高速可变衰减器的制作方法

专利名称：高速可变衰减器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变衰减器、 一种光刻设备以及一种器件制造方法。
技术背景光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上或衬底的一部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在平板显示器、集成电路(ic)以及其他涉及精细结构的器件的制造中。在现有的设备中，能够被称为掩模或掩模版的图 案形成装置能被用于生成与平板显示器(或其他器件)的独立层相对应的 电路图案。通过在设置在衬底上的辐射敏感材料(例如抗蚀剂)上成像， 该图案能被转移到衬底(例如玻璃板)的全部或一部分上。不同于电路图案，图案形成装置能够用于生成其他图案，例如滤色器 图案或点矩阵。代替掩模，图案形成装置可以是图案形成阵列，所述图案 形成阵列包括可独立控制的元件的阵列。与基于掩模的系统相比，在这种 系统中，图案能够更快地以更低的成本进行改变。典型地，平板显示器的衬底是矩形形状。为曝光这种类型的衬底而设 计的光刻设备可以提供覆盖矩形衬底的整个宽度或覆盖一部分宽度(例如 宽度的一半)的曝光区域。衬底能在曝光区域下面被扫描，同时掩模或掩 模版被同步地扫描穿过光束。以这种方式，将图案转移到衬底上。如果曝 光区域覆盖衬底的整个宽度，那么曝光可以由一次扫描完成。如果曝光区 域覆盖例如衬底宽度的一半，那么衬底在第一次扫描之后可以横向地移 动，且典型地，进行进一步的扫描以对衬底的剩余部分进行曝光。与光刻设备一起使用的辐射源典型地包括脉冲激光源。典型地，对于 基于掩模的光刻设备，使用准分子激光器，并釆用几十个激光脉冲以对一 部分衬底上的每个图案进行曝光。准分子激光器的问题是，对于每个脉冲存在期望能量的正或负10%的脉冲能量随机变化。然而，通过采用快速控 制算法和衬底上的曝光剂量通常由40到60个脉冲组成的事实，在衬底处接 受到的能量剂量的变化典型地为正或负0.1%的量级或更低。在无掩模设备中，由图案形成装置设定的图案能采用辐射系统的单个 脉冲在衬底上成像。这是因为在任何一个时刻投影到衬底上的图像的尺寸 相对小，以便提供通过光刻设备的衬底的足够通过量。然而，对于单个脉 冲，如上所述，能量变化为正或负10%。这种脉冲能量上的变化导致在衬 底上生产的线宽的不可接受的高度变化。为了提供所需的辐射剂量控制，已经提出无掩模光刻系统釆用辐射的 总剂量由主脉冲和一个或多个修正脉冲组成的配置。在这种配置中，主脉 冲提供大部分辐射剂量。在辐射脉冲中的能量被测量，接着确定需要多少 附加剂量以提供所需的剂量。然后，设置修正脉冲，其中辐射源被设定成 提供第二全脉冲，但是脉冲通过可变衰减器，所述可变衰减器被设置为将 脉冲中的能量降低到所需的水平。例如，主脉冲可以提供所需剂量的90%。相应地，对于修正脉冲，衰 减器被设置用于减少修正脉冲中的能量，以使得衰减器仅仅透过完成辐射 剂量所需的能量。如果辐射源产生名义上提供所需总剂量的90%的脉冲， 则对于修正脉冲设定衰减器而仅使辐射脉冲的九分之一通过，例如，以提 供所需剂量的最后的10%。这种配置能够允许在主脉冲中的能量被精确地测量。衰减器能够被设 定成精确地通过修正脉冲的必需部分。然而，在由修正脉冲所提供的剂量 中的潜在误差(来自由辐射源产生的脉冲中能量的变化)也由衰减器减少。 相应地，提高了剂量的整体精度。例如，通过采用强度被进一步衰减的第三修正脉冲，能够提供进一步 的改进。例如，主脉冲名义上能提供剂量的90%，第一修正脉冲名义上能 提供剂量的9%，而第二修正脉冲名义上能提供所需剂量的1%。这种配置 能提供比辐射源的剂量精度高一百倍的剂量精度。然而，对于这种能够在光刻设备中使用的配置，可变衰减器必须满足 高性能标准。首先，可变衰减器必须能够非常精确地设置为给定的透射水 平。第二，可变衰减器必须能非常迅速地在不同的透射水平之间转换(在 连续的脉冲之间的时间能为166ns量级)。第三，可变衰减器应当能够在 相对高的透射水平和相对低的透射水平之间进行转换。第四，为了使产品 寿命尽可能长，可变衰减器必须能够稳定地运行。最后，可变衰减器必须 能够在光刻工艺中所使用的波长下满足对应辐射的这些性能标准。满足这 些性能标准的可变衰减器目前还不是公知的。因此，所需要的是用于提供可变衰减器的一种系统和方法，所述可变 衰减器满足在用于控制光刻曝光工艺中的辐射剂量的光刻设备的子系统 中使用所必需的性能标准。发明内容在本发明的一个实施例中，提供一种可变衰减器，其被构造用于响应 输入控制信号对其输入辐射束的透射水平进行调节，所述输入控制信号代 表可变衰减器对辐射束的所需透射水平。所述可变衰减器包括第一和第二 半透反射器以及致动器系统。第一和第二半透反射器大致平行地设置，以 使得辐射束连续地通过第一和第二半透反射器。致动器系统被构造用于响 应输入控制信号控制第一和第二半透反射器的间隔。在本发明的另一个实施例中，提供一种可变衰减器，其被构造用于响 应输入控制信号对其对于输入辐射束的透射水平进行调节，所述输入控制 信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平。所述可变衰减器包括辐射 束分束器、辐射束组合器、辐射束路径长度控制器。辐射束分束器将辐射 束分成第一和第二辐射束路径。辐射束组合器将来自第一和第二辐射束路 径的辐射重新组合，使得其发生干涉并产生输出辐射束。辐射束路径长度 控制器被构造用于响应输入控制信号来控制第一辐射束路径的路径长度， 以便控制来自第一和第二辐射束路径的辐射的干涉。在本发明的另一个实施例中，提供一种可变衰减器，其被构造用于响 应输入控制信号对其对于输入辐射束的透射水平进行调节，所述输入控制 信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平。所述可变衰减器包括第一 和第二相位光栅和致动器系统。第一和第二相位光栅被设置成大致平行。 辐射束最初入射在第一相位光栅上，并在通过第一相位光栅之后入射到第 二相位光栅上。每个相位光栅包括多个第一类型区域和多个第二类型区 域。构建相位光栅，以使得对于每个相位光栅，辐射通过第一类型区域所
引起的相移为输入到可变衰减器的辐射束的波长的四分之一，高于或低于 对应第二类型区域的相移。致动器系统被构造用于响应至少在第一位置和 第二位置之间的输入控制信号调节第一和第二相位光栅的相对位置。在第 一位置上，通过第一相位光栅的第一类型和第二类型区域的辐射接着分别 通过第二相位光栅的第一和第二类型区域。在第二位置上，通过第一光栅 的第一和第二类型区域的辐射接着分别通过第二相位光栅的第二和第一 类型区域。在一个实施例中，提供一种并入诸如上述的可变衰减器的光刻设备。 在还一个实施例中，提供一种器件制造方法，包括以下步骤调制脉 冲式的辐射束并将其投影到衬底上；脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强 度在被调制之前由可变衰减器衰减，所述可变衰减器被构造用于响应输入 控制信号调节对输入辐射束的透射水平，所述输入控制信号代表可变衰减 器对辐射束的所需透射水平。可变衰减器包括第一和第二半透反射器，所 述第一和第二半透反射器被设置成大致相互平行。辐射束连续地通过第一 和第二半透反射器。所述方法还包括响应输入控制信号控制第一和第二半 透反射器的间隔。在还一个实施例中，提供一种器件制造方法，包括以下步骤调制脉 冲式的辐射束并将其投影到衬底上；脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强 度在被调制之前由可变衰减器衰减，所述可变衰减器被构造用于响应输入 控制信号调节对输入辐射束的透射水平，所述输入控制信号代表可变衰减 器对辐射束的所需透射水平。可变衰减器包括辐射束分束器和辐射束组合 器，所述辐射束分束器将辐射束分成第一和第二辐射束路径，而所述辐射 束组合器将来自第一和第二辐射束路径的辐射重新组合，使得其发生干涉 并产生输出辐射束。所述方法包括釆用辐射束路径长度控制器，以响应输 入控制信号控制第一辐射束路径的路径长度，以便控制来自第一和第二辐 射束路径的辐射的干涉。在还一个实施例中，提供一种器件制造方法，包括以下步骤调制脉 冲式的辐射束并将其投影到衬底上；脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强 度在被调制之前由可变衰减器衰减，所述可变衰减器被构造用于响应输入 控制信号调节对输入辐射束的透射水平，所述输入控制信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平。可变衰减器包括第一和第二相位光栅，所述 第一和第二相位光栅被配置成大致相互平行，以使得辐射束初始入射到第 一相位光栅上，并在已经通过第一相位光栅以后入射到第二相位光栅上。 每个相位光栅包括多个第一类型区域和多个第二类型区域。构建相位光栅 以使得，对于每个相位光栅，辐射通过第一类型区域所引入的相移是输入 至可变衰减器的辐射束的波长的四分之一，比辐射通过第二类型区域所引 入的相移大。所述方法还包括响应至少在第一位置和第二位置之间的输入 控制信号对第一和第二相位光栅的相对位置进行调节。在第一位置上，通 过第一相位光栅的第一和第二类型区域的辐射接着分别通过第二相位光 栅的第一和第二类型区域。在第二位置上，通过第一光栅的第一和第二类 型区域的辐射接着分别通过第二相位光栅的第二和第一类型区域。 而在另一个实施例中，提供一种器件制造方法，包括 采用第一和第二半透反射器形成可变衰减器，所述第一和第二半透反 射器被设置成大致相互平行，以使得脉冲式的辐射束连续地通过第一和第 二半透反射器；响应输入控制信号控制第一和第二半透反射器的间隔； 采用可变衰减器衰减脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强度，所述可 变衰减器被构造用于响应输入控制信号调节其对输入辐射束的透射水平， 所述输入控制信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平； 调制脉冲式的辐射束；以及 将调制后的辐射束投影到衬底上。在还一个实施例中，提供一种器件制造方法，包括 采用辐射束分束器形成可变衰减器和辐射束组合器，所述辐射束分束 器将脉冲式的辐射束分成第一和第二辐射束路径，而所述辐射束组合器将 来自第一和第二辐射束路径的辐射重新组合，以使得其发生干涉并产生输 出辐射束；采用辐射束路径长度控制器，以响应输入控制信号控制第一辐射束路 径的路径长度，以便控制来自第一和第二辐射束路径的辐射干涉；采用可变衰减器衰减脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强度，所述可 变衰减器被构造用于响应输入控制信号调节其对输入辐射束的透射水平， 所述输入控制信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平； 调制来自可变衰减器的脉冲式辐射束；以及将其投影到衬底上。而在另一个实施例中，提供一种器件制造方法，包括-由第一和第二相位光栅形成可变衰减器，所述第一和第二相位光栅被 配置成大致相互平行，以使得脉冲式的辐射束初始入射到第一相位光栅上，并在已经通过第一相位光栅以后，入射到第二相位光栅上；在每个相位光栅上形成多个第一类型区域和多个第二类型区域； 构建相位光栅，使得对于每个相位光栅，由脉冲式的辐射束通过第一 类型区域所引入的相移是输入到可变衰减器的辐射束的波长的四分之一， 比脉冲式的辐射束通过第二类型区域所引入的相移大；响应至少在第一位置和第二位置之间的输入控制信号调节第一和第 二相位光栅的相对位置，在第一位置上，通过第一相位光栅的第一和第二 类型区域的辐射接着分别通过第二相位光栅的第一和第二类型区域，而在 第二位置上，通过第一光栅的第一和第二类型区域的辐射接着分别通过第 二相位光栅的第二和第一类型区域；采用可变衰减器衰减脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强度，所述可 变衰减器被构造用于响应输入控制信号调节其对输入辐射束的透射水平， 所述输入控制信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平； 调制脉冲式的辐射束；以及 将调制后的辐射束投影到衬底上。本发明的另外的实施例、特征和优势，以及本发明的多种实施例的结 构和操作在下面参照附图进行详细地描述。


并入本文中并形成说明书的一部分的附图示出本发明的一个或多个 实施例，并结合描述还对本发明的原理进行解释，以使得相关领域内的技 术人员能够掌握和使用本发明。图1和图2示出根据本发明的多个实施例的光刻设备；图3示出根据如图2所示的本发明的一个实施例的、将图案转移到衬底 上的方式；图4示出根据本发明的一个实施例的光引擎(optical engine)的配置;图5示出根据本发明的在光刻设备中对可变衰减器的使用；图6和图7示出根据本发明的可变衰减器的第一实施例；图8示出根据本发明的可变衰减器的第二实施例；图9a示出根据本发明的可变衰减器的第三实施例；图9b示出根据本发明的第三实施例的可变衰减器的细节；图IO示出根据本发明的可变衰减器的第四实施例；图11示出根据本发明的可变衰减器的第五实施例；图12a和图12b示出根据本发明的一种可替代的可变衰减器的操作原理；图12c示出由塔尔博特间距分隔的相位光栅；图13示出根据本发明的可变衰减器的第六实施例； 图14示出根据本发明的可变衰减器的第七实施例；图15示出根据本发明的可变衰减器的第八实施例；图16示出根据本发明的可变衰减器的第九实施例； 图17示出根据本发明的、在光刻设备对可变衰减器的替代使用。 本发明的一个或多个实施例将在此参照附图进行描述，在附图中，相同的附图标号可以表示相同的或功能上类似的元件。另外，附图标号的最左的数字能区分首先出现所述附图标号的附图。
具体实施方式
本说明书公开了结合本发明特征的一个或多个实施例。所公开的实施 例仅作为本发明的例证。本发明的保护范围不受所公开的实施例的限制。 本发明由所附的权利要求所限定。本说明书中所述的实施例和对"一个实施例"、"示例性的实施例"等 的引用表示所述的实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施 例不一定包括特定的特征、结构或特性。另外，这种表
性的技术在本领域技术人员的知识范围内。本发明的实施例能以硬件、固件、软件或其任意组合实现。本发明的 实施例也可实现为存储在机器可读介质上的指令，所述指令能够由一个或 多个处理器读出并执行。机器可读介质能包括任何用于以可被机器(例如 计算装置)读出的形式存储或传递信息的机制。例如，机器可读的介质能 包括只读存储器(ROM);随机存储器(RAM);磁盘存储介质；光盘存 储介质；闪存存储器件；电学、光学、声学或其他形式传播的信号(例如， 载波、红外信号、数字信号等)以及其他。另外，固件、软件、例程、指 令在本文中被描述为实现一定的动作。然而，应当理解，这种描述仅仅是 为了方便，而且事实上，由计算装置、处理器、控制器或其他执行固件、 软件、例程、指令等的装置实现这种动作。图1示意性地示出本发明的一个实施例的光刻设备1。设备包括照射系 统IL、图案形成装置PD、衬底台WT和投影系统PS。照射系统(照射器) IL被构造用于调节辐射束B (例如，紫外辐射)。应当理解，尽管描述涉及光刻，但是在不偏离本发明的保护范围的情 况下，图案形成装置PD能够在显示系统中(例如，在LCD电视或投影机 中)形成。因此，被投影的图案化的辐射束能被投影到多个不同类型的目 标上，例如，衬底、显示装置等。衬底台WT被构建用于支撑衬底(例如，涂有抗蚀剂的晶片)W，并 且与定位器PW相连，所述定位器PW被构造用于根据特定参数对所述衬底进行精确的定位。投影系统(例如，折射式投影透镜系统)PS被构造用于将由可独立 控制的元件阵列调节的辐射束投影到衬底W的目标部分C (例如包括一 个或多个管芯)上。应该将这里使用的术语"投影系统"广义地解释为包 括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电 磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射适合的 那些类型、或对于诸如使用浸没式液体或使用真空之类的其他因素所适合 的。这里使用的术语"投影透镜"可以认为是与更上位的术语"投影系统" 同义。所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、
磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学部件、或其任意组合，以导引、 成形、或控制辐射。图案形成装置PD (例如掩模版、掩模或可独立控制的元件的阵列) 对辐射束进行调制。通常，可独立控制的元件阵列的位置将相对于投影系 统PS被固定。然而，它可以替代地与定位器相连，所述定位器被构造用 于根据特定参数对可独立控制的元件阵列进行精确的定位。这里所使用的术语"图案形成装置"或"对比装置(contrast device)" 应该被广义地理解为能够用于调制辐射束的横截面的任何装置，以在衬底 的目标部分上形成图案。所述装置可以是静态的图案形成装置(例如掩模 或掩模版)或动态的图案形成装置(例如可编程元件的阵列)。为了简短 起见，大多数的描述将针对动态图案形成装置进行，然而，应当理解，静 态图案形成装置也能在不偏离本发明的保护范围的情况下被使用。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需 图案精确对应，例如如果所述图案包括相移特征或所谓辅助特征。相似地， 在衬底上最终生成的图案可能不与在任何一个时刻在可独立控制的元件 阵列上形成的图案相对应。这可以是在以下配置中的情况在该配置中， 在衬底的每个部分上形成的最终图案经过给定的时间周期或给定次数的 曝光而被形成，在曝光过程中，在可独立控制的元件阵列上的图案和/或 衬底的相关位置发生变化。通常，在衬底的目标部分上形成的图案将与在目标部分中形成的器件 中的特定功能层相对应，诸如集成电路或平板显示器(例如，在平板显示 器中的滤色片层或在平板显示器中的薄膜晶体管层)。这种图案形成装置 的示例包括掩模版、可编程反射镜阵列、激光二极管阵列、光发射二极管 阵列、光栅光阀以及液晶显示阵列。图案可以在电子装置(例如计算机)的帮助下编程的图案形成装置， 例如，包括多个可编程元件的图案形成装置(例如，在前面的叙述中提到 的除掩模版之外的所有装置)，在这里统称作"对比装置"。图案形成装置 包括至少10、至少100、至少l，OOO、至少IO，OOO、至少100,000、至少 l，OOO,OOO、或至少IO，OOO,OOO个可编程元件。可编程反射阵列能包括具有粘弹性控制层的矩阵寻址
(matrix-addressable)表面和反射表面。在这种装置后面的基本原理是 反射表面的寻址区段反射入射光为衍射光，而未寻址的区段反射入射光为 非衍射光。采用合适的空间滤波器，非衍射光能够被从反射束中滤除，仅 保留衍射光到达衬底。以这种方式，辐射束根据矩阵寻址表面的寻址图案 而被形成图案。应当理解，作为替换的例子，所述滤波器能滤除衍射光，而保留非衍 射光到达衬底。衍射光学微机电系统(MEMS)器件的阵列也能以相应的方式使用。 在一个示例中，衍射光学MEMS器件由多个反射带组成，所述反射带能 相对于彼此产生变形，以形成反射入射光为衍射光的光栅。可编程反射镜阵列的另一个可替代的示例采用微反射镜矩阵设置，其 中每个反射镜都可以通过施加一个合适的局部电场或通过采用压电激活 装置而关于轴线独立地倾斜。再次，反射镜是矩阵寻址的，以使得被寻址 的反射镜将进入的辐射束反射向与未寻址的反射镜不同的方向；以这样的 方式，反射的辐射束能根据矩阵寻址反射镜的寻址图案而被形成图案。所 需要的矩阵寻址能够采用合适的电子装置进行。PD的另一个示例是可编程液晶显示阵列。光刻设备能够包括一个或多个对比装置。例如，其能具有多个可独立 控制的元件阵列，其中每个元件互相独立地被控制。在这种配置中， 一些 或全部可独立控制的元件阵列能具有普通照射系统(或照射系统的一部 分)、用于可独立控制的元件阵列的普通支撑结构、和/或普通投影系统 (或投影系统的一部分)中的至少一个。在一个示例中，例如如图l所示的实施例，衬底W具有大致圆形形 状，视情况带有沿着其圆周的一部分的槽口和/或平边缘。在另一个实施 例中，衬底具有多边形形状，例如矩形。衬底具有大致圆形形状的示例包括衬底具有至少25mm、至少50mm、至少75mm、至少100mm、至少125mm、至少150mm、至少175mm、至 少200mm、至少250mm或至少300mm的直径的示例。可选地，衬底具 有至多500mm、至多400mm、至多350mm、至多300nm、至多250nm、 至多200nm、至多150nm、至多100nm或至多75mm的直径。 衬底是多边形(例如矩形)的示例包括衬底的至少一条边、至少2条 边、或至少3条边具有至少5cm、至少25cm、至少50cm、至少100cm、 至少150cm、至少200cm或至少250cm的长度的示例。衬底的至少一条边具有至多1000cm、至多750cm、至多500cm、至 多350cm、至多250cm、至多150cm或至多75cm的长度。在一个示例中，衬底W是晶片，例如半导体晶片。晶片材料可以从 由Si、 SiGe、 SiGeC、 SiC、 Ge、 GaAs、 InP和InAs构成的组中选出。晶片可以是ni/v化合物半导体晶片、硅晶片、陶瓷衬底、玻璃衬底或塑料衬底。衬底可以是透明的(对于人的裸眼)、彩色的或缺色的。 衬底的厚度能变化，并在一定程度上，可以依赖于衬底材料和/或衬底尺寸。厚度可以是至少50um、至少100ym、至少200um、至少300 um、至少4000um、至少500 u m或至少600 u m。另一方面，衬底的厚 度可以是至多5000um、至多3500um、至多2500nm、至多1750lim、 至多1250um、至多1000um、至多800um、至多600um、至多500y m、至多400um、至多300um。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种 典型地将抗蚀剂层涂到衬底上、并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、 度量工具和/或检测工具中。在一个示例中，抗蚀剂层设置在衬底上。投影系统能将图案成像到可独立控制的元件上，以使得图案相干地形 成在衬底上。替代地，投影系统能对次级源进行成像，对于所述次级源， 可独立控制的元件阵列的元件起到闸门的作用。在这方面，投影系统能包 括诸如微透镜阵列(已知为MLA)或菲涅耳透镜阵列的聚焦元件的阵列， 以形成次级源并将光点成像到衬底上。聚焦元件的阵列(例如MLA)包 括至少10个聚焦元件、至少100个聚焦元件、至少1,000个聚焦元件、 至少10,000个聚焦元件、至少IOO，OOO个聚焦元件、或至少l,OOO，OOO个 聚焦元件。在图案形成装置中的可独立控制的元件的数量等于或大于在聚焦元 件的阵列中的聚焦元件的数量。在聚焦元件的阵列中的一个或多个(例如 l,OOO或更多、大量的或每个)聚焦元件能够在光学上与可独立控制的元件阵列中的一个或多个可独立控制的元件相关，与可独立控制的元件阵列 中的2个或多个、3个或多个、5个或多个、IO个或多个、20个或多个、25 个或多个、35个或多个、50个或多个可独立控制的元件相关。MLA可以至少在靠近和离开衬底的方向上是可移动的(例如使用一 个或多个致动器)。例如，能够将MLA移动到达和离开衬底允许不必移动 衬底就可进行焦点调节。如本文中的图1和图2所示，设备是反射型的(例如采用反射式的可独 立控制的元件阵列)。替代地，设备可以是透射型的(例如采用透射式的 可独立控制的元件阵列)。光刻设备可以是具有两个(双台)或多个衬底台。在这种"多台"机 器中，附加台能够被平行地使用，或者可以在一个或更多台上执行准备步 骤，而同时将一个或更多其他台用于曝光。所述光刻设备还可以是这样的类型其中，所述衬底的至少一部分可 以用具有相对较高折射率的"浸没液体"(例如，水)覆盖，以便填充所 述投影系统和所述衬底之间的空隙。还可以将浸没液体应用到所述光刻设 备中的其他空隙，例如所述图案形成装置和所述投影系统之间。浸没技术 是本领域的公知技术，用于增加投影系统的数值孔径。如这里使用的术语 "浸没"并不意味着必须将诸如衬底之类的结构浸没到液体中，而是仅意 味着在曝光期间，液体位于所述投影系统和所述衬底之间。参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。辐射源提 供具有至少5nm、至少10nm、至少11-13nm、至少50nm、至少100nm、 至少150nm、至少175nm、至少200nm、至少250nm、至少275nm、至少 300nm、至少325nm、至少350nm或至少360nm的波长的辐射。替代地， 由辐射源SO提供的辐射具有至多450nm、至多425nm、至多375nm、至 多360nm、至多325nm、至多275nm、至多250nm、至多225nm、至多 200nm或至多175nm的波长。辐射可以具有包括436nm、 405nm、 365nm、 355nm、 248nm、 193nm、 157nm和/或126nm的波长。所述源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如，该源为准分子激光 器时)。在这种情况下，不会认为所述源是所述光刻设备的组成部分，并 且通过包括例如合适的引导镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所 述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其他情况下，所述源可以是
所述光刻设备的必要部分(例如所述源是汞灯时)。可以将所述源so和所述照射器IL、以及如果需要时的所述束传递系统BD—起称作辐射系统。所述照射器IL可以包括用于调节所述辐射束的角强度分布的调节器 AD。通常，可以对所述照射器的光瞳面中的强度分布的至少所述外部和/ 或内部径向范围(一般分别称为c7-外部和^内部)进行调节。此外，所 述照射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器(integrator) IN和聚光 器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所 需的均匀性和强度分布。照射器IL或与之相关的附加部件也能够被配置 用于将辐射束分为多个子束，所述子束例如每个都能与可独立控制的元件 阵列的一个或多个可独立控制的元件相关。例如，两维衍射光栅能够被用 于将辐射束分成子束。在这里的描述中，术语"辐射束"包括但不限于所 述束由多个这种子辐射束组成的情形。所述辐射束B入射到所述图案形成装置PD (例如可独立控制的元件 阵列)上，并被所述图案形成装置调制。在经过图案形成装置PD反射之 后，辐射束B通过投影系统PS，所述PS将所述束聚焦到所述衬底W的 目标部分C上。通过定位器PW和位置传感器IF2 (例如，干涉仪装置、 线性编码器、电容传感器或其他)的帮助，可以精确地移动所述衬底台 WT，例如以便将不同目标部分C定位于所述辐射束B的辐射束路径中。 在使用中，用于可独立控制的元件阵列的定位装置能用于精确地纠正图案 形成装置PD相对于辐射束B的辐射束路径的位置(例如在扫描过程中)。在一个示例中，衬底台WT的运动通过长行程模块(粗定位)和短行 程模块(精定位)的帮助来实现，这在图1中未明确示出。在另一个示例 中，短行程台可以不存在。相似的系统也能用于对可独立控制的元件阵列 进行定位。应当理解，替代地/附加地，辐射束B可以是可移动的，同时 目标台和/或可独立控制的元件的阵列能具有固定的位置以提供所需的 相对运动。这种配置能帮助限定设备的尺寸。作为例如可应用于平板显示 器的制造中的另一个替代例子，衬底台WT和投影系统PS的位置可以是 固定的，且衬底W可以配置用于相对于衬底台WT移动。例如，衬底台 WT能设置有用于横跨衬底台以大致恒定的速度扫描衬底W的系统。如图1所示，辐射束B能够借助分束器BS被引导到图案形成装置PD，所述分束器BS被构造用于使得辐射最初由分束器反射并被引导到图 案形成装置PD。应当理解，辐射束B也能不采用分束器而被引导到图案 形成装置处。辐射束能以0和90。之间、5和85°之间、15和75°之间、 25和65°之间或35和55。之间的角度(如图1所示的实施例是90°的 角度)被引导到图案形成装置。图案形成装置PD对辐射束B进行调制， 且将其反射回分束器BS，所述分束器BS将调制后的辐射束传送给投影系 统PS。然而，应当理解，替代的配置能够用于将辐射束B引导到图案形 成装置PD并接着引导到投影系统PS。特别地，如果采用透射式图案形成 装置，可以不需要如图1所示的这种配置。 可以将所述设备用于以下多种模式1. 在步进模式中，将可独立控制的元件阵列和衬底保持基本静止， 同时被赋予给辐射束的整个图案一次地投影到目标部分C上(g卩，单一的 静态曝光)。然后，在X方向和/或Y方向上平移衬底台WT，以使得能 够曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单 一的静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。2. 在扫描模式中，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C的 同时，将可独立控制的元件阵列和衬底同步地进行扫描(即，单一的动态 曝光)。衬底相对于可独立控制的元件阵列的速度和方向可以通过所述投 影系统PS的(縮小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝 光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中的所述目标部分的宽度(沿非扫 描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫 描方向)。3. 在脉冲模式中，将可独立控制的元件阵列保持静止，且采用脉冲 式辐射源将整个图案投影到衬底W的目标部分C上。衬底台WT以基本 恒定的速度移动，以使得辐射束B横跨衬底W以直线方式扫描。在可独 立控制的元件阵列上的图案根据辐射系统的脉冲之间的需要进行更新，且 所述脉冲是定时的，以使得连续的目标部分C在衬底W上的所需的位置 处被曝光。结果，辐射束B能横跨衬底W扫描，以曝光对应衬底带的完 整图案。所述工艺一直重复到全部衬底W已经被一条线挨一条线地曝光4. 连续扫描模式除去以下步骤外与脉冲模式基本相同衬底W相对于经过调制的辐射束B以大致恒定的速度进行扫描，且随着辐射束B横 跨衬底W扫描并对之进行曝光而升级可独立控制的元件阵列上的图案。 能够采用基本恒定的辐射源或脉冲式辐射源，所述辐射源同步地对可独立 控制的元件阵列上的图案进行升级。5. 在像素栅格成像模式中，能够采用图2的光刻设备进行，在衬底 W上形成的图案通过由光点生成器形成的光点的后续曝光实现，所述光点 被引导到图案形成装置PD上。曝光光点具有基本相同的形状。印在衬底 W上的光点大致成栅格状。在一个示例中，光点尺寸大于所印的像素栅格 的间隔，但是远小于曝光光点栅格。通过变化所印光点的强度，实现图案。 在曝光的闪光之间，光点上的强度分布被改变。也能够采用上述模式的组合和/或变体，或者与其完全不同的模式。 在光刻中，图案在衬底上的抗蚀剂层上进行曝光。然后，对抗蚀剂进 行显影。接着，在衬底上进行附加的工艺步骤。在衬底的每个部分上的这 些后续处理步骤的效果依赖于抗蚀剂的曝光。尤其，所述工艺被调整使得 接受在给定的剂量阈值以上的辐射剂量的衬底部分对接受在剂量阈值以 下的辐射剂量的衬底部分的响应不同。例如，在刻蚀工艺中，接受在所述 阈值以上的辐射剂量的衬底区段由一层显影后的抗蚀剂保护以防止刻蚀。 然而，在曝光后的显影中，接受在所述阈值以下的辐射剂量的抗蚀剂部分 被去除，并因此那些区段没有进行防止刻蚀的保护。相应地，能够刻蚀所 需图案。特别地，设置在图案形成装置上的可独立控制元件，以使得在曝 光过程中，被传递到在图案特征内的、衬底上的区段的辐射具有足够高的 强度，使所述区段能够接受在剂量阈值以上的辐射剂量。衬底上的剩余区 段通过设置相应的可独立控制的元件以提供0或更低的辐射强度，而接受 在剂量阈值以下的辐射剂量。特别地，即使可独立控制的元件被设置成在特征边界的一侧上提供最 大辐射强度而在另一侧上提供最小辐射强度时，图案特征的边沿处的辐射 剂量不会突然地从给定的最大剂量改变到0剂量。替代地，由于衍射效应， 辐射剂量水平通过过渡带下降。由显影后的抗蚀剂最终形成的图案特征的 边界位置通过所接受的剂量下降到辐射剂量阈值以下的位置确定。通过过 渡带的辐射剂量的下降的轮廓和由此的图案特征边界的精确位置能通过 设定可独立控制的元件而被更精确地控制，所述可独立控制的元件将辐射 提供到在图案特征边界上或图案特征边界附近的衬底上的点。这些不仅可 以是最大或最小的强度水平，而且也可以是在最大和最小强度水平之间的强度水平。这通常被称为"灰度级(grayscaling)"。与在由给定的可独立控制的元件提供给衬底的辐射强度仅可以被设 定成两个值(例如，仅仅一个最大值和一个最小值)的光刻系统中所能达 到的图案特征边界的位置控制相比，所述灰度级提供以更好的位置控制。 将至少3个、至少4个、至少8个、至少16个、至少32个、至少64个、 至少128个或至少256个不同的辐射强度值投影到衬底上。应当理解，灰度级能用于除上述目的外的附加的或替代的目的。例如， 在曝光后的衬底的工艺能被调节，以使得具有依赖于所接受的辐射剂量水 平的、多于两个的衬底区域的潜在响应。例如，接受在第一阈值以下的辐 射剂量的衬底部分以第一方式进行响应；接受在第一阈值以上而在第二阈 值以下的辐射剂量的衬底部分以第二方式进行响应；以及接受在第二阈值 以上的辐射剂量的衬底部分以第三方式进行响应。相应地，灰度级能用于 提供通过具有多于两个的所需剂量水平的衬底的辐射剂量分布。辐射剂量 分布能具有至少2个所需的剂量水平、至少3个所需的剂量水平、至少4 个所需的剂量水平、至少6个所需的剂量水平、或至少8个所需的剂量水 平。还应当理解，所述辐射剂量分布能通过除去如上所述的仅仅控制在衬 底上的每个点处接受的辐射强度之外的方法进行控制。例如，由衬底上的 每个点接受到的辐射剂量能通过控制点的曝光持续时间而可替代地或附 加地被控制。作为另一个示例，衬底上的每个点能潜在地接受多个连续的 曝光中的辐射。因此，由每个点接受的辐射剂量能通过采用所选取的多个 连续曝光的子集对点进行曝光来替代地或附加地被控制。图2示出根据本发明的设备的配置，所述设备的配置例如可用于平板 显示器的制造。对应于如图l所示的相同的元件以相同的附图标号表示。 对于多个实施例的以上描述，例如，多种衬底的构造、对比装置、MLA、 辐射束等也是可用的。
如图2所示，投影系统PS包括扩束器(beamexpander),所述扩束 器包括两个透镜L1、 L2。第一透镜L1配置用于接受调制后的辐射束B 并通过孔径光阑AS上的孔将其聚焦。还一个透镜AL还可以位于所述孔 中。然后，辐射束B发散并通过第二透镜L2 (例如场透镜)聚焦。投影 系统PS还包括透镜阵列MLA，所述MLA配置用于接受被扩展的调制后 的辐射B。对应于在图案形成装置PD中的一个或多个可独立控制元件的 调制后的辐射束B的不同部分分别通过透镜阵列MLA中的不同的透镜 ML。每个透镜将调制后的辐射束B的各个部分聚焦到位于衬底W上的一 点。以这样的方式，辐射点S的阵列被曝光到衬底W上。应当理解，尽 管在所示的透镜阵列14中仅示出八个透镜，但是透镜阵列可以包括上千 个透镜(同样适用于用作图案形成装置PD的可独立控制的元件的阵列)。图3示意性地示出根据本发明的一个实施例的，怎样采用图2的系统 在衬底W上生成图案。实心圆表示由在投影系统PS中的透镜阵列MLA 投影到衬底W上的光点S的阵列。当一系列的曝光在衬底W上进行时， 衬底W相对于投影系统PS在Y方向上移动。空心圆表示之前已经在衬底 W上曝光过的光点曝光部(spot exposure) SE。正如所示出的，每个由在 投影系统中的透镜阵列投影到衬底上的光点对在衬底W上的光点曝光部 的列R曝光。衬底的全部图案由所有经过每个光点S曝光后的光点曝光部 SE的列R之和生成。上述这种配置通常称为"像素栅格成像(pixel grid imaging",如上所述。可见，辐射光点s的阵列以相对于衬底w的角度e配置(衬底的边沿平行于X和Y方向)。这使得当衬底在扫描方向(Y方向)上移动时， 每个辐射光点将在不同的衬底区段上通过，由此使得整个衬底被辐射光点 阵列15覆盖。角度e可以为最多20。、最多10° 、最多5° 、最多3° 、 最多1° 、最多0.5° 、最多0.25° 、最多0.10° 、最多0.05°或最多0.01° 。替代地，角度e至少为o.oor 。图4示意性地示出根据本发明的一个实施例的，怎样采用多个光引擎 在单次扫描中对整个平板显示器的衬底w进行曝光。在所示的示例中，八个辐射光点S的阵列SA由八个光引擎(未示出)产生，所述辐射光点 阵列SA以"棋盘"构造配置成两列R1、 R2，使得一个辐射光点(例如
图3中的光点S)阵列的边沿稍稍被相邻的辐射光点阵列的边沿所覆盖(在 扫描方向Y上)。在一个示例中，光引擎配置成至少3列，例如4列或5 列。以这样的方式， 一组辐射横跨衬底W的宽度延伸，使整个衬底的曝光 在单次扫描中进行。应当理解，能采用任何合适数量的光引擎。在一个示 例中，光引擎的数量是至少l个、至少2个、至少4个、至少8个、至少 10个、至少12个、至少14个或至少17个。替代地，光引擎的数量小于 40、小于30或小于2 0 。每个光引擎可以包括上述分离的照射系统IL、图案形成装置PD和投 影系统PS。然而，应当理解，两个或更多个光引擎可以共享照射系统、 图案形成装置和投影系统中的一个或多个中的至少一部分。图5示出可变衰减器能够用作光刻设备中的辐射剂量控制系统的一 部分的配置。正如所示，辐射束10由例如照射系统11提供。辐射束通过 允许辐射束的大部分通过到可变衰减器13、而将辐射束的一部分转向到辐 射检测器的部分反射器12。如上所述，照射系统提供脉冲式辐射束10， 且检测器14被构造用于确定在每个辐射脉冲中的能量。应当理解，检测 器14将被校准，以使得根据转向到检测器14的脉冲式辐射束10的一部 分，能够确定在被传送到可变衰减器13的每个脉冲中的能量。提供剂量 控制器15，所述剂量控制器15将控制信号提供给可变衰减器13以设定 可变衰减器13对输入其中的辐射束的透射水平。从可变衰减器13输出且 被其根据来自剂量控制器15的控制信号衰减的辐射束16随后通过光刻设 备的剩余部分，.并能例如由可独立控制的元件阵列17调制。如上所述，能配置辐射剂量控制系统使得第一辐射脉冲透射通过系统 而不被大量衰减，并提供所需辐射剂量的大部分。辐射检测器14确定在 第一脉冲中的能量，而剂量控制器15确定在后续的校正脉冲中所需的能 量。控制器15设定可变衰减器13，使得其透射水平在将后续辐射脉冲衰 减到所需水平所必须的水平上。如果需要，该工艺能够对于附加的校正脉 冲反复进行。应当理解，能够釆用在图5中示出的配置的变体。例如，剂量控制系 统能够设置在照射系统之前，例如，在辐射源和调节辐射束的照射系统之 间。另外，辐射检测器14和部分反射器12能被配置用于在已经被可变衰
减器13衰减以后，确定在辐射脉冲中的能量(例如，部分反射器能被配置用于将从可变衰减器输出的辐射束16的一部分转向到辐射检测器14)。 这种配置能更好地对在可变衰减器13的控制中的任何误差进行补偿。还 应当理解，辐射检测器14可以是简单的光电二极管，而确定辐射脉冲中 的总能量所需的校准功能和集成功能(胜于简单的在给定时间里在脉冲中 的辐射强度)能够由剂量控制器15提供。还应当理解，本发明的可变衰 减器13可以用于不同于如图5所示的一个应用之外的其他应用。实施例1图6示出根据本发明的第一个实施例的用于控制辐射束21的强度的 可变衰减器20。可变衰减器包括一对部分反射器22、 23。部分反射器22、 23互相平行地配置，且互相之间离开一定距离。所述间隔由控制器25所 控制的致动器系统24所控制。在部分反射器22、 23之间反射的辐射的干涉影响可变衰减器的透射 水平T。如果在部分反射器22、 23的表面之间的间距为L;部分反射器22、 23的反射系数是R;辐射波长是入；以及光在反射镜上的入射角是e, 那么2;r、r=_，其中"2丄cos(e)相应地，通过辐射波长量级的两个部分反射器22、 23的相对移动， 可变衰减器的透射水平可以在最大值和最小值之间转换并可以是两者之 间的任意值。因此，致动器系统可以由例如一个或多个压电致动器组成， 所述压电致动器能够非常迅速地将第一和第二部分反射器的相对位置调 节到所需的移动范围内的高精度。通常，能够由可变衰减器生成的透射水平值的范围由部分反射器R 的反射系数确定。对于高的R值，透射率一间隔曲线成为非常尖锐的，能 使得对于部分反射器22、 23的较小的相对移动在透射水平T上发生较大
的改变，但是等量地增加透射水平T对反射镜的位置误差的灵敏度。更高 的反射镜系数R的值也导致能够获得更低的最小透射T水平的可变衰减 器。因为能够由可变衰减器获得的最小透射水平越低，所提供的总辐射剂 量的最终精度越高，所以更高的反射镜系数R的值十分重要。图7示出如图6所示的配置的变体。在这种情况下，配置部分反射器， 使得辐射束以小角度e入射到部分反射器。将辐射束以小角度引导到部分 反射器上的优势是由部分反射器反射的辐射没有返回辐射源。选择入射角 e以便足以防止这种返回的反射或将它们减小到可允许的水平。然而，随着入射角e增加，可变衰减器的透射水平对于两个部分反射器(理想地应 当是严格平行的)的相对角度的变化的灵敏度增加。另外，由于辐射束不 能精确地与自身发生干涉但可与稍稍的平移复制得到的辐射束发生干涉， 因此，可变衰减器的可获得的对比度能够被降低。这两种效果都能够通过 使入射角e最小化和使间隔L最小化而得到减少。两个部分反射器的相对位置的精确控制主要提供可变衰减器的透射 水平的精确控制。相应地，控制器25可以包括存储例如与可变衰减器对 于所提供给致动器系统24的控制信号的所实现的透射水平相关的校准数 据的存储器26。实施例2图8示出本发明的第二个实施例的可变衰减器的配置。所述第二个实 施例与如图6和图7所示的第一个实施例相一致，但在用于控制部分反射 32、 33的相对位置的致动器系统34的控制方面不同。在这种情况下，位置 传感器36用于测量两个部分反射器32、 33的相对位置。位置传感器可以例 如是电容传感器。位置传感器36能够简单地被配置用于提供在部分反射器 32、 33的表面之间的间隔L的测量。然而，通过提供两个或多个位置传感 器，也能够测量所述表面之间的相对角度。相应地，控制器35不仅可以为 了控制可变衰减器的透射水平而调节部分反射器32、 33的间隔L，而且也 可以为了调节部分反射器32、 33之间的相对角度而控制致动器34，以提高 例如横跨输出的辐射束37的辐射强度的均匀性。控制器35能设置有反馈系统，使得例如为了提供给定的可变衰减器的
透射水平而确定部分反射器32、 33所需的相对位置，确定在所需的相对位 置和由位置传感器36提供的测得的相对位置之间的差别，并且将控制信号 提供给用于减小差别所需的致动器系统34。为了不论在部件的机械和温度 漂移还是压电致动器系统的迟滞和蠕变情况下都提供精确的透射控制，这 种配置可能需要更少的校准。实施例3图9a示出本发明的第三个实施例。再次，第三个实施例的可变衰减器 40以与第一个和第二个实施例相同的原理操作，但是在两个部分反射器 42、 43的相对位置的控制上不同。在这种情况下，第二辐射束46以与受控 的辐射束41的入射角不同的入射角通过部分反射器42、 43。第二辐射束46 也被可变衰减器衰减，并接着由辐射检测器47检查。第二辐射束46能由以 与受控的辐射束41的波长不同的波长生成辐射束的源48提供。同样地，不 需要提供相同的强度，且出于实际的原因可能也将不会提供相同的强度。 相应地，因为第二辐射束46的辐射源48的要求相对低，所以辐射源可以安 装在可变衰减器内。替代地，辐射源48能够安装在可变衰减器40的外部， 甚至能在使用可变衰减器的光刻设备的外部。在任何情况下，辐射检测器 47被构造用于检测第二辐射束46在由可变衰减器的部分反射器42、 43衰减 之后的辐射强度。相应地，控制器45能够直接确定可变衰减器对于第二辐 射束46的透射水平。应该理解，如果第二辐射束的强度控制的精度不够高，第二辐射检测 器可以在第二辐射束46通过部分反射器42、 43之前，被设置成与部分反射 器相关。这使得在第二辐射束被可变衰减器衰减之前和之后的测量到的强 度值形成对比。控制器45接着能根据可变衰减器对于第二辐射束46的透射 水平，确定可变衰减器对于受控的辐射束41的透射水平。这种判定能基于 采用两个辐射束的已知波长以及在部分反射器42、43上的每个辐射束的入射角，或基于校准数据进行。如图9b所示，检测器单元能够包括部分反射器49，所述部分反射器49 将第二辐射束46分到通向例如测量辐射强度的光电二极管50的第一路径 和例如测量横跨第二辐射束46的辐射强度的均匀性的电荷耦合器件 (CCD) 51。相应地，光电二极管50能够迅速地确定辐射强度，根据所述 辐射强度，控制器45能确定可变衰减器的整体透射水平，以及相应地，能 够将控制信号传送给致动器系统44以根据需要调节部分反射器42、43的间 隔，以便提供所需的透射水平。另外，CCD51能提供更慢的对横跨第二辐 射束46的辐射的均匀性的测量，根据所述测量，控制器45能确定为了保持 由可变衰减器控制的辐射束41的辐射分布的均匀性而调节部分反射器42、 43的相对角度所应当进行的校正。实施例4图10示出根据本发明的第四个实施例的可变衰减器60。在本实施例 中，受控的辐射束61由部分反射器64分成第一和第二辐射束路径62、 63。 第一和第二辐射束路径62、 63由第二部分反射器65重新组合，以提供输出 的辐射束66。第一和第二辐射束路径62、 63以它们相干涉的这种方式在第 二反射器65处重新组合。提供安装在致动器系统68上的反射器67,通过反 射器67的合适的运动，调节第一辐射束路径62的长度。通过调节第一辐射 束路径62的长度，来自第一和第二辐射束路径62、 63的辐射或者相长地或 者相消地发生干涉，或为在两者之间的某种状态。相应地，可以控制输出 的辐射束66的强度。辐射束回收器(radiation beam dump) 69能够被设置 用于吸收由可变衰减器60所滤除的辐射。该配置允许对反射镜调节以提供在第一和第二辐射束路径62、 63的路 径长度差为辐射波长的整数倍加上辐射波长的一半。因此，能够获得很低 的可变衰减器对于辐射的透射水平。这是因为来自两个辐射束路径62、 63 的辐射在第二部分反射器65处发生相消干涉。因为如上所述，能够由可变 衰减器获得的最低透射水平确定了由辐射剂量控制系统提供的剂量的最 终精度，在所述辐射剂量控制系统中，主辐射脉冲相伴有一个或多个校正 脉冲。致动器系统68可以由一个或多个压电致动器组成。为了将辐射束路径 长度调节辐射束的半波长的距离(例如从最小透射率到最大透射率)，这 种致动器能够精确地和迅速地调节在所需的移动范围上(例如辐射束的波 长的四分之一量级)的反射器67的位置。以与上述第一个实施例相对应的
方式，控制器70能包括存储器71，所述存储器71存储与提供给致动器系统68的针对可变衰减器60对于辐射束61的透射水平的控制信号相关的校准数据。实施例5 .图11示出根据本发明的第五个实施例的可变衰减器80。第五个实施例 与上述第四个实施例相对应，例如，在第五个实施例中的输入辐射束81由 第一部分反射器84分成第一和第二辐射束路径82、 83，之后由第二部分反 射器85重新组合，以提供输出的辐射束86。与第四个实施例相同，例如借 助反射器87调节第一辐射束路径82的路径长度，所述反射器87由致动器系 统88致动。在第四个和第五个实施例之间的差别在于用于控制可变衰减器 的配置。在与第三个实施例相似的配置中，第二辐射束91通过可变衰减器80传 导，并由辐射检测器92检查。相应地，可以进行可变衰减器的透射水平的 直接测量。与第三个实施例相同，第二检测器能够设置用于在第二辐射束 91被引导通过可变衰减器之前检査第二辐射束91，以使得能精确地比较输 入和输出强度水平。如所示，第二辐射束91可以遵循与受控的辐射束81相同的辐射束路 径。在这种情况下，反射器93、 94被设置用于将第二辐射束91引入到受控 的辐射束81的辐射束路径中，和用于从输出的辐射束86的路径中提取第二 辐射束。如上与图3相关的叙述，第二辐射束91的辐射源95可以设置在可 变衰减器内或可变衰减器的外部，或甚至在使用可变衰减器的光刻设备的 外部。在任何情况下，如果第二辐射束使用的辐射波长与受控的辐射束81所 采用的辐射波长不同，则可以选择用于插入和提取第二辐射束91的反射器 93、 94，使得它们反射第二辐射束91的波长辐射，而透射受控的辐射束81 的波长辐射。相应地，第二辐射束可以被引入到受控的辐射束81的辐射束 路径和从受控的辐射束81的辐射束路径中提取，而不与辐射束81干涉。在替代的实施例中，用于将第二辐射束91引入到受控的辐射束81的辐 射束路径和从受控的辐射束81的辐射束路径中提取第二辐射束91的反射
器93、 94可以是偏振分束器。受控的辐射束81和第二辐射束91可以在合适 的方向上是正交偏振的。作为另一个替代例，第二辐射束91可以不精确地遵循受控的辐射束81 的辐射束路径，而遵循平行的路径(例如，设置为在图ll的平面内或外)。 通过致动反射器87造成的第二辐射束的路径长度的改变与受控的辐射束 81的路径长度的改变相同。控制器90被构造用于生成致动器系统88的控制信号，以便基于由检测 器92检测的第二辐射束91所检测到的强度控制反射镜87的位置。应当理 解，辐射检测器92可以具有与图9b所示的与第三个实施例相关的相同的构 造，以使得检测器不仅能检测第二辐射束的强度，而且能检测第二辐射束 91的横截面强度的均匀性。在这种情况下，为了调整反射镜87的位置，控 制器90可以被构造用于附加地将控制信号提供给致动器系统88，以便优化 辐射束强度的均匀性。实施例6第六个实施例的可变衰减器由一对入/4相位光栅组成。例如，相位光 栅被分成例如具有多个伸长条痕的多个第一和第二类型区段，且在所述相 位光栅中，入射到第一类型区段上的辐射中所引入的相移是波长的四分之 一，比入射到第二类型区段上的辐射中所引入的相移多或少。如图12a所 示，在第一相位光栅100中，能设置有厚度为tl的第一区段102和厚度较小 为t2的第二区段103。第二光栅101具有相似的结构。两个相位光栅相互平行地设置，但是至少一个被安装成可移动的，使 得第二相位光栅能相对于第一相位光栅在第一位置和第二位置之间移动， 如图12a所示。在第一位置上，对齐第一和第二相位光栅IOO、 IOI的第一 类型区段102、 104，以及对齐第一和第二相位光栅IOO、 IOI的第二类型区 段103、 105，并能够平移到第二位置，如图12b所示。在第二位置上，第 一相位光栅100的第一类型区段102与第二相位光栅101的第二类型区段 105对齐，而第一相位光栅100的第二类型区段103与第二相位光栅101的第 一类型区段104对齐。结果，在第一位置上，有效地形成入/2相位光栅而 在第二位置上，因为对于所有辐射引入相同的相移，所以完全没有相位光栅形成。相应地，在第一位置上，通过组合相位光栅的零级辐射的透射得 到最小化，而在第二位置上，通过组合相位光栅的零级辐射的透射得到最 大化。
替代地或附加地，如图12c所示，相位光栅100、 101可以以距离143分 隔，以使得相位光栅IOO、 101中的一个或两个都位于另一个的"塔尔博特 (Talbot)" 142或"半塔尔博特"141平面上。通常，塔尔博特平面被限定 为当平坦的周期性的结构/光栅由准直的辐射束照射时，在其中形成所述 结构/光栅的图像的平面。半塔尔博特平面是在两者正中间的平面。在两 个平面之间的间距可以称作塔尔博特间距(Talbotspacing)和半塔尔博特 间距。例如，在相位光栅100、 101之间的间隔物可以是空气(如图所示)、 玻璃或两者组合。
图12a-12c示出光栅后侧平行的相位光栅100、 101。这能表示光栅的衬 底侧(即无图案侧)互相面对和/或互相接触。然而，相位光栅100、 101 能同样地配置，使得它们的表面(带图案侧)互相面对或接触，或者一个 光栅的表面可以被配置用于面对另一个光栅的后侧或衬底侧。在每种情况 下，光栅可以相互接触或间隔开塔尔博特间距或半塔尔博特间距。
在一个示例中，相位光栅100、 101是周期的，且区段102-105都具有 相同的宽度。为了便于制造，光栅周期可以大于或远大于入射辐射的波长。 照射也可以由小于或远小于光栅衍射角的发散准直，所述光栅的衍射角是 光栅的波长/周期。因此，可以便于将衰减器放在调节器AD(图1)之前， 增加照射发散。
在典型的实施例中，塔尔博特和半塔尔博特平面的位置s由表达式 ^mp"A给出，其中s根据参考光栅测量，p是光栅周期，入是入射辐射的 波长，以及m是整数(1、 2、 3...等)。m的奇数值表示半塔尔博特平面/ 间隔，而m的偶数值表示全塔尔博特平面。对于A493nm和p-10um，在 光栅被空气间隙分隔开的情况下，S=m*518um。在本示例中，为了获得 良好的效率，光栅应该位于塔尔博特和半塔尔博特平面的约2 u m以内。 如果所述间隙由光栅衬底材料(例如玻璃)填充，那么，例如，间隔将与 填充物材料的折射率成正比地增加。
相应地，如图13所示，本发明的第六个实施例的可变衰减器110包括
两个A/4相位光栅111、 112。两个光栅lll、 112被配置成相互平行的，且 致动器系统113被构造用于调节相位光栅之间的相对位置，以使它们在上 述与图12a和12b相关的第一和第二位置之间转换。这可以进行以使得可变 衰减器的透射水平被控制在最小的透射水平和最大的透射水平之间。致动 器系统113例如可以由多个压电致动器组成，所述压电致动器能够迅速地 和精确地控制两个相位光栅lll、 112的相对位置。替代地，致动器可以是 电磁的。
为了保持可获得的对比度水平，带孔117的挡板116可以设置成仅允许 零级辐射作为从可变衰减器输出的辐射束118通过。
可以增加透镜系统，用于帮助将所需的零级辐射束同其他级辐射束分 离开。尽管这种配置可能增加复杂度，但是其能够縮短光栅112和挡板116 之间的距离。
提供生成致动器系统113所需要的控制信号的控制器114。控制器114 可以包括存储器115，所述存储器115包括校正数据，其使将被提供给致动 器系统113的控制信号与可变衰减器110对于输入的辐射束115的透射水平 相关。
实施例7
图14示出根据本发明的第七个实施例的可变衰减器120。第七个实施
例的可变衰减器与第六个实施例的可变衰减器相对应，例如，包括一对相 互平行的相位光栅121、 122以及响应由控制器124所提供的控制信号控制 该对相位光栅的相对位置的致动器系统123。
然而，可变衰减器的第七个实施例包括至少一个位置传感器125，所 述位置传感器125测量第一和第二相位光栅121、 122的实际相对位置。相 应地，为了提供可变衰减器120对于输入的辐射束126的所需透射水平，控 制器124可以确定相位光栅121、 122的所需相对位置。随后，控制器124
将控制信号提供给最小化所需的相对位置和所测量到的相对位置之间的 差别时所必须的致动器系统123。
位置传感器系统可以包括一个或多个电容传感器，并简单地被构造用 于测量相位光栅12K 122在如图12a和12b所示的第一位置和第二位置之间
进行转换所需要的相位光栅的相对运动的方向上的相对位置。另外，然而，
位置传感器可以监测相位光栅121、 122的间隔和/或相位光栅121、 122 的相对角度。相应地，控制器124可以将控制信号提供给致动器系统123， 以便对相位光栅121、 122的间隔和/或相位光栅121、 122的相对角度进行 调节。这是有益的，因为为了给包括两个相位光栅的任何本发明的可变衰 减器提供最大和最小透射水平，相位光栅121、 122应当被尽可能地保持接 近平行，并应当有很近的间距或以特定的距离、大致地由所谓塔尔博特平 面或由半塔尔博特平面分隔。在后一种情况下，最大和最小透射水平所需 要的相位光栅121、 122的相对位置进行了交换。
实施例8
图15示出根据本发明的可变衰减器130的第八个实施例。如所示，第
八个实施例与本发明的第六个和第七个实施例相对应，包括两个相位光栅 131和132、用于调节相位光栅131和132的相对位置的致动器系统133、以 及将控制信号提供给致动器系统133的控制器135。
在第八个实施例中，第二辐射束136被引导通过相位光栅131、 132， 并被辐射检测器137检査。与前述涉及第二辐射束的实施例相同，第二辐 射束136可以具有与由可变衰减器130控制的辐射束138不同的波长。同样， 第二辐射束136的源139可以配置在可变衰减器130之内，或可以位于可变 衰减器的外部，或在采用可变衰减器的光刻设备的外部。源139和检测器 137的位置可以交换。
第二辐射束136在离开受控的辐射束138—定间隔的位置处通过相位 光栅13K 132。相应地，第二辐射束不与受控的辐射束138发生干涉。通 过相位光栅13K 132的第二辐射束的检查提供可变衰减器对于辐射束的透 射水平的直接测量。与前述实施例相同，第二检测器可以设置用于在辐射 通过相位光栅131、 132之前检查辐射，以提供在通过可变衰减器之前和可 变衰减器之后的辐射强度的精确比较。
控制器135可以使用来自辐射检测器137的为了控制致动器系统133的 数据，以便提供可变衰减器130对于受控的辐射束138的所需透射水平。如 果第二辐射束136的辐射与受控的辐射束138不同，那么可变衰减器130对
于第二辐射束136的透射水平可能不直接反映可变衰减器130对于受控的 辐射束138的透射水平。然而，控制器135可以设置有能够根据可变衰减器 130对于第二辐射束136的透射水平计算可变衰减器130对于受控的辐射束 138的透射水平的计算模块。替代地，控制器可以包括存储器，所述存储 器包含使可变衰减器130对于第二辐射束136的透射水平与可变衰减器130 对于受控的辐射束138的透射水平相关联的校准数据。
如图15所示，可变衰减器130可以包括多个被配置用于在不同位置处 通过相位光栅131、 132的第二辐射束以及相应的检测器。通过比较可变衰 减器对于在不同位置处的第二辐射束的透射水平，控制器可以确定相位光 栅131、 132的间隔和/或相对角度所必须的调整，并将所需要的控制信号 提供给致动器系统133。
在光刻设备的范围中，或在更普遍的范围中，为了实现动态范围和/ 或分辨率的增加，任何一个或多个上述衰减器可以串联配置(以使得将被 衰减的辐射一个接一个地通过衰减器)。
实施例9
图16示出根据本发明的第九个实施例的可变衰减器140。第九个实施 例与上述第四个实施例相对应，这是由于辐射束141采用部分反射器144 被分成第一和第二辐射束路径142、 143，并在第二部分反射器145处将第 一和第二辐射束部分142、 143重新组合，以使得它们发生干涉。与第四个 实施例相同，辐射束回收器146可以被设置用于吸收由可变衰减器140滤除 的辐射。
与第四个实施例相同，第九个实施例通过调节第一和第二辐射束路径 142、 143的相对路径长度来调节从可变衰减器140输出的辐射的强度，使 得当辐射在第二部分反射器145处重新组合时，来自第一和第二辐射束路 径142、 143的辐射发生相长干涉或相消干涉。
在设置用于调整第一辐射束路径的路径长度的装置上，第九个实施例 与第四个实施例不同。尤其，配置第九个实施例，使得在第一辐射束路径 142中的辐射在第一和第二反射器151、 152之间反射多次。结果，第一辐 射束路径142的路径长度可以通过改变在第一和第二反射器151、 152之间
的间隔而被改变。
在如图16所示的配置中，例如，固定第一反射器151的位置，并且可 以借助致动器系统153对第二反射器152的位置进行调整。然而，应当理解， 在其他的构造中，为了控制反射器的间隔，可以致动其中任一个反射器或 可以两者都被致动。进而，致动器系统可以被构造用于调节第一和第二反 射器151、 152的相对方向。
以与上述同第四个实施例相关的相同方式，致动器系统可以由控制器 154控制，所述控制器154可以包括存储器155，所述存储器155存储使提供 给致动器系统153的控制信号与可变衰减器140对于辐射束141的透射水平
相关联的校准数据。
通过将辐射在两个反射器151、 152之间反射多次，对应反射器的给定 运动的第一辐射束路径142的路径长度的总改变大于由第四个实施例获得 的对于相应反射器运动的路径长度的改变。相应地，在第九个实施例中的 用于调节路径长度的系统比在第四个实施例中提供的系统具有更快的响 应。应当理解，在第一辐射束路径142中的两个反射器151、 152之间的反 射次数越多，可变衰减器140对于单个反射器的运动的响应就越多。
通常，系统中的反射器所需的移动量越小，所述反射器就能作用得更 容易和更迅速。例如，在第四个和第九个实施例中使用的致动器系统可以 包括一个或多个压电致动器。尤其，反射器和致动器系统可以包括一层在 衬底上形成的压电材料，被抛光以获得所需要的表面平整度，并由形成反 射器的反射涂层所覆盖。为了提供控制信号以控制压电材料，可以在压电 材料的任何一侧上设置电极。然而，覆盖在用作反射器的压电材料的一侧 上的反射材料层可以用作电极之一。
为了使压电材料的响应速度最大化，压电材料层必须制成尽可能薄， 例如40um到80um的量级。然而，致动压电材料所需要的电功率随着其 变薄而增加。增加在光刻系统中的致动压电致动器所需要的功率是不希望 的，这是因为这种功率的增加增加了将所需的控制信号提供给压电致动器 的困难，并增加了在不对光刻设备的性能产生不利影响的条件下从系统中 必须发散的热量。相应地，像第九个实施例这种的配置可以是有益的，在 所述配置中，对于压电致动器的给定致动，第一辅射束路径142的路径长
度的改变程度以及由此的转换速度能够被最大化。
然而，应当理解，当构造系统时，尤其在确定在第一辐射束路径142 中的第一和第二反射器151、 152之间的反射次数时，必须考虑到尽管通 过增加第一和第二反射器151、 152之间的第一辐射束路径142的反射次数 将使转换速度最大化，但是，在反射器的位置上的任何误差的效果也将增 加。
应当理解，上述与第四个实施例和第九个实施例(它是第四个实施例 的变体)相关的第四个实施例的任何或全部变体和修改可以应用于第九个 实施例，尤其是出于提高致动器系统的控制精度的目的。
在以上描述中，可变衰减器已经被描述成可以迅速地调节通过可变衰 减器的、在诸如如图5所示的这种辐射剂量控制系统中使用的辐射的衰减。 在这种系统中，例如，辐射束的第一脉冲未经衰减地通过可变衰减器13， 但确定了对脉冲能量的精确测量值，而辐射的后续一个脉冲由可变衰减器 13衰减，以使得在这两个脉冲中的总能量比釆用被构造用于在单个脉冲中 提供所需辐射剂量的现有辐射源所获得的能量更接近所需要的辐射剂量。
然而，上述可变衰减器也可以用于在光刻设备中使用的其他辐射剂量 控制系统。这种替代的辐射剂量控制系统的示例如图17所示。如图所示， 例如，辐射束160由照射系统161提供。辐射束通过部分反射器162，所述 部分反射器162允许大部分辐射束通过、但使一部分辐射束转向到辐射检 测器164。与如图5所示的辐射剂量控制系统一样，照射系统161提供脉冲 式的辐射束160,且检测器164被构造用于确定在每个辐射脉冲中的能量。
通过部分反射器162的辐射165在通到可变衰减器167之前，通过光学 延迟器166。可变衰减器167由触发器单元168控制。触发器单元168接受对 来自检测器164的辐射脉冲中的总能量的测量以及代表来自控制器170的 辐射脉冲中所需要的总能量的控制信号。据此，触发器单元168确定辐射 脉冲所需的衰减，并提供对可变衰减器167的所需要的控制信号，以使得 当来自光学延迟器166的辐射脉冲被接受时，辐射脉冲得以适当地衰减。
应当理解，由光学延迟器166提供的延迟必须为检测器164提供足够的 时间来确定来自辐射脉冲的能量，为触发器单元168提供足够的时间来确 定所需要的衰减，以及为可变衰减器167提供足够的时间来改变至所需要 的衰减水平。同样，应当理解，可变衰减器167必须被构造用于足够迅速 地在衰减状态之间转换，其可以在连续的辐射束脉冲之间进行转换。这种 系统允许提供脉冲式的辐射束，在所述脉冲式的辐射束中，每个脉冲具有 所需的剂量。相应地，每个将在衬底上形成的图案采用单个辐射脉冲，而 不是如在采用图5所示的辐射剂量控制系统时所需的采用两个脉冲。如果转换可变衰减器167的速度足够快，且基本上能够防止辐射束的 透射，即具有很高的对比度系数，则可以使用如图17所示的辐射控制系统 的另一个变体。在这种变体中，检测器164被构造用于伴随辐射脉冲的强 度在横跨辐射脉冲的持续时间段发生变化，而为触发器单元168提供以辐 射脉冲的强度的测量。触发器单元168累计所测量的辐射脉冲的强度，直 到在辐射脉冲中的总能量到达所需要的辐射剂量。在这点上，触发器单元 168将控制信号传送给可变衰减器167，以从处于辐射束的最大透射率的状 态转换到处于最小透射率的状态，使得辐射脉冲被整形以提供具有所需剂 量的输出辐射脉冲。尽管在本文中可以做出特定的参考，将所述光刻设备用于制造特定的 器件(例如集成电路或平板显示器)，但应当理解，这里所述的光刻设备 可以有其他的应用。所述应用包括但不限于集成电路、集成光学系统、磁 畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁 头、微机电系统、光发射二极管等的制造。例如，在平板显示器中，本设 备可以用于在各种层(例如，薄膜晶体管层和/或滤色片层)的形成中起 辅助作用。尽管以上已经作出了特定的参考，在光刻设备的范围中使用本发明的 实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻， 并且只要应用范围允许，不局限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装 置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑 印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层上，在其上通过施加电磁辐射、热、压 力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成 装置从所述抗蚀剂上移走，并在其中留下图案。结论 尽管以上己经描述了本发明的多个实施例，但是应该理解，它们仅仅 以示例的方式给出，而不是限制。相关领域的技术人员应当理解，在不背 离本发明的精神和保护范围的条件下，可以对形式和细节进行各种修改。 因此，本发明的覆盖宽度和保护范围不应受到任何上述典型实施例的限 制，而应当仅根据所附的权利要求及其等同物限定。应当理解，具体实施方式
部分，而不是发明内容和摘要部分，目的在于用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以提出一个或多个，而并不 是由发明人设想的所有本发明的实施例，因此，发明内容和摘要部分不以 任何方式限制本发明以及所附的权利要求。
权利要求
1.一种适用于光刻设备中的可变衰减器，所述可变衰减器被构造用于响应输入控制信号对其输入辐射束的透射水平进行调节，所述输入控制信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平，包括第一和第二半透反射器，所述第一和第二半透反射器大致相互平行地设置，并使得辐射束连续地通过第一和第二半透反射器；以及致动器系统，所述致动器系统被构造用于响应输入控制信号来控制第一和第二半透反射器的间隔。
2. 根据权利要求l所述的可变衰减器，其中，所述辐射束以倾斜角度入射到第一半透反射器上。
3. 根据权利要求l所述的可变衰减器，还包括控制器，所述控制器被 构造用于将控制信号提供给致动器系统、以便响应输入控制信号控制致动 器系统。
4. 根据权利要求3所述的可变衰减器，其中，所述控制器包括存储器， 所述存储器被构造用于存储与衰减器的透射水平和控制信号之间的关系 相对应的校准数据；以及所述控制器被构造用于响应输入控制信号并基于校准数据产生致动 器系统的控制信号。
5. 根据权利要求3所述的可变衰减器，还包括位置传感器系统，其被构造用于测量第一和第二半透反射器的相对位 置；并且其中所述控制器被构造用于响应输入控制信号并基于第一和第二半 透反射器所测量到的相对位置产生致动器系统的控制信号。
6. 根据权利要求5所述的可变衰减器，其中所述控制器被构造用于基于输入控制信号确定第一和第二半透反射 器的所需相对位置，并基于第一和第二半透反射器的所需相对位置和所测 量到的相对位置之间的差别产生致动器系统的控制信号。
7. 根据权利要求5所述的可变衰减器，其中 致动器系统还被构造用于控制第一和第二半透反射器的相对角度位 置；以及所述控制器被构造成将控制信号提供给致动器系统，以基于所测量到 的第一和第二半透反射器的相对位置来控制第一和第二半透反射器的相 对角度位置。
8. 根据权利要求3所述的可变衰减器，还包括辐射源，所述辐射源被构造用于产生第二辐射束，所述第二辐射束以 与第一辐射束入射到第一半透反射器上的角度不同的角度入射到第一和 第二半透反射器中的一个上；以及检测器系统，其被构造用于在第二辐射束通过第一和第二半透反射器 之后检查第二辐射束，其中所述检测器系统被构造用于测量通过可变衰减器的第二辐射束 的强度，以及其中所述控制器被构造用于响应输入控制信号并基于所测量到的第 二辐射束的强度来产生致动器系统的控制信号。
9. 根据权利要求8所述的可变衰减器，其中所述检测器系统还被构造用于测量横跨第二辐射束的横截面的辐射 强度的均匀性；所述致动器系统还被构造用于控制第一和第二半透反射器的相对角 度位置；以及所述控制器被构造成将控制信号提供给致动器系统，以基于所测量到 的横跨第二辐射束的横截面的辐射强度的均匀性，控制第一和第二半透反 射器的相对角度位置。
10. —种适用于光刻设备的可变衰减器，所述可变衰减器被构造用于 响应输入控制信号对其对于输入辐射束的透射水平进行调节，所述输入控 制信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平，所述可变衰减器包括辐射束分束器，所述辐射束分束器将辐射束分成第一和第二辐射束路径；辐射束组合器，所述辐射束组合器将来自第一和第二辐射束路径的辐 射重新组合，使得经过重新组合的辐射发生干涉并产生输出辐射束；以及 辐射束路径长度控制器，辐射束路径长度控制器被构造用于响应输入 控制信号控制第一辐射束路径的路径长度，以便控制来自第一和第二辐射 束路径的辐射的干涉。
11. 根据权利要求io所述的可变衰减器，其中，所述辐射束路径长度控制器包括反射器和被构造用于控制反射器的位置的致动器系统，使得辐 射束路径长度控制器能够更改第一辐射束路径的路径长度。
12. 根据权利要求ll所述的可变衰减器，还包括控制器，所述控制器 被构造用于将控制信号提供给致动器系统，以便响应输入控制信号控制致 动器系统。
13. 根据权利要求12所述的可变衰减器，其中 所述控制器包括存储器，所述存储器被构造用于存储与衰减器的透射水平和控制信号之间的关系相对应的校准数据；以及所述控制器被构造用于响应输入控制信号并且基于校准数据来产生 致动器系统的控制信号。
14. 根据权利要求12所述的可变衰减器，还包括辐射源，其被构造用于产生第二辐射束，并将第二辐射束引导到辐射 束分束器，使得第二辐射束被分成第一和第二辐射束路径，并由辐射束组 合器重新组合；以及检测器系统，其被构造成每当第二辐射束已经由辐射束组合器重新组 合，就检查第二辐射束；其中所述检测器系统被构造用于测量第二辐射束的强度，以及其中所述控制器被构造用于响应输入控制信号并且基于所测量到的 第二辐射束的强度来产生致动器系统的控制信号。
15. 根据权利要求14所述的可变衰减器，其中所述检测器系统还被构造用于测量横跨第二辐射束的横截面的辐射 强度的均匀性；所述致动器系统还被构造成所述致动器系统能够控制辐射束路径长 度控制器的反射器相对于通过第一辐射束路径传播的辐射束的角度，这又 控制在辐射束组合器中来自第一和第二辐射束路径的辐射的相对入射角； 以及所述控制器被构造成将控制信号提供给致动器系统，以基于所测量到 的横跨第二辐射束的横截面的辐射强度的均匀性，控制辐射束路径长度控 制器的反射器的角度。
16. 根据权利要求10所述的可变衰减器，其中，所述辐射束路径长度控制器包括第一和第二平行反射器；以及致动器系统，所述致动器系统被构造用于控制第一和第二反射器的间隔；其中设置第一辐射束路径，使得所述辐射在第一和第二反射器之间反 射多次；以及所述致动器系统响应输入控制信号控制第一和第二反射器的间隔。
17. —种适用于光刻设备的可变衰减器，所述可变衰减器被构造用于 响应输入控制信号对其对于输入辐射束的透射水平进行调节，所述输入控 制信号代表可变衰减器对辐射束的所需透射水平，所述可变衰减器包括-第一和第二相位光栅；以及致动器系统；其中，所述第一和第二相位光栅被设置成大致相互平行，并使得辐射 束初始入射到第一相位光栅上，然后入射到第二相位光栅上；其中，每个相位光栅包括多个第一类型区域和多个第二类型区域；其中，相位光栅被构造成对于每个相位光栅，引入到通过第一类型 区域的辐射束中的相移是输入到可变衰减器的辐射束的波长的四分之一， 大于引入到通过第二类型区域的辐射束中的相移，以及其中，致动器系统被构造用于响应输入控制信号、至少在第一位置和 第二位置之间调节第一和第二相位光栅的相对位置，在第一位置上，通过 第一相位光栅的第一类型和第二类型区域的辐射接着分别通过第二相位 光栅的第一和第二类型区域；在第二位置上，通过第一光栅的第一和第二 类型区域的辐射接着分别通过第二相位光栅的第二和第一类型区域。
18. 根据权利要求17所述的可变衰减器，其中 己经通过第一和第二相位光栅的零级辐射被引导作为可变衰减器的输出；以及可变衰减器包括至少一个辐射回收器，已经通过第一和第二相位光栅 的辐射的更高正级或更高负级或两者同时被引导到所述辐射回收器。
19. 根据权利要求17所述的可变衰减器，还包括控制器，所述控制器 被构造用于将控制信号提供给致动器系统，以便响应输入控制信号来控制 致动器系统。
20. 根据权利要求19所述的可变衰减器，其中所述控制器包括存储器，所述存储器被构造用于存储与在衰减器的透 射水平和控制信号之间的关系相对应的校准数据；以及所述控制器被构造用于响应输入控制信号并基于校准数据产生致动 器系统的控制信号。
21. 根据权利要求19所述的可变衰减器，还包括-位置传感器系统，其被构造用于测量第一和第二相位光栅的相对位置；以及其中，所述控制器被构造用于响应输入控制信号并基于测量到的第一 和第二相位光栅的相对位置来产生致动器系统的控制信号。
22. 根据权利要求21所述的可变衰减器，其中，所述控制器被构造用 于基于输入控制信号确定第一和第二相位光栅的所需相对位置，并基于所 需的和所测量到的第一和第二相位光栅的相对位置之间的差别产生致动 器系统的控制信号。
23. 根据权利要求21的可变衰减器，其中-所述致动器系统还被构造用于控制第一和第二相位光栅的相对角度 位置；以及所述控制器被构造成将控制信号提供给致动器系统，以基于所测量到 的第一和第二相位光栅的相对位置控制第一和第二相位光栅的相对角度位置。
24. 根据权利要求19所述的可变衰减器，还包括辐射源，其被构造用于产生第二辐射束，所述第二辐射束在不同于第 一辐射束的位置处被引导通过第一和第二相位光栅；以及辐射检测器，所述辐射检测器被构造用于检测源自第二辐射束的零级 辐射的强度，所述第二辐射束已经通过第一和第二相位光栅，其中，所述控制器被构造用于响应输入控制信号并基于由辐射检测器 测量到的强度产生致动器系统的控制信号。
25. 根据权利要求24所述的可变衰减器，其中 所述辐射源和所述辐射检测器形成用于将信息提供给与第一和第二相位光栅相关的控制器的第一传感器；所述可变衰减器包括至少一个另外的与第一传感器相对应的传感器， 所述第一传感器产生在与第一和第二辐射束不同的位置处通过第一和第 二相位光栅的相应辐射束；以及所述控制器被构造用于响应输入控制信号并基于由传感器提供的信 息产生致动器系统的控制信号。
26. 根据权利要求17所述的可变衰减器，其中，所述第二相位光栅与 所述第一相位光栅分离，并位于所述第一相位光栅的塔尔博特平面或所述 第一相位光栅的半塔尔博特平面上。
27. —种辐射剂量控制器，包括-检测器，其被构造用于确定由辐射剂量控制器接收到的辐射脉冲内的能量；控制器；以及根据权利要求l、 10或17所述的可变衰减器；其中， 所述控制器被构造用于根据在由检测器确定的第一脉冲中的能量，确 定在第二脉冲中的所需能量，以提供所需的总辐射剂量；并将控制信号提 供给可变衰减器，以便设定可变衰减器的透射水平，使得所述可变衰减器 将第二脉冲衰减到所需的水平。
28. —种辐射剂量控制器，包括-检测器，其被构造用于测量由辐射剂量控制器接收到的辐射脉冲内的 辐射能量；根据权利要求l、 10或17所述的可变衰减器；光学延迟器，其被构造用于在辐射脉冲被输入到可变衰减器之前提供 时间延迟；以及触发器单元，其被构造用于响应由检测器测量到的辐射脉冲内的辐射 能量，将控制信号送给可变衰减器，以使得当所述辐射脉冲被输入到可变衰减器时，可变衰减器被设定用于将所述辐射脉冲中的能量衰减到所需的 辐射剂量。
29. —种辐射剂量控制器，包括检测器，其被构造用于测量由辐射剂量控制器接收到的辐射脉冲内的 辐射强度；根据权利要求l、 10或17所述的可变衰减器；光学延迟器，所述光学延迟器被构造用于在辐射脉冲被输入到可变衰减器之前提供时间延迟；以及触发器单元，其被构造用于响应由检测器测量到的辐射脉冲的强度， 将控制信号送给可变衰减器，以使得可变衰减器在将所述辐射脉冲的能量 修正为所需的辐射剂量时所需的时间内从处于最大透射率的状态转换到 处于最小透射率的状态。
30. —种光刻设备，包括照射系统，其被构造用于调节脉冲式辐射束；根据权利要求l、 10、 17所述的可变衰减器，其被构造成对脉冲式辐 射束的至少一个脉冲的强度进行衰减；以及控制系统，其被构造用于确定辐射脉冲的所需强度，并对应于可变衰 减器对于辐射束的、将脉冲衰减到所需强度所需要的所需透射水平，将控 制信号提供给可变衰减器。
31. 根据权利要求30所述的光刻设备，包括根据权利要求l、 10或17 所述的多个串联设置的可变衰减器。
32. —种器件制造方法，包括步骤调制脉冲式的辐射束并将其投影 到衬底上；其中，所述脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强度在被调制之前由可 变衰减器衰减，所述可变衰减器被构造用于响应输入控制信号调节其对输 入辐射束的透射水平，所述输入控制信号代表可变衰减器对于辐射束的所 需透射水平，所述可变衰减器包括第一和第二半透反射器，所述第一和第 二半透反射器被设置成大致相互平行，并使得辐射束连续地通过所述第一 和第二半透反射器；其中，所述方法还包括步骤:响应所述输入控制信号控制所述第一和第二半透反射器的间隔。
33. —种器件制造方法，包括步骤调制脉冲式的辐射束并将其投影 到衬底上；其中，所述脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强度在被调制之前由可 变衰减器衰减，所述可变衰减器被构造用于响应输入控制信号调节其对输 入辐射束的透射水平，所述输入控制信号代表可变衰减器对于辐射束的所 需透射水平，所述可变衰减器包括辐射束分束器，所述辐射束分束器将辐射束分成第一和第二辐射束路径；辐射束组合器，所述辐射束组合器将来自第一和第二辐射束路径的辐 射重新组合，使得其发生干涉并产生输出的辐射束；以及所述方法还包括步骤采用辐射束路径长度控制器，以响应所述输入 控制信号控制第一辐射束路径的路径长度，以便控制来自第一和第二辐射 束路径的辐射的干涉。
34. —种器件制造方法，包括步骤调制脉冲式的辐射束并将其投影 到衬底上；其中，脉冲式的辐射束的至少一个脉冲的强度在被调制之前由可变衰 减器衰减，所述可变衰减器被构造用于响应输入控制信号调节其对于输入 辐射束的透射水平，所述输入控制信号代表可变衰减器对辐射束的所需透 射水平，所述可变衰减器包括第一和第二相位光栅，所述第一和第二相位光栅被配置成大致相互平 行，并使得辐射束初始入射到第一相位光栅上，并在已经通过第一相位光栅以后入射到第二相位光栅上；其中，每个相位光栅包括多个第一类型区域和多个第二类型区域；并 且所述相位光栅被构造成对于每个相位光栅，引入到通过第一类型区域 的辐射中的相移是输入到可变衰减器的辐射束的波长的四分之一，大于引 入到通过第二类型区域的辐射中的相移；以及所述方法还包括步骤响应所述输入控制信号、至少在第一位置和第 二位置之间对第一和第二相位光栅的相对位置进行调节，在第一位置上， 通过第一相位光栅的第一和第二类型区域的辐射接着分别通过第二相位 光栅的第一和第二类型区域，在第二位置上，通过第一相位光栅的第一和 第二类型区域的辐射接着分别通过第二相位光栅的第二和第一类型区域。
35. 根据权利要求32所述的方法制造的一种平板显示器。
36. 根据权利要求32所述的方法制造的一种集成电路器件。
37. 根据权利要求33所述的方法制造的一种平板显示器。
38. 根据权利要求33所述的方法制造的一种集成电路器件。
39. 根据权利要求34所述的方法制造的一种平板显示器。
40. 根据权利要求34所述的方法制造的一种集成电路器件。
全文摘要
一种系统和方法提供高速可变衰减器。所述衰减器可以用在光刻设备中以控制用于修正伴随最初的辐射脉冲的辐射剂量的一个或多个修正脉冲中的辐射强度。
文档编号G02B26/08GK101165533SQ200710162679
公开日2008年4月23日 申请日期2007年10月16日 优先权日2006年10月17日
发明者丹尼尔·派瑞兹·卡乐奥, 亨瑞·约翰尼斯·彼查斯·文克, 奥斯卡·弗朗西斯科斯·乔兹弗斯·诺德曼, 登 道尔 条尼斯·科尼利厄斯·万, 爱斯汀·L·克洛特斯尔 申请人:Asml荷兰有限公司;Asml控股股份有限公司