CN115335774A - 光学设备和使用所述光学设备的光刻设备 - Google Patents

光学设备和使用所述光学设备的光刻设备 Download PDF

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Abstract

本文中描述了一种光学元件和一种包括所述光学元件的光刻设备。所述光学设备包括：基板，所述基板具有用于使光通过的孔；透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间，所述光学接触结合部与所述孔间隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值。在本文中，所述光学接触结合部几何形状例如最小化接触面积并提供所述基板与所述光学元件之间的准运动学的(几乎精确约束的)界面。

Description

光学设备和使用所述光学设备的光刻设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年3月27日递交的美国临时专利申请号63/000,587的优先权，并且所述美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开涉及光学设备。例如，所述光学设备可以被用于光刻设备或量测设备中以改善基于光学器件的测量。
背景技术
光刻投影设备可以被用于例如集成电路(IC)的制造中。在这样的情况下，图案形成装置(例如，掩模)可以包含或提供与IC的单个层相对应的电路图案(“设计布局”)，并且这种电路图案可以通过诸如通过图案形成装置上的电路图案来辐照所述目标部分之类的方法而被转印到已经涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或更多个管芯)上。通常，单个衬底包括多个相邻目标部分，所述电路图案被光刻投影设备连续地、以一次一个目标部分的方式被转印到所述多个相邻目标部分。在一种类型的光刻投影设备中，整个图案形成装置上的所述电路图案被一次转印到一个目标部分上；这样的设备通常被称为晶片步进器。在替代设备(通常称为步进扫描设备)中，投影束沿给定参考方向(“扫描”方向)在图案形成装置上扫描，同时平行或反向平行于该参考方向同步移动所述衬底。所述图案形成装置上的电路图案的不同部分被逐步地转印到一个目标部分上。因为，通常，所述光刻投影设备将具有放大因子M(通常<1)，所述衬底移动的速度F将是所述投影束扫描所述图案形成装置的速度的因子M倍。关于本文描述的光刻装置的更多信息可以从例如US 6,046,792中收集到，所述文献通过引用并入本文中。
如所指出的，微光刻是IC的制造中的中心步骤，其中，形成于衬底上的图案限定所述IC的功能元件，诸如微处理器、存储芯片等。类似的光刻技术还被用于平板显示器、微机电系统(MEMS)和其它装置的形成。
随着半导体制造过程持续进步，几十年来，在电路元件的尺寸已经不断地减小的同时每器件的功能元件(诸如晶体管)的量已经在稳定地增加，这遵循着通常称为“摩尔定律”的趋势。在当前的技术状态下，使用光刻投影设备来制造器件的层，所述光刻投影设备使用来自深紫外照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而形成具有远低于100nm(即，小于来自所述照射源(例如，193nm照射源)的辐射的波长的一半)的尺寸的单独的功能元件。
印制具有小于光刻投影设备的经典分辨率极限的尺寸的特征的这种过程通常被称为低k1光刻术，根据分辨率公式CD＝k1×λ/NA，其中，λ是所采用的辐射的波长(当前大多数情况下为248nm或193nm)，NA是所述光刻投影设备中的投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”——通常为所印制的最小特征尺寸——并且k1是经验分辨率因子。从CD方程式可以得出，可以通过以下三种方式来获得特征的最小可印制尺寸的减小：通过缩短所述曝光波长λ；通过增加所述数值孔径NA；或通过减小k1的值。
为了缩短所述曝光波长并因此减小所述最小可印制尺寸，已经建议使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是具有在5nm至20nm的范围内(例如在13nm至14nm的范围内，例如在5nm至10nm的范围内(诸如6.7mm或6.8nm))的波长的电磁辐射。可能的源包括例如激光产生等离子体源、放电等离子体源、或基于由电子存储环提供的同步辐射的源。
在实施例中，可以期望损耗很小或没有损耗的、通过光学减小系统的较高的光透射率。例如，在UV光刻应用或光刻设备子系统中期望较高的光透射率。在一个方面，曝光时间和总体半导体制造时间依赖于到晶片的光输出的强度或量值。光学减小系统(还被称为投影系统)被期望将掩模的清晰聚焦图像输出到所述晶片上。这样的清晰图像确保了保持与目标图案有关的精细细节。
当所述曝光波长降低时，所述光学减小系统包括由甚至在低UV波长(诸如193nm和157nm)下透明的材料制成的光学部件(诸如透镜)。这样的光学材料的示例包括氟化钙(CaF2)和氟化钡(BaF2)。然而，这些光学材料具有相对较高程度的固有双折射(也被称为空间色散引发的双折射)。该较高固有双折射非常依赖于方向。结果，所述光学材料的光学特性(诸如，透射率和折射率)在入射到所述光学材料上的束上不均匀地变化。换句话说，由于所述固有双折射率的方向依赖性，束斑的一些部分可以依赖于光在所述束斑的不同部分处的偏振而相对于所述束斑的其它部分被加速或减速。在需要如微光刻的应用时，这样的固有双折射率是不期望的，因为这样的固有双折射率可能模糊或降低图像的清晰度，或引起通过光学减小系统的光的损失。
校正固有双折射率的一种方法是使用相对于彼此转动的单对光学元件。对于具有<100>晶体取向的单对透镜，所述一对中的一个透镜的晶体结构的光轴相对于另一透镜的晶体结构的光轴被转动一角度。尤其在如光刻的高质量应用中，固有双折射率的这种校正是受限的。
需要一种用于校正或减小由光学元件所引起的双折射率的甚至更好的方法。这在低UV微光刻应用中使用的光学减小系统中尤其是期望的。
发明内容
在实施例中，提供一种光学设备。所述光学设备包括：基板，所述基板具有用于使光通过的孔；透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间。所述光学接触结合部与所述孔分隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值。
此外，在实施例中，提供一种用于测量物体的特性的量测设备。所述量测设备包括：光源；和光学设备。所述光学设备包括：基板，所述基板具有用于使光通过的孔；透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间。所述光学接触结合部与所述孔分隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值。穿过所述透射型光学元件的光产生干涉图案，所述干涉图案被用于提取所述物体的特性的测量结果。
此外，在实施例中，还提供一种光刻设备。所述光刻设备包括：光源；和光学设备。所述光学设备包括：基板，所述基板具有用于使光通过的孔；透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间。所述光学接触结合部与所述孔分隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值。穿过所述透射型光学元件的光产生干涉图案，所述干涉图案被用于提取与图案化过程相关联的特性的测量结果。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例的方式描述实施例，在附图中：
图1A是根据实施例的采用光学设备的示例性设备的框图；
图1B是根据实施例的在图1A中使用的所述光学设备的爆炸图；
图2是根据实施例的现有光学设备；
图3是根据实施例的光学设备；
图4A示意性地表示根据实施例的图3的所述光学设备的元件的布置；
图4B是根据实施例的图3的所述光学设备的横截面；
图5A是根据实施例的由所述光学设备的非接触元件(例如，不与基板接触的光学元件)所产生的示例性延迟；
图5B是根据实施例的由现有光学设备(例如，图2)所产生的示例性延迟；
图5C是根据实施例的由图3的所述光学设备所产生的示例性延迟；
图6示出根据实施例的与不同光学设备相关联的平均双折射率；
图7是根据实施例的光刻系统的各个子系统的框图。
图8是根据实施例的根据实施例的反射型光刻设备的示意图；
图9是根据实施例的图8中的设备的更详细的视图；
图10是根据实施例的图8和图9的设备的所述源收集器模块SO的更详细的视图；
现在将关于附图来描述实施例，这些附图被提供为说明性示例，以使本领域技术人员能够实践这些实施例。值得注意的是，下文的图和示例不意味着将范围限制至单个实施例，而是通过交换所描述的或图示的元件的一些或全部元件，使其它实施例是可能的。在方便的情况下，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。在这些实施例的某些元件可以被部分地或完全地使用已知部件来实现的情况下，将仅描述这些已知部件的对于理解这些实施例来说必要的那些部分，并且将省略这些已知部件的其它部分的详细描述以便不混淆这些实施例的描述。在本说明书中，示出单数个部件的实施例不应被认为是限制性的；而是，除非本文中另有明确说明，否则本范围旨在涵盖包括多个相同部件的其它实施例，并且反之亦然。此外，除非明确地这样阐述，否则申请人不意图将本说明书或权利要求中的任何术语赋予不常见或特殊的含义。另外，所述范围涵盖本文中通过图示或说明而提及的部件的现在和将来的已知等效物。
具体实施方式
虽然本公开参考用于特定应用的说明性实施例描述了本文中的特征，但是应理解，本发明不限于此。了解本文中提供的教导的本领域技术人员将认识到在其范围内的额外的修改、应用和实施例，以及本发明将具有显著效用的额外的领域。
为了更清楚地叙述本发明，在整个本说明书中始终努力坚持以下术语定义。
术语“光学元件”指的是可以在光学设备或光学系统中使用的任何元件。光学元件可以包括但不限于任何类型的透镜，诸如双凸透镜、平凸透镜、凸平透镜、双凹透镜、平凹透镜、凹平透镜、壳或板。
在一个示例中，所述光学元件可以由立方晶体材料制成。所述立方晶体材料可用作短波长光学系统中的光学元件，诸如晶片步进器或用于产生衬底(诸如半导体和半导体制造行业中使用的其它晶片)上的较小特征的其它投影打印机。特别地，氟化钙发现的特别优点在于，它是容易获得的立方晶体材料并且可以生长大的高纯度单晶体。
对于用于深紫外光刻系统中的光学元件的立方晶体材料的使用来说主要关心的是立方晶体材料中固有的折射率的各向异性；这被称为“固有双折射率”。最近[J.Burnett、Z.H.Levine和E.Shipley的″Intrinsic Birefringence in 157nm materials(157nm材料中的双折射率)″(Proc.2nd Intl.Symp on 157nm Lithography，Austin，Intl SEMATECed.R.Harbison，2001)]已经报导，诸如氟化钙之类的立方晶体材料表现出固有双折射率，该固有双折射率与光学系统中使用的光的波长的平方成反比。当光波长减小到250纳米以下时并且特别在其接近100纳米时，该双折射率的量值变得尤其大。特别关注的是在157纳米(nm)的波长(在半导体制造行业中青睐的由F2准分子激光器产生的光的波长)下的固有双折射率的效应。
双折射率(“Birefringence”或“double-refraction”)是其中折射率是各向异性的折射型材料的性质。对于传播通过双折射材料的光，折射率作为所述材料相对于传播方向的偏振和取向的函数而变化。传播通过双折射材料的非偏振光将通常分离成具有正交偏振状态的两个束。
当光穿过双折射材料的单位长度时，两个射线路径的折射率差将导致光程差或延迟。双折射率是无单位量，但是在光刻界通常的做法是以单位nm/cm来表达它。双折射率是材料性质，而延迟是偏振态之间的光学延迟。用于通过光学系统的给定射线的延迟可以用nm来表示，或用于通过光学系统的给定射线的延迟可以用特定波长的波的数量来表示。
在实施例中，所述光学元件上的应力产生空间上变化的双折射率并且改变所述光学系统内的光程差。在实施例中，这种应力引发的双折射率或光程差可能是不期望的，这是因为它可能影响例如测量准确度或引发测量误差。
在实施例中，图1A是根据本公开的采用透镜设备OPA的设备S10的框图。在示例中，所述透镜设备OPA可以被用在传感器S10(例如，在图7和图8中示出的光刻设备中使用的水平传感器)中。这样的透镜组件OPA可能产生不期望的变化的双折射率和光程差的改变。如前文提到的，双折射率是所述光学材料的性质，所述光学材料的所述性质可以使传播通过材料的光LG分成两个束，从而在这两个束之间引起光程差。
图1B图示出所述透镜设备OPA的爆炸图。所述透镜设备OPA包括采用光学接触结合部的熔融石英窗口E2(也被称为透射型光学元件)。光学结合部可以增加所述熔融石英窗口E2的刚度。在实施例中，所述熔融石英窗口E2可以是相对薄的(例如0.5mm)以获得指定的光学性质。在实施例中，当所述窗口可以是薄的时，基板E1可以被用于增加所述窗口E2的刚度。所述基板E1可以是具有例如3.5mm的厚度的不透明光学元件。所述基板可以包括孔(例如，矩形狭槽)。
参考图2，所述窗口E2可以由所述基板E1沿其外边缘(即，在其通光孔径AP1外侧)支撑。在现有光学组件或所述光学设备中，光学接触部具有较大的接触面积，例如与整个基板的表面接触的表面。另外，所述光学设备可以使用陶瓷垫和位于所述垫上的弹簧夹被安装到透镜系统上。
在示例性应用中，近来，紫外透镜传感器(UVLS)已经在Z级过程依赖性(ZLPD)的系统级检核中遇到了问题。在实施例中，ZLPD是依赖于偏振的高度过程依赖性(HPD)效应。在实施例中，所述高度过程依赖性效应是由例如晶片上的氧化层的变化的厚度所引起的在整个UVLS测量斑中的焦距差。
在实施例中，在所述窗口处的高双折射率梯度可以通过例如统计分析而与高ZLPD关联。所述窗口中的大的双折射率梯度在不同测量斑处以不同方式变更所述UVLS波前的偏振状态。这导致在每个测量斑处的不同的HPD。现有窗口制造和接触过程引起所述光学设备OPA1的所述窗口E2(例如，E1的所述孔AP1)处的应力，从而导致高双折射率并且因此导致高ZLPD。
由现有制造过程产生的所述光学设备OPA1的一些缺点如下。由结合所引起的所述光学元件中的高应力使所接触的光学元件翘曲。来自所述光学接触的应力到达所述光学元件的靠近所述孔AP1的区，从而引起高双折射效应。这样的双折射效应可能是相对高的光程差，这增加了采用所述光学设备(例如，OPA1)的系统中的测量误差。错误的测量对UVLS产率具有负面影响，这是因为检核测试(例如，ZLPD规格)可能不满足。由于双折射率增加或由受应力的光学元件所引起的OPD增加，HPD效应可能更差。
根据本公开，提供一种光学设备，使得光学结合部的接触面积和由于所述光学接触结合部所引起的应力在所述孔AP1处被最小化。图3图示出光学设备OPA2的示例，其中，透射型光学元件E2(例如，熔融石英窗口)在三个指定部位(例如，L1、L2和L3)处形成光学接触结合部。在实施例中，放置所述光学接触结合部(例如，在L1、L2和L3处)显著地减小了所述窗口在所述孔AP1处的双折射率。在实施例中，所述光学接触结合部的放置几何形状可以减小任何所接触的薄光学器件中的双折射率。具有所述光学接触结合部的几何部位L1、L2和L3的所述光学设备OPA2通过举例的方式被提出以描述本公开的特征且不限制本公开的范围。
根据实施例，光学设备(例如，图3的OPA2)包括：基板E11，所述基板E11具有用于使光通过的孔AP1；透射型光学元件E2，所述透射型光学元件E2覆盖所述基板E11的所述孔AP1；以及(例如，在L1、L2和L3处的)光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板E11与所述透射型光学元件E2之间。(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部与所述孔AP1分隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件E2中的从所述光学接触结合部到所述孔AP1的应力低于可接受的应力阈值。在实施例中，所述可接受的应力阈值与所述透射型光学元件E2的受到所述孔AP1处的应力影响的光学性质相关联。
在实施例中，所述孔AP1是所述基板E11中的光可以通过的矩形切口(例如，参见图1B和图3)。
在实施例中，(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部是在联结在一起且纯粹由分子间作用力保持的两个紧密共形的表面之间的无胶结合部。这样的结合不同于通过粘合剂、焊接所产生的结合或包括两个接触表面之间的额外的材料的其它结合。这种额外的材料或形成过程的结合物本身可能引起所述光学元件中的额外的应力。
在实施例中，(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部被形成在所述基板E11的选定部位处。选定部位距所述孔AP1的距离是所述透射型光学元件E2中的由(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部所引起的应力的函数。在实施例中，这些选定部位中的一个或更多个部位与所述孔AP1间隔开最远，使得所述透射型光学元件E2中的由(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部所引起的应力的量在所述孔AP1处被最小化。
例如，可以选择用于形成所述光学接触结合部的距离d1、d2、d3或其组合，使得所述透射型光学元件E2中的应力被最小化。在实施例中，所述距离d1、d2和d3可以是距所述孔AP1最远的距离。
在实施例中，(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部与所述孔AP1间隔开，以便以六个自由度约束所述透射型光学元件E2。在实施例中，这六个自由度包括：分别沿x轴、y轴和z轴的三个平移方向，以及分别绕x轴、y轴和z轴的三个转动方向。
在实施例中，在选定部位处的(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部使由穿过所述孔AP1和所述透射型光学元件E2的光所引起的双折射效应最小化。在实施例中，双折射效应是用于产生所述基板E11的形貌图的光的光程差(OPD)。
在实施例中，如图4A和图4B中图示的，选定部位(例如，L1、L2和L3)是所述基板E11的至少三个凸起部分，这些凸起部分形成凸起表面(例如，RS)。所述凸起表面RS与所述透射型光学元件E2一起形成(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部并且所述凸起表面将所述透射型光学元件E2约束在所述凸起表面RS的平面中。
如图4A和图4B中示出的，所述凸起表面RS产生介于所述透射型光学元件E2与围绕所述基板E11的所述凸起表面RS的凹陷表面DS(见图4B)之间的间隙。所述间隙防止所述透射型光学元件E2与所述基板E11的所述凹陷表面DS产生(例如，在L1、L2和L3处的)光学接触结合部或防止所述透射型光学元件E2自然地联结所述凹陷表面DS。
在实施例中，所述基板E11的所述凹陷表面DS比所述基板E11的所述凸起表面RS相对更粗糙。在实施例中，所述基板E11的所述凹陷表面DS被喷砂处理。这样的凹陷表面DS防止薄的光学元件(例如，E2)由于所述间隙之间的真空而被吸取。真空可以使所述薄的光学元件E11变形并符合所述基板E11的不规则表面。
在实施例中，如图4B中示出的，通过掩蔽选定部位并酸性蚀刻所述基板E11来产生所述凹陷表面DS。依赖于蚀刻量，所述凹陷表面DS与凸起表面RS之间的间隙将改变。例如，较强的蚀刻导致较大的间隙。在实施例中，可以在选定部位(例如，L1、L2和L3)处的被减小的面积上执行所述凸起表面RS的掩蔽。确定凸起表面的制作区域，使得由于接触所引起的应力将被减小。在实施例中，所述凸起表面RS自身不固有地具有较小的应力。所述凸起表面RS的表面积的减少减小了由接触所引起的应力。此外，所述凹陷表面DS上所去除的子表面变形也减小了所述基板E11中的(接触前的)应力。在实施例中，由于这样的凸起表面RS，较少区域存在污染物或接触误差。酸性蚀刻使基板应力减轻，但是可能使表面平整度变差。然而，掩蔽接触区域产生消除应力的基板，所述消除应力的基板可以在无需额外的抛光的情况下被用于接触。在实施例中，使用间隔开的三个接触点(例如，L1、L2、L3处的光学结合部)还减小了所述窗口表面的翘曲并且实现所述光学元件E2的几乎精确的约束(即，既不欠约束也不过约束)。
在实施例中，所述透射型光学元件E2和所述基板E11两者的表面粗糙度在形成(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部的部分处小于5nm。在实施例中，所述基板E1l的厚度大于所述透射型光学元件E2的厚度。例如，所述基板E11的厚度介于1mm与4mm之间，并且所述透射型光学元件E2的厚度是0.5mm或更小。
图5A至图5C图示出由不同光学设备配置所产生的示例性双折射率。图5A是由所述光学设备(例如，OPA1或OPA2)的非接触元件(例如，与基板接触的光学元件)所产生的示例性延迟R1(例如，线性延迟R1)。图5B是由现有光学设备OPA1所产生的示例性延迟R2(例如，线性延迟R2)。图5C是由(图3中)所建议的光学设备OPA2所产生的示例性延迟R3(例如，线性延迟R3)。
可以比较的图5A至图5C示出通过较低应力的结合部(例如，图3中的L1、L2、L3处的光学接触结合部)改善双折射率。参考图5B，波浪图案指示不规则的表面和内应力。图5C示出，更随机的图案类似于非接触窗口、更低的应力和更小的表面变形。
图6图示出为了示出由所建议的光学设备OPA2所产生的改善的双折射率值。在示例中，当透射型光学元件(例如，E2)与所述基板(例如，图2中的E1)进行完全表面接触时。图6图示了，用最终过程制成的三个不同窗口中的每个窗口示出使用例如3衬垫设计(L1、L2、L3处的光学结合部)的情况下平均双折射率减小61％。例如，基于三个样本SP1、SP2和SP3，所述光学设备OPA1具有0.823nm/mm的平均双折射率，而所述光学设备OPA2具有0.315nm/mm的平均双折射率。
在实施例中，提供一种用于测量物体(例如，通过所述光刻设备印制的晶片)的特性的量测设备(例如，包含图3的所述光学设备的图1A的水平传感器)。
在实施例中，所述量测设备包括：光源；和光学设备(例如，包括所述光学设备OPA2)。本文中论述的，所述光学设备包括：基板E11，所述基板E11具有用于使光通过的孔AP1；透射型光学元件E2，所述透射型光学元件E2覆盖所述基板E11的所述孔；以及光学接触结合部。(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部被形成在所述基板E11与透射型光学元件E2之间。(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部与所述孔分隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件E2中的从(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值。在实施例中，穿过所述透射型光学元件E2的光产生干涉图案，所述干涉图案被用于提取所述物体的特性的测量结果。
在实施例中，所述特性是基于所述干涉图案测量的所述物体的高度图，通过反射所述物体的光并使反射光穿过所述光学设备来产生所述干涉图案。在示例中，所述物体是由光刻设备成像的晶片。所述物体的特性是与由所述光刻设备成像的晶片上印制的图案相关联的对准数据。
如本文中论述的，(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部被形成在所述基板E11的选定部位处。选定部位距所述孔的距离是所述透射型光学元件E2中的由(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部所引起的应力的函数。
在实施例中，这些选定部位中的一个或更多个部位与所述孔间隔开最远，使得所述透射型光学元件E2中的由(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部所引起的应力的量在所述孔处被最小化。在实施例中，选定部位是所述基板E11的至少三个凸起部分，这些凸起部分形成凸起表面RS。所述凸起表面RS与所述透射型光学元件E2一起形成(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部并且所述凸起表面将所述透射型光学元件E2约束在所述凸起表面RS的平面中。
在实施例中，所述凸起表面RS产生介于所述透射型光学元件E2与围绕所述基板E11的所述凸起表面RS的凹陷表面DS之间的间隙，所述间隙防止所述透射型光学元件E2与所述基板E11的所述凹陷表面DS产生(例如，在L1、L2和L3处的)光学接触结合部或防止所述透射型光学元件E2自然地联结所述凹陷表面DS。
在实施例中，基板E11的厚度介于1mm与4mm之间，并且所述透射型光学元件E2的厚度是0.5mm或更小。
在实施例中，(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部与所述孔间隔开，以便以六个自由度约束所述透射型光学元件E2。在实施例中，形成(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部，使得所述光的光程差(OPD)用于产生所述基板E11的形貌图。
在实施例中，所述光学设备OPA2可以被用于光刻设备(例如，图7和图8)中。在实施例中，所述光刻设备包括：光源；和光学设备(例如，图3的OPA2)。所述光学设备包括：基板E11，所述基板E11具有用于使光通过的孔；透射型光学元件E2，所述透射型光学元件E2覆盖所述基板E11的所述孔；以及光学接触结合部。(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部位于所述基板E11与透射型光学元件E2之间。(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部与所述孔分隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件E2中的从(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值。穿过所述透射型光学元件E2的光产生干涉图案，所述干涉图案被用于提取与图案化过程相关联的特性的测量结果。
在实施例中，所述特性是由所述光刻设备图案化的物体的高度图。所述特性是基于所述干涉图案来导出的，通过反射所述物体的光并使反射光穿过所述光学设备来产生所述干涉图案。
在实施例中，所述特性是对准数据。所述对准数据指示通过所述光刻设备图案化的所述物体的特定层上的图案之间的、或不同层之间的对准。
在实施例中，(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部被形成在所述基板F11的选定部位处。选定部位距所述孔的距离是所述透射型光学元件E2中的由(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部所引起的应力的函数。
在实施例中，这些选定部位中的一个或更多个部位与所述孔间隔开最远，使得所述透射型光学元件E2中的由(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部所引起的应力的量在所述孔处被最小化。
在实施例中，选定部位是所述基板E11的至少三个凸起部分，这些凸起部分形成凸起表面RS。所述凸起表面RS与所述透射型光学元件E2一起形成(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部并且所述凸起表面将所述透射型光学元件E2约束在所述凸起表面RS的平面中。
在实施例中，所述凸起表面RS产生介于所述透射型光学元件E2与围绕所述基板E11的所述凸起表面RS的凹陷表面DS之间的间隙。所述间隙防止所述透射型光学元件E2与所述基板E11的所述凹陷表面DS产生(例如，在L1、L2和L3处的)光学接触结合部或防止所述透射型光学元件E2自然地联结所述凹陷表面DS。
在实施例中，基板E11的厚度介于1mm与4mm之间，并且所述透射型光学元件E2的厚度是0.5mm或更小。
在实施例中，(例如，在L1、L2和L3处的)所述光学接触结合部与所述孔间隔开，以便以六个自由度约束所述透射型光学元件E2。
如本发明中采用的术语“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为是指可以被用于向入射辐射束赋予被图案化的横截面的通用图案形成装置，所述被图案化的横截面对应于将要在所述衬底的目标部分中产生的图案。在这种情境下，也可以使用术语“光阀”。除了经典掩模(透射型或反射型；二元型、相移型、混合型等)以外，其它这种图案形成装置的示例包括：
-可编程反射镜阵列。这种装置的示例是具有粘弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种设备所依据的基本原理是例如反射表面的已寻址区域将入射辐射反射为衍射辐射，而未寻址区域将入射辐射反射为非衍射辐射。在使用合适的过滤器的情况下，可以从反射束滤除所述非衍射辐射，从而仅留下衍射辐射；这样，所述束根据所述矩阵可寻址表面的寻址图案而变成被图案化的。可以使用合适的电子装置来执行所需的矩阵寻址。可以例如从美国专利号5,296,891和5,523,193搜集这样的反射镜阵列的更多信息，这些美国专利通过引用并入本文中。
-可编程LCD阵列。这样的构造的示例在美国专利号5,229,872中给出，所述美国专利通过引用而被并入本文中。
作为简介，图7图示出示例性光刻投影设备10A。主要部件为：辐射源12A，所述辐射源可以是深紫外准分子激光器源或包括极紫外线(EUV)源的其它类型的源(如上文所论述的，所述光刻投影设备自身无需具有所述辐射源)；照射光学器件，所述照射光学器件限定部分相干性(被表示为西格玛)且可以包括对来自所述源12A的辐射进行整形的光学器件14A、16Aa和16Ab；图案形成装置14A；以及透射光学器件16Ac，所述透射光学器件16Ac将所述图案形成装置图案的图像投影到衬底平面22A上。所述投影光学器件的所述光瞳平面处的可调过滤器或孔20A可以限制入射到所述衬底平面22A上的束角度的范围，其中，最大可能的角度限定所述投影光学装置的数值孔径NA＝sin(θmax)。
在系统的优化过程中，所述系统的品质因数可以被表示为成本函数。所述优化过程归结为找到所述系统的使所述成本函数最小化的参数(设计变量)集合的过程。所述成本函数可以依赖于所述优化的目标而具有任何适当的形式。例如，所述成本函数可以是所述系统的某些特性(估计点)相对于这些特性的预期值(例如，理想值)的偏差的加权均方根(RMS)；所述成本函数还可以是这些偏差的最大值(即，最差偏差)。本文中的术语“估计点”应被宽泛地解释为包括所述系统的任何特性。由于所述系统的实现的实用性，所述系统的所述设计变量可以被限制于有限范围和/或是相互依赖的。在光刻投影设备的情况下，这些约束经常与硬件的物理性质和特性(诸如可调谐范围)和/或图案形成装置可制造性设计规则相关联，并且估计点可以包括衬底上的抗蚀剂图像上的物理点、以及非物理特性(诸如，剂量和焦距)。
在光刻投影设备中，源提供照射(即，光)；投影光学器件通过所述图案形成装置将所述照射引导并成形到衬底上。这里，术语“投影光学器件”被宽泛地定义为包括可以变更所述辐射束的波前的任何光学部件。例如，投影光学器件可以包括部件14A、16Aa、16Ab和16Ac中的至少一些部件。空间图像(AI)是衬底水平下的辐射强度分布。曝光所述衬底上的抗蚀剂层，并且将所述空间图像转印到抗蚀剂层以作为其中的潜在的“抗蚀剂图像”(RI)。可以将所述抗蚀剂图像(RI)定义为所述抗蚀剂层中的所述抗蚀剂的溶解度的空间分布。可以使用抗蚀剂模型、根据所述空间图像来计算所述抗蚀剂图像，可以在共同转让的美国专利申请序列号12/315,849中找到这种方案的示例，所述美国专利申请的公开的全部内容由此通过引用并入。所述抗蚀剂模型仅与所述抗蚀剂层的性质(例如，在曝光、PEB和显影期间发生的化学过程的效应)有关。所述光刻投影设备的光学性质(例如，所述源、所述图案形成装置和所述投影光学器件的性质)规定所述空间图像。由于可以改变在所述光刻投影设备中使用的所述图案形成装置，因此期望使所述图案形成装置的光学性质与所述光刻投影设备的至少包括所述源和所述投影光学器件的其余部分的光学性质分开。
在本文献中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和EUV(极紫外辐射，例如，具有在5nm至20nm的范围内的波长)。
另外，所述光刻投影设备可以是具有两个或更多个衬底台(和/或两个或更多个图案形成装置台)的类型。在这样的“多平台”装置中，可以并行地使用额外的台，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台用于曝光。例如，在US 5,969,441中描述了双平台光刻投影设备，所述美国专利通过引用并入本文中。
图8示意性地描绘了示例性光刻投影设备LA。所述光刻投影设备LA包括：源收集器模块SO；照射系统(照射器)IL，所述照射系统(照射器)IL被配置成调节辐射束B(例如，EUV辐射)；支撑结构(例如，掩模台)MT，所述支撑结构可以被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模或掩模版)MA，并被连接至第一定位器PM，所述第一定位器PM被配置成准确地定位所述图案形成装置；衬底台(例如，晶片台)WT，所述衬底台被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并被连接至第二定位器PW，所述第二定位器PW被配置成准确地定位所述衬底；以及投影系统(例如，反射型投影系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至所述辐射束B的图案投影到所述衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。
所述照射系统可以包括用于对辐射进行引导、成形或控制的各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、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取向、所述光刻设备的设计、和其它条件(诸如所述图案形成装置是否保持在真空环境中)的方式来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持所述图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，所述框架或台可以根据需要是固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保所述图案形成装置(例如相对于所述投影系统)处于期望的位置。
术语“图案形成装置”应被广义地解释为表示可以被用于在辐射束的截面中赋予所述辐射束图案以便在所述衬底的目标部分中产生图案的任何装置。被赋予至所述辐射束的图案可以与在所述目标部分中产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层相对应。
所述图案形成装置可以是反射型的(如在图1的光刻设备LA中)或透射型的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程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、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和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所述反射镜矩阵反射的辐射束。
所述投影系统，如所述照射系统，可以包括如对于所使用的曝光辐射或其它因素(诸如真空的使用)所适用的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或它们的任何组合。因为其它气体可能吸收过多的辐射，所以可能期望对EUV辐射使用真空。真空环境可以因此借助于真空壁和真空泵而被提供至整个束路径。
如这里描绘的，所述设备LA属于反射型(例如，采用反射型掩模)。应注意，因为大多数材料在EUV波长范围内是吸收性的，所以所述掩模可以具有包括例如钼和硅的多个叠层的多层反射器。在一个示例中，多叠层反射器具有成40个钼和硅层对，其中，每个层的厚度为四分之一波长。可以利用X射线光刻术可以产生甚至更小的波长。由于大多数材料在EUV和x射线波长下是吸收性的，所以所述图案形成装置的形貌上的图案化的吸收材料的薄片(例如，多层反射器的顶部上的TaN吸收体)限定特征将印制在(正性抗蚀剂)或不印制在(负性抗蚀剂)的区域。
参考图8，所述照射器IL接收来自源收集器模块SO的极紫外辐射束。用于产生EUV辐射的方法包括但不必限于将材料转换为等离子态，所述等离子态具有带有在EUV范围内的一个或更多个发射线的至少一种元素(例如，氙、锂或锡)。在经常被称为激光产生等离子体(“LPP”)的一种这样的方法中，可以通过用激光束辐照燃料来产生等离子体，所述燃料例如是具有线发射元素的材料的液滴、束流或簇团。所述源收集器模块SO可以是包括用于提供激发所述燃料的激光束的激光器(图8中未示出)的EUV辐射系统的一部分。所得到的等离子体发射使用辐射收集器收集的输出辐射，例如EUV辐射，所述辐射收集器被设置在所述源收集器模块中。例如当使用CO2激光器提供用于燃料激发的激光束时，所述激光器和所述源收集器模块可以是分立的实体。
在这些情况下，不会将激光器看作是构成光刻设备的一部分，并且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，辐射束被从激光器传递到源收集器模块。在其它情况下，例如，当所述源是放电产生等离子体EUV产生器(经常被称为DPP源)时，所述源可以是源收集器模块的组成部分。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束PB的角强度分布的调整器。通常，可以调整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)。另外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，诸如琢面场和光瞳反射镜装置。可以将所述照射器用于调整所述辐射束，以便在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
所述辐射束B被入射到所述图案形成装置(例如，掩模)MA上并通过所述图案形成装置图案化，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将所述束聚焦至所述衬底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PS2(例，干涉仪装置、线性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PS1可以被用于相对于所述辐射束B的路径准确地定位所述图案形成装置(例如，掩模)MA。可以使用图案形成装置对准标记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。
所描绘的设备LA可以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，使得可以对不同的目标部分C曝光。
2.在扫描模式中，在同步扫描支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分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，在基本上固定地保持维持可编程图案形成装置的支撑结构(例如，掩模台)MT，并且在所述衬底台WT被移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，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来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至利用可编程图案形成装置(诸如，如上文提到的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
图9更详细示出所述设备LA，包括所述源收集器模块SO、所述照射系统IL和所述投影系统PS。所述源收集器模块SO被构造并布置成使得真空环境可以被维持在所述源收集器模块SO的围封结构220中。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。EUV辐射可以通过例如氙气、锂蒸汽或锡蒸汽的气体或蒸汽产生，在所述气体或蒸汽中，产生非常热的等离子体210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非常热的等离子体210。为了有效产生辐射，可以要求为例如分压为10Pa的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽。在实施例中，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经由定位在源腔室211中的开口中或所述开口后方的可选的气体阻挡部或污染物陷阱230(在一些情况下，也被称为污染物阻挡部或翼片阱)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部，或气体阻挡部与通道结构的组合。如本领域中已知的，本文中进一步示出的所述污染物陷阱或污染物阻挡部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。穿过收集器CO的辐射可以被反射离开光栅光谱滤波器240，然后沿由点划线“O”所指示的光轴被聚焦在虚源点IF处。所述虚源点IF通常被称为中间焦点，并且所述源收集器模块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221处或其附近。所述虚源点IF是发射辐射的等离子体210的图像。
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22和琢面光瞳反射镜装置24，所述琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24被布置成在图案形成装置MA处提供辐射束21的期望的角分布，以及在所述图案形成装置MA处提供辐射强度的期望的均一性。在所述辐射束21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，形成被图案化的束26，并且所述被图案化的束26通过所述投影系统PS经由反射型元件28、30而被成像到由所述衬底台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。所述光栅光谱滤波器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9中示出的反射型元件以外的1个至6个额外的反射型元件。
收集器光学器件CO(如图9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，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。
替代地，所述源收集器模块SO可以是如图10中示出的LPP辐射系统的部分或部件。激光器LAS被布置成将激光能量沉积到燃料中，诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)，由此产生具有几十eV的电子温度的高度离子化的等离子体210。在这些离子的去激发和复合期间产生的高能辐射由所述等离子体发射，被近正入射收集器光学器件CO收集，并被聚焦到所述围封结构220的所述开口221上。
以以下编号的方面来阐述本发明的其它方面：
1.一种光学设备，包括：
基板，所述基板具有用于使光通过的孔；
透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及
光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间，所述光学接触结合部与所述孔间隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值。
2.根据方面1所述的光学设备，其中，所述光学接触结合部被形成在所述基板的选定部位处，其中，选定部位距所述孔的距离是由所述光学接触结合部在所述透射型光学元件中引起的应力的函数。
3.根据方面2所述的光学设备，其中，所述选定部位中的一个或更多个部位与所述孔间隔开最远，使得由所述光学接触结合部在所述透射型光学元件中引起的应力的量在所述孔处被最小化。
4.根据方面3所述的光学设备，其中，所述选定部位是所述基板的至少三个凸起部分，所述凸起部分形成凸起表面，所述凸起表面与所述透射型光学元件一起形成所述光学接触结合部并且所述凸起表面将所述透射型光学元件约束在所述凸起表面的平面中。
5.根据方面4所述的光学设备，其中，所述凸起表面产生介于所述透射型光学元件与所述基板的围绕所述凸起表面的凹陷表面之间的间隙，所述间隙防止所述透射型光学元件与所述基板的所述凹陷表面产生光学接触结合部或防止所述透射型光学元件自然地联结所述凹陷表面。
6.根据方面5所述的光学设备，其中，所述基板的所述凹陷表面比所述基板的所述凸起表面相对更粗糙。
7.根据方面6所述的光学设备，其中，所述基板的所述凹陷表面被喷砂处理。
8.根据方面5至7中任一项所述的光学设备，其中，通过掩蔽所述选定部位并酸性蚀刻所述基板而产生所述凹陷表面，所述掩蔽减小了所述选定部位的所述凸起表面的面积，使得由接触所引起的应力相较于在所述凹陷表面处的应力被减小。
9.根据方面6至8中任一项所述的光学设备，其中，所述透射型光学元件和所述基板两者的表面粗糙度在形成所述光学接触结合部的部分处小于5nm。
10.根据方面1至9中任一项所述的光学设备，其中，所述孔是所述基板中的矩形切口。
11.根据方面1至10中任一项所述的光学设备，其中，所述基板的厚度大于所述透射型光学元件的厚度。
12.根据方面11所述的光学设备，其中，所述基板的厚度介于1mm与4mm之间，并且所述透射型光学元件的厚度是0.5mm或更小。
13.根据方面1至12中任一项所述的光学设备，其中，所述光学接触结合部与所述孔分隔开，以便以六个自由度约束所述透射型光学元件。
14.根据方面13所述的光学设备，其中，所述六个自由度包括：
分别沿x轴、y轴和z轴的三个平移方向，和
分别绕x轴、y轴和z轴的三个转动方向。
15.根据方面1至14中任一项所述的光学设备，其中，所述光学接触结合部是在联结在一起且纯粹由分子间作用力保持的两个紧密共形的表面之间的无胶结合部。
16.根据方面1至15中任一项所述的光学设备，其中，所述可接受的应力阈值与所述透射型光学元件的受到所述孔处的应力影响的光学性质相关联。
17.根据方面1至16中任一项所述的光学设备，其中，在所述选定部位处的所述光学接触结合部使由穿过所述孔和所述透射型光学元件的光所引起的双折射效应最小化。
18.根据方面17所述的光学设备，其中，所述双折射效应是用于产生所述基板的形貌图的光的光程差(OPD)。
19.一种用于测量物体的特性的量测设备，包括：
光源；和
光学设备，所述光学设备包括：
基板，所述基板具有用于使光通过的孔；
透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及
光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间，所述光学接触结合部与所述孔间隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值，
其中，穿过所述透射型光学元件的光产生干涉图案，所述干涉图案被用于提取所述物体的特性的测量结果。
20.根据方面19所述的量测设备，其中，所述特性是基于所述干涉图案测量的所述物体的高度图，通过反射所述物体的光并使反射光穿过所述光学设备来产生所述干涉图案。
21.根据方面20所述的量测设备，其中，所述物体是由光刻设备成像的晶片。
22.根据方面21所述的量测设备，其中，所述物体的特性是与由所述光刻设备成像的晶片上印制的图案相关联的对准数据。
23.根据方面19所述的量测设备，其中，所述光学接触结合部被形成在所述基板的选定部位处，其中，选定部位距所述孔的距离是由所述光学接触结合部在所述透射型光学元件中引起的应力的函数。
24.根据方面22所述的量测设备，其中，所述选定部位中的一个或更多个部位与所述孔间隔开最远，使得由所述光学接触结合部在所述透射型光学元件中引起的应力的量在所述孔处被最小化。
25.根据方面23所述的量测设备，其中，所述选定部位是所述基板的至少三个凸起部分，所述凸起部分形成凸起表面，所述凸起表面与所述透射型光学元件一起形成所述光学接触结合部并且所述凸起表面将所述透射型光学元件约束在所述凸起表面的平面中。
26.根据方面24所述的量测设备，其中，所述凸起表面产生介于所述透射型光学元件与所述基板的围绕所述凸起表面的凹陷表面之间的间隙，所述间隙防止所述透射型光学元件与所述基板的所述凹陷表面产生光学接触结合部或防止所述透射型光学元件自然地联结所述凹陷表面。
27.根据方面19至26中任一项所述的量测设备，其中，所述基板的厚度介于1mm与4mm之间，并且所述透射型光学元件的厚度是0.5mm或更小。
28.根据方面19至27中任一项所述的量测设备，其中，所述光学接触结合部与所述孔间隔开，以便以六个自由度约束所述透射型光学元件。
29.根据方面28所述的量测设备，其中，形成所述光学接触结合部，使得所述光的光程差(OPD)被用于产生所述基板的形貌图。
30.一种光刻设备，包括：
光源；和
光学设备，所述光学设备包括：
基板，所述基板具有用于使光通过的孔；
透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及
光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间，所述光学接触结合部与所述孔间隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值，
其中，穿过所述透射型光学元件的光产生干涉图案，所述干涉图案被用于提取与图案化过程相关联的特性的测量结果。
31.根据方面30所述的光刻设备，其中，所述特性是由所述光刻设备图案化的物体的高度图，其中，所述特性基于所述干涉图案来导出，通过反射物体的光并使反射光穿过光学设备来产生所述干涉图案。
32.根据方面31所述的光刻设备，其中，所述特性是对准数据，其中，所述对准数据指示特定层上的图案之间的对准或通过所述光刻设备图案化的所述物体的不同层之间的对准。
33.根据方面30至32中任一项所述的光刻设备，其中，所述光学接触结合部被形成在所述基板的选定部位处，其中，选定部位距所述孔的距离是由所述光学接触结合部在所述透射型光学元件中引起的应力的函数。
34.根据方面33所述的光刻设备，其中，所述选定部位中的一个或更多个部位与所述孔间隔开最远，使得由所述光学接触结合部在所述透射型光学元件中引起的应力的量在所述孔处被最小化。
35.根据方面34所述的光刻设备，其中，所述选定部位是所述基板的至少三个凸起部分，所述凸起部分形成凸起表面，所述凸起表面与所述透射型光学元件一起形成所述光学接触结合部并且所述凸起表面将所述透射型光学元件约束在所述凸起表面的平面中。
36.根据方面31所述的光刻设备，其中，所述凸起表面产生介于所述透射型光学元件与所述基板的围绕所述凸起表面的凹陷表面之间的间隙，所述间隙防止所述透射型光学元件与所述基板的所述凹陷表面产生光学接触结合部或防止所述透射型光学元件自然地联结所述凹陷表面。
37.根据方面30至36中任一项所述的光刻设备，其中，所述基板的厚度介于1mm与4mm之间，并且所述透射型光学元件的厚度是0.5mm或更小。
38.根据方面30至37中任一项所述的光刻设备，其中，所述光学接触结合部与所述孔间隔开，以便以六个自由度约束所述透射型光学元件。
虽然本文公开的构思可以被用于在衬底(诸如硅晶片)上成像，但是应理解，所公开的构思可以与任何类型的光刻成像系统一起使用，例如用于在除了硅晶片以外的衬底上成像的光刻成像系统。
上文的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下文所附的权利要求书的范围的情况下，可以如所描述地进行修改。

Claims (20)

1.一种光学设备，包括：
基板，所述基板具有用于使光通过的孔；
透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及
光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间，所述光学接触结合部与所述孔间隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值。
2.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述光学接触结合部被形成在所述基板的选定部位处，其中，选定部位距所述孔的距离是由所述光学接触结合部在所述透射型光学元件中引起的应力的函数。
3.根据权利要求2所述的光学设备，其中，所述选定部位中的一个或更多个部位与所述孔间隔开最远，使得由所述光学接触结合部在所述透射型光学元件中引起的应力的量在所述孔处被最小化。
4.根据权利要求3所述的光学设备，其中，所述选定部位是所述基板的至少三个凸起部分，所述至少三个凸起部分形成凸起表面，所述凸起表面与所述透射型光学元件一起形成所述光学接触结合部并且所述凸起表面将所述透射型光学元件约束在所述凸起表面的平面中。
5.根据权利要求4所述的光学设备，其中，所述凸起表面产生介于所述透射型光学元件与所述基板的围绕所述凸起表面的凹陷表面之间的间隙，所述间隙防止所述透射型光学元件与基板的所述凹陷表面产生光学接触结合部或防止所述透射型光学元件自然地联结所述凹陷表面。
6.根据权利要求5所述的光学设备，其中，所述基板的所述凹陷表面比所述基板的所述凸起表面相对更粗糙。
7.根据权利要求6所述的光学设备，其中，所述基板的所述凹陷表面被喷砂处理。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的光学设备，其中，通过掩蔽所述选定部位并酸性蚀刻所述基板而产生所述凹陷表面，所述掩蔽减小了所述选定部位的所述凸起表面的面积，使得由接触所引起的应力相较于在所述凹陷表面处的应力被减小。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的光学设备，其中，所述透射型光学元件和所述基板两者的表面粗糙度在形成所述光学接触结合部的部分处小于5nm。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学设备，其中，所述孔是所述基板中的矩形切口。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学设备，其中，所述基板的厚度大于所述透射型光学元件的厚度。
12.根据权利要求11所述的光学设备，其中，所述基板的厚度介于1mm与4mm之间，并且所述透射型光学元件的厚度是0.5mm或更小。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的光学设备，其中，所述光学接触结合部与所述孔分隔开，以便以六个自由度约束所述透射型光学元件。
14.根据权利要求13所述的光学设备，其中，所述六个自由度包括：
分别沿x轴、y轴和z轴的三个平移方向，和
分别绕x轴、y轴和z轴的三个转动方向。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的光学设备，其中，所述光学接触结合部是在联结在一起且纯粹由分子间作用力保持的两个紧密共形的表面之间的无胶结合部。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的光学设备，其中，所述可接受的应力阈值与所述透射型光学元件的受到所述孔处的应力影响的光学性质相关联。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的光学设备，其中，在所述选定部位处的所述光学接触结合部使由穿过所述孔和所述透射型光学元件的所述光所引起的双折射效应最小化。
18.根据权利要求17所述的光学设备，其中，所述双折射效应是用于产生所述基板的形貌图的所述光的光程差(OPD)。
19.一种用于测量物体的特性的量测设备，包括：
光源；和
光学设备，所述光学设备包括：
基板，所述基板具有用于使光通过的孔；
透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及
光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间，所述光学接触结合部与所述孔间隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值，
其中，穿过所述透射型光学元件的所述光产生干涉图案，所述干涉图案被用于提取所述物体的特性的测量结果。
20.一种光刻设备，包括：
光源；和
光学设备，所述光学设备包括：
基板，所述基板具有用于使光通过的孔；
透射型光学元件，所述透射型光学元件覆盖所述基板的所述孔；以及
光学接触结合部，所述光学接触结合部位于所述基板与透射型光学元件之间，所述光学接触结合部与所述孔间隔开足够的距离，使得所述透射型光学元件中的从所述光学接触结合部到所述孔的应力低于可接受的应力阈值，
其中，穿过所述透射型光学元件的所述光产生干涉图案，所述干涉图案被用于提取与图案化过程相关联的特性的测量结果。
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