專利名稱：光刻設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光刻設備、一種器件制造方法以及一種檢測器。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底的目標部分上的機器。例如，可以將光刻設備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置用于生成與所述IC的單層相對應的電路圖案，并且可以將該圖案成像到具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層的襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、 一個或多個管芯)上。通常，單個襯底將包含連續(xù)被曝光的相鄰目標部分的網(wǎng)絡。公知的光刻設備包括所謂的步進機，在步進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標部分；和所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描” 方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步地掃描所述襯底來輻射每一個目標部分。光刻設備使用輻射束將圖案從圖案形成裝置投影到襯底上。輻射束的性質(zhì)可以通過光刻設備進行控制。可以例如依賴于將要投影到襯底上的圖案的類型調(diào)整這些性質(zhì)。已知的光刻設備調(diào)整輻射束的偏振。光刻設備包括不同的檢測器，用于測量輻射束的性質(zhì)。例如，光刻設備可以具有用于測量輻射束的強度的檢測器。已知的檢測器包括發(fā)光晶體，所述發(fā)光晶體的發(fā)光可以使用光電二極管或任何其他合適的強度傳感器進行測量。正如上面所述，可以依賴于投影到襯底上的圖案的類型，改變輻射束的偏振(因此改變?nèi)肷涞綑z測器上的輻射)。入射到檢測器上的輻射的偏振的改變可以引起發(fā)光晶體的吸收，因此發(fā)光晶體的發(fā)光效率被改變。這種發(fā)光效率的改變不是瞬間的，相反包括一定的延遲。在發(fā)光效率的改變具有延遲的情況下，檢測器的響應可以具有偏振相關的變化量， 其包括靜態(tài)分量和瞬變分量。檢測器的響應變化的瞬變分量將減小檢測器的信號穩(wěn)定性， 并且這又會降低光刻設備的成像性能。此外，由于響應變化的靜態(tài)分量，檢測器對入射輻射的偏振的非故意漂移敏感。這會將誤差引入到檢測器測量的強度。期望提供例如一種光刻設備，其包括檢測器，該檢測器消除或減輕現(xiàn)有技術中的無論這里還是其他地方所提及的問題中的一個或多個。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光刻設備，包括用于提供輻射束的照射系統(tǒng)；用于支撐圖案形成裝置的支撐結構，所述圖案形成裝置用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束；襯底臺，用于保持襯底；投影系統(tǒng)，用于將圖案化的輻射束投影到襯底的目標部分上；和檢測器，所述檢測器配置成測量輻射束的性質(zhì)，所述檢測器包括第一和第二發(fā)光單軸晶體，每一個發(fā)光單軸晶體具有光軸，第二單軸晶體的光軸布置成使得其基本上垂直于第一單軸晶體的光軸。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種方法，包括使用照射系統(tǒng)提供輻射束；使用圖案形成裝置將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束；以及將圖案化的輻射束投影到襯底的目標部分上；其中所述方法還包括使用檢測器測量輻射束的性質(zhì)，所述檢測器包括第一和第二發(fā)光單軸晶體，每一個發(fā)光單軸晶體具有光軸，第二單軸晶體的光軸布置成使得其基本上垂直于第一單軸晶體的光軸。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種檢測器，配置成測量輻射束的性質(zhì)，檢測器包括第一和第二發(fā)光單軸晶體，每一個發(fā)光單軸晶體具有軸線，第二單軸晶體的光軸布置成使得其基本上垂直于第一單軸晶體的光軸。


下面僅通過示例的方式，參考附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，其中示意性附圖中相應的標記表示相應的部件，在附圖中圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻設備；圖2是示出現(xiàn)有技術中的檢測器的典型的響應變化的圖；圖3是示出現(xiàn)有技術中的檢測器的響應的典型瞬變曲線的圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的形成檢測器的一部分的晶體布置的端部正面示意圖；圖5示出在圖4中示出的晶體布置的側面正面示意圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的檢測器的響應變化的圖；和圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的檢測器沿χ方向偏振的輻射強度和沿y方向偏振的輻射強度之間的相對差值的圖。
具體實施例雖然在本文中詳述了光刻設備用在制造ICs(集成電路)中，但是應該理解到，這里所述的光刻設備可以有其他的應用，例如制造集成光學系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、液晶顯示器(LCDs)、薄膜磁頭等。本領域技術人員應該看到，在這種替代應用的情況中，可以將其中使用的任意術語“晶片”或“管芯”分別認為是與更上位的術語“襯底”或“目標部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具或檢驗工具中。在可應用的情況下，可以將這里公開的內(nèi)容應用于這種和其他襯底處理工具中。另外， 所述襯底可以處理一次以上，例如以便生成多層IC，使得這里使用的所述術語“襯底”也可以表示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。這里使用的術語“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射 (例如具有約365、248、193、157或126nm的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有5_20nm 范圍的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。這里所使用的術語“圖案形成裝置”應該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應該注意， 賦予輻射束的圖案可能不與襯底的目標部分上的所需圖案精確對應。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的器件中的特定的功能層相對應，例如集成電路。圖案形成裝置MA可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。以此方式，反射束被圖案化。支撐結構MT保持圖案形成裝置MA。支撐結構以依賴于圖案形成裝置MA的方向、 光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置MA是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置MA。支撐結構MT可以采用機械的、真空的、或例如在真空條件下的靜電夾持等其它夾持技術。支撐結構MT可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動的，并且可以確保圖案形成裝置MA位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng)PS)。這里任何使用的術語“掩模版”或“掩?！笨梢钥醋髋c更為上位的術語“圖案形成裝置”同義。這里使用的術語“投影系統(tǒng)”可以廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折射型光學系統(tǒng)、反射型光學系統(tǒng)和反射折射型光學系統(tǒng)，如例如對于所使用的曝光輻射所適合的、或對于諸如使用浸沒流體或使用真空之類的其他因素所適合的。這里使用的術語 “投影透鏡”可以看作是與更為上位的“投影系統(tǒng)”同義。照射系統(tǒng)還可以包括不同類型的光學部件，包括折射的、反射的以及反射折射光學元件，用于引導、成形或控制輻射束，并且這種部件以下還可以籠統(tǒng)地或單獨地稱為“透鏡。所述光刻設備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的支撐結構)的類型。在這種“多臺”機器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí)行預備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。所述光刻設備還可以是這種類型，其中襯底可以浸沒在具有相對高的折射率的液體(例如水)中，以便填滿投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間。浸沒技術在本領域是熟知的，用于提高投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的光刻設備。所述設備包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，其用于調(diào)節(jié)輻射束PB (例如紫外(UV)輻射或深紫外(DUV) 輻射)。支撐結構(例如掩模臺)MT，其用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與用于相對于部件PL精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT，其用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與用于相對于部件PL精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；和投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置成用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束PB的圖案成像到襯底W的目標部分C(例如包括一根或多根管芯)上。如這里所述，所述設備是透射型的(例如采用透射型掩模)。替換地，所述設備可以是反射型的(例如上述的采用可編程反射鏡陣列類型)。照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。源SO和光刻設備可以是分立的實體 (例如當源是準分子激光器)。在這種情況下，不會將源考慮成形成光刻設備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設備的組成部分(例如當源是汞燈)。源SO和照射器IL與需要時的束傳遞系統(tǒng)BD —起可以稱為輻射系統(tǒng)。
所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強度分布的調(diào)整裝置AM。通常， 可以對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為σ -外部和σ -內(nèi)部)進行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件， 例如積分器IN和聚光器CO。所述照射器提供被調(diào)節(jié)的輻射束PB，所述被調(diào)節(jié)的輻射束PB 在其橫截面中具有所需的均勻性和強度分布。所述輻射束PB入射到保持在支撐結構MT上的所述圖案形成裝置(例如，掩模MA) 上。已經(jīng)穿過圖案形成裝置MA之后，所述輻射束PB通過透鏡PL，所述透鏡將輻射束聚焦到所述襯底W的目標部分C上。通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF (例如，干涉儀器件) 的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標部分C定位于所述輻射束 PB的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取之后或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(未清楚地示出在圖1中)用于相對于所述束PB的路徑精確地定位圖案形成裝置MA。通常，可以通過形成所述定位裝置PM和PW的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實現(xiàn)物體臺MT和WT的移動。然而，在步進機的情況下(與掃描器相反)，支撐結構MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的。 可以使用圖案形成裝置對準標記Ml、M2和襯底對準標記PI、P2來對準圖案形成裝置MA和襯底W?？梢詫⑺镜脑O備用于以下模式中的至少一種中1.在步進模式中，在將支撐結構MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束PB的整個圖案一次投影到目標部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在對支撐結構MT和襯底臺WT同步地進行掃描的同時，將賦予所述輻射束PB的圖案投影到目標部分C上(S卩，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于支撐結構MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉特征來確定。 在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一的動態(tài)曝光中的所述目標部分的寬度(沿非掃描方向)，而所述掃描移動的長度確定了所述目標部分的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一個模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的支撐結構MT保持為基本靜止狀態(tài)，并且在將賦予所述輻射束PB的圖案投影到目標部分C上的同時，對所述襯底臺 WT進行移動或掃描。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻中。也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。光刻設備還包括強度檢測器ID，其用于測量輻射束PB的強度?，F(xiàn)有技術中的強度檢測器包括發(fā)光晶體，所述發(fā)光晶體的發(fā)光可以使用光電二極管或任何合適的強度傳感器進行測量。發(fā)光晶體可以是具有雙折射性質(zhì)的晶體，即對于輻射的不同偏振具有不同的光學性質(zhì)。晶體的雙折射屬性意味著，當輻射傳遞通過晶體時具有不同偏振的輻射分量彼此異相，并且發(fā)生具有不同偏振的輻射分量的選擇性吸收。
一種類型的表現(xiàn)出雙折射性質(zhì)的晶體是單軸晶體。單軸晶體通常具有正方晶系、 六方晶系或三角晶系結構，并且具有單個光軸，單軸晶體的原子圍繞光軸對稱地布置。傳遞通過單軸晶體的平行于其光軸的輻射將經(jīng)歷對稱結構，并且將因此表現(xiàn)出各向同性行為。 然而，沿不平行于光軸的方向傳遞通過單軸晶體的輻射將經(jīng)歷非對稱結構，并且將表現(xiàn)出各向異性行為，經(jīng)歷雙折射。發(fā)光單軸晶體的一個示例是通光面垂直a軸切割(a-cut)的藍寶石晶體。在通光面垂直a軸切割的藍寶石晶體中，晶體的光軸(OA)位于與入射輻射的E場矢量相同的平面內(nèi)。換句話說，如果通光面垂直a軸切割的晶體配置成使入射輻射垂直于其表面入射，通光面垂直a軸切割的晶體的光軸將平行于其表面。輻射束PB的性質(zhì)可以通過光刻設備進行控制。例如，依賴于將要投影到襯底上的圖案的類型，可以調(diào)整該性質(zhì)?？梢赃M行調(diào)整的輻射束PB的一個這種性質(zhì)是輻射束的偏振。在某些已知的光刻設備中，輻射束PB的偏振可以在兩種彼此垂直的狀態(tài)之間改變。當這種偏振的改變發(fā)生在入射到由發(fā)光晶體形成的強度檢測器上的輻射中時，發(fā)光晶體的發(fā)光效率會改變。發(fā)光效率的改變可能不是瞬時的，而相反可以包括一定的延遲。在發(fā)光效率的改變存在延遲的情形中，檢測器的響應可以具有依賴于偏振的變化，其包括靜態(tài)的和瞬變的分量。檢測器的響應變化的瞬變分量將降低檢測器的信號穩(wěn)定性，并且這又會降低光刻設備的成像性能。此外，由于響應變化的靜態(tài)分量，檢測器可能會對入射輻射的偏振的非故意漂移敏感。這會引入誤差到由檢測器測量的強度中。圖2示出使用藍寶石晶體和具有193nm波長的DUV輻射的一種已知的檢測器的典型的檢測器響應變化，其作為入射輻射的E-場矢量和晶體的OA之間的角度的函數(shù)。角度 A0在水平軸線上示出，檢測器響應S在垂直軸線上示出?？梢钥吹?，響應變化是周期性的。 該圖還示出瞬變飽和之前(虛線)和瞬變飽和之后(實線)的相對的檢測器響應。圖2顯示由90度相移導致的靜態(tài)信號變化可以是平均信號的大約40%大。90 度相移等同于從線性X偏振入射輻射轉換為線性y偏振入射輻射的偏振狀態(tài)。該圖還顯示， 信號變化的大小(相對于平均檢測器響應)在瞬變飽和之后較大，這與瞬變飽和之前相反。 圖2還顯示，由于瞬變效應引起的檢測器響應的差異(用箭頭M表示)與靜態(tài)響應變化成比例。在給定角度處的檢測器響應和平均檢測器響應之間的差異越大，則在該角度處的檢測器響應在瞬變飽和之前和瞬變飽和之后之間的差異就越大。圖3示出已知檢測器在從入射輻射的第一偏振態(tài)改變到入射輻射的與第一偏振態(tài)具有90度相差的第二偏振態(tài)時的響應的典型瞬變曲線，其中檢測器包括藍寶石晶體并且使用具有193nm波長的DUV輻射。脈沖數(shù)量N在水平軸線上表示，檢測器探測的相對強度I在垂直軸線上表示。例如，偏振態(tài)的改變可以在線性χ偏振入射輻射和線性y偏振入射輻射之間，反之亦然。示出的瞬變是向下的曲線，檢測器的響應隨著進一步曝光到第二偏振態(tài)而降低。應該認識到，(依賴于第一和第二偏振態(tài)是什么)瞬變可以是向上的曲線，而不是向下的曲線。圖3示出瞬變飽和時間(即，在改變偏振態(tài)之后檢測器響應達到穩(wěn)態(tài)所花費的時間)是相當長的，需要超過10000次DUV脈沖。在圖3示出的瞬變情形中，每個脈沖具有 150ns的長度和6kHz的脈沖頻率。在這個脈沖頻率下，10000次脈沖等于大約1. 7秒的時間。對于光刻設備來說，以沒有充分的時間用于瞬變效應的消散(dissipate)的方式操作
8是常見的(例如，在偏振狀態(tài)改變之后即刻繼續(xù)將圖案投影到襯底上)。在這種情況下，雖然瞬變效應消散，檢測器的輸出可能不精確或可能具有系統(tǒng)偏差。這些不精確或偏差可以足夠大，以致于操作光刻設備到期望的精確度是不可能的。在替換的方法中，光刻設備可以被操作為使得瞬變效應被給予時間以在實施測量之前消散。然而，瞬變效應消散所需的時間可以是光刻設備操作的時間限制步驟，因此降低了光刻設備的產(chǎn)出。圖4和5示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的形成檢測器的一部分的晶體布置10。根據(jù)本發(fā)明的檢測器通過使用光電二極管或任何其他合適的強度傳感器測量晶體布置的發(fā)光而進行操作。圖4示出晶體布置10的端部視圖，而圖5示出晶體布置10的側視圖。晶體布置10包括兩個類似的通光面垂直a軸切割的發(fā)光單軸晶體12、14。第一晶體12具有光軸，其方向用OA1表示。第二晶體14鄰接第一晶體12。第二晶體14具有光軸，其方向垂直于第一晶體12的光軸，用OA2表示。圖6示出對于第一晶體12 (虛線)、第二晶體14 (實線)以及第一晶體12和第二晶體12兩者之和(點虛線)的檢測器響應變化，其作為入射輻射的E場矢量和第一晶體12 的OA之間的角度的函數(shù)。角度A在水平軸上示出，檢測器響應S在垂直軸上示出。因為第一晶體12的檢測器響應與第二晶體14的檢測器響應相位差90度，并且因為第一和第二晶體12、14的檢測器響應的大小相等，因此第一和第二晶體12、14兩者之和的檢測器響應相對于入射輻射的E場矢量和任一晶體的OA之間的角度是不變的。換句話說，對由于第一晶體12帶來的響應變化的貢獻正好補償對由于第二晶體14帶來的響應變化的貢獻，這導致在整個角度范圍上穩(wěn)定的響應。雖然圖6示出了檢測器響應變化作為入射輻射的E場矢量和第一晶體12的OA之間的角度的函數(shù)，但是對于入射輻射的E場矢量和在E場矢量的平面內(nèi)任何方向之間的角度的函數(shù)可以觀察到相同的效應。因為根據(jù)本發(fā)明的檢測器的響應的大小相對于入射到檢測器上的輻射的E場矢量是基本上不變的，如果入射到檢測器上的輻射的偏振改變，則檢測器的響應將保持基本上恒定?；谶@個原因，由于入射到檢測器上的輻射的偏振改變帶來的檢測器的任何瞬變響應也被基本上消除了。此外，與(現(xiàn)有技術中的)通光面垂直a軸切割的單晶體相比，檢測器的響應(由于其相對于E場矢量是不變的)對入射到檢測器上的輻射的偏振的任何偶然漂移也基本上不敏感。提高的檢測器的信號穩(wěn)定性通過光刻設備可以導致改進的成像。例如，提高強度檢測器ID (見圖1)的穩(wěn)定性可以允許更精確地控制輻射束PB的強度，由此允許更精確地控制投影到襯底W上的圖案的臨界尺寸。使用根據(jù)本發(fā)明的檢測器相對于使用包括單晶體和偏振管的檢測器的可能替換方法是有利的。首先，偏振管相對昂貴，尤其是當其設計成用于DUV波長的時候。其次，使用偏振管導致至少50%的信號損失，因此減小了任何這種信號的信噪比。第三，如果偏振管和晶體是不對準的，則這會導致顯著地大于50%的信號損失。圖6示出的檢測器響應是理想情況，對應于在兩個晶體12、14中強度相等的DUV 輻射束以及第一晶體12的OA垂直于第二晶體14的OA的精確布置。在本發(fā)明的某些實施例中，檢測器響應欠理想。例如，每個晶體會吸收一定的DUV輻射，其結果是第一和第二晶體中的強度不同。而且，在第一晶體12最靠近第二晶體14的表面處和第二晶體14最靠近第一晶體12的表面處會發(fā)生菲涅爾反射損失。
如果檢測器布置成使得輻射束傳播通過第一晶體12，隨后通過第二晶體14，則上述的效應將導致在晶體布置10的第二晶體14內(nèi)輻射束強度較低(與晶體布置10的第一晶體12內(nèi)的輻射束的強度對比)。如果在第一晶體12內(nèi)的輻射束的強度大于在第二晶體 14內(nèi)的輻射束的強度(并且假定第一和第二晶體厚度相等)，則對由于第二晶體14帶來的檢測器響應變化的貢獻將不會精確地補償對由于第一晶體12帶來的檢測器響應變化的貢獻。這將導致依賴于入射輻射的E場矢量的波動響應。然而，通過相對于第一晶體12的厚度調(diào)整第二晶體14的厚度，可以補償這些影響。例如，可以增大第二晶體14的厚度(由此增大入射輻射必須傳遞通過第二晶體14的距離)，以便增大由于第二晶體14帶來的檢測器響應變化。第二晶體14厚度越大，則輻射束在其通過第二晶體14時與第二晶體14的相互作用越大，因此對由于第二晶體14帶來的檢測器響應變化的貢獻就越大。以此方式，第二晶體14的厚度可以配置成使得其對檢測器響應變化的貢獻增大一個量，該量等于另一方面由于輻射束在第二晶體14內(nèi)強度減小引起的減小的量。通過增大對第二晶體的檢測器響應的貢獻，檢測器響應變化被減小一個量，該量補償在第二晶體內(nèi)輻射束強度減小的量(由于在第一晶體內(nèi)的吸收損失和/或在兩個晶體的表面處的菲涅爾反射損失)。因此，可以使得對第二晶體的檢測器響應變化的貢獻補償對第一晶體的檢測器響應變化的貢獻，由此給出基本上一致的凈檢測器響應。還可以使用具有不同吸收系數(shù)的晶體以確保第二晶體的檢測器響應變化補償對第一晶體的檢測器響應變化的貢獻。例如，第二晶體可以使用比第一晶體大的吸收系數(shù)制造。以此方式，通過增大第二晶體的吸收系數(shù)，對于輻射傳遞通過每個晶體的給定距離，第二晶體14將比第一晶體12更強地與輻射束相互作用。對于給定厚度的第二晶體14，第二晶體14的吸收系數(shù)可以配置成使得其對檢測器響應變化的貢獻增大一個量，該量等于由在第二晶體14內(nèi)輻射束強度相對于在第一晶體12內(nèi)輻射束強度的減小引起的其對檢測器響應變化的貢獻的減小的量。一種改變材料的吸收系數(shù)的可能方法是對其摻雜(或，如果材料已經(jīng)被摻雜則改變其摻雜物的特性)。還可以通過從單晶生長過程選擇第一和第二晶體、并從它們在晶體棒中的相對位置選擇晶體，來獲得具有比第一晶體大的吸收系數(shù)的第二晶體。根據(jù)本發(fā)明的晶體布置的性能可能被降低的另一方式是，對準第一晶體和第二晶體12、14使得它們的OA不精確地彼此垂直。圖7中示出沿χ方向偏振的輻射與沿y方向偏振的輻射的強度之間的相對差值，其作為入射輻射的χ方向和第一晶體和第二晶體12、 14的平均OA方向(即，平分第一晶體的OA和第二晶體的OA的方向)之間的角度的函數(shù)。 水平軸表示角度A，垂直軸表示相對強度差值I。第一晶體12的OA和第二晶體14的OA之間的角度在圖7中示出的情形中為92度(即，第一和第二晶體彼此移開2度)。圖7示出第一晶體用作全波延遲器(實線)的情形和第一晶體用作半波延遲器(虛線)的情形。圖 7示出當晶體的OA與偏振態(tài)對準時，強度差值接近零，與相延遲無關。假定晶體布置不對準精確度為+/-5度，輻射的不同偏振之間的強度差值可以低到1%。這遵循第一晶體相對于第二晶體的稍微的不對準(即小于5度或小于2度)不是明顯地、負面地影響根據(jù)本發(fā)明的檢測器的響應。因此，第一晶體的OA和第二晶體的OA之間的角度可以在大約85°到 95°的范圍內(nèi)，可以在大約88°到92°的范圍內(nèi)，并且可以是90°。因為存在與第一和第二晶體的相對對準有關的容限程度，因此根據(jù)本發(fā)明的檢測器比沒有容限的情形可以較容易且較便宜地制造。在本發(fā)明的一些實施方式中，第一和第二晶體可以光學接觸。例如，第一和第二晶體可以彼此接觸，并且可以固定至彼此上。在本發(fā)明的另一實施例中，第一晶體和第二晶體可以不光學接觸，并且可以例如分開一個間隙。設置這樣的間隙是有利的，因為其可以提高檢測器的穩(wěn)定性。例如，如果第一和第二晶體彼此固定，則有可能過一定時間它們會分層或剝離。當晶體分開一個間隙，則它們沒有彼此固定，因而它們不會分層或剝離。此外，如果第一和第二晶體彼此分開，則晶體12、14可以彼此獨立地轉動，由此允許調(diào)節(jié)它們光軸的相對對準。例如，晶體中的一個可以被可旋轉地安裝，并且另一個固定。替換地，兩個晶體可以可旋轉地安裝。第一和第二晶體可以通過吸收輻射束的介質(zhì)而被分開。在這種情形中，應該認識到，第二晶體的特性(例如厚度和吸收系數(shù))可以如上面討論地配置，以便補償對由于相對第一晶體在第二晶體中輻射束的強度減小(由吸收介質(zhì)對輻射束的吸收造成的結果)帶來的檢測器響應變化的貢獻。附加地，如果由于在第一晶體12和第二晶體14之間發(fā)生輻射束的吸收(也就是說，如果第一和第二晶體被吸收介質(zhì)分開)導致在第二晶體14內(nèi)的輻射束的強度減小，則第二晶體14內(nèi)輻射束強度的減小可以以與上述相同的方式進行補償。雖然在上述的實施例中示出了結合DUV輻射使用檢測器，但是應該認識到，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以使用等同的檢測器、結合任何合適的光刻設備的輻射束波長。還應該認識到，第一和第二晶體可以由任何合適的單軸發(fā)光材料形成。本發(fā)明尤其與單軸發(fā)光材料相關，該單軸發(fā)光材料會由于它們暴露所在的入射輻射的偏振的改變而在它們的發(fā)光響應中表現(xiàn)瞬態(tài)。還應該認識到，雖然在所述的光刻設備中檢測器是用于探測輻射束的強度，但是等同的檢測器可以用于檢測輻射束的其他性質(zhì)。雖然在光刻設備的情形中描述了檢測器，但是檢測器可以與其他類型的設備結合使用。雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，但是應該認識到本發(fā)明可以以與上述不同的方式實施。本說明書不是為了限制本發(fā)明。
1權利要求
1.一種光刻設備，包括照射系統(tǒng)，用于提供輻射束；支撐結構，用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束；襯底臺，用于保持襯底；投影系統(tǒng)，用于將圖案化的輻射束投影到襯底的目標部分上；和檢測器，配置成測量輻射束的性質(zhì)，所述檢測器包括第一和第二發(fā)光單軸晶體，每一個發(fā)光單軸晶體具有光軸，第二單軸晶體的光軸布置成使得其基本上垂直于第一單軸晶體的光軸。
2.根據(jù)權利要求1所述光刻設備，其中，所述檢測器配置成測量輻射束的強度。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光刻設備，其中，所述照射系統(tǒng)配置成在至少兩個不同偏振狀態(tài)之間改變輻射束的偏振。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光刻設備，其中，所述輻射束的波長是深紫外的 (DUV)。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光刻設備，其中，所述第一和第二單軸晶體彼此鄰近。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光刻設備，其中，所述第一和/或第二單軸晶體包括藍寶石。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光刻設備，其中，所述檢測器取向成使得輻射束傳播通過第一晶體，然后通過第二晶體；并且其中第二單軸晶體配置成補償當輻射束通過第一單軸晶體和/或從第一單軸晶體到第二單軸晶體時發(fā)生的輻射損失。
8.根據(jù)權利要求7所述的光刻設備，其中，所述第二單軸晶體與第一單軸晶體的材料相同；并且其中第二單軸晶體配置成使得其在輻射束傳播方向上的厚度大于第一單軸晶體在輻射束的傳播方向上的厚度。
9.根據(jù)權利要求7所述的光刻設備，其中，所述第二單軸晶體配置成使得其吸收系數(shù)大于第一單軸晶體的吸收系數(shù)。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光刻設備，其中，所述第一和第二單軸晶體光學接觸。
11.根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的光刻設備，其中，所述第一和第二單軸晶體不光學接觸。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光刻設備，其中，所述單軸晶體中的一個被可轉動地安裝。
13.一種器件制造方法，包括步驟使用照射系統(tǒng)提供輻射束；使用圖案形成裝置將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束；以及將圖案化的輻射束投影到襯底的目標部分上；其中所述方法還包括步驟使用檢測器測量輻射束的性質(zhì)，所述檢測器包括第一和第二發(fā)光單軸晶體，每一個發(fā)光單軸晶體具有光軸，第二單軸晶體的光軸布置成使得其基本上垂直于第一單軸晶體的光軸。
14.一種檢測器，配置成測量輻射束的性質(zhì)，所述檢測器包括第一和第二發(fā)光單軸晶體，每一個發(fā)光單軸晶體具有光軸，第一單軸晶體的光軸布置成使得其基本上垂直于第二單軸晶體的光軸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光刻設備及光刻方法。所述光刻設備，包括照射系統(tǒng)，用于提供輻射束；支撐結構，用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束；襯底臺，用于保持襯底；投影系統(tǒng)，用于將圖案化的輻射束投影到襯底的目標部分上；和檢測器，配置成測量輻射束的性質(zhì)，所述檢測器包括第一和第二發(fā)光單軸晶體，每一個發(fā)光單軸晶體具有光軸，第一單軸晶體的光軸布置成使得其基本上垂直于第一單軸晶體的光軸。
文檔編號G03F7/20GK102193336SQ201110065429
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權日2010年3月12日
發(fā)明者P·范德維恩, R·P·斯拖爾克 申請人:Asml荷蘭有限公司