CN109196420A

CN109196420A - 图案形成装置

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Publication number: CN109196420A
Application number: CN201780032851.6A
Authority: CN
Inventors: G·F·J·沙斯富特; P·德格罗特; M·Y·斯德拉科夫; M·P·J·M·迪克斯; J·M·芬德尔斯; 彼得-詹·范兹沃勒; J·J·M·巴塞曼斯; S·鲍默; L·C·德温特; W·J·恩格伦; M·A·范德柯克霍夫; R·J·伍德
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2019-01-11
Anticipated expiration: 2037-05-30
Also published as: WO2017207512A3; US10732498B2; JP2019518232A; JP7325961B2; US20190137861A1; WO2017207512A2; US20190324365A1; NL2018989A; CN109196420B; US10401723B2

Abstract

一种图案形成装置，包括反射式标识，其中所述标识包括：多个反射区域，被配置为优先反射具有给定波长的辐射；多个吸收区域，被配置为优先吸收具有所述给定波长的辐射；其中所述吸收区域和反射区域被布置成形成在用辐射照射所述标识时从所述标识反射的图案化辐射束，其中所述反射区域包括粗糙化的反射表面，所述粗糙化的反射表面被配置为扩散从所述反射区域反射的辐射，以及其中所述粗糙化的反射表面的均方根粗糙度约为给定波长的八分之一或更大。

Description

图案形成装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年6月3日提交的欧洲申请16172794.6的优先权，该欧洲申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种图案形成装置。图案形成装置可适合应用于光刻设备中。本发明具体但非排他性地与EUV光刻设备和EUV光刻工具结合使用。

背景技术

光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可例如将图案从图案形成装置(例如，掩模)投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

光刻设备所使用的用于将图案投影到衬底上的辐射波长决定了可以在该衬底上形成的特征的最小尺寸。使用EUV辐射(具有在4-20nm范围内的波长的电磁辐射)的光刻设备可用于在衬底上形成比常规光刻设备(所述常规光刻设备可以例如使用波长为193nm的电磁辐射)更小的特征。

包括标识(marker)的图案形成装置可用于光刻设备中。标识可以赋予辐射束标记，所述标记随后可以被测量以便获得光刻设备的一个或更多个属性。

可能期望提供一种包括标识的图案形成装置，其克服或减轻与现有技术相关的问题。这里描述的本发明的实施例可以应用在EUV光刻设备中。本发明的实施例也可以用在DUV光刻设备或其他形式的光刻设备中。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种图案形成装置，包括反射式标识，其中所述标识包括：多个反射区域，被配置为优先反射具有给定波长的辐射；多个吸收区域，被配置为优先吸收具有给定波长的辐射；其中所述吸收区域和反射区域被布置成形成在用辐射照射所述标识时从所述标识反射的图案化辐射束，并且其中所述反射区域包括粗糙化的反射表面，所述粗糙化的反射表面被配置为扩散从所述反射区域反射的辐射，以及其中所述粗糙化的反射表面的均方根粗糙度约为给定波长的八分之一或更大。

图案形成装置可适合应用于光刻设备中。

当与提供光滑的反射表面相比时，粗糙化的反射表面的扩散效果可以增加从标识反射的辐射的角展度。从标识反射的辐射可以进入光刻设备的投影系统。增加从标识反射的辐射的角展度用于增加填充有辐射的投影系统的光瞳的比例。当为了确定关于投影系统的信息和/或光刻设备的部件的对准目的而测量从标识反射并从投影系统输出的辐射时，这是有利的。例如，可以为了确定由投影系统引起的像差的目的而进行测量。通常，可以在光刻设备的衬底水平处或附近进行从投影系统输出的辐射的测量，其可以对应于投影系统的图像平面。在这样的实施例中，可以期望辐射基本上填充投影系统的光瞳。粗糙化的反射表面可以配置成扩散辐射，从而基本上填充投影系统的光瞳。

吸收区域和反射区域可以布置成使得从标识反射的辐射包括除了来自反射区域的镜面反射之外的辐射。例如，吸收区域和反射区域可以布置成形成衍射光栅，所述衍射光栅被配置为形成多个衍射级。在一些实施例中，除了来自反射区域的镜面反射之外的辐射可以形成在投影系统的图像平面处或附近测量的信号。例如，与投影系统引起的像差有关的信息可以根据在标识处形成的奇数和/或偶数衍射级(除了第0衍射级之外)的测量值导出。在这样的实施例中，可以期望减少形成镜面反射或第0衍射级的辐射量。形成粗糙化的反射表面使得其具有约为给定波长的八分之一或更大的均方根粗糙度，这有利地减少或抑制来自反射区域的镜面反射。因此，有利地增加了在投影系统的图像平面处或附近进行的对准和/或像差测量的信噪比。

本文提到反射区域被配置为优先反射给定波长的辐射应该被解释为意味着：反射区域被配置为使得反射区域的反射率在给定波长处比在其他波长处更高。反射区域可另外反射具有不同于给定波长的波长的辐射。

反射区域可以例如包括多层结构，所述多层结构包括具有不同折射率的两种或更多种材料的层。辐射可以从不同层之间的界面反射。这些层可以布置成在界面之间提供间隔，所述间隔导致在不同界面处反射的辐射之间的相长干涉。导致在不同界面处反射的辐射之间相长干涉的界面之间的间隔依赖于辐射的波长。因此，多层反射区域可以被配置成通过在层界面之间提供间隔来优先反射给定波长的辐射，这导致从不同界面反射的给定波长的辐射之间的相长干涉。

如本文所提及的粗糙化的反射表面可包括连续的波状表面。替代地，粗糙化的反射表面可包括表面，所述表面包括不连续阶跃变化。例如，粗糙化的反射表面可以包括设置在不同高度的多个平坦区域，使得反射表面包括不同平坦区域之间的高度的阶跃变化。

本文所述的反射区域可以包括多层结构，所述多层结构包括具有不同折射率的两种或更多种材料的层。如上所述，辐射可以从不同层之间的界面反射。因此，反射区域可以包括多个反射表面，其中至少一些反射表面包括具有不同折射率的层之间的界面。至少一个反射表面被粗糙化。在一些实施例中，多个反射表面可以被粗糙化。在一些实施例中，所有反射表面可以被粗糙化。

粗糙化的反射表面的均方根粗糙度可约为给定波长或更小。

反射区域可以设置在吸收层上，所述吸收区域可以包括吸收层的多个区域，在所述多个区域上没有设置反射区域。

根据本发明的第二方面，提供了一种图案形成装置，包括反射式标识，其中所述反射式标识包括：吸收层，被配置为吸收入射辐射；多个反射区域，设置在所述吸收层上并配置成反射入射辐射；其中吸收层上没有设置反射区域的区域形成吸收区域，并且其中所述吸收区域和反射区域被布置成当用辐射照射所述标识时形成从所述标识反射的图案化辐射束；并且其中所述反射区域包括粗糙化的反射表面，所述粗糙化的反射表面被配置为扩散从所述反射区域反射的辐射。

图案形成装置可适合应用于光刻设备中。

如上面参考第一方面所描述的，当与提供光滑的反射表面相比时，粗糙化的反射表面的扩散效果可以增加从标识反射的辐射的角展度。这有利地增加了从标识反射的辐射的角展度，用于增加填充有辐射的投影系统的光瞳的比例。

将反射区域设置在吸收层上以形成反射区域和吸收区域，有利地减少了用于形成标识的制造步骤的数量。因此，当与其他布置相比时，这种布置有利地降低了制造标识的成本。

反射区域可以被配置为优先反射具有给定波长的辐射，并且其中粗糙化的反射表面的均方根粗糙度约为给定波长的八分之一或更大的。

粗糙化的反射表面的均方根粗糙度可约给定波长或更小。

吸收层可包括粗糙的吸收表面。

在吸收层包括粗糙的吸收表面的实施例中，存在于吸收表面上的粗糙度特征可以使得在反射区域中形成相应的粗糙特征，所述反射区域设置在吸收表面上。虽然吸收表面被配置为优先吸收辐射，但是一些辐射可以被从吸收表面反射。通过提供粗糙的吸收表面，从吸收表面反射的辐射可以被散射到被布置成接收辐射的投影系统的接收光瞳之外。因此，减小了从吸收表面反射的辐射对从投影系统输出的辐射的测量的影响。

粗糙化的反射表面可包括反射表面，所述反射表面的高度作为横跨表面的距离的基本连续的函数变化。

粗糙化的反射表面可以包括反射表面，所述反射表面包括反射表面的高度上的阶跃变化。

吸收区域可包括粗糙的吸收表面。

通过提供粗糙的吸收表面，从吸收表面反射的辐射可以被散射到布置成接收辐射的投影系统的接收光瞳之外。因此，减小了从吸收表面反射的辐射对从投影系统输出的辐射的测量的影响。

反射区域和吸收区域可以布置成形成反射式衍射光栅。

衍射光栅可以包括沿光栅方向延伸的周期性光栅，其中所述标识大致位于第一平面中；所述周期性光栅的单位单元可以包括反射区域和吸收区域，其中所述吸收区域包括吸收材料被成形为以便具有关于镜像平面的非镜面对称性的结构，其中所述镜像平面是沿着光栅方向延伸、基本上垂直于所述第一平面、并且基本上平分所述吸收区域的平面。

所述反射区域可以包括多层结构，所述多层结构包括至少具有不同折射率的第一材料的层和第二材料的层，使得辐射被从所述第一材料和第二材料之间的界面反射。

根据本发明的第三方面，提供了一种图案形成装置，包括大致位于第一平面中的标识，其中所述标识包括反射式衍射光栅，所述反射式衍射光栅包括沿光栅方向延伸的周期性光栅；其中，所述周期性光栅的单位单元包括反射区域和吸收区域，所述反射区域被配置为反射入射辐射，所述吸收区域被配置为吸收入射辐射，并且其中所述吸收区域包括吸收材料被成形为以便具有关于镜像平面的镜像不对称性的结构，其中所述镜像平面是沿光栅方向延伸，基本上垂直于所述第一平面，并且基本上平分所述吸收区域的平面。

图案形成装置可适合用于光刻设备中。

从标识反射的辐射可以由投影系统投影到放置在投影系统的图像平面处或附近的传感器上。传感器可以被配置为确定由投影系统引起的像差。例如，传感器可以被配置为确定投影系统的部件的对准中的偏移和/或可以被配置为确定更高阶的像差。确定由投影系统引起的像差可以例如包括将测量拟合到一组Zernike多项式，以便导出一个或更多个Zernike系数。

可以以相对于第一平面的倾斜角度用辐射照射标识。虽然标识大致位于第一平面中，但是衍射光栅结构可以是三维结构，使得标识的多个部分不完全位于第一平面中而是延伸出第一平面。当以倾斜角度照射时，标识的三维结构可以引起三维成像效果。例如，标识的三维结构可能导致发生阴影效果。

三维成像效果可以影响使用对从标识反射的辐射的测量值来确定像差。吸收区域的不对称结构可能影响三维成像效果对像差确定的影响。例如，当与对称的吸收结构相比时，不对称结构可以导致使三维成像效果转移到高阶Zernike系数的效果。可以配置不对称结构使得三维成像效果的影响转移到所感兴趣的范围之外的Zernike系数。例如，一些测量可能涉及低阶Zernike系数(例如，具有Noll指数高达约5的系数)。可以使用标识来进行这样的测量，所述标识被配置为将三维成像效果的影响转移到更高阶的Zernike系数(例如，具有大于约5的Noll指数)。

吸收区域可以包括粗糙的吸收表面，所述粗糙的吸收表面被配置为扩散从吸收区域反射的任何辐射。

虽然吸收区域被配置为优先吸收入射辐射，但是一些辐射仍然可以被从吸收区域反射。将吸收区域设置为粗糙的吸收表面可以将从吸收区域反射的辐射散射到投影系统的接收光瞳之外，所述投影系统的接收光瞳接收从标识反射的辐射。因此，可以有利地减少从吸收区域反射的辐射对从投影系统输出的辐射的测量的影响。

根据本发明的第四方面，提供了一种相位扩散器，被配置为接收和透射EUV辐射，其中所述相位扩散器被配置为根据辐射入射到所述相位扩散器上的位置、以不同的量改变由所述相位扩散器透射的EUV辐射的相位，使得具有相同相位并且在不同位置处入射到相位扩散器上的EUV辐射被从具有不同相位的相位扩散器发射出。

通过在不同位置处以不同的量改变EUV辐射的相位，相位扩散器有利地增加由相位扩散器透射的EUV辐射的角展度。这在由相位扩散器透射的辐射用于测量投影系统的一个或更多个属性的应用中可能是特别有利的。例如，入射在相位扩散器上的辐射可以被从标识(其可以例如设置在图案形成装置上)反射。由相位扩散器透射的辐射可以通过投影系统投影到传感器上。传感器可以测量可以确定投影系统的一个或更多个属性所根据的辐射的属性。例如，可以根据测量的辐射确定由投影系统引起的像差。在这样的实施例中，可能期望用从标识反射的辐射基本上填充投影系统的光瞳。相位扩散器有利地增加了用来自所述标识的辐射填充光瞳的部分。

相位扩散器可以包括具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料。

第一材料和第二材料可以布置成使得当用辐射照射相位扩散器时，辐射的第一部分穿过第一材料，辐射的第二部分穿过第二材料，其中辐射的第一部分被从相位扩散器发射出，所述第一部分具有与从相位扩散器发射的辐射的第二部分不同的相位。

第一材料可以散布有第二材料的区域，使得当用辐射照射相位扩散器时，辐射的不同部分通过具有不同有效厚度的第二材料，因此被赋予不同的相位差。

第一材料大致可以位于平面中，并且相位扩散器可以包括第二材料的多个部分，所述第二材料的多个部分彼此分开并且在空间上横跨所述平面分布。

根据本发明的第五方面，提供了一种扩散器，配置成接收和透射EUV辐射，其中所述扩散器包括多层结构，所述多层结构包括具有第一折射率的第一材料和具有与所述第一折射率不同的第二折射率的第二材料的交替层，其中所述第一材料和第二材料之间的界面引起辐射的内部反射在所述界面处发生，并且其中所述层的至少一些层被布置成使得所述第一材料的层和第二材料的层之间的至少一些界面偏离平坦平面。

根据本发明的第六方面，提供了一种用于控制辐射束的角度分布的光学设备，包括：由具有第一折射率的第一材料形成的第一部分；由具有第二折射率的第二材料形成的第二部分，所述第二部分形成透镜阵列。

当辐射束穿过光学设备时，第二部分的每个透镜将改变辐射束的角度分布。第一部分可以提供支撑并且可以辅助第二部分的制造。

所述设备可以被配置为接收和透射EUV辐射。对于EUV辐射，光学设备的透射率可以大于50％。

应当理解，光学设备的透射率将依赖于所述第一材料和第二材料的光学属性以及所述第一部分和第二部分的厚度。因此，对于EUV辐射的这种透射率可以至少部分地通过适当选择第一材料和第二材料来实现。

第一材料可包括以下之一：硅、氮化硅、铍、锆、硼或碳。这样的材料对于EUV辐射具有接近1的折射率，而且对EUV辐射具有非常低的吸收系数。因此，可以认为这种材料对于EUV辐射是相对光学中性的。

第二材料可以包括以下之一：钼、钌或铌。这种材料对EUV辐射的折射率不是1，但对EUV辐射仍然具有非常低的吸收系数。折射率的这种差异与第一材料和第二材料的形成中的基本透镜形状相结合可用于产生透镜阵列。

第二部分的透镜阵列的各个透镜的强度可以横跨第二部分而变化。

根据本发明的第七方面，提供了一种照射系统，包括：辐射源，能操作用于产生辐射束；第一反射式光学元件和第二反射式光学元件，所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件中的每一个被布置成使得它能在至少第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置它至少部分设置在所述辐射束的路径中，当所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在第一位置时：辐射束的至少一部分入射在所述第二反射式光学元件上，从所述第二反射式元件反射的辐射的至少一部分入射在所述第一反射式光学元件上；并且其中所述反射式光学元件中的至少一个布置成改变所述辐射束的角度分布。

当所述第一光学元件和第二光学元件设置在第二位置时，辐射束可以基本上不受第一构件和第二构件的影响。当第一反射式光学构件和第二反射式光学构件设置在第一位置时，可以改变辐射束的至少一部分的角度分布。布置成改变辐射束的角度分布的反射式光学元件中的至少一个可以例如用作扩散器。

照射系统提供了一种布置，其中，通过将第一构件和第二构件移动到第一位置，可以可选地改变辐射束的角度分布。

本发明的这个方面与被物质强烈吸收的辐射特别相关，例如EUV辐射。布置成改变辐射束的角度分布的反射式光学元件中的至少一个可以代替将显著衰减辐射束的透射式或折射式光学元件。此外，提供两个反射式元件允许来自第一反射式元件的出出射辐射束(即，从第一反射元件反射的辐射的部分)大致在与当第一构件和第二构件设置在第二位置时辐射束的至少一部分相同的方向上和/或大致朝向与当第一构件和第二构件设置在第二位置时辐射束的至少一部分相同的位置引导。

这允许由以下任一个辐射物体：(a)由辐射系统输出的辐射束；或者(b)通过在第一位置和第二位置之间移动第一构件和第二构件而具有改变的角度分布的辐射束。

辐射束可以可操作用于产生包括EUV辐射的辐射束。

第一反射式光学元件和第二反射式光学元件可以布置成使得当第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在第一位置时，从第一构件的反射式元件反射的辐射的一部分大致在与当第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在第二位置时辐射束的至少一部分相同的方向上和/或大致朝向与当第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在第二位置时辐射束的至少一部分相同的位置传播。

第一构件和第二构件可沿照射系统的光学轴线设置在不同位置处。当第一构件和第二构件中的每一个设置在第一位置时，它们可以至少部分地彼此重叠。

第一光学元件和第二光学元件中的每一个可以设置在可移动构件上。每个这样的可移动构件可包括板。应当理解，如本文所用的，板旨在意味着通常位于平面中的主体。也就是，平面中的主体的尺寸明显大于垂直于平面的主体的尺寸。对于这样的实施例，每个板通常可在其平面中移动。

第一反射式光学元件构件可以设置在第一构件上，该第一构件限定一个或更多个孔，所述一个或更多个孔布置成使得当第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在第一位置时，第二反射式元件被穿过由第一构件限定的一个或更多个孔的辐射束的一部分辐照。

第二反射式光学元件构件可以设置在第二构件上，所述第二构件限定一个或更多个孔，所述一个或更多个孔布置成使得当第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在第一位置时，由第一反射式光学元件反射的辐射束的一部分穿过由第二构件限定的一个或更多个孔。

根据本发明的第八方面，提供了一种光刻设备，包括：本发明的第七方面的照射系统，能操作用于输出辐射束；用于支撑图案形成装置的支撑结构，其中由照射系统输出的辐射束被引导到支撑结构，使得由支撑结构支撑的图案形成装置可以在辐射束的横截面中赋予图案，从而形成图案化辐射束；用于支撑衬底的衬底台；以及投影系统，用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标区域上，以在衬底上形成图像。

第一反射式光学元件和第二反射式光学元件中的每一个可以安装在图案形成装置的遮蔽刀片上，当设置在第二位置时，图案形成装置的遮蔽刀片的边缘限定图案形成装置上的场区域的周界的一部分。

当第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在第一位置时，辐射被引导到场区域中的多个离散的位置。

例如，可以将辐射引导到设置在场区域的不同部分中的五个或七个不同的标识。通常，对于扫描光刻设备，这种标识可以设置在场的非扫描方向(其可以称为x方向)上的不同位置。

本发明的不同方面的特征可以与本发明的其他方面的特征组合。

附图说明

现在将参考示意性附图仅通过举例方式描述本发明的实施例，在附图中：

-图1是包括光刻设备和辐射源的光刻系统的示意图；

-图2是反射式标识的示意图；

-图3A和3B是传感器设备的示意图；

-图4是反射式标识的一部分的示意图；

-图5是根据本发明的实施例的反射式标识的一部分的示意图；

-图6是来自粗糙化的反射表面的镜面反射作为表面的均方根粗糙度的函数的示意图；

-图7是根据本发明一替代实施例的反射式标识的一部分的示意图；

-图8A和8B是反射表面的多个部分的示意图，所述反射表面的多个部分可以形成反射式标识的一部分；

-图9A和9B是反射表面的属性作为包含在反射表面中的高度水平的数量的函数的示意图；

-图10是根据本发明另一实施例的反射式标识的一部分的示意图；

-图11是根据本发明又一实施例的反射式标识的一部分的示意图；

-图12是在反射式标识处形成的不同衍射级的相位的示意图；

-图13A-13C是可以形成反射式标识的部分的吸收材料区域的示意图；

-图14是根据本发明的实施例的相位扩散器的一部分的示意图；

-图15A和15B是根据本发明的替代实施例的相位扩散器的部分的示意图；

-图16是根据本发明的实施例的透射式扩散器的一部分的示意图；

-图17A是根据本发明的实施例的光学设备的一部分的示意图；

-图17B是图17A中的光学设备的第一部分的示意图；

-图17C是图17A中的光学设备的变形例；

-图18A是根据本发明的实施例的另一光学设备的一部分的示意图；

-图18B是图18A中的光学设备的第一部分的示意图；

-图18C是图18A中的光学设备的变形例；

-图19A是穿过图1的光刻设备的支撑结构上的物体和掩模版遮蔽刀片的第一横截面的示意图；

-图19B是穿过图1的光刻设备的支撑结构上的物体和掩模版遮蔽刀片的第二横截面的示意图；

-图20是示出处于第一配置的图1的光刻设备的y遮蔽刀片和x遮蔽刀片(虚线)的平面图；

-图21是示出处于第二配置的图1的光刻设备的y遮蔽刀片和x遮蔽刀片(虚线)的平面图；

-图22是示出处于第三配置的图1的光刻设备的y掩蔽刀片和x掩蔽刀片(虚线)的平面图；

-图23是图20至22所示的x遮蔽刀片上的特征的示意图；

-图24是图20至22所示的y遮蔽刀片上的特征的示意图；

-图25A是穿过支撑结构上的物体和图23和24中所示的特征的第一横截面的示意图；

-图25B是穿过支撑结构上的物体和图23和24中所示的特征的第二横截面的示意图；和

-图25C是穿过支撑结构上的物体和图23和24中所示的特征的第三横截面的示意图。

具体实施方式

图1是光刻系统的示意图。光刻系统包括辐射源SO和光刻设备LA。辐射源SO被配置成产生极紫外(EUV)辐射束B。光刻设备LA包括照射系统IL，被配置为支撑图案形成装置MA的支撑结构MT，投影系统PS和被配置为支撑衬底W的衬底台WT。照射系统IL被配置成在辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节辐射束B。投影系统被配置为将辐射束B(现在通过图案形成装置MA来形成图案)投影到衬底W上。衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备将图案化的辐射束B与先前在衬底W上形成的图案对准。

辐射源SO、照射系统IL和投影系统PS都可以被构造和布置成使得它们可以与外部环境隔离。可以在辐射源SO中提供低于大气压的压力的气体(例如氢气)。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供真空。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供远低于大气压的压力的少量气体(例如氢气)。

图1中所示的辐射源SO是可以称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。激光器1(例如可以是CO₂激光器)布置成经由激光束2将能量沉积到燃料中，例如从燃料发射器3提供的锡(Sn)。尽管在下文描述中提及锡，但是可以使用任何合适的燃料。燃料可以例如是液体形式，并且可以例如是金属或合金。燃料发射器3可以包括喷嘴，所述喷嘴配置成沿着朝向等离子体形成区域4的轨迹引导例如呈液滴的形式的锡。激光束2在等离子体形成区域4处入射到锡上。激光能量沉积到锡中，在等离子体形成区域4处产生等离子体7。在等离子体的离子的去激励和复合期间，从等离子体7发射辐射，包括EUV辐射。

EUV辐射由近正入射辐射收集器5(有时更通常地称为正入射式辐射收集器)收集和聚焦。收集器5可以具有多层结构，其布置成反射EUV辐射(例如，具有例如13.5nm的期望波长的EUV辐射)。收集器5可以具有椭圆形配置，所述配置具有两个椭圆形焦点。第一焦点可以在等离子体形成区域4处，第二焦点可以在中间焦点6处，如下所述。

在激光产生等离子体(LPP)源的其他实施例中，收集器5可以是所谓的掠入射收集器，其被配置为以掠入射角接收EUV辐射并将EUV辐射聚焦在中间焦点。掠入射式收集器可以是例如巢状或内嵌式收集器，包括多个掠入射式反射器。掠入射式反射器可以围绕光轴O轴向对称地设置。

辐射源SO可包括一个或更多个污染物捕集器(未示出)。例如，污染物捕集器可以位于等离子体形成区域4和辐射收集器5之间。污染物捕集器可以例如是旋转箔片捕集器，或者可以是任何其他合适形式的污染物捕集器。

激光器1可以与辐射源SO分离。在这种情况下，激光束2可以借助于束传递系统(未示出)从激光器1传递到辐射源SO，所述束传递系统包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器、和/或其他光学器件。激光器1和辐射源SO可以一起被认为是辐射系统。

由收集器5反射的辐射形成辐射束B。辐射束B在点6处聚焦以形成等离子体形成区域4的图像，其用作照射系统IL的虚拟辐射源。辐射束B聚焦所在的点6可以称为中间焦点。辐射源SO布置成使得中间焦点6位于辐射源的封闭结构9中的开口8处或附近。

辐射束B从辐射源SO穿过进入照射系统IL，该照射系统IL被配置成调节辐射束。照射系统IL可包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起为辐射束B提供所期望的横截面形状和所期望的角度分布。辐射束B从照射系统IL穿过并入射到由支撑结构MT保持的图案形成装置MA上。图案形成装置MA(例如可以是掩模)反射辐射束B并使辐射束B形成图案。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11之外或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其他反射镜或装置。

在从图案形成装置MA的反射之后，图案化的辐射束B进入投影系统PS中。投影系统包括多个反射镜13、14，所述反射镜配置成将辐射束B投影到由衬底台WT保持的衬底W上。构成投影系统的反射镜13、14可以配置成反射式透镜元件。投影系统PS可以对辐射束施加减小因子，从而形成具有小于图案形成装置MA上的对应特征的特征的图像。例如，可以施加为4的减小因子。尽管投影系统PS在图1中具有两个反射镜13、14，但是投影系统可包括任意数量的反射镜(例如六个反射镜)。

例如，可以以扫描模式使用光刻设备，其中在将赋予辐射束的图案被投影到衬底W上(即动态曝光)时同步扫描支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT。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投影系统PS的缩小率和图像反转特性来确定。入射在衬底W上的图案化的辐射束可包括辐射带。辐射带可以称为曝光狭缝。在扫描曝光期间，衬底台WT和支撑结构MT的移动可以使得曝光狭缝在衬底W的曝光场上行进。

图1中示出的辐射源SO和/或光刻设备可以包括没有示出的部件。例如，光谱滤光器可以设置在辐射源SO中。光谱滤光器可以对EUV辐射基本上是透射的，但是对其他波长的辐射(诸如红外辐射)基本上是阻挡的。

在光刻系统的其他实施例中，辐射源SO可以采取其他形式。例如，在替代实施例中，辐射源SO可以包括一个或更多个自由电子激光器。一个或更多个自由电子激光器可以配置成发射EUV辐射，所述EUV辐射可提供给一个或更多个光刻设备。

如上所述，可以使用光刻设备来曝光衬底W的部分，以便在衬底W中形成图案。为了提高将期望的图案转印到衬底W的准确度，可以测量光刻设备LA的一个或更多个属性。这些属性可以定期测量，例如在每个衬底W曝光之前和/或之后，或者可以更频繁地进行测量，例如，作为校准过程的一部分。可以被测量的光刻设备LA的属性的示例包括光刻设备LA的部件的相对对准和/或光刻设备的部件的像差。例如，可以进行测量以确定用于支撑图案形成装置MA的支撑结构MT和用于支撑衬底W的衬底台WT的相对对准。确定支撑结构MT和衬底台WT的相对对准有助于将图案化的辐射束投影到衬底W的所期望的部分上。当将图案化的辐射投影到包括已经曝光于辐射的部分的衬底W上时，这可能是特别重要的，以便改善图案化的辐射与先前曝光的区域的对准。

附加地或替代地，可以进行测量以便确定投影系统PS的光学像差。光学像差是光学系统的性能与近轴光学的偏离，并且可能导致在衬底W处曝光的图案的模糊或变形。可以调整和/或考虑投影系统PS的像差，以提高在衬底W上形成所期望的图案的准确度。

可以通过用辐射照射反射式标识17(如图1中示意性示出的)来执行诸如上述的对准和像差测量的测量。标识是反射式特征，当放置在光学系统的视场中时，该反射式特征出现在由光学系统产生的图像中。本文描述的反射式标识适合用作参考点和/或用作由光学系统形成的图像的属性的测量。例如，从反射式标识反射的辐射可用于确定一个或更多个部件的对准和/或一个或更多个部件的光学像差。

在图1中所示的实施例中，反射式标识17形成图案形成装置MA的一部分。可以在用于执行光刻曝光的图案形成装置MA上设置一个或更多个标识17。标识17可以位于图案形成装置MA的图案化区域的外面，其在光刻曝光期间用辐射照射。在一些实施例中，一个或更多个标识17可以另外地或替代地设置在支撑结构MT上。例如，可以在支撑结构MT上提供通常称为基准的一个专用硬件。基准可包括一个或更多个标识。出于这里描述的目的，基准被认为是图案形成装置的示例。在一些实施例中，可以将专门设计用于测量光刻设备LA的一个或更多个属性的图案形成装置MA放置在支撑结构MT上，以便执行测量过程。图案形成装置MA可以包括一个或更多个标识17，用于作为测量过程的一部分进行照射。

在图1示出的实施例中，光刻设备LA是EUV光刻设备，因此使用反射式图案形成装置MA。标识17因此是反射式标识17。标识17的配置可以依赖于使用标识17进行的测量的性质。标识可以例如包括一个或更多个包括由吸收区域围绕的反射式区域的反射式针孔特征、反射式线特征、多个反射式线特征的布置和/或诸如反射式衍射光栅的反射式光栅结构。

为了测量光刻设备LA的一个或更多个属性，提供传感器设备19(如图1中示意性所示)以测量从投影系统PS输出的辐射。传感器设备19可以例如设置在衬底台WT上，如图1所示。为了执行测量过程，支撑结构MT可以定位成使得图案形成装置MA上的标识17被辐射照射。衬底台WT可以定位成使得从标识反射的辐射由投影系统PS投影到传感器设备19上。传感器设备19与控制器CN通信，该控制器CN可以根据传感器设备19进行的测量确定光刻设备LA的一个或更多个属性。在一些实施例中，可以提供多个标识17和/或传感器设备19，并且可以在多个不同的场点(即，投影系统PS的场或物平面中的位置)处测量光刻设备LA的属性。

如上所述，在一些实施例中，从标识反射的辐射可用于确定光刻设备LA的部件的相对对准。在这样的实施例中，标识17可以包括如下所述的特征，即，当用辐射照射该特征时，该特征赋予辐射对准特征。该特征可以例如包括一个或更多个呈光栅结构形式的反射式图案。

辐射束B中的对准特征的位置可以由位于衬底W的高度水平处的传感器设备19(例如，如图1所示的衬底台WT上)测量。传感器设备19可操作用于检测入射在其上的辐射中的对准特征的位置。这可以允许确定衬底台WT相对于图案形成装置MA上的标识的对准。在了解了图案形成装置MA和衬底台WT的相对对准的知识的情况下，图案形成装置MA和衬底台WT可以相对于彼此移动以在衬底W上的期望位置处形成图案(使用从图案形成装置MA反射的图案化的辐射束B)。衬底W在衬底台上的位置可以使用单独的测量过程来确定。

如上面进一步描述的，在一些实施例中，图案形成装置MA可以设置有一个或更多个标识17，其可以用于测量投影系统PS的像差。与上述对准测量类似，可以通过利用位于衬底台WT处或附近的传感器设备19测量从标识17反射的辐射来检测像差。可以通过照射系统IL利用EUV辐射照射图案形成装置MA上的一个或更多个标识17。通过投影系统PS将从一个或更多个标识反射的辐射投影到投影系统PS的图像平面上。一个或更多个传感器设备19定位在图像平面处或附近(例如，如图1所示在衬底台WT上)，并且可以测量被投影的辐射，以便确定投影系统PS的像差。现在将参考图2和3描述可用于确定投影系统PS的像差的标识17和传感器设备19的实施例。

图2是根据本发明的实施例的可以形成图案形成装置MA的一部分的标识17的示意图。图2中还示出了笛卡尔坐标系。y方向可以表示光刻设备的扫描方向。也就是说，在扫描曝光期间，衬底台WT和支撑结构MT的移动可以使得图案形成装置MA在y方向上相对于衬底W被扫描。标识17通常位于x-y平面中。也就是说，标识通常在垂直于z方向的方向上延伸。尽管对通常位于平面中的标识进行参考，但是应当理解的是，标识不完全限于是平面的。也就是说，标识的一部分可以延伸出标识通常所在的平面之外。如下面将进一步解释的，标识可以包括衍射光栅。衍射光栅可以包括三维结构，该三维结构包括不完全位于平面中而是延伸出平面的部分。

图2中所示的标识17包括第一部分17a和第二部分17b。第一部分和第二部分都包括反射式衍射光栅，该反射式衍射光栅包括周期性光栅结构。光栅结构沿光栅方向延伸。第一部分17a包括在第一光栅方向上延伸的衍射光栅，该第一光栅方向在图2中表示为u方向。第二部分17b包括在第二光栅方向上延伸的衍射光栅，该第二光栅方向在图2中表示为v方向。在图2的实施例中，u方向和v方向都相对于x方向和y方向以大约45°对准并且基本上彼此垂直。标识17的第一部分17a和第二部分17b可以在相同或不同的时间用辐射照射。

虽然图2中所示的实施例包括第一部分17a和第二部分17b，第一部分和第二部分包括以垂直光栅方向取向的衍射光栅，但在其他实施例中，标识17可以设置成其他形式。例如，标识17可包括布置成形成棋盘图案的反射区域和吸收区域。在一些实施例中，标识17可包括针孔特征的阵列。反射式针孔特征可包括由吸收材料围绕的反射材料的区域。

当用辐射照射标识的第一部分17a和/或第二部分17b时，从标识反射多个衍射级。被反射的衍射级进入投影系统PS。投影系统PS形成衍射级的图像，其被投影到传感器设备19上。图3A和3B是传感器设备19的示意图。图3A是传感器设备的侧视图和图3B是传感器设备的俯视图。笛卡尔坐标也在图3A和3B中示出。

在图2、3A和3B中使用的笛卡尔坐标系旨在作为通过光刻设备传播的辐射的坐标系。在每个反射式光学元件处，z方向被定义为垂直于光学元件的方向。也就是说，在图2中，z方向是垂直于图案形成装置MA和标识17通常延伸所在的x-y平面。在图3A和3B中，z方向垂直于衍射光栅19和辐射传感器23通常延伸所在的x-y平面。y方向表示扫描方向，其中在扫描曝光期间支撑结构MT和/或衬底台WT相对于彼此进行扫描。x方向表示垂直于扫描方向的非扫描方向。应当理解(例如，根据图1)，在光刻设备中，图案形成装置MA处的z方向不与衬底W处的z方向对准。如上所述，z方向被在光刻设备中的每个光学元件处限定，z方向垂直于光学元件。

传感器设备19包括透射式衍射光栅21和辐射传感器23。从投影系统PS输出的至少一些辐射25穿过衍射光栅21并入射在辐射传感器23上。在图3B中更详细地示出衍射光栅21并包括棋盘状衍射光栅。图3B中示出的衍射光栅21的黑色阴影的区域表示衍射光栅21的区域，其被配置成对入射辐射基本上不透明。图3B中示出的衍射光栅21的没有阴影的区域表示被配置为透射辐射的区域。为了便于图示，衍射光栅21的不透明区域和透射区域未在图3B中按比例示出。例如，实际上衍射光栅特征相对于衍射光栅本身的尺寸的比例可以小于图3B中所示的比例。

图3B中示出的衍射光栅21被描绘为具有包括正方形的透射区域和不透明区域的棋盘状构造。然而，实际上，可能难以或不可能制造包括完美正方形的透射区域和不透明区域的透射式衍射光栅。因此，透射区域和/或不透明区域可以具有除完美正方形之外的横截面形状。例如，透射区域和/或不透明区域可以具有包括具有圆角的正方形(或更一般地矩形)的横截面形状。在一些实施例中，透射区域和/或不透明区域可以具有基本上圆形或椭圆形的横截面形状。在一些实施例中，衍射光栅21可以包括以不透明材料形成的针孔阵列。

辐射传感器23被配置为检测入射在辐射检测器23上的辐射的空间强度分布。辐射检测器23可以例如包括单独检测器元件的阵列。例如，辐射检测器23可以包括CCD或CMOS阵列。在用于确定像差的过程期间，支撑结构MT可以定位成使得标识17被来自照射系统IL的辐射照射。衬底台WT可以定位成使得从标识反射的辐射由投影系统PS投影到传感器设备19上。

如上所述，在标识17处形成多个衍射级。在衍射光栅21处发生辐射的进一步衍射。在标识17处形成的衍射级与在衍射光栅21处形成的衍射图之间的相互作用导致干涉图案形成在辐射检测器23上。干涉图案与已经通过投影系统传播的波前相位的导数有关。因此，干涉图案可用于确定投影系统PS的像差。

如上所述，标识17的第一部分和第二部分包括彼此垂直对准的衍射光栅。从标识17的第一部分17a反射的辐射可以提供在第一方向上的与波前有关的信息。从标识的第二部分17b反射的辐射可以提供在与第一方向垂直的第二方向上的与波前有关的信息。在一些实施例中，标识的第一部分和第二部分可以在不同时间被照射。例如，标识17的第一部分17a可以在第一时间被照射，从而导出第一方向上的关于波前的信息，标识17的第二部分17b可以在第二时间被照射，从而导出关于第二方向上的波前的信息。

在一些实施例中，图案形成装置MA和/或传感器设备19可以在两个垂直方向上顺序地进行扫描和/或步进。例如，图案形成装置MA和/或传感器设备19可以在u方向和v方向上相对于彼此步进。在标识17的第二部分17b被照射的情况下可以使图案形成装置MA和/或传感器设备19在u方向上步进，并且在标识17的第一部分17a被照射的情况下可以使图案形成装置MA和/或传感器设备19在v方向上步进。也就是说，图案形成装置MA和/或传感器设备19可以在垂直于正在被照射的衍射光栅的光栅方向的方向上步进。

图案形成装置MA和/或传感器设备19可以步进与衍射光栅的光栅周期的分数相对应的距离。可以对在不同的步进位置处进行的测量进行分析，从而导出步进方向上的关于波前的信息。例如，测量的信号的一次谐波的相位可能包含在步进方向上的关于波前的导数的信息。因此，在u方向和v方向(它们彼此垂直)上使图案形成装置MA和/或传感器设备19步进，允许在两个垂直方向上导出关于波前的信息，由此允许重建全波前(fullwavefront)。

除了在垂直于正被照射的衍射光栅的光栅方向的方向上使图案形成装置MA和/或传感器设备19步进之外(如上所述)，图案形成装置MA和/或者传感器设备19也可以相对于彼此被扫描。可以在与正被照射的衍射光栅的光栅方向平行的方向上执行图案形成装置MA和/或传感器设备19的扫描。例如，在标识17的第一部分17a被照射的情况下可以在u方向上扫描图案形成装置MA和/或传感器设备19，并且在标识17的第二部分17a被照射的情况下可以在v方向上扫描图案形成装置MA和/或传感器设备19。在与正被照射的衍射光栅的光栅方向平行的方向上扫描图案形成装置MA和/或传感器设备19，允许横跨衍射光栅对测量进行平均，由此考虑了衍射光栅在扫描方向上的任何变化。可以在与上述的图案形成装置MA和/或传感器设备19的步进不同的时间执行图案形成装置MA和/或传感器设备19的扫描。

如上所述，形成传感器设备19的一部分的衍射光栅21配置成棋盘形式。这可以允许在确定在u方向和v方向两者上的波前相位变化期间使用传感器设备19。形成标识17和传感器设备19的衍射光栅的布置仅作为示例实施例呈现。应当理解的是，可以使用各种不同的布置来确定波前变化。

在一些实施例中，标识17和/或传感器设备19可包括除衍射光栅之外的部件。例如，在一些实施例中，标识17和/或传感器设备19可包括单个狭缝或一个或更多个针孔特征，辐射束的至少一部分可传播通过它们。在标识17的情况下，针孔特征可以包括由吸收材料围绕的反射材料的一部分，使得辐射仅从标识的一小部分反射。单个狭缝特征可以具有由吸收材料围绕的单条反射材料的形式。传感器设备19处的针孔特征和/或单个狭缝特征可以是透射式特征。通常，标识17可以是赋予辐射束特征的任何特征，该特征可以用作参考点或确定辐射束的度量。

虽然在上述实施例中提供了单个标识17和传感器设备19，但是在其他实施例中，可以提供多个标识17和传感器设备19，以便测量不同场点处的波前相位变化。通常，可以使用任何数量和配置的标识和传感器设备19来提供关于波前相位变化的信息。

控制器CN(如图1所示)接收在传感器设备19处进行的测量，并根据测量值确定投影系统PS的像差。控制器还可以被配置为控制光刻设备LA的一个或更多个部件。例如，控制器CN可以控制定位设备，该定位设备可操作用于使衬底台WT和/或支撑结构MT相对于彼此移动。控制器CN可以控制调节装置PA，该调节装置用于调节投影系统PS的部件。例如，调节装置PA可以调节投影系统PS的元件，以便校正由控制器CN确定的像差。

投影系统PS包括多个反射式透镜元件13、14和调节装置PA，该调节装置用于调节透镜元件13、14以校正像差。为此，调节装置PA可操作用于以一种或更多种不同方式操纵投影系统PS内的反射式透镜元件。调节装置PA可操作用于进行以下任何组合：使一个或更多个透镜元件移位；使一个或更多个镜头元件倾斜；和/或使一个或更多个透镜元件变形。

投影系统PS具有可以是不均匀的光学传递函数，其会影响在衬底W上成像的图案。对于非偏振辐射，这种效果可以通过两个标量映射很好地描述，这两个标量映射描述了离开投影系统PS的辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)作为在其的光瞳平面中的位置的函数。这些标量映射可以被称为透射映射和相对相位映射，可以表达为一组完整的基函数的线性组合。一个特别方便的集合是泽尼克(Zernike)多项式，其形成在单位圆上限定的一组正交多项式。每个标量映射的确定可能涉及确定这种展开式中的系数。由于泽尼克多项式在单位圆上是正交的，因此可以通过依次计算测得的标量映射与每个泽尼克多项式的内积并且用该泽尼克多项式的范数的平方除该内积来确定泽尼克系数。

透射映射和相对相位映射依赖于场和系统。也就是说，通常，每个投影系统PS对于每个场点(即，对于其成像平面中的每个空间位置)将具有不同的泽尼克展开式。

确定投影系统PS的像差可以包括将由传感器设备19进行的波前测量拟合成泽尼克多项式，以便获得泽尼克系数。不同的泽尼克系数可以提供关于由投影系统PS引起的不同形式的像差的信息。可以在x和/或y方向上的不同位置(即，在不同的场点处)独立地确定泽尼克系数。

不同的泽尼克系数可以提供关于由投影系统PS引起的不同形式的像差的信息。通常，泽尼克多项式被认为包括多个阶，每个阶具有相关联的泽尼克系数。阶和系数可以用指数来标出，所述指数通常被称为诺尔(Noll)指数。具有1的诺尔指数的泽尼克系数可以被称为第一泽尼克系数，具有2的诺尔指数的泽尼克系数可以被称为第二Zernike系数，等等。

第一泽尼克系数涉及测量的波前的平均值(可以称为piston)。第一泽尼克系数可能与投影系统PS的性能无关，因此可能无法使用本文所述的方法确定。第二泽尼克系数涉及测量的波前在x方向上的倾斜。波前在x方向上的倾斜等同于在x方向上的放置(placement)。第三泽尼克系数涉及测量的波前在y方向上的倾斜。波前在y方向上的倾斜等同于在y方向上的放置。第四泽尼克系数涉及测量的波前的散焦。第四泽尼克系数等同于z方向上的放置。高阶泽尼克系数涉及其他形式的像差(例如像散、彗差、球面像差和其他效应)。

在整个描述中，术语“像差”旨在包括波前的从完美球面波前的所有形式的偏离。也就是，术语“像差”可以涉及图像的放置(例如，第二、第三和第四泽尼克系数)和/或涉及高阶像差，诸如涉及具有5或更大的诺尔指数的泽尼克系数的那些像差。

如上面详细描述的，可以使用一个或更多个反射式标识17来确定光刻设备LA的部件的对准和/或像差。在一些实施例中，单独的标识17可用于确定部件与用于确定像差的标识的对准。例如，适合用于光刻曝光过程的图案形成装置MA可以在适合用于光刻曝光过程的图案化区域之外提供一个或更多个标识。一个或更多个标识可以适合于确定图案形成装置MA相对于衬底台WT的对准。

可以在测量图案形成装置上提供适合于确定像差的一个或更多个标识17，该测量图案形成装置与用于执行光刻曝光的图案形成装置MA(例如，掩模版)分开。测量图案形成装置MA可以例如定位在支撑结构MT上，以用于执行像差测量的目的。测量图案形成装置MA可以包括适合于确定投影系统PS的其他属性的其他特征。例如，测量图案形成装置可另外包括适合于确定测量图案形成装置相对于衬底台WT的对准的标识。

在一些实施例中，相同的标识可用于确定对准和像差两者。例如，可以使用呈反射式光栅结构(例如衍射光栅)形式的一个或更多个标识来确定对准和像差两者。在一些实施例中，可以使用相同的一组测量值同时确定对准和像差两者。

本文提到的图案形成装置MA应被解释为包括被配置为修改辐射的一个或更多个特征的任何装置。图案形成装置MA可以例如设置有用于在光刻曝光期间使用的图案(例如，图案形成装置可以是掩模版)。附加地或替代地，图案形成装置可以设置有用于测量过程的一个或更多个标识。通常，图案形成装置MA是可移除的部件，其被放置在支撑结构MT上以执行特定的过程(例如，执行光刻曝光和/或执行一个或更多个测量过程)。然而，在一些实施例中，光刻设备LA本身可以设置有一个或更多个图案化特征。例如，支撑结构MT可以设置有用于测量过程的一个或更多个图案化特征(例如标识)。例如，支撑结构MT可以设置有一个或更多个基准，其包括一个或更多个标识。在这样的实施例中，支撑结构MT本身可以被认为是图案形成装置的示例，因为它设置有被配置为修改辐射的一个或更多个特征。本文提到的包括反射式标识的图案形成装置不应解释为限于可移除的图案形成装置，而应解释为包括其上设置有反射式标识的任何装置。

如上所述，在图案形成装置MA上设置的一个或更多个反射式标识可以用在测量过程中，例如，以确定与光刻设备LA相关联的对准和/或像差。当使用来自标识的反射来测量对准和/或像差时，可能期望从标识反射的辐射填充投影系统PS的光瞳的大部分。投影系统PS的光瞳表示投影系统PS的角度接收性(angular acceptance)。投影系统PS的光瞳平面是与投影系统PS的物体和像平面具有傅立叶关系的平面。图案形成装置MA可以放置在投影系统PS的物平面处或附近。衬底W可以放置在投影系统PS的图像平面处或附近。光瞳平面中的辐射的空间强度分布对应于投影系统PS的图像平面中的角强度分布，反之亦然。如下面将详细解释的，入射在标记17上的辐射的角强度分布(即，照射系统IL的光瞳平面中的辐射的空间强度分布)可能对使用来自标识17的反射进行的测量的准确度产生影响。

图4是标识17的一部分的示意图，所述标识17可以设置在图案形成装置MA上。在图4所示的实施例中，标识包括反射式光栅结构，该反射式光栅结构包括反射式多层结构31，吸收材料33的区域设置在反射式多层结构31上。在图4中仅示出了吸收材料33的两个区域。实际上，标识17可以包括比图4中所示的更多的吸收材料33的区域。吸收材料的区域可以以周期性间隔设置并且可以延伸到图4的页面中(沿光栅方向)，从而形成周期性光栅结构。

反射式多层结构31包括第一材料41和第二材料43的交替层。第一材料41和第二材料43具有不同的折射率。因此，辐射可以在第一材料41和第二材料43之间的界面处反射。第一材料41可以例如包括钼。第二材料43可以例如包括硅。附加地或替代地，可以使用其他材料。在一些实施例中，多层结构可另外设置有第三材料层。在一些实施例中，多层结构可以设置有多于三种材料的层。

材料41的层和材料43的层的厚度和折射率使得材料用作多层反射镜结构。EUV辐射的一系列射线35由图4中的箭头描绘为入射在标识17上。在第一材料41的层与第二材料43的层之间的界面处发生的折射率的变化引起一些EUV辐射被从每个界面反射。例如，EUV辐射的一部分可以从第一材料41和第二材料43之间的最上面的界面反射，其余的辐射被传输到下层。然后，被传输的辐射的部分可以从位于多层结构内的第一材料和第二材料之间的界面反射。

多层结构31布置成使得来自第一材料41和第二材料43之间的不同界面的反射相互相长干涉。也就是，不同界面之间的间隔使得从不同界面反射的辐射的部分经历它们之间的路径长度差，这导致它们相互相长干涉。应当理解，界面之间的间隔导致从不同界面反射的辐射的部分之间的相长干涉，这依赖于要反射的辐射的波长。因此，第一材料41的层和第二材料43的层可以配置成优先反射具有给定波长的辐射。例如，第一材料41的层和第二材料43的层可以被配置为优先反射EUV辐射，例如具有波长为约13.5nm的辐射。

虽然可以参考被配置为优先反射具有给定波长的辐射的多层结构，但是应当理解，多层结构也可以反射其他波长的辐射。例如，多层结构被布置成使得来自不同界面的具有约13.5nm波长的辐射的反射相互相长干涉(即，多层结构被配置为优先反射波长为约13.5nm的辐射)，所述多层结构也可以反射一些波长小于和/或大于13.5nm的辐射。因此这里提到的被配置成优先反射具有给定波长的辐射的反射区域不是旨在限于仅反射具有给定波长的辐射的反射区域。

如上所述，从多层结构31反射的辐射可以包括从多层结构31中的不同界面反射的辐射，其可以相互相长干涉。可以认为来自多层结构31的不同层的反射的组合效果等同于从位于多层反射镜结构31内的有效反射平面47反射的EUV辐射。因此，辐射的反射射线37在图4中被描绘为已经从有效反射平面47反射。有效反射平面47可以位于多层结构的上表面下方的几层，如图4所示。一些辐射可以从有效反射平面47上方的位置反射，一些辐射可以从有效反射平面47下方的位置反射。

根据图1和图4可以理解，入射在标识17上的EUV辐射束不垂直地入射在标识17上。辐射束相对于从标识17延伸出的垂线所对的角可以称为主射线角θ(如图4所示)。在实际中，标识17可以从一系列角度照射，并且主射线角θ可以被认为是这些角度的平均值。为了便于图示，在图4中仅示出了以主射线角θ入射在标识上的射线。

如果EUV辐射垂直地入射(即，主射线角θ为零)在标识上，那么EUV吸收材料33的区域的高度h将对从标识17反射的辐射没有影响。然而，由于EUV辐射以非零的主光线角θ入射在标识17上，因此由标识17的多层结构31反射的一些辐射随后被EUV吸收材料33块吸收。例如，图4中用附图标记35′表示的入射射线入射在多层结构17的上表面的一部分上，该部分没有设置EUV吸收材料，因此从第一材料41和第二材料43之间的界面反射。然而，相应的反射光线37′被EUV吸收材料33的区域吸收，因此不留下标识。因此，照射标识17所利用的EUV吸收材料33的区域的高度影响从标识17反射的辐射。该效果可以称为阴影。

应当理解，如果标识17以与主射线角θ不同的角度被照射，则由吸收区域33的高度h产生的阴影效果将是不同的。因此，标识17被照射的角度影响阴影产生从标识反射的辐射的程度。

用辐射照射标识17的角度分布可以称为照射模式。通常，照射系统IL可以操作用于在不同的照射模式之间切换。例如，可以调整琢面场反射镜装置10和/或琢面光瞳反射镜装置11的反射面的方向，以便改变照射模式。通常在光刻曝光期间使用的共同照射模式包括多极照射模式，其中照射系统IL的光瞳平面中的空间强度分布被限制至离散的极区。例如，偶极子照射模式包括在包括两个极区的照射系统IL的光瞳平面中的空间强度分布。其他照射模式可以包括环形照射模式，其中照射系统IL的光瞳平面中的空间强度分布被约束成环形区域。阴影影响从标识17反射的辐射的程度可依赖于用于照射标识17的照射模式。

阴影是三维成像效果的一个示例。术语三维成像效果可以用于指代由标识的三维结构和/或标识的离轴照射产生的任何效果(即，以大于零的主射线角θ照射标识)。如上所述，三维成像效果影响从标识17反射的辐射的程度可依赖于照射标识17的照射模式。因此，由标识17反射的辐射进行的测量(例如，对准和/或像差测量)依赖于在测量过程中使用的照射模式。

通常，可以通过增加投影系统PS的光瞳的填充有辐射的部分来改善所执行的测量过程的准确度。这可以用于减少三维成像效果对测量的影响。另外，在根据对离开投影系统PS的辐射的测量确定投影系统PS的像差的实施例中，期望对在构成投影系统PS的反射式透镜元件上的不同位置处已经被反射的辐射进行采样。这增加了可以根据测量确定的关于反射式透镜元件的信息量。特别地，它增加了可以导出像差信息的反射式透镜元件的部分。因此，还期望增加投影系统PS的光瞳的填充有辐射的部分，以便增加关于像差的可用信息。

可以通过增加辐射进入投影系统PS的所利用的角度范围来增加投影系统PS的光瞳填充有辐射的部分。例如，这可以通过增加用辐射照射反射式标识17所利用的角度范围来实现。例如，可以选择照射模式，其利用从大范围的角度入射到其上的辐射照射反射式标识17。例如，照射系统IL可以被配置为使得照射系统IL的光瞳平面中的辐射的空间强度分布基本上被辐射填充。然而，如上所述，在光刻曝光期间，经常使用照射模式(例如偶极照射模式)，其中仅照射系统的光瞳平面的小部分被辐射填充。因此，需要在光刻曝光之间重新配置照射系统IL，以便提供适合于执行测量过程的照射模式(即，照射系统IL的基本上所有光瞳平面都被辐射填充的照射模式)。

作为专门为了执行测量过程而改变照射模式的替代方案，反射式标识可以设置有扩散光学器件。扩散光学器件可以是被配置为展开辐射以增加辐射传播的角度范围的任何光学元件。通过提供结合到反射式标识中的扩散光学器件，可以有利地增加投影系统PS的光瞳平面的部分，而不需要改变照射标识17所使用的照射模式。另外，从标识17反射并且穿过投影系统PS的辐射可以变得基本上不改变于用于照射标识的照射模式。因此，由离开投影系统PS的辐射进行的测量可以基本上不改变照射模式，并且可以有利地利用任何照射模式可靠地执行测量过程。

图5是根据本发明的实施例的反射式标识17的一部分的示意图。反射式标识17包括反射式多层结构31，吸收材料33的区域设置在反射式多层结构31上。类似于图4中所示的基准，反射式多层结构31包括第一材料41和第二材料43的交替层。多层结构31被配置为优先反射具有给定波长(例如EUV波长)的辐射。其上没有设置吸收区域33的反射式多层结构的区域形成多个反射区域51，其被配置为优先反射具有给定波长的辐射。吸收材料33的区域形成多个吸收区域，这些吸收区域被配置成优先吸收具有给定波长的辐射。

吸收区域和反射区域被配置为当用辐射35照射时形成从标识17反射的图案化辐射束。如上面参考图4所述，反射区域和吸收区域可以布置成光栅结构。例如，反射区域和吸收区域可以形成衍射光栅，在该衍射光栅处形成多个衍射级。

在图5中所示的实施例中，第一材料41的层和第二材料43的层被配置为形成粗糙化的反射表面。例如，第二材料的最上层具有粗糙表面57，辐射35入射到该粗糙表面上。如图5中用附图标记55标记的箭头所示，粗糙化的反射表面的粗糙性质意味着辐射入射到所述粗糙化的反射表面上的辐射可以在多个不同的方向上反射。因此，粗糙化的反射表面57导致辐射的散射或展开。因此，粗糙化的反射表面57被配置为扩散从反射区域51反射的辐射。

如参考图4所述，入射在粗糙化的反射表面57上的一些辐射在表面处透射并到达位于多层结构内的第一材料41的层和第二材料43的层之间的界面。如图5所示，第一材料41的层和第二材料43的层布置成使得第一材料41和第二材料43之间的界面形成具有粗糙特征的粗糙表面。由于第一材料41和第二材料43具有不同的折射率，所以辐射可以在第一材料41的层和第二材料43的层之间的界面处反射。因此，第一材料41的层和第二材料43的层之间的界面形成另外的粗糙化的反射表面，所述反射表面被配置为扩散从反射区域51反射的辐射。即，多层结构31包括多个粗糙化的反射表面，所述反射表面被配置为扩散从反射区域51反射的辐射。

如上所述，粗糙化的反射表面的扩散效果增加了从标识17反射的辐射的角展度(angular spread)。因此，粗糙化的反射表面增加了投影系统PS的光瞳的被辐射填充的部分有利地。

存在于第一材料41的层和第二材料43的层中的粗糙特征可以例如通过将多层结构布置在粗糙衬底上来制造。例如，可以将诸如铬的层材料溅射到衬底上，以便在衬底上提供粗糙表面。然后，可以将第一材料和第二材料的层沉积在粗糙的表面上，并且由于沉积在粗糙表面上，它们本身将被粗糙化。然后，可以将吸收材料33的区域沉积在多层结构31上，如图5所示。

粗糙化的反射表面可以配置成以便产生期望的散射属性。例如，粗糙化的反射表面可以配置成使得从粗糙化的反射表面反射的辐射的角散射分布基本上是平滑的并且不包含明显的峰和谷。可能期望从粗糙化的反射表面散射辐射，使得从粗糙化的反射表面反射的辐射的散射分布(散射辐射的强度作为散射角的函数)在横跨投影系统PS的数值孔径上基本上是均匀的。然而，实际上，这可能难以实现。在一些实施例中，粗糙化的反射表面可以配置成使得粗糙化的反射表面的散射分布在横跨投影系统PS的数值孔径上在最大散射强度的50％和100％之间。投影系统PS可以例如接收横跨在约-8°和8°之间延伸的角度范围(相对于主射线角θ的镜面反射)的辐射。在这样的实施例中，粗糙化的反射表面可以配置成使得来自粗糙化的反射表面的散射分布在横跨约-8°和8°之间的散射角范围的最大散射强度的50％和100％之间。

如上所述，标识17的反射区域51和吸收区域33可以布置成形成衍射光栅，在该衍射光栅处可以形成多个衍射级。在一些测量过程中，除了第0级衍射(镜面反射)之外的衍射级中的辐射可以形成确定一个或更多个属性的信号。例如，当确定投影系统PS的像差时，确定像差所依据的测量信号可以包括除了第0级衍射以外的衍射级中的辐射。在这样的实施例中，可能期望降低反射到第0级衍射的辐射强度。也就是，可能期望抑制来自衍射光栅的镜面反射。这可以增加用于确定像差的信噪比。

被镜面反射的辐射的部分至少部分地依赖于粗糙化的反射表面的粗糙度特征的尺度。表面粗糙度可以通过所述表面与平面的偏差的量度来表征。一个这样的量度是均方根(RMS)粗糙度R_RMS，由下式给出：

其中z(x)是表面与定义为表面的平均值的平面的偏差(作为横跨表面的位置(x)的函数)，L是评价RMS粗糙度的长度。

图6是镜面反射的归一化幅度作为RMS粗糙度R_RMS除以辐射波长的函数的示意图。从图6中可以看出，镜面反射随着RMS粗糙度的增加而减小，直到RMS粗糙度值约为辐射波长的四分之一。因此，可以期望RMS粗糙度值约为辐射波长的四分之一。

如上所述，标识17的反射部分51可以配置成优先反射具有给定波长的辐射。例如，反射部分51可以包括多层结构31，该多层结构31布置成使得具有给定波长的辐射从多层结构中的不同界面的反射相互相长干涉。在一些实施例中，反射部分51可以进一步配置成使得形成反射部分51的一个或更多个反射表面的RMS粗糙度约是给定波长的四分之一或更大。这有利地减少了从反射部分的镜面反射。在一些实施例中，形成反射部分51的一个或更多个反射表面的RMS粗糙度可以约是给定波长或更小。

在图5中所示的实施例中，粗糙化的反射表面是连续变化的表面。也就是，反射表面的高度作为横跨表面的距离的大致连续的函数变化。在一些实施例中，粗糙化的反射表面可以包括反射表面的高度的阶跃变化，并且作为横跨表面的距离的函数，反射表面的高度可以包括不连续性。

图7是根据本发明的替代实施例的标识17的示意图。图7中所示的标识17类似于图5中所示的标识17。标识17包括多个反射区域51和多个吸收区域33。反射区域51由反射式的多层结构31形成。多层结构包括第一材料41和第二材料43的交替层。多层结构31被配置为优先反射具有给定波长的辐射(例如诸如约13.5nm的EUV波长)。吸收区域33包括设置在多层结构31上的吸收材料区域，其中吸收材料33被配置成优先吸收具有给定波长的辐射。

类似于图5中所示的实施例，图7的实施例的多层结构31包括粗糙化的反射表面，其被配置为扩散从反射区域51反射的辐射。粗糙化的反射表面包括第二材料的最上面层的表面57和第一材料41的层和第二材料43的层之间的多个界面。粗糙化的反射表面可具有约为给定波长的四分之一或更大的RMS粗糙度。粗糙化的反射表面的RMS粗糙度可约为给定波长或更小。

与图5实施例的粗糙化的反射表面相比，图7实施例的粗糙化的反射表面包括反射表面高度的阶跃变化。图7中所示的高度的阶跃变化的尺寸没有按比例显示，并且实际上该高度的阶跃变化的尺寸可能小于图7中所示的尺寸。反射表面中的高度的阶跃变化导致在从反射表面的不同部分反射的辐射之间引入小的相位差。因此，反射表面用作相位扩散器，所述相位扩散器用于展开从表面反射的辐射。因此，图7的不连续的粗糙化的反射表面的效果类似于图5的连续的粗糙化的反射表面的效果。

图8A是包括反射表面的高度的不连续的阶跃变化的反射表面的一部分的示意图。在图8A所示的实施例中，反射表面包括两个不同高度的部分，如图8A所示。表面的部分的高度相对于用附图标记52表示的表面的平均高度被示出。第一组表面部分54位于高于表面平均值52的第一高度a处。第二组表面部分56位于低于表面平均值52的第一高度a处。因此，第一组表面部分54和第二组表面部分56之间的台阶的整个高度为2a。

如上所述，可能期望降低来自反射表面的镜面反射的强度。在图8A的实施例中，如果从第一组表面部分54反射的辐射与从第二组表面部分56反射的辐射相消干涉，则可以减小镜面反射的强度。可以示出，如果第一高度为a设定为λ/8(其中λ是要反射的辐射的波长)，镜面反射的辐射的平均电场强度基本上等于零。在图8A的实施例中，第一高度a因此可以设定为大约λ/8，以便减小来自反射表面的镜面反射的强度。因此，第一组表面部分54和第二组表面部分之间的总台阶高度约为λ/4。如果第一组表面部分52和第二组表面部分56中的每一个占据总表面基本相同的部分，则RMS粗糙度可以近似等于λ/8。

图8B是包括反射表面的高度的不连续的阶跃变化的反射表面的另一实施例的一部分的示意图。图8B中所示的实施例包括位于三个不同高度的表面部分。第一组表面部分54位于高于表面平均值52的第一高度a处。第二组表面部分56位于低于表面平均值52的第二高度a处，第三组表面部分58基本上位于表面平均值处。在一包括位于三个不同高度的表面部分(如图8B所示)的实施例中，可以示出如果竖直高度水平之间的第一高度a被设定为大约λ/6，镜面反射的辐射的平均电场强度基本上等于零。在这样的实施例中，第一高度a因此可以设定为约λ/6，以便减小从反射表面的镜面反射的强度。如果第一组表面部分52、第二组表面部分56和第三组表面部分58中的每一个占据总表面的基本相同的部分，则这种表面的RMS粗糙度可以接近0.14λ。

在其他实施例中，包括高度的不连续的阶跃变化的反射表面可包括在多于三个不同高度处的表面部分。例如，在一些实施例中，反射表面可包括在五个不同高度处的表面部分。在这样的实施例中，表面部分和表面平均值之间的最大间距可以是约λ/5。约λ/5的最大间距可以使镜面反射的辐射的平均电场强度基本上等于零，从而使得镜面反射的强度被减小。如果每个不同的表面高度占据总表面的基本相同的部分，那么这种表面的RMS粗糙度可以接近0.14λ。

在一些实施例中，包括高度的不连续的阶跃变化的反射表面可包括在多于五个不同高度的表面部分。图9A是表面平均值与表面的部分之间的最大间距a作为所述表面的部分被定位所处的不同高度水平的数量的函数的示意图。最大间距a以1/λ为单位给出。对于高度水平的数量的每个值，不同的高度水平均匀地分布在高于表面平均值的最大高度a和低于表面平均值的最大高度a之间。最大间距a的值对应于导致镜面反射的辐射的平均电场强度基本上等于零的最大间距a，从而使得镜面反射的强度被降低，所述最大间距a的值是针对水平的数量的每个值给出的。从图9A中可以看出，随着水平数量的增加，最大间距a趋于约λ/4。由于最大间距a趋于约λ/4，所以表面的RMS粗糙度趋于约

如上所述，构思了多个实施例，在所述多个实施例中，反射表面包括位于多个不同高度水平的反射表面的部分。多个高度水平分布在从表面平均值到最大间距a的高度水平之间。在上述实施例中，多个高度位置均匀地分布在从表面平均值的定位在最大间距a的水平之间。在其他实施例中，多个水平可以是被不均匀分布。例如，可以根据诸如二项式分布或高斯分布的分布对不同水平进行加权。

在一些实施例中，可以根据具有由帕斯卡(Pascal)三角形给出的加权因子的二项式分布来对水平进行加权。图9B是反射表面的RMS粗糙度的示意图，该反射表面包括具有根据由帕斯卡三角形给出的加权因子的二项式分布进行加权的表面部分。RMS粗糙度作为反射表面中包括的不同高度水平的数量的函数给出。对于每一数量的水平，反射表面被配置成使得镜面反射的辐射的平均电场强度基本上等于零，从而使得镜面反射的强度被减小。RMS粗糙度以1/λ为单位给出。从图9B可以看出，当使用根据二项式分布加权的水平时，RMS粗糙度随着水平数量的增加从约λ/8快速地增加。与上面参考图9A描述的均匀的实施例不同，对于大数量的水平来说RMS粗糙度超过λ/4并且可能例如接近λ。

在一些实施例中，可以根据高斯分布对反射表面的水平进行加权。在这样的实施例中，可能无法配置所述多个层，使得镜面反射的辐射的平均电场强度恰好等于零。相反，这些层可以配置成使得镜面反射的辐射的平均电场强度被显著降低。

上面已经描述了各种实施例，其中一个或更多个反射表面被配置为提供扩散效果并降低镜面反射辐射的强度。在一些实施例中，反射表面可包括连续变化的粗糙表面。如上面参考图6所述的，在这样的实施例中，表面的RMS粗糙度可以是约λ/4或更大，其中λ是要反射的辐射的波长。在一些实施例中，反射表面可以包括呈表面的高度的阶跃变化形式的不连续性。如上所述，在这些实施例中，参考图8A、8B、9A和9B，反射表面的RMS粗糙度可以是约λ/8或更大的量级。

通常，根据本发明的实施例，(连续或不连续形式的)反射表面可以配置成使得表面的RMS粗糙度为约λ/8或更大。反射表面可具有小于约λ的RMS粗糙度。提供具有这些特性的反射表面可以有利地扩散从反射表面反射的辐射，同时降低来自表面的镜面反射的强度。

在上述实施例中以及在图5和7中示出，吸收区域33设置在多层结构31上。在其他实施例中，反射区域可以设置在吸收材料层上。图10是根据本发明替代实施例的反射式标识17的示意图。在图10所示的实施例中，反射区域51设置在吸收层53上。反射区域51配置成反射入射辐射，并且可以例如包括反射式多层结构31，如图10所示。吸收层53配置成吸收入射辐射。其上没有设置反射区域51的吸收层53的区域形成吸收区域。吸收区域和反射区域布置成形成从标识17反射的图案化辐射束。例如，吸收区域和反射区域可以布置成形成光栅结构(例如衍射光栅)。

如图10所示，反射区域51包括多个粗糙化的反射表面。至少一些粗糙化的反射表面包括多层结构31中的不同材料的层之间的界面。图10中所示的实施例中的粗糙化的反射表面包括上面参考图5描述的类型的连续变化的粗糙表面。在其他实施例中，粗糙化的反射表面可以包括不连续性，如上面参考图7所述的。

在图10的实施例中提供的粗糙化的反射表面可以具有与上面参考图5和6描述的那些反射表面相似的属性。因此，图10中所示的标识17导致与上面参考图5-7描述的那些标识类似的有利效果。例如，粗糙化的反射表面用于扩散从反射区域反射的辐射，以便增加进入投影系统PS的辐射的角展度。这有利地允许标识17用于使用多种不同的照射模式执行测量过程。

与将吸收区域33设置在反射表面上(如图5和7所示)相反，将反射区域51设置在吸收表面上(如图10所示)可以有利地简化用于制造标识17的制造过程。

例如，可以通过首先形成吸收表面53来制造图10的标识17。如图10所示，吸收表面可以是粗糙表面。例如，可以通过将一吸收材料层(例如铬和/或镍)溅射到衬底(未示出)上来形成粗糙表面。溅射过程可以固有地将粗糙特征引入到所得到的吸收表面中。附加地或替代地，可以通过蚀刻所述表面来使吸收材料层(例如铬和/或镍)粗糙化。例如，可以进行电子束蚀刻以使吸收表面粗糙化。在一些实施例中，在吸收层53沉积到衬底上之前，可首先使衬底设置有粗糙特征(例如通过蚀刻衬底)。存在于衬底上的粗糙度特征可以转印到吸收层53并且可以产生粗糙的吸收表面。

在形成粗糙化的反射表面之后，可以将第一材料的层和第二材料的层沉积到吸收表面上以形成多层结构31。如上所述，多层结构可以另外包括一种或更多种其他材料的多个层。最初可以基本上横跨整个吸收表面形成多层结构。随后，可以移除多层结构的区域以暴露出吸收区域33。例如，可以选择性地蚀刻掉多层结构31的部分以暴露出吸收区域。可以通过在多层结构31的区域上沉积掩模来执行选择性蚀刻过程。掩模可以例如仅设置在多层结构的要形成反射区域51的部分上。掩模可以在蚀刻过程期间保护反射区域51并且可以防止多层结构在反射区域51中被蚀刻掉。在完成蚀刻过程之后，可以随后从反射区域51移除掩模。

通过在粗糙的吸收表面上沉积多层结构，粗糙的吸收表面的粗糙特征使得多层结构31的多个层也形成有粗糙特征。因此，在多层结构中形成所期望的粗糙化的反射表面。与包括设置在反射式多层结构31上的吸收区域33的标识17(例如，如图5和7所示)相比，通过在粗糙的吸收表面上沉积多层结构，形成标识17所需的制造步骤的数量可以减少至少一个。例如，在图5和7的实施例中，可先制备粗糙的表面(例如粗糙的衬底)。然后可以将多层结构沉积在粗糙的表面上。因此，粗糙的表面纯粹用于在多层结构中形成粗糙度特征，并且在标识17中不具有光学功能。相比，当将多层结构31沉积到粗糙的吸收表面上时，粗糙的吸收表面除了用于将粗糙度特征引入多层结构31中之外，粗糙的吸收表面在标识17中还具有光学功能。因此，制造步骤的数量减少了至少一个。这可以有利地简化制造过程并因此降低制造标识17的成本。

在图10的实施例中，吸收区域33由粗糙的吸收层形成。尽管未在图5和7中示出，在其中吸收区域设置在多层结构31上的实施例中，吸收区域33也可以设置有粗糙的吸收层。如下面将详细描述的，使吸收区域设置具有粗糙的吸收层可以提供一种或更多种有利效果。

虽然吸收材料的区域被配置成优先吸收入射辐射(例如，在给定波长(例如EUV波长)处的辐射)，但是一些辐射仍然可能被从吸收材料反射。从吸收区域反射的辐射可以影响从标识17反射的辐射的测量。例如，从吸收区域33反射的辐射可以影响基于对从标识17反射的辐射的测量而进行的像差和/或对准的确定。特别地，从吸收区域反射的辐射可能将误差引入像差和/或对准的确定中。提供具有粗糙的吸收表面的吸收区域可以有利地减少该误差。

粗糙的吸收表面对从吸收表面反射的辐射具有扩散效应。也就是，表面起到在角度上展开从吸收表面反射的辐射的作用。在一些实施例中，粗糙化的反射表面可以被配置为将辐射散射到投影系统PS的数值孔径之外，使得辐射不被投影系统投影到传感器上。因此，减少了已经从吸收区域反射的入射到传感器上的辐射量，从而减小了由辐射引起的测量误差。

附加地或替代地，粗糙的吸收表面可以被配置为改变泽尼克(Zernike)系数，该Zernike系数受到由标识17的三维形状导致的三维成像效果的影响。例如，粗糙化的反射表面可以具有将由三维成像效果引起的测量误差改变成更高阶Zernike系数的效果。例如，在标识17用于确定光刻设备的部件的对准的实施例中，这可能是特别有利的。确定对准可以等同于确定具有约4或更小的诺尔(Noll)指数的一个或更多个Zernike系数。在一些实施例中，粗糙的吸收区域可以被配置为改变由三维成像效果引起的测量误差，以影响具有约5或更大的Noll指数的Zernike系数的确定。因此可以减少三维成像效果对对准测量的影响。

在一些实施例中，粗糙的吸收区域可以被配置为将由三维成像效果引起的测量误差改变成更为高阶的Zernike系数。例如，测量误差可以改变成具有10或更大、20或更大，或甚至50或更大的Noll指数的Zernike系数。通常，由较低阶Zernike系数表示的像差对光刻曝光具有最大的影响，并且是最容易补偿或调整的。在使用从标识17反射的辐射用于确定投影系统PS的像差的实施例中，因此提供粗糙的吸收区域仍然是有利的，该粗糙的吸收区域被配置为将由三维成像效果引起的测量误差改变成更高阶的Zernike系数。

通常，在标识处形成的不同衍射级可以从具有不同相位的标识17反射。特别地，不同衍射级的相对相位可以遵循大致二次分布(如图12所示，其将在下面更详细地描述)。该大致二次分布是由于较高衍射级通过标识17中的材料经历了较长的路径长度，由此与较低衍射级相比时延迟了较高衍射级的相位。吸收区域33的粗糙化相当于在标识17的不同部分处对材料的厚度添加高频扰动。这可以对二次相位分布增加高频扰动。这种高频相位扰动可以在更高阶的Zernike系数中看到，因此将改变测量误差至更高阶的Zernike系数的影响。

为了改变由于更高阶Zernike系数引起的测量误差，可能期望提供粗糙的吸收表面，所述粗糙的吸收表面具有大于要反射的辐射的波长的RMS粗糙度。如上所述，标识17可包括反射区域和吸收区域，反射区域配置成优先反射具有给定波长的辐射，吸收区域配置成优先吸收具有给定波长的辐射。吸收区域可包括粗糙的吸收表面，其具有约为给定波长或更大的RMS粗糙度。

在图10所示的实施例中，在将反射区域51设置在粗糙的吸收表面上之前形成粗糙的吸收表面。吸收表面可以是粗糙的，例如，通过将吸收材料溅射到衬底上。溅射过程可导致在吸收材料中形成粗糙度特征。附加地或替代地，可以将粗糙度特征蚀刻到吸收表面中。例如，可以进行电子束蚀刻以使吸收表面粗糙化。

除了使吸收区域粗糙化之外或作为其替代，标识17的吸收区域可以被成形为，用于调整在标识17处形成的衍射级的相位分布。特别地，标识17可以被设置有不对称的吸收区域。

图11是包括不对称的吸收区域33的反射式标识17的示意图。标识17包括反射式多层结构31，其包括第一材料41和第二材料43的交替层。多个吸收材料区域33设置在多层结构31上。其上没有设置吸收材料的多层结构31的区域形成反射区域51。反射区域51和吸收区域33布置成形成包括周期性光栅结构的衍射光栅。衍射光栅在光栅方向上延伸，所述光栅方向延伸到图11的页面中并且在图11中表示为y方向。标识17可以被认为通常位于第一平面65中。可以理解，标识17不完全约束在第一平面65上。例如，多层结构31在第一平面65下方延伸，吸收区域在第一平面65上方延伸。这里提到标识通常在第一平面65中延伸仅旨在表示标识延伸的一般方向，并且不应解释为意味着标识完全约束于第一平面65上。

周期性光栅结构可由光栅结构的单位单元表征。光栅结构的第一单位单元在图11中用标记为61的虚线框表示。单位单元61包括反射区域51和吸收区域33。吸收区域33具有梯形横截面。吸收区域33成形为呈现不对称性。特别地，吸收区域33具有围绕镜像平面63的非镜面对称性。镜像平面63是沿光栅方向z(即进入图11的页面的方向)延伸的平面，其基本垂直于第一平面65并且基本上平分吸收区域33。

吸收区域的非镜面对称性可以影响在标识17处形成的不同衍射级的相对相位。图12是在三个不同的衍射光栅处形成的不同衍射级的相对相位(以弧度表示)的示意图。形成不同衍射光栅的单位单元的吸收区的形状如图13A、13B和13C所示。

图13A中所示的第一吸收区域33a关于镜像平面63对称。在包括包含第一吸收区域33a的单位单元的衍射光栅处形成的衍射级的相位，在图12中用附图标记33a表示。图13B中所示的第二吸收区域33b具有梯形横截面并且呈现关于镜像平面63的非镜面对称性。在包括包含第二吸收区域33b的单位单元的衍射光栅处形成的衍射级的相位，在图12中用附图标记33b表示。图13C中示出的第三吸收区域33c也具有梯形横截面并且呈现关于镜像平面63的非镜面对称性。在包括包含第三吸收区域33c的单位单元的衍射光栅处形成的衍射级的相位，在图12中用附图标记33c表示。

从图12中可以看出，衍射级的相对相位遵循大致二次分布。该二次分布是由于较高衍射级通过标识17中的材料经历了较长的路径长度，由此与较低衍射级相比时延迟了较高衍射级的相位。从图12中可以进一步看出，形成光栅结构的吸收区域33a-33c的形状影响在光栅结构处形成的衍射级的相对相位。因此，使用不对称的吸收区域可以允许针对特定目的调整衍射级的相位分布。例如，不对称的吸收区域33可用于改变三维成像效果对更高阶的Zernike系数的影响。因此，可以有利地减少三维成像效果对对准和/或像差确定的影响。

上面已经描述了其中粗糙的吸收区域和/或不对称形状的吸收区域设置在多层结构上的实施例。例如，可以通过将光致抗蚀剂沉积到吸收区域上来形成粗糙度和/或不对称特征。可以将光致抗蚀剂曝光至图案化的辐射，以将粗糙度和/或不对称特征图案化到光致抗蚀剂中。然后可以蚀刻光致抗蚀剂以在吸收区域上形成掩模。随后，可以使用掩模将粗糙度和/或不对称特征蚀刻到吸收区域中。然后可以从吸收区域移除掩模。

在一些实施例中，通过首先将光致抗蚀剂沉积在吸收区域和反射区域两者上，可以在吸收区域中形成粗糙度和/或不对称特征。然后可以将光致抗蚀剂曝光至图案化的辐射并进行蚀刻，以便从吸收区域移除光致抗蚀剂，同时将抗蚀剂保留在反射区域上。可以在吸收区域和覆盖反射区域的抗蚀剂上溅射一层吸收材料(例如镍和/或铬)。溅射吸收材料可以使吸收材料的表面设置有粗糙度特征。随后可以从反射区域移除抗蚀剂，以便从反射区域移除粗糙的吸收层，同时将吸收层留在吸收区域上的适当位置。

上面已经描述了反射式标识17的实施例，所述标识包括用作扩散器的粗糙化的反射表面。粗糙化的反射表面的扩散效果有利地增加了从标识反射的辐射进入投影系统PS的角度的范围。这允许进行对准和/或像差测量，其基本上与用于照射反射式标识的照射模式无关。在一些实施例中，除了在标识17本身上设置具有扩散属性的粗糙反射表面之外或作为其替代，可以将单独的扩散器放置在辐射进入投影系统PS的光学路径中。

例如，扩散器可以插入到辐射进入投影系统的光学路径中，以便执行对准和/或像差测量，并且可以在其他时间被从光学路径中移除。例如，扩散器可以在辐射入射到反射式标识17上之前定位在辐射的光学路径中。因此，扩散器可以用于用扩散辐射照射反射式标识17。为了避免从根本上改变入射在反射式标识17上的辐射的光学路径，期望扩散器是透射式光学部件而不是反射式光学部件。EUV辐射通常被大多数光学材料强烈吸收，因此当使用EUV辐射时通常避免透射式光学部件。期望提供一种不吸收过高比例的EUV辐射的透射式扩散器。可以通过提供透射式相位扩散器来实现这种扩散器。也就是，扩散器可以利用相位效应而不是振幅效应来实现期望的扩散。

图14是根据本发明的实施例的相位扩散器71的实施例的示意图。相位扩散器71被配置为接收和透射EUV辐射73。相位扩散器71包括具有第一折射率的第一材料75和具有与第一折射率不同的第二折射率的第二材料77。如图14所示，第二材料77的区域散布在第一材料75内。

第一材料75和第二材料77都至少部分地透射EUV辐射。第一材料可以例如包括具有接近1的EUV波长的折射率的材料。第一材料可以包括硅、硅和氮的组合、铍、锆、硼和/或碳。第二材料可以包括具有使得第一折射率和第二折射率之间的差异相对较大的折射率的材料。第二材料可包括对EUV辐射具有相对低的吸收系数的材料。第二材料可以包括钌、钼和/或铌。

从图14中可以看出，第一材料和第二材料被布置成使得入射在相位扩散器71上的EUV辐射的第一部分仅穿过第一材料75，而入射在相位扩散器71上的辐射的第二部分穿过第二材料77。特别地，在图14的实施例中，第一材料75通常位于平面79中。第二材料77的区域彼此分开并在空间上横跨平面79分布。由于第一材料75和第二材料77具有不同的折射率，EUV辐射73以不同的速度传播通过第一材料和第二材料。因此，在辐射的第一部分(其已经传播仅通过第一材料75)和辐射的第二部分(其已经传播通过第二材料77)之间引入相位差。因此，辐射的第一部分被从相位扩散器71发射出，所述辐射的第一部分具有与从相位扩散器71发射出的辐射的第二部分不同的相位。相位扩散器71因此被配置为根据辐射入射到相位扩散器上的位置以不同的量改变由相位扩散器71透射的EUV辐射73的相位。因此，具有相同相位并且在不同位置处入射到相位扩散器71上的EUV辐射从具有不同相位的相位扩散器发射出。

在EUV辐射束的不同部分之间引入相位差有效地使与EUV辐射相关联的波前变形。这具有与上述反射式扩散器类似的效果，其引起从扩散器反射的辐射的角度展开。

图14中所示的实施例是简化的实施例，其仅包括五个第二材料的区域。实际上，相位扩散器71可以包括更加多的第二材料的区域，其可以比图14中所示的少得多。第二材料的区域可以例如具有纳米级的横截面尺寸。第二材料的区域可以在整个第一材料中随机分散。穿过扩散器的辐射射线可以通过具有不同有效厚度的第二材料，因此可以从具有许多不同相态的相位扩散器71发射。

在一些实施例中，可能期望配置相位扩散器71，使得从相位扩散器71发射的辐射的平均相移约为π。在一些实施例中，平均相移可以大于π，以便增加由扩散器71引起的扩散效应。然而，增加平均相移还可以用于增加由相位扩散器吸收的EUV辐射的量。可以设计相位扩散器71以平衡由相位扩散器71引起的扩散效应和通过吸收引起的EUV辐射的损失。

例如，可以通过使第一材料掺杂有第二材料的区域第一材料来形成图14中所示形式的实施例。例如，在第一材料的生长期间，第一材料可以掺杂有第二材料的区域。替代地，在第一材料生长之后，第一材料可以掺杂有第二材料的区域。

在一些实施例中，可以形成第一材料(例如，硅)层。随后，可以在第一材料层上生长薄的第二材料(例如钌)层。然后可以加热第二材料，这使得第二材料自身布置在小岛中。岛的横截面尺寸可以是纳米级。然后可以在第二材料的顶部生长第一材料的第二层。可选地，可以将第一材料和第二材料的一个或更多个另外的层添加到相位扩散器中，以构建第二材料的区域散布在第一材料内的多层结构。

图15A是相位扩散器71的替代实施例的一部分的俯视图。相位扩散器包括具有第一折射率的第一材料的区域(用浅阴影示出)和具有第二折射率的第二材料(用深色阴影示出)的区域。第一材料和第二材料布置成使得入射在相位扩散器71上的辐射的第一部分穿过第一材料，并且入射在相位扩散器71上的辐射的第二部分穿过第二材料。由于第一和第二材料具有不同的折射率，因此在辐射的第一和第二部分之间引入相位差。例如，第一材料和第二材料可以被布置成使得在从相位扩散器71发射出时，辐射的第一部分与辐射的第二部分具有大约π的相位差。第一材料和第二材料可以布置成使得大约一半的入射辐射穿过第一材料并且大约一半的入射辐射穿过第二材料。

诸如图15A中所示的相位扩散器71可以吸收相对少量的EUV辐射。例如，其中第一材料是硅并且第二材料是钼的相位扩散器可以具有大约60％的EUV透射率。为了使相位扩散器71具有期望的扩散属性，第一材料和第二材料的区域分布所利用的空间频率可以是要扩散的辐射的几个波长的量级。对于EUV波长，空间频率可以是100-500nm的量级。然而，形成具有在要扩散的辐射的几个波长的量级的空间频率的第一材料和第二材料，可能不期望地导致从相位扩散器71发射的衍射级的形成。为了减少多衍射级的形成，可能期望改变第一材料和第二材料的区域横跨相位扩散器的节距。这种布置如图15A所示。

可以通过布置第一材料的区域和第二材料的区域来调整从相位扩散器71发射的辐射的属性，以形成菲涅耳(Fresnel)透镜或菲涅耳透镜阵列。图15B是相位扩散器71的一部分的透视图的示意图，所述相位扩散器71包括布置成形成菲涅耳透镜阵列的第一材料和第二材料。阵列中的每个透镜可以基本相同。替代地，菲涅耳透镜阵列中的不同透镜可以被不同地布置。

图15A和15B中所示类型的相位扩散器71可以例如通过在第一材料层的顶部上设置第二材料层来制造。然后可以执行光刻图案化过程，以便将适当的图案蚀刻到第二材料层中。替代地，可以在第一材料层中形成孔，并且所述孔中可以填充第二材料。通常，可以使用任何合适的制造技术来制造图15A和15B所示类型的相位扩散器71。

图16是根据本发明的替代实施例的透射式扩散器91的示意图。扩散器91包括多层结构81，其包括具有不同折射率的第一材料75和第二材料77的交替层。第一材料和/或第二材料可以例如包括上面参考图14描述的任何材料。第一材料和第二材料的不同折射率引起透过扩散器91的一些EUV辐射73在第一材料和第二材料之间的界面处经历内部反射。EUV辐射73通过扩散器91的一些可能路径在图16中用箭头示出。

多层结构81布置成使得来自第一材料75和第二材料77之间的不同界面的反射相互相长干涉，所述反射随后由扩散器91透射。也就是，不同界面之间的间距使得从不同界面反射的辐射的部分经历它们之间的路径长度差，这导致它们相互相长干涉。应当理解，界面之间的间距导致从不同界面反射的辐射的部分之间的相长干涉，这依赖于要反射的辐射的波长。因此，扩散器91可以被配置为优先透射具有给定波长的辐射。例如，扩散器91可以被配置为优先透射EUV辐射，例如波长为约13.5nm的辐射。

为了产生扩散效应，第一材料层和第二材料层之间的界面包括粗糙表面。也就是，层之间的界面偏离平坦平面。界面偏离平坦平面导致来自多层结构81中的不同界面的反射在不同方向上被反射。因此，从图16的扩散器91发射的辐射在一范围的不同的角度方向上传播。因此，多层结构81中的粗糙化的反射表面具有扩散效果。

图16的实施例通过内部反射过程使得辐射扩散，而不是辐射通过相移材料的不同有效长度的透射引入相位差(例如，在图14和15的实施例就是这种情况)。有利地，通过反射实现相位差可能需要使用吸收较少的材料，这可以减少由扩散器吸收的EUV辐射的量。因此，图16的实施例可以被配置为具有比图14和15的实施例更高的EUV透射率。

由图16的实施例吸收的EUV辐射的量依赖于包括在多层结构81中的层的数量。具体地，增加多层结构中的层的数量将增加所述结构吸收的EUV辐射的量。包括在多层结构81中的层的数量也可以影响扩散器91的扩散属性。例如，增加多层结构81中的层的数量可以增加散射到非镜面角度中的辐射的量。可以选择透射式扩散器91中的层的数量，以便在改善扩散器91的扩散属性和限制由扩散器91吸收的EUV辐射量之间达到平衡。

上面已经参考图14、15和16描述了与反射式标识17分离的透射式扩散器的实施例。如上所述，可以将透射式扩散器插入EUV辐射的光学路径中，以便进行测量过程(例如确定部件的对准和/或像差)，并且可以在其他时间被从光学路径中移除。在一些实施例中，透射式扩散器与遮蔽刀片一体形成，遮蔽刀片构成照射系统IL的部分。遮蔽刀片可以定位在照射系统的场平面处或附近，并且可以用于限定入射在图案形成装置MA上的辐射的空间横截面。遮蔽刀片可以操作用于移入和移出辐射传播通过照射系统IL的光学路径。因此，遮蔽刀片能够将透射式扩散器移入和移出辐射传播通过照射系统IL的光学路径。

在一些实施例中，透射式扩散器可以合并到表膜中。表膜是保持在图案形成装置附近但在投影系统的焦平面之外的薄的隔膜。表膜保护图案形成装置MA免受颗粒污染物的影响。由于表膜位于投影系统PS的焦平面之外，因此表膜上存在的污染物不会被投影系统清晰地成像。

透射式扩散器，诸如图14-16中的任何一个所示形式的扩散器，可以集成到表膜的覆盖图案形成装置MA上的反射式标识17的一部分中。因此，辐射可以在入射到反射式标识17上之前通过透射式扩散器。

以上已经描述了图案形成装置和扩散器的各种带有创造性的方面，并且在本发明的具体实施例的背景下在附图中示出了图案形成装置和扩散器的各种带有创造性的方面。应当理解，任何所描述和/或示出的方面可以在单个实施例中被组合。例如，一个实施例的一个或更多个特征可以与另一个实施例的一个或更多个特征组合。还应当理解，虽然已经描述了包括一个以上创造性的方面的一些实施例，但是本文还预期了仅包括单个创造性的方面的实施例。通常，任何所述实施例的任何特征可以单独使用，或者可以与所述实施例的任何其他特征任意组合使用。

上面已经描述了扩散器(包括反射式标识17、相位扩散器71和扩散器91)的各种实施例，其用于增加接收辐射的投影系统PS的光瞳平面中的面积。有利地，这增加了从反射式标识反射的辐射进入投影系统PS的角度范围。反过来，这允许进行对准和/或像差测量，所述对准和/或像差测量基本上独立于照射系统IL的光瞳平面中的辐射的形状(也称为光刻设备LA的照射模式)。在一些实施例中，除了提供这种扩散器之外或作为其替代，可以提供用于控制光刻设备LA的光瞳平面中的辐射束的形状的光学设备。在使用中，这种光学设备可以设置在照射系统IL和投影系统PS之间的辐射的光学路径中。这种光学设备提供对光学设备下游的光刻设备的场平面中的辐射的角度分布的控制。这种场平面包括支撑结构MT的平面(即图案形成装置MA的平面)和衬底台WT的平面(即衬底W的平面)。

例如，光学设备可以插入到辐射进入投影系统PS的光学路径中，以便执行对准和/或像差测量，并且可以在其他时间被从光学路径中移除。例如，光学设备可以在入射到反射式标识上之前定位在辐射的光学路径中。因此，光学设备可以用于控制照射反射式标识的辐射的角度分布。为了避免从根本上改变入射在反射式标识上的辐射的光学路径，可能期望光学设备是透射式光学部件而不是反射式光学部件。如上所述，EUV辐射通常被大多数光学材料强烈吸收，因此当使用EUV辐射时通常避免透射式光学部件。期望提供一种不吸收过高比例的EUV辐射的透射式设备。这种光学设备可以通过提供透射式透镜阵列来实现，如现在参考图17A至18C所述。

图17A和18A是根据本发明实施例的配置成改变辐射束形状的光学设备101的实施例的示意图。设备101被配置为接收和透射EUV辐射73。光学设备101包括由具有第一折射率的第一材料形成的第一部分103和由具有与第一折射率不同的第二折射率的第二材料形成的第二部分105。

第一材料和第二材料都至少部分地透射EUV辐射。在一些实施例中，对于EUV辐射，光学设备101具有大于50％的透射率。应当理解，光学设备101的透射率将依赖于第一材料和第二材料的光学属性以及第一部分和第二部分的厚度。因此，EUV辐射的这种透射率可以至少部分通过适当地选择第一材料和第二材料来实现。

第一材料可以例如包括具有接近1的EUV波长的折射率的材料。第一材料可以包括硅、硅和氮的组合(例如氮化硅)、铍、锆、硼和/或碳。第二材料可以包括具有使得第一折射率和第二折射率之间的差相对大的折射率的材料。第二材料可包括对EUV辐射具有相对低的吸收系数的材料。第二材料可以包括钌、钼和/或铌。

第一部分103和第二部分105之间的界面限定多个弯曲表面，使得靠近每个这样的弯曲表面的第二部分103用作透镜。因此，第二区域105具有透镜阵列的形式。在图17A所示的实施例中，第二部分105的弯曲表面是凸起的，而在图18A所示的实施例中，第二部分105的弯曲表面是凹入的。当辐射73穿过光学设备101时，第二部分105的每个透镜将改变辐射73的角度分布。第一部分103可以提供支撑并且可以帮助制造第二部分105。

可能期望使用光学设备101来增加从反射式标识反射的辐射进入投影系统PS的角度范围。特别地，可能期望由第二部分105形成的每个透镜引起辐射73的发散度，该发散度是光刻设备LA中的图案形成装置MA所接收的辐射的角度范围的量级。例如，在一个实施例中，光刻设备中的图案形成装置MA的数值孔径可以是0.08的量级，其对应于大约7°的角度范围。因此，可能期望由第二部分105形成的每个透镜引起辐射73的大约为7°的发散度。这可以确保图案形成装置MA上的每个场点从锥体内的基本上整个角度范围接收辐射，其具有7°的量级的全角度范围。等效地，这可以确保用基本上完整的光瞳填充照射图案形成装置。

可以通过任何合适的过程形成图17A和18A中所示形式的实施例。在一些实施例中，可以首先形成第一材料(例如硅)层。例如，可以形成具有大致均匀厚度的第一材料层。然后可以在该第一材料层的表面上形成弯曲表面以形成第一部分103。这样的第一部分103在图17B和18B中示出。第一部分103的弯曲表面107可以使用如本领域中已知的光刻技术和/或激光印刷技术形成。例如，可以在第一材料层的表面上提供合适的光致抗蚀剂。可以通过将光致抗蚀剂曝光于图案化的辐射束来形成弯曲表面。随后可以通过蚀刻选择性地移除已经接收到大于或小于阈值的辐射剂量的光致抗蚀剂的部分。随后，可以在第一部分103上生长或沉积第二材料(例如钼)层。

如上所述，第一材料(例如硅)对EUV辐射可具有接近1的折射率，而对EUV辐射具有非常低的吸收系数。这种材料可以被认为是对于EUV辐射相对光学中性的，不会强烈地衰减EUV辐射。第二材料可以被选择为具有与第一材料不同的折射率，并且通常将导致更多地衰减EUV辐射73。

为了将EUV辐射的衰减保持在可接受的水平，第二部分105的最大厚度应保持相对薄。对于图17A和18A所示的实施例，第二部分105的最大厚度对应于透镜的滞后。例如，对于其中第二材料包括钼的实施例，第二部分105的最大厚度可小于200nm。为了由钼形成的透镜具有7度的发散度，所述透镜可具有200nm的滞后和1μm量级的透镜直径。这种透镜的有效焦距可以约为10μm。

如上所述，可能期望由第二部分105形成的每个透镜引起辐射73的发散度是光刻设备LA中的图案形成装置MA所接收的辐射的角度范围的量级。在一些实施例中，每个透镜可以引起辐射73的基本相同的发散度，所述发散度是图案形成装置MA所接收的辐射的角度范围的量级。这可以确保在照射系统IL上的近似均匀的且被完全填充的光瞳平面。在替代实施例中，第二部分103的单个透镜的强度可以在整个透镜阵列中变化。通过适当选择单个透镜的强度，可以产生任何期望的光瞳填充形状。

应当理解，在一些实施例中，光学设备101可以还包括附加层以增强本领域中已知的一个或更多个期望的属性。例如，可以设置一个或更多个层来抑制深紫外(DUV)辐射和/或红外辐射的透射。替代地或另外地，可以设置一个或更多个层以使光学设备101对于在使用期间经历的局部环境更加鲁棒性(例如，对EUV、EUV诱导的等离子体和残余气体更加鲁棒性)。

在替代实施例中，为了在使得第二材料的最大厚度最小化的同时提供EUV辐射73的充分的发散度，第二部分105可以是菲涅耳透镜阵列的形式，例如图14B所示的相位散射器71的形式。可以使这种布置在光学上等效于上面描述并在图17A至18C中示出的小透镜阵列。

在图17A和18A所示的实施例中，仅提供足以填充形成在第一部分103上的凹槽的深度的第二材料，使得第二部分105由第二材料的多个离散的区域形成。然而，如图17C和18C所示，在替代实施例中，可以提供不同深度的第二材料，使得第二部分形成连续可变的深度层。

应当理解，图17A至18C本质上是示意性的，并且可以仅对应于光学设备101的小部分。

应当理解，可以使用任何合适的透镜形状。在替代实施例中，第二部分105可以嵌入第一部分103内。在替代实施例中，第二部分105可以在两个相对的表面上设置有弯曲表面。

现在参考图19A至25C描述根据本发明的实施例的照射系统。照射系统允许物体(例如图案形成装置MA)通过以下任一种进行照射：(a)输入辐射束(例如，由辐射系统输出的)；或(b)相对于输入辐射束具有改变的角分布的修改后的辐射束。

在使用中，这种照射系统被设置成使得它能够移入和移出在照射系统IL和投影系统PS之间的辐射的光学路径。这种光学设备提供对设备下游的光刻设备的场平面中的辐射的角度分布的控制。这种场平面包括支撑结构MT的平面(即图案形成装置MA的平面)和衬底台WT的平面(即衬底W的平面)。

光刻设备设置有四个掩模版遮蔽刀片，其限定被照射的图案形成装置MA上的场的范围，如现在参考图19A和19B所述。照射系统IL可操作用于照射设置在支撑结构MT(例如图案形成装置MA)上的物体的大致矩形区域。所述大致矩形区域可以被称为照射系统IL的狭缝，并且由四个掩模版遮蔽刀片限定。大致矩形区域的在第一方向(可以称为x方向)上的范围由一对x遮蔽刀片110、112限定。大致矩形区域的在第二方向(可以称为y方向)上的范围由一对y遮蔽刀片114、116限定。

遮蔽刀片110、112、114、116中的每一个设置在支撑结构MT上的物体118的平面附近，但略微偏离该平面。x掩蔽刀片110、112设置在第一平面120中，y遮蔽刀片114、116设置在第二平面122中。

遮蔽刀片110、112、114、116中的每一个限定了矩形场区域124在物体118的接收辐射的平面中的一个边缘。每个刀片可以在缩回位置和插入位置之间独立地移动，在缩回位置每个刀片不设置在辐射束的路径中；在插入位置每个刀片至少部分地阻挡投影到物体118上的辐射束。通过将掩蔽刀片110、112、114、116移动到辐射束的路径中，辐射束B可以被截断(在x方向和/或y方向上)，从而限制了接收辐射束B的场区域124的范围。

x方向可以对应于光刻设备LA的非扫描方向，y方向可以对应于光刻设备LA的扫描方向。也就是，物体118可以在y方向上移动通过场区域124(如箭头126所示)，从而在单次动态扫描曝光中曝光物体的更大区域。

在衬底W的目标区域的动态曝光期间，目标区域被移动通过衬底W的平面中的曝光区域，曝光区域是物体118的曝光区域124由投影系统PS投影到的衬底W的一部分。随着衬底W的目标区域移动到曝光区域中，第一遮蔽刀片114、116移动使得仅目标区域接收辐射(即，衬底的在目标区域之外的部分没有被曝光)。在扫描曝光开始时，y遮蔽刀片114、116中的一个设置在辐射束B的路径中，用作遮蔽件，使得衬底W的任何部分都不接收辐射。在扫描曝光结束时，另一个y遮蔽叶片114、116设置在辐射束B的路径中，用作遮蔽件，使得基板W的任何部分都不接收辐射。

辐射束B的射线显示为与每个遮蔽到片110、112、114、116相邻。应当理解，场区域124中的每个点用来自一个范围的角度的辐射照射。例如，场区域124中的每个点可以接收一个锥体的辐射。邻近每个遮蔽刀片110、112、114、116示出的辐射束B的射线指示由物体接收的辐射的平均方向。从图19A和19B可以看出，在该实施例中，当投影到x-z平面上时，辐射通常正交地入射在物体118上，而当投影到y-z平面上时，辐射通常以角度128入射到物体118上。

图20至22示出了y遮蔽刀片114、116的平面图，其中x遮蔽刀片110、112的位置以虚线示出。在图20中，设置四个掩蔽刀片110、112、114、116，从而限定大致矩形的场区域124。这可以是在曝光目标区域的中心部分(例如衬底W上的管芯)期间四个遮蔽刀片110、112、114、116的典型配置。如上所述，每个x遮蔽刀片110、112可操作用于沿x方向移动，每个y遮蔽刀片114、116可操作用于沿y方向上移动以控制场区域124的大小。y遮蔽刀片114、116配置成使得它们可以从场区域124的同一侧致动。为了实现这一点，y遮蔽刀片114、116成形为使得(尽管它们位于基本相同的平面122中)每个y遮蔽刀片114、116设置有一个或更多个支撑部分，所述支撑部分沿相同方向(图20至22中的正y方向)延伸。

在图21中，相对于图20中所示的配置，y遮蔽刀片中的一个114已经移动(沿正y方向)成使得其被设置在辐射束B的路径中，用作遮蔽件。此外，x遮蔽刀片中的一个110已经移动(沿正x方向)成使得它也设置在辐射束B的路径中，用作遮蔽件。图21还示出(是交叉阴影的矩形)的是对应于图20所示的遮蔽刀片的配置的场区域124。在下面的讨论中，可以认为图21和22中所示的交叉阴影的矩形124可以被示出通常由照射系统IL输出的辐射束B的位置。图20和21可以被认为表示y遮蔽刀片114和x遮蔽刀片110的名义移动的两个端部位置，图20表示允许曝光衬底W的缩回位置，而图21表示用作遮蔽件以防止曝光衬底W的插入位置。

从图20至22中可以示意性地看出，x遮蔽刀片110可以设置有多个特征130，y遮蔽刀片114可以设置有多个特征132。当y遮蔽刀片114和x遮蔽刀片110设置在其名义运动范围内的位置时，特征130、132通常不是设置在辐射束的路径中。

从图22中可以看出，x遮蔽刀片110和y遮蔽刀片114可以设置成使得特征130、132设置在辐射束B的路径中并且使得x遮蔽刀片110的每个特征130通常与y遮蔽刀片114的一个对应特征132对准。为了便于此，x遮蔽刀片110和y遮蔽刀片114可具有比常规布置更大的尺寸。

现在参考图23至25C进一步讨论在y遮蔽刀片114和x遮蔽刀片110上设置的特征130、132。

如图23所示，设置在x遮蔽刀片上的每个特征130包括反射式光学元件134和孔136。如图24所示，设置在y遮蔽刀片上的每个特征132包括：第一孔138、反射式光学元件140和第二孔142。图25A、25B和25C是穿过支撑结构MT上的物体150和设置在x遮蔽刀片110和y遮蔽刀片114上的特征130、132分别在平面144、146和148(见图23和24)中的横截面的示意图。物体150可以包括标识，所述标识被布置成赋予辐射束标记，所述标记随后可以被测量以便导出光刻设备的一个或更多个属性(例如，对准和/或像差)。

如前所述，照射系统IL可操作用于用辐射束B以相对小的入射角128照射物体(例如图案形成装置MA)。因此，尽管辐射束B通常在与物体正交的方向上传播(将被称为z方向)，但是传播方向也具有y方向上的分量。当x遮蔽刀片110和y遮蔽刀片114设置在图22所示的配置中时，辐射束首先入射到y遮蔽刀片114上。辐射束B的一部分穿过设置在y遮蔽刀片114上的特征132的第一孔138。穿过第一孔138的至少一部分辐射入射到设置在x遮蔽刀片110上的特征130的反射式光学元件134。入射到设置在x遮蔽刀片110上的特征130的反射式光学元件134的辐射的至少一部分被反射式光学元件134反射，并被y遮蔽刀片114的反射式光学元件140接收。入射到设置在y遮蔽刀片114上的特征132的反射式光学元件140的辐射的至少一部分被反射式光学元件140反射，穿过x遮蔽刀片110的孔136并入射到物体150上。在图25A至25C中示出了通过特征130、132的这种传播路径。应当理解，物体150上的每个点用从一范围的角度的辐射照射(例如，每个点可以接收以锥体的辐射)，并且还应当理解，图25A至25C所示的辐射射线指示物体150接收的辐射的平均方向。

通过第一孔138、到反射式光学元件134、到反射式光学元件140、通过孔136并到物体150上的传播路径在图25A中示出，图25A示出了在平面144(参见图23和24)中的横截面。注意，尽管图25A中未示出，但应当理解，辐射传播方向具有y方向(即，进入图25A的页面)上的分量。这可以在图25B中看到，图25B示出了穿过平面146(参见图23和24)的横截面。图25B示出了从反射式光学元件140、通过孔136、到物体150、返回通过孔136并通过第二孔142的传播路径。图25C示出了离开物体150、通过孔136和通过第二孔142的传播路径，图25C示出了在平面148(参见图23和24)中的横截面。同样，尽管图25C中未示出，但应当理解，辐射传播方向具有y方向上的分量。

反射式光学元件134、140中的至少一个布置成改变辐射束的角度分布。例如，反射式光学元件134、140中的至少一个可以用作扩散器。

可以将该对反射式光学元件选择性地插入辐射束B的光学路径中，以便执行对准和/或像差测量，并且可以在其他时间被从光学路径中移除。这种布置允许使用反射式光学元件而不会从根本上改变入射到反射式标识上的辐射的光学路径。这可以避免使用会显著衰减辐射束B的透射式或折射式光学元件。此外，提供两个反射式元件134、140允许来自y掩蔽刀片114的反射元件140的出射辐射束(即，从反射元件140反射的辐射部分)与当x遮蔽刀片110和y遮蔽刀片114没有设置为图22所示配置时至少一部分辐射束在大致沿相同方向和/或大致朝向与所述至少一部分辐射束相同的方向引导。

在上述实施例中，在x遮蔽刀片110和y遮蔽刀片114上设置七对特征130、132。这允许在横跨视场中的七个不同点处进行对准和/或像差测量。应当理解，在其他实施例中，可以根据期望或适当地设置其他数量的成对的特征130、132。通常，每个实施例可以设置有至少一对特征130、132。

有利地，上述的照射系统允许在(照射)狭缝(即名义场区域)的边缘或甚至在该区域狭缝的外面进行像差测量。

如上所述，两个反射式光学元件134、140中的至少一个可以是扩散性的。在一些实施例中，两个反射式光学元件134、140中只有一个是扩散性的，而在一些实施例中，两个反射式光学元件134、140中的两个都是扩散性的。在一个实施例中，照射系统通过将例如反射式光学元件134、140中的一个为二维扩散器而另一个设置为一维扩散器而用作变形扩散器。

该反射式光学元件134、140或每个反射光学元件134、140可以是反射镜，例如多层反射镜。替代地，该反射式元件134、140或每个反射式元件134、140可包括反射式衍射光栅。在反射式光栅的情况下，辐射的被反射部分可以根据期望对应于任何衍射级束。反射式光栅的使用可以减小反射式光学元件134、140在z方向上的范围，这可能是期望的。

在上述实施例中，两个反射式光学元件134、140设置在分开的可移动构件(即，x遮蔽刀片110和y遮蔽刀片114)上。然而，在一些实施例中，两个反射式光学元件134、140可以设置在单个可移动构件上。例如，每对反射式光学元件可以设置在y遮蔽刀片114上提供的特征上。为了实现这一点，两个反射式光学元件可以每个是45°反射器，例如，它们可以设置为立方体构造的一部分。

在一个实施例中，一个反射式光学元件是掩模版上的反射表面。

上述照射系统具有许多优点。首先，使用一对反射式光学元件，它们可以定位成使主射线方向保持为朝向掩模版和/或将辐射引导到名义场区域之外。该系统使用反射式EUV扩散器，因此可以采用已知的技术，这可以避免交替布置(例如透射式EUV扩散器)的复杂性。此外，该系统使用EUV光刻设备LA的现有部件，例如掩模版遮蔽刀片，其是可以选择性地放置在束路径中的可伸缩部件。

尽管在本文中可以在光刻设备的背景下对本发明的实施例进行具体参考，但是本发明的实施例可以用于其他设备。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

术语“EUV辐射”可以被认为包括波长在4-20nm范围内(例如在13-14nm范围内)的电磁辐射。EUV辐射可以具有小于10nm的波长，例如在4-10nm范围内的波长，诸如6.7nm或6.8nm的波长。

尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其他应用。可能的其他应用包括集成光学系统，用于磁畴存储器的检测图案，平板显示器，液晶显示器(LCD)，薄膜磁头等的制造。

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。上文描述旨在是说明性的而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。

Claims

1.一种图案形成装置，包括反射式标识，其中所述标识包括：

多个反射区域，被配置为优先反射具有给定波长的辐射；和

多个吸收区域，被配置为优先吸收具有所述给定波长的辐射；

其中所述吸收区域和反射区域被布置成在用辐射照射所述标识时形成从所述标识反射的图案化辐射束，并且其中所述反射区域包括粗糙化的反射表面，所述粗糙化的反射表面被配置为扩散从所述反射区域反射的辐射，以及其中所述粗糙化的反射表面的均方根粗糙度约为所述给定波长的八分之一或更大。

2.根据权利要求1所述的图案形成装置，其中，所述粗糙化的反射表面的均方根粗糙度约为所述给定波长或更小。

3.根据权利要求1或2所述的图案形成装置，其中，所述反射区域设置在吸收层上，并且其中所述吸收区域包括所述吸收层上没有设置反射区域的区域。

4.一种图案形成装置，包括反射式标识，其中所述标识包括：

吸收层，被配置为吸收入射辐射；

多个反射区域，设置在所述吸收层上并被配置为反射入射辐射；

其中所述吸收层上没有设置反射区域的区域形成吸收区域，并且其中所述吸收区域和反射区域被布置成在利用辐射照射所述标识时形成从所述标识反射的图案化辐射束；并且

其中，所述反射区域包括粗糙化的反射表面，所述粗糙化的反射表面被配置为扩散从所述反射区域反射的辐射。

5.根据权利要求4所述的图案形成装置，其中，所述反射区域被配置为优先反射具有给定波长的辐射，并且其中所述粗糙化的反射表面的均方根粗糙度约为给定波长的八分之一或更大。

6.根据权利要求4或5所述的图案形成装置，其中，所述粗糙化的反射表面的均方根粗糙度约为给定波长或更小。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的图案形成装置，其中，所述吸收层包括粗糙化的吸收表面。

8.根据前述权利要求中任一项所述的图案形成装置，其中，所述粗糙化的反射表面包括其高度作为横跨所述表面的距离的基本上连续的函数变化的反射表面。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的图案形成装置，其中，所述粗糙化的反射表面包括反射表面，所述反射表面包括所述反射表面的高度上的阶跃变化。

10.根据前述权利要求中任一项所述的图案形成装置，其中，所述吸收区域包括粗糙化的吸收表面。

11.根据前述权利要求中任一项所述的图案形成装置，其中，所述反射区域和吸收区域被布置成形成反射式衍射光栅。

12.根据权利要求11所述的图案形成装置，其中，所述衍射光栅包括沿光栅方向延伸的周期性光栅，并且其中所述标识大致位于第一平面中；并且

其中所述周期性光栅的单位单元包括反射区域和吸收区域，其中所述吸收区域包括吸收材料被成形为具有关于镜像平面的非镜面对称性的结构，其中所述镜像平面是沿着所述光栅方向延伸、基本上垂直于所述第一平面、并且基本上平分所述吸收区域的平面。

13.根据前述权利要求中任一项所述的图案形成装置，其中，所述反射区域包括多层结构，所述多层结构包括至少具有不同折射率的第一材料的层和第二材料的层，使得辐射被从所述第一材料和第二材料之间的界面反射。

14.一种图案形成装置，适当地包括大致位于第一平面中的标识，其中所述标识包括反射式衍射光栅，所述反射式衍射光栅包括沿光栅方向延伸的周期性光栅；

其中所述周期性光栅的单位单元包括反射区域和吸收区域，其中所述反射区域配置成反射入射辐射，所述吸收区域配置成吸收入射辐射，其中所述吸收区域包括吸收材料被成形为具有关于镜像平面的非镜面对称性的结构，其中所述镜像平面是沿着所述光栅方向延伸、基本上垂直于所述第一平面、并且基本上平分所述吸收区域的平面。

15.根据权利要求14所述的图案形成装置，其中，所述吸收区域包括粗糙化的吸收表面，所述粗糙化的吸收表面被配置为扩散从所述吸收区域反射的任何辐射。

16.一种相位扩散器，被配置为接收和透射EUV辐射，其中所述相位扩散器被配置为根据辐射入射到所述相位扩散器上的位置、以不同的量改变由所述相位扩散器透射的EUV辐射的相位，使得具有相同相位并且在不同位置处入射到所述相位扩散器上的EUV辐射从具有不同相位的相位扩散器发射出。

17.根据权利要求16所述的相位扩散器，其中，所述相位扩散器包括具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料。

18.根据权利要求17所述的相位扩散器，其中，所述第一材料和第二材料被布置成使得当用辐射照射所述相位扩散器时，辐射的第一部分穿过所述第一材料，辐射的第二部分穿过所述第二材料，其中所述辐射的第一部分被从相位扩散器发射出，所述辐射的第一部分具有与从所述相位扩散器发射的辐射的第二部分不同的相位。

19.根据权利要求17或18所述的相位扩散器，其中，所述第一材料散布有第二材料的区域，使得当用辐射照射所述相位扩散器时，辐射的不同部分穿过第二材料的不同的有效厚度，因此被赋予不同的相位差。

20.根据权利要求19所述的相位扩散器，其中，所述第一材料大致位于平面中，并且所述相位扩散器包括第二材料的多个部分，所述第二材料的多个部分彼此分开并且在空间上横跨所述平面分布。

21.一种扩散器，被配置为接收和透射EUV辐射，其中所述扩散器包括多层结构，所述多层结构包括具有第一折射率的第一材料和具有与所述第一折射率不同的第二折射率的第二材料的交替层，其中所述第一材料和第二材料之间的界面引起辐射的内部反射在所述界面处发生，并且其中所述层中的至少一些层被布置成使得所述第一材料的层和第二材料的层之间的至少一些界面偏离平坦平面。

22.一种用于控制辐射束的角度分布的光学设备，包括：

由具有第一折射率的第一材料形成的第一部分；以及

由具有第二折射率的第二材料形成的第二部分，所述第二部分形成透镜阵列。

23.根据权利要求22所述的光学设备，其中，对于EUV辐射，所述光学设备的透射率大于50％。

24.根据权利要求22或23所述的光学设备，其中，所述第一材料包括以下之一：硅、一氮化硅、铍、锆、硼或碳。

25.根据权利要求22-34中任一项所述的光学设备，其中，所述第二材料包括以下之一：钼、钌或铌。

26.根据权利要求22-25中任一项所述的光学设备，其中，所述第二部分的透镜阵列的各个透镜的强度横跨所述第二部分而变化。

27.一种照射系统，包括：

辐射源，能够操作用于产生辐射束；

第一反射式光学元件和第二反射式光学元件，所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件中的每一个被布置成使得它能在至少第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，它至少部分设置在所述辐射束的路径中，

其中当所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在所述第一位置时：辐射束的至少一部分入射在所述第二反射式光学元件上，并且从所述第二反射式光学元件反射的辐射的至少一部分入射在所述第一反射式光学元件上；并且

其中所述反射式光学元件中的至少一个被布置成改变所述辐射束的角度分布。

28.根据权利要求27所述的照射系统，其中，所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件布置成使得当所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在所述第一位置时，从第一构件的反射式元件反射的一部分辐射大致在与当第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在所述第二位置时所述辐射束的至少一部分相同的方向上和/或大致朝向与当第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在所述第二位置时所述辐射束的至少一部分相同的位置传播。

29.根据权利要求27或28所述的照射系统，其中，所述第一反射式光学元件设置在第一构件上，所述第一构件限定一个或更多个孔，所述一个或更多个孔布置成使得当所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在所述第一位置时，所述第二反射式光学元件被穿过由第一构件限定的一个或更多个孔的辐射束的一部分辐照。

30.根据权利要求27-29中任一项所述的照射系统，其中，所述第二反射式光学元件设置在第二构件上，所述第二构件限定一个或更多个孔，所述一个或更多个孔布置成使得当所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在所述第一位置时，由所述第一反射式光学元件反射的辐射束的一部分穿过由第二构件限定的所述一个或更多个孔。

31.一种光刻设备，包括：

根据权利要求27-30中任一项所述的照射系统，能够操作用于输出辐射束；

用于支撑图案形成装置的支撑结构，其中由所述照射系统输出的辐射束被引导到所述支撑结构，使得由所述支撑结构支撑的图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予图案，从而形成图案化辐射束；

用于支撑衬底的衬底台；以及

投影系统，用于将图案化辐射束投影到衬底的目标区域上，以在所述衬底上形成图像。

32.根据权利要求31所述的光刻设备，其中，所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件中的每一个安装在图案形成装置的遮蔽刀片上，当设置在所述第二位置时，所述图案形成装置的遮蔽刀片的边缘限定所述图案形成装置上的场区域的周界的一部分。

33.根据权利要求31或32所述的光刻设备，其中，当所述第一反射式光学元件和第二反射式光学元件设置在所述第一位置时，辐射被引导到场区域中的多个离散的位置。