵敏度。

为了实现该实施例，需要被检查的物体810在前表面810.1上设置有四分之一波长涂层810.3。在图8中，附图标记801、802、803和804分别表示指示左旋圆偏振光束、右旋圆偏振光束、图的平面中的线性偏振光束和垂直于图的平面的线性偏振光束的符号。应当进一步注意，由光源822(例如，如上所述的塞曼分裂激光器)发射的光束840.1和840.2、以及反射光束840.3、840.4、840.5和840.6被示出为在空间上分离。而且，反射光束被示出为相对于前表面810.1成非法线角度。这仅仅是为了清楚起见；以更清楚地示出不同部件及其转换。在实践中，假定发射光束840.1和840.2重叠，并且结果，反射光束也将重叠并且以法线角度(即，发射光束840.1和840.2的入射角度)被反射离开前表面810.1和后表面810.2。在如图8所示的实施例中，测量系统800包括干涉仪系统820和处理系统830，干涉仪系统820包括光源822和检测器系统824。在所示的实施例中，光源822包括塞曼分裂激光器，其生成波长为λ₁的光束840.1和波长为不同于λ₁的λ₂的光束840.2。两个光束840.1和840.2以相反的旋转方向圆偏振。干涉仪系统820的四分之一波片805将光束840.1和840.2转换成再次处于正交偏振的线性偏振光束841.1和841.2。随后，光束841.1和841.2部分地从分束器880.1(例如50％反射的非偏振选择性分束器)被反射朝向第一分析器890。在所示的实施例中，分析器890是偏振滤光器，其偏振轴为45度。可以指出，也可以应用大于0度并且小于90度的任何偏振轴。反射光束841.1和841.2的两个分量将相互干扰，产生由分量842.1和842.2组成的参考信号，所述参考信号具有拍频或拍频分量。在所示实施例中，该信号由检测器系统824的参考光电二极管824.2接收。发射光束840.1和840.2的穿过分束器880.1的部分(即，光束843.1和843.2)从物体810被反射，物体810在其前表面810.1上具有四分之一波长的涂层810.3。从四分之一波长涂层810.3的顶部被反射的光束840.3和840.5不改变它们的偏振。由附图标记844.1、845.1、844.2和845.2指示的传播通过物体810的光束部分穿过四分之一波长涂层两次并且确实改变它们的偏振。由于四分之一波片805和四分之一波长涂层810.3的应用，反射测量光束840.4和840.5具有与反射测量光束840.3和840.6不同的偏振，如图8所示。被反射离开物体810的光束随后被分束器880.2朝向光电二极管824.2被反射。这样，通过应用第二分析器892，例如，选择性地透射反射测量光束840.4和840.5并且阻挡反射测量光束840.3和840.6的偏振滤光器，进行反射测量光束的期望选择，其可以被提供给干涉仪系统820的检测器系统824的测量光电二极管824.2。由参考光电二极管824.1和测量光电二极管824.2接收的光束或光束部分可以借助于测量系统800的处理系统830以与上述类似的方式处理。具体地，检测器系统824的测量光电二极管阵列824.2被配置为输出信号860.2并且将其提供给处理系统830的输入端子830.1。以类似的方式，检测器系统824的参考光电二极管824.1被配置为输出表示采样的测量光束的信号860.1。使用信号860.1和860.2两者，处理系统830可以导出表示物体810在测量位置850处的变形的物理特性。处理系统830可以进一步被配置为基于物体的物理特性和物体的数学模型来确定设置在物体810上的图案的变形。

关于如图8所示的实施例，值得一提的是，部分反射光束可以朝向光源822返回并且可能干扰光源的适当稳定操作。为了减轻这种影响，可以在到光源822的光束路径中提供灰色滤波器或衰减器。

因此，上面讨论的根据本发明的测量系统的各种实施例能够基于使用干涉仪系统确定的物体的物理特性来确定图案(例如，设置在图案化装置上的图案)的变形。使用干涉仪系统，物体的高度或光学路径长度的变形可以在物体上的多个位置处被确定，并且被应用于物体的数学模型中以得到图案的变形。可替代地，温度分布图可以从使用干涉仪系统进行的测量中被导出，并且被应用于物体的数学模型中以得到图案的变形。

在一个实施例中，所导出的图案的变形是面内变形。使用所描述的测量系统确定的物理特性可以被认为是物体的高度或厚度上的平均特性。特别地，在物体上的特定位置处确定的温度偏移ΔT将表示沿着所遵循的光束路径的平均温度偏移。

已知，诸如图2中描述的图案化装置等物体不仅可能受到面内变形的影响，而且还受到面外变形(例如，关于X轴或Y轴的曲率)的影响。这种变形可能是例如由沿着物体的高度(即，如图2所示沿着Z方向)的物体的不均匀温度分布而引起。为了评估沿着物体的高度的温度分布的不均匀性，可以采用以下方法：

在一个实施例中，根据本发明的测量系统进一步配备有被配置为确定前表面、后表面或两者的温度的一个或多个温度传感器。在这样的实施例中，如图3所示的温度传感器阵列210可以例如被应用以确定物体的前表面的温度分布。使用这种测量系统能够确定物体的前表面的温度分布(即，表面温度分布)和表示前表面上的平均温度偏移的温度分布两者。更具体地，使用温度传感器和干涉仪系统，可以在每个测量位置处获得前表面处的温度或温度偏移以及在测量位置处沿着高度的平均温度或平均温度偏移。在这些温度不同的情况下，即，在测量位置处测量的前表面温度与在测量位置处确定的平均温度不同的情况下，可以估计在测量位置处沿着高度出现的温度梯度。这样的温度梯度然后可以针对每个测量位置而被确定并且被应用于数学模型(例如，热机械有限元模型)，以导出由于温度梯度而导致的物体的变形、特别是物体上的图案的变形。这种方法可以产生图案的附加变形的估计、特别是图案的面外变形的估计。

根据本发明的测量系统可以例如在根据本发明的光刻设备中实现，以便确定被应用于设备中以将图案投射到衬底上的图案化装置上设置的图案的变形。

在一个实施例中，根据本发明的测量系统可以用于基于在根据本发明的光刻设备中的不同衬底或不同批次的衬底的曝光之间执行的测量来确定特定图案化装置上的特定图案的变形。使用这些测量结果，根据本发明的测量系统可以被配置为在不同的操作条件(例如，取决于所应用的照射剂量或取决于每单位时间执行的曝光次数)下确定图案的变形。当这种变形可用时，它可以例如应用于例如应用相同或类似的图案化装置的另一光刻设备，该设备不需要配备有根据本发明的测量系统。然后，这种设备可以被配置为根据由测量装置确定的图案的变形来执行程序以控制设备的操作参数。如上所述，这样的操作参数可以是例如设备的照射系统或投影系统的设置或者设备的定位设备的设定点，定位设备被配置为在曝光过程期间控制图案化装置相对于衬底的位置。

尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但是应当理解，本文中描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测模式、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。技术人员将理解，在这样的替代应用的上下文中，本文中的术语“晶片”或“管芯”的任何使用可以被视为分别与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提到的衬底可以在曝光之前或之后在例如轨道(通常向衬底施加抗蚀剂层并且显影曝光的抗蚀剂的工具)、计量工具和/或检查工具中被处理。在适用的情况下，本文中的公开内容可以应用于这样的和其他的衬底处理工具。此外，衬底可以被处理一次以上，例如以便创建多层IC，使得本文中使用的术语衬底也可以指代已经包含多个经处理的层的衬底。

尽管以上可以已经在光学光刻的上下文中对本发明的实施例的使用进行了具体参考，但是应当理解，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不是仅限于光学光刻。在压印光刻中，图案化装置中的形貌限定在衬底上创建的图案。图案化装置的形貌可以被压入被提供给衬底的抗蚀剂层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来固化抗蚀剂。在抗蚀剂固化后，将图案化装置移出抗蚀剂，在其中留下图案。

本文中使用的术语“辐射”和“光束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，波长为或约为365、248、193、157或126nm、)和极紫外(EUV)辐射(例如，波长在5至20nm的范围内)、以及粒子束，诸如离子束或电子束。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以指代各种类型的光学部件中的任何一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。

尽管上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以用不同于所描述的方式来实施。例如，本发明可以采用包含描述上述方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序或者其中存储有这样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)的形式。

以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员很清楚的是，在不脱离下面陈述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。

Claims

1.一种测量系统，被配置为确定具有前表面和后表面并且设置有图案的物体的变形，所述测量系统包括：

o处理系统；以及

o干涉仪系统，包括光源和检测器系统；所述光源被配置为向所述物体上的多个位置中的每个位置发射一个或多个测量光束，以便在相应的多个位置中的每个位置处生成离开所述物体的前表面的反射测量光束和离开所述物体的后表面的反射测量光束；所述检测器系统被配置为针对所述多个位置中的每个位置接收相应的反射测量光束，并且向所述处理系统输出表示所接收的反射测量光束的一个或多个信号；

其中所述处理系统被配置为：

o针对所述多个位置中的每个位置接收所述一个或多个信号；

o基于所接收的多个一个或多个信号来确定所述物体的物理特性，所述物理特性表示图案化装置的变形；以及

o基于所述物体的所述物理特性和所述物体的数学模型来确定所述图案的变形，其中所述物理特性是所述多个位置处的温度或温度偏移。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述图案化装置的所述变形包括所述图案化装置在所述多个位置处的局部变形。

3.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中所述干涉仪系统被配置为：向所述图案化装置的所述前表面投射测量光束，所述测量光束的第一部分反射离开所述前表面，以便形成离开所述前表面的反射测量光束；所述测量光束的第二部分传播通过所述图案化装置并且至少部分地反射离开所述后表面，朝向所述前表面传播并且至少部分地传播至所述图案化装置外部，以便形成离开所述后表面的反射测量光束。

4.根据权利要求3所述的测量系统，其中所述测量光束包括具有第一频率的第一分量和具有第二频率的第二分量，所述检测器系统被配置为确定所述测量光束的拍频分量的相位和所述反射测量光束的拍频分量的相位。

5.根据权利要求4所述的测量系统，其中所述干涉仪系统包括光束采样器，所述光束采样器被配置为将所述测量光束的样本部分偏转到所述检测器系统的第一检测器以用于确定所述测量光束的拍频分量的相位。

6.根据权利要求5所述的测量系统，其中所述第一分量是左旋圆偏振，并且所述第二分量是右旋圆偏振；所述干涉仪系统进一步包括第一分析器，所述样本部分在所述第一检测器之前传播通过所述第一分析器。

7.根据权利要求5所述的测量系统，其中所述第一分量是右旋圆偏振，并且所述第二分量是左旋圆偏振；所述干涉仪进一步包括第一分析器，所述样本部分在所述第一检测器之前传播通过所述第一分析器。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的测量系统，其中所述干涉仪系统被配置为将具有所述第一频率的离开所述前表面的反射测量光束和具有所述第二频率的离开所述后表面的反射测量光束提供至所述检测器系统的检测器，并且禁止具有所述第二频率的离开所述前表面的反射测量光束和具有所述第一频率的离开所述后表面的反射测量光束到达所述检测器。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其中所述干涉仪系统被配置为使所述第一分量在撞击所述图案化装置之前相对于所述第二分量在空间上移位。

10.根据权利要求1-2、4-7和9中任一项所述的测量系统，进一步包括被配置为确定所述前表面或所述后表面或两者的表面温度分布的一个或多个温度传感器。

11.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述物理特性是所述多个位置处的温度或温度偏移，并且其中所述处理系统被配置为基于所述多个位置处的所述温度或所述温度偏移和所述表面温度分布来确定所述图案化装置的温度梯度。

12.根据权利要求11所述的测量系统，其中所述处理系统被配置为基于所述物体的所述温度梯度和所述物体的所述数学模型来确定所述图案的面外变形。

13.一种光刻设备，包括：

照射系统，被配置为调节辐射束；

支撑件，被构造为支撑包括图案的图案化装置，所述图案化装置能够在所述辐射束的截面中向所述辐射束赋予所述图案以形成图案化辐射束；

衬底台，被构造为保持衬底；

定位设备，被配置为相对于所述衬底台定位所述支撑件；以及

投影系统，被配置为将所述图案化辐射束投射到所述衬底的目标部分上，其中所述设备进一步包括根据前述权利要求中任一项所述的测量系统。

14.一种器件制造方法，包括使用根据权利要求13所述的光刻设备来将图案从图案化装置转移到衬底上。

15.根据权利要求14所述的器件制造方法，其中转移所述图案的步骤之前是：

o借助于所述光刻设备的所述测量系统来确定所述图案的变形，以及

o基于所述图案的所述变形来调节所述光刻设备的所述照射系统或所述投影系统的设置。