CN114514475A - 用于表征图案形成装置的测量系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于确定图案形成装置的表面参数的方法，包括以下步骤：使用第一测量系统相对于曝光辐射束的路径定位所述图案形成装置；将所述图案形成装置设置在布置于第二测量系统中的色差透镜的第一焦平面处；用穿过所述色差透镜的辐射照射所述图案形成装置的表面的一部分，其中所述辐射包括多个波长；确定所述图案形成装置的被照射的部分在第一方向和第二方向上的位置；通过所述色差透镜收集由所述图案形成装置反射的辐射的至少一部分；测量辐射的被收集的部分的作为波长的函数的强度，以获得被照射的区域的光谱信息；和根据所述光谱信息确定所述图案形成装置在所确定的位置处的所述表面参数。

Description

用于表征图案形成装置的测量系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月3日递交的欧洲申请19201296.1的优先权，并且所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于表征图案形成装置且特别地用于测量图案形成装置的几何性质和表面性质的测量系统和方法。

背景技术

光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如掩模)的图案(也常常称为“设计布局”或“设计”)投影至设置于衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

随着半导体制造过程持续进步，几十年来，电路元件的尺寸已不断减小，而每器件的诸如晶体管之类的功能元件的量已稳固地增加，这种遵循通常称为“莫耳定律”的趋势。为了跟得上莫耳定律，半导体行业正追逐能够产生越来越小特征的技术。为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定在衬底上被图案化的特征的最小尺寸。当前在使用中的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有介于4nm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特征。

期望提供对传递至光刻设备内的衬底的图案的精确控制，以便满足关于临界尺寸均一度和重叠的要求。这种控制不限于如被设置在图案形成装置或投影系统(例如透镜和/或反射镜)上的图案，而是这种控制也可以与图案形成装置自身的形状相关。即，图案形成装置的表面平整度可能影响投影至衬底的图案。虽然布置于平台(例如晶片平台或测量平台)处的传感器可以用于获得图案形成装置的位置信息，但位置信息通常受靠近图案形成装置的四个边缘进行的测量的限制。为了改善对图案的精确控制，需要在图案形成装置的曝光场内的表面位置信息，不能用当前传感器或方法原位获得所述表面位置信息。可以借助于如在WO2017/153085A1中所描述的干涉式测量系统获得在图案形成装置的曝光场或图案形成装置的图案化区域内的形状信息。然而，这些类型的干涉式测量系统具有对环境变化敏感的缺点，这又可能导致错误的测量结果。

本发明的目标是提供一种用于表征图案形成装置的设备和方法，所述设备和方法克服了如上文提及的限制。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于表征图案形成装置的测量系统和方法。测量系统被配置成用于测量图案形成装置的几何和表面性质。

这种目标通过用于确定图案形成装置的表面参数的方法实现。所述方法包括以下步骤：将所述图案形成装置装载至布置于光刻设备中的掩模支撑件上；使用第一测量系统相对于曝光辐射束的路径定位所述图案形成装置；将所述图案形成装置设置在布置于第二测量系统中的色差透镜的第一焦平面处；将所述图案形成装置设置在色差透镜的第一焦平面处；用穿过所述色差透镜的辐射照射所述图案形成装置的表面的一部分，所述辐射包括多个波长；确定被照射的部分在第一方向和第二方向上的位置；通过所述色差透镜收集由所述图案形成装置反射的辐射的至少一部分；在所述色差透镜的第二焦平面处测量辐射的被收集的部分的作为波长的函数的部分的强度，以获得光谱信息；以及根据所述光谱信息确定所述图案形成装置在所确定的位置处的所述表面参数。定位(或对准)所述图案形成装置是为了使图案形成装置准备用于衬底的曝光。通过将图案形成装置设置在色差透镜的第一焦平面处且通过在第二焦平面处测量在第一焦平面处反射的辐射，将仅记录由色差透镜聚焦于目标处的辐射。即，色差透镜可以向与色差透镜相互作用的辐射提供强色差。这具有在色差透镜的不同距离(或不同焦平面)处聚焦包括不同波长的辐射的优势。这给出以下优势：色差透镜不必移动来确保包括多个波长的辐射的聚焦位置位于图案形成装置的表面或界面处。

根据本发明，所述方法重复多次，其中针对每次重复，照射所述图案形成装置的所述表面的不同部分。这可以通过在至少所述第一方向或所述第二方向上相对于所述色差透镜移动所述图案形成装置来实现。因此，可以在一个或更多个方向上扫描图案形成装置。基于在扫描移动期间所接收的、作为图案形成装置的位置的函数的光谱信息，可以获得图案形成装置的空间信息。可以根据在扫描期间所收集的信息来确定表面参数映射。

所记录的表面参数可以由表面的光学性质决定。因此，表面参数因而可以是对图案形成装置的被照射的部分(部分或区域)的光学性质的量度。根据本发明，所述方法可以用于至少确定图案形成装置的光学性质，例如透射率、反射率和/或吸收率。

本发明还提供一种用于通过使用加热模型将光学性质作为输入来确定图案形成装置的预期加热效应的方法。所述加热模型可以是掩模版加热模型和/或透镜或镜头加热模型。光学性质可以用于导出在光刻过程内的曝光序列期间由图案形成装置吸收的辐射量。吸收率依赖于图案形成装置的局部性质。基于所吸收的辐射量，模型(例如有限元模型)可以用于导出在图案形成装置处的(预期)热载荷。热载荷可能引起图案形成装置的形状和/或光学改变。

根据本发明，所述方法可以用于确定在所述图案形成装置处的被照射的部分与所述色差透镜之间的轴向距离。归因于该透镜的色差行为，波长可以用作用于测量色差透镜与图案形成装置的表面之间的距离的标尺。因此，通过确定所收集的和所测量的辐射的波长，也可以获得(在第三方向上的)轴向距离的信息。

本发明还提供一种用以根据轴向距离来确定图案形成装置的形状的方法。通过测量作为空间位置的函数(例如作为优选地在大致平行于图案形成装置的表面的平面中的二维平面内的位置的函数)的轴向距离，可以获得图案形成装置的高度映射或图、或表面形貌映射或图。根据这种映射或图，可以确定图案形成装置的局部和/或全局形状。

根据本发明，所述方法还可以用于进行图案形成装置形状补偿。所述方法还包括基于图案形成装置的所确定的形状来进行以下调整中的至少一个：通过将平移应用于图案形成装置来调整图案形成装置的位置，和通过将旋转应用于图案形成装置来调整图案形成装置的方向。图案形成装置的平移可以沿z方向。图案形成装置的旋转可以是Rx旋转和/或Ry旋转。

也可以通过基于所确定的形状通过将机械载荷施加于图案形成装置来调整图案形成装置的形状，实现形状补偿。

根据本发明，提供一种用于补偿图案形成装置的加热效应的方法。所述方法还包括以下步骤：基于所确定的表面参数映射或图、和待用于衬底的曝光的曝光设置来计算所述图案形成装置的预期形状改变，以确定所述图案形成装置的预期加热效应；借助于镜头模型来定义投影镜头的(透镜或镜头)设置以补偿所述图案形成装置的所述预期形状改变；以及在曝光之前和/或在曝光期间应用所定义的设置。加热效应可以包括光学像差。即，投影镜头内的光学元件(透射元件和反射元件)通常被配置为待调整的。因此，可以通过调整光学元件的一个或更多个设置来改变或补偿光学路径内的光学像差。这可以经由这些元件的位置和/或定向改变或通过改变透射元件的折射率来进行。

本发明还包括一种方法，所述方法根据用于确定图案形成装置的形状的方法在表示图案形成装置的表面形貌映射或图的数据的控制下通过投影系统将被设置在图案形成装置处的图案成像至衬底上。

在实施例中，光刻设备包括用于表征图案形成装置的测量系统，其中所述测量系统包括：辐射源，所述辐射源被布置成提供具有多个波长的辐射；至少一个色差透镜，所述至少一个色差透镜被布置于至少一个光谱共焦传感器中，所述至少一个色差透镜被配置成用所提供的辐射照射所述图案形成装置的区域，并且其中所述至少一个色差透镜被配置成收集所述辐射的、由被设置于所述至少一个色差透镜的第一焦平面处的所述图案形成装置反射的至少一部分；检测器，所述检测器被布置于所述至少一个色差透镜的第二焦平面处，其中所述检测器被配置成检测所收集的辐射的至少一部分和响应于所检测的辐射来提供作为波长的函数的强度信号；以及处理器，所述处理器用于确定所述图案形成装置在被照射的区域处的特性。色差透镜可以向与色差透镜相互作用的辐射提供强色差。这具有在色差透镜的不同距离(或不同焦平面)处聚焦包括不同波长的辐射的优势。这给出以下优势：色差透镜不必移动来确保包括多个波长的辐射的聚焦位置位于图案形成装置的表面或界面处。因此，可以原位表征设置于光刻设备中的图案形成装置。可以在晶片曝光序列之前和/或在晶片曝光序列期间进行测量和表征。这具有可以实时监测图案形成装置的优势。可以直接使用测量结果以便补偿由于曝光步骤引起的图案形成装置的参数改变。这可以包括例如由用于曝光的入射辐射的热载荷引起的形状改变以及光学改变。

检测器可以是被布置成获得由检测器所检测的辐射的光谱信息的光谱仪。

多个光谱共焦传感器可以被布置成形成传感器阵列。因此，可以同时测量多个位置或区域。

所述图案形成装置的特性为所述图案形成装置与所述色差透镜之间的轴向距离、和光学性质中的至少一种。通过使用根据本发明的测量系统，可以基于作为波长的函数的强度信号来确定布置于光谱共焦传感器中的色差透镜与图案形成装置之间的距离。波长可以用作轴向距离的量度。光学性质可以是所述图案形成装置在被照射的区域处的透射率、反射率和/或吸收率。这具有以下优势：不仅可以测量图案形成装置的形状，而且也可以确定(局部和/或全局)光学特性。

在本发明的实施例中，由包括宽带辐射源或多个辐射源的辐射源提供多波长辐射(或具有多个波长的辐射)。被提供有来自宽带辐射源的辐射的测量系统具有的优势在于，单个辐射源用来提供多个波长的辐射。因此，仅需要对一个辐射源的控制。使用多个辐射源可以是成本有益的。

根据实施例，测量系统可以设置于光刻设备内的镜头顶部处。测量系统也可以设置于靠近被构造成支撑图案形成装置的支撑件的框架处。

根据实施例，测量系统可以被布置于检查设备中。检查设备可以被配置成检查图案形成装置和/或证明图案形成装置合格。可以将在检查设备中获得的信息提供至另一系统，例如光刻设备或被布置成制造图案形成装置的设备。

附图说明

现将参考随附示意性附图而仅借助于示例来描述本发明的实施例，在所述附图中：

图1描绘光刻设备的示意性概览图；

图2A图示非平整图案形成装置；

图2B和图2C分别图示曝光辐射与非平整透射图案形成装置和非平整反射图案形成装置的相互作用；

图3图示本发明的实施例；

图4描绘可以用于本发明的实施例中的光谱共焦传感器的示意性布局；

图5描绘本发明的实施例的示意性图示；

图6描绘图案形成装置的示意性横截面；

图7图示本发明的实施例；

图8A、图8B和图8C图示根据本发明的不同传感器阵列配置；

图9A图示包括非均一材料层密度的图案形成装置；

图9B描绘图示由光谱共焦传感器所接收的辐射的光谱记录的示意性图表；

图10示意性地图示用于补偿掩模版加热的方法。

具体实施方式

在本文中，术语“辐射”和“束”用以涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(EUV，例如具有在约5nm至100nm范围内的波长)。

如本文中所采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以广义地解释为是指可以用于向入射辐射束赋予图案化横截面的通用图案形成装置，所述图案化横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案。在这样的情境下也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射或反射、二元、相移、混合式等)以外，其它这样的图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。

图1示意性地描绘光刻设备LA。光刻设备LA包括：照射系统(也称为照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)；掩模支撑件(例如掩模台)MT，所述掩模支撑件被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位图案形成装置MA的第一定位器PM；衬底支撑件(例如晶片台)WT，所述衬底支撑件被构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位衬底支撑件的第二定位器PW；以及投影系统(例如折射型投影镜头系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。

在操作中，照射系统IL例如通过束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束。照射系统IL可以包括用于引导、成形和/或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学部件，或其任何组合。照射器IL可以用于调节(曝光)辐射束B以在图案形成装置MA的平面处在辐射束B横截面中具有期望的空间和角强度分布。

本文中所使用的术语“投影系统”PS应广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射和/或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、变形型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统，或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影镜头”的任何使用与更上位的术语“投影系统”PS同义。

光刻设备LA可以属于这种类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的例如水的液体覆盖，以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间-这也称为浸没光刻术。在以引用的方式并入本文中的US6952253中给出关于浸没技术的更多信息。

光刻设备LA也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件WT(也称为“双平台”)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用衬底支撑件WT，和/或可以在位于衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件上的衬底W上进行准备衬底W的后续曝光的步骤，同时另一衬底支撑件WT上的另一衬底W被使用以用于曝光所述另一衬底W上的图案。

除衬底支撑件WT以外，光刻设备LA也可以包括测量平台。所述测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。传感器可以被布置成测量投影系统PS的性质或辐射束B的性质。测量平台可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置成清洁光刻设备的部分，例如投影系统PS的一部分或提供浸没液体的系统的一部分。测量平台可以在衬底支撑件WT远离投影系统PS时在投影系统PS下方移动。

在操作中，辐射束B入射到保持在掩模支撑件MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过存在于图案形成装置MA上的图案(设计布局)被图案化。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置测量系统IF，可以精确地移动衬底支撑件WT，例如以便在聚焦且对准的位置处将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和可能的另一位置传感器(其在图1中未被明确地描绘)可以用于相对于辐射束B的路径来精确地定位图案形成装置MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。虽然衬底对准标记P1、P2(如所图示)占据专用目标部分，但所述标记可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，将所述衬底对准标记P1、P2称为划线对准标记。

为阐述本发明，使用笛卡尔坐标系。笛卡尔坐标系具有三个轴，即，x轴、y轴和z轴。三个轴中的每个轴与其它两个轴正交。围绕x轴的旋转称为Rx旋转。围绕y轴的旋转称为Ry旋转。围绕z轴的旋转称为Rz旋转。x轴和y轴定义水平面，而z轴处于竖直方向上。笛卡尔坐标系不限制本发明，而仅用于阐述。笛卡尔坐标系的方向可以不同，例如，使得z轴具有沿水平面的分量。

在已知光刻设备和方法中，可能出现影响光刻过程的重要参数(例如临界尺寸均一度或重叠)的光刻误差。原因之一为图案形成装置MA的不平整。即，在光刻设备LA的操作性使用期间，图案形成装置MA的表面可能由于与支撑平台(或掩模支撑件T)的相互作用、由于重力和/或由于作用于图案形成装置MA的反作用力而(局部)弯曲或倾斜。此外，图案形成装置MA的形状或表面可能在晶片批次的曝光期间改变。本领域技术人员应了解，获得图案形成装置MA的信息(并且尤其是表面位置信息)可以有利于限制光刻误差。

图2A图示由本发明解决的问题。图案形成装置10的可以设置有图案的表面11从(虚拟)平面表面11A偏离，如由虚线指示性地图示的，所述虚线表示xy平面中的平整表面。如在图2A、图2B和图2C中所图示的，偏离(或变形)被夸大以图示所述效应。实际上，偏离可以在纳米或(亚)微米范围内。在由图2A所呈现的情形下，图案化表面11具有可以例如由于用于定位图案形成装置10的夹持而由支撑平台T引起的所谓的凹面形状。图案化表面11也可以例如由于重力而具有凸面形状(未图示)。图案化表面11的实际形状可能遍及表面而变化。这意味着表面形状可以从一个部位至另一部位不同——局部表面形状。此外，x方向上的表面变形可能不同于y方向上的表面变形。

图2B和图2C分别描绘具有用于透射图案形成装置和反射图案形成装置的弯曲图案化表面11的图案形成装置10的效应。在这些示例中，凹形表面与第一辐射束12(例如曝光辐射B)相互作用。注意：效应不限于凹形表面。该表面可以具有如上文提及的任何形状。如所图示的，第一辐射束12由于图案化表面11的曲率而从理想辐射路径13偏转，从而产生由第二辐射束14所图示的辐射路径。这可能引起第二辐射束相对于理想辐射路径13的位置移位和/或焦点移位。透射或反射图案形成装置可以分别用于采用DUV或EUV辐射进行的曝光。

通过从理想辐射路径13偏离的路径传播的曝光辐射可能产生在衬底W处被投影的移位和/或变形的图案。因此，在没有提供对策的情况下，图案形成装置10的表面形状可能引入光刻误差且因此影响IC特征。

图3图示本发明的第一实施例。图案形成装置20定位在镜头顶板23上方(例如投影系统PS上方)且被布置成相对于狭缝区域22移动(如由箭头S所图示的)，辐射束B可以穿过所述狭缝区域22(例如在曝光期间)。在镜头顶板23处，定位有光谱共焦传感器24。光谱共焦传感器24包括色差透镜25(例如多色差(hyperchromatic)透镜)，所述色差透镜25可以向与色差透镜25相互作用的辐射提供强色差。这种色差透镜25具有将包括不同波长的辐射聚焦于距色差透镜25不同距离处的优势。向光谱共焦传感器24提供具有多个波长的辐射(例如由宽带辐射源提供)可以使得多个波长聚焦于距色差透镜25不同轴向距离处，如由图3中的焦线26A和26B所图示的。色差透镜25可以将具有第一波长的辐射聚焦于图案形成装置20的图案化表面21处，如由第一焦线26A所图示的。具有第二波长的辐射的焦点可以不位于图案化表面21处，如由第二焦线26B所图示的。

光谱共焦传感器24可嵌入于镜头顶板23中，如由图3所图示的。在另一实施例中，光谱共焦传感器24可以定位在镜头顶板23的表面处。

顶板23可以设置有一个或更多个光谱共焦传感器24。

在另一实施例中，光谱共焦传感器24可以设置于不同于镜头顶板23的框架处，例如设置在被配置成支撑第一定位器PM的框架处或布置于投影系统PS与图案形成装置MA之间的框架处。该框架可以设置有一个或更多个光谱共焦传感器24。

通道27可以包括一个或更多个光纤以将来自辐射源(例如宽带辐射源)的辐射提供至光谱共焦传感器24。

光谱共焦传感器24可以包括多个光学元件。这些光学元件可以包括透镜、反射镜、分束器、滤波器和/或棱镜。

图4更详细地图示可以设置于镜头顶板23处(如图3中所图示)或框架处的光谱共焦传感器24的功能性。光谱共焦传感器34可以接收来自辐射源40的辐射，所述辐射源40被配置成提供多个波长的测量辐射41。多波长辐射41可以由异位光源提供且可以经由光学通道(例如光纤或光学元件的布置(例如透镜和反射镜))被朝向光谱共焦传感器34引导。在替代性配置中，辐射源40可以被布置于光谱共焦传感器34中。辐射41可以由辐射源40提供以第一次或首先与分束器42相互作用。不同光学元件(例如透镜和/或反射镜)可以设置于辐射源40与分束器42之间。例如反射镜的光学元件43可以定位在光学路径中以朝向(多)色差透镜35引导辐射。归因于色差透镜35的色差性质，即轴向色散，与色差透镜35相互作用的辐射的每个波长具有不同焦距。色差透镜35可以被布置成将多波长辐射41投影至目标30上。投影线36图示色差透镜35的色差性质，其中每条焦线36表示具有不同波长的辐射的辐射路径。目标的一部分(例如目标30的界面或表面31)可以位于色差透镜35的第一焦平面处。聚焦于目标30的该部分处的测量辐射包括具有单个波长的测量辐射或具有窄光谱范围的测量辐射。

所投影的辐射的一部分可以由目标30反射。由色差透镜35收集反射辐射的至少一部分。归因于传感器34的共焦布置，仅聚焦于目标界面或表面31处的辐射将穿过布置于色差透镜35的第二共焦平面处的共焦孔45。共焦孔45可以被布置于光谱仪46前方。光谱仪46可以靠近色差透镜35的第二焦平面定位以接收反射辐射44的至少一部分。借助于通常包括光栅、透镜布置和阵列检测器的光谱仪46，确定由光谱仪46所接收的反射辐射44的至少一部分(所接收的辐射47)的光谱信息。

光谱仪46可以提供包括所接收的辐射47(即，在与目标30相互作用之后穿过共焦孔45的被反射且返回的辐射)的光谱信息的信号48。光谱信息可以是接收到的且测量的辐射47的每个波长的强度数据。通过获取所接收的辐射47的光谱信息，在没有相对于目标30机械地(重新)定位透镜35的情况下获得目标30相对于色差透镜35的轴向距离信息(或深度)。这具有以下优势：共焦传感器34不需要移动部分或部件来确保辐射的聚焦位置(其用于测量轴向距离)位于目标30的表面或界面31处。

光谱共焦传感器34可以(另外)包括一个或更多个光学部件(例如透镜和反射镜)以使辐射束转向、引导辐射束和/或使辐射束成形。

多波长辐射41可以由宽带辐射源(例如白光源)提供。多波长辐射41也可以由多个辐射源提供，每个辐射源提供具有窄光谱范围的测量辐射，例如每个辐射源具有1nm至10nm的波长范围(或带宽)，并且因此形成具有宽光谱范围的辐射源40。每个多辐射源可以是激光器或LED等等。可以借助于光学组合器组合不同测量辐射束。

光谱共焦传感器34的测量范围和测量精度或准确度由所提供的辐射41的光谱范围以及(多)色差透镜35的轴向色散量决定。这意味着本领域技术人员可以选择特定波长、波长范围和色差透镜以用于优化传感器性能。例如，在0.1mm至0.3mm的测量范围的情况下，光谱共焦传感器34可以获得大约10nm的测量分辨率。

本领域技术人员应了解，例如，包括光谱共焦传感器34的镜头顶板23可以使得能够实现定位在光谱共焦传感器34的测量范围内的图案形成装置20的轴向位置或轴向距离测量。另外，在图案形成装置20的扫描移动(例如在第一方向和/或第二方向上的扫描移动)期间，例如在衬底W的曝光期间，可以借助于光谱共焦传感器34进行在图案形成装置20的表面上的位置(在第三方向(例如z方向)上)或深度扫描。

光谱共焦传感器34也可以被布置于不同于镜头顶板23的支撑件处。所述光谱共焦传感器可以被布置于支撑图案形成装置20的平台处，但所述平台在曝光期间不是移动部分或部件。光谱共焦传感器34可以被布置于靠近图案形成装置的框架处。

由光谱仪46提供的光谱信息可以由图4中描绘的示意性图表49图示。光谱信息可以包括每波长的辐射强度的信息。波长可以被视是用于测量色差透镜35与目标30(例如图案形成装置20、MA)之间的距离(目标的轴向位置或距离)的标尺。此外，所接收的强度(光谱强度信息)可以提供对表面31在所接收的辐射47的聚焦位置(第一焦平面)处的(局部)反射率的量度。

除具有聚焦于目标30的表面31处且又由光谱仪46测量的波长的辐射以外，具有不同波长的辐射可以由光谱仪46测量。即，依赖于色差透镜35的色散以及孔45的大小，具有不同于聚焦于第一焦平面和第二焦平面处的辐射的波长的辐射可以射到光谱仪46。这可以产生(光谱)背景信号。借助于具有相对高色散和/或具有相对窄的孔45的(多)色差透镜35，可以抑制这种背景信号。即使有(光谱)背景信号，所接收的光谱强度信息也可以用于表征目标30。即，所记录的光谱中的强度峰可以提供用于表征感兴趣的目标的表面的量度。

控制器可以用于控制一个或更多个光谱共焦传感器34或控制包括一个或更多个光谱共焦传感器34的测量设备。这可以包括对辐射源40和光谱仪46的控制。相同控制器或不同控制器可以用于改变图案形成装置20相对于一个或更多个光谱共焦传感器34的位置。

处理器可以用于处理由信号48提供的光谱信息。处理器可以被配置成接收(相对)位置信息以便使测量到的光谱信息与系统或设备内的图案形成装置20处的位置或部位相关联。这可以包括与测量辐射相互作用的目标30(或图案形成装置20)的表面与色差透镜35之间的轴向距离。

图5描绘本发明的实施例的示意性图示。支撑件53，例如镜头顶板23，可以包括被配置成提供多于一个测量辐射束56的多于一个光谱共焦传感器。注意：为清楚起见，图5中未图示多于一个光谱共焦传感器。例如，多于一个光谱共焦传感器可以被布置于一个或更多个阵列中。光谱共焦传感器的第一阵列可以被布置于支撑件53的位于狭缝区域52的一侧的第一部分处，并且第二阵列可以被布置于支撑件53的、例如位于狭缝区域52的相对侧的第二部分处。图5图示两个示例性阵列，每个阵列由三个光谱共焦传感器形成且由辐射锥56的阵列指示。每个阵列的光谱共焦传感器的数目以及阵列的数目可以不同于如由图5所示意性示图的数目。可以考虑例如每阵列布置五个或七个光谱共焦传感器。更少或更多个光谱共焦传感器可以被布置于每个传感器阵列中。每个传感器阵列可以被配置成测量距图案形成装置50的多个轴向距离。

图案形成装置50可以包括图案化表面51，所述图案化表面51可以被定位成与光谱共焦传感器(例如如图3和图4中所图示的光谱共焦传感器24、34)的至少一个色差透镜相对或在所述至少一个色差透镜的视场中。因此，由至少一个色差透镜投影的多波长辐射可以射到图案形成装置50的图案化表面51。优选地，至少一个光谱共焦传感器可以被布置使得所述至少一个光谱共焦传感器的辐射斑可以射到图案形成装置50上的包括量测图案59(例如掩模对准标记M1、M2)的区域或者与所述区域相互作用。量测图案59通常由例如布置于晶片平台或量测平台处的平行透镜干涉仪测量，以测量图案形成装置50的形状和/或位置。借助于包括例如干涉仪(即，干涉式测量系统)的第一测量系统和包括光谱共焦传感器的第二测量系统测量同一区域(或图案)可以有利地校准两个测量系统和/或使两个测量系统相关联。

例如，图案形成装置50可以具有桶形形状。这种桶形形状可以由第一测量系统和第二测量系统两者测量，这可以用于相对于一个系统校准另一系统。

在图案形成装置50的多个部分没有由第一测量系统和第二测量系统中的一个测量系统测量的情况下，通过使用另一测量系统的数据以获得完整测量数据集来提供丢失的信息也可以是有益的。这可以不限于可以由两个测量系统测量的区域。第一测量系统可以被限于在包括量测图案59的区域处的测量，而第二测量系统可测量包括量测图案59的区域以及在量测图案59之间的区域。因此，不仅可以校准两个系统，也接收到通常没有由共有测量系统测量的区域的形状和位置信息。可以获得图案形成装置50的改善(形状)模型。

图案形成装置50可以相对于光谱共焦传感器的阵列移动，如由图5中的箭头S所图示的。因此，可以扫描图案形成装置50的面对传感器阵列的图案化表面51。基于所接收的、作为图案形成装置相对于传感器阵列的扫描位置的函数的光谱信息，可以获得图案形成装置50的空间信息，例如表面高度映射或图、以及图案形成装置50的图案化表面51处的表面密度映射或图。

图6描绘包括图案化表面61的图案形成装置60的示意性横截面的放大。图案化表面61可以包括图案化层63，所述图案化层63包括被设置在支撑材料(例如石英材料)的表面62上的铬或另一辐射吸收材料。图案化层63可以具有通常100nm数量级的厚度。因此，图案化层63的部分可以被视为被设置在例如裸石英材料上的具有大约100nm高度的区域。

使用具有0.1mm至0.3mm的测量范围和大约10nm的测量精度或准确度的光谱共焦传感器，可以分辨100nm数量级的高度步长。即，可以由光谱仪46接收在例如裸石英材料处反射的具有第一波长的第一辐射。也可以由光谱仪接收在图案化层部分63(例如铬部分)处反射的具有第二波长的第二辐射。可以以图形方式显示第一辐射和第二辐射两者。可以通过图表49呈现两个峰，其中第一峰在第一波长处且第二峰在第二波长处。因此，与图案形成装置60的不同部分相互作用的多波长辐射将具有不同光谱记录，每个光谱记录对应于特定部分。因此，可以以光谱方式区分不同部分。如所记录的第一波长与第二波长之间的波长差为例如石英部分62与图案化层63的一部分之间的轴向位置(轴向距离)的差的量度。这意味着可以测量图案化层63的局部厚度。

在一些场合下，图案形成装置60可以设置有(部分)透明表膜隔膜64，其中表膜被布置成面对图案化表面61以防止污染物停留于图案化表面61上。代替地，污染颗粒可以停留于表膜隔膜64上。表膜隔膜64可以借助于框架(图6中未图示)设置至图案形成装置60。通常，表膜隔膜64被布置成距图案化表面61几毫米，使得表膜隔膜64在图案形成装置60的焦平面外。因此，减小在曝光期间颗粒的影响。

通过图7图示本发明的实施例。支撑件73设置有一个或更多个光谱共焦传感器74，如图4中所公开。在一个实施例中，多个光谱共焦传感器74被布置成阵列配置，因此形成传感器阵列(例如如图5中所图示)。光谱共焦传感器中的每个光谱共焦传感器可以被配置成提供辐射锥76以与可以设置于该传感器阵列74的至少一个共焦透镜的焦平面处的图案形成装置70相互作用。图案形成装置70可以被保持在掩模支撑件MT上，所述掩模支撑件MT被配置成在至少一个方向(例如如由箭头S所图示的y方向)上移动图案形成装置70。因此，图案形成装置70可以相对于传感器阵列74移动，使得图案形成装置70的与由光谱共焦传感器74提供的辐射相互作用的区域通过相对移动改变。在所述相对移动期间，布置于传感器阵列74中的至少一个光谱共焦传感器的辐射斑射到图案形成装置70的图案化表面71。因此，图案化表面71沿相对移动的方向(由箭头S所图示)被扫描和测量。借助于多个光谱共焦传感器74，可以同时在不同表面位置处测量图案化表面71。这可以有利地最小化测量时间和/或增加空间表面位置信息，例如表面信息密度和表面曲率。

在一个实施例中，传感器阵列74可以被配置成形成设置于狭缝区域72的单侧处的传感器的单个线阵列。传感器的线阵列可以被配置成使得线阵列垂直于扫描方向布置。例如，线阵列可以沿x方向被布置。线阵列也可以在相对于扫描方向形成45度与90度之间的角的方向上被布置。因此，可以在一次扫描(或行程)中扫描图案形成装置的整个表面或其一部分。

通过测量作为空间位置的函数(例如，作为在二维平面内的位置的函数，优选地作为在大致平行于图案形成装置70的表面的(xy)平面中的位置的函数)的轴向距离，可以获得图案形成装置70的高度映射或图、或表面形貌映射或图。根据这种映射或图，可以确定图案形成装置70的局部和/或全局形状。

在光刻设备LA的操作期间，图案形成装置70相对于狭缝区域72进行扫描移动(由箭头S所图示的)。通常，这种移动的行程通过图案化表面71的面积和在图案形成装置70处的量测图案79的位置来确定。由于狭缝区域72和传感器阵列74在空间上分离，因此图案形成装置70需要移动超出如通常在系统操作期间(例如在曝光期间)使用的移动窗口，以确保传感器阵列74能够测量包括图案化表面71的区域和量测图案79两者。为了不使移动窗口显著延伸超出如通常在系统操作期间使用的窗口，传感器阵列74(包括多个光谱共焦传感器)可以由包括第一传感器阵列和第二传感器阵列的双传感器阵列布置。例如，第一传感器阵列可以被布置于狭缝区域72的一侧处且第二传感器阵列可以被配置于狭缝区域72的第二侧(例如狭缝区域的相对侧)处，如由图7所示意性图示的。因此，第一传感器阵列可以测量图案形成装置70的第一部分且第二传感器阵列可以测量图案形成装置70的第二部分。可以以覆盖感兴趣的区域的方式来选择图案形成装置70的第一部分和第二部分。

此外，当第一部分和第二部分至少部分地叠置时，叠置部分可以用于相对于彼此校准第一传感器阵列和第二传感器阵列。因此，也确保感兴趣的区域完全由传感器阵列74测量。

可以以使得一个或更多个光谱共焦传感器的辐射斑76被配置成在图案形成装置70被保持在掩模支撑件MT上时与设置于图案形成装置70处的一个或更多个量测图案79、M1、M2相互作用的方式布置传感器阵列74。借助于包括干涉仪(即，干涉式传感器)的第一测量系统和包括光谱共焦传感器74的第二测量系统测量同一区域(例如测量同一量测图案)可以有利地校准两个测量系统和/或使两个测量系统相关。

如图7中所图示的传感器阵列74可以被布置成线性阵列。替代地，传感器阵列74可以具有如图8A中描绘的交替传感器布局。这可以有利地避免相邻传感器之间的光学串扰。即，由第一色差透镜投影的辐射可能在目标(图案形成装置)的表面处被散射且由第二色差透镜(例如相邻透镜)接收到。这可能导致光谱强度信息的不正确分析。

在另一实施例中，定位在传感器(线)阵列74的外侧处的光谱共焦传感器相对于中央光谱共焦传感器移位，如由图8B所图示的。这种传感器阵列配置可以用于例如匹配在图案形成装置的表面处的量测图案布局。即，有时沿图案形成装置的曝光场的长侧定位量测图案。

如由图7、图8A和图8B所图示的传感器阵列可以包括相对于彼此等距布置的光谱共焦传感器。因此，形成具有单个节距的传感器阵列。在等距布置的情况下，可以获得具有空间均一度的表面信息。

在另一实施例中，传感器可以并未被等距布置。传感器可以被布置成在阵列内具有可变节距。这在第一区域的表面信息需要比在第二区域处更密集时的情形下可以是有益的。

图8C图示根据本发明的另一实施例。根据本发明，传感器阵列可以包括第一子阵列74A和第二子阵列74B。第一子阵列74A可以被布置使得图案形成装置70的图案化表面处于布置于第一子阵列74A中的色差透镜的焦平面处。第二子阵列74B可以被布置使得设置于图案形成装置70处的表膜隔膜75处于布置于第二子阵列74B中的色差透镜的焦平面处。由于图案形成装置60、70与表膜隔膜64、75之间的间隔距离通常是几毫米，因此表膜隔膜不在第一子阵列74A的工作范围内。图案形成装置60、70也是这样，所述图案形成装置60、70将位于第二子阵列74B的工作范围外。由于表膜隔膜是(部分)透明的，因此第一子阵列能够在表膜隔膜75的轻微或可忽略影响的情况下感测图案形成装置70的表面。如图8C中所图示的，这种实施例具有可以同时针对图案形成装置70以及表膜根据75进行借助于传感器阵列74进行位置和形状测量的优势。

本领域技术人员应了解，可以改变支撑件(例如镜头顶板(23、53))处的第一光谱共焦传感器的位置。例如，可以改变被布置成传感器阵列的传感器之间的一个或更多个相互距离以及图案形成装置与传感器阵列之间的距离，以便优化测量和/或为感兴趣的区域定制传感器阵列。

图9A图示包括图案化区域81的图案形成装置80。图案化区域81可以例如包括非均一吸收率层或非均一铬层，如由图案化区域81上的灰阶变化所图示的。当借助于光谱共焦传感器在图案化表面81处进行测量时，可以由光谱仪接收和检测多个波长，如由图9B所描绘的图表中的两个峰所图示的。通过材料组成和/或层配置来确定所记录的峰的实际数目。因此，可以记录多于两个峰。在这个示例中，第一峰87可以对应于例如与图案化铬层63相互作用的辐射，并且第二峰88可以对应于与支撑材料62(例如石英材料)相互作用的辐射。由于色差透镜的轴向色散长度而记录第一峰87和第二峰88。峰之间的光谱差是图案化层63的局部厚度的量度。由于测量束的焦点通常具有有限的尺寸，因此可以测量图案化层63(的部分)和支撑材料62(的部分)两者。即，多波长辐射束的与目标相互作用的实际斑尺寸确定所测量的区域。依赖于斑尺寸，不同材料部分(并且因此不同材料)可以与测量辐射相互作用，这可以产生多于一个强度峰，如由图9B所图示的。

由于由色差透镜提供的辐射的斑具有有限尺寸，因此通过辐射斑内的区域的(平均化)反射率确定所测量的强度。这意味着峰的振幅可以是局部材料密度的量度。在图案化表面81上的扫描期间，一个或更多个峰的振幅可能变化。通过比较相对振幅(所测量的振幅对应于在所测量的目标处的位置)，可以获得关于局部材料密度及其变化的信息。斑尺寸可以确定传感器的空间敏感度。并且因此，空间分辨率可以由斑尺寸决定。

包括多个光谱共焦传感器(例如符合如由图4所图示的传感器的光谱共焦传感器)的传感器阵列84可以用于以高空间分辨率获得图案形成装置80的表面信息。因此，可以获得二维材料密度映射或图。关于局部和全局材料密度的信息又可以用于计算图案形成装置80的局部和全局透射率、反射率和/或吸收率。因此，可以产生图案形成装置80的光学性质的二维映射或图。

可以在(预)曝光序列(原位)期间获得所需的材料密度映射或图，而不是使用掩模设计文件(例如GDSII文件)导出图案分布。即，在曝光步骤期间，由支撑件(例如掩模支撑件T)保持的图案形成装置80相对于传感器阵列84移动。通过记录如由一个或更多个光谱共焦传感器提供的、被反射和被接收的辐射，可以与曝光并行地获得密度映射或图。也可以通过在曝光步骤之前的时刻获得的表面信息来确定密度映射或图。在两种情况下，密度映射或图可以在前馈控制中被使用以定义和设置曝光特性，例如曝光辐射B的(局部)强度和/或投影系统PS的透镜或镜头设置。

传感器阵列84可以是根据图7、图8A、图8B和图8C的传感器阵列74。

根据本发明的包括光谱共焦传感器或光谱共焦传感器阵列的光刻设备(例如如图1中所图示的光刻设备LA)可以在曝光序列期间的各个阶段处使用所述传感器。这可以在曝光序列之前、期间和/或之后。

在曝光序列的第一阶段处，例如在由图案化辐射照射衬底W之前，光谱共焦传感器(阵列)可以用于测量图案形成装置MA的初始形状和/或初始光学性质。在品片批次的开始处，曝光辐射B可能还未与图案形成装置MA相互作用。因此，图案形成装置可以被视为(相对)较冷。第一或初始测量可以提供表示图案形成装置MA的冷形状的信息。

在曝光序列的第二阶段处，例如在第一曝光或一系列曝光之后，可以进行提供图案形成装置MA的次级形状和/或次级光学性质的第二测量。在与曝光辐射B相互作用之后，图案形成装置MA可能由于曝光辐射B而被加热。因此，图案形成装置处于被加热(或温热)状态。因此，第二测量提供表示图案形成装置MA的被加热形状的信息。

通过第一测量和第二测量获得的信息可以用于计算图案形成装置MA的、作为时间(瞬时行为)以及曝光序列的函数的形状改变。有限元法可以用于通过使用形状测量结果作为模型的输入来对图案形成装置MA的性质进行建模。模型可以是掩模版加热模型和/或透镜或镜头加热模型。模型的输出可以包括关于投影系统PS内的光学元件的定位(例如布置于投影系统PS中的透镜和/或反射镜的位置和定向)以及图案形成装置MA的布置的指令。

掩模版加热可能引起图案化区域的、可以随时间变化的变形，通常被指示为XY栅扭曲。图案形成装置的表面参数(包括光学性质(例如反射率、透射率和吸收率)和表面曲率(轴向距离))的知识可以用于确定通过应用平移(例如在x、y和/或z方向上)对图案形成装置MA的位置的调整，以及通过应用旋转(例如Rx旋转和/或Rz旋转)确定图案形成装置MA的方向，以至少部分地补偿所述扭矩。

表示图案形成装置MA的冷形状和被加热形状、或冷形状和被加热形状之间的差的信息可以借助于掩模支撑件MT而用于形状补偿。可以主动地控制掩模支撑件MT以补偿曝光引起的形状改变。这可以通过例如在z方向上移动图案形成装置MA和/或通过提供Rx旋转和/或Ry旋转来进行。

表示图案形成装置MA的冷形状和被加热形状、或冷形状和被加热形状之间的差的信息可以借助于使用施加于图案形成装置MA的机械载荷的掩模版折弯机而用于形状补偿。

图10图示用于例如基于在光刻设备LA内的图案形成装置MA处的图案密度的信息来补偿图案形成装置MA的加热或变热(也称为掩模版加热或变热)的方法。在第一步骤90处，光谱共焦传感器阵列(例如如由图9A所图示的传感器阵列84)扫描图案形成装置的表面，优选地扫描包括图案化表面81的表面。因此，可以获得所扫描的表面的表面位置信息。可以借助于单次扫描获得表面位置信息，但多次扫描可以有益于改善测量精度或准确度。在第二步骤91处，基于(在第一步骤90处获得的)表面位置信息计算出表面密度映射或图。表面密度映射或图可以包括在图案形成装置MA处的吸收涂层和/或反射层的空间分布。在第三步骤92处，将表面密度映射或图与(预期)曝光设置93的信息组合。尤其，在第三步骤92处使用曝光辐射(例如辐射束B)的剂量和照射设置。使用表面密度映射或图来估计图案形成装置MA的反射率和/或透射率和/或当与曝光辐射相互作用时图案形成装置MA的吸收率。这可以是基于吸收涂层和/或反射层的局部和/或更全局的图案密度。因此，可以计算出曝光引起的掩模版加热效应。可以通过光学像差(包括图案形成装置MA的形状变形)来表征掩模版加热效应。可以借助于图案形成装置的热机械模型计算出预期形状变形。对于例如待用于EUV光刻系统中的反射型图案形成装置MA，表面密度映射或图可以用于估计图案形成装置MA的反射率和吸收率。在第四步骤94处，将可以包括掩模版加热的预期掩模版形状效应发送至校正模型，例如透镜或镜头模型。校正模型可以用于定义投影系统PS内的透镜或镜头设置以补偿图案形成装置MA的预期光学改变。可以借助于(半)有源光学元件(例如透镜和/或反射镜)实现光学补偿。这可以包括用于掩模版加热的校正模型，所述校正模型被用于计算对透镜(或镜头)和平台的曝光扫描轨迹的补偿。

投影系统PS内的光学元件(其可以是透射或反射元件)通常被配置成待调整的。因此，可以通过调整光学元件的一个或更多个设置来改变或补偿在衬底的曝光期间使用的光学路径内的光学像差。这可以由这些元件的位置和/或定向改变或通过改变透射元件的折射率来进行。

处理器可以用于操纵和进行如由图10所图示的每个单独步骤。处理器可以是光刻设备LA的部分。处理器可以处于远程位置处。

可以借助于(半)有源掩模版操控，例如，通过借助于掩模版弯曲机使掩模版成形，来实现所需的光学补偿。

在另一实施例中，在步骤91处获得的图案形成装置的表面密度映射或图可以用作透镜或镜头模型的直接输入。即，基于图案形成装置的(局部)密度信息，可以进行对投影系统内的局部剂量(或辐射密度)的估计。此外，这可以使得能够估计透镜或镜头设置所依赖的辐射引起的透镜或镜头加热。换句话说，基于所接收的密度信息，所投影的图案的知识可以用于定义光学透镜或镜头设置以包含透镜或镜头加热校正。

类似于透镜或镜头加热，衬底W的加热(即，晶片加热)依赖于图案形成装置的局部透射和/或反射率。如由图10所图示的方法也可以用于补偿衬底水平处的加热效应。在进行晶片加热补偿的情况下，在如由图10所图示的方法的第四步骤94处，可以基于在先前步骤处所接收的信息计算出预期衬底形状(例如辐射引起的衬底变形)。预期衬底形状可以被发送至校正模型，包括例如透镜或镜头模型。校正模型可以用于定义投影系统内的透镜或镜头设置以补偿衬底W的预期改变。可以借助于(半)有源光学元件(例如透镜和/或反射镜)实现光学补偿。这可以包括用于晶片加热的校正模型，所述校正模型被用于计算对透镜(或镜头)和平台的曝光扫描轨迹的补偿。

在另一实施例中，所述方法可以用于补偿掩模版和晶片加热效应两者。在校正模型中定义透镜或镜头设置可以是有益的，所述透镜或镜头设置发起对由掩模版加热以及由晶片加热引起的效应的补偿。

参考上图，狭缝区域可以由额外的元件或系统限定和形成。即，实际狭缝区域通常不由镜头顶板、支撑件或框架限定。如由图所图示的，镜头顶板、支撑件或框架可以被布置成与狭缝区域的位置一致。

根据本发明的实施例，用于表征如上文所描述的包括一个或更多个光谱共焦传感器的图案形成装置的测量系统可以被布置于光刻设备中。例如，测量系统被布置于镜头顶板中。

在另一实施例中，检查设备包括根据本发明的测量系统。检查设备可以被配置成检查图案形成装置和/或证明图案形成装置合格。可以将由检查设备获得的信息提供至另一系统，例如光刻设备或布置以制造图案形成装置的设备。检查设备可以被布置成作为单独的设备或作为光刻设备(或制造设备)的补充与光刻设备(或制造设备)相互作用。

虽然可以在本文中具体地参考光刻设备在IC制造中的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。

虽然可以在本文中在光刻设备的情境下具体地提及本发明的实施例，但本发明的实施例可以用于其它设备中。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或测量或处理诸如掩模(或其它图案形成装置)的目标的任何设备的部分。这些设备通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

在情境允许的情况下，可以以硬件、固件、软件或其任何组合实施本发明的实施例。本发明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可以由机器(例如计算装置)读取的形式的信息的任何机构或机制。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)；磁性储存介质；光学储存介质；闪存装置；电、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)，等等。另外，固件、软件、例程、指令可以在本文中描述为进行某些动作。然而，应了解，这样的描述仅出于方便起见，并且这样的动作实际上由计算装置、处理器、控制器或执行固件、软件、例程、指令等的其它装置所引起，并且在如此做时可以使得致动器或其它器件与实体世界交互。

在以下方面中阐述本发明的方面。

1.一种用于确定图案形成装置的表面参数的方法，所述方法包括以下步骤：将所述图案形成装置装载至布置于光刻设备中的掩模支撑件上；使用第一测量系统相对于曝光辐射束的路径定位所述图案形成装置；将所述图案形成装置设置在布置于第二测量系统中的色差透镜的第一焦平面处；用穿过所述色差透镜的辐射照射所述图案形成装置的表面的一部分，所述辐射包括多个波长；确定被照射的部分在第一方向和第二方向上的位置；通过所述色差透镜收集由所述图案形成装置反射的辐射的至少一部分；在所述色差透镜的第二焦平面处测量辐射的被收集的部分的作为波长的函数的强度，以获得光谱信息；以及根据所述光谱信息确定所述图案形成装置在所确定的位置处的所述表面参数。

2.根据方面1所述的方法，还包括：重复多次：照射表面的一部分、确定被照射的部分的位置、收集被反射的辐射的至少一部分、测量所收集的部分的强度、和确定所述表面参数，其中通过在至少所述第一方向或所述第二方向上相对于所述色差透镜移动所述图案形成装置，针对每次重复，照射所述图案形成装置的所述表面的不同部分。

3.根据方面2所述的方法，还包括确定在所述图案形成装置处的图案化区域的表面参数映射或图。

4.根据方面2或3所述的方法，其中表面参数至少包括所述被照射的部分处的光学性质。

5.根据方面4所述的方法，其中所述光学性质为反射率、透射率和吸收率中的至少一种。

6.根据方面4或5所述的方法，还包括通过使用加热模型、将所述光学性质作为输入来确定所述图案形成装置的预期加热效应。

7.根据方面2或3所述的方法，其中表面参数至少包括所述被照射的部分与所述色差透镜在第三方向上的轴向距离。

8.根据方面7所述的方法，还包括根据所述轴向距离确定所述图案形成装置的形状。

9.根据方面7或8所述的方法，还包括使用作为所确定的位置的函数的所述轴向距离来产生所述图案形成装置的表面形貌映射或图。

10.一种用于进行图案形成装置形状补偿的方法，包括根据方面8所述的步骤，所述方法还包括基于图案形成装置的所确定的形状来进行以下调整中的至少一个：通过将平移应用于图案形成装置来调整图案形成装置的位置，和通过将旋转应用于图案形成装置来调整图案形成装置的方向。

11.一种用于进行图案形成装置形状补偿的方法，包括根据方面8所述的步骤，所述方法还包括基于所确定的形状，通过将机械载荷施加于图案形成装置来调整图案形成装置的形状。

12.一种用于补偿图案形成装置的加热效应的方法，包括根据方面5所述的步骤，所述方法还包括：基于所确定的表面参数映射或图、和待用于衬底的曝光的曝光设置来计算所述图案形成装置的预期形状改变，以确定所述图案形成装置的预期加热效应；借助于透镜或镜头模型来定义投影透镜或镜头的设置以补偿所述图案形成装置的所述预期形状改变；以及在曝光之前和/或在曝光期间应用所定义的设置。

13.根据方面12所述的方法，其中所述加热效应包括像差。

14.一种方法，所述方法在表示根据方面9所述的图案形成装置的表面形貌映射或图的数据的控制下通过投影系统将被设置在图案形成装置处的图案成像至衬底上。

15.一种包括用于表征图案形成装置的测量系统的光刻设备，所述测量系统包括：辐射源，所述辐射源被布置成提供具有多个波长的辐射；至少一个色差透镜，所述至少一个色差透镜被布置于至少一个光谱共焦传感器中，所述至少一个色差透镜被配置成用所提供的辐射照射所述图案形成装置的区域，并且其中所述至少一个色差透镜被配置成收集所述辐射的、由被设置于所述至少一个色差透镜的第一焦平面处的所述图案形成装置反射的至少一部分；检测器，所述检测器被布置于所述至少一个色差透镜的第二焦平面处，其中所述检测器被配置成检测所收集的辐射的至少一部分和响应于所检测的辐射来提供作为波长的函数的强度信号；以及处理器，所述处理器用以确定所述图案形成装置在被照射的区域处的特性。

16.根据方面15所述的光刻设备，其中多个光谱共焦传感器被布置成形成传感器阵列。

17.根据方面15或16所述的光刻设备，其中辐射源包括宽带辐射源和多个辐射源中的至少一种。

18.根据方面15至17中任一项所述的光刻设备，其中所述图案形成装置的所述特性为光学性质、和所述图案形成装置与所述色差透镜之间的轴向距离中的至少一种。

19.根据方面16所述的光刻设备，其中所述传感器阵列包括布置于狭缝区域的第一侧处的光谱共焦传感器的第一阵列，和布置于狭缝区域的第二侧处的光谱共焦传感器的第二阵列。

20.根据方面15至17中任一项所述的光刻设备，其中第一色差透镜被布置于距所述图案形成装置第一轴向距离处，并且第二色差透镜被布置于距所述图案形成装置第二轴向距离处，其中所述第二轴向距离不同于所述第一轴向距离。

虽然上文已描述本发明的特定实施例，但将了解，可以与所描述不同的其它方式来实践本发明。以上描述意图是说明性的，而不是限制性的。如果所有所描述的变型实施例的组合从技术角度不受限制，则可以组合所有所描述的变型实施例。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 (15)

1.一种用于确定图案形成装置的表面参数的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述图案形成装置装载至布置于光刻设备中的掩模支撑件上；

使用第一测量系统相对于曝光辐射束的路径定位所述图案形成装置；

将所述图案形成装置设置在布置于第二测量系统中的色差透镜的第一焦平面处；

用穿过所述色差透镜的辐射照射所述图案形成装置的表面的一部分，所述辐射包括多个波长；

确定被照射的部分在第一方向和第二方向上的位置；

通过所述色差透镜收集由所述图案形成装置反射的辐射的至少一部分；

在所述色差透镜的第二焦平面处测量辐射的被收集部分的作为波长的函数的强度，以获得光谱信息；以及

根据所述光谱信息确定所述图案形成装置在所确定的位置处的所述表面参数。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

重复多次：照射表面的一部分、确定被照射的部分的位置、收集被反射的辐射的至少一部分、测量被收集的部分的强度、以及确定所述表面参数，

其中，针对每次重复，通过在至少所述第一方向或所述第二方向上相对于所述色差透镜移动所述图案形成装置，照射所述图案形成装置的所述表面的不同部分。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括确定在所述图案形成装置处的图案化区域的表面参数映射。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中表面参数至少包括在所述被照射的部分处的光学性质。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述光学性质为反射率、透射率和吸收率中的至少一种。

6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括通过使用加热模型、将所述光学性质作为输入来确定所述图案形成装置的预期加热效应。

7.根据权利要求2或3所述的方法，其中表面参数至少包括所述被照射的部分与所述色差透镜之间在第三方向上的轴向距离。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括根据所述轴向距离确定所述图案形成装置的形状。

9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括使用作为所确定的位置的函数的所述轴向距离来产生所述图案形成装置的表面形貌映射。

10.一种用于补偿图案形成装置的加热效应的方法，包括根据权利要求5所述的步骤，该方法还包括：

基于所确定的表面参数映射和待用于衬底的曝光的曝光设置来计算所述图案形成装置的预期形状改变，以确定所述图案形成装置的预期加热效应；

借助于镜头模型来定义投影镜头的设置以补偿所述图案形成装置的所述预期形状改变；以及

在曝光之前和/或在曝光期间应用所定义的设置。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述加热效应包括像差。

12.一种包括用于表征图案形成装置的测量系统的光刻设备，所述测量系统包括：

辐射源，所述辐射源被布置成提供具有多个波长的辐射；

至少一个色差透镜，所述至少一个色差透镜被布置于至少一个光谱共焦传感器中，所述至少一个色差透镜被配置成用所提供的辐射照射所述图案形成装置的区域，并且其中，所述至少一个色差透镜被配置成收集所述辐射的、由被设置于所述至少一个色差透镜的第一焦平面处的所述图案形成装置反射的至少一部分；

检测器，所述检测器被布置于所述至少一个色差透镜的第二焦平面处，其中，所述检测器被配置成检测所收集的辐射的至少一部分和响应于所检测的辐射来提供作为波长的函数的强度信号；以及

处理器，所述处理器用于确定所述图案形成装置在被照射的区域处的特性。

13.根据权利要求12所述的光刻设备，其中多个光谱共焦传感器被布置成形成传感器阵列。

14.根据权利要求12或13所述的光刻设备，其中所述图案形成装置的所述特性为光学性质、和所述图案形成装置与所述色差透镜之间的轴向距离中的至少一种。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的光刻设备，其中第一色差透镜被布置于距所述图案形成装置第一轴向距离处，并且第二色差透镜被布置于距所述图案形成装置第二轴向距离处，其中所述第二轴向距离不同于所述第一轴向距离。

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