專利名稱：用于測量光學(xué)成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)測量的測量系統(tǒng)，該光學(xué)成像系統(tǒng)被提供以使得設(shè)置在該成像系統(tǒng)的目標(biāo)表面的圖形成像到該成像系統(tǒng)的圖像表面，該成像系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為用于借助浸液成像的浸液系統(tǒng)，該浸液設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)和圖像側(cè)中的至少一個(gè)上。
背景技術(shù)：
在許多技術(shù)和研究領(lǐng)域中，光學(xué)成像系統(tǒng)被使用，關(guān)于它們的成像質(zhì)量有越來越高的要求。一個(gè)例子是半導(dǎo)體元件和其它精細(xì)結(jié)構(gòu)元件的光刻生產(chǎn)，其中，借助于高功率的投影物鏡，在深紫外線范圍(DUV)的工作波長處，能生產(chǎn)亞微米范圍的結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種具有大量光學(xué)元件的成像系統(tǒng)的復(fù)雜光學(xué)結(jié)構(gòu)，所以對于初次生產(chǎn)的調(diào)整和在任何必要的維護(hù)工作期間，需要測量成像系統(tǒng)發(fā)生的圖像缺陷。用于這種測試的測量系統(tǒng)和方法的精確度在這種情況下通常與成像系統(tǒng)的成像精確度的要求相匹配。
經(jīng)常使用的測量系統(tǒng)包括，設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)上的、具有目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)的目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體，和設(shè)置在成像系統(tǒng)的圖像側(cè)上的、具有圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)的圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體，該目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)和該圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)以這種方式彼此匹配當(dāng)目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)借助于成像系統(tǒng)在圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)上成像時(shí)，產(chǎn)生疊加圖形。用于疊加圖形的局部分辨采集的檢測器和與其連接的用于從疊加圖形中確定至少一個(gè)描述成像系統(tǒng)圖像質(zhì)量的成像參數(shù)的計(jì)算裝置，被用于產(chǎn)生測量值，該值允許得出關(guān)于成像系統(tǒng)獲得的圖像質(zhì)量的結(jié)論，并且從該值能導(dǎo)出成像系統(tǒng)的最優(yōu)化的預(yù)定義。
德國專利申請DE10109929(與該申請人的專利申請US2002/0001088A1相對應(yīng))中描述了以用于波前采集的錯(cuò)位干涉儀的方式工作的裝置。在該測量系統(tǒng)中，用非相干光照射的目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體設(shè)置在要被測試的成像系統(tǒng)的目標(biāo)表面，且具有設(shè)置穿過成像系統(tǒng)的測量輻射的預(yù)定相干程度的任務(wù)，并因此稱作相干掩模。提供的該相干掩模例如由石英玻璃制造的透明載體，目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)以二維結(jié)構(gòu)的鉻涂層形式施加在其上。設(shè)置在成像系統(tǒng)的圖像表面的是圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體，該載體具有用作衍射光柵的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)。這同樣能由鉻層所形成，其施加到透明的石英玻璃載體上。作為衍射產(chǎn)生的波疊加的結(jié)果，產(chǎn)生了剪切圖(shearogram)形式的疊加圖形，其借助于下游連接的局部分辨檢測器來獲得，然后被計(jì)算。類似的測量系統(tǒng)由EP1231517A1所公開。
對于波前測量，如果同樣的輻射的使用也用于打算使用的成像系統(tǒng)中，例如DUV范圍的紫外光，測量方法的意義是特別重大的。出于這個(gè)目的，測量系統(tǒng)能集成入微光刻投影曝光系統(tǒng)，以致于，對于投影物鏡的測量，能夠使用在生產(chǎn)作業(yè)期間也使用的同樣的照射系統(tǒng)。在外部測量情況下，能使用具有同樣類型或類似類型的照明系統(tǒng)的獨(dú)立測量系統(tǒng)。
其它的干涉儀同樣能使用，例如Ronchi型或Twyman-Green型干涉儀。此外，點(diǎn)衍射干涉儀(PDI)作為測量系統(tǒng)也是常見的。文獻(xiàn)US6307635B1或WO0242728A1中示出了實(shí)例。設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)上的目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)具有針孔，其設(shè)置在目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體上且用于從照射輻射產(chǎn)生球面波。成像系統(tǒng)的圖像側(cè)上還設(shè)置有另一針孔結(jié)構(gòu)，其中，除了針孔之外，還提供了允許樣品波自由穿過的另一個(gè)較大的第二開口。作為更進(jìn)一步的測量結(jié)構(gòu)，尤其是設(shè)置在目標(biāo)表面和成像物鏡之間或在成像物鏡和圖像表面之間的測量結(jié)構(gòu)，提供衍射光柵用作分束器。針孔掩模和衍射光柵的精細(xì)結(jié)構(gòu)能由在透明載體上的微結(jié)構(gòu)涂層形成。
其它的測量系統(tǒng)和方法，尤其是用于測量光學(xué)成像系統(tǒng)失真的系統(tǒng)和方法，利用莫爾效應(yīng)為基礎(chǔ)。在這種情況下，目標(biāo)光柵設(shè)置在要被測試的成像系統(tǒng)的目標(biāo)表面，并且，例如包括形成目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)的大量平行的不透明的線。在圖像平面中，設(shè)置與目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)相似的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)，該目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)和該圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)彼此匹配，同時(shí)考慮成像系統(tǒng)的成像比例，使得當(dāng)目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)成像在圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)上時(shí)，產(chǎn)生具有莫爾條紋的莫爾圖形形態(tài)的疊加圖形。從用局部分辨檢測器取得的條紋圖案的強(qiáng)度分布中，能確定例如對于失真的成像參數(shù)。莫爾方法是公知的，例如根據(jù)專利US5769954、US5973773或EP0418054。
此外，除上述的測量結(jié)構(gòu)之外并獨(dú)立于后者，可能需要在圖像平面內(nèi)提供隔膜結(jié)構(gòu)，以用于使圖像場的不期望的影響遠(yuǎn)離測量系統(tǒng)的檢測元件，從而使雜光的誤差影響最小化。該隔膜結(jié)構(gòu)也優(yōu)選地也由涂敷有構(gòu)造的鉻的透明基板來形成。
就用于微光刻的投影物鏡而言，嘗試通過各種措施將分辨率提高到這樣一種程度能生產(chǎn)越來越精細(xì)的結(jié)構(gòu)，例如100nm或更小的數(shù)量級(jí)。為了該目的，首先投影物鏡的圖像側(cè)數(shù)值孔徑(NA)要增加至在NA＝0.8或以上的范圍內(nèi)的值。其次，要使用越來越短的紫外光波長，例如193nm或157nm的激光波長。
有通過將具有高折射率的浸液引入到投影物鏡的末端圖像側(cè)光學(xué)元件和待曝光的基板之間的空間中，來改進(jìn)達(dá)到的分辨率的方案。該技術(shù)稱為浸液光刻；用于該目的的投影物鏡被稱作浸沒物鏡。浸液光刻的理論優(yōu)勢在于數(shù)值孔徑可能增加到NA＞1的值，因此可能提高分辨率或改進(jìn)聚焦深度。這能通過不改變真空波長來實(shí)現(xiàn)，從而使得為相應(yīng)的波長而建立的光產(chǎn)生技術(shù)、光學(xué)材料的選擇技術(shù)、涂敷技術(shù)等很大成度上無變化的變換。使用浸液介質(zhì)對于使用具有在NA＝1或以上區(qū)域中的極高的數(shù)值孔徑的投影物鏡是附加的前提。
對于193nm，具有n1≈1.437的折射率的超純水突出為適合的浸液。對于157nm，目前喜歡用基于全氟聚醚(PFPE)的浸液。一種測試的浸液在157nm具有n1＝1.37的折射率(參見M.Switkes和M.Rothschild在2001年11/12月的J.Vac.Sci.Technol.B19(6)的第1ff頁上發(fā)表的文章“Immersion Lithography at157nm”)。
因?yàn)?，為了有意義的測量結(jié)果，在類似于計(jì)劃使用的條件或與該條件相同的條件下執(zhí)行成像系統(tǒng)的測量是有利的，已經(jīng)嘗試了調(diào)整為干燥系統(tǒng)而設(shè)立的測量技術(shù)為浸沒物鏡的測量。在本申請人的未公布的專利申請DE10261775.9中，例如為了以能產(chǎn)生裝浸液的浸液室的方式界定在目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體和成像系統(tǒng)之間的間隙和/或在圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體和成像系統(tǒng)之間的間隙，介紹了測量系統(tǒng)，其適合于浸液系統(tǒng)測量在于提供了至少在測量期間形成流體室的手段。該專利申請所公開的內(nèi)容作為參考引入本說明書中。
根據(jù)本發(fā)明人的觀察，在浸液條件下的測量期間，可能發(fā)生測量精確度的逐漸惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在開始時(shí)提及類型的測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)適合于測量浸沒成像系統(tǒng)并通過浸液避免損害測量精確度。
作為該目的的解決方案，根據(jù)一種方案，本發(fā)明提供一種用于光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)測量的測量系統(tǒng)，該光學(xué)成像系統(tǒng)被提供以使設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)表面中的圖案成像到成像系統(tǒng)的圖像表面中，該成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)為借助于設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)和圖像側(cè)的至少一個(gè)上的浸液來成像的浸液系統(tǒng)。測量系統(tǒng)包括至少一個(gè)具有測量結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)載體，將該結(jié)構(gòu)載體設(shè)置在浸液區(qū)域中，給該結(jié)構(gòu)載體分配保護(hù)系統(tǒng)，從而增加測量結(jié)構(gòu)對由浸液引起的降解的抵抗力。
優(yōu)選地，測量系統(tǒng)包括，設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)上的具有目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)的目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體；設(shè)置在成像系統(tǒng)的圖像側(cè)上的具有圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)的圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體；該目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)和該圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)以這樣的方式彼此匹配當(dāng)目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)借助于成像系統(tǒng)在圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)上成像時(shí)，產(chǎn)生疊加圖案；和用于疊加圖案的局部分辨采集的檢測器；其中提供目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體和圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體中的至少一個(gè)設(shè)置在浸液區(qū)域，并給目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體和圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體中的至少一個(gè)分配保護(hù)系統(tǒng)，從而提高測量結(jié)構(gòu)對由浸液引起的降解的抵抗力。
如開始時(shí)所提到的，在光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、限制(qualification)和特征化期間，可能需要測量在這種工作模式中的成像系統(tǒng)，該工作模式借助于假定在成像系統(tǒng)的圖像表面區(qū)域使用圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)的測量技術(shù)。例如，該測量技術(shù)為前述的莫爾測量技術(shù)、點(diǎn)衍射測量技術(shù)或錯(cuò)位干涉測量。
如果待限定的成像系統(tǒng)是浸液系統(tǒng)，在有用的工作期間將浸液提供到末端圖像側(cè)光學(xué)元件和圖像表面之間時(shí)，為了達(dá)到有意義的測量結(jié)果，要用在工作期間使用的浸液或光學(xué)上類似的浸液，部分或完全地填充在成像系統(tǒng)的末端光學(xué)元件和用于測量的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)之間的間隙，是有利的。
在許多已知的測量系統(tǒng)中，圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)由構(gòu)造的薄層所形成，其施加在通常透明的基板上。結(jié)構(gòu)載體可以例如由石英玻璃或氟化物晶體材料的基板形成，其中構(gòu)造的以形成期望的測量結(jié)構(gòu)的金屬層，例如通過蝕刻，施加在基板表面上。典型的例子為玻璃基板上的鉻層。由如下事實(shí)會(huì)產(chǎn)生問題金屬的結(jié)構(gòu)直接暴露于浸液中，同時(shí)在浸液操作期間暴露于短波測量輻射。在試驗(yàn)中，在這些條件下，能確定鉻層的逐漸降解，其導(dǎo)致受影響的測量結(jié)構(gòu)的逐漸改變，因此也導(dǎo)致由后者得到的光學(xué)效應(yīng)。這樣，會(huì)以難以監(jiān)測的方式削弱測量的精確度。
如果用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)系統(tǒng)保護(hù)受到降解威脅的測量結(jié)構(gòu)不受浸液介質(zhì)的化學(xué)和物理侵蝕，則能避免這些問題。應(yīng)以這樣的方式設(shè)計(jì)和設(shè)置保護(hù)系統(tǒng)受到降解威脅的結(jié)構(gòu)載體的測量結(jié)構(gòu)由保護(hù)系統(tǒng)隔離，沒有關(guān)于浸液的不可控制的光學(xué)條件的損害。結(jié)果，對于在浸液下的測量條件，能產(chǎn)生受威脅的測量結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性，以致于在接近實(shí)際使用的工作條件下的高精確的測量成為可能。
結(jié)構(gòu)載體通常包括優(yōu)選地對測量輻射透明的基板、施加在基板的至少一個(gè)基板表面上以形成測量結(jié)構(gòu)的涂層。該涂層可以二維結(jié)構(gòu)化，例如通過微光刻方法或直接構(gòu)造成的方法，以致于在基本透明的區(qū)域旁邊有基本上不透明(輻射不可穿過)的區(qū)域。尤其對于在紫外區(qū)域的應(yīng)用，容易構(gòu)造的金屬或金屬合金的薄涂層已證明是值得的；尤其鉻或含有鉻的金屬是有益的。
保護(hù)系統(tǒng)能設(shè)置在面向遠(yuǎn)離基板處的涂層一側(cè)上，在一些實(shí)施例中，還覆蓋了基板的未涂敷區(qū)域，在另一些實(shí)施例中則基本上僅覆蓋涂層本身。保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)選以這種方式相對于形成結(jié)構(gòu)的涂層和基板來施加形成結(jié)構(gòu)的涂層以基本上到處都不能透過液體的方式被密封在基板和保護(hù)系統(tǒng)之間。這樣，能提供受降解威脅的涂層材料的密封，這能確保在浸液測量條件下的結(jié)構(gòu)載體的長期穩(wěn)定性。
在一種方案中，保護(hù)系統(tǒng)包括至少一層對測量輻射透明的保護(hù)層。特別地，該保護(hù)系統(tǒng)能專門由保護(hù)層形成。保護(hù)層能用合適的薄層工藝(例如CVD、PVD或相關(guān)涂膜工藝)來生產(chǎn)，并直接沉積在待保護(hù)的測量結(jié)構(gòu)上。在另一種方案中，形成測量結(jié)構(gòu)的金屬涂層的電鍍涂層具有一種金屬，該金屬對于浸液比該涂層的材料更加化學(xué)穩(wěn)定。也可能從形成測量結(jié)構(gòu)的金屬涂層的材料的反應(yīng)產(chǎn)物中形成保護(hù)層，從而形成鈍化層形式的堅(jiān)固粘附的保護(hù)層。
保護(hù)層能由單一材料層形成。它能是，例如，由透明的固體材料制成的基本上平面平行的板，或用薄層工藝形成的薄的單層。保護(hù)層也能包括接連地設(shè)置的多個(gè)材料層，且例如能形成為介電交替層系統(tǒng)或涂層板。
在一種方案中，保護(hù)層包括至少一層基本上不滲透浸液的阻擋層。該阻擋層能由至少一種阻擋層材料構(gòu)成，該材料對于浸液基本上是耐化學(xué)腐蝕的且基本上沒有能從背向基板的阻擋層外側(cè)穿過到面向該結(jié)構(gòu)的阻擋層側(cè)的孔。借助于阻擋層，可能防止浸液任何實(shí)質(zhì)程度地滲透至被保護(hù)的測量結(jié)構(gòu)。阻擋層能被單獨(dú)提供或與其它材料層組合提供。阻擋層能形成為單層或多層。
在一種方案中，阻擋層基本上由具有高填充密度的氧化材料構(gòu)成。特別有利的是使用二氧化硅(SiO2)，因?yàn)樵摬牧显诘椭?93nm處還能用作干涉層系統(tǒng)中的免吸收的低折射率材料，且給定適合的涂敷技術(shù)，例如離子濺射，則能基本上沒有孔的施加該材料。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供的保護(hù)層是二氧化硅的單層。幾十納米的幾何層厚度，例如約30nm至約100nm之間，是目前認(rèn)為合適的。
保護(hù)層能夠以這樣的方式設(shè)計(jì)除了在此最重要的抗浸液化學(xué)-物理侵蝕的保護(hù)作用以外，還有可定義的光學(xué)作用，例如用于保護(hù)層和浸液之間的固-液界面的減少反射的作用。
保護(hù)層能包括至少一層具有至少一種氟化物材料的阻擋層，其基本上對相應(yīng)的工作波長透明，且基本上不溶于浸液介質(zhì)。特別地，根據(jù)工作波長，阻擋層能包括以下材料中的至少一種，或基本上由這樣一種材料構(gòu)成氟化錒(AcF3)，氟化鉍(BiF3)，氟化鉺(ErF3)，氟化銪(EuF3)，氟化釓(GdF3)，氟化鈥(HoF3)，氟化鉀鎂(KMgF3)，氟化鑭(LaF3)，氟化鈉釔(NaYF4)，氟化釹(NdF3)，氟化釤(SmF3)，氟化鋱(TbF3)，氟化鈦(TiF3)，氟化銩(TmF3)，氟化釩(VF3)，氟化鐿(YbF3)，氟化釔(YF3)。所述的所有這些材料都適用于低至193nm。特別地，稀土氟化物ErF3，GdF3，LaF3和KMgF3還能用在157nm處。
對于保護(hù)層，還可能包括至少一層阻擋層，該阻擋層含有以下氧化物材料中的至少一種或基本上由這些材料中的一種構(gòu)成二氧化硅(SiO2)，氧化鋁鎂(MgAl2O4)，氧化鋁(Al2O3)，二氧化鎢(WO2)，三氧化鎢(WO3)。這里所有的材料都適用于193nm；如果選擇小的層厚度，SiO2還能用于157nm。
保護(hù)系統(tǒng)也可能是配備在待保護(hù)的測量結(jié)構(gòu)和浸液之間的單獨(dú)組件，如果需要的話能離測量結(jié)構(gòu)一段距離?？赡艹霈F(xiàn)的間隙能例如填充液體或氣體，該液體比浸液的侵蝕性小。保護(hù)系統(tǒng)能包括在測量結(jié)構(gòu)和浸液之間的透明的平面平行的板，在測量期間，該板直接設(shè)置在測量結(jié)構(gòu)上或設(shè)置為距離測量結(jié)構(gòu)一段距離。該板的支撐結(jié)構(gòu)，如環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)，當(dāng)其適當(dāng)放置時(shí)，能橫向密封待保護(hù)的測量結(jié)構(gòu)，以致于該測量結(jié)構(gòu)被由板和支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)成的保護(hù)系統(tǒng)以液體不能透過的方式密封。
在用于干燥系統(tǒng)的常規(guī)測量系統(tǒng)中，測量結(jié)構(gòu)的光學(xué)涂層通常被省略，因?yàn)橥繉訒?huì)改變待測試的光束的光學(xué)特性。為了通過保護(hù)系統(tǒng)最小程度損害測量結(jié)果，在測量系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中，對整個(gè)系統(tǒng)的測量值進(jìn)行規(guī)定，由保護(hù)系統(tǒng)的作用來校正，從而得出關(guān)于被測量成像系統(tǒng)特性的精確結(jié)果。為此，優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)算裝置包括用于計(jì)算疊加圖案的計(jì)算程序和校正程序，校正程序考慮在疊加圖案的結(jié)構(gòu)上的保護(hù)系統(tǒng)的光學(xué)效應(yīng)的計(jì)算。
校正能基于代數(shù)或射束的光學(xué)計(jì)算，通過保護(hù)系統(tǒng)在透照區(qū)域的厚度、材料或材料組合以及折射率或折射率的組合將保護(hù)系統(tǒng)的特性納入考慮。通過對無保護(hù)但其他相同的載體結(jié)構(gòu)的比較測量可以實(shí)驗(yàn)確定保護(hù)系統(tǒng)對其他變量中的測量結(jié)果的作用。
本發(fā)明還涉及一種用于光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)測量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)載體，該結(jié)構(gòu)載體具有至少一種測量結(jié)構(gòu)。這例如是衍射光柵、用于莫爾測量方法的線結(jié)構(gòu)，或具有至少一個(gè)針孔的測量結(jié)構(gòu)。為了保護(hù)測量結(jié)構(gòu)防止浸液出現(xiàn)在基板使用之處，由保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)測量結(jié)構(gòu)，從而提高測量結(jié)構(gòu)對浸液導(dǎo)致的降解的抵抗力。保護(hù)系統(tǒng)能例如由薄石英單層來形成，其優(yōu)選沒有從保護(hù)層的自由表面穿過到待保護(hù)的測量結(jié)構(gòu)的孔。
除了權(quán)利要求之外，這些和其它特征也能從說明書和附圖中顯示出來，對于每種情況下的單獨(dú)特征而言，在本發(fā)明的實(shí)施例和其它領(lǐng)域中，能夠獨(dú)立地或以多個(gè)再組合的形式實(shí)施，而且能夠表示有利的、固有地能夠保護(hù)的實(shí)施例。本發(fā)明的具體實(shí)施例用附圖示出，并將在下文中更詳細(xì)的闡述。


圖1是用于浸沒投影物鏡的光學(xué)測量的錯(cuò)位干涉測量系統(tǒng)的實(shí)施例的側(cè)視示意圖，該投影物鏡集成入微光刻投影曝光系統(tǒng)；圖2是設(shè)置在圖1所示的測量系統(tǒng)的圖像側(cè)上的元件細(xì)節(jié)圖，該測量系統(tǒng)具有由石英保護(hù)層保護(hù)的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)；圖3是用于浸沒投影物鏡的測量系統(tǒng)的側(cè)視示意圖，該測量系統(tǒng)通過點(diǎn)衍射干涉儀來測量；圖4是圖3的點(diǎn)衍射干涉儀的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)的透視示意圖；圖5是測量系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中設(shè)置在圖像側(cè)上的元件細(xì)節(jié)圖，該測量系統(tǒng)具有由石英玻璃制成的平板保護(hù)的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)；
圖6是由電鍍產(chǎn)生的保護(hù)層保護(hù)的線光柵的示意圖；而圖7是由電鍍產(chǎn)生的保護(hù)層保護(hù)的棋盤形衍射光柵的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中示意性圖示的測量系統(tǒng)100用于投影物鏡150的光學(xué)測量，該投影物鏡引入微光刻投影曝光系統(tǒng)中，其設(shè)計(jì)為借助于193nm工作波長下的浸液光刻生產(chǎn)精細(xì)構(gòu)造的半導(dǎo)體元件。由復(fù)數(shù)個(gè)透鏡構(gòu)成并用作縮小物鏡的投影物鏡150，由入口端透鏡151和出口端透鏡152示意性地表示，并且在打算使用時(shí)，用于使設(shè)置在其目標(biāo)平面155上的結(jié)構(gòu)承載掩模(劃線板)的圖案成像到投影物鏡的圖像平面156上，其中具有施加在要構(gòu)造的半導(dǎo)體晶片上的光敏層。為此，借助于照射系統(tǒng)140照射劃線板，該照像系統(tǒng)由用作主要光源的激光器的輻射形成了與投影物鏡的焦闌條件匹配的照射輻射。
為了生產(chǎn)操作和測量操作之間的變化，劃線板，例如承載半導(dǎo)體元件特定層的布圖的劃線板，由測量系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體110所代替，其中目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)111施加于該測量系統(tǒng)上。作為晶片的替代品，具有圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)121的圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體120安裝在圖像平面156的區(qū)域中。后者被設(shè)計(jì)成一種局部分辨檢測器130，其完全與圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體120一同變化，或者能夠永久安裝在圖像平面下面。
在被測量的成像系統(tǒng)150的目標(biāo)側(cè)，成像系統(tǒng)因此包括投影曝光系統(tǒng)的照射系統(tǒng)140和具有目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)111的目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體110，該目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)111用作相干掩模，用于插入投影物鏡150的測量輻射的相干性的規(guī)定設(shè)置。出于這一目的，將目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)111設(shè)置在目標(biāo)平面155中。適合的相干掩模的構(gòu)造例如在專利申請US2002/0001088A1中有描述，其內(nèi)容作為參考引入本說明書中。
圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)121設(shè)置在成像系統(tǒng)150的圖像側(cè)，在成像系統(tǒng)150的圖像平面內(nèi)，該結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為衍射光柵，并因此具有光柵結(jié)構(gòu)，該光柵結(jié)構(gòu)的尺寸如線寬和線間隔)為測量輻射的波長的數(shù)量級(jí)(。如移動(dòng)箭頭B所示，將具有衍射光柵121的圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體設(shè)置為使得其能在投影物鏡150的圖像平面內(nèi)橫向移動(dòng)。
跟蹤輻射方向上衍射光柵的檢測器130包括二維延伸的、局部分辨光敏檢測器元件132。設(shè)置在衍射光柵和檢測器元件之間的是顯微物鏡131，其以一種環(huán)形裝配方式與檢測器元件一同安裝。顯微物鏡131設(shè)計(jì)為使投影物鏡的光瞳153的區(qū)域成像在檢測器元件132上，其例如實(shí)現(xiàn)為錄像機(jī)的CCD陣列。檢測器元件記錄的錯(cuò)位干涉儀干涉圖案在計(jì)算單元160中計(jì)算，從而確定表示投影物鏡的成像特性和/或其成像缺陷或波像差的成像參數(shù)。
這種錯(cuò)位干涉儀的功能在這一程度上是公知的，因此不再詳細(xì)描述。
測量系統(tǒng)的特殊特征在于其是為了浸沒物鏡150的測量而設(shè)計(jì)，其中在打算用于半導(dǎo)體生產(chǎn)時(shí)，投影物鏡的出口面和設(shè)置在涂敷于晶片上的抗蝕劑層的圖像平面121中的表面之間的窄間隔用浸液填充，該浸液與空氣或真空相較是高折射的。這樣，就能增加分辨率和聚焦深度而不改變真空工作波長。
為了能在打算使用投影物鏡時(shí)成功的光學(xué)條件下執(zhí)行測量，將測量系統(tǒng)100調(diào)節(jié)為與浸液操作相符。出于這一目的，為了測量，借助于波紋管170或其它適合形成流體室的設(shè)備，在物鏡出口和圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)111之間形成流體室，以致于，在測量期間，示例情況下由超純水構(gòu)成的浸液171，能設(shè)置在物鏡出口和衍射光柵之間。任意地，圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體120和檢測器130之間的間隙也能填充浸液176，其對于數(shù)值孔徑NA＞1的測量而言是必不可少的。這種情況下，還能將波紋管設(shè)備或其它形成流體室的設(shè)備提供到衍射光柵載體120和檢測器之間。
應(yīng)當(dāng)指出，將浸液放入感興趣的間隙并保持在那的方式對本發(fā)明而言是不重要的。給定適合的小的間隙軸向范圍，則能有足夠的毛細(xì)管作用力以將浸液保持在間隔中(參見圖2)。
在圖2中，詳細(xì)展示了測量系統(tǒng)100的圖像側(cè)部分。圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體120包括平面平行的板122，其由對使用的測量輻射透明的材料制成，并且該材料在用于193nm的測量系統(tǒng)中通常為合成石英玻璃，在用于157nm的系統(tǒng)中通常為氟化鈣。衍射光柵121由鉻微結(jié)構(gòu)涂層形成，其涂敷在平基板表面上以指向投影物鏡。用于衍射光柵的可能的結(jié)構(gòu)的例子，例如類似棋盤形的衍射光柵，在US2002/0001088A1中示出。
存在這樣的危險(xiǎn)性在短波測量輻射的作用下，形成衍射光柵121的鉻層如果相對持久地與浸液接觸會(huì)被損害，以致于，例如，由于鉻的溶解或分離結(jié)果和/或由于浸液和鉻之間的反應(yīng)產(chǎn)物的沉積的結(jié)果，線寬和/或線間隔會(huì)逐漸改變。為了避免這些損害測量精確度的降解現(xiàn)象，由保護(hù)系統(tǒng)125保護(hù)衍射光柵123不受浸液介質(zhì)的侵蝕。保護(hù)系統(tǒng)125由石英(SiO2)單層保護(hù)層形成，其在涂層121結(jié)構(gòu)化以形成結(jié)構(gòu)之后的薄層工藝中，通過氣相沉積等以這樣的方式施加到涂層上保護(hù)層以在背向基板側(cè)和在側(cè)邊上的保護(hù)方式覆蓋衍射光柵涂層。敏感的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)121因此由保護(hù)性石英圍繞著所有側(cè)面且由此密封。
借助于適當(dāng)?shù)墓に嚬芾?，在石英?25的離子輔助生產(chǎn)期間，石英層125基本上沒有孔或沒有從面向浸液的外側(cè)穿直至保護(hù)性金屬涂層121的孔。因?yàn)楸Ｗo(hù)層的透明石英材料還對水是耐化學(xué)腐蝕的，所以能確保由不溶于液體的阻擋層125對敏感的測量結(jié)構(gòu)121的持久保護(hù)并確保液體不能透過。
已經(jīng)示出了，具有適當(dāng)厚度(例如30nm-100nm)的單層的石英涂層滿足作為保護(hù)層需要的邊界條件。這些條件包括輻射穩(wěn)定性、對所用測量輻射的足夠的透明度、對于浸液和可溶于其中的物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性、和/或?qū)τ谟奢椛浜?或溶于浸液的物質(zhì)產(chǎn)生的浸液的反應(yīng)產(chǎn)物的化學(xué)穩(wěn)定性。此外，提供密封特性，其對于保護(hù)層的有效性而言，像對于衍射光柵和(化學(xué)性質(zhì)相同的)基板的鉻材料的化學(xué)穩(wěn)定性一樣重要。其它適合的層系統(tǒng)在本申請人于2003年12月19日提交的臨時(shí)美國申請US60/530623中說明，其內(nèi)容作為參考引入本說明書中。
在本實(shí)施例中的干涉圖的計(jì)算中，考慮到這一事實(shí)保護(hù)層125具有光學(xué)效應(yīng)，其疊加在實(shí)際要尋求的成像系統(tǒng)的光學(xué)特性上。對于第一近似值，在這種情況下，考慮將保護(hù)層作為衍射光柵上的平面平行板，其對成像系統(tǒng)的波前提供球面對稱作用。并入計(jì)算單元中的計(jì)算程序包括考慮該效應(yīng)的校正程序，其相應(yīng)于球面像差的引入。為此，在關(guān)于平板作用的公知關(guān)系的基礎(chǔ)上(參見，例如，Schrder編著的教科書“Technische Optik”[Technical Optics]，VogelBuchverlag，第8版，(1998))，通過利用保護(hù)層的光學(xué)特性，例如厚度和折射率，借助于代數(shù)或射束光學(xué)計(jì)算來確定保護(hù)層對測量結(jié)果的作用，并將得到的校正值考慮到計(jì)算修正量中。
在其它校正方法中，執(zhí)行測量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。出于這一目的，通過具有保護(hù)層的衍射光柵和未涂敷而其他相同的衍射光柵的比較測量，能實(shí)驗(yàn)性確定保護(hù)層對測量結(jié)果的作用。然后在干涉圖的計(jì)算期間考慮該作用。比較測量能在不同的結(jié)構(gòu)載體上進(jìn)行。對于待比較的結(jié)構(gòu)而言，也可以位于同樣的結(jié)構(gòu)載體上。未涂敷的比較結(jié)構(gòu)例如能由同樣的基板載體的未涂敷或沒有保護(hù)層的部分來形成。這樣的話，在現(xiàn)場比較測量是可能的，其結(jié)果與測量期間的光學(xué)條件動(dòng)態(tài)相連。
測量結(jié)果上的保護(hù)層待校正的影響越小，保護(hù)層和浸液之間的折射率差就越小。對于在193nm處具有約1.437的折射率的超純水浸液，這能通過由具有與石英(n≈1.56)相比較低的(平均)折射率的保護(hù)層材料制備來實(shí)現(xiàn)。例如，能夠使用具有低折射率氟化物材料，如上述稀土氟化物材料的保護(hù)層。
還應(yīng)當(dāng)注意，對于下述事實(shí)石英涂層也是有利的在193nm浸液光刻中，近來嘗試借助于使用提高折射率的添加劑來提高水的折射率。例如，通過添加硫酸鹽、堿金屬如銫、或磷酸鹽到水中，能夠產(chǎn)生折射率高于超純水的離子化的液體(參見Internet publication under the title“‘Doped water’could extend 193-nmimmersion litho”by D.Lammers，http:/www.eetimes.com/semi/news/jan.2004)。這樣，關(guān)于石英層的折射率差能減小至這樣的程度上述校正可能變得不必要了。
在157nm的工作波長處，例如全氟聚醚(PFPE)是適合的，其在157nm處足夠透明，并可與一些目前用在微光刻中的光致抗蝕劑材料兼容。一種測試的浸液在157nm處具有nf＝1.37的折射率。用于抗液體保護(hù)層的適合材料，例如為上述在157nm處透明的稀土氟化物。
具有根據(jù)本發(fā)明保護(hù)的測量結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)載體，對于根據(jù)其它測量原理工作的測量系統(tǒng)也是有用的。例如，目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)和圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)能彼此匹配，以致于當(dāng)目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)在圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)上成像時(shí)，能產(chǎn)生如開始所述的莫爾圖案。與在莫爾系統(tǒng)的情況中根據(jù)圖1的測量系統(tǒng)的衍射光柵結(jié)構(gòu)的一個(gè)區(qū)別在于，目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)的物理相干特性選擇為衍射效應(yīng)在測量中不起任何相關(guān)作用。
在圖3中，示出了測量系統(tǒng)300的實(shí)施例，其構(gòu)造為用于浸液操作的點(diǎn)衍射干涉儀。同樣的或相應(yīng)的特征表示的附圖標(biāo)記，與圖1中的附圖標(biāo)記加200后一樣。
在成像系統(tǒng)350的目標(biāo)側(cè)上，在照射系統(tǒng)340之后，是目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體310，其包括具有針孔312的目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)311，該針孔設(shè)置在目標(biāo)平面355中以產(chǎn)生第一球面波。提供在針孔掩模310和投影物鏡的入口端透鏡351之間的是衍射光柵315形式的分束器，從而產(chǎn)生與第一波相干的第二球面波。可選擇地，分束衍射光柵能設(shè)置在目標(biāo)側(cè)針孔測量結(jié)構(gòu)前面或者設(shè)置在物鏡出口和圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)之間的圖像側(cè)上，同樣是形成為針孔測量結(jié)構(gòu)。出于相移的目的，設(shè)置分束衍射光柵315，以致于其能如運(yùn)動(dòng)箭頭B所示橫向移動(dòng)。
位于圖像平面356中或投影物鏡的圖像平面附近區(qū)域中的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)321(參見圖4)，具有第二針孔322，以通過衍射產(chǎn)生球面基準(zhǔn)波。用于產(chǎn)生基準(zhǔn)波的輻射源于穿過成像系統(tǒng)由衍射光柵315提供的第一或第二球面波的成像，其用實(shí)線和虛線分別示意性地表示在圖3中。除了針孔322之外，成像側(cè)測量結(jié)構(gòu)還具有較大的第二開口323，以允許樣品波自由穿過。這樣，基準(zhǔn)波和樣品波的相干疊加發(fā)生在檢測器元件332的檢測平面上，而且產(chǎn)生的干涉圖案能由檢測器元件332以局部分辨的方式檢測到，并由下游連接的計(jì)算單元360計(jì)算出來。
這里的投影物鏡350還是浸沒物鏡，以致于借助設(shè)置在投影物鏡和圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)321之間的浸液371能有利地進(jìn)行測量，對于浸液376而言，提供在圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體320和檢測器之間也是可能的。
從圖4中能看到，圖像側(cè)結(jié)構(gòu)通過將鉻涂層321涂敷在石英基板325上來形成，其中提供具有與工作波長相當(dāng)?shù)闹睆降尼樋?22和相比較而言大的多的第二開口323，作為挖去部分。以與像針孔322和基準(zhǔn)開口323的透明區(qū)域完全相同的方式，具有約30nm-100nm厚度的封閉的石英保護(hù)層325橫向重疊地覆蓋了由鉻涂層形成的整個(gè)不透明區(qū)域。
根據(jù)圖1和2的實(shí)施例，石英涂層325的光學(xué)效應(yīng)也能考慮到用于校正測量結(jié)果的點(diǎn)衍射干涉圖的計(jì)算中。
圖5示出了設(shè)置在測量系統(tǒng)的另一實(shí)施例的投影物鏡的圖像側(cè)上的元件細(xì)節(jié)圖，該測量系統(tǒng)用于適合浸液操作的錯(cuò)位干涉測量。同樣或相應(yīng)的特征表示的附圖標(biāo)記，與圖2中的附圖標(biāo)記加400后一樣。
在本實(shí)施例中，被保護(hù)以不受浸液571影響的圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)521，與許多常規(guī)測量結(jié)構(gòu)一樣，不具有薄光學(xué)涂層而是未涂敷的。抗浸液的保護(hù)是這樣產(chǎn)生測量結(jié)構(gòu)521由平面平行的透明板525覆蓋，其通過環(huán)繞衍射光柵521設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)526在衍射光柵521上方保持一小段距離。不透液體(liquid-tight)且抗液蝕(liquid-resistant)的支撐環(huán)526的高度尺寸大小使得空腔產(chǎn)生在自承重板525和測量結(jié)構(gòu)之間。平板由這樣的材料構(gòu)成既允許在系統(tǒng)的工作波長下能穿過輻射，而且在照射下對于所用的浸液和可能溶于其中的物質(zhì)或反應(yīng)產(chǎn)物是足夠化學(xué)穩(wěn)定的。在所示的193nm系統(tǒng)中，板525由合成石英玻璃構(gòu)成，在157nm系統(tǒng)中，使用氟化鈣作為板材料。板能在其平板表面的一面或兩面上具有薄光學(xué)層，以減少反射。板和支撐結(jié)構(gòu)526一起，以不透液體方式形成圍繞測量結(jié)構(gòu)的保護(hù)系統(tǒng)。
形成在板525和測量結(jié)構(gòu)521之間的空腔能用氣體或第二浸液填充，這取決于測量條件。在填充第二浸液的情況中，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選這樣選擇，其在工作波長處的照射下不侵蝕形成結(jié)構(gòu)521的鉻涂層材料，并具有比平板低的折射率。這種情況下，有一種可能通過在平板和測量結(jié)構(gòu)之間選擇適當(dāng)?shù)木嚯x，以機(jī)械光學(xué)方式補(bǔ)償成像射束路徑上的平板的光學(xué)效應(yīng)。這種情況下，空腔的高度優(yōu)選為，使得平板525引入的球面像差很大程度上或完全地由低折射率透明液體的基本平面平行的層來補(bǔ)償?？蛇x擇地，在給定空腔的情況下，平板525的厚度通過適當(dāng)?shù)脑偌庸げ襟E，也能與空腔高度匹配。這樣，就能省去前述的測量結(jié)果的校正。使用第二浸液的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于不用考慮用于成像系統(tǒng)的第一浸液571，可選擇一種不侵蝕基板522上的測量結(jié)構(gòu)的液體，即使在照射下，或沒有達(dá)到與第一浸液571相同的程度也是如此。
如果空腔填充氣體，則空腔的補(bǔ)償特性可以很好地滿足，因?yàn)闅怏w具有比透明的固體更低的折射率。在填充氣體的情況下，要預(yù)做安排以保持其在可控正壓下，從而避免平板525在第一浸液571的作用下可能的偏斜。為此，加壓氣體接頭527能提供在支撐環(huán)526上。當(dāng)?shù)诙河糜诳涨恢袝r(shí)，該接頭也能用于給空腔填充液體。在本裝置的改進(jìn)中，第二浸液能通過第二接頭528放掉，從而形成液體通路(liquid circuit)。其具有這樣的優(yōu)點(diǎn)例如由輻射引起的污染，可以由于沖洗效應(yīng)而減少。
用作保護(hù)系統(tǒng)的透明部分的平板525和待保護(hù)的測量結(jié)構(gòu)521之間的距離的確定，出于所述的折射率補(bǔ)償?shù)哪康模绕淠軌蛞砸韵聝煞N方式來進(jìn)行。第一、如果平板的厚度和折射率以及第二浸液或氣體的折射率在工作波長處已知是足夠精確的，用計(jì)算的方式?？蛇x擇地或附加地，通過使用允許連續(xù)調(diào)節(jié)在圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)521和平板525之間的軸向間隔的裝置，能與沒有用上述方法修正而且結(jié)構(gòu)相同的圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體520進(jìn)行對比測量。該設(shè)置優(yōu)選這樣實(shí)現(xiàn)通過一步步地改變，直到具有保護(hù)系統(tǒng)的測量的測量結(jié)果基本上不再不同于沒有保護(hù)系統(tǒng)而具有同樣的測試物鏡的測量。
為了最小化測量結(jié)構(gòu)上的保護(hù)涂層的光學(xué)效應(yīng)，在本發(fā)明的改進(jìn)中，預(yù)作安排以通過機(jī)械步驟再加工保護(hù)層，其中校正由于下面結(jié)構(gòu)層的可能形狀偏差。例如，這種機(jī)械步驟能是拋光處理，用其在保護(hù)層外側(cè)上能產(chǎn)生高度精確的平面并用作輻射入口表面。如果涂層外側(cè)由于涂敷工藝而已經(jīng)是平的，則其可能省去這種機(jī)械步驟。在圖2所示的實(shí)施例中，保護(hù)層125具有光學(xué)平的外表面126，盡管具有金屬層121的不透明區(qū)域和沒有位于它們之間的金屬層121的透明區(qū)域之間的保護(hù)層125的層厚急劇改變。
作為所述保護(hù)涂層的替換，其完全用光學(xué)透明層材料密封基板和形成測量結(jié)構(gòu)的涂層，還可能僅提供結(jié)構(gòu)層的金屬成分，該結(jié)構(gòu)層形成具有適當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)的測量結(jié)構(gòu)。這種方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在入射輻射的光路中沒有射束光學(xué)變化，但是無論如何(取決于測量結(jié)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)尺寸)，會(huì)有衍射特性的細(xì)微結(jié)構(gòu)變化，以致于可期望保護(hù)系統(tǒng)的光學(xué)效應(yīng)相當(dāng)?shù)汀?br> 在一種改進(jìn)中，提供形成具有其它金屬的測量結(jié)構(gòu)的金屬涂層(例如鉻)的電鍍涂層，該其他金屬，例如金，對于浸液更加化學(xué)穩(wěn)定。由于電化學(xué)應(yīng)用，該選擇施加的保護(hù)層僅僅粘附至形成測量結(jié)構(gòu)的涂層(例如鉻)的導(dǎo)電材料上，而不粘附至非導(dǎo)電的基板材料(例如玻璃)。電鍍涂層的前提條件是，待保護(hù)的結(jié)構(gòu)必須能例如通過彼此連接而導(dǎo)電性接觸。在線光柵的情況下(圖6)，這能通過在光柵圖案中引入連接電觸點(diǎn)626的連接結(jié)構(gòu)627來實(shí)現(xiàn)。在尤其適合于錯(cuò)位干涉測量的棋盤形結(jié)構(gòu)(圖7)中，通過將小連接帶727引入圖案中能確保電連接至單獨(dú)的鉻區(qū)域728，其中每個(gè)都導(dǎo)致電接觸。
在其它實(shí)施例中，形成測量結(jié)構(gòu)的涂層的金屬層材料經(jīng)過化學(xué)處理，以致于在涂層表面上形成相對于浸液比其金屬本身更加化學(xué)穩(wěn)定的接合。例如對于鋁，這種類型的鈍化是公知的。在結(jié)合大氣氧的具體條件下，鋁在表面形成了公知作為鈍化層的氧化鋁，這使得其對于進(jìn)一步與水或氧反應(yīng)而言是不活潑的。因此保護(hù)層還能由鈍化層形成，該鈍化層由形成測量結(jié)構(gòu)的涂層材料與適當(dāng)?shù)沫h(huán)境介質(zhì)化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生。然后該保護(hù)層包括作為組分的涂層材料本身。
本發(fā)明不限于安裝在圖像側(cè)上的結(jié)構(gòu)載體的保護(hù)。除此之外，根據(jù)本發(fā)明，也能保護(hù)要安裝在目標(biāo)側(cè)上的結(jié)構(gòu)載體的測量結(jié)構(gòu)，例如圖1所示的相干掩模110、如3所示的針孔掩模310以及衍射光柵315或莫爾掩模。其尤其適合于這種情況在測量的成像系統(tǒng)中，在有用的操作期間將浸液用于目標(biāo)側(cè)上，例如在微光刻系統(tǒng)的劃線板區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)測量的測量系統(tǒng)，其中，提供光學(xué)成像系統(tǒng)，以使設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)表面的圖案成像到成像系統(tǒng)的圖像表面，該成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)為浸液系統(tǒng)，用于借助設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)和圖像側(cè)的至少一個(gè)上的浸液進(jìn)行成像；其特征在于所述測量系統(tǒng)包括至少一個(gè)具有測量結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)載體，該結(jié)構(gòu)載體被設(shè)置在浸液區(qū)域中，給該結(jié)構(gòu)載體分配一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)，以提高測量結(jié)構(gòu)對由浸液導(dǎo)致的降解的抵抗力。
2.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于包括具有目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)的目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體，設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)上；具有圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)的圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體，設(shè)置在成像系統(tǒng)的圖像側(cè)上；該目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)和該圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)彼此以這種方式匹配當(dāng)目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)借助于成像系統(tǒng)成像到圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)上時(shí)，產(chǎn)生疊加圖案；和用于疊加圖案的局部分辨采集的檢測器；其中提供所述目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體和所述圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體中的至少一個(gè)設(shè)置在浸液區(qū)域，給所述目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體和所述圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體中的至少一個(gè)分配一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)以提高測量結(jié)構(gòu)對由浸液導(dǎo)致的降解的抵抗力。
3.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)載體包括基板，在基板上形成測量結(jié)構(gòu)的涂層涂敷在至少一個(gè)基板表面上。
4.如權(quán)利要求3所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述涂層由金屬或金屬合金構(gòu)成，特別是由鉻或含鉻的金屬構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求3所述的測量系統(tǒng)，其特征在于以這種方式相對于形成測量結(jié)構(gòu)的涂層和基板施加所述保護(hù)系統(tǒng)基板和保護(hù)系統(tǒng)以在所有面上都基本以不透液體的方式密封涂層。
6.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)包括至少一層對測量輻射透明的保護(hù)層。
7.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)由施加在該測量結(jié)構(gòu)上的保護(hù)層單獨(dú)形成。
8.如權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)層由對測量輻射透明的單一材料層形成。
9.如權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)層包括至少一層基本上不透浸液的阻擋層。
10.如權(quán)利要求9所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述阻擋層由至少一種阻擋層材料構(gòu)成，該阻擋層材料對浸液基本是耐化學(xué)腐蝕的且基本上沒有從背向測量結(jié)構(gòu)的阻擋層的外側(cè)穿過到面向測量結(jié)構(gòu)的阻擋層側(cè)的孔。
11.如權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)層是單層二氧化硅。
12.如權(quán)利要求11所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述單層二氧化硅具有在約30nm至約100nm之間的幾何層厚度。
13.如權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)層包括一層疊于另一層上的多個(gè)材料層。
14.如權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)層設(shè)計(jì)為用于在保護(hù)層和浸液之間形成的固-液界面的反射減小層。
15.如權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)層是形成測量結(jié)構(gòu)的金屬涂層的電鍍涂層，且由對于浸液而言比所述涂層的材料更加化學(xué)穩(wěn)定的金屬制成。
16.如權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)層以鈍化層的方式由形成測量結(jié)構(gòu)的金屬涂層的材料的反應(yīng)產(chǎn)物形成，其對于浸液而言比涂層的材料更加化學(xué)穩(wěn)定。
17.如權(quán)利要求6所述的測量系統(tǒng)，其特征在于相對于由于形成測量結(jié)構(gòu)的下涂層的可能形狀偏差，所述保護(hù)層以這種方式校正用作輻射入口表面的保護(hù)層外側(cè)是平面。
18.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)是與結(jié)構(gòu)載體分離的元件，并且其是或者能夠安裝在測量結(jié)構(gòu)和浸液之間。
19.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)以這種方式構(gòu)造可用氣體或液體填充的間隙能形成在測量結(jié)構(gòu)和保護(hù)系統(tǒng)之間。
20.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)包括平面平行的板，其對測量輻射透明并且在測量期間設(shè)置在測量結(jié)構(gòu)和浸液之間。
21.如權(quán)利要求20所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)包括用于所述板的支撐結(jié)構(gòu)，當(dāng)其位于結(jié)構(gòu)載體上時(shí)，所述板橫向密封待保護(hù)的測量結(jié)構(gòu)，以致于通過由板和支撐結(jié)構(gòu)形成的保護(hù)系統(tǒng)以不透液體的方式密封該測量結(jié)構(gòu)。
22.如權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其特征在于提供計(jì)算裝置，用于從疊加圖案中確定至少一個(gè)描述成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量的成像參數(shù)，該計(jì)算裝置包括用于計(jì)算疊加圖案的計(jì)算程序，和考慮通過計(jì)算疊加圖案結(jié)構(gòu)上的保護(hù)系統(tǒng)的光學(xué)效應(yīng)的校正程序。
23.如權(quán)利要求22所述的測量系統(tǒng)，其特征在于確定所述保護(hù)系統(tǒng)的光學(xué)效應(yīng)包括在具有保護(hù)系統(tǒng)的測量結(jié)構(gòu)上確定至少一個(gè)測量變量以確定用于該測量變量的第一測量值，以及在沒有保護(hù)系統(tǒng)的另外相同測量結(jié)構(gòu)上確定至少一個(gè)測量變量以確定用于該測量變量的第二測量值，并且在該第一和第二測量值之間形成差值。
24.如權(quán)利要求23所述的測量系統(tǒng)，其特征在于所述具有保護(hù)系統(tǒng)的測量結(jié)構(gòu)和沒有保護(hù)系統(tǒng)的測量結(jié)構(gòu)通過僅在子區(qū)域具有保護(hù)系統(tǒng)的測量結(jié)構(gòu)來形成。
25.一種用于光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)測量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)載體，該結(jié)構(gòu)載體具有至少一個(gè)測量結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)載體由保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)，以提高測量結(jié)構(gòu)對于由浸液導(dǎo)致的降解的抵抗力。
26.如權(quán)利要求25所述的結(jié)構(gòu)載體，其特征在于所述測量結(jié)構(gòu)是衍射光柵。
27.如權(quán)利要求25所述的結(jié)構(gòu)載體，其特征在于所述結(jié)構(gòu)載體是用于莫爾測量法的線結(jié)構(gòu)。
28.如權(quán)利要求25所述的結(jié)構(gòu)載體，其特征在于所述結(jié)構(gòu)載體包括至少一個(gè)針孔。
29.如權(quán)利要求25所述的結(jié)構(gòu)載體，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)由設(shè)置在測量結(jié)構(gòu)上的保護(hù)層形成，該保護(hù)層對測量輻射透明且基本不透浸液。
30.如權(quán)利要求29所述的結(jié)構(gòu)載體，其特征在于所述保護(hù)層是單層二氧化硅。
31.一種用于光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)測量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)載體，該結(jié)構(gòu)載體具有限制測量區(qū)域的隔膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)載體由保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)以提高測量結(jié)構(gòu)對由浸液導(dǎo)致的降解的抵抗力。
全文摘要
一種用于光學(xué)成像系統(tǒng)(150)的光學(xué)測量的測量系統(tǒng)(100)，提供該光學(xué)成像系統(tǒng)以使設(shè)置在成像系統(tǒng)的目標(biāo)表面(155)的圖案成像到成像系統(tǒng)的圖像表面(156)，該測量系統(tǒng)包括，具有目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)(111)的目標(biāo)側(cè)結(jié)構(gòu)載體(110)，其設(shè)置于成像系統(tǒng)的目標(biāo)側(cè)上；具有圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)(121)的圖像側(cè)結(jié)構(gòu)載體(120)，其設(shè)置于成像系統(tǒng)的圖像側(cè)上；該目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)和該圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)以這種方式彼此匹配當(dāng)目標(biāo)側(cè)測量結(jié)構(gòu)借助于成像系統(tǒng)成像到圖像側(cè)測量結(jié)構(gòu)上時(shí)，產(chǎn)生疊加圖案；和用于疊加圖案的局部分辨采集的檢測器(130)。該成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)為用于借助浸液(171)成像的浸液系統(tǒng)。給設(shè)置在浸液區(qū)域中的結(jié)構(gòu)載體分配保護(hù)系統(tǒng)(125)，以提高測量結(jié)構(gòu)對由浸液導(dǎo)致的降解的抵抗力。因此，在浸液條件下的浸液系統(tǒng)的測量在測量精確度方面，可能不受浸液的有害影響。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1973246SQ200580018031
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者M·門格爾, U·維格曼, A·厄爾曼, W·埃默, R·克萊門特, L·馬蒂杰森 申請人:卡爾蔡司Smt股份公司