CN112771449A - 测量光瞳形状的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于确定在光学系统的物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分的方法，所述角强度分布可以被称为物体水平光瞳形状。所述方法包括：将所述辐射引导到所述物平面中的衍射光栅上以便产生由所述光学系统至少部分地接收的至少一个非零阶衍射束；在传感器平面中形成所述光学系统的光瞳平面的图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；以及根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分。所述方法是有利的，因为它允许根据在像平面水平处的测量来重构在光学系统的物平面处的辐射的角强度分布，即使在所述光学系统内存在光瞳平面的遮蔽物的情况下也是如此。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年9月25日递交的欧洲申请18196447.9的优先权，所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于确定光瞳形状的方法和设备，光瞳形状即在光学系统(例如光刻设备)的场平面处辐射的角强度分布。具体地，本发明涉及根据(例如在晶片水平处)像平面中的测量来确定(例如在掩模版水平处)物平面中的这种光瞳形状。本发明特别适用于具有遮蔽物的光学系统，诸如例如，高数值孔径EUV光刻系统。
背景技术
光刻设备是一种被构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。例如，可以在集成电路(IC)的制造中使用光刻设备。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了在衬底上投影图案，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定了可以形成于衬底上的特征的最小大小。与使用例如具有193nm波长的辐射的光刻设备相比，使用具有在4至20nm范围内(例如6.7nm或13.5nm)的波长的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成更小的特征。
在光刻领域中始终期望在衬底上形成具有较小尺寸的图像，并且将理解，形成于衬底上的图案形成装置的图像通常是受衍射限制的或是衍射极限的。在这些情况下，图像品质可以显著地依赖于照射所述图案形成装置的辐射的角强度分布(也称为光瞳、光瞳形状或照射模式)。因此，期望对辐射的角强度分布进行精确控制，且为此目的期望能够测量辐射的角强度分布(例如，用以确认或证实已经实现辐射的期望的角强度分布)。
可能期望提供一种用于测量照射束的角分布的方法和设备，该方法和设备解决了现有技术的系统中存在的一个或更多个问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定在光学系统的物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分的方法，所述方法包括：将所述辐射引导到所述物平面中的衍射光栅上以便产生由所述光学系统至少部分地接收的至少一个非零阶衍射束；在传感器平面中形成所述光学系统的光瞳平面的图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；以及根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分。
根据本发明的第一方面的方法是有利的，因为它允许根据在像平面水平处的测量来重构在光学系统的物平面处的辐射的角强度分布，即使在所述光学系统内存在光瞳平面的遮蔽物的情况下也是如此，如现在所论述的。
所述光学系统可以包括光刻设备的投影系统。这种设备可以用于在衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的硅晶片)上形成图案形成装置(也称为掩模版)的图像。将理解，对于这样的实施例，所述物平面可以与设置有图案形成装置的平面重合，并且像平面可以与设置有衬底的平面重合。投影系统的物平面、投影系统的像平面以及与其共轭的任何平面可以称为光刻设备的场平面。
在光刻的领域中始终期望形成具有较小尺寸的图像，并且将理解，形成在衬底上的图案形成装置的图像通常是受衍射限制的或是衍射极限的。在这些情况下，图像品质可以显著地依赖于照射所述图案形成装置的辐射的角强度分布。因此，期望对辐射的角强度分布进行精确控制，且为此目的期望能够测量辐射的角强度分布(例如，用以确认或证实已经实现辐射的期望的角强度分布)。
所述照射光瞳平面(也称为光瞳或光瞳形状)中辐射的强度(或等效地，电场强度)分布表征了在掩模版水平处(即在物平面中)的光锥的角分布。
典型地，光刻设备的投影系统具有可能是非均一的光学传递函数，这可能影响在衬底上所成像的图案。对于非偏振辐射，这种效应可以由对作为所述投影系统的光瞳平面中的位置的函数的从所述投影系统射出的辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)进行描述的两个标量映射相当好地描述。典型地，还期望确定这些像差和透射变化。有利地，根据本发明的第一方面的方法通过允许根据在像平面水平处的测量来确定光学系统的物体水平处的辐射的角强度分布，避免了必须使用两个分立的传感器(一个位于物平面中，且一个位于像平面中)。
此外，根据本发明的第一方面的方法允许即使在所述光学系统中存在光瞳平面的遮蔽物的情况下也确定在物平面水平处的所述光瞳的部分。这是因为当辐射被引导到物平面中的衍射光栅上并且在投影系统的光瞳平面中产生一个或更多个阶衍射束时，这些衍射束将是用来照射所述光栅的所述光瞳的副本。将理解，对于每个非零阶衍射束，每个这样的副本将相对于零阶衍射束(其对应于用来照射所述光栅的光瞳)在光瞳平面中被移位。这些非零阶衍射束的移位量依赖于衍射光栅的节距和辐射的波长。将理解，通常，每个非零阶衍射束将相对于光瞳平面中的零阶衍射束而被移位达不同的量。特别地，在被归一化成光学系统的数值孔径的光瞳平面坐标中，每个非零阶衍射束从光瞳平面中的零阶衍射束的移位由(n·λ)/(p·NA)给出，其中n是衍射阶，λ是辐射的波长，p是衍射光栅的节距，且NA是光学系统的数值孔径。将进一步理解，每个这样的副本将由所述衍射阶的光栅效率来加权(所述衍射阶又依赖于光栅的几何形状)。
因此，根据本发明的方法在投影系统的光瞳平面中产生物体水平光瞳的移位副本。这可以允许与所述投影系统光瞳平面的遮蔽物相对应的物体水平光瞳的部分被移位到不与所述遮蔽物叠置的所述投影系统光瞳平面的区。因此，可以在图像水平处测量物体水平光瞳的这些部分。
所述方法还可以包括：将所述辐射引导到对所述辐射的至少一部分进行采样的物体上，使得所述辐射的至少一部分以大致相同的角分布由所述光学系统接收；在传感器平面中形成所述光学系统的光瞳平面的图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；和根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分。
对于这些实施例，将所述辐射引导到对所述辐射的至少一部分进行采样的物体上使得所述辐射的至少一部分以大致相同的角分布由所述光学系统接收的步骤可以用于确定物体水平光瞳的与光学系统内的遮蔽物不对应的多个部分。另外将理解，将所述辐射引导到所述物平面中的衍射光栅上以便产生由所述光学系统至少部分地接收的至少一个非零阶衍射束的步骤可以用于确定物体水平光瞳的与光学系统内的遮蔽物相对应的多个部分。
将理解，对于反射系统，对辐射的至少一部分进行采样以使得辐射的所述至少一部分以大致相同的角分布由所述光学系统接收的物体包括被布置成提供镜面反射的反射镜。将理解，对于透射系统，对辐射的至少一部分进行采样以使得所述至少一部分辐射以大致相同的角分布由所述光学系统接收的物体包括被布置成透射所述辐射的透射部分。
当辐射被引导到物平面中的衍射光栅上以便产生由光学系统至少部分接收的至少一个非零阶衍射束时，可以仅使用所述角分布的待测量的一部分。
仅所述角分布的待测量的一部分可以大致对应于光学系统的光瞳平面的由所述光学系统所遮蔽的部分。
将理解，如这里所使用的，大致对应于光学系统的光瞳平面的由光学系统所遮蔽的部分的角分布的一部分可以包括光学系统的光瞳平面的由所述光学系统遮蔽的所述部分，并且可以可选地也包括多一点的光瞳平面。
光栅的节距可以使得相邻衍射束的角间距大于所述光学系统的遮蔽物的角范围的一半。
有利地，利用这种布置，由衍射光栅所产生的一阶衍射束将对所述物体水平光瞳的区进行移位，使得它们中的至少一半不再与所述光学系统的遮蔽物叠置。±1阶衍射束将各自沿相反方向移位(达所述光学系统的遮蔽物的范围的至少一半)，从而潜在地允许(分别根据±1阶衍射束)确定与所述光学系统的遮蔽物相对应的物体水平光瞳的区的两个半部。
光栅的节距可以使得相邻衍射束的角间距大于所述辐射被引导至所述物平面中的所述衍射光栅上的角范围。
有利地，利用这种布置，由衍射光栅所产生的相邻阶衍射束将不会在所述光学系统的光瞳平面中叠置。
根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分可以包括：将在传感器平面中的辐射的空间强度分布的至少一个区与物体水平光瞳平面中的多个区的加权总和相关联，像素的加权总和的权重依赖于光栅的光栅效率。
例如，在一个实施例中，当辐射被引导到物平面中的衍射光栅上以便产生由光学系统至少部分接收的至少一个非零阶衍射束时，可以使用待测量的大致整个角分布。所述光栅可以产生物体水平光瞳的多个副本，这些副本沿光栅的剪切方向相对于彼此移位。这些衍射束可能部分地叠置。因此，传感器平面中的至少一些像素可以接收来自多个不同衍射束(并且因此，来自由相对应光栅效率加权的物体水平光瞳的多个不同部分)的贡献。将理解，这种加权总和可以是非相干(强度水平)总和。
光栅的节距可以使得相邻衍射束的角间距大于所述光学系统的遮蔽物的角范围的一半。
在传感器平面中形成所述光学系统的光瞳平面的图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布可以包括：将所述辐射投影到具有孔的膜上，所述膜被设置于所述光学系统的成像平面中；以及确定在所述膜的与所述光学系统的相反侧的传感器平面中的辐射的空间强度分布。
也就是说，以与针孔照相机类似的方式实现图像形成。孔可以是圆形的，并且可以具有约50μm的直径。
衍射光栅可以被设置于物平面中的由辐射阻挡区所包围的区上，所述辐射阻挡区大致阻挡由其接收的辐射进入所述光学系统。
也就是说，所述衍射光栅可以被设置于针孔上(反射型或透射型)。所述针孔可以是圆形的，并且可以具有约50μm的直径。有利地，这允许对(在物平面中)特定场点处的光瞳进行采样。这可能是有利的，因为所述光瞳可以是依赖于场的(特别是朝向场的边缘)。
对所述辐射的至少一部分进行采样使得所述辐射的所述至少一部分以大致相同的角分布由所述光学系统接收的所述物体被可以设置于物平面中的由辐射阻挡区所包围的区上，所述辐射阻挡区大致阻挡由其接收的辐射进入所述光学系统。
所述衍射光栅可以被布置成抑制所述零阶衍射束。
将理解，可以使用相移掩模技术来实现对零阶衍射束的这种抑制。例如，所述衍射光栅可以是交替相移掩模的形式，所述交替相移掩模被布置成使得交替光透射部分(透射型或反射型)对零阶衍射束而不是对非零阶衍射束导致180°相位改变。
有利地，这导致不存在可以与非零阶衍射束(例如一阶衍射束)叠置的零阶衍射束。
光栅的节距可以使得仅所述一阶衍射束由所述光学系统至少部分地接收。
光栅的节距可以使得所述光学系统不接收二阶衍射束和更高阶衍射束。
根据本发明的第二方面，提供了一种设备，所述设备包括：物体支撑件，所述物体支撑件用于在物平面中支撑图案形成装置；图像支撑件，所述图像支撑件用于在像平面中支撑衬底；照射系统，所述照射系统是可操作的以产生辐射束并且辐照所述物平面中的所述图案形成装置以便形成图案化辐射束；投影系统，所述投影系统是可操作以接收所述图案化辐射束并且在所述像平面中形成所述图案形成装置的图像；以及传感器，所述传感器是可操作的以在传感器平面中形成所述投影系统的光瞳平面的图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；以及处理器，所述处理器是可操作以根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在物平面处的所述辐射束的角强度分布的至少一部分；其中，投影系统具有遮蔽物，使得图案化辐射束的在所述投影系统的所述光瞳平面中的一部分中的强度大致为零；并且其中，所述处理器是可操作的以确定所述辐射束的角强度分布的至少一部分包括所述辐射束的角强度分布的与所述投影系统的遮蔽物相对应的部分。
根据本发明第二方面的装置也可以被体现为一种设备，所述设备包括：
物体支撑件，所述物体支撑件用于在物平面中支撑衍射光栅；
照射系统，所述照射系统是可操作的以产生辐射束并且辐照所述物平面中的衍射光栅以便形成至少一个非零阶衍射束；
投影系统，所述投影系统是可操作的以至少部分地接收所述至少一个非零阶衍射束，并且在所述传感器平面中形成所述投影系统的光瞳平面的图像；以及
传感器，所述传感器是可操作的以确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；以及
处理器，所述处理器是可操作的以根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在物平面处的所述辐射束的角强度分布的至少一部分；
其中，投影系统具有遮蔽物，使得所述投影系统的所述光瞳平面的一部分由所述投影系统遮蔽；并且
其中，所述处理器是可操作的以确定所述辐射束的角强度分布的至少一部分包括所述辐射束的角强度分布的与所述投影系统的遮蔽物相对应的部分。
根据本发明第二方面的设备是可操作的以执行根据本发明第一方面的方法。根据本发明第二方面的设备可以包括光刻设备。
将了解，所述图案形成装置可以包括衍射光栅，所述衍射光栅被布置成产生至少一个非零阶衍射束，所述非零阶衍射束由所述投影系统至少部分地接收。可替代地，包括衍射光栅的专用装置可以被布置在物体支撑件上，用于例如执行根据本发明第一方面的方法。
所述传感器可以被设置于图像支撑件上。可替代地，所述传感器可以被设置于诸如基准之类的分立的部件上。这样的基准可以由图像支撑件支撑，或者，可替代地，所述基准和所述图像支撑件两者都可以由公共支撑构件所支撑。在一实施例中，所述传感器可以包括孔，所述孔被配置成布置在像平面中。
根据本发明第二方面的设备可以被配置成执行根据本发明的第一方面的方法。
附图说明
现在将参考随附的示意性附图仅通过示例来描述本发明的实施例，在附图中：
-图1描绘了包括光刻设备和辐射源的光刻系统；
-图2是衍射光栅的示意图，衍射光栅可以设置在图1所示的光刻系统的支撑结构上并且用作用于确定所述光刻系统的物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分的方法的一部分；
-图3A是传感器的示意性横截面表示，所述传感器可以设置在图1所示的光刻系统的衬底台上，并且用作用于确定所述光刻系统的物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分的方法的一部分；
-图3B是具有形成图3A所示的传感器的一部分的孔的膜的示意性俯视图；
-图4是图1所示的所述光刻系统的可能期望测量的照射系统光瞳平面中的常规照射模式的示意图；
-图5是针对具有中心遮蔽物的光刻设备投影系统的投影系统光瞳平面的示意图；
-图6是当由图2所示类型的衍射光栅由图4所示的照射模式照射时，图5的投影系统光瞳平面中的辐射的强度的示意图；
-图7是可以被设置于图1所示的光刻系统的支撑结构上的物体的示意图，所述物体对从光刻设备的照射系统所接收的辐射的至少一部分进行采样，使得所述辐射的所述至少一部分以大致相同的角分布被光刻设备的投影系统接收；
-图8是当图7所示物体被图4所示照射模式照射时，图5的投影系统光瞳平面中的辐射的强度的示意图；
-图9是图1所示的光刻系统的照射系统光瞳平面中的修改后的照射模式的示意图，修改后的照射模式包括图4所示的照射模式的一部分；以及
-图10是当图2所示类型的衍射光栅由图9所示的修改后的照射模式照射时，图5的投影系统光瞳平面中的辐射的强度的示意图。
具体实施方式
图1示出了包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。所述辐射源SO被配置成产生EUV辐射束B并且将EUV辐射束B供应至光刻设备LA。所述光刻设备LA包括照射系统IL、支撑结构MT，所述支撑结构MT被配置成支撑图案形成装置MA(例如，掩模)，投影系统PS和衬底台WT被配置成支撑衬底W。所述支撑结构MT可以被称为物体支撑件，且所述衬底台WT可以被称为图像支撑件。
照射系统IL被配置成在EUV辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节EUV辐射束B。其中，照射系统IL可以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EUV辐射束B提供期望的横截面形状和期望的强度分布。照射系统IL可以包括除了或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11的其它反射镜或装置。
在被如此调节之后，EUV辐射束B与图案形成装置MA相互作用。作为这种相互作用的结果，产生了图案化EUV辐射束B’。投影系统PS被配置成将图案化EUV辐射束B’投影到衬底W上。为此，投影系统PS可以包括多个反射镜13、14，所述多个反射镜13、14被配置成将图案化EUV辐射束B’投影到由衬底台WT所保持的衬底W上。投影系统PS可以对图案化EUV辐射束B’施加缩减因子，从而形成具有比图案形成装置MA上的相应的特征更小的特征的图像。例如，可以应用4或8的缩减因子。虽然投影系统PS在图1中被图示为仅具有两个反射镜13、14，但投影系统PS可以包括不同数目个反射镜(例如，六个或八个反射镜)。
衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备LA将由图案化EUV辐射束B’所形成的图像与先前在衬底W上所形成的图案对准。
可以在辐射源SO、照射系统IL和/或投影系统PS中提供相对真空，即处于远低于大气压的压力的少量气体(例如氢)。
辐射源SO可以是激光产生等离子体(LPP)源、放电产生等离子体(DPP)源、自由电子激光器(FEL)或能够产生EUV辐射的任何其它辐射源。
例如，可以在扫描模式中使用光刻设备，其中在将施加到辐射束的图案投影到衬底W上(即动态曝光)的同时，同步地扫描所述支撑结构(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的速度和方向可以由投影系统PS的缩小率和图像反转特性确定。入射到衬底W上的图案化辐射束可以包括辐射带。辐射带可以被称为曝光狭缝。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。
如上文已描述的，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的一个或更多个性质。这些性质可以被定期地测量，例如在每个衬底W曝光之前和/或之后，或者可以较不频繁地测量，例如，作为校准过程的一部分。可以被测量的光刻设备LA的性质的示例包括所述光刻设备LA的部件的相对对准和/或所述光刻设备的部件的像差。例如，可以进行测量以便确定用于支撑图案形成装置MA的支撑结构MT与用于支撑衬底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辐射束投影到衬底W的期望部分上。当将图案化辐射投影到包括已经曝光于辐射的部分的衬底W上时，这可能特别重要，以便改进图案化辐射与先前曝光的区的对准。
另外或替代地，也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旁轴或近轴光学器件的偏离，且可能导致在衬底W处曝光的图案的模糊或变形。可以针对投影系统PS的像差进行调整和/或考虑所述投影系统PS的像差，以便提高在衬底W上形成期望的图案的准确度。
投影系统PS可以被认为是一种用于在衬底W上形成所述图案形成装置MA的图像的光学系统，或被认为形成一种用于在衬底W上形成所述图案形成装置MA的图像的光学系统的部分。所述图案形成装置MA可以被认为设置于投影系统PS的物平面中，并且衬底W可以被认为设置在投影系统PS的像平面中。在这种光刻设备的内容背景下，投影系统PS的物平面(其中设置有图案形成装置MA)、投影系统PS的像平面(其中设置有衬底W)以及与其共轭的任何平面可以被称为光刻设备的场平面。将理解，在光学系统(例如，光刻设备)中，如果第一平面P内的每个点被成像到第二平面P’中的点上，则两个平面是共轭的。
将理解，所述光刻设备LA包括具有光功率的光学器件(即聚焦和/或发散光学器件)，以便在物平面中的物体的像平面中形成图像。在这样的光学系统中，可以在每对场平面之间定义光瞳平面，光瞳平面是前一场平面和后一场平面的傅立叶变换平面。每个这样的光瞳平面内的电场的分布与设置在前一场平面中的物体的傅立叶变换有关。将理解，这样的光瞳平面的品质将依赖于系统的光学设计，并且这样的光瞳平面甚至可以是弯曲的。
还将理解，可以在物平面与像平面之间的光路中设置多于一个光瞳平面。例如，在一些实施例中，投影系统可以包括物平面与像平面之间的一个或更多个中间场平面，并且在每对场平面之间将存在光瞳平面。
考虑两个光瞳平面是有用的，即照射系统光瞳平面PPIL和投影系统光瞳平面PPPS。照射系统光瞳平面和投影系统光瞳平面(以及任何其它光瞳平面)是相互共轭的平面。投影系统光瞳平面PPPS可以被称为光刻设备LA的投影系统PS的出射光瞳。这是投影系统PL的图像侧(即晶片侧)上的物理光阑或孔(位于投影系统PL内)的图像。类似地，照射器光瞳平面PPIL可以被称为照射器IL的出射光瞳。
照射系统光瞳平面PPIL和投影系统光瞳平面PPPS如图1所示。注意，照射系统光瞳平面PPIL与琢面光瞳反射镜装置11重合。
注意，场平面中的每个点都被映射到整个连续的光瞳平面上，反之亦然。特别地，每个场点(在物平面或像平面中)以一定范围的角度接收辐射。每个角度对应于光瞳平面中的不同点。因此，场平面处的多条平行辐射射线映射到连续(或前一)光瞳平面中的单个点上。
注意，虽然投影系统光瞳平面PPPS中的每个点与照射器光瞳平面PPIL中的点共轭，但是来自物平面中的物体的衍射通常将导致来自照射器光瞳平面PPIL中的给定点的辐射映射到投影系统光瞳平面PPPS中的多个点。照射器光瞳平面PPIL中给定点的零阶衍射束将被成像到投影系统光瞳平面PPPS中的共轭点上。较高阶衍射束将被成像到投影系统光瞳平面PPPS中的不同部分上，或者可以落在投影系统PS的数值孔径之外，使得它们不对在所述像平面中形成的图像作出贡献。
照射器光瞳平面PPIL中的辐射的强度(或等效地，电场强度)分布可以被称为照射模式、光瞳填充、光瞳形状或光瞳，并且表征了掩模版水平处(即在物平面中)的光锥的角分布。类似地，投影系统光瞳平面PPPS中的辐射的强度(或等效地，电场强度)分布表征了晶片水平处(即在像平面中)的光锥的角分布。
如上所解释的，照射器IL可以改变在照射器光瞳平面PPIL中的束的强度分布。所述照射器可以被布置用以限制所述辐射束的径向范围，使得在照射器光瞳平面PPIL中的环形区内所述强度分布是非零的。另外或替代地，照射器IL也是可操作的以限制在照射器光瞳平面PPIL中的束的分布，使得在照射器光瞳平面PPIL中的多个等间隔的扇区中的强度分布是非零的。辐射束在照射器IL的光瞳平面中的强度分布可以被称为照射模式。
照射器IL是可操作的以控制在所述物平面中的辐射的空间分布和角分布。这是经由琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11而实现的，琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11中的每个包括多个能够独立地移动的反射镜元件。通常，至少可以调整在所述照射器光瞳平面PPIL中的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)。按照惯例，所述照射器光瞳平面PPIL或所述投影系统光瞳平面PPPS中的点的径向坐标σ典型地由投影系统PS的数值孔径NA归一化(使得半径σ＝1的圆对应于所述光瞳平面的可以由所述投影系统PL以物理方式捕获并且成像到像平面IP的区)。照射器IL也是可操作的以改变在所述照射器光瞳平面PPIL中的扇区的数目和角范围，其中强度分布是非零的。通过调节在照射器IL的照射器光瞳平面PPIL中的所述束的强度分布，可以实现不同的照射模式。
在衬底W的曝光期间，所述照射系统IL和所述投影系统PS用于在图像水平的衬底W(例如，涂覆有抗蚀剂的硅晶片)上形成物体水平的图案形成装置MA的图像。在光刻领域中始终期望形成具有较小尺寸的图像，并且将理解，通常在衬底W上形成的图案形成装置MA的图像是受衍射限制的。在这些情况下，图像品质可以显著地依赖于照射所述图案形成装置MA的辐射的角强度分布。在这种曝光期间，可能期望照射模式使用局部照射模式。例如，可能期望使用多极(例如，偶极或四极)照射模式，其中在照射系统的光瞳平面中，仅有限数目个(例如，两个或四个)离散极区接收辐射。因此，期望能够对辐射的角强度分布进行精确控制，并且为此目的期望能够测量辐射的角强度分布(例如，用以确认已经实现辐射的期望的角强度分布)。
此外，如上所解释，即使对于具有在图像水平处(例如在投影系统光瞳平面PPPS中)的遮蔽物的光学系统，在物体水平处的所述光瞳的共轭部分也可以由于在图案形成装置MA处的衍射而对成像作出贡献。因此，在物体水平处(包括与遮蔽物共轭的那些部分)确定整个光瞳是有用的。
本发明的实施例涉及用于确定光学系统的物平面(例如在光刻设备LA中的图案形成装置MA的平面)处的辐射的角强度分布的新方法和设备。特别地，这些方法和设备允许经由在像平面水平处(即，在衬底W的平面中)的测量来进行这种确定，即使在所述光学系统内(即，在投影系统光瞳平面PPPS中)存在所述光瞳平面的遮蔽物的情况下也是如此，如现在所论述的。
本发明的实施例使用设置于物平面中的衍射光栅17。所述衍射光栅17呈辐射内的反射标记物17的形式(如图1中示意性地示出的)。
在图1所示的实施例中，反射标记物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记物17。标记物17可以位于所述图案形成装置MA的图案化区之外，所述图案形成装置MA在光刻曝光期间用辐射来照射，但在对物平面处的辐射的角分布的测量期间可以被移动到辐射的路径中。在一些实施例中，一个或更多个标记物17可以被另外或替代地设置在支撑结构MT上并且由支撑结构MT支撑。例如，可以在支撑结构MT上设置通常称为基准的硬件专用件。基准可以包括一个或更多个标记物。为了本描述的目的，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所述光刻设备LA的一个或更多个性质的图案形成装置MA放置在支撑结构MT上以便执行测量过程。所述图案形成装置MA可以包括用于作为测量过程的一部分的照射的一个或更多个标记物17。
所述衍射光栅17的实施例30如图2所示。在本实施例中，衍射光栅30被设置在由辐射阻挡区32所包围的物平面中的圆形区31上，辐射阻挡区32大致阻挡由其接收到的辐射进入投影系统PS。在圆形区31内，所述衍射光栅包括交替的反射部分33和辐射吸收部分34(可以由与辐射阻挡区32相同的材料形成)。即，衍射光栅30设置在反射型针孔上。所述针孔是圆形的，并且可以具有约为50μm的直径。有利地，这允许在(物平面中)特定场点处对所述光瞳进行采样。这可能是有利的，因为所述光瞳可以是依赖于场的(特别是朝向所述场的边缘)。
将理解，这样的反射型标记物可以由提供辐射反射部分的反射衬底(例如多层叠层或布拉格(Bragg)反射镜)形成。所述辐射吸收部分通过将辐射吸收材料沉积到下面的反射衬底上而形成。
本发明的实施例也使用衬底台WT上的传感器19(如图1中示意性地示出的)，所述传感器是可操作的以在传感器平面中形成所述投影系统光瞳平面PPPS的图像，并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布。例如，所述传感器设备19可以如图1所示的那样设置在衬底台WT上。
传感器19的实施例40如图3A和图3B所示。
图3A和图3B中所示的传感器40包括具有孔42的膜41，所述膜42设置于投影系统PS的像平面中。所述传感器还包括设置于传感器平面44中、在所述膜41的与投影系统PS相反侧上的辐射传感器43。从投影系统PS所输出的辐射25中的至少一些穿过孔42并且入射到辐射传感器43上以便形成所述投影系统光瞳平面PPPS的图像。也就是说，以与针孔照相机类似的方式实现图像形成。孔42可以是圆形的，并且可以具有约50μm的直径。
辐射传感器43是可操作的以确定入射到传感器平面44中的辐射检测器43上的辐射的空间强度分布。所述辐射检测器43例如可以包括分立的检测器元件的阵列。例如，所述辐射检测器43可以包括CCD或CMOS阵列。
在用于确定所述投影系统PS的物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分的方法期间，所述支撑结构MT可以被定位成使得利用来自照射系统IL的辐射来照射所述标记物17。所述衬底台WT可以被定位成使得从所述标记物反射的辐射由投影系统PS投影到所述传感器设备19上。
为了执行测量过程，可以定位所述支撑结构MT，使得利用辐射照射所述图案形成装置MA上的所述标记物17。所述衬底台WT可以被定位成使得从所述标记物17反射的辐射由所述投影系统PS投影到传感器设备19上。所述传感器设备19与控制器CN通信。所述控制器CN包括处理器，所述处理器是可操作的以根据所确定的在传感器平面44中的辐射25的空间强度分布来确定在物平面处的辐射束的角强度分布的至少一部分。
在一些实施例中，可以设置多个标记物17和/或传感器设备19，并且可以在多个不同的场点(即，所述投影系统PS的场或物平面中的多个部位)处测量所述光刻设备LA的性质。
控制器CN还可以被配置用以控制所述光刻设备LA的照射系统IL的一个或更多个部件。例如，控制器CN可以控制所述琢面场反射镜装置10和/或琢面光瞳反射镜装置11的配置，以便实现期望的照射模式。
典型地，光刻设备LA的投影系统PS具有可能是非均一的光学传递函数，所述光学传递函数可以影响被成像在所述衬底W上的图案。对于非偏振辐射，这种效应可以由对根据所述投影系统PS的光瞳平面中的位置、从所述投影系统PS射出的辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)进行描述的两个标量映射相当好地描述。通常，除了确定在掩模版水平处的辐射的角分布之外，还期望确定这些像差和透射变化。有利地，所述传感器设备19也可以用于这些测量，因为所述传感器设备被设置于衬底台WT上的晶片水平处。例如，对于像差测量，具有孔42的膜41可以由呈透射衍射光栅形式(例如呈棋盘格的形式)的膜代替。通过允许根据在像平面水平处的测量来确定光学系统的物体水平处的辐射的角强度分布，这避免了必须使用两个单独的传感器(一个在物平面中，且一个在像平面中)。
根据本发明实施例的设备和方法特别适合于在存在所述投影系统光瞳平面PPPS的遮蔽物的情况下在物平面水平处测量所述光瞳。这是因为当所述辐射被投影到在所述物平面中的衍射光栅17上时，产生一个或更多个阶的衍射束。在投影系统光瞳平面PPPS中，这些衍射束将是用于对所述光栅17进行照射的所述照射系统光瞳平面PPIL的副本。将理解，对于每个非零阶衍射束，每个这样的副本将在所述光瞳平面投影系统光瞳平面PPPS中相对于所述零阶衍射束(其对应于用来对所述光栅17进行照射的光瞳)偏移。这些非零阶衍射束的偏移的量依赖于衍射光栅17的节距和辐射的波长。还将理解，每个这样的副本将由针对所述衍射阶的光栅效率来加权(所述衍射阶又依赖于光栅17的几何形状)。
根据本发明实施例的方法在投影系统光瞳平面PPPS中产生所述照射系统光瞳平面PPIL的移位副本。这可以允许所述照射系统光瞳平面PPIL的与所述投影系统光瞳平面PPPS的遮蔽物相对应的部分被移位到所述投影系统光瞳平面PPPS的不与遮蔽物叠置的区。因此，可以在图像水平处测量所述物体水平光瞳的这些部分。
投影系统PS例如可以在投影系统光瞳平面PPPS中具有中心遮蔽物。也就是说，在被投影到衬底W上的辐射的锥的中心部分中可能没有辐射。这种情况可能发生在高数值孔径EUV光刻系统中。在这种高数值孔径EUV光刻系统中，这种系统的投影系统PS(典型地是凹入的、近正入射的多层叠层反射镜)中的最后一个反射镜典型地是较大的，并且设置于衬底W的上方。为了将辐射传递到这个反射镜，典型地，所述辐射必须被传递通过这个最后一个反射镜中的中心孔，并且从倒数第二个反射镜反射，倒数第二个反射镜通常会以EUV辐射来填充所述最后一个反射镜。中心孔的存在导致中心遮蔽物。
现在参考图4到图6描述根据本发明实施例的方法共用的通用技术。
图4是可能期望测量的照射系统光瞳平面PPIL中的常规照射模式50的示意图。利用这种照射模式50，仅所述照射系统光瞳平面PPIL的中心部分51接收辐射，而所述照射系统光瞳平面PPIL的外部部分52不接收辐射。还显示了圆53，所述圆表示所述投影系统PS的数值孔径。图5是具有中心遮蔽物54的投影系统PS的所述投影系统光瞳平面PPPS的示意图，表示所述投影系统光瞳平面PPPS的不接收辐射的中心部分。还示出了表示所述投影系统PS的数值孔径的圆53。
图6是当衍射光栅17被图4中所示的照射模式50照射时，图5的投影系统光瞳平面PPPS中的辐射的强度的示意图。
如上文所解释的，当衍射光栅17被设置于投影系统PS的物平面中时，得到的衍射通常将导致来自所述照射器光瞳平面PPIL中的给定点的辐射映射到所述投影系统光瞳平面PPPS中的多个点。所述照射模式50的零阶衍射束映射到所述投影系统光瞳平面PPPS的共轭区55上。所述投影系统光瞳平面PPPS的这个共轭区55与中心遮蔽物54叠置。
来自衍射光栅17的较高阶衍射束映射到所述投影系统光瞳平面PPPS的不同部分上，或者可以落在所述投影系统PS的数值孔径之外，使得它们不对形成于所述像平面中的图像作出贡献。图6中还示出了所述投影系统光瞳平面PPPS的接收来自+1阶衍射束的辐射的区56、以及所述投影系统光瞳平面PPPS的接收来自-1阶衍射束的辐射的区57。注意，这些区56、57中的每一个区分别包括区58、59，区58、59接收来自所述照射模式50的与中央遮蔽物54共轭的一部分的辐射。
因此，根据本发明实施例的方法产生所述物体水平光瞳或照射模式50在所述投影系统光瞳平面PPPS中的移位副本56、57。这可以允许所述物体水平光瞳的与所述投影系统光瞳平面PPPS的遮蔽物54相对应(或与遮蔽物54共轭)的部分被移位到所述投影系统光瞳平面PPPS的与遮蔽物54不叠置的区58、59。结果，可以在图像水平处测量所述物体水平光瞳50的这些部分。
现在参考图7至图10描述根据本发明的方法的第一实施例。
这个实施例使用两个分立的测量，然后将它们组合以确定所述物体水平光瞳或照射模式50。虽然在下面的描述中为了清楚起见，这些将被称为第一测量和第二测量，但是将理解，这两个测量可以按照任何顺序执行。
在第一测量中，所述照射系统IL用于将辐射束B投影到对所述辐射的至少一部分进行采样的物体中，使得所述辐射的所述至少一部分以大致相同的角分布由投影系统PS接收。这样的物体60如图7所示，其中物体60呈反射型针孔的形式。物体60包括物平面中的反射材料的圆形区61，所述圆形区被辐射阻挡区32包围，辐射阻挡区32大致阻挡由其接收到的辐射进入投影系统PS。圆形区61可以具有约50μm的直径。图8是当图7中所示的物体60被图4中所示的照射模式50照射时，图5的所述投影系统光瞳平面PPPS中的辐射的强度的示意图。如图8中可见的，仅所述投影系统光瞳平面PPPS的与照射系统光瞳平面PPIL(参见图4)的中央部分51的不与投影系统PS(参见图5)的中央遮蔽物54叠置的一部分相对应的区62接收辐射。将理解，这个第一测量允许确定所述照射模式50的除了与所述遮蔽物54共轭的那些部分之外的所有部分。
在分立的第二测量中，如上文所描述的，使用衍射光栅17，使得照射模式50的与遮蔽物54共轭的部分被映射到所述投影系统光瞳平面PPPS的在遮蔽物54之外的部分。因此，所述照射模式50的这些部分由传感器设备19采样，并且可以在这个第二测量期间被确定。
在一些实施例中，在使用所述衍射光栅17的这个第二测量期间，仅使用所述角分布或照射模式50的待测量的一部分。具体地，可以仅使用大致与所述遮蔽物54相对应或大致与所述遮蔽物54共轭的所述角分布的待测量的一部分。例如，如图9所示，可以使用修改后的照射模式50’。
修改后的照射模式50’包括照射系统光瞳平面PPIL的接收辐射的较小的中心部分51’和照射系统光瞳平面PPIL的不接收辐射的较大的外部部分52’。将理解，中心部分51’内的强度分布与图4所示的照射模式50的中心部分51的对应或共轭部分的强度分布相同。还示出了表示投影系统PS的数值孔径的圆53和表示遮蔽物54的圆63。将理解，图9中所示的修改后的照射模式50’的中心部分51’优选地包括表示所述遮蔽物54的整个圆63，并且也可以包含图4中所示的照射模式50的多一点的中心部分51。
图10是当衍射光栅17由图9所示的修改后的照射模式50’照射时，图5的投影系统光瞳平面PPPS中的辐射的强度的示意图。
以与图6类似的方式，图10示出：与修改后的照射模式50’共轭的区55’和所述投影系统光瞳平面PPPS的分别接收来自+1阶衍射束和-1阶衍射束的辐射的两个区56’、57’。还示出了这些区56’、57’中的每个区内的接收来自修改后的照射模式50’的与所述中心遮蔽物54共轭的一部分的辐射的区58’、59’。
从图10和图6的比较中将看出的，通过使用图9所示的修改后的照射模式50’，可以减少甚至消除相邻衍射阶之间的叠置。有利地，接收来自修改后的照射模式50’的与中央遮蔽物54共轭的一部分的辐射的区58’、59’不与来自修改后的照射模式50’的任何其它贡献叠置。如果是这种情况，则接收来自修改后的照射模式50’的与中央遮蔽物54共轭的一部分的辐射的区58’、59’中的一个或两者可以用于直接地确定所述照射模式50的与遮蔽物50共轭的一部分。这里，将理解，任何这样的确定将分别考虑+1阶衍射束和-1阶衍射束的衍射效率。在一些实施例中，接收来自修改后的照射模式50’的与中央遮蔽物54共轭的一部分的辐射的两个区58’、59’可以用于直接地确定所述照射模式50的与遮蔽物50共轭的部分，并且可以找到这两个确定的平均值。
如上文所解释的，除了表示遮蔽物54的圆63之外，修改后的照射模式50’(用于第二测量)可以并且也可以包含图4所示的照射模式50的多一点的中心部分51(参见图9)。这确保了第一测量和第二测量(无衍射情况下所测量的光瞳的外部和有衍射情况下所测量的光瞳的内部)之间会有一些叠置。有利地，通过在第二测量期间测量比与遮蔽物54共轭的部分稍多的光瞳(例如使用图9中所示的修改后的照射模式51’)，两个单独测量的强度可以匹配，因为光瞳的某些部分将在两个测量中被测量。
将理解，在被归一化至投影系统PS的数值孔径NA的光瞳平面坐标中，每个非零阶衍射束从所述投影系统光瞳平面PPPS中的零阶衍射束的移位由(n·λ)/(p·NA)给出，其中n是衍射阶数，λ是辐射束B的波长，且p是衍射光栅17的节距。考虑到辐射束B的波长λ和投影系统PS的数值孔径NA，可能期望选择所述衍射光栅17的适当节距p，使得接收来自修改后的照射模式50’的与中心遮蔽物54共轭的一部分的辐射的区58’、59’不与来自修改后的照射模式50’的任何其它贡献叠置，且不与所述中央遮蔽物叠置。
在一些实施例中，光栅17的节距p使得相邻衍射束的角间距大于所述投影系统PS的遮蔽物54的角范围的一半。有利地，利用这种布置，由衍射光栅17所产生的一阶衍射束将在所述投影系统光瞳平面PPPS中相对于零阶衍射束移位，使得那些衍射束中与遮蔽物54对应或共轭的部分的至少一半不再与所述投影系统PS的遮蔽物54叠置。±1阶衍射束将各自沿相反的方向移位(达至少所述投影系统PS的遮蔽物54的范围的一半)，可能允许(分别根据±1阶衍射束)确定与所述投影系统PS的遮蔽物54相对应的物体水平光瞳的区的两个半部。甚至更优选地，光栅17的节距p使得相邻衍射束的角间距大于所述投影系统PS的遮蔽物54的整个角范围。这允许根据±一阶衍射束中的一种(或上文所论述的这些的组合)来确定与所述投影系统PS的遮蔽物54相对应的物体水平光瞳的区。
在一些实施例中，光栅17的节距p使得相邻衍射束的角间距大于辐射的投影到物平面中所述衍射光栅17上的角范围。也就是说，光栅17的节距p足够大(考虑到修改后的照射模式50’的角范围)，使得由衍射光栅17所产生的相邻阶衍射束将不会在所述投影系统光瞳平面PPPS中叠置。
根据本发明的方法的第一实施例(上文参考图7至图10来描述)使用两个分立的测量值，然后将它们组合以确定物体水平光瞳或照射模式50。相反，根据本发明的方法的第二实施例可以使用单个测量。在这样的第二实施例中，根据所确定的在传感器平面44中的所述辐射25的空间强度分布来确定在所述物平面处的辐射B的角强度分布的至少一部分可以包括：将在传感器平面44中的辐射25的空间强度分布的至少一个区与所述照射系统光瞳平面PPIL中多个区的加权总和相关联，所述加权总和的权重依赖于光栅17的光栅效率。在传感器平面44中的辐射25的空间强度分布的每个这样的区可以对应于感测元件的阵列中的单个感测元件或像素。例如，在一个实施例中，当辐射束B被投影到物平面中的衍射光栅17上以便产生由投影系统PS至少部分地接收的至少一个非零阶衍射束时，可以使用待测量的大致整个角分布。也就是说，可以使用未修改的照射模式50(如图4所示)。光栅17可以产生物体水平光瞳50的多个副本，这些副本沿光栅17的剪切方向相对于彼此移位。这些衍射束可能部分地叠置(例如，见图6)。因此，传感器平面44中的至少一些像素可以接收来自多个不同衍射束(并且因此，来自由相应的光栅效率所加权的物体水平光瞳50的多个不同部分)的贡献。将理解，这种加权总和可以是非相干(强度水平)总和。
在一些实施例中(利用上文论述的方法的第一实施例或第二实施例)，所述衍射光栅17可以被布置成抑制所述零阶衍射束。将理解，可以使用相移掩模技术来实现零阶衍射束的这种抑制。例如，衍射光栅17可以是交替相移掩模的形式，所述交替相移掩模被布置成使得交替光透射部分(透射型或反射型)对零阶衍射束而不是对非零阶衍射束导致180°相位改变。例如，如先前所解释的，图2所示类型的衍射光栅30可以由提供辐射反射部分33的反射衬底(例如多层叠层或布拉格反射镜)形成，辐射吸收部分32、34被沉积在所述辐射反射部分33上。在一些实施例中，替代反射部分33可以由不同厚度的材料形成，以便针对λ/2的零阶衍射束产生全光路长度差。
有利地，这导致在投影系统光瞳平面PPPS中没有可以与非零阶衍射束(例如一阶衍射束)叠置的零阶衍射束。
在一些实施例中，光栅17的节距p使得仅所述一阶衍射束由投影系统PS至少部分地接收。也就是说，投影系统PS没有接收到二阶衍射束和更高阶衍射束(即落在所述投影系统PS的数值孔径之外)。
根据本发明的新方法和设备是有利的，因为它们允许经由晶片水平测量来测量照射光瞳(在掩模版水平处)的与投影系统PS的遮蔽物相对应的部分。将理解，照射光瞳的这些部分可以与衬底W的成像相关，因为如上文所解释的，来自图案形成装置MA的衍射可以导致照射光瞳的这些部分被投影到衬底W上。存在许多光刻过程，对于这些光刻过程，其可能有益于使用照射模式，其中所述照射系统光瞳平面PPIL的中心部分由辐射填充，如现在所论述的。
一个示例是接触孔层的成像。在集成电路的不同层中所形成的集成电路的结构之间可以形成导电接触。例如，可能期望在第一层中的第一结构和第二层中的第二结构之间提供导电接触。这些结构可以通过在光刻设备中对位于第一层和第二层中间的一个或更多个层中的圆形特征的图案进行成像而形成。然后可以选择性地蚀刻掉这些特征，并且得到的接触孔可以用导电材料填充。可以通过使用一种其中所述照射系统光瞳平面PPIL中的辐射强度在光瞳平面PPIL的中心部分以及另外在光瞳平面PPIL的多个离散外围部分中为非零的照射模式来优化接触孔层(即，多个圆形特征的图案)的成像。
此外，大的常规照射模式可以用于以多个节距和多个方向来成像密集线，但不处于分辨率极限(即，针对具有充分大的节距的特征)。这里将理解，大的常规照射模式是在所述照射系统光瞳平面PPIL的中心圆形部分内的辐射强度是均一的模式，所述中心圆形部分包括所述投影系统PS的数值孔径的大部分(例如，如图4所示)。
通常，使用一种其中在所述投影系统PS中的遮蔽物与所述照射系统光瞳平面PPIL的辐射强度非零的区之间存在显著叠置的照射模式可以是有益的。这是因为这可以确保当辐射被引导至图案形成装置MA时所产生的0阶束不会显著(或根本不会)对成像作出贡献。进而，这可以有益于成像，因为例如，它可以提高一些结构(节距)的对比度和焦深，特别是当同时成像具有不同节距的图案时。
虽然图2中示出了(物体水平)衍射光栅17的单个实施例30，但是将理解，在其它实施例中，衍射光栅17可以具有其它形式。例如，通常所述衍射光栅17可以具有任何形式。例如，在替代实施例中，衍射光栅17可以是二维衍射光栅。对于这些实施例，将理解，所述衍射光栅将产生衍射束的二维阵列(其可以部分地叠置，也可以不部分地叠置)，并且衍射束由投影系统PS至少部分地接收。此外，衍射光栅可以具有如所期望的任一方向和任一节距(或多个节距)。
虽然在本文中可以具体提及光刻设备在IC制造中的使用，但是将理解，本文所描述的光刻设备可以具有其它应用。其它可能的应用包括制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
虽然在本文中可以在光刻设备的内容背景下具体提及本发明的实施例，但是本发明的实施例可以在其它设备中使用。本发明的实施例可形成掩模检查设备、量测设备、或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类物体的任何设备的部分。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。
虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但是将理解，本发明可以按照不同于所描述的方式实施。以上描述旨在是说明性的而非限制性的。因而，本领域技术人员将明白，在不脱离如下阐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 (20)
1.一种用于确定在光学系统的物平面处的辐射的角强度分布的至少一部分的方法，所述方法包括：
将所述辐射引导到所述物平面中的衍射光栅上以便产生由所述光学系统至少部分地接收的至少一个非零阶衍射束；
在传感器平面中形成所述光学系统的光瞳平面的图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；以及
根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处的所述辐射的角强度分布的至少一部分，其中所述部分大致对应于所述光学系统的所述光瞳平面的由所述光学系统遮蔽的部分。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
将所述辐射引导到对所述辐射的至少一部分进行采样的物体上，使得所述辐射的所述至少一部分以大致相同的角分布由所述光学系统接收；
在传感器平面中形成所述光学系统的光瞳平面的图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；
根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处的所述辐射的角强度分布的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述辐射被引导到所述物平面中的所述衍射光栅上以便产生由所述光学系统至少部分地接收的至少一个非零阶衍射束时，仅使用所述角分布的待测量的一部分。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其中所述衍射光栅的节距形成为使得相邻衍射束的角间距大于所述光学系统的遮蔽物的角范围的一半。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中所述衍射光栅的节距形成为使得相邻衍射束的角间距大于所述辐射被引导至所述物平面中的所述衍射光栅上的角范围。
6.根据权利要求1所述的方法，其中根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处的所述辐射的角强度分布的至少一部分包括：
将在所述传感器平面中的所述辐射的空间强度分布的至少一个区与物体水平光瞳平面中的多个区的加权总和相关联，像素的所述加权总和的权重依赖于所述衍射光栅的光栅效率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述衍射光栅的节距形成为使得相邻衍射束的角间距大于所述光学系统的遮蔽物的角范围的一半。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述传感器平面中形成所述光学系统的所述光瞳平面的所述图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布包括：
将所述辐射投影到具有孔的膜上，所述膜被设置于所述光学系统的成像平面中；以及
确定在所述膜的与所述光学系统的相反侧上的传感器平面中的辐射的空间强度分布。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述衍射光栅被设置于所述物平面中的由辐射阻挡区所包围的区上，所述辐射阻挡区大致阻挡由所述辐射阻挡区接收的辐射进入所述光学系统。
10.根据直接地或间接地从属于权利要求2时的权利要求9所述的方法，其中对所述辐射的至少一部分进行采样使得所述辐射的所述至少一部分以大致相同的角分布由所述光学系统接收的所述物体被设置于所述物平面中的由辐射阻挡区所包围的区上，所述辐射阻挡区大致阻挡由所述辐射阻挡区接收的辐射进入所述光学系统。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述衍射光栅被布置成抑制所述零阶衍射束。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述衍射光栅的节距形成为使得仅一阶衍射束由所述光学系统至少部分地接收。
13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述光栅的节距形成为使得所述光学系统不接收二阶衍射束和更高阶衍射束。
14.一种设备，所述设备包括：
物体支撑件，所述物体支撑件用于在物平面中支撑图案形成装置；
图像支撑件，所述图像支撑件用于在像平面中支撑衬底；
照射系统，所述照射系统是能操作的以产生辐射束并且辐照所述物平面中的所述图案形成装置以便形成图案化辐射束；
投影系统，所述投影系统是能操作的以接收所述图案化辐射束并且在所述像平面中形成所述图案形成装置的图像；以及
传感器，所述传感器是能操作的以在传感器平面中形成所述投影系统的光瞳平面的图像并且确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；以及
处理器，所述处理器是能操作的以根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处所述辐射束的所述角强度分布的至少一部分；
其中，所述投影系统具有遮蔽物，使得在所述投影系统的所述光瞳平面中的一部分中所述图案化辐射束的强度大致为零；并且
其中，所述处理器是能操作的以确定的所述辐射束的所述角强度分布的至少一部分包括所述辐射束的角强度分布的与所述投影系统的遮蔽物相对应的部分。
15.根据权利要求14所述的设备，所述设备被配置为执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
16.一种设备，所述设备包括：
物体支撑件，所述物体支撑件用于在物平面中支撑衍射光栅；
照射系统，所述照射系统是能操作的以产生辐射束并且辐照所述物平面中的所述衍射光栅以便形成至少一个非零阶衍射束；
投影系统，所述投影系统是能操作的以至少部分地接收所述至少一个非零阶衍射束，并且在所述传感器平面中形成所述投影系统的光瞳平面的图像；以及
传感器，所述传感器是能操作的以确定在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布；以及
处理器，所述处理器是能操作的以根据所确定的在所述传感器平面中的辐射的空间强度分布来确定在所述物平面处所述辐射束的所述角强度分布的至少一部分；
其中，投影系统具有遮蔽物，使得所述投影系统的所述光瞳平面的一部分由所述投影系统遮蔽；并且
其中，所述处理器是能操作的以确定的所述辐射束的角强度分布的至少一部分包括所述辐射束的角强度分布的与所述投影系统的遮蔽物相对应的部分。
17.根据权利要求16所述的设备，所述设备被配置成执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
18.根据权利要求17所述的设备，所述设备还包括：
图像支撑件，所述图像支撑件用于在像平面中支撑衬底。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述传感器被安装至所述图像支撑件。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述传感器包括被配置成布置在所述像平面中的孔。
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