CN114514474A - 光刻设备、量测系统和具有结构化照射的照射系统 - Google Patents

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Abstract

一种系统(500)，包括照射系统(502)、透镜元件(506)和检测器(504)。所述照射系统产生辐射束(510)，该辐射束在光瞳平面(528)处具有第一空间强度分布(800)以及在目标(514)的平面处具有第二空间强度分布(900)。所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓(802)或与三个或更多个束对应的强度轮廓。所述透镜元件将所述束聚焦到所述目标上。所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的，并且具有与中心束(902)以及与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣(904)对应的强度轮廓。所述中心束在所述目标处具有约20微米或更小的束直径。所述检测器接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。

Description

光刻设备、量测系统和具有结构化照射的照射系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年9月27日递交的美国临时专利申请号62/907,028的优先权，并且所述申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开涉及量测系统，例如具有能够产生用于光刻设备和系统的结构化照射的照射系统的量测系统。
背景技术
光刻设备是一种将期望的图案施加至衬底(通常是在衬底的目标部分)上的机器。光刻设备例如可以被用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置可以用来产生要在IC的单独的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，包括一部分管芯、一个或若干个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行所述图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐照每个目标部分，在扫描器中，通过在沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案通过辐射束的同时平行或反向平行于这个扫描方向同步地扫描目标部分来辐照每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。
另一光刻系统是干涉量测光刻系统，在所述干涉量测光刻系统中不存在图案形成装置，而是光束被分开成两个束，并且通过使用反射系统引起这两个束在所述衬底的目标部分处干涉。所述干涉引起在所述衬底的目标部分处形成线。
在光刻操作期间，不同的处理步骤可能需要不同的层被顺序地形成在所述衬底上。因此，可能需要以高准确度相对于形成在衬底上的先前的图案来定位所述衬底。通常，对准标记被放置在所述衬底上以相对于第二物体被对准和定位。光刻设备可以使用检查设备(例如，对准设备)以用于检测所述对准标记的位置以及用于使用所述对准标记来对准所述衬底以确保来自掩模的准确曝光。测量在两个不同层处的对准标记之间的未对准，作为重叠误差。
为了监测所述光刻过程，测量所述图案化衬底的参数。参数可以包括例如形成在所述图案化衬底中或上的连续层之间的重叠误差、以及显影后的光敏抗蚀剂的临界线宽。可以在产品衬底上和/或在专用量测目标上执行这种测量。存在用于对光刻过程中形成的微观结构进行测量的多种技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。快速且非侵入形式的专用检查工具散射仪，其中辐射束被引导到所述衬底的表面上的目标上，并且散射束或反射束的性质被测量。通过比较所述束在由所述衬底反射或散射之前和之后的性质，可以确定所述衬底的性质。这可以通过例如将反射束与在与已知衬底性质相关联的已知测量结果的库中存储的数据进行比较来完成。光谱散射仪将宽带辐射束引导到所述衬底上并测量被散射到特定窄角度范围内的辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。相比之下，角分辨散射仪可以使用单色辐射束并测量作为角度的函数的散射辐射的强度。
这样的光学散射仪可以被用于测量参数，诸如显影后的光敏抗蚀剂的临界尺寸、或形成在所述图案化衬底中或上的两个层之间的重叠误差(OV)。可以通过比较照射束在其由所述衬底反射或散射之前和之后的性质来确定所述衬底的性质。
随着IC变得越来越小并且封装越来越密集，因此每晶片必须被检查的特征数目也在增加。期望改善量测系统的能力以跟上当前大批量制造率并且改善生产产率。因此，需要提供能够准确地测量大量密集封装的光刻特征的量测工具。量测解决方案可以包括例如降低传感器对量测目标周围的不重要结构的灵敏度。
发明内容
在一些实施例中，一种系统包括照射系统、透镜元件和检测器。所述照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在目标的平面处具有第二空间强度分布。所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓或与三个或更多个束对应的强度轮廓。所述透镜元件被配置成将所述束聚焦到所述目标上。所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的，并且包括与中心束以及与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣对应的强度轮廓。所述中心束在所述目标处具有约20微米或更小的束直径。所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
在一些实施例中，一种系统包括照射系统、透镜元件和检测器。所述照射系统包括环形光学元件或分束元件。所述照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在目标的平面处具有第二空间强度分布，其中所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓或与三个或更多个束对应的强度轮廓。所述环形光学元件被配置成产生所述第一空间强度分布的所述环形强度轮廓。所述分束元件被配置成将所述束分开以产生与所述第一空间强度分布的所述三个或更多个束对应的所述强度轮廓。所述透镜元件被配置成将所述束聚焦到所述目标上。所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的，并且包括与中心束以及与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣相对应的强度轮廓。所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
在一些实施例中，一种系统包括照射系统、透镜元件和检测器。所述照射系统包括三个或更多个辐射源。所述照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在目标的平面处具有第二空间强度分布，其中所述第一空间强度分布包括与三个或更多个束对应的强度轮廓。所述三个或更多个辐射源被配置成相应地产生所述三个或更多个束。所述透镜元件被配置成将所述三个或更多个束聚焦到所述目标上。所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的，并且包括与中心束以及与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣相对应的强度轮廓。所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
在一些实施例中，光刻设备包括第一照射系统、支撑件、衬底台、投影系统和量测系统。所述量测系统包括第二照射系统、透镜元件和检测器。所述第一照射系统被配置成照射图案形成装置的图案。支撑件被配置成支撑所述图案形成装置。衬底台被配置成支撑衬底。所述投影系统被配置成将所述图案的图像投影到所述衬底上。所述第二照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在所述衬底上的目标的平面处具有第二空间强度分布。所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓或与三个或更多个束对应的强度轮廓。所述透镜元件被配置成将所述束聚焦到所述目标上。所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭，并且包括与中心束以及与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣对应的强度轮廓。所述中心束在所述目标处具有约小于20微米的束直径。所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
在下文中参考随附附图详细地描述本发明的另外的特征和优点以及本发明的各个实施例的结构和操作。应注意，本发明不限于本文描述的具体实施例。本文仅出于说明性的目的来呈现这样的实施例。基于本文中包含的教导，相关领域技术人员将明白其它的实施例。
附图说明
并入本文中并构成说明书的一部分的随附附图图示出本发明，并且与描述一起进一步用于解释本发明的原理并使相关领域的技术人员能够完成并使用本发明。
图1A示出根据一些实施例的反射型光刻设备的示意图。
图1B示出根据一些实施例的透射型光刻设备的示意图。
图2示出根据一些实施例的反射型光刻设备的较详细的示意图。
图3示出根据一些实施例的光刻单元的示意图。
图4A和图4B示出根据一些实施例的检查设备。
图5示出根据一些实施例的量测系统的示意图。
图6示出根据一些实施例的、辐射束在光瞳平面处的横截面的二维强度图。
图7示出根据一些实施例的、辐射束在衬底平面处的横截面的二维强度图。
图8示出根据一些实施例的、辐射束在光瞳平面处的横截面的二维强度图。
图9示出根据一些实施例的、辐射束在衬底平面处的横截面的二维强度图。
图10示出根据一些实施例的、将标准高斯束与具有与图9类似的结构化照射的束进行比较的曲线图。
图11和图12示出根据一些实施例的、辐射束在光瞳平面处的横截面示意图。
图13示出根据一些实施例的、辐射束在衬底平面处的横截面的二维强度图。
图14示出根据一些实施例的、将标准高斯束与具有与图13类似的结构化照射的束进行比较的曲线图。
根据下文结合附图进行阐明的详细描述，将明白本发明的特征和优点，其中整个附图中相似的附图标记标识相对应的元件。在附图中，相似的附图标记通常指示相同的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。另外，通常，附图标记的最左边的数字标识其中所述附图标记第一次出现的附图。除非另有说明，否则整个公开中提供的附图不应被解释为成比例的附图。
具体实施方式
本说明书公开了包含本发明的特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅仅例示本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由随附于其的权利要求来限定。
所描述的实施例以及在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等指示所描述的实施例可以包括具体的特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括所述具体的特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指同一实施例。另外，当结合实施例来描述具体的特征、结构或特性时，应理解，无论是否明确描述，与其它实施例相结合来实现这样的特征、结构或特性均在本领域技术人员的知识范围内。
为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，例如“下面”、“下方”、“较低”、“上方”、“在……上”、“较高”等，以描述如附图中图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。所述空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作时除了图中描绘的定向之外的不同定向。设备可以被另外定向(转动90度或处于其它定向)并且本文中使用的空间地相对描述语可以同样被相应地解释。
如本文中使用的术语“大约”指示与可以基于具体技术而变化的给定量相关的值。基于所述具体技术，术语“大约”可以指示给定量的值，所述给定量在例如所述值的上下10％至30％(例如，所述值的±10％、±20％或±30％)内变化。
可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实施本发明的实施例。本公开的实施例也可以被实施为储存在机器可读介质上的指令，所述指令可以由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘储存介质；光学储存介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。另外，在本文中，固件、软件、例程和/或指令可以被描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这些动作实际上是由计算装置、处理器、控制器或执行固件、软件、例程、指令等的其它装置产生的。
然而，在更详细地描述这样的实施例之前，呈现可以实施本公开的实施例的示例环境是有指导意义的。
示例光刻系统
图1A和图1B分别是可以实施本公开的实施例的光刻设备100和光刻设备100’的示意图。光刻设备100和光刻设备100’各自包括以下部件：照射系统(照射器)IL，所述照射系统配置成调节辐射束B(例如，深紫外或极紫外辐射)；支撑结构(例如，掩模台)MT，所述支撑结构配置成支撑图案形成装置(例如，掩模、掩模版或动态图案形成装置)MA并连接至配置成准确地定位图案形成装置MA的第一定位器PM；和衬底台(例如，晶片台)WT，所述衬底台配置成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并连接至配置成准确地定位衬底W的第二定位器PW。光刻设备100和100’还具有投影系统PS，所述投影系统配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分(例如，包括一个或更多个管芯)C上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS是反射型的。在光刻设备100’中，所述图案形成装置MA和所述投影系统PS是透射型的。
所述照射系统IL可以包括用于对所述辐射束B进行引导、成形或控制的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、反射折射性型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或者它们的任意组合。
所述支撑结构MT以依赖于所述图案形成装置MA相对于参考系的方向、所述光刻设备100和100’中的至少一个光刻设备的设计、和其它条件(诸如所述图案形成装置MA是否保持在真空环境中)来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械技术、真空技术、静电技术、或其它夹持技术来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。通过使用传感器，所述支撑结构MT可以确保所述图案形成装置MA例如相对于所述投影系统PS位于期望的位置。
术语“图案形成装置”MA应被广义地解释为表示能够用于在辐射束B的横截面中向所述辐射束B赋予图案、以便在所述衬底W的目标部分C中产生图案的任何装置。赋予所述辐射束B的图案可以与在所述目标部分C中产生以形成集成电路的器件的特定功能层相对应。
术语“检查设备”、“量测设备”等在本文中可以用来指代例如用于测量结构的性质(例如，重叠误差、临界尺寸参数)、或用于光刻设备中以检查晶片(例如，对准设备)的对准的装置或系统。
所述图案形成装置MA可以是透射型的(如在图1B的光刻设备100’中那样)或反射型的(如在图1A的光刻设备100中那样)。图案形成装置MA的示例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列或可编程LCD面板。掩模在光刻术中是众所周知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替相移掩模类型、或衰减相移掩模类型、以及各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，所述小反射镜中的每个小反射镜可以被单独地倾斜，以便沿不同的方向反射入射辐射束。被倾斜的反射镜将图案赋予由小反射镜的矩阵反射的所述辐射束B。
术语“投影系统”PS可以涵盖任何类型的投影系统，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在衬底W上使用浸没液体或使用真空等其它因素所适合的。真空环境可以被用于EUV或电子束辐射，因为其它气体可能吸收过多的辐射或电子。因此可以借助于真空壁和真空泵将真空环境提供至整个束路径。
光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台WT(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用额外的衬底台WT，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。在一些情形下，额外的台可以不是衬底台WT。
所述光刻设备还可以属于如下类型：其中所述衬底的至少一部分还可以被具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充所述投影系统与所述衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加至所述光刻设备中的其它空间，例如所述掩模与所述投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中公知用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底W之类的结构必须浸没在液体中，而是确切地说，“浸没”仅意味着在曝光期间液体位于投影系统PS与衬底W之间。
参考图1A和图1B，所述照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。当所述源SO是准分子激光器时，所述源SO和所述光刻设备100、100’可以是分立的物理实体。在这种情况下，不认为所述源SO构成光刻设备100或100’的一部分，并且所述辐射束借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD(在图1B中)而从所述源SO传递至所述照射器IL。在其它情况下，例如当所述源SO是汞灯时，所述源SO可以是所述光刻设备100、100’的组成部分。可以将所述源SO和所述照射器IL以及需要时设置的所述束传递系统BD一起称为辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD(在图1B中)。通常，可以调整在所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称为“σ-外部”和“σ-内部”)。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件(在图1B中)，诸如积分器IN和聚光器CO。所述照射器IL可以被用于调节所述辐射束B，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
参考图1A，所述辐射束B被入射到所述图案形成装置(例如，掩模)MA上并被所述图案形成装置MA图案化，所述图案形成装置MA被保持在所述支撑结构(例如，掩模台)MT上。在光刻设备100中，所述辐射束B从所述图案形成装置(例如，掩模)MA反射。在已从所述图案形成装置(例如，掩模)MA反射之后，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统PS将所述辐射束B聚焦至所述衬底W的目标部分C上。借助于所述第二定位器PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动所述衬底台WT(例如，以将不同的目标部分C定位在所述辐射束B的路径中)。类似地，所述第一定位器PM和另一位置传感器IF1可以被用于将所述图案形成装置(例如，掩模)MA相对于所述辐射束B的路径准确地定位。可以通过使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。
参考图1B，所述辐射束B被入射到所述图案形成装置(例如，掩模MA)上并被所述图案形成装置图案化，所述图案形成装置被保持在所述支撑结构(例如，掩模台MT)上。在已横穿所述掩模MA的情况下，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至所述衬底W的目标部分C上。所述投影系统具有与照射系统光瞳IPU共轭的光瞳PPU。辐射的部分源自在所述照射系统光瞳IPU处的强度分布，并横穿所述掩模图案而不受所述掩模图案处的衍射的影响，并产生在所述照射系统光瞳IPU处的强度分布的图像。
所述投影系统PS将所述掩模图案MP的图像MP’投影到涂覆在所述衬底W上的光致抗蚀剂层上，其中图像MP’由通过来自所述强度分布的辐射从所述标记图案MP所产生的衍射束而形成。例如，所述掩模图案MP可以包括线和间隔的阵列。所述阵列处的与零阶衍射不同的辐射的衍射会产生被转向的衍射束，所述被转向的衍射束在垂直于所述线的方向上具有方向变化。未被衍射的束(即，所谓的零阶衍射束)横穿所述图案，而传播方向没有任何改变。所述零阶衍射束穿过所述投影系统PS的上部透镜或上部透镜组(位于所述投影系统PS的所述光瞳共轭PPU的上游)，以到达所述共轭光瞳PPU。在所述共轭光瞳PPU平面中并且与所述零阶衍射束相关联的强度分布的一部分是所述照射系统IL的所述照射系统光瞳IPU中的强度分布的图像。光阑装置PD例如被设置在或大致位于包括所述投影系统PS的所述共轭光瞳PPU的平面处。
所述投影系统PS被布置为借助于透镜或透镜组L，不仅捕获所述零阶衍射束，而且捕获一阶或一阶和更高阶衍射束(未示出)。在一些实施例中，可以使用用于对在垂直于线的方向上延伸的线图案进行成像的偶极照射以利用偶极照射的分辨率增强效应。例如，一阶衍射束在所述晶片W的水平处与相应的零阶衍射束干涉，以最高可能的分辨率和过程窗口(即，可用焦深与可容许的曝光剂量偏差相结合)产生所述线图案MP的图像。在一些实施例中，可以通过在所述照射系统光瞳IPU的相对象限中提供辐射极(未示出)来减少像散像差。此外，在一些实施例中，可以通过阻挡所述投影系统的所述共轭光瞳PPU中的、与相对象限中的辐射极相关联的零阶束来减少像散像差。这在于2009年3月31日发布的US 7,511,799B2中有更详细的描述，其全部内容通过引用并入本文。
借助于所述第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动所述衬底台WT(例如，以将不同的目标部分C定位在所述辐射束B的路径中)。类似地，(例如在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间)所述第一定位器PM和另一位置传感器(未在图1B中示出)可以用于相对于所述辐射束B的路径准确地定位所述掩模MA。
通常，可以借助于构成所述第一定位器PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现所述掩模台MT的移动。类似地，可以采用构成所述第二定位器PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进器的情况下(与扫描器相反)，所述掩模台MT可以仅被连接至短行程致动器，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。虽然所述衬底对准标记(如图示的)占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(被称为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个管芯设置在所述掩模MA上的情形中，所述掩模对准标记M1、M2可以位于这些管芯之间。
掩模台MT和图案形成装置MA可以位于真空腔室V中，其中真空内机器人IVR可以被用于将图案形成装置(诸如掩模或掩模版)移入和移出真空腔室。替代地，当掩模版平台或掩模台MT和图案形成装置MA处于所述真空腔室外时，真空外机器人可以类似于所述真空内机器人IVR那样用于各种运输操作。真空内机器人和真空外机器人两者都需要被校准以将任何有效负载(例如，掩模)平稳地转移至转移站的固定的运动学支架上。
所述光刻设备100和100’可以使用于以下模式中的至少一种：
1.在步进模式中，在将所述支撑结构(例如，掩模台)MT和所述衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。
2.在扫描模式中，在同步地扫描所述支撑结构(例如，掩模台)MT和所述衬底台WT的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单次动态曝光)。可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定所述衬底台WT相对于所述支撑结构(例如，掩模台)MT的速度和方向。
3.在另一模式中，在将保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如，掩模台)MT保持为基本上固定且所述衬底台WT被移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在所述衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可以易于被应用于利用可编程图案形成装置(诸如，如可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上文描述的使用模式的组合和/或变形例，或完全不同的使用模式。
在另外的实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，所述极紫外(EUV)源被配置成产生用于EUV光刻术的EUV辐射束。通常，所述EUV源被配置在辐射系统中，并且相应的照射系统配置成调节所述EUV源的所述EUV辐射束。
图2更详细地示出了光刻设备100，包括源收集器设备SO、照射系统IL和投影系统PS。源收集器设备SO被构造和布置成使得可以保持在源收集器设备SO的围封结构220中的真空环境。发射EUV辐射的等离子体210可以由放电产生等离子体源形成。可以通过气体或蒸汽，例如Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽，产生EUV辐射，在所述气体或蒸汽中非常热的等离子体210被产生以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过引起至少部分电离的等离子体的放电而产生所述非常热的等离子体210。为了高效地产生辐射，可能需要Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽分压例如为10Pa。在一些实施例中，提供被激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。
由热等离子体210发射的辐射从源腔室211经由可选的定位在源腔室211中的开口中或所述开口后方的气体阻挡件或污染物陷阱230(在一些情况下，也被称作污染物阻挡件或翼片阱)而被传递到收集器腔室212中。所述污染物陷阱230可以包括通道结构。污染物陷阱230也可以包括气体阻挡件，或气体阻挡件与通道结构的组合。本文中另外指出的所述污染物陷阱或污染物阻挡件230至少包括通道结构。
所述收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器CO。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横穿收集器CO的辐射可以被反射出以被聚焦在虚源点IF处。所述虚源点IF通常被称作中间焦点，并且所述源收集器设备被布置成使得所述中间焦点IF位于所述围封结构220中的开口219处或附近。所述虚源点IF是发射辐射的等离子体210的图像。光栅光谱滤光器240特别地被用于抑制红外(IR)辐射。
随后，所述辐射横穿所述照射系统IL，所述照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224，所述琢面场反射镜装置222和所述琢面光瞳反射镜装置224被布置成在所述图案形成装置MA处提供辐射束221的期望的角分布，以及在所述图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均一性。在所述辐射束221在由所述支撑结构MT保持的所述图案形成装置MA处反射时，形成图案化束226，并且所述图案化束226通过所述投影系统PS经由反射型元件228、229而被成像到由所述晶片平台或衬底台WT保持的衬底W上。
在照射光学器件单元IL和投影系统PS中通常可以存在比示出的元件更多的元件。所述光栅光谱滤光器240可以是可选地存在的，这依赖于光刻设备的类型。另外，可以存在比图2中示出的反射镜更多的反射镜，例如在所述投影系统PS中可以存在除图2中示出的反射型元件以外的一个至六个额外的反射型元件。
收集器光学器件CO(如图2中图示的)被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。所述掠入射反射器253、254和255围绕光轴O被轴向对称地设置，并且这种类型的收集器光学器件CO优选地与放电产生的等离子体源(经常被称为DPP源)结合使用。
示例性光刻单元
图3示出了根据一些实施例的光刻单元300，其有时也被称为光刻元或簇。光刻设备100或100’可以形成光刻单元300的一部分。光刻单元300还可以包括用于在衬底上执行曝光前过程和曝光后过程的一个或更多个设备。常规地，这些设备包括：用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影被曝光的抗蚀剂的显影装置DE、激冷板CH和焙烤板BK。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同过程设备之间移动所述衬底，并且将所述衬底传递至所述光刻设备100或100’的进料台LB。这些装置通常被统称为轨道或涂覆显影系统，并且处于轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，所述控制单元TCU本身由管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU来控制所述光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化生产量和处理效率。
示例性检查设备
为了控制所述光刻过程以将器件特征准确地放置在所述衬底上，对准标记通常被设置在所述衬底上，并且所述光刻设备包括一个或更多个对准设备和/或系统，必须通过所述对准设备和/或系统准确地测量衬底上的标记的位置。这些对准设备是有效的位置测量设备。已知来自不同的时间和不同的制造商的不同类型的标记和不同类型的对准设备和/或系统。在当前光刻设备中广泛使用的一种类型的系统是基于如美国专利号6,961,116(den Boef等人)中描述的自参考干涉仪。通常，标记被分别测量以获得X位置和Y位置。然而，可以使用美国公开号2009/195768A(Bijnen等人)中描述的技术，来执行组合型X和Y测量。这两个公开的全部内容通过引用并入本文。
图4A示出根据一些实施例的检查设备400的截面图的示意性。在一些实施例中，检查设备400可以被实施为光刻设备100或100’的部分或部件。检查设备400可以被配置成相对于图案形成装置(例如，图案形成装置MA)对准衬底(例如，衬底W)。检查设备400还可以被配置成检测所述衬底上的对准标记的位置，并且使用所述对准标记的被检测的位置来将所述衬底相对于光刻设备100或100’的所述图案形成装置或其它部件对准。所述衬底的这样的对准可以确保在所述衬底上准确地曝光一个或更多个图案。
在一些实施例中，检查设备400可以包括照射系统412、分束器414、干涉仪426、检测器428、束分析器430和重叠计算处理器432。照射系统412可以被配置成提供具有一个或更多个通带的电磁窄带辐射束413。在一示例中，所述一个或更多个通带可以在介于大约500nm至大约900nm之间的波长的光谱内。在另一示例中，所述一个或更多个通带可以是介于大约500nm至大约900nm之间的波长的光谱内的离散的窄通带。照射系统412还可以被配置成提供在长时间段内(例如，在照射系统412的使用寿命内)具有大致恒定的中心波长(CWL)值的一个或更多个通带。如上文所论述的，在当前对准系统中，照射系统412的这种配置可以有助于防止实际CWL值从期望CWL值的偏移。并且，因此，与当前对准设备相比，使用恒定的CWL值可以改善对准系统(例如，检查设备400)的长期稳定性和准确度或精度。
在一些实施例中，分束器414可以被配置为接收辐射束413并且将辐射束413分开成至少两个辐射子束。例如，辐射束413可以被分开成辐射子束415和417，如图4A中示出的。分束器414还可以被配置为将辐射子束415引导到放置在平台422上的衬底420上。在一个示例中，所述平台422可以沿方向424移动。辐射子束415可以被配置为照射位于衬底420上的对准标记或目标418。对准标记或目标418可以涂覆有辐射敏感膜。在一些实施例中，对准标记或目标418可以具有一百八十度(即，180°)对称性。也就是说，当对准标记或目标418绕垂直于对准标记或目标418的平面的对称轴线旋转180°时，旋转后的对准标记或目标418可以与未旋转的对准标记或目标418大致相同。衬底420上的所述目标418可以是：(a)抗蚀剂层光栅，其包括由实心抗蚀剂线形成的栅条；或(b)产品层光栅；或，(c)重叠目标结构中的复合光栅叠层，其包括在产品层光栅上重叠或交错的抗蚀剂光栅。替代地，所述栅条可以被蚀刻到所述衬底中。这种图案对所述光刻投影设备(特别是所述投影系统PL)中的色像差以及照射对称性敏感，并且照射对称性和这种像差的存在将会将它们自身呈现在所印制的光栅中的变化中。在器件制造中用于测量线宽、节距和临界尺寸的一种在线方法利用了被称为“散射测量法”的技术。散射测量方法在J.Vac.Sci.Tech.B，Vol.15，no.2，pp.361-368(1997)中发表的Raymond等人的“Multiparameter Grating Metrology Using OpticalScatterometry”和在SPIE，Vol.3677(1999)中表述的Niu等人的“Specular SpectroscopicScatterometry in DUV Lithography”中有所描述，这两者均通过整体引用并入本文。在散射测量中，光被所述目标中的周期性结构反射，并且所得到的处于给定角度的反射光谱被检测。例如，使用严格耦合波分析(RCWA)或通过与仿真得出的模式库进行比较，重构产生该反射光谱的结构。因此，所印制的光栅的散射测量数据被用于重构所述光栅。所述光栅的参数(诸如线宽和线形)可以被输入到重构过程中，所述重构过程由处理单元PU根据印制步骤和/或其它散射测量过程的知识来进行。
在一些实施例中，分束器414还可以被配置为接收衍射辐射束419，并且将衍射辐射束419分开成至少两个辐射子束，这取决于实施例。衍射辐射束419可以被分开成衍射辐射子束429和439，如图4A中示出的。
应当注意，即使分束器414被示为将辐射子束415朝向对准标记或目标418引导，并且将衍射辐射子束429朝向干涉仪426引导，但是本公开不限于此。相关领域技术人员将明白：其它光学布置可以被用于获得照射衬底420上的对准标记或目标418以及检测对准标记或目标418的图像的类似结果。
如图4A中图示的，干涉仪426可以被配置为通过分束器414接收辐射子束417和衍射辐射子束429。在一个示例实施例中，衍射辐射子束429可以是辐射子束415的、可以从对准标记或目标418反射的至少一部分。在这个实施例的示例中，干涉仪426包括任何合适的光学元件组，例如，棱镜组合，所述棱镜组合可以被配置为基于所接收的衍射辐射子束429形成对准标记或目标418的两个图像。应理解，不必形成良好质量的图像，但是对准标记418的特征应被分辨。干涉仪426还可以被配置为将两个图像中的一个图像相对于两个图像中的另一图像旋转180°，并且以干涉方式重新组合旋转后的图像和未旋转的图像。
在一些实施例中，检测器428可以被配置为当检查设备400的对准轴线421穿过对准标记或目标418的对称中心(未示出)时，经由干涉仪信号427接收重新组合后的图像，并且检测由于所述重新组合后的图像而产生的干涉。这种干涉可能是由于对准标记或目标418呈180°对称而导致的，并且根据示例实施例，重新组合后的图像相长地或相消地干涉。基于所检测的干涉，检测器428还可以被配置成确定对准标记或目标418的对称中心的位置并且因此检测衬底420的位置。根据示例，对准轴线421可以与垂直于衬底420且穿过图像旋转干涉仪426的中心的光学束对准。检测器428还可以被配置为通过实施传感器特性并且与晶片标记过程变化相互作用，来估计对准标记或目标418的位置。
在另一实施例中，检测器428通过执行以下测量中的一个或更多个来确定对准标记或目标418的对称中心的位置：
1.针对各个波长测量位置变化(各颜色之间的位置偏移)；
2.针对各个阶测量位置变化(各个衍射阶之间的位置偏移)；以及
3.针对各个偏振测量位置变化(各个偏振之间的位置偏移)。
例如，可以利用任何类型的对准传感器，例如如美国专利号6,961,116中所描述的SMASH(SMart对准传感器混合)传感器来获取这种数据，所述美国专利采用具有单个检测器和四个不同波长的自参考干涉仪，并且以软件或Aheena(使用高阶对准增强的先进技术)提取所述对准信号，如美国专利号6,297,876中描述的，所述美国专利号6,297,876将七个衍射阶中的每个衍射阶引导至专用检测器，这两个专利的全部内容通过整体引用并入本文。
在一些实施例中，束分析器430可以被配置成接收和确定衍射的辐射子束439的光学状态。所述光学状态可以是束波长、偏振或束轮廓的量度。束分析器430还可以被配置成确定平台422的位置并且将平台422的位置与对准标记或目标418的对称中心的位置相关联。这样，可以准确地知晓对准标记或目标418相对于对准平台422的位置，并且因此知晓衬底420相对于对准平台422的位置。替代地，束分析器430可以被配置成确定检查设备400或任何其它参考元件的位置，使得可以参考检查设备400或任何其它参考元件来知晓对准标记或目标418的对称中心。束分析器430可以是具有某种形式的波段选择性的点或成像偏振仪。在一些实施例中，根据其它实施例，束分析器430可以被直接集成到检查设备400中，或者经由几种类型的光纤连接：保偏单模光纤、多模光纤或成像光纤。
在一些实施例中，束分析器430还可以被配置为确定衬底420上的两个图案之间的重叠数据。这些图案中的一个图案可以是参考层上的参考图案。另一图案可以是在曝光层上的曝光图案。所述参考层可以是在衬底420上已存在的蚀刻层。可以由在所述衬底上的、通过光刻设备100和/或100’曝光的参考图案来产生所述参考层。所述曝光层可以是与所述参考层相邻的、曝光后的抗蚀剂层。可以由在衬底420上的、通过光刻设备100或100’曝光的曝光图案来产生所述曝光层。衬底420上的曝光图案可以对应于由于平台422而导致的衬底420的移动。在一些实施例中，测量的重叠数据还可以指示所述参考图案与曝光图案之间的偏移。测量的重叠数据可以被用作校准数据以校准由光刻设备100或100’曝光的曝光图案，使得在校准之后，可以使所述曝光层与所述参考层之间的偏移被最小化。
在一些实施例中，束分析器430还可以被配置为确定衬底420的产品叠层轮廓的模型，并且可以被配置为在单次测量中测量目标418的重叠、临界尺寸和焦距。所述产品叠层轮廓包含与诸如对准标记、目标418或衬底420之类的叠层产品有关的信息，并且可以包括由标记过程变化引起的光学签名度量，所述度量是照射变化的函数。所述产品叠层轮廓还可以包括产品光栅轮廓、标记叠层轮廓和标记不对称性信息。可以在由荷兰Veldhoven的ASML制造的被称为YeldeldstarTM的量测设备中找到束分析器430的示例，如美国专利号8,706,442中描述的，所述专利的全部内容通过引用并入本文。束分析器430还可以被配置为处理与所述层中的曝光图案的特定性质有关的信息。例如，束分析器430可以处理：重叠参数(其指示所述层相对于所述衬底上的先前层的定位精度或准确度、或第一层相对于所述衬底上标记的定位精度或准确度)、聚焦参数、和/或所述层中所描绘的图像的临界尺寸参数(例如，线宽及其变化)。其它参数是与所描绘的曝光图案的图像的质量有关的图像参数。
在一些实施例中，检测器阵列(未示出)可以被连接至束分析器430，并且允许进行准确的叠层轮廓检测的可能性，如下文论述的。例如，检测器428可以是检测器阵列。对于所述检测器阵列，可能有多种选择：多模光纤束、每通道的离散引脚检测器、或CCD或CMOS(线性)阵列。出于稳定性原因，使用多模光纤束可以使得任何散热元件被远程定位。离散引脚检测器可以提供较大的动态范围，但每个检测器都需要分立的前置放大器。因此，元件的数目受到限制。CCD线性阵列提供了许多可以被高速读取并且在使用相位步进检测时尤其关注的元件。
在一些实施例中，第二束分析器430’可以被配置为接收和确定衍射辐射子束429的光学状态，如图4B中示出的。所述光学状态可以是束波长、偏振或束轮廓的量度。第二束分析器430’可以与束分析器430相同。替代地，第二束分析器430’可以被配置为执行束分析器430的至少所有功能，诸如确定平台422的位置，以及将平台422的位置与对准标记或目标418的对称中心的位置相关联。这样，参考对准平台422，可以准确地知晓对准标记或目标418的对称中心的位置，并且因此知晓衬底420的位置。第二束分析器430还可以被配置为确定检查设备400或任何其它参考元件的位置，使得可以参考检查设备400或任何其它参考元件，来知晓对准标记或目标418的对称中心。第二束分析器430’还可以被配置为确定两个图案之间的重叠数据以及衬底420的产品叠层轮廓的模型。第二束分析器430’还可以被配置为在单次测量中测量目标418的重叠、临界尺寸和焦距。
在一些实施例中，第二束分析器430’可以被直接集成到检查设备400中，或者根据其它实施例，第二束分析器430’可以经由以下几种类型的光纤而被连接：保偏单模光纤、多模光纤或成像光纤。替代地，第二束分析器430’和束分析器430可以被组合以形成单个分析器(未示出)，所述单个分析器被配置成接收和确定衍射辐射子束429和439的光学状态。
在一些实施例中，处理器432接收来自检测器428和束分析器430的信息。例如，处理器432可以是重叠计算处理器。所述信息可以包括由束分析器430构建的产品叠层轮廓的模型。替代地，处理器432可以使用所接收的关于产品标记的信息来构建产品标记轮廓的模型。在任一情况下，处理器432使用或结合产品标记轮廓的模型来构建叠层的产品和重叠标记轮廓的模型。然后，所述叠层模型被用于确定重叠偏移，并且使光谱对所述重叠偏移测量的影响最小化。处理器432可以基于从检测器428和束分析器430接收的信息来产生基本校正算法，包括但不限于照射束、对准信号的光学状态、相关联的位置估计，以及光瞳、图像和其它平面中的光学状态。所述光瞳平面是这样的平面：在该平面中，辐射的径向位置限定入射角并且角位置限定所述辐射的方位角。处理器432可以参考晶片标记和/或对准标记418，利用基本校正算法来表征所述检查设备400。
在一些实施例中，处理器432还可以被配置为基于从检测器428和束分析器430接收的信息，针对每个标记确定相对于所述传感器估计的印制图案位置偏移误差。所述信息包括但不限于所述产品叠层轮廓、对衬底420上的每个对准标记或目标418的重叠、临界尺寸和焦距的测量结果。处理器432可以利用聚类算法将标记分组为相似的恒定偏移误差的集合，并且基于所述信息产生对准误差偏移校正表。所述聚类算法可以基于与每组偏移误差相关联的重叠测量、位置估计和额外的光学叠层过程信息。针对多个不同标记，例如在已编程的重叠偏移周围具有正和负偏差的重叠目标，来计算重叠。度量最小重叠的目标被作为参考(因为它以最佳精度被测量)。根据这个所测量的小重叠以及其对应目标的已知编程重叠，可以推导出重叠误差。表1示出了如何执行这这种操作。在所示的示例中，最小的测量的重叠为-1nm。但是，这涉及编程的重叠为-30nm的目标。因此，所述过程很可能引入29nm的重叠误差。
Figure BDA0003565383720000211
可以将最小值作为参考点，相对于这个参考点，可以计算测量的重叠与由于编程的重叠而预期的重叠之间的偏移。这种偏移针对每个标记或具有相似偏移的标记集合，确定重叠误差。因此，在表1的示例中，在编程的重叠为30nm的目标位置，最小的测量的重叠为-1nm。将其它目标处的预期重叠与测量的重叠之间的差异与所述参考进行比较。还可以在不同照射设置下从标记和目标418获取诸如表1之类的表，可以确定并且选择导致最小重叠误差的照射设置及其对应的校准因子。此后，处理器432可以将标记分组为相似的重叠误差集合。可以基于不同的过程控制，例如针对不同过程的不同误差容许度，来调整用于对标记进行分组的标准。
在一些实施例中，处理器432可以确认所述分组的所有或大多数成员具有类似的偏移误差，并且基于其额外的光学叠层量测，将来自聚类算法的单独的偏移校正应用于每个标记。处理器432可以确定对每个标记的校正，并且将所述校正反馈回光刻设备100或100’，以例如通过将校正馈送至对准设备400中，校正所述重叠中的误差。
示例性结构化照射系统
随着IC持续缩小，光刻工具的使用者需要更小的对准标记以最大化晶片使用效率。对准标记的尺寸通常由将测量所述对准标记的检查设备来规定。例如，如果对准标记太小，则检查所述对准标记的量测工具可能产生不准确的测量结果。然而，对准标记占据可能被用于产品特征的实际面积。通常由所述对准标记并且因此由所述量测设备来确定晶片材料的有效利用。
另一方面，在行业内越来越有用的是执行场内对准的能力。场是所述晶片的由所述光刻工具一次曝光的区域。为了曝光整个晶片，所述场例如被镶嵌在所述晶片的整个表面区域或表面积上。场内对准指的是检查给定场中的多于一个对准标记的方法。随着量测设备也变得更小，场内对准可以例如通过使用被密集地封装以检查场内对准标记的多个对准设备来帮助提高大批量制造中的对准准确度或精度。
然而，小的对准标记对当前量测设备提出挑战。为了从对准标记导出准确测量结果，在一些实施例中，仅所述对准标记(例如，使用小照射斑)被照射。在一些实施例中，所述照射具有特定配置(例如，窄化的入射角范围，例如，约5度-15度)。关于仅对所述对准标记的照射，这是适当的，因为对准标记可能被可以朝向感测元件发送杂散光子的其它特征(例如，被使用者密集地封装的产品特征)围绕，从而降低测量的准确度。
图5示出根据一些实施例的量测系统500的示意图。在一些实施例中，量测系统500包括辐射源502、检测器504、透镜元件506和辐射定向元件508。透镜元件506可以包括透镜系统(例如，多个透镜元件)。辐射源502和透镜元件506可以是照射系统507的部分或部件。
在一些实施例中，辐射源502被配置成产生辐射束510。辐射束510可以沿光轴512朝向目标514(例如，对准标记、周期性结构、光栅等等)行进。目标514可以被设置在衬底516(例如，晶片)上。透镜元件506可以将辐射束510焦距到衬底516上。目标514可以包括从一个或更多个光刻过程产生的一个或更多个材料层(例如，衬底叠层或仅叠层)。来自辐射束510的辐射可以从目标514散射，作为散射辐射518。辐射定向元件508可以朝向检测器504引导散射辐射518。检测器504可以接收散射辐射518。检测器504可以基于接收到散射辐射518而产生测量信号。虽然图5中描绘的照射支路示出从辐射源502至目标514的直线，但是应理解，可以使用任何适当的照射布置(例如，在图4中，检查设备400使用分束器414来使所述照射路径转向)。
在一些实施例中，辐射束510在被焦距时可以形成辐射锥520，所述辐射锥520在衬底516的表面上(例如在目标514处)形成束斑。辐射束510可以包括依赖于透镜元件506的数值孔径(NA)的入射角522范围。
在一些实施例中，透镜元件506具有低数值孔径(NA)。使用低NA透镜进行聚焦可以使辐射束510形成大于目标514的宽度的束斑。例如，在一些实施例中，目标514沿其最大尺寸可以为约20微米或更小。在一些实施例中，在目标514处，辐射束510的所述束直径为约40微米。换句话说，目标514可以由照射过填充。因此，目标514上的所述照射斑还可以照射目标514附近的相当大的区域，在该区域中可能存在其它光刻结构(例如，产品特征)。
在一些实施例中，在检测器处(例如，在检测器平面处)，源自目标514外的结构的散射辐射可能与来自目标514的散射辐射518干涉。两个光学信号的不期望的干涉在本文中可以被称为“串扰”。串扰可能增加有所述检查设备执行的测量的不确定性。
在一些实施例中，量测系统500还可以包括阻挡元件524(例如，场阑、孔径光阑、过滤元件等等)。可以使用阻挡元件524来阻挡源自目标514外的结构的散射辐射。然而，使用阻挡元件来过滤出源自目标514外的结构的散射辐射可能是困难的，并且因此可能不能促使串扰效应足够地降低。围绕目标514的结构可以被密集地封装且被设置成靠近目标514。然而，阻挡元件524对每个移动自由度可能具有有限的误差容许度。在一些实施例中，阻挡元件524的高达六个自由度中的每个自由度可能具有紧密的容许度预算(例如，三个平移自由度和三个转动自由度)。因此，阻挡元件524可能不能为源自目标514外的结构的散射辐射提供足够的过滤。甚至来自目标514的“良好”信号可能被剪裁。
过填充(例如，当使用者设计小的目标514)情况下可能出现的另一问题是可能发生与目标514上的边缘特征有关的辐射相互作用，例如，类似于单缝实验的衍射。从目标514的给定部位开始，射线的大输出锥可能通过光瞳的不同部分并且经历不同波前和像差。像差被转变成测量误差(例如，对准误差)。
为了降低从串扰产生的不确定性，在一些实施例中，辐射束510的束直径可以被减小。在一些实施例中，透镜元件506具有高NA。辐射束510在被聚焦时可以形成辐射锥520，所述辐射锥520形成具有小于目标514的宽度(即，目标514被欠填充)的束直径的束斑。也就是说，在一些实施例中，辐射束510在目标514处具有约20微米或更小的束直径。然而，这样做时，辐射束510可以包括宽的入射角522范围(即，较严重倾斜的辐射锥)。
在一些实施例中，当辐射束510作为圆锥体被聚焦为衬底516上时，所述辐射束510可以不是平面波。每个离散的入射角可以与衬底叠层以不同方式相互作用。例如，入射到目标514的给定位置上的辐射可以具有不同质量的多个散射辐射518。在一些实施例中，散射辐射518的反射率和/或偏振可以作为入射角的函数而变化。接收辐射的检测器可以对所有散射辐射518的聚合体敏感。因此，较大的照射NA可能加剧测量结果中的不确定性(例如，对准测量结果中的较大的定位不确定性)。
理想光学系统是不对内部存在的不同光学路径造成像差的光学系统。但是事实是，在一些实施例中，光学系统可能导致给定光学路径以不同方式处理辐射(例如，像差)。衬底516上的每个不同的入射角使散射辐射经受不同像差。
在一些实施例中，光学测量的不确定性可能是由于晶片叠层厚度变化所引起的。所述叠层厚度可能由于例如光刻过程中的变化和不确定性而变化。由于光刻过程变化而导致的不确定性可能是不可预测的并且难以校准。因此，散射辐射518的性质可能由于一些不确定的量而被改变。
至此所解释的示例示出目标514的尺寸如何影响光学测量的不确定性。例如，大的目标514(例如，大于40微米)将允许照射斑保留大的且仍然欠填充的目标514。大的照射斑可以降低高NA要求，并且因此可以减小由于入射角522的大展开或散布而导致的不确定性。并且由于保留欠填充，参照过填充所描述的不确定性也可以被降低。但是制成大的目标违反了市场的当前需求，当前需求是较小的器件和较小的对准标记。本公开的实施例提供用于减小辐射斑尺寸的结构和函数，以降低由于对目标过填充而导致的不确定性，同时还降低上文提到的与入射角(例如，由于大照射NA)、传感器像差和叠层厚度变化的广泛分布的耦合效应相关联的不确定性。
在具有高斯强度分布的传统辐射束的情境下呈现光学系统的示例是有指导意义的。
本文中使用的诸如“束斑”、“束轮廓”、“束强度轮廓”、“空间强度轮廓”等术语可以涉及在辐射束的整个横截面上的强度分布。
在公开了示例束直径的实例中，应将束直径理解为束直径的近似度量，如将在本领域中通常执行的那样(例如，半峰全宽，10/90或20/80刀刃，1/e2，D86等等)。
在一些实施例中，当提及二维强度图的附图时，除非另有说明，否则本文中使用的强度标尺可以是黑白光谱，黑色指示暗区(低强度)并且白色指示亮区(高强度)。在一些实施例中，二维强度图可以图示出束的XY平面，而所述束应被理解为沿Z方向(垂直于所述XY平面)传播。应理解，本文中的曲线图和强度图中示出的任何特定数据(例如，特定空间尺寸)代表非限制性示例。
辐射束510可以在光瞳平面528处具有第一空间强度分布。辐射束510在被透镜元件506聚焦时可以在目标514平面(例如，光学共轭)处具有第二空间强度分布。
图6示出根据一些实施例的、辐射束在光瞳平面处的横截面的二维强度图600。在一些实施例中，二维强度图600可以对应于辐射束510在光瞳平面528(图5)处的所述第一空间强度分布。二维强度图600示出在光瞳平面处具有高斯强度轮廓602的束。当透镜对具有高斯强度轮廓602的束进行聚焦时，可以通过傅里叶光学器件示出，聚焦束斑也可以具有高斯强度轮廓。
图7示出根据一些实施例的、辐射束在衬底平面处(例如，目标处)的横截面的二维强度图700。在一些实施例中，二维强度图700可以对应于辐射束510在所述目标514(图5)的平面处的所述第二空间强度分布。二维强度图700示出在衬底平面处或在所述束被聚焦的任何位置处具有高斯强度轮廓702的束。高斯强度轮廓702可以表示高斯强度轮廓602(图6)的共轭。为了减小高斯强度轮廓702的半峰全宽，高NA透镜可能是必须的，如果在用于衬底的光学检查的量测系统中使用图6和图7的束，则所述高NA透镜可能导致较高的测量的不确定性。
返回参考图5，为了减轻传统高斯束的问题，在一些实施例中，量测系统500还可以包括光学元件526。光学元件526可以与辐射源502和/或透镜元件506一起作为照射系统507的部分或部件。光学元件526可以被设置在光瞳平面528(例如，照射光瞳)处或附近。透镜元件506也可以被设置在光瞳平面528处或附近。光学元件526可以与透镜元件506一起使用以产生结构化照射，所述结构化照射能够具有小的斑尺寸同时还降低由于高照射NA所导致的不确定性。
在一些实施例中，光学元件526可以修改辐射束510的所述第一空间强度分布。在一些实施例中，所述第一空间强度轮廓可以包括环形强度轮廓(见图8)。为了实现所述环形强度轮廓，光学元件526可以包括环形滤波器、环形反射器、环形折射器、环形孔或光阑、和空间光调制器(例如，液晶装置)中的至少一种。当辐射束510穿过所述光学元件时，辐射束510可以呈现具有环形形状的强度分布。透镜元件506可以对辐射束510进行聚焦，使得在所述目标514平面处的第二强度轮廓可以包括与中心束和与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣相对应的强度轮廓(见图9)。所述一个或更多个旁瓣的出现可能是由于所述光学器件中的傅里叶共轭现象而导致的。所述一个或更多个旁瓣可以与所述中心束分离或大致隔离。此外，对于给定照射NA，所述中心束可以具有与传统高斯束相比更小的束直径。
图8示出根据一些实施例的、辐射束(例如，图5的辐射束510)在光瞳平面处的横截面的二维强度图800。在一些实施例中，二维强度图800可以对应于辐射束510在光瞳平面528处的所述第一空间强度分布(图5)。二维强度图800示出在光瞳平面处具有环形强度轮廓802的束。当透镜对具有环形强度轮廓802的束进行聚焦时，聚焦的束可以包括中心束和环形旁瓣，如图9中示出的。
图9示出根据一些实施例的、辐射束在衬底平面处(例如，目标处)的横截面的二维强度图900。在一些实施例中，二维强度图900可以对应于辐射束510在所述目标514平面处的所述第二空间强度分布(图5)。二维强度图900示出具有中心束902和环形旁瓣904的束。环形旁瓣904是一个或更多个旁瓣的特定的非限制性示例。应理解，旁瓣的数目和形状可以依赖于当束被聚焦到物体上时的束相互作用(例如，束干涉)。环形旁瓣904的空间强度分布可以(例如，通过共轭关系)对应于所述第一空间强度分布的所述环形强度轮廓(例如，图8中的环形强度轮廓802)。中心束902在衬底平面处可以具有约20微米或更小的、15微米或更小的、或10微米或更小的束直径。暗区906还存在于将环形旁瓣904与中心束902分离或大致隔离的束轮廓中。环形旁瓣904的隔离允许光学系统更容易过滤出不期望的光学路径。例如，场或孔径光阑可以被放置，使得仅允许区域908内的辐射通过。
例如，阻挡元件524(图5)的严格容许度不能成功地裁剪传统高斯束。但是就环形旁瓣904来说，所述环形旁瓣904与中心束902隔离允许阻挡元件更容易阻止来自环形旁瓣904的辐射到达检测器(例如，停止串扰)。由于中心束902被减小至10-20微米而不使用高照射NA，因此中心束902适于对具有20微米或更小的宽度的目标进行欠填充，同时避免由于高照射NA所导致的不确定性。并且来自环形旁瓣904的落在在所述目标外的结构上的辐射可以被容易地过滤出，这降低了由于串扰所导致的不确定性。
图10示出根据一些实施例的、将标准高斯束与具有与图9类似的结构化照射的束进行比较的曲线图1000。竖直轴表示束在衬底平面或表面处的相对强度(任意单位(a.u.))。水平轴表示位于辐射束的XY平面上的线——在这个非限制性示例中为X轴。虚线表示衬底平面处的高斯束1002(如图7)。实线表示在衬底平面处的具有中心束1006和一个或更多个旁瓣1008(例如环形旁瓣，如图9)的结构化照射1004。在一些实施例中，在给定照射NA下模拟这两种线。可以例如通过对光瞳平面强度(例如图6和图8)进行傅里叶变换来执行所述模拟。曲线图1000中的数据示出，中心束1006的宽度小于高斯束1002的宽度。换句话说，与在相似条件下高斯束的束直径相比，使用光瞳平面处的结构化照射(例如，环形照射)可以减小衬底平面处的束直径，而不增加所述照射系统的NA。虽然一个或更多个旁瓣1008覆盖比中心束1006更宽的照射区域，但是一个或更多个旁瓣1008与中心束1006基本上隔离。因此，与管理来自高斯束1002的高斯尾部的辐射相比，可以更容易(例如，使用孔径光阑)过滤出一个或更多个旁瓣1008。
光瞳平面处的其它结构化照射可以被用于减小束直径。回到参考图5，在一些实施例中，所述第一强度轮廓可以包括与三个或更多个束(见图11和图12)相对应的强度轮廓。为了实现与三个或更多个束相对应的强度轮廓，光学元件526可以包括分束元件(例如，变迹滤光器、或分束元件和束定向元件的系统)。当辐射束510穿过所述分束元件时，辐射束510可以呈现与三个或更多个束相对应的强度分布。在一些实施例中，辐射源502包括三个或更多个辐射源元件530。三个或更多个辐射源元件530可以被用作光学元件526的替代或补充。三个或更多个辐射源元件530可以相应地产生三个或更多个束。透镜元件506可以对(具有所述三个或更多个束的)辐射束510进行聚焦，使得在所述目标514平面处的所述第二强度轮廓可以包括与中心束和与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣相对应的强度轮廓(见图13)。类似于环形强度轮廓实施例，对于给定照射NA，所述中心束可以具有与传统高斯束相比更小的束直径。
图11示出根据一些实施例的、辐射束1100在光瞳平面处的横截面示意性。四个束被用于说明在光瞳平面中使用三个或更多个束的非限制性示例。在实施例中，辐射束1100可以是在光瞳平面处包括辐射束1102、1104、1106和1108的结构化照射。可以使用例如光学元件526和/或三个或更多个辐射源元件530(图5)来产生辐射束1102、1104、1106和1108。辐射束1102、1104、1106和1108可以是基本上类似的，例如，束的多个副本。辐射束1102、1104、1106和1108可以被布置成使得其对应的光轴被彼此大致等距地设置。辐射束1102、1104、1106和1108可以被布置成使得它们部分地叠置。
图12示出根据一些实施例的、具有结构化照射的辐射束1100的另一横截面示意性。为了附图清楚，辐射束1106和1108未被示出但是应被理解为是存在的。图12的截面图沿XZ平面，这允许阐明诸如光瞳平面1110、衬底平面1112、和辐射束1100的主光轴1114之类的要素的描绘。上文关于图5描述的结构和功能可以被用于产生辐射束1100。在一些实施例中，当辐射束1100被焦距时，辐射束1100可以形成辐射锥1116，所述辐射锥1116在衬底平面1112处形成束斑。辐射束1100可以包括依赖于照射NA的入射角范围。在一些实施例中，可以使用低照射NA以使辐射锥1116是细长且窄的(例如，具有窄的入射角散布或展开的铅笔形波)。通过对三个或更多个束进行组合，形成在衬底平面1112处的束斑可以小于使用类似的照射NA的高斯束。
图13示出根据一些实施例的、辐射束在衬底平面处(例如，目标处)的横截面的二维强度图1300。在一些实施例中，二维强度图1300可以对应于辐射束510在目标514(图5)的平面处的所述第二空间强度分布。二维强度图1300示出具有中心束1302和一个或更多个旁瓣1304(在这个非限制性示例中为四个旁瓣)的束。应理解，旁瓣的数目和形状可以依赖于当束被聚焦到物体上时束的数目和/或束相互作用(例如，束干涉)。中心束1302在衬底平面处可以具有约20微米或更小的、15微米或更小的、或10微米或更小的束直径。暗区1306也存在于将一个或更多个旁瓣1304与中心束1302分离或大致隔离的束轮廓中。一个或更多个旁瓣1304的隔离允许光学系统更容易过滤出不期望的光学路径。例如，场或孔径光阑可以被放置，使得仅允许区域1308内的辐射通过。
类似于具有环形旁瓣904的实施例(图9)，旁瓣与中心束1302的隔离允许阻挡元件更容易阻止来自一个或更多个旁瓣1304的辐射到达检测器(例如，停止串扰)。由于中心束1302被减小至10-20微米而不使用高照射NA，因此中心束1302适于对具有20微米或更小的宽度的目标进行欠填充，同时避免由于高照射NA所导致的不确定性。并且来自一个或更多个旁瓣1304的落在在所述目标外的结构上的辐射可以被容易地过滤出，这降低了由于串扰所导致的不确定性。
图14示出根据一些实施例的、将标准高斯束与具有与图13类似的结构化照射的束进行比较的曲线图1400。竖直轴表示束在衬底平面或表面处的相对强度(任意单位(a.u.))。水平轴表示位于辐射束的XY平面上的线——在这个非限制性示例中为X轴。虚线表示衬底平面处的高斯束1402(如图7)。实线表示在衬底平面处具有中心束1406和一个或更多个旁瓣1408的结构化照射1404。在一些实施例中，在给定照射NA下模拟这两种线。可以例如通过对所述光瞳平面强度进行傅里叶变换来执行所述模拟。曲线图1400中的数据示出，中心束1406的宽度小于高斯束1402的宽度。换句话说，与在相似条件下高斯束的束直径相比，使用光瞳平面处的结构化照射(例如，三个或更多个束)可以减小衬底平面处的束直径，而不增加所述照射系统的NA。虽然一个或更多个旁瓣1408覆盖比中心束1406更宽的照射区域，但是一个或更多个旁瓣1408与中心束1406基本上隔离。因此，与管理来自高斯束1402的高斯尾部的辐射相比，可以更容易(例如，使用孔径光阑)过滤出一个或更多个旁瓣1008。
还可以使用于以下方面来描述所述实施例：
1.一种系统，包括：
照射系统，所述照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在目标的平面处具有第二空间强度分布的，其中所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓或与三个或更多个束对应的强度轮廓；
透镜元件，所述透镜元件被配置成将所述束聚焦到所述目标上，其中，所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的并且包括与中心束和与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣对应的强度轮廓，并且其中，所述中心束在所述目标处具有约20微米或更小的束直径；以及
检测器，所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
2.根据方面1所述的系统，其中所述中心束在所述目标处具有约15微米或更小的束直径。
3.根据方面1所述的系统，其中所述中心束在所述目标处具有约10微米或更小的束直径。
4.根据方面1所述的系统，其中所述中心束欠填充所述目标。
5.根据方面1所述的系统，还包括滤光器元件，所述滤光器元件被配置成阻止杂散辐射到达所述检测器，其中所述杂散辐射包括来自所述一个或更多个旁瓣的、已经由所述目标散射的辐射。
6.根据方面5所述的系统，其中所述滤光器元件还被配置成减少对所接收的辐射的干涉。
7.根据方面5所述的系统，其中所述滤光器元件包括可调光阑。
8.根据方面1所述的系统，其中：
所述照射系统包括光学元件，所述光学元件包括环形滤波器、环形反射器、环形折射器、环形光阑和空间光调制器；
所述光学元件被配置成产生所述第一空间强度分布的所述环形强度轮廓；并且
所述一个或更多个旁瓣包括与所述第一空间强度分布的所述环形强度轮廓相对应的环形强度轮廓。
9.根据方面1所述的系统，其中所述照射系统包括三个或更多个辐射源，所述三个或更多个辐射源被配置成相应地产生所述三个或更多个束。
10.根据方面1所述的系统，其中所述照射系统包括分束元件，所述分束元件被配置成将所述束分开以产生与所述三个或更多个束相对应的强度轮廓。
11.根据方面1所述的系统，其中所述三个或更多个束的光轴被设置成彼此大致等距。
12.根据方面1所述的系统，其中：
所述透镜元件还被配置成聚焦所述三个或更多个束，使得所述三个或更多个束在所述目标上的平均入射角约小于2度。
13.根据方面12所述的系统，其中，所述平均入射角约小于1度。
14.根据方面1所述的系统，其中所述系统被配置成遍及所述目标扫描所述束并且基于所述测量信号来确定所述目标的位置。
15.一种系统，包括：
照射系统，所述照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在目标的平面处具有第二空间强度分布，其中所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓或与三个或更多个束对应的强度轮廓，所述照射系统包括：
环形光学元件，所述环形光学元件被配置成产生所述第一空间强度分布的所述环形强度轮廓；或
分束元件，所述分束元件被配置成将所述束分开以产生与所述第一空间强度分布的所述三个或更多个束对应的强度轮廓，
透镜元件，所述透镜元件被配置成将所述束聚焦到所述目标上，其中，所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的并且包括与中心束和与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣对应的强度轮廓；以及
检测器，所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
16.根据方面15所述的系统，其中：
所述环形光学元件包括环形滤波器、环形反射器、环形折射器、环形光阑和空间光调制器中的至少一种；并且
所述一个或更多个旁瓣包括与所述第一空间强度分布的所述环形强度轮廓相对应的环形强度轮廓。
17.一种系统，包括：
照射系统，所述照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在目标的平面处具有第二空间强度分布，其中所述第一空间强度分布包括与三个或更多个束对应的强度轮廓，所述照射系统包括三个或更多个辐射源，所述三个或更多个辐射源被配置成相应地产生所述三个或更多个束；
透镜元件，所述透镜元件被配置成将所述三个或更多个束聚焦到所述目标上，其中，所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的并且包括与中心束和与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣对应的强度轮廓；以及
检测器，所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
18.根据方面17所述的系统，其中所述三个或更多个束的光轴被设置成彼此大致等距。
19.根据方面17所述的系统，其中所述透镜元件还被配置成聚焦所述三个或更多个束，使得所述三个或更多个束在所述目标上的平均入射角约小于2度。
20.一种光刻设备，包括：
第一照射系统，所述第一照射系统被配置成照射图案形成装置的图案；
支撑件，所述支撑件被配置成支撑所述图案形成装置；
衬底台，所述衬底台被配置成支撑衬底；
投影系统，所述投影系统被配置成将所述图案的图像投影到所述衬底上；以及
量测系统，所述量测系统包括：
第二照射系统，所述第二照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在所述衬底上的目标的平面处具有第二空间强度分布，其中所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓或与三个或更多个束对应的强度轮廓；
透镜元件，所述透镜元件被配置成将所述束聚焦到所述目标上，其中，所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的并且包括与中心束和与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣对应的强度轮廓，并且其中，所述中心束在所述目标处具有约小于20微米的束直径；以及
检测器，所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
虽然在本文中可以具体地提及光刻设备在IC的制造中的使用，但是，应理解，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、LCD、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的情境下，本文中使用的任何术语“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。本文中提及的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道或涂覆显影单元(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对曝光后的抗蚀剂进行显影的工具)、量测单元和/或检查单元中被处理。在适用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如用于产生多层IC，使得本文中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。
虽然上文已经在光学光刻术的情境下使用实施例进行具体参考，但是应理解，本发明的实施例可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在情境允许的情况下，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印到供给至所述衬底的抗蚀剂层中，由此所述抗蚀剂通过应用电磁辐射、热、压力或其组合而被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出所述抗蚀剂，从而在其中留下图案。
应理解，本文中的措辞或术语是出于描述而非限制性目的，以便将由相关领域技术人员按照本文中的教导来解释本公开中的术语或措辞。
如本文中使用的术语“衬底”描述各材料层被添加到其上的材料。在一些实施例中，所述衬底其本身可以被图案化，并且添加在其顶部的材料还可以被图案化，或者可以保持不被图案化。
虽然在本文中可以具体地提及根据本发明的设备和/或系统在IC的制造中的使用，但是应明确地理解，这样的设备和/或系统可以具有许多其它可能的应用。例如，这样的设备和/或系统可以被用于集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、LCD面板、薄膜磁头等。技术人员将理解，在这种替代应用的情境下，在这种情境下术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用应被认为分别被更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”替换。
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是将理解，可以以与所描述的不同的方式来实践本发明。所述描述并不旨在限制本发明。
将理解，具体实施方式章节而不是发明内容章节和摘要章节被旨在用于解释权利要求。如发明者考虑到的，发明内容章节和摘要章节可以阐明本发明的一个或更多个而不是所有示例性实施例，并且因此不旨在以任何方式限制本发明和随附权利要求。
上文已经借助于图示出指定功能的实施方式及其关系的功能性构造块来描述了本发明。为了描述方便，在本文中已经任意地限定了这些功能性构造块的边界。只要适当地执行指定功能及其关系，就可以定义替换的边界。
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，在不背离本发明的总体构思且不进行过度实验的情况下，其他人可以通过应用本领域技术范围内的知识而容易地修改和/或适应例如[这些具体实施例的各种应用。因此，基于本文中提出的教导和指导，这样的适应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。
本发明的广度和范围不应受到上文描述的任何的示例性实施例的限制，而应仅由随附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种系统，包括：
照射系统，所述照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在目标的平面处具有第二空间强度分布，其中所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓或与三个或更多个束对应的强度轮廓；
透镜元件，所述透镜元件被配置成将所述束聚焦到所述目标上，其中，所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的并且包括与中心束和与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣对应的强度轮廓，并且其中，所述中心束在所述目标处具有约20微米或更小的束直径；以及
检测器，所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中心束在所述目标处具有约15微米或更小的束直径。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中心束在所述目标处具有约10微米或更小的束直径。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中心束欠填充所述目标。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括滤光器元件，所述滤光器元件被配置成阻止杂散辐射到达所述检测器，其中所述杂散辐射包括来自所述一个或更多个旁瓣的、已经由所述目标散射的辐射。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述滤光器元件还被配置成减少对所接收的辐射的干涉。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述滤光器元件包括可调光阑。
8.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述照射系统包括光学元件，所述光学元件包括环形滤波器、环形反射器、环形折射器、环形光阑和空间光调制器；
所述光学元件被配置成产生所述第一空间强度分布的所述环形强度轮廓；并且
所述一个或更多个旁瓣包括与所述第一空间强度分布的所述环形强度轮廓相对应的环形强度轮廓。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述照射系统包括三个或更多个辐射源，所述三个或更多个辐射源被配置成相应地产生所述三个或更多个束。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述照射系统包括分束元件，所述分束元件被配置成将所述束分开以产生与所述三个或更多个束对应的强度轮廓。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述三个或更多个束的光轴被设置成彼此大致等距。
12.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述透镜元件还被配置成聚焦所述三个或更多个束，使得所述三个或更多个束在所述目标上的平均入射角约小于2度。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述平均入射角约小于1度。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置成遍及所述目标扫描所述束并且基于所述测量信号来确定所述目标的位置。
15.一种光刻设备，包括：
第一照射系统，所述第一照射系统被配置成照射图案形成装置的图案；
支撑件，所述支撑件被配置成支撑所述图案形成装置；
衬底台，所述衬底台被配置成支撑衬底；
投影系统，所述投影系统被配置成将所述图案的图像投影到所述衬底上；以及
量测系统，所述量测系统包括：
第二照射系统，所述第二照射系统被配置成产生辐射束，该辐射束在光瞳平面处具有第一空间强度分布以及在所述衬底上的目标的平面处具有第二空间强度分布，其中所述第一空间强度分布包括环形强度轮廓或与三个或更多个束对应的强度轮廓；
透镜元件，所述透镜元件被配置成将所述束聚焦到所述目标上，其中，所述第二空间强度分布与所述第一强度分布是共轭的并且包括与中心束和与所述中心束基本上隔离的一个或更多个旁瓣对应的强度轮廓，并且其中，所述中心束在所述目标处具有约小于20微米的束直径；以及
检测器，所述检测器被配置成接收由所述目标散射的辐射并且基于所接收的辐射产生测量信号。
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