專利名稱：光刻設(shè)備、透鏡干涉儀和裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻設(shè)備、用于光刻設(shè)備的透鏡干涉儀以及制造裝置的方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將想要的圖案施加到襯底(通常為襯底的目標部分)上的機器。光刻設(shè)備可用于比如集成電路(IC)的制造。在那種情形下，可利用另外被稱為掩?；蚍謩澃宓膱D案形成裝置生成將在IC的單個層上形成的電路圖案。該圖案可被轉(zhuǎn)移到襯底(如硅片)上的目標部分(如包含一個或若干管芯的部分)。圖案的轉(zhuǎn)移通常借助于在襯底上設(shè)置的輻射敏感材料層(光刻膠)上的成像。一般地，單個襯底將包含被連續(xù)圖案化的相鄰目標部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻設(shè)備包括所謂的分檔器和掃描器，在分檔器中，通過同時使整個圖案曝光到目標部分上而使每個目標部分被照射；在掃描器中，通過輻射束沿著給定方向(“掃描方向”)掃描圖案并同時沿著與這個方向平行或反平行的方向掃描襯底而使每個目標部分被照射。通過在襯底上壓印圖案也能將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移至襯底。
光刻投影工具正逐漸變得能夠在相對較高的數(shù)值光闌NA(NA＞1)處使圖案成像于層上。
由于成像過程的性質(zhì)，照射光束的偏振控制因此變得更為重要。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的，光刻成像過程包含掩模圖案在襯底上的輻射敏感層上的曝光。典型地，在掩模處，衍射圖案通過照射到掩模上的照明光束與掩模圖案的相互作用來形成。衍射圖案各自通過投影系統(tǒng)并且接著作為衍射圖案的干涉圖案在襯底層上成像。在更高的數(shù)值光闌處，衍射圖案的干涉受構(gòu)成各自的衍射圖案的每一束光束中光偏振的影響。當單獨的干涉光束的偏振矢量完全平行時達到最大干涉。如果光束的偏振矢量的方向不是平行的，干涉將變?nèi)?，這導(dǎo)致將要形成的圖像的對比度下降。還已知衍射光束的偏振態(tài)可能受掩模圖案的影響，尤其是作為掩模圖案間距的函數(shù)而受掩模圖案的影響，并且受投影系統(tǒng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
一種能夠獲得照射到襯底工作臺上的光束的偏振態(tài)信息的光刻設(shè)備是所期望的。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種光刻設(shè)備，其包含被配置成可調(diào)節(jié)輻射束的照明系統(tǒng)；被配置成可將輻射束的至少一部分作為投影輻射束來投射的投影系統(tǒng)；以及用于感測投影輻射束的波前狀態(tài)的透鏡干涉儀，其中透鏡干涉儀配有偏振元件以便能夠感測投影輻射束的偏振態(tài)。
此外，一種用于光刻設(shè)備的、能夠檢測照射到襯底工作臺上的光束的偏振態(tài)的傳感器是所期望的。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于光刻設(shè)備的透鏡干涉儀，所述光刻設(shè)備包含被配置成可調(diào)節(jié)輻射束的照明系統(tǒng)和被配置成可將輻射束的至少一部分作為投影輻射束來投射的投影系統(tǒng)；所述透鏡干涉儀被布置成用于感測輻射束的波前狀態(tài)，其中透鏡干涉儀配有偏振元件以便能夠感測輻射束的偏振態(tài)。
此外，一種用于制造裝置的方法是所期望的，其允許獲得照射到襯底工作臺上的光束的偏振態(tài)信息。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種裝置制造方法，該方法包含將輻射束的至少一部分作為投影輻射束來投射，設(shè)置透鏡干涉儀用于感測投影輻射束的波前狀態(tài)，以及為透鏡干涉儀裝配偏振元件以便能夠感測投影輻射束的偏振態(tài)。


現(xiàn)在將通過舉例的方式并參考所附示意圖對本發(fā)明的實施例進行描述，在附圖中相應(yīng)的附圖標記表示對應(yīng)的部分，并且其中圖1描述了按照本發(fā)明實施例的光刻設(shè)備；圖2描述了圖1的光刻設(shè)備的細節(jié)；圖3示意性描述了按照本發(fā)明實施例的測量系統(tǒng)；圖4示意性描述了用于依照本發(fā)明的透鏡干涉儀傳感器的光柵；圖5示意性描述了供依照本發(fā)明的透鏡干涉儀傳感器使用的透鏡干涉儀標記器的第二實施例。
具體實施例方式
圖1示意性地描述了按照本發(fā)明一個實施例的光刻設(shè)備。該設(shè)備包含-照明系統(tǒng)(照明器)IL，其被配置成可調(diào)節(jié)輻射束B(如UV輻射或EUV輻射)；-支持體結(jié)構(gòu)(如掩模工作臺)MT，其被構(gòu)造成可支持圖案形成裝置(如掩模)MA，并且與被配置成可依照某些參數(shù)將圖案形成裝置精確定位的第一定位裝置PM相連；-襯底工作臺(如晶片工作臺)WT，其被構(gòu)造成可支持襯底(如光刻膠涂敷的晶片)W，并且與被配置成可依照某些參數(shù)將襯底精確定位的第二定位裝置PW相連；以及-投影系統(tǒng)(如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其被配置成可通過圖案形成裝置MA將傳遞給輻射束B的圖案投射到襯底W的目標部分C(例如包含一個或多個管芯)上。
照明系統(tǒng)可包括對輻射進行定向、成形和/或控制的各種類型的光學元件，比如折射的、反射的、磁的、電磁的、靜電的或其它類型的光學元件、或者其中的任何組合。
支持體結(jié)構(gòu)支撐著圖案形成裝置(比如承載其重量)。支持體結(jié)構(gòu)以依賴于圖案形成裝置的方位、光刻設(shè)備的設(shè)計以及其它條件(例如，圖案形成裝置是否被保持在真空環(huán)境中)的方式支撐著圖案形成裝置。支持體結(jié)構(gòu)可使用機械的、真空的、靜電的或其它的箝位技術(shù)來支撐圖案形成裝置。支持體結(jié)構(gòu)可以是比如根據(jù)需要而被固定或可移動的框架或者工作臺。支持體結(jié)構(gòu)可確保圖案形成裝置位于比如相對投影系統(tǒng)來說所期望的位置。在這里，術(shù)語“分劃板”或“掩模”的任何用法可被認為與更通用的術(shù)語“圖案形成裝置”是同義的。
這里所使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)當被廣義地解釋為指可用來將圖案傳遞到輻射束的橫截面上以便在襯底的目標部分產(chǎn)生圖案的任何裝置。應(yīng)當注意的是比如如果圖案包括相移特征或所謂的輔助特征，則被傳遞給輻射束的圖案可以不是與襯底的目標部分中想要的圖案精確對應(yīng)的。一般地，被傳遞給輻射束的圖案將與正在目標部分中被生成的、裝置中的特定功能層(如集成電路)相對應(yīng)。
圖案形成裝置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、可編程反射鏡陣列和可編程LCD面板。掩模在光刻術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的并包括如二元的、交替的相移和被衰減的相移這樣的掩模類型以及各種混合掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例使用小反射鏡的矩陣布置，其中的每個反射鏡可以是獨立傾斜的，以便以不同的方向反射入射輻射束。傾斜的反射鏡在被反射鏡矩陣反射的輻射束中傳遞圖案。
這里所使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)當被廣義地解釋為包含任何類型的投影系統(tǒng)，包括折射的、反射的、反射折射的、磁的、電磁的和靜電的光學系統(tǒng)、或者其中任何的組合，適于正被使用的曝光輻射或者適于其它因素(如浸液的使用或真空的使用)。在這里，術(shù)語“投影透鏡”的任何用法可被認為與更通用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”是同義的。
正如這里所描述的，設(shè)備是透射類型的(如使用透射掩模)。另一方面，設(shè)備還可以是反射類型的(如使用上面提到的可編程反射鏡陣列的類型，或使用反射掩模)。
光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或多個襯底工作臺(和/或兩個或多個掩模工作臺)的類型的。在這種“多個臺”的機器中，附加的工作臺可被并行使用，或者可以在一個或多個工作臺上實施預(yù)備步驟而一個或多個另外的工作臺被用于曝光。
光刻設(shè)備還可以是下列類型的其中至少部分襯底可被具有相對較高折射率的液體(如水)所覆蓋，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸液還可以用于光刻設(shè)備中的其它空間(例如掩模和投影系統(tǒng)之間的空間)。浸沒技術(shù)在增加投影系統(tǒng)的數(shù)值光闌的領(lǐng)域中是公知的。這里所使用的術(shù)語“浸沒”不意味著結(jié)構(gòu)(如襯底)必須被浸沒在液體中而是僅僅意味著在曝光期間液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。
參考圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射。該源和光刻設(shè)備可以是獨立的實體(比如，當輻射源是一個受激準分子激光器時)。在這樣的情形下，不認為源是構(gòu)成光刻設(shè)備的一部分，并且借助于包含比如適當?shù)亩ㄏ蚍瓷溏R和/或光束擴展器的光束輸送系統(tǒng)BD，將輻射束從源SO傳遞至照明器IL。在其它情形下，源可以是光刻設(shè)備的整體部分(比如，當輻射源是水銀燈時)。源SO和照明器IL(如果需要的話，可連同光束輸送系統(tǒng)BD)可被稱為輻射系統(tǒng)。
照明器IL可包含調(diào)節(jié)裝置AD，用于調(diào)節(jié)輻射束的角強度分布。一般地，在照明器的光瞳平面內(nèi)強度分布的至少外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別被稱為σ-外部和σ-內(nèi)部)可被調(diào)節(jié)。另外，照明器IL可包含各種其它的部件，如積分器IN和聚光器CO。照明器可用來調(diào)節(jié)輻射束，在其橫截面內(nèi)擁有希望得到的均一性和強度分布。
輻射束B入射到被支持體結(jié)構(gòu)(如掩模工作臺MT)支撐的圖案形成裝置(如掩模MA)上，并且通過圖案形成裝置被圖案化。已經(jīng)穿過掩模MA的輻射束B穿過使輻射束在襯底W的目標部分C上聚焦的投影系統(tǒng)PS。借助于第二定位裝置PW和位置傳感器IF(如干涉裝置、線性編碼器或電容傳感器)，襯底工作臺WT可被精確地移動，比如以便在輻射束B的路徑中定位不同的目標部分C。類似地，第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(圖1中沒有明確描述)可用來使掩模MA相對于輻射束B的路徑被精確定位，比如從掩模庫機械檢索之后或在掃描期間。一般地，借助于構(gòu)成第一定位裝置PM的部分的長行程模塊(粗糙定位)和短行程模塊(精細定位)可實現(xiàn)掩模工作臺MT的移動。類似地，利用構(gòu)成第二定位裝置PW的部分的長行程模塊和短行程模塊可實現(xiàn)襯底工作臺WT的移動。在分檔器的情形中(與掃描器相反)，掩模工作臺MT可以只和短行程致動器相連接或者可以被固定。使用掩模對準標記M1、M2和襯底對準標記P1、P2，掩模MA和襯底W可以被調(diào)準。盡管如圖所示的襯底對準標記占據(jù)了專用的目標部分，但是可使它們位于目標部分之間的空間(這些被稱為是劃線巷道對準標記)。類似地，在不止一個的管芯被設(shè)置在掩模MA上的情形下，可使掩模對準標記位于管芯之間。
所描述的設(shè)備可用于下列模式中的至少一種1.在分檔模式中，掩模工作臺MT和襯底工作臺WT基本上保持不動，而被傳遞給輻射束的整個圖案被同時投射在目標部分C上(即單次靜態(tài)曝光)。接著，襯底工作臺WT在X和/或Y方向上被移動，以使不同的目標部分C可被曝光。在分檔模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中成像的目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，掩模工作臺MT和襯底工作臺WT被同時掃描，而被傳遞給輻射束的圖案被投射在目標部分C上(即單次動態(tài)曝光)。襯底工作臺WT相對于掩模工作臺MT的速度和方向可通過投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動態(tài)曝光中目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描移動的長度確定了目標部分的高度(在掃描方向上)。
3.在另一個模式中，支撐可編程圖案形成裝置的掩模工作臺MT基本上保持不動，襯底工作臺WT被移動或被掃描，而被傳遞給輻射束的圖案被投射在目標部分C上。在這種模式中，一般地，在掃描期間，使用脈沖輻射源并且在襯底工作臺WT每次移動之后或者在連續(xù)輻射脈沖之間根據(jù)需要對可編程圖案形成裝置進行更新?？梢院苋菀椎貙⑦@種操作模式應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(如上面提到的可編程反射鏡陣列的類型)的無掩模光刻術(shù)。
還可以使用上述模式的組合和/或變化或者是完全不同的模式。
圖2描述了圖1的光刻設(shè)備的一部分的細節(jié)。在圖2中，具有相同附圖標記的實體指與前面圖形中示出的相同的實體。
在這個細節(jié)視圖中，示意性描述了輻射束B穿過投影透鏡系統(tǒng)PL之后的光程。在穿過投影透鏡系統(tǒng)PL之后，輻射束B聚焦，用于在襯底(層)上成像。被圍在會聚光束B的邊界之間的角度α直接與將要成像的結(jié)構(gòu)的間距相聯(lián)系；越小的間距對應(yīng)于越大的角度α并且在這里限度由投影系統(tǒng)的NA來確定。
在圖2中，示意性示出了分別在右邊界和左邊界處離開投影系統(tǒng)PL的輻射束B的第一和第二子射束B1和B2中光的偏振模式。橫磁或TM偏振模式在圖形平面內(nèi)垂直于光的傳播方向。橫電或TE偏振模式垂直于圖形平面并且垂直于光的傳播方向。正如上面簡要討論的，呈相對較大角度α的、第一子射束B1中光的TM偏振的方向不同于第二子射束B2中TM偏振的方向。圖像平面WT上子射束B1、B2的干涉將因此不是最大的。相反地，第一和第二子射束B1、B2的TE偏振模式針對每一個角度α都是平行的并且它們的干涉將是最大的，這導(dǎo)致了最大對比度。
技術(shù)人員將會意識到，對于最佳干涉和對比度來說，(主要為)TE偏振輻射的使用是優(yōu)選的并且因此照明模式(即光瞳面上輻射束的強度分布和偏振分布)可以通過照明器IL來調(diào)節(jié)，以這樣的一種方式，即使得掩模圖案可以在相對較高的光闌處以相對較高的對比度成像。在這種情況下，希望照明模式具有針對給定的掩模圖案的適當?shù)腡E偏振分布。
針對給定的掩模圖案，可以設(shè)計光瞳面上的最佳強度和偏振分布。在光刻設(shè)備中，照明器IL能夠依照該設(shè)計在光瞳面上產(chǎn)生強度和偏振分布。
值得注意的是，照明器IL產(chǎn)生的照明模式，尤其是偏振分布，受光束與掩模圖案相互作用的影響。
同樣，由于投影系統(tǒng)中每個透鏡表面上光的反射和透射的相互影響，與投影系統(tǒng)PL的相互作用對偏振分布產(chǎn)生影響。
與掩模圖案的相互作用可以在原處之外(即光刻設(shè)備外部)進行分析，與投影系統(tǒng)PL的相互作用只能通過光瞳面上照明模式的原處特征來確定。
圖3示意性地描述了按照本發(fā)明實施例的測量系統(tǒng)。
在圖3中，具有相同附圖標記的實體指與前面圖形中示出的相同的實體。
圖3中描述的測量系統(tǒng)常常被稱為透鏡干涉儀。值得注意的是，透鏡干涉儀本身在本領(lǐng)域中是已知的。WO 01/63233 A2和EP 1231517A1公開了用于光刻設(shè)備的透鏡干涉儀。這種透鏡干涉儀基本上是用來測量透鏡像差的。這種透鏡干涉儀的通用實施例基于剪切干涉測量法的原理。Daniel Malacara的“Optical Shop Testing”(第二版)，ISBN0-471-52232-5給出了可用的透鏡干涉儀的綜述。一般地，可規(guī)定透鏡干涉儀在光瞳面上的單場點處通過測量輻射束的相位和透射來測量透鏡像差，而不用考慮實際的偏振態(tài)。
按照本發(fā)明，透鏡干涉儀配有偏振元件以便能夠感測光瞳面上輻射束的偏振態(tài)。
在圖3的測量系統(tǒng)中，示出的分劃板工作臺MT緊挨著分劃板MA，在分劃板層次上設(shè)有透鏡干涉儀光闌ML。
按照這個實施例，透鏡干涉儀光闌ML被定位于分劃板MA上。然而，將會了解，這個透鏡干涉儀光闌ML還可被定位于分劃板工作臺MT上。
按照該實施例的測量系統(tǒng)還包含襯底工作臺WT上的透鏡干涉儀標記器IW2。
二維檢測器或檢測器陣列S被定位于透鏡干涉儀標記器IW2之后(可看到相對于對準射束AB的傳播方向)。透鏡干涉儀標記器IW2基本上位于圖像平面層次上(即與襯底W相同的層次上)。
透鏡干涉儀光闌ML被布置成用于選擇輻射束B的一部分來穿過投影透鏡系統(tǒng)PL。
檢測器S被布置成用于檢測來自傳過投影系統(tǒng)的輻射的選擇部分的光，使其照射到透鏡干涉儀標記器IW2上并且使之在此衍射。接著，使由此得到的衍射圖案在檢測器S的檢測平面上成像。
檢測器S的位置耦合至透鏡干涉儀光闌ML的位置，以這樣的一種方式，也就是使得檢測器S位于檢測器S層次上透鏡干涉儀光闌ML的投影圖像的位置處。
檢測器S可以是照相機或成像裝置，如電荷耦合裝置(CCD)檢測器或CMOS圖像檢測器?；旧?，這種檢測器S測量照射輻射的強度。檢測器S被連接到圖像分析器裝置20，所布置的圖像分析器裝置20用來分析檢測器S俘獲的圖像。
由于襯底工作臺WT的體積約束，在透鏡干涉儀標記器IW2和檢測器S之間直接實現(xiàn)具有足夠的消聲系數(shù)的偏振元件在實際當中常常是不可能的。
同樣地，由于UV輻射作為輻射束B來使用導(dǎo)致傳輸這種類型輻射的雙折射材料的選擇受到限制。允許UV輻射透射的材料典型地表現(xiàn)出妨礙適當較小的偏振元件的設(shè)計的光學特性。
在本發(fā)明中，可認識到，偏振態(tài)可以通過將偏振元件并入透鏡干涉儀標記器IW2來檢測。
圖4a、4b示意性描述了供依照本發(fā)明的透鏡干涉儀傳感器使用的透鏡干涉儀標記器的實施例。
透鏡干涉儀標記器IW2包含至少一個透射光柵結(jié)構(gòu)或光柵貼片GR。所述至少一個透射光柵結(jié)構(gòu)GR包含多個第一類型E1和第二類型E2的面積元，所述的多個第一類型E1和第二類型E2的面積元被布置成交錯循環(huán)的序列并且具有彼此不同的透射比以便于衍射照射輻射束，并在檢測器S的檢測平面上生成輻射波前的空間相干分布。例如，第一類型的面積元E1涉及包含金屬層(如鉻)的面積元，它對于輻射來說基本上是不透明的；第二類型的面積元E2涉及其他的面積元，它們是對于輻射來說基本上透明的開區(qū)域。
在圖4a、4b示出的實施例中，所述至少一個透射光柵結(jié)構(gòu)GR是在X方向和Y方向上伸展的二維棋盤結(jié)構(gòu)，其中Y方向垂直于X方向。然而，技術(shù)人員將會意識到，透射光柵結(jié)構(gòu)GR可具有另一種二維結(jié)構(gòu)。
透射光柵結(jié)構(gòu)GR的實施例(如圖4a和4b所示)具有在X和Y方向上的透射光柵間距(即E2開區(qū)域和E1不透明區(qū)域的重復(fù)長度)，所述透射光柵間距因為剪切干涉測量而被優(yōu)化。典型地，透射光柵間距可以是大約5-20μm。
值得注意的是，典型地，X和Y方向與晶片工作臺或襯底工作臺WT的相互垂直的平移方向X、Y是一致的。
在本發(fā)明中，光柵貼片GR中的開元E2配有子波長光柵SWG，即子波長的線和間隔的交錯序列，其中線和間隔具有不同的用于照射輻射的透射性質(zhì)，其中的間距小于兩倍的照射輻射波長。
例如，取決于照射輻射的實際波長，子波長光柵SWG可具有范圍為大約30至大約200nm的間距。
子波長光柵SWG可以通過以相對較短波長的方式使用光刻處理技術(shù)來制造，例如雙束浸沒干涉測量方法或電子束光刻術(shù)。
在圖4a中，開元中子波長光柵的線和間隔的間距(周期性)基本上指向X方向。在圖4b中，開元中子波長光柵的線和間隔的間距(周期性)基本上指向Y方向。
圖4a、4b所示的子波長光柵SWG的每一個將充當偏振濾光片。值得注意的是，對于具有X方向上線偏振的輻射和具有Y方向上線偏振的輻射來說，具有指向給定方向(例如X方向)的間距的子波長光柵SWG將具有不同的透射比。
值得注意的是，透射光柵結(jié)構(gòu)GR可包含一個或多個具有X方向上間距的子波長光柵SWG與一個或多個具有Y方向上間距的子波長光柵SWG的組合。
如上所述，檢測器S能夠測量投射到檢測器上的圖像的(二維)強度(分布)而不用考慮偏振態(tài)。
圖5示意性描述了供依照本發(fā)明的透鏡干涉儀傳感器使用的透鏡干涉儀標記器的第二實施例。
為了確定照射輻射的偏振態(tài)和/或TM以及TE偏振輻射的分布，按照本發(fā)明的一個方面，提供了包含多個光柵貼片的透鏡干涉儀標記器IW2。第一組光柵貼片具有X方向上的間距；第二組光柵貼片具有Y方向上的間距。
在第一和第二組光柵貼片中，每個光柵貼片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6包含一個或多個子波長光柵SWG(在一個或多個開區(qū)域E2上)。在每個光柵貼片內(nèi)，相對不透明的區(qū)域E1用陰影面積來表示。
在每個光柵貼片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6內(nèi)，所有子波長光柵SWG具有相同的預(yù)定間距。一個光柵貼片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6中的子波長光柵SWG的預(yù)定間距不同于多個光柵貼片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6的任何其他一個中的任何子波長光柵SWG的間距。
光柵貼片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6可以任何想象得到的順序被布置在透鏡干涉儀標記器上。每個獨立的光柵貼片GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6應(yīng)當相對于其他光柵貼片來定位，以這樣的一種方式，也就是使得投影輻射束只可以與一個獨立的光柵發(fā)生相互作用。
因此，在這個實施例中，可以按如下方式進行測量。具有特定的子波長光柵SWG間距的光柵貼片GR選自多個光柵貼片并且被定位于檢測器S上方。
所選擇的光柵貼片具有比如大約200×200μm2的面積。
借助于透鏡干涉儀光闌ML，選擇輻射束的一部分。所選擇的輻射束部分被限制在比如大約200×200μm2的面積內(nèi)。
所選擇的輻射束部分傳過投影透鏡系統(tǒng)PL并且被投射到所選擇的具有特定間距的光柵貼片GR上。在經(jīng)過投影系統(tǒng)PL放大之后，投影的輻射束部分被限制在比如大約50×50μm2的面積內(nèi)。
投影的輻射束部分在所選擇的光柵貼片GR處衍射，并且檢測器S測量由照射到所選擇的光柵貼片GR上的投影輻射的透射產(chǎn)生的剪切干涉圖樣。
作為子波長光柵SWG間距的函數(shù)，子波長光柵SWG透射的輻射強度在TE偏振輻射的情況下變化比在TM偏振輻射的情況下相對更強。因此，照射到檢測器上的輻射中TM偏振和TE偏振輻射的比率的變化可以作為子波長光柵間距的函數(shù)來觀察。
如上所述，被檢測器S測得的剪切干涉圖樣包含關(guān)于檢測器S的檢測平面上輻射波前的空間相干分布的信息。對于具有給定的子波長光柵SWG間距的給定的光柵貼片來說，被檢測器S測得的、照射到光柵貼片上的波前的透射強度是在X方向偏振的波前的透射強度和在Y方向偏振的波前的透射強度的組合，因為對于具有一個方向上線偏振的輻射(比如X方向)和具有另外的垂直方向上線偏振的輻射(Y方向)來說，子波長光柵SWG將具有不同的透射比。典型地，依照方程1，測得的透射強度可以通過在X方向偏振的波前的透射強度和在Y方向偏振的波前的透射強度的加權(quán)平均來描述。
Wt＝Tx·Wx+Ty·Wy(1)其中Wx、Wy是照射到光柵貼片上并且分別在X和Y方向上偏振的輻射波前的強度；Tx、Ty是分別用于在X和Y方向上偏振的輻射波前的光柵貼片的透射系數(shù)；以及Wt是被檢測器S測得的輻射波前的透射強度。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的，可以若干種方式確定光柵的透射系數(shù)Tx、Ty，比如通過光柵參數(shù)的理論分析或者通過外部校準。
相關(guān)的光柵參數(shù)可包含比如間距、光柵的間隔和線的各自寬度的比率、以及線和/或間隔的形狀/輪廓。
很顯然，為了通過上述方程確定在X方向上偏振的輻射波前Wx或在Y方向上偏振的輻射波前Wy，將分別需要在兩個不同光柵貼片上進行測量，其中每一個具有不同的間距和/或用于在X和Y方向上偏振的輻射波前的不同的透射系數(shù)Tx、Ty。
在X和Y方向上偏振的輻射波前測定的分辨率和精度可以通過具有各自不同間距的多個光柵貼片上的測量來改進。
值得注意的是，通過使用在給定方向上具有各自不同的間距的光柵貼片，透射系數(shù)Tx、Ty可以隨每個測量而變化。此外，可以通過具有給定的相同間距但是不同的間距方向的光柵貼片上的測量來改變Tx、Ty。
組合具有X方向或Y方向的間距的光柵貼片上的測量可以為透射系數(shù)Tx、Ty提供更動態(tài)的范圍，這同樣可以改進測量的分辨率。
因此，可以針對具有不同的子波長光柵SWG間距的多個光柵貼片GR的每一個重復(fù)剪切干涉圖樣的測量。每個測得的剪切干涉圖樣可以作為子波長光柵間距的函數(shù)來存儲。通過分析作為子波長光柵間距和/或間距方向的函數(shù)的已測透射干涉圖樣的變化，可以確定照射到檢測器上的輻射中分別在X和Y方向上偏振的輻射波前的比率。
這樣，可以根據(jù)波前性質(zhì)和強度分布確定照射到透射光柵結(jié)構(gòu)上的輻射的TE和TM偏振分量。
通過將透鏡干涉儀光闌ML定位于各種位置上以及通過將檢測器S定位于投影平面內(nèi)的相關(guān)位置上，可以測量作為與透鏡干涉儀光闌ML的選擇位置相關(guān)聯(lián)的光瞳面內(nèi)場點位置的函數(shù)的投影射束的強度。
每個場點位置處投影射束的波前和角強度分布可以作為間距方向和間距大小的函數(shù)進行測量。
因此，該方法允許為每個場點確定輻射束的TE和TM分量的全部光瞳面性質(zhì)。
盡管在這個說明中具體提到了在IC制造中使用光刻設(shè)備，但是應(yīng)當理解這里所描述的光刻設(shè)備還具有其它的應(yīng)用，例如，集成光學系統(tǒng)、磁疇存儲器的制導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)和薄膜磁頭等的制造。技術(shù)人員將會意識到在這種可選用的應(yīng)用范圍中，這里的術(shù)語“晶片”或“管芯”的任何用法可被認為分別與更通用的術(shù)語“襯底”或“目標部分”是同義的。這里提到的襯底可在曝光以前或之后在比如涂膠顯影機(track)(一種通常將光刻膠層施加于襯底并顯影已曝光的光刻膠的工具)、計量工具和/或檢視工具中被處理。在可適用的地方，這里所公開的內(nèi)容可適用于這種和其它的襯底處理工具。另外，例如為了制造多層IC，襯底可經(jīng)過不止一次的處理，以使這里所使用的術(shù)語襯底還可指已經(jīng)包含有多個已處理層的襯底。
盡管上面具體提到了本發(fā)明的實施例在光學光刻術(shù)的范圍中的使用，但是將會意識到本發(fā)明可用于其它的應(yīng)用(如壓印光刻術(shù))，并且在范圍允許的地方，本發(fā)明不限于光學光刻術(shù)。在壓印光刻術(shù)中，圖案形成裝置中的圖像限定在襯底上生成的圖案。圖案形成裝置的圖像可被壓入提供給襯底的光刻膠層，在襯底上通過應(yīng)用電磁輻射、加熱、加壓或其中的組合使光刻膠固化。在光刻膠被固化后，使圖案留在光刻膠上而將圖案形成裝置移離光刻膠。
這里所使用的術(shù)語“輻射”和“射束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(如具有大約365、355、248、193、157或126nm的波長)和極遠紫外(EUV)輻射(如具有范圍為5-20nm的波長)、以及粒子束(如離子射束或電子射束)。
在范圍允許的地方，術(shù)語“透鏡”可指各種類型的光學部件的任何一種或組合，包括折射的、反射的、磁的、電磁的和靜電的光學部件。
雖然在上面對本發(fā)明的具體實施例已經(jīng)進行了描述，但是將會意識到可以與所述的不同的方式實施本發(fā)明。例如，本發(fā)明可采用描述上面公開的方法的、包含有一個或多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或者是將這樣的計算機程序存儲在其中的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)。
上面的描述是用來說明的而不是限制的。因而，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是只要未背離下面所陳述的權(quán)利要求的范圍，可對所描述的本發(fā)明進行修改。
權(quán)利要求
1.一種光刻設(shè)備，包含照明系統(tǒng)，其被配置成可調(diào)節(jié)輻射束；投影系統(tǒng)，被配置成可將所述輻射束的至少一部分作為投影輻射束來投射；以及透鏡干涉儀，用于感測所述投影輻射束的波前狀態(tài)，其中所述透鏡干涉儀配有偏振元件以便能夠感測所述投影輻射束的偏振態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻設(shè)備，其中所述透鏡干涉儀包含透鏡干涉儀標記器和檢測器，所述透鏡干涉儀標記器包含所述偏振元件，所述檢測器被布置成用于接收所述偏振元件透射的被接收的投影射束的至少一部分。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻設(shè)備，其中所述偏振元件是子波長光柵，所述子波長光柵包含子波長的線和間隔的交錯序列，其中的間距小于兩倍的所述投影射束的波長。
4.如權(quán)利要求2或3所述的光刻設(shè)備，其中所述透鏡干涉儀標記器包含至少一個光柵貼片，所述光柵貼片包含第一類型的多個面積元和第二類型的多個面積元，所述第一類型的多個面積元和第二類型的多個面積元被布置成交錯循環(huán)的序列，所述第一類型的面積元對輻射來說是相對不透明的，所述第二類型的面積元對輻射來說是相對透明的，并且所述至少一個光柵貼片的第二類型的面積元各自配有所述偏振元件。
5.如權(quán)利要求3或4所述的光刻設(shè)備，其中所述子波長光柵的間距在第一間距方向和第二間距方向的至少一個方向上伸展；所述第二間距方向垂直于所述第一間距方向。
6.如權(quán)利要求4或5所述的光刻設(shè)備，其中所述透鏡干涉儀標記器包含多個光柵貼片，在每一個光柵貼片中，所述子波長光柵的間距不同于其他光柵貼片中所述子波長光柵的間距。
7.如權(quán)利要求6所述的光刻設(shè)備，其中所述子波長光柵具有相同的間距方向。
8.如權(quán)利要求6所述的光刻設(shè)備，其中第一組的多個光柵貼片的每一個包含具有所述第一間距方向的子波長光柵，以及第二組的多個光柵貼片的每一個包含具有所述第二間距方向的子波長光柵。
9.如前面的權(quán)利要求1-8的任何一項所述的光刻設(shè)備，其中所述透鏡干涉儀包含透鏡干涉儀光闌，用于選擇所述輻射束的至少一部分作為所述投影輻射束，所述透鏡干涉儀光闌的位置與所述投影系統(tǒng)的光瞳面內(nèi)的場點位置相關(guān)聯(lián)。
10.如前面的權(quán)利要求2-9的任何一項所述的光刻設(shè)備，其中所述透鏡干涉儀標記器被布置在所述光刻設(shè)備的襯底工作臺的表面上，所述檢測器相對于所述投影系統(tǒng)被布置在所述透鏡干涉儀標記器之后，所述襯底工作臺被構(gòu)建成可支撐襯底并且所述投影系統(tǒng)被配置成可使所述投影輻射束投射到所述襯底工作臺上。
11.一種用于光刻設(shè)備的透鏡干涉儀，所述光刻設(shè)備包含被配置成可調(diào)節(jié)輻射束的照明系統(tǒng)和被配置成可將所述輻射束的至少一部分作為投影輻射束來投射的投影系統(tǒng)；所述透鏡干涉儀被布置成用于感測所述輻射束的波前狀態(tài)，其中所述透鏡干涉儀配有偏振元件以便能夠感測所述輻射束的偏振態(tài)。
12.如權(quán)利要求11所述的透鏡干涉儀，其中所述透鏡干涉儀包含透鏡干涉儀標記器和檢測器，所述透鏡干涉儀標記器包含偏振元件，所述檢測器被布置成用于接收所述偏振元件透射的被接收的投影射束的至少一部分。
13.如權(quán)利要求12所述的透鏡干涉儀，其中所述偏振元件是子波長光柵，所述子波長光柵包含子波長的線和間隔的交錯序列，其中的間距小于兩倍的所述投影輻射的波長。
14.如權(quán)利要求12或13所述的透鏡干涉儀，其中所述透鏡干涉儀標記器包含至少一個光柵貼片，所述光柵貼片包含第一類型的多個面積元和第二類型的多個面積元，所述第一類型的多個面積元和第二類型的多個面積元被布置成交錯循環(huán)的序列，所述第一類型的面積元對輻射來說是相對不透明的，所述第二類型的面積元對輻射來說是相對透明的，并且所述至少一個光柵貼片的第二類型的面積元配有所述偏振元件。
15.如權(quán)利要求13或14所述的透鏡干涉儀，其中所述子波長光柵的間距在第一間距方向和第二間距方向的至少一個方向上伸展；所述第二間距方向垂直于所述第一間距方向。
16.如權(quán)利要求14或15所述的透鏡干涉儀，其中所述透鏡干涉儀標記器包含多個光柵貼片，在每一個光柵貼片中，所述子波長光柵的間距不同于其他的光柵貼片中所述子波長光柵的間距。
17.如權(quán)利要求16所述的透鏡干涉儀，其中所述子波長光柵具有相同的間距方向。
18.如權(quán)利要求16所述的透鏡干涉儀，其中第一組的多個光柵貼片的每一個包含具有所述第一間距方向的子波長光柵，以及第二組的多個光柵貼片的每一個包含具有所述第二間距方向的子波長光柵。
19.如前面的權(quán)利要求11-18的任何一項所述的透鏡干涉儀，其中所述透鏡干涉儀包含透鏡干涉儀光闌，用于選擇所述輻射束的至少一部分作為所述投影輻射束，所述透鏡干涉儀光闌的位置與所述投影系統(tǒng)的光瞳面內(nèi)的場點位置相關(guān)聯(lián)。
20.一種裝置制造方法，所述方法包含將輻射束的至少一部分作為投影輻射束來投射、設(shè)置透鏡干涉儀用于感測所述投影輻射束的波前狀態(tài)、以及為所述透鏡干涉儀裝配偏振元件以便能夠感測所述投影輻射束的偏振態(tài)。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置制造方法，其中感測所述投影輻射束的偏振態(tài)包含-在透鏡干涉儀標記器的偏振元件上接收所述投影射束，-透射所述接收的投影射束的至少一部分作為穿過所述透鏡干涉儀標記器的偏振元件的透射投影射束，以及-在檢測器上接收所述透射投影射束用于測量所述透射投影射束的強度。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置制造方法，其中所述偏振元件是子波長光柵，所述子波長光柵包含子波長的線和間隔的交錯序列，其中的間距小于兩倍的所述投影射束的波長。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置制造方法，包含-為所述透鏡干涉儀標記器裝配至少一個光柵貼片，所述光柵貼片包含第一類型的多個面積元和第二類型的多個面積元，所述第一類型的多個面積元和第二類型的多個面積元被布置成交錯循環(huán)的序列，所述第一類型的面積元對輻射來說是相對不透明的，所述第二類型的面積元對輻射來說是相對透明的，以及-為所述至少一個光柵貼片的第二類型的面積元裝配所述偏振元件。
24.如權(quán)利要求22或23所述的裝置制造方法，包含-為所述透鏡干涉儀標記器裝配多個光柵貼片；在每一個光柵貼片中，所述至少一個子波長光柵的間距不同于其他光柵貼片中所述子波長光柵的間距。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置制造方法，包含-為所述多個光柵貼片的每一個中的至少一個子波長光柵設(shè)置相同的間距方向。
26.如權(quán)利要求24所述的裝置制造方法，包含-為第一組的多個光柵貼片的每一個設(shè)置具有第一間距方向的子波長光柵，以及-為第二組的多個光柵貼片的每一個設(shè)置具有第二間距方向的子波長光柵；所述第二間距方向垂直于所述第一間距方向。
27.如前面的權(quán)利要求24-26的任何一項所述的裝置制造方法，包含-自具有第一間距的多個光柵貼片中選擇一個光柵貼片用于在所述透鏡干涉儀標記器的偏振元件上接收所述投影射束；-通過所述檢測器測量透射投影射束的強度；-將測得的強度作為相對于所選擇的一個光柵貼片的第一間距的第一測量強度來存儲。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置制造方法，包含-重復(fù)為至少一個第二間距選擇一個光柵貼片，并作為所選擇的一個光柵貼片的至少一個第二間距的函數(shù)進行的測量和存儲。
29.如權(quán)利要求27或28所述的裝置制造方法，包含-分析相對于所述第一和至少一個第二間距的第一和至少一個第二測量強度的變化，所述第一間距具有的在所述第一和第二間距方向上偏振的輻射的透射的透射系數(shù)不同于所述至少一個第二間距的各自的透射系數(shù)。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置制造方法，其中作為所述子波長光柵的間距方向的函數(shù)來實施所述第一和至少一個第二測量強度的變化的分析。
31.如權(quán)利要求29或30所述的裝置制造方法，其中作為與投射所述輻射束的至少一部分相關(guān)聯(lián)的光瞳面內(nèi)場點位置的函數(shù)來實施所述第一和至少一個第二測量強度的變化的分析；所述方法包含-通過透鏡干涉儀光闌選擇所述輻射束的一部分，所述透鏡干涉儀光闌的位置與所述場點位置相關(guān)聯(lián)。
32.如前面的權(quán)利要求28-31的任何一項所述的裝置制造方法，其中所述方法還包含確定所述光瞳面內(nèi)每個場點的TE和TM偏振輻射的比率，以獲得每個場點的所述輻射束的TE和TM分量的光瞳面性質(zhì)。
全文摘要
一種光刻設(shè)備包含被配置成可調(diào)節(jié)輻射束的照明系統(tǒng)；被配置成可將輻射束的至少一部分作為投影輻射束來投射的投影系統(tǒng)；以及用于感測投影輻射束的波前狀態(tài)的透鏡干涉儀。透鏡干涉儀配有偏振元件以便能夠感測投影輻射束的偏振態(tài)。
文檔編號H01L21/027GK101055430SQ20071010180
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者M·A·范德科克霍夫 申請人:Asml荷蘭有限公司