CN110312968A - 对准衍射光学系统的方法和衍射光学元件 - Google Patents

对准衍射光学系统的方法和衍射光学元件 Download PDF

Info

Publication number
CN110312968A
CN110312968A CN201880012492.2A CN201880012492A CN110312968A CN 110312968 A CN110312968 A CN 110312968A CN 201880012492 A CN201880012492 A CN 201880012492A CN 110312968 A CN110312968 A CN 110312968A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diffraction
optical element
diffraction optical
alignment
spot
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.)
Granted
Application number
CN201880012492.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110312968B (zh
Inventor
S·B·罗博尔
S·G·J·马西森
S·M·B·鲍默
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 CN110312968A publication Critical patent/CN110312968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110312968B publication Critical patent/CN110312968B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4233—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive element [DOE] contributing to a non-imaging application
    • G02B27/4255—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive element [DOE] contributing to a non-imaging application for alignment or positioning purposes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/62—Optical apparatus specially adapted for adjusting optical elements during the assembly of optical systems
    • 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
    • G03F7/7015—Details of optical elements
    • G03F7/70158—Diffractive optical elements
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70316—Details of optical elements, e.g. of Bragg reflectors, extreme ultraviolet [EUV] multilayer or bilayer mirrors or diffractive optical elements
    • 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
    • G03F7/70575—Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
    • 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
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • 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
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

一种将待操作的衍射光学系统与操作束对准的方法，所述方法包括：使用具有与操作束不同的波长范围的对准束并使用被优化(552)以在同一(或预定的)方向上衍射对准束和操作束的衍射光学元件来对准(558)衍射光学系统。在示例中，所述对准束包括红外(IR)辐射，所述操作束包括软X射线(SXR)辐射。通过向衍射光学元件提供具有第一节距(pIR)的第一周期性结构和具有第二节距(pSXR)的第二周期性结构来优化所述衍射光学元件。在对准之后，抽空(562)真空系统并且在操作中，通过由IR对准束的光源泵浦的高次谐波产生(HHG)光源来产生(564)SXR操作束。

Description

对准衍射光学系统的方法和衍射光学元件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年2月23日提交的EP申请17157671.3的优先权，所述申请通过引用将其全文并入本文。
技术领域
本发明涉及一种对准衍射光学系统的方法、一种衍射方法、一种衍射光学元件、以及相关联的量测和光刻设备。
背景技术
光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生要在IC的单层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。施加每个具有特定的图案和材料成分的多个层以限定成品的功能器件和互连。
在光刻过程中，经常期望对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。已知用于进行这种测量的各种工具，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜和用于测量重叠的专用工具，重叠是器件中的两个层的对准的准确度。近来，各种形式的散射仪已经被开发应用在光刻领域中。
已知的散射仪的示例通常依赖于专用量测目标的提供。例如，方法可能需要呈简单光栅形式的目标，所述光栅足够大使得测量束产生小于光栅的斑(即，光栅未被填充满)。在所谓的重构方法中，可以通过对散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用进行模拟来计算光栅的属性。调整模型的参数，直到模拟的相互作用产生与从真实目标观察到的衍射图案相似的衍射图案。
除了通过重构进行特征形状的测量之外，也可使用这种设备测量基于衍射的重叠，如公开的专利申请案US2006066855A1中所描述的。使用衍射级的暗场成像的基于衍射的重叠量测实现了对较小目标的重叠测量。这些目标可以小于照射斑并且可以被晶片上的产品结构包围。暗场成像量测的示例可以在许多公开的专利申请中找到，诸如例如US2011102753A1和US20120044470A。使用复合光栅目标可以在一幅图像中测量多个光栅。已知的散射仪趋于使用在可见或近IR(近红外)波范围内的光，这要求光栅的节距比实际产品结构(其属性为实际感兴趣的属性)粗糙得多。可以使用具有短得多的波长的深紫外(DUV)或极紫外(EUV)辐射来定义这样的产品特征。不幸的是，这种波长通常对于量测术是不可利用的或不可用的。
现代产品结构的尺寸太小以至于常规的光学量测技术不能对其进行成像。小的特征包括例如由多个图案形成过程和/或节距倍增(pitch-multiplication)形成的那些小的特征。因此，用于高容量量测的目标通常使用比产品(其叠误差或临界尺寸是感兴趣的属性)大得多的特征。测量结果仅与实际产品结构的尺寸间接相关，并且测量结果可能不准确，因为量测目标不会受到在光刻设备中的光学投影下的相同的变形，和/或不会受到在制造过程的其它步骤中的不同处理。虽然扫描电子显微镜(SEM)能够直接分辨这些现代产品结构，但SEM比光学测量耗时得多。此外，电子不能穿透厚的过程层，这使得它们不太适合于量测应用。诸如使用接触垫来测量电气属性之类的其它技术也是已知的，但仅提供真实产品结构的间接证据。
通过减小在量测期间使用的辐射的波长(即，朝向“软X射线”波长光谱移动)，可以分辨更小的结构，以增加对结构的结构性变化的敏感性和/或进一步穿透进入产品结构中。产生适当高频辐射的一种这样的方法是通过使用高次谐波产生(HHG)辐射源。这种HHG辐射源使用激光辐射(例如，红外(IR)辐射)来激励HHG产生介质，从而产生包括高频辐射的较高次谐波。
沿着SXR(软X射线)散射仪的光学路径的光学元件可以包括多个反射镜和光栅。其它光学元件包括光源和传感器。一些光学元件将必须与以μm和mrad为单位的范围中的定位准确度对准。
在没有真空的情况下，在组装阶段(和在后续维护期间)必须对准SXR散射仪的光学元件。在这些条件下，SXR(在大气压下被空气吸收)不能用于执行衍射光学系统的对准。对于反射镜，这没有问题，因为SXR反射镜也反射IR，并且它们易于使用IR束对准。对于光栅，这不起作用，因为衍射角依赖于波长。这意味着只有0级(反射)可以被对准，而非精确的光栅定向，这对于具有某些有利属性的不对称锥形衍射条件来说尤其相关。特别地，它们可以制造成具有很高的衍射效率。因此，对准难以实施并且是复杂的。因为考虑到衍射束的路径，光学元件不能在大气压力下对准，所以对准不能在非真空组装或维护阶段被固定。需要使用SXR照射在真空下进行另外的对准检验。具有这些问题的其它衍射光学系统包括其它量测和检查设备、光刻设备和单色仪。衍射光学元件可以处于沿光学路径的任何地方。
发明内容
期望改进衍射光学系统的对准并克服至少一些上述问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种将待操作的衍射光学系统与操作束对准的方法，所述方法包括：使用具有与操作束不同的波长范围的对准束和使用被优化以在多个预定方向上衍射对准束和操作束的衍射光学元件来对准衍射光学元件。
根据本发明的第二方面，提供了一种在同一方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的方法，所述方法包括：使用具有具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构的衍射光学元件，其中这些节距被选择成在同一方向上衍射第一束和第二束。
根据本发明的第三方面，提供了一种将待操作的衍射光学系统与操作束对准的方法，所述方法包括：根据第二方面在同一方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束，其中第一束是对准束，第二束是操作束。
根据本发明的第四方面，提供了一种在同一方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的衍射光学元件，所述衍射光学元件包括：具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构，其中这些节距被选择成在同一方向上衍射第一束和第二束。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于在多个预定方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的衍射光学元件，所述衍射光学元件包括：
具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构，其中这些节距被选择成在多个预定方向上衍射第一束和第二束，其中：
第一周期性结构被形成于对应于投影于衍射光学元件上时的第一束的斑的区域处；和
第二周期性结构被形成于对应于投影于衍射光学元件上时的第二束的斑的区域处。
根据本发明的第六方面，提供了一种包括第四方面或第五方面的衍射光学元件的量测设备。
根据本发明的第七方面，提供了一种包括第四方面或第五方面的衍射光学元件的光刻设备。
本发明的另外的方面、特征和优点以及本发明的各实施例的结构和操作被参考附图在下文更详细地描述。应注意，本发明不限于本文所描述的特定实施例。本发明中仅出于例示性目的而提出这些实施例。基于本发明中包含的教导，另外的实施例对于本领域技术人员而言将是明显的。
附图说明
现在将参考所附示意性附图、仅通过举例方式来描述本发明的实施例，在附图中对应的附图标记表示对应的部件，且在附图中：
图1图示了根据本发明的实施例可调适的光刻设备和构成用于半导体器件的生产设施的其它设备；
图2图示了EUV量测方法中的入射束、反射束和衍射束的几何形状；
图3(a)图示了执行图2的方法并根据本发明的实施例可调适的量测设备的部件；
图3(b)图示了图3(a)的设备的照射系统的部件；
图4图示了使用根据本发明的实施例可调适的HHG源的量测设备；
图5是根据本发明的实施例的对准衍射光学系统的方法的流程图；
图6图示了用作根据本发明的实施例的衍射光学元件的多节距光栅；并且
图7图示了根据本发明的衍射光学元件。
具体实施方式
在详细地描述本发明的实施例之前，提出可以实施本发明的实施例的示例环境是有指导意义的。图1至图4示出了这样的环境。
图1中的100示出了一种光刻设备LA，其作为实施大容量光刻制造过程的工业设施的一部分。在本示例中，制造过程被调适用于在诸如半导体晶片之类的衬底上制造半导体产品(集成电路)。本领域技术人员应了解，可以通过以这个过程的变型的方式来处理不同类型的衬底从而制造各种各样的产品。半导体产品的生产仅作为在现今具有重大的商业意义的示例。
在光刻设备(或简称“光刻工具”100)内，测量站MEA在102处显示，曝光站EXP在104处显示。控制单元LACU在106处显示。在所述示例中，每个衬底访问测量站和曝光站以被施加图案。在光学光刻设备中，例如，投影系统用于使用调节后的辐射和投影系统将产品图案从图案形成装置MA转印到衬底上。这是通过在辐射敏感抗蚀剂材料层中形成图案的图像来完成的。
在本文中所使用的术语“投影系统”应被广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统或者它们的任意组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如使用浸没液体或使用真空等其它因素所适合的。图案形成装置MA可以是将图案赋予至由图案形成装置透射或反射的辐射束的掩模或掩模版。众所周知的操作模式包括步进模式和扫描模式。众所周知，投影系统可以以各种方式与用于衬底和图案形成装置的支撑和定位系统协作，以将所期望的图案施加到横跨衬底的许多目标部分。可以使用可编程图案形成装置来代替具有固定图案的掩模版。例如，辐射可以包括深紫外(DUV)或极紫外(EUV)波段中的电磁辐射。本公开也适用于其它类型的光刻过程，例如压印光刻术和例如通过电子束的直写光刻术。
光刻设备控制单元LACU控制各种致动器和传感器的所有移动和测量，使得设备接收衬底W和掩模版MA并实施图案化操作。LACU也包括信号处理和数据处理能力，以实施与设备的操作相关的期望计算。在实践中，控制单元LACU将被实现为许多子单元的系统，每个子单元处理所述设备内的子系统或部件的实时数据采集、处理和控制。
在将图案施加到曝光站EXP处的衬底之前，在测量站MEA处处理衬底，使得可以执行各种预备步骤。预备步骤可以包括使用水平传感器来绘制衬底的表面高度，和使用对准传感器来测量衬底上的对准标记的位置。对准标记名义上布置成规则的栅格图案。然而，由于产生标记的不准确性以及由于在其整个处理过程中发生的衬底变形，这些标记偏离理想栅格。因此，除了测量所述衬底的位置和方向之外，如果设备要以非常高的准确度在正确的部位处印制产品特征，则在实践中所述对准传感器必须详细测量横跨衬底区域的许多标记的位置。
光刻设备LA可以是所谓的双平台型，其具有两个衬底台，每个衬底台具有由控制单元LACU控制的定位系统。在曝光站EXP处正在曝光一个衬底台上的一个衬底的同时，可以在测量站MEA处将另一衬底装载至另一衬底台上以使得可以执行各种预备步骤。因此，对准标记的测量非常耗时，设置两个衬底台能够显著地提高设备的生产量。如果位置传感器IF在测量站和曝光站处时都不能测量衬底台的位置，则可以设置第二位置传感器以实现在两个站处追踪衬底台的位置。当光刻设备LA是具有两个衬底台的所谓的双平台型时，曝光站和测量站可以是不同的部位，在所述部位之间可以交换衬底台。
在生产设施内，设备100构成“光刻单元”或“光刻簇”的一部分，所述“光刻单元”或“光刻簇”还包含涂覆设备108，用于将光敏抗蚀剂和其它涂层施加到衬底W，以用于由设备100图案化。在设备100的输出侧，设置焙烤设备110和显影设备112，用于将曝光后的图案显影成实体抗蚀剂图案。在所有这些设备之间，衬底处理系统负责支撑所述衬底并将它们从一件设备转移到下一件设备。这些设备通常统称为“轨道”，并由轨道控制单元控制，轨道控制单元本身由管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统SCS也经由光刻设备控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化生产量和处理效率。管理控制系统SCS接收选配方案信息R，选配方案信息R非常详细地提供了待执行以创建每个图案化的衬底的步骤的定义。
一旦已经在光刻单元中施加并显影了图案，就将被图案化的衬底120转移到诸如在122、124、126处所示的其它处理设备。由典型的制造设施中的各种设备实施各种处理步骤。为了举例，所述实施例中的设备122是蚀刻站，并且设备124执行蚀刻后退火步骤。另外的物理和/或化学处理步骤在另外的设备126等中被施加。制造真实的器件可能需要许多类型的操作，诸如材料的沉积、表面材料特性的改性(氧化、掺杂、离子注入等)、化学机械抛光(CMP)等。在实践中，设备126可以代表在一个或更多个设备中执行的一系列不同的处理步骤。
众所周知，半导体器件的制造涉及这种处理的多次重复，以在衬底上逐层地建造具有适当材料和图案的器件结构。因此，到达光刻簇的衬底130可以是新准备的衬底，或者它们可以是先前已经在所述簇中或完全在另一设备中被处理的衬底。类似地，依赖于所需的处理，离开设备126的衬底132可以被返回以用于在同一光刻簇中的后续图案化操作，它们可以用于在不同的簇中进行图案化操作，或者它们可以是待被送去用于切片和封装的成品。
产品结构中的每一层要求一组不同的过程步骤，并且在每一层处使用的设备126的类型可以完全不同。此外，即使在待由设备126施加的处理步骤在大型设施中名义上是相同的情况下，也可能存在几个假设相同的机器并行地工作以在不同的衬底上执行步骤126。这些机器之间的设定或故障的小差异可能意味着它们以不同的方式影响不同的衬底。甚至对于每层是相对地共用的步骤，诸如蚀刻(设备122)，也可以通过几个名义上相同但并行地工作的蚀刻设备来实现，以最大化生产率。此外，在实践中，不同的层根据待蚀刻的材料的细节和特定要求(诸如例如各向异性蚀刻)而要求不同的蚀刻过程，例如化学蚀刻、等离子体蚀刻。
可以在其它光刻设备中执行先前和/或后续的过程(如刚才所提到)，且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行先前和/或后续的过程。例如，在器件制造过程中，在诸如分辨率和重叠等参数上要求非常高的一些层相比于其它要求较不高的层可以在更先进的光刻工具中执行。因此，一些层可以在浸没型光刻工具中曝光，而其它层在“干型”工具中曝光。一些层可以在DUV波长下工作的工具中曝光，而其它层使用EUV波长辐射曝光。
为了正确且一致地曝光由光刻设备所曝光的衬底，期望检查被曝光的衬底以测量诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等属性。由此，其中定位有光刻单元LC的制造设施也包括量测系统MET，量测系统MET接收已在光刻单元中处理的衬底W中的一些或全部。将量测结果直接或间接地提供至管理控制系统(SCS)138。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光进行调整，尤其在量测可以足够迅速地且快速地进行使得同一批次的其它衬底仍处于待曝光的情况下。此外，已经被曝光的衬底可以被剥除并返工以改善良率，或被废弃，由此避免对已知有缺陷的衬底执行进一步处理。在衬底的仅一些目标部分有缺陷的情况下，可以仅对良好的那些目标部分执行进一步曝光。
图1还显示了量测设备140，所述量测设备140设置用于在制造过程中的期望的阶段处进行产品的参数的测量。现代光刻生产设施中的量测设备的常见示例是散射仪(例如角分辨散射仪或光谱散射仪)，并且它可以被应用于在设备122中的蚀刻之前在120处测量被显影的衬底的属性。通过使用量测设备140可以确定，例如诸如重叠或临界尺寸(CD)之类的重要性能参数不满足被显影的抗蚀剂中的规定的准确度要求。在蚀刻步骤之前，存在剥除被显影的抗蚀剂并且通过光刻簇重新处理衬底120的机会。还众所周知，来自设备140的量测结果142可以用于通过管理控制系统SCS和/或控制单元LACU106随时间进行小的调整来维持光刻簇中的图案化操作的准确性能，由此最小化产品被制造出超出规格、需要返工的风险。当然，量测设备140和/或其它量测设备(未显示)可以应用于测量被处理的衬底132、134和进入的衬底130的属性。
图2图示了EUV量测方法，而图3图示了EUV量测设备300。所述设备可以用作用于测量在图1的制造系统中处理的衬底W的参数的EUV量测设备244的示例。
在图2中，目标T被示意性地表示为包括在球面坐标系的原点处的一维光栅结构。X轴、Y轴和Z轴是相对于目标定义的。(当然，原则上可以定义任何的任意坐标系，并且每个部件可以有能够相对于所示坐标系来定义的其自己的局部坐标系。)目标结构的周期性方向D与X轴对准。所述图不是真正的透视图，而只是示意图。X-Y平面是目标和衬底的平面，并且为了清楚起见，显示为朝向观察者倾斜，通过圆302的斜视图表示。Z方向限定垂直于衬底的方向N。在图2中，入射射线之一被标注为304并且具有掠入射角α。在所述示例中，入射射线304(和形成辐射斑S的所有入射射线)基本上位于平行于X-Z平面的平面中，即由方向D和N限定并且由圆306表示的平面。未被目标T的周期性结构散射的反射射线308朝向图中目标的右手侧以仰角α射出。
为了执行光谱散射测量，射线308和其它反射射线被分解成包括不同波长的射线的光谱310中。可以例如使用掠入射衍射光栅312产生光谱。衍射光栅312可以是根据本发明的实施例的衍射光学元件，例如参考图6或图7所描述的衍射光学元件。这使得能够根据本发明的实施例对准光学系统，例如参考图5所描述的方法。由检测器313检测所述光谱。所述检测器(可以例如为具有像素阵列的CCD图像检测器)被用于将光谱转换成电信号并最终转换成数字数据以供分析。
在实际系统中，辐射304的光谱可能受到时间变化的影响，这会干扰分析。为了将检测到的光谱相对于这些变化进行归一化，由第二检测器314捕获参考光谱。为了产生参考光谱，由另一衍射光栅318衍射源辐射316。衍射光栅318可以是根据本发明的实施例的衍射光学元件，例如参考图6或图7所描述的衍射光学元件。这使得能够根据本发明的实施例对准光学系统，例如参考图5所描述的方法。光栅318的零级反射射线形成入射射线304，而光栅318的一级衍射射线320形成被参考光谱检测器314检测到的参考光谱。获得表示参考光谱的电信号和数据以供分析中使用。
根据针对一个或更多个入射角α的值获得的测量到的光谱，可以以下文进一步描述的方式计算目标结构T的属性的测量结果。
转到图3(a)，提供EUV量测设备300以通过图2的方法测量在衬底W上形成的量测目标T的属性。各种硬件部件被示意性地表示。根据众所周知的设计原则，可以由相关技术人员应用现有部件与专门设计的部件的混合来执行这些部件的实际实施方式。提供支撑件(未详细显示)以将衬底相对于将要描述的其它部件保持在期望的位置和方向。辐射源330向照射系统332提供辐射。照射系统332提供由射线304表示的EUV辐射，所述射线304在目标T上形成聚焦后的辐射斑。照射系统332也向检测器314提供参考光谱320。可以方便地将部件312、313等视为检测系统333。
在所述示例中，衬底W安装在具有定位系统334的可移动支撑件上，使得可以调整射线304的入射角α。在所述示例中，为了方便起见，选择倾斜衬底W以改变入射角，而源330和照射系统332保持静止。为了捕获反射射线308，检测系统333被设置有另外的可移动支撑件336，使得其相对于静止的照射系统移动一角度2α，或相对于衬底移动一角度α。在反射测量法的掠入射式体系中，通过参考衬底的平面来定义入射角α是方便的，如所显示的。当然，它同样可以被定义为入射射线I的入射方向与垂直于衬底的方向N之间的角度。
提供额外的致动器(未显示)，用于将每个目标T带到辐射的被聚焦的斑S所在的位置。(以另一种方式来考虑，将所述斑带到目标所在的位置。)在实际应用中，在单一衬底上(也可能在一系列衬底上)可能有待测量的一系列单个目标或目标部位。原则上，在照射系统和检测器保持静止的同时衬底和目标是否被移动改变方，或者照射系统和检测器被移动的同时衬底是否保持静止，或者通过这些技术的组合是否实现不同的部件的相对运动，都是无关紧要的。本公开包含所有这些变形例。
如已经参考图2所描述的，由目标T和衬底W反射的辐射在其射在检测器313上之前被分割成具有不同波长的射线的光谱310。检测器306包括例如位置敏感EUV检测器，典型地为检测器元件的阵列。所述阵列可以为线性阵列，但在实践中可以提供元件(像素)的二维阵列。检测器313可以为例如CCD(电荷耦合器件)图像传感器。
处理器340接收来自检测器313和314的信号。特别地，来自检测器313的信号ST表示目标光谱，来自检测器314的信号SR表示参考光谱。处理器340可以从目标光谱中减去参考光谱以包括目标的反射光谱，其相对于源光谱的变化被归一化。在处理器中使用所得到的一个或更多个入射角的反射光谱来计算目标属性(例如CD或重叠)的测量结果。
实际上，可以以一系列短脉冲的方式提供来自源330的辐射，并且可以针对每个脉冲一起捕获信号SR和ST。聚集成针对所述目标在所述入射角下的整体反射光谱之前，计算针对每个单独脉冲的差分信号。以这种方式，对这些脉冲之间的源光谱的不稳定性进行校正。脉冲速率可以为每秒数千甚至数万(赫兹)。例如，被聚集以测量一个反射光谱的脉冲数目可以是数十或数百。即使在这么多脉冲的情况下，物理测量也需要花费几分之一秒。
在将该EUV-SR应用于半导体制造中的量测术时，可以使用小的光栅目标。使用检测器313和314捕获多个衍射光谱的同时，将掠入射角α设定为各种不同的值。使用检测到的光谱和目标结构的数学模型，可以执行重构计算以获得CD和/或其它感兴趣的参数的测量值。下面将进一步说明示例重构方法。
简要考虑目标本身，线和空间的尺寸将依赖于目标设计，但结构的周期可以例如小于100nm、小于50nm、小于20nm、甚至小于10nm、和低至5纳米。光栅结构的线可以具有与衬底的产品区域中的产品特征相同的尺寸和节距。事实上，光栅结构的线可以为产品结构的线，而不是在专用目标区域内形成的、仅用于量测目的的目标结构的线。这种小的特征可以通过压印光刻术或通过直写方法而在EUV光刻术过程中形成。这种小的特征也可以使用现今的DUV光刻术、通过所谓的双图案化过程(通常为多重图案化过程)而形成。此类技术包括，例如通过光刻-蚀刻-光刻-蚀刻(LELE)和线层后端(BEOL)中的自对准双镶嵌来实现的节距加倍。出于解释的目的，在下面的示例中将假设CD为感兴趣的参数。然而，在彼此叠置形成的两个光栅的情况下，另一感兴趣的参数可能为重叠。这可以基于EUV-SR衍射级中的不对称性来测量，如下面单独描述的。如果需要，可以增大入射角以实现充分穿透下部结构。
在多重图案化过程中，不是在一个图案化操作中而是在两个或更多个图案化步骤中、在产品的一个层中形成结构。因此，例如，第一群结构可以与第二群结构交错，并且这些群在不同的步骤中形成，以便实现比单独一个步骤可以产生的更高的分辨率。虽然这些群的置放相对于所述衬底上的其他特征应是相同的且完美的，但当然，每个真实的图案都表现出一定的位置偏移。这些群之间的任何无意的位置偏移都可以被视为重叠的形式，并且可以通过与用于测量层之间的重叠的技术类似的技术来测量。另外，对于底层或上层中的特征的重叠可以在当在单一层中形成多群特征时针对每个群而有所不同，并且如果期望，可以分别针对这些群中的每个群测量重叠。
图3(b)图示了图3(a)的设备中的照射系统332的一种可能的布置。诸如等离子体之类的辐射源在330处表示。对于EUV光刻术，已经通过实验或商业方式测试和构建了几个类型的源。根据所期望的波长范围，这些源中的任一种都可以应用于本设备中。等离子体源包括锡(Sn)但也包括Xe或Ar或Kr或Ne或N、或它们的任何组合。可以应用激光驱动光源和谐波产生器源。尽管目前等离子体源是紧凑形式的最可获得的类型，但等离子体源不是可以应用的唯一类型的源。同步加速器源可以产生更有用的功率水平，并且在波长和功率方面更可控，但是这些源尚未以紧凑的形式在商业上获得。
在一范围的方向上发射具有所期望的光谱特性的EUV辐射束500。在源330的出口处(照射系统332的入口)，设置第一孔502以用作照射系统的入射光瞳。具有明确定义的发散的入射束504射在聚焦光学元件或系统上。所述聚焦系统在本图示中通过二维弯曲的反射镜506(例如椭圆形反射镜)来实施。反射镜506产生会聚束508，其被聚焦以在衬底W上的目标部位处形成斑。可选地，设置第二孔510以限制目标处的束404的直径。特别地，孔510可以在高度和/或宽度上可调整，使得根据不同的期望/大小和不同的入射角α可以产生不同形状的束B’。
反射束408进入检测系统333(在所述视图中未显示)，携带关于目标结构的信息。可选地，设置第二聚焦反射镜520以在所述束进入检测系统333时减少所述束的发散。
如图2和图3(a)所示，参考光谱320被形成并被参考光谱检测器314检测。在图3(b)所示的示例照射系统中，用于产生参考光谱320的光栅318被集成在弯曲的反射镜506中。在替代实施例中，参考光谱光栅318可以作为与反射镜506串联的分立的元件设置。在任一情况下，反射镜和衍射光栅506/318或分立的元件318可以是根据本发明的实施例的衍射光学元件，例如参考图6或图7所描述的衍射光学元件。这使得能够根据本发明的实施例对准光学系统，例如参考图5所描述的方法。另外，为了将辐射从束504聚焦成束508，可以用一系列的两个或更多个一维弯曲的(柱形的)反射镜更换单个二维弯曲的反射镜506。无论在何处设置光栅，所述光栅都可以是“平面场”类型，从而横跨在检测器314中的线性或平面像素阵列形成被良好分辨的光谱。类似地，在检测侧设置二维弯曲的聚焦反射镜520的情况下，可以设置一个或更多个尺寸或维度上弯曲的反射镜。弯曲的反射镜可以与形成由目标反射的辐射的光谱310的光栅312集成为一体。所述反射镜和衍射光栅312可以是根据本发明的实施例的衍射光学元件，例如参考图6或图7所描述的衍射光学元件。这使得能够根据本发明的实施例对准光学系统，例如参考图5所描述的方法。注意，为了获得所期望的光谱分辨率，可能没有必要在两个维度上对束408进行聚焦。
量测工具可以被显影，其使用发射在“软X射线”或EUV范围内(例如波长介于2nm与50nm之间)辐射的源。这种源的示例包括放电产生的等离子体源、激光产生的等离子体源或高次谐波产生或和产生高次谐波的(HHG，或高谐波产生(High Harmonic Generation))源。众所周知，HHG源能够在所发射的光中提供大通量的准直光子(高亮度)。
在欧洲专利申请EP152020301、EP16168237、EP16167512中说明且进一步描述了用于量测应用的HHG源，这些专利申请通过引用其全部内容并入本文。在量测应用中，这样的HHG源可以被用于(例如)正入射、非常接近正入射(例如，距法线10度内)、掠入射(例如，距表面20度内)、任意角度或多个角度(在单次捕获中获得更多测量信息)。
图4详细地图示了包括辐射源430的量测布置。辐射源430为用于基于高次谐波产生(HHG)技术产生EUV辐射的HHG源。辐射源430的主要部件是泵浦激光器431和HHG介质，诸如HHG气体单元432(也可以使用HHG固体表面介质)。气体供应件434向气体单元供应合适的气体，其中可选地，其可以可选地由电源(未显示)进行电离。泵浦激光器431可以是例如具有光学放大器的基于光纤的激光器，从而产生每脉冲持续小于1ns(1纳秒)的红外辐射脉冲，并且脉冲重复率在需要时高达数兆赫兹。所述波长可以例如在1μm(1微米)的范围内。激光脉冲作为泵浦辐射束440输送到HHG气体单元432，其中辐射的一部分被转换成更高的频率。从HHG气体单元432射出包括一个或更多个所期望的波长的相干辐射的测量辐射442的束。
所述测量辐射442可以包括多个波长。如果辐射是单色的，则可以简化测量计算(重构)，但是HHG更容易产生具有多个波长的辐射。这些是设计选择的问题，甚至可能是同一设备内的可选的选项。当对不同材料的结构进行成像时，不同的波长将例如提供不同水平的对比度。为了金属结构或硅结构的检查，例如，可以将不同的波长选择为用于对(碳基)抗蚀剂的特征进行成像或用于检测这些不同材料的污染的波长。
可以设置一个或更多个滤光装置444。例如，诸如铝(Al)质薄膜之类的滤光器可以用于截断基本的IR辐射而避免进一步传递到检查设备中。可以提供光栅(未显示)以从气体单元432中产生的那些波长中选择一个或更多个特定谐波波长。所述光栅可以是根据本发明的实施例的衍射光学元件，例如参考图6或图7所描述的衍射光学元件。这使得能够根据本发明的实施例对准光学系统，例如参考图5所描述的方法。
考虑到EUV辐射在空气中行进时被吸收，所以一些或全部束路径可能被包含在真空环境中。辐射源430和照射光学装置的各种部件可以是可调整的，以在同一设备内实施不同的量测“选配方案”。例如，可以使得不同的波长和/或偏振是可以选择的。
经过滤光后的束从辐射源430进入检查腔室，其中包括感兴趣的结构或目标结构的衬底W被衬底支撑件414保持从而用于检查。目标结构被标注为T。在操作中，检查腔室内的气氛由真空泵452保持成接近真空，因此软X射线辐射可以通过气氛而不过度衰减。照射系统包括用于将辐射聚焦成被聚焦的束456的一个或更多个光学元件454，并且可以包括例如二维弯曲的反射镜或一系列一维弯曲的反射镜(如在上文中所描述的在先专利申请所描述的)。通过束456与目标T的相互作用形成光谱410。所述束456因此被衍射410朝向CCD检测器470。在图4所图示的示例光学系统中，晶片W上的目标T具有周期性结构。所述目标T可以是根据本发明的实施例的衍射光学元件，例如参考图6或图7所描述的衍射光学元件。这使得能够根据本发明的实施例对准光学系统，例如参考图5所描述的方法。当投影到感兴趣的结构上时，进行聚焦以获得直径小于10μm的圆形或椭圆形斑。衬底支撑件414包括例如X-Y平移台和旋转台，通过所述X-Y平移台和旋转台，衬底W的任何部分可以沿所期望的方向被带到束的焦点。因此，辐射斑S形成在感兴趣的结构上。然后，通过检测器460检测从感兴趣结构反射的辐射408。
通过所述束442与弯曲的反射镜454的相互作用形成参考光谱412。所述束442因此被衍射412朝向CCD检测器480。在图4中图示的光学系统中，用于产生参考光谱412的光栅被集成在弯曲的反射镜454中。在替代实施例中，所述参考光谱光栅可以被设置为沿所述光学路径与反射镜454串联的分立的元件。在任一情况下，反射镜和衍射光栅454或分立的元件可以是根据本发明的实施例的衍射光学元件，例如参考图6或图7所描述的衍射光学元件。这使得能够根据本发明的实施例对准光学系统，例如参考图5所描述的光学系统。
如上文所论述的，有必要在组装阶段期间和维护期间对准这些光学元件。根据本发明的实施例，可以使用IR驱动激光器431本身而不是通过由HHG产生的SXR光来对准包括衍射光学元件的光学系统。IR激光器可以与SXR光共线，但容易使用得多，因为它允许使用简单得多的工具(例如涂有IR光敏材料的观察卡)并且不需要真空。本发明易于实施并降低了对准复杂性。
本发明的实施例可以使用优化后的多节距光栅，使得它们对于IR的衍射角与对于SXR的衍射角相同。这可以仅通过对SXR性能的轻微影响来完成。
来自光栅的衍射典型地由光栅方程来描述：
sinθi-sinθf＝nλ/p
其中θi和θf是入射束和衍射束的角度，n是衍射级，λ是波长，p是结构的节距。所述公式仅在平面配置(即入射光垂直于光栅线)中有效，但类似的公式可适用于描述任意配置。
在所有情况下，衍射角仅依赖于因子nλ/p。因此，如果同时按比例调整λ和p，则衍射角将保持不变。
可以使用具有多节距的光栅，使得nIRλIR/pIR＝nSXRλSXR/pSXR。
SXR光也将从大节距pIR衍射，但衍射角将非常小，因此可以容易地忽略所述光。下文参考图6描述各种多节距光栅。
图5是将待操作的衍射光学系统与操作束对准的方法的流程图。使用具有与操作束不同的波长范围的对准束。所述对准束的波长范围典型地处于比所述操作束更长的波长处。在所述示例中，所述对准束包括红外(IR)辐射，所述操作束包括软X射线(SXR)辐射。通过被IR对准束(例如图4的440)泵浦的高次谐波产生(HHG)光源(例如图4的432)产生SXR操作束。所述方法具有以下步骤：
552：将衍射光学元件安装在光学系统中。通过向衍射光学元件提供具有第一节距(pIR)的第一周期性结构和具有第二节距(pSXR)的第二周期性结构来优化所述衍射光学元件。所述衍射光学元件可以是例如参考图6或图7所描述的衍射光学元件。
554：如果已经安装了IR滤光器，则移除IR滤光器(例如图4中的444)。当使用SXR操作束时，在操作期间使用IR(泵浦辐射/对准束)滤光器。在从产生高次谐波的光源移除所述对准束滤光器的同时进行对准允许对准束通过光学系统。以这种方式，所述对准束可以被用于对准构成光学系统的光学元件。
556：将已经安装的IR泵浦激光器(例如图4中的431)设置为低功率。因此，使用具有比用于产生操作束的强度更低的强度的对准束来执行对准。
558：使用对准束(IR)并使用被优化以在预定方向上衍射对准束和操作束的衍射光学元件来对准衍射光学系统。在对准期间，所述对准束被沿着与在衍射光学系统的操作期间所述操作束要被沿其朝向所述衍射光学元件引导的光学路径相同的光学路径引导。这很方便，因为在操作中IR将遵循与SXR辐射将遵循的反射光学路径相同的反射光学路径。对准所述衍射光学系统包括配置所述衍射光学系统的光学元件。所述光学元件可以包括一个或更多个衍射光学元件、光学检测器和光源。所述配置可以包括布置光学元件的位置、方向或光学特性。
预定方向可以是同一方向。这很方便，因为在操作中IR将遵循与SXR辐射将遵循的衍射光学路径和反射光学路径相同的衍射光学路径和反射光学路径。然后可以使用也对IR敏感的SXR传感器来对准光学系统。可以在对准期间使用IR来预测和追踪SXR光学路径。这很方便，因为可以由技术人员在大气压力下完成，并存取该光学路径。低功率IR对于用于对准工序来说也是安全的，例如通过使用观察卡来手动地截断并突出显示衍射光学路径。
一旦成功对准光学系统，光学元件就可以永久地固定在适当位置。这有利地增加了光学系统的稳定性并使其更可靠。也就是说，在组装期间仅执行一次光学元件的定位，降低了商品成本(CoG)。
560：更换IR滤光器并完成光学系统的组装。
562：为了开始操作光学系统，抽空所述真空系统。
564：增加IR激光功率并通过HHG产生SXR辐射。
566：可选地，可以使用SXR辐射来检查光学系统的对准。然后可以使用SXR来操作对准后的光学系统用于量测测量。
图6图示了用作根据本发明的实施例的衍射光学元件的多节距光栅的部分的截面图。多节距光栅604至616每个都被制造在衬底602上。在第一光栅604上标注两个节距pIR和pSXR。尽管在这里图示的多节距光栅中使用了两个节距，但是可以使用三个或更多个节距。因此，可以使用多于一个的操作波长和/或多于一个的对准波长。
衬底602可以由例如硅(Si)或玻璃制成。多节距光栅604至616的图案和填充层可以由例如Si(结晶的或无定形的)、SiO2、Si3N4或光致抗蚀剂、或这些材料的组合制成。不同的材料被描绘为具有不同的剖面线或阴影线；无剖面线、左对角剖面线、右对角剖面线或交叉剖面线。多节距光栅606具有叠置在另一光栅上的一个光栅。多节距光栅610至616是共面的。并非使用不同的材料，多节距光栅614和616分别具有不同线宽和线高度的精节距(pSXR)光栅，以便限定粗节距(pIR)光栅。
图7图示了根据本发明的实施例的衍射光学元件的平面图。参考图7(a)，精节距(pSXR)光栅702与粗节距(pIR)光栅704交错且共面。
参考图7(b)，精节距(pSXR)光栅702形成在对应于投影在衍射光学元件上时的SXR操作束的斑的区域处。在所述示例中，所述区域是椭圆。当，粗节距(pIR)光栅704形成在对应于投影在衍射光学元件上时的IR对准束的斑的区域处。在这种情况下，IR斑较大，因此所述区域围绕较小的SXR操作束的斑延伸。
参考图6和图7描述的衍射光学元件可以被结合在参考图1描述的光刻设备中和/或诸如参考图2至图4描述的量测设备中。作为另一示例，参考图6和图7描述的衍射光学元件可以被结合在单色仪或其它衍射光学系统中。在这种衍射光学系统中，根据本发明的方法可被用于对准光学元件。
在随后被编号的方面中公开了另外的实施例：
1.一种将待操作的衍射光学系统与操作束对准的方法，所述方法包括：
使用具有与所述操作束不同的波长范围的对准束并使用被优化以在多个预定方向上衍射所述对准束和所述操作束的衍射光学元件来对准所述衍射光学系统。
2.根据方面1所述的方法，其中所述多个预定方向是同一方向。
3.根据方面1或方面2所述的方法，其中在对准期间，沿着与在所述衍射光学系统的操作期间所述操作束将被朝向所述衍射光学元件引导所沿着的光学路径相同的光学路径引导所述对准束。
4.根据任一前述方面所述的方法，其中所述对准束的波长范围处于比所述操作束的波长更长的波长。
5.根据方面4所述的方法，其中所述对准束包括红外辐射，所述操作束包括软X射线辐射。
6.根据任一前述方面所述的方法，其中通过由所述对准束的光源泵浦的产生高次谐波的光源来产生所述操作束。
7.根据方面6所述的方法，其中使用具有比用于产生所述操作束的强度更低的强度的对准束来执行对准。
8.根据方面7所述的方法，还包括在执行对准时从所述产生高次谐波的光源移除对准束滤光器，所述对准束滤光器将在用所述操作束操作期间被使用。
9.根据任一前述方面所述的方法，其中对准所述衍射光学系统包括配置所述衍射光学系统的光学元件。
10.根据任一前述方面所述的方法，还包括通过给所述衍射光学元件提供具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构来优化所述衍射光学元件。
11.根据方面10所述的方法，其中所述周期性结构包括多节距周期性结构。
12.根据方面8所述的方法，其中所述周期性结构包括光栅。
13.根据方面10至12中任一方面所述的方法，其中所述周期性结构是共面的。
14.根据方面10至13中任一方面所述的方法，其中所述周期性结构被叠置。
15.根据方面10至13中任一方面所述的方法，其中所述周期性结构被交错。
16.根据方面10至13中任一方面所述的方法，其中：
将所述第一周期性结构形成于当所述对准束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述对准束的斑的区域处；和将所述第二周期性结构形成于当所述操作束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述操作束的斑的区域处。
17.一种在同一方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的方法，所述方法包括：
使用具有第一周期性结构和第二周期性结构的衍射光学元件，所述第一周期性结构具有第一节距，所述第二周期性结构具有第二节距，其中所述节距被选择成在所述同一方向上衍射所述第一束和第二束。
18.根据方面17所述的方法，其中沿着与所述第二束朝向所述衍射光学元件被引导所沿着的光学路径相同的光学路径引导所述第一束。
19.根据方面17或方面18所述的方法，其中所述第一束的波长范围处于比所述第二束的波长更长的波长处。
20.根据方面19所述的方法，其中所述第一束包括红外辐射，所述第二束包括软X射线辐射。
21.根据方面17至20中任一方面所述的方法，其中所述周期性结构包括多节距周期性结构。
22.根据方面17至21中任一方面所述的方法，其中所述周期性结构包括光栅。
23.根据方面17至22中任一方面所述的方法，其中所述周期性结构是共面的。
24.根据方面17至23中任一方面所述的方法，其中所述周期性结构被叠置。
25.根据方面17至23中任一方面所述的方法，其中所述周期性结构被交错。
26.根据方面10至23中任一方面所述的方法，其中：
所述第一周期性结构被形成于当所述第一束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述第一束的斑的区域处；和
所述第二周期性结构被形成于当所述第二束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述第二束的斑的区域处。
27.一种将待操作的衍射光学系统与操作束对准的方法，所述方法包括：根据方面17至26中任一方面在同一方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束，其中所述第一束是对准束，所述第二束是操作束。
28.一种用于在同一方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的衍射光学元件，所述衍射光学元件包括：
具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构，其中所述节距被选择成在所述同一方向上衍射所述第一束和第二束。
29.根据方面28所述的衍射光学元件，其中当所述第一束被沿着与所述第二束被朝向所述衍射光学元件引导所沿着的光学路径相同的光学路径被引导时，所述节距被选择成在同一方向上衍射所述第一束和第二束。
30.一种用于在多个预定方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的衍射光学元件，所述衍射光学元件包括：
具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构，其中所述节距被选择成在所述多个预定方向上衍射所述第一束和第二束，其中：
所述第一周期性结构被形成于当所述第一束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述第一束的斑的区域处；和
所述第二周期性结构被形成于当所述第二束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述第二束的斑的区域处。
31.根据方面30所述的衍射光学元件，其中所述多个预定方向是同一方向。
32.根据方面30或方面31所述的衍射光学元件，其中当所述第一束被沿着与所述第二束被朝向所述衍射光学元件引导所沿着的光学路径相同的光学路径被引导时，所述节距被选择成在同一方向上衍射所述第一束和第二束。
33.一种量测设备，包括根据方面28至32中任一方面所述的衍射光学元件。
34.一种光刻设备，包括根据方面28至32中任一方面所述的衍射光学元件。
虽然本文是对光刻设备用于IC的制造进行了具体参考，但是，应理解，本文所述的光刻设备可以具有其他应用，例如集成光学系统的制造、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。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文所指的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对被曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在可应用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如用于产生多层IC，使得本文使用的术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
尽管上文已经具体参考了在光学光刻术的上下文中使用本发明的实施例，但是应理解，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻术，并且在上下文允许的情况下，不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。图案形成装置的形貌可以被压制到提供给衬底上的抗蚀剂层中，于是抗蚀剂通过应用电磁辐射、热、压力或者它们的组合被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出抗蚀剂，在其中留下图案。
所使用的与光学系统相关的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括红外辐射(例如，具有在700nm至10μm范围内的波长)、可见辐射(例如，具有在400至700nm范围内的波长)、紫外(UV)辐射(例如，具有在200至400nm范围内的波长或具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)、深紫外(DUV)辐射(例如，具有在50至200nm范围内的波长)、和软X射线(SXR)或极紫外(EUV)辐射(例如，具有在2至50nm范围内的波长)。组合可以包括来自SXR或DUV的一个波长(对于操作束)和来自可见或IR的一个波长(对于对准束)。典型的HHG示例将使用35nm波长(对于操作束)和800nm波长(对于对准束)。
在上下文允许的情况下，术语“光学元件”可以表示各种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、电磁的和静电的光学部件。
具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，在不背离本发明的整体构思且不进行过度实验的情况下，其他人可通过应用本领域技术范围内的知识容易地修改和/或调适例如这些具体实施例的各种应用。因此，基于本文给出的教导和指导，这样的调适和修改旨在落入所公开的实施例的等同物的含义和范围内。应理解，这里的措辞或术语是出于通过举例的描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将由技术人员根据教导和指导来解释。
本发明的广度和范围不应受到上述任何的示例性实施例的限制，而应仅由随附的权利要求书及其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种将待操作的衍射光学系统与操作束对准的方法，所述方法包括：
使用具有与所述操作束不同的波长范围的对准束并使用被优化以在多个预定方向上衍射所述对准束和所述操作束的衍射光学元件来对准所述衍射光学系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个预定方向是同一方向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在对准期间，沿着与在所述衍射光学系统的操作期间所述操作束将被朝向所述衍射光学元件引导所沿着的光学路径相同的光学路径引导所述对准束。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述对准束的波长范围处于比所述操作束的波长更长的波长，可选地，所述对准束包括红外辐射，所述操作束包括软X射线辐射。
5.根据权利要求4所述的方法，其中使用具有比用于产生所述操作束的强度更低的强度的对准束来进行所述对准，可选地，所述方法还包括在执行所述对准的同时从产生高次谐波的光源移除对准束滤光器，所述对准束滤光器将在用所述操作束操作期间被使用。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括通过给所述衍射光学元件提供具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构来优化所述衍射光学元件，可选地，所述周期性结构包括多节距周期性结构。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述周期性结构包括光栅。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的方法，其中所述周期性结构是共面的。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述周期性结构被叠置或所述周期性结构被交错。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中：
所述第一周期性结构被形成于当所述对准束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述对准束的斑的区域处；和
所述第二周期性结构被形成于当所述操作束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述操作束的斑的区域处。
11.一种在同一方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的方法，所述方法包括：
使用具有第一周期性结构和第二周期性结构的衍射光学元件，所述第一周期性结构具有第一节距，所述第二周期性结构具有第二节距，其中所述节距被选择成在所述同一方向上衍射所述第一束和第二束。
12.一种用于在同一方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的衍射光学元件，所述衍射光学元件包括：
具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构，其中所述节距被选择成在所述同一方向上衍射所述第一束和第二束。
13.一种用于在多个预定方向上衍射具有不同的波长范围的第一束和第二束的衍射光学元件，所述衍射光学元件包括：
具有第一节距的第一周期性结构和具有第二节距的第二周期性结构，其中所述节距被选择成在所述多个预定方向上衍射所述第一束和第二束，其中：
所述第一周期性结构被形成于当所述第一束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述第一束的斑的区域处；和
所述第二周期性结构被形成于当所述第二束的斑被投影到所述衍射光学元件上时对应于所述第二束的斑的区域处。
14.一种量测设备，包括根据权利要求12和13中任一项所述的衍射光学元件。
15.一种光刻设备，包括根据权利要求12和13中任一项所述的衍射光学元件。
CN201880012492.2A 2017-02-23 2018-01-25 对准衍射光学系统的方法和衍射光学元件 Active CN110312968B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17157671.3A EP3367165A1 (en) 2017-02-23 2017-02-23 Methods of aligning a diffractive optical system and diffractive optical element
EP17157671.3 2017-02-23
PCT/EP2018/051843 WO2018153609A1 (en) 2017-02-23 2018-01-25 Methods of aligning a diffractive optical system and diffractive optical element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110312968A true CN110312968A (zh) 2019-10-08
CN110312968B CN110312968B (zh) 2022-09-02

Family

ID=58192112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880012492.2A Active CN110312968B (zh) 2017-02-23 2018-01-25 对准衍射光学系统的方法和衍射光学元件

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10983361B2 (zh)
EP (1) EP3367165A1 (zh)
KR (1) KR102257889B1 (zh)
CN (1) CN110312968B (zh)
IL (1) IL267978A (zh)
TW (1) TWI671602B (zh)
WO (1) WO2018153609A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111736336A (zh) * 2020-07-03 2020-10-02 杭州驭光光电科技有限公司 衍射光学元件的周期优化方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3321739A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-16 ASML Netherlands B.V. Illumination source for an inspection apparatus, inspection apparatus and inspection method
EP3703114A1 (en) 2019-02-26 2020-09-02 ASML Netherlands B.V. Reflector manufacturing method and associated reflector
EP3926403A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-22 Mycronic Ab Maskless second layer alignment method and apparatus
CN112596258B (zh) * 2020-12-04 2021-09-14 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种二维转台折转光学组件的调试方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253528A (ja) * 1994-03-16 1995-10-03 Olympus Optical Co Ltd 光軸調整装置
JP2005165167A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Sharp Corp 回折素子および光ピックアップ装置
US20090153825A1 (en) * 2007-11-20 2009-06-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
DE102012216286A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit optimiertem Messsystem

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417922B1 (en) * 1997-12-29 2002-07-09 Asml Netherlands B.V. Alignment device and lithographic apparatus comprising such a device
US6856392B1 (en) * 1998-11-09 2005-02-15 Canon Kabushiki Kaisha Optical element with alignment mark, and optical system having such optical element
US7791727B2 (en) 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
WO2006092745A1 (en) * 2005-03-01 2006-09-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical scanning device
US7737566B2 (en) * 2005-06-01 2010-06-15 Asml Netherlands B.V. Alignment devices and methods for providing phase depth control
US7863763B2 (en) * 2005-11-22 2011-01-04 Asml Netherlands B.V. Binary sinusoidal sub-wavelength gratings as alignment marks
US7545520B2 (en) * 2006-11-15 2009-06-09 Asml Netherlands B.V. System and method for CD determination using an alignment sensor of a lithographic apparatus
NL1036857A1 (nl) 2008-04-21 2009-10-22 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method.
DE102009052739A1 (de) * 2008-12-22 2010-06-24 Carl Zeiss Smt Ag Messsystem zur Bestimmung der Position und/oder Lage einer reflektiven optischen Komponente
KR100971708B1 (ko) * 2010-03-11 2010-07-22 주식회사 엘엠에스 광 픽업용 회절소자 및 상기 회절소자가 구비된 광학 모듈
WO2012022584A1 (en) 2010-08-18 2012-02-23 Asml Netherlands B.V. Substrate for use in metrology, metrology method and device manufacturing method
DE102013204015A1 (de) * 2013-03-08 2014-09-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Spektralzerlegung zur Mikrospiegelkippwinkelbestimmung
JP6602388B6 (ja) 2015-03-25 2020-01-15 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． メトロロジ方法、メトロロジ装置、及びデバイス製造装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253528A (ja) * 1994-03-16 1995-10-03 Olympus Optical Co Ltd 光軸調整装置
JP2005165167A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Sharp Corp 回折素子および光ピックアップ装置
US20090153825A1 (en) * 2007-11-20 2009-06-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
DE102012216286A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit optimiertem Messsystem

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111736336A (zh) * 2020-07-03 2020-10-02 杭州驭光光电科技有限公司 衍射光学元件的周期优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102257889B1 (ko) 2021-05-31
CN110312968B (zh) 2022-09-02
WO2018153609A1 (en) 2018-08-30
TW201833687A (zh) 2018-09-16
US20180239160A1 (en) 2018-08-23
EP3367165A1 (en) 2018-08-29
IL267978A (en) 2019-09-26
TWI671602B (zh) 2019-09-11
KR20190115085A (ko) 2019-10-10
US10983361B2 (en) 2021-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10816906B2 (en) HHG source, inspection apparatus and method for performing a measurement
CN108431692A (zh) 量测方法、量测设备和器件制造方法
CN110312968A (zh) 对准衍射光学系统的方法和衍射光学元件
CN105452963B (zh) 用于评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质的方法和检验设备以及计算机程序产品
US10649344B2 (en) Illumination source for an inspection apparatus, inspection apparatus and inspection method
CN106062634B (zh) 测量涉及光刻术的制造过程的过程参数
CN105339844B (zh) 检查方法和设备、用于在其中使用的衬底及器件制造方法
CN109313393A (zh) 计量设备
CN109716110A (zh) 用于检查设备的照射源、检查设备和检查方法
CN110291464A (zh) 用于预测测量方法的性能的方法和设备、测量方法和设备
CN105874389B (zh) 用于设计量测目标的方法和设备
TWI634394B (zh) 產生照明輻射的方法及設備
CN114207419A (zh) 用于基于波长分辨软x射线反射法的半导体计量的方法及系统
TW201816524A (zh) 用於量測微影裝置之聚焦效能之方法及圖案化器件及裝置及器件製造方法
TWI631321B (zh) 用於檢測裝置之照明源、檢測裝置及檢測方法
CN110214261A (zh) 用于测量衬底上的结构的方法和设备
US11692948B2 (en) Inspection apparatus and inspection method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant