光刻装置和测量系统的制作方法

专利名称：光刻装置和测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光刻投影装置中的波前象差的测量，尤其是光刻投影装置，该装置包括-用于提供射线投影束的辐射系统；-用于支撑图案形成部件的支撑结构，该图案形成部件用于使投影束形成所需要的图案；-用于保持基底的基底台；-投影系统，用于将已形成图案的光束投影到基底的目标部分上。
背景技术：
此处所用的术语“图案形成部件”泛指可在入射的射线束的横截面上形成图案的部件，该图案与在基底的目标部分所产生的图案相对应；术语“光阀”也可用在这方面。一般来说，所述的图案会对应于在目标部分中所产生的装置内的特定功能层，例如集成电路或其它的装置(见下文)。此类图案形成部件的示例包括-掩模。掩模的概念在光刻领域是众所周知的，它包括各种类型的掩模，例如二元的、交替相移的和衰减相移的，还有各种混合类型的掩模。这种掩模在射线束中的位移会根据其上的图案使投射到掩模上的射线有选择地透射(在采用透射掩模的情况下)或反射(在采用反射掩模的情况下)。就掩模而言，支撑结构一般是掩模台，该掩模台可以确保掩模保持在入射的射线束中的指定位置，还可以确保掩模在需要时相对于光束移动。
-可编程的镜子阵列(mirror array)。这种装置的一个示例是具有一粘弹性控制层的矩阵式可寻址(matrix-addressable)表面和一反射表面。此类装置的基本原理是(例如)反射面上的可寻址区域把入射光以衍射光形式来反射，而未寻址区域把入射光以非衍射光的形式来反射。使用一个合适的过滤器，可以从反射光束中过滤出所述的非衍射光，仅将衍射光留于其中；这样，光束根据矩阵式可寻址表面的寻址图案形成图案。可编程的镜子阵列的另一个实施例采用矩阵排列的微型镜，通过使用合适的定位电场或压电激励部件，每个微型镜可围绕一轴各自倾斜。再次重复，镜子是矩阵式可寻址的，使得寻址镜可在不同方向将入射的射线束反射给未寻址的镜子；这样，反射光束根据矩阵式可寻址镜的寻址图案形成图案。所需的矩阵寻址可以用合适的电子装置进行。在上述的两种情况中，图案形成部件可以包括一个或多个可编程的镜子阵列。关于此处所提到的镜子阵列可以从例如美国专利US5296891和US5523193以及PCT专利申请WO98/38597和WO98/33096中收集到更多的信息，此处将其引入以供参考。就可编程的镜子阵列而言，所述的支撑结构可具体化为例如构架或工作台，它可根据需要被固定或移动。
-可编程的LCD阵列。此类结构的例子可见美国专利US5229872，此处将其引入以供参考。同上，此例中的该支撑结构具体化为例如构架或工作台，它可根据需要被固定或移动。
为简单起见，本文的其它部分在一些地方特别涉及掩模和掩模台的示例；但是，在这种情况下所讨论的一般原理应落在上文所述的图案形成部件的更宽范围内。
例如，光刻投影装置可用于生产集成电路(IC)。在这种情况下，图案形成部件可生成与集成电路的单层对应的电路图案，该图案可以成像于基底(硅片)上的一目标部分(例如包括一个或多个的小片)上，该基底已经被涂敷了一层辐射性敏感材料(抗蚀剂)。一般来说，单片的硅片可包含邻近目标部分的整个线路，所述目标部分通过投影系统被一次一个地连续照射。在现有的装置中，在用掩模台上的掩模形成图案时，两种不同类型的机器之间会有差别。在一种光刻投影装置中，在一次操作中将整个掩模图案都曝光在目标部分上会使每个目标部分都被照射到；此类装置通常是指晶片步进器(wafer stepper)。在另一种装置中——通常是指步进扫描(step-and-scan)装置，每个目标部分通过沿给定的基准方向(“扫描”方向)渐进扫描投影束下的掩模图案并同时扫描平行于或反向平行于该方向的基底台而被照射；一般来说，由于投影系统具有放大倍数M(一般小于1)，因此扫描基底台的速度V是扫描掩模台速度的M倍。关于此处所述的光刻装置的更多信息可从US6046792中获得，此处将其引入以供参考。
在使用光刻投影装置的生产工艺中，图案(例如在掩模中)成像于至少部分覆盖有辐射性敏感材料层(抗蚀剂)的基底上。在成像步骤之前，基底可以历经各种工序，例如涂底料、涂抗蚀剂和软烘干。曝光之后，基底还可以历经其它的工序，例如曝光后烘干(PEB)、显影、硬烘干以及成像特征的测定/检测。这一系列工序是以在装置例如集成电路的单层上形成图案为基础的。形成图案后的该层接下来可以历经各种工序，例如蚀刻、离子注入(掺杂质)、镀金属、氧化、化学机械抛光等，这些都是为了整饰单层。如果需要几个层，那么对每个新层都必须重复整个程序或其变化。最后，基底(晶片)上会呈现出这一系列装置。然后用例如切割或锯的办法将这些装置一个一个地分开，由此，单个的装置可以安装在载体上、连接到定位销上等等。关于这些工序的其它信息例如可以从《微芯片制作半导体加工实用指南(Microchip FabricationAPractical Guide to Semiconductor Processing)》(第三版，Peter van Zant著，McGrawHill出版公司，1997，ISBN0-07-067250-4)一书中得到，此处将其引入以供参考。
为简单起见，投影系统可在下文称为“透镜”，然而，这一术语应被广泛地解释为涵盖了各种类型的投影系统，例如包括折射光学系统、反射光学系统和反射-折射系统。辐射系统也可包括根据这些设计类型中任何一项来操作的组件，这些组件用于射线的投影束的导向、成型或控制，在下文中这些组件也可以被统称或单独称为“透镜”。另外，光刻装置可以有两个或多个的基底台(和/或两个或多个掩模台)。在这种“多级”装置中，可以平行地使用其它工作台，或者可以在一个或多个工作台上执行预备步骤，而使用一个或多个其它工作台是为了曝光。两级光刻装置例如在US5969441和WO98/40791中作了说明，此处将其引入以供参考。
希望将集成电路中数量不断增加的电子元件一体化。为了实现这一点，必须减小元件的大小并因此要增大投影系统的分辨率，从而可在基底的目标部分上投影越来越小的零件，即线宽。对于投影系统来说，这意味着投影系统和投影系统中使用的透镜元件必须遵守非常严格的质量要求。尽管在透镜元件和投影系统的制造过程中非常小心，它们仍然会遭受波前象差，例如，通过投影系统投影到基底目标部分上的像场上发生的位移、散焦、散光、慧形象差以及球面象差。这种象差是像场上成像线宽改变的重要原因。重要的是，像场内不同位置处的成像线宽不变。如果线宽改变很大，那么在基底的质量检查过程中可抛弃有像场投影于其上的基底。采用例如相移式掩模或离轴式照明的技术，波前象差对成像线宽的影响会进一步增加。
在制造透镜元件的过程中，有利的是，测量透镜元件的波前象差并采用所测量的结果调整该元件中的象差，或者甚至如果质量不合格抛弃该元件。当透镜元件被装在一起形成投影系统时，还需测量投影系统的波前象差。为了使整个投影系统的波前象差最小化，这些测量结果可用来调整投影系统中的某些透镜元件的位置。
在投影系统已被装入光刻投影装置之后，可以再次测量波前象差。而且，由于波前象差在投影系统中可及时改变，例如由于透镜材料的磨损或透镜加热效应(透镜材料的局部升温)，在所述装置的操作过程中必须及时测量某一时刻的象差，并相应地调整某些可移动的透镜元件，从而使波前象差最小化。短时测量法，在发生透镜加热效应的情况下，可能需要频繁地测量波前象差。
先前已经提出一种用于测量投影系统波前象差的测量系统，该系统采用众所周知的“错位干涉仪(shearing interferometer)”原理。根据这个建议，投影束的不同部分沿着穿过投影透镜的不同路径移动，其中该投影束来自于图案形成部件水平面的特定位置。这可以通过设置在投影束中的衍射元件而实现，所述投影束在辐射系统与投影系统之间。所述衍射元件，例如光栅，也称物体光栅，衍射射线并将其散开，使其沿着若干不同路径穿过投影系统。然后，已穿过投影系统的光线照射另外的衍射元件例如针孔或称作图像光栅的光栅。这个另外的衍射元件充当“错位机构(shearing mechanism)”，该机构经由透镜结合来自多重路径的射线而获得干涉，例如来自不同路径的不同衍射级经由透镜而获得的干涉。例如来自一条路径的零级可与来自另一条路径的第一级干涉。这就产生了衍射图，该图可通过传感器来探测从而显示关于像场中特定位置处的波前象差的信息。
但是，尤其对于某些类型的射线而言，在扩散射线时存在问题，这样射线就填充投影透镜的全部光瞳(投影透镜光瞳的填充与非相干光线即进入没有特定角度偏离的投影透镜的光线对应)。如果射线不充分地填充投影透镜的光瞳，也就不必精确地测量透镜的象差，因为这仅仅为穿过透镜的射线的特定路径而取样。如果没有足够程度的光瞳填充，那么根本不能测量更高级的象差。
以下还有一个问题。先前，也已经建议通过投射两个对准标记的图像来测量散焦，其中一个标记图像为焦阑的，而另一个为非焦阑的。所知的该标记图像之间的距离用于校正标线片与基底之间的距离。但是，由于一光束为非焦阑的，如果基底处于不正确的高度(也即，不在最佳聚焦位置)，那么标记之间的距离将会不同。实际上非焦阑标记的横向偏移量正好与散焦量成正比。对于射线例如DUV而言，生成产生非焦阑光束的标记的方法就是，将楔形物(wedge)、棱镜或类似结构附于标线掩模上。但是有一个问题就是，对反射型EUV掩模而言，这是不能完成的。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于测量光刻投影装置中的波前象差的测量系统，该测量系统至少部分地减少了上述任何一个问题。根据本发明提供有一种光刻投影装置，该装置包括-用于提供射线投影束的一辐射系统；-支撑图案形成部件的一支撑结构，该图案形成部件用于使投影束形成所需要的图案；-用于保持基底的一基底台；-一投影系统，用于将已形成图案的光束投影到基底的目标部分上，-一测量系统，其特征在于，所述测量系统包括-一衍射元件和一用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充的结构，该元件和结构都可移动地进入辐射系统与投影系统之间的投影束；-用于检测已穿过投影系统的射线以测量投影系统波前象差的一传感器组件。
因为增加光瞳填充可以准许更高级的投影系统象差被测量，并可以改善象差的全部测量值，所以这是有利的。
优选地，用于增加光瞳填充的结构包括一种用于漫射射线的结构。因为用于漫射射线的结构降低了射线的相干性，并改善了投影系统的光瞳填充，所以这是有利的。
根据本发明的优选实施例，一种单个部件具有衍射元件和用于漫射射线的结构这两种功能。在包含漫射结构的测量系统中没有额外的顶部装置是有利的。在单个部件的表面中和/或上面可以兼具这两种功能。例如，该表面可以具有具体表现为光栅的射线衍射结构，和用于通过衍射或散射射线而漫射的表面结构，以改善投影系统的光瞳填充。
衍射元件可包括一反射光栅，该光栅中的反射部分包括用于漫射射线的结构。该用于漫射射线的结构可包括一个高度随机交错的反射部分的阵列。该结构可有利地充当随机相位漫射体，并可基本填充投影系统的光瞳。优选地，每个反射部分包括一种多层结构，这样可有利地起到EUV射线用反射镜的作用。
可选择地，用于漫射射线的结构可包括低分辨率吸收的特征，例如一系列随机吸收点，该吸收点可有利地通过随机调幅进行漫射射线。
根据另一个实施例，衍射元件包括一透射光栅，测量系统还包括一面用于引导投影束从而从后面照射光栅的镜子，其中用于漫射的结构包括镜子中多个缺陷。优选地，该镜子为曲面，从而提供聚焦效应。增加由传感器组件所检测的射线的强度是有益的，由此改善干涉图的信噪比，并减少搜集测量象差用的数据所需的时间。
根据另外一个实施例，衍射元件包括一透射光栅，测量系统还包括一面用于引导投影束从而从后面照射光栅的镜子，其中该镜子为曲面，从而提供聚焦效应，并且包括用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充的结构。
本发明的另一方面提供一种光刻投影装置，该装置包括-用于提供射线投影束的一辐射系统；-用于支撑图案形成部件的一支撑结构，该图案形成部件用于使投影束形成所需要的图案；-用于保持基底的一基底台；-一投影系统，用于将已形成图案的光束投影到基底的目标部分上，和-用于测量该装置散焦的一测量系统，其特征在于，所述测量系统包括透射光栅和用于引导投影束从而从后面照射光栅的镜子，其中，在使用中，该镜子相对于该光栅的平面以一角度倾斜，从而提供倾斜的照射光束。
本发明还涉及一种用于测量投影系统的波前象差的测量系统，所述测量系统包括-用于提供射线投影束的一辐射系统；-用于将投影系统保持在投影束中的投影系统支架，使得投影系统通过投影束而被照射；其特征在于，所述测量系统还包括一衍射元件和一用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充的结构，该元件和结构都可移动地进入辐射系统与投影系统之间的投影束；和用于检测已穿过投影系统的射线以测量投影系统波前象差的一传感器组件。
采用这个系统，在透镜元件的制造过程中，可以更精确地测量单个透镜的波前象差，并因此去选择该元件或者甚至如果质量不合格将其抛弃。也可以更精确地测量投影系统的波前象差，其中不同的透镜元件装配在一起。这样测量的结果可用于调整某些透镜元件从而使波前象差最小化。
虽然在该说明书中可设定特定参数，以根据本发明在集成电路的制造过程中使用所述装置，但是应该清楚地理解的是，这样的装置具有许多其它可能的应用。例如，它可应用于集成光学系统、用于磁畴存储器(magnetic domainmemories)的引导和探测图案、液晶显示屏、薄膜磁头等等的制造过程中。技术人员应理解的是，在这种可选择应用的语境中，本文中的任何术语“标线片”、“晶片”或“小片”的使用都应认为可分别被更概括的术语“掩模”、“基底”及“目标部分”代替。
在本文中，所用的术语“射线”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外线辐射(例如波长为365、248、193、157或126纳米)和EUV(极端紫外辐射，例如波长范围为5-20纳米)，还有粒子束流，例如离子束或电子束。


以下将参照附图仅通过举例来描述本发明的实施例，其中图1根据本发明的实施例示出了一种光刻投影装置；图2所示为与图1的光刻投影装置一体的波前象差测量系统的实施例；图3为用于本发明一个实施例中的物体光栅的一部分的详细剖视图；
图4为用于本发明另一个实施例的标线片组件中的物体光栅剖视图；图5为用于本发明再另外一个实施例的标线片组件中的物体光栅剖视图；和图6为用于本发明另外一个实施例中具有一倾斜镜子的标线片组件中的物体光栅剖视图；在这些图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施例方式
实施例1图1是本发明中的光刻投影装置的一个特定实施例的示意图。该装置包括一个辐射系统Ex、IL，用于供应射线(例如EUV射线)的投影束PB，在该特定例子中该射线也包括射线源LA；第一目标台(掩模台)MT，它具有一用于保持掩MA(例如标线片)的掩模支架，且与第一定位部件相连接，该第一定位部件用于精确确定掩模相对于部件PL的位置；第二目标台(基底台)WT，它具有一用于保持基底W(例如涂有抗蚀剂的硅片)的基底支架，且与第二定位部件相连接，该第二定位部件用于精确确定基底相对于部件PL的位置；投影系统(“透镜”)PL(例如镜子组)，用于将掩模MA的受照射部分成像于基底W的目标部分C(例如包括一个或多个小片)上。
如这里所述，该装置属于反射型(例如具有反射型掩模)。然而，一般来说，它也可以是例如透射型的(例如具有透射型掩模)。可选择地，该装置可以采用另一种图案形成部件，例如上面提到过的可编程的镜子阵列。
射线源LA(例如产生激光的或产生等离子体的射线源)可产生射线束。然后该射线束例如直接输送或在传送给调节部件，例如射线束放大器Ex之后输送至照明系统(照明器)IL内。所述照明器IL可包括调整部件AM，用于调整射线束中强度分布的外部和/或内部射线外延(通常各自称其为外σ和内σ)。另外，照明器IL一般也包括各种其它组件，例如积分器IN和聚光器CO。这样，投射到掩模MA上的光束PB在其横截面具有理想的均匀性和强度分布。
关于图1应注意的是，射线源LA可以位于光刻投影装置的壳体内(例如，当射线源LA是汞灯时通常就是这种情况)，但是还需要指出的是，射线源LA也可以远离光刻投影装置，它产生的射线束被引导至装置内(例如借助于合适的引导镜)；当射线源LA是受激准分子激光器时常常采用后一种情况。本发明及其权利要求涵盖了这两种情况。
射线束PB随后与保持在掩模台MT上的掩模MA相交。在被掩模MA选择性地反射之后，射线束PB穿过透镜PL，透镜PL将射线束PB聚焦在基底W的目标部分C上。举例来说，借助于第二定位部件(和干涉测量装置IF)可以使基底台WT精确移动，从而在射线束PB的路径上确定不同的目标部分C。类似地，可以用第一定位部件来精确确定掩模MA相对于射线束PB路径的位置——例如在将掩模MA从掩模库中机械取出之后或者在扫描过程中。一般来说，目标台MT、WT的移动会借助于长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(微调定位)来实现，长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(微调定位)在图1中未明确图示。但是就晶片步进器(与步进扫描装置相反)而言，掩模台MT可仅连接到短冲程驱动器上或者可被固定。
所述的装置可用于两个不同的模式中1.在步进模式中，掩模台MT基本保持固定，整个掩模的图像一下子(也就是“一闪”)被投影至目标部分C上。然后基底台WT沿x向和/或y向移动，因此射线束PB可以照射到不同的目标部分C；2.在扫描模式中，除了既定的目标部分C没有在“一闪”曝光，情况基本相同。相反，掩模台MT可以在给定的方向上(所谓的“扫描方向”，例如y方向)以速度v移动，从而引起投影束PB在掩模图像上方扫描；同时，基底台WT可沿相同或相反的方向以速度V＝Mv同时移动，其中M是透镜PL的放大率(通常M＝1/4或1/5)。如此，可将一个相对较大的目标部分C曝光，而不必损害分辨率。
图2所示为与图1的光刻投影装置一体的波前象差测量系统。图2中仅示出了光刻投影装置的一部分，该部分包括投影系统PL。所述测量系统包括光栅组件3和传感器组件5。光栅组阵3有时候可被放置在掩模台MT上，或者可形成所述工作台的一部分，该光栅组件包括物体光栅7。传感器组件5有时候可被放置在基底台上或者可形成所述基底台的一部分，该传感器组件包括图像光栅9、探测器11和发光层13，其中图像光栅9为透射光栅。图像光栅9对应于物体光栅7，但其比例为上文提及的投影系统PL的放大率M。探测器11可以是CCD芯片，而发光层13把来自投影束的入射射线例如EUV射线转变成探测器11更敏感的射线例如可见光。依靠特定射线和探测器11的敏感性，发光层13为任选的也可被省略。
图3所示为光栅组件3的放大图。该实施例中的物体光栅7是由与反射区17交替的非反射区15构成的反射光栅。该光栅可以是1D光栅或2D光栅，或者实际上具有一个或多个不同定向的1D光栅。在所示的实施例中，反射区17具有用于漫散射线的的结构，该结构包括形成于高度不相同的基底上的多层结构，从而在每个反射区17内具有高度随机交错的反射部分19。这样通过改变从反射区17的不同部分19所反射的射线的相对相位而漫散射线。这样基本实现了投影系统光瞳的完全填充。
首先，漫射结构可通过提供一种特别设计的基底来制造。制造该结构的一个方法是以所需的比例通过电子束写入。另一个方法是将基底曝露于大量正态分布的微粒中，该微粒粘附于基底上从而使其不均匀。然后，多层反射结构形成于特别设计的基底的上部。已经描述了反射部分19的高度随机交错；应理解的是，该反射部分可包括伪随机分布，且还可包括许多高度相同但空间分布随机或伪随机部分，以及包含图3所示的许多不同的随机高度。在多层结构已经沉积于基底上之后，用于非反射区15的吸收器可被固定以限定光栅。
在下列实施例中，出于简洁以及避免重复的原因，仅描述与第一实施例的主要不同点。
实施例2用于漫射上文所述射线的另一种结构具有一光栅，在该光栅中反射区高度均匀，但低分辨率吸收点(sub-resolution absorptive dots)在反射区中以随机或伪随机阵列被散射。这些吸收点充当振幅漫射体(amplitude diffuser)。即使希望来自光栅的射线的角度是连续的，这也可近似为通过采用一系列低分辨率吸收点从反射区散射而产生的离散的傅里叶级数。
实施例3
图4示出了本实施例的光栅组件3。光栅组件3被优选包含在一可移走的标线片中，但，当然也可装入掩模台MT中。该光栅包括一为透射光栅的物体光栅7。该光栅7以自支持的膜片的方式被蚀刻，该膜片被设在形成于标线片中的开口23的上方。所述开口的深度约为6mm、宽约为2mm。镜子21或等效的反射面或结构位于所述开口的底部。如图4所示，自照明器经由开口23左侧进入的光，被镜子21反射，并反向照射开口23右侧上的光栅7。
在本实施例中，用于漫射射线的结构可通过打磨镜子21的表面来实现。实际上，对于EUV射线而言，即使是最好的镜面精加工也会呈现出最大漫射量。这样就可不必特别打磨表面，但将镜面简单抛光至预定范围将会产生一面实质上起漫射体作用的镜子。通过选择合适的抛光工具，可以增加主要沿正向散射的中间波段(mid spatial frequency range，简称MSFR，一般为1mm至1μm)的分布，从而充当EUV射线用的漫射镜。漫射功能也可通过应用于镜子21相位或上文所述的振幅漫射结构来获得，该漫射结构用于实施例1和2中光栅的反射部分。
实施例4如在图5所示，本实施例实质上与实施例3相同，除了开口中所提供的镜子25为使其产生聚焦效应的曲面镜。就图4中的平面镜21而言，没有附加的聚焦效应(虽然射线仍然会在光栅7上会聚，因为该射线被照明器聚焦)。根据本发明图5所示的实施例，曲面镜25可以是球面镜的形式，该球面镜可聚焦至少高至4倍，该镜具有比在入射光被物体光栅7阻挡之前高16倍的强度。这增加了要被测量的干涉图的强度，并因此改善了信噪比，且可减少所需的扫描时间。
通过提供聚焦，曲面镜25可以产生部分射线束，该射线束相对于光轴以较大的角度扩散，从而增加了光瞳填充。因此，漫射功能在原则上是没有必要的。这样的曲面镜可充当这样一种结构，即用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充，代替漫射结构，或者与漫射结构接合。
当然，曲面镜25还可任意提供先前所述的用于实施例3的镜子的漫射功能。如果在照射物体光栅的射线位置中存在一些微细结构，那么它可通过具有散射角的漫射体来消除，该散射角相对于其它实施例的漫射体的散射角很小。
实施例5如图6所示，在本实施例中的元件与实施例3和4的相同，除了镜子27相对于光栅平面7以一个角度倾斜。这样产生了倾斜的照明器。例如，通过将镜子倾斜1.5度，照明装置可倾斜3度。这样能够利用EUV射线使非焦阑图像被投射从而能够估算散焦。对于本发明的这个实施例来说，增加光瞳填充并不是必需的。
在采用反射型掩模的光刻装置中，照明射线必须以一个角度入射于掩模上。但是，这样设置的照明系统使得照明射线的角度分布的重力中心位于投影系统的光瞳中间。这样的布置可看作是“非倾斜的”。本实施例的倾斜照明器导致照明射线的重力中心从投影透镜的光瞳中心发生位移，从而导致基底水平面处产生额外的非焦阑。由于借助基底处的非焦阑，可用于探测焦点，焦点错误转变成可以容易地准确地测量出的位置(重叠)错误。
镜子27可以是平面的或曲面的。一个或多个的可互换的光栅组件3可具有镜子27，倾斜相应的预定角度。可选择地，光栅组件3的镜子27可依靠激励器例如压电元件，进行可调整地倾斜，从而可选择理想的倾斜角或无倾斜。
实施例6根据本实施例，一个或多个的菲涅耳(Fresnel)振幅波带片设置在要被入射于衍射元件上的射线束中。这些波带片可与任何一个上述实施例结合使用，从而提供附加的聚焦能力以增加干涉图的强度，同时伴随有上文所述的优点。
通过提供聚焦，波带片或板可产生部分射线束，该射线束相对于光轴以较大的角度扩散，从而增加光瞳填充。这样的波带片可充当这样一种结构，即用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充，代替漫射结构，或者与漫射结构接合。
波带片是从标准的教科书例如Hecht所著的《光学(Optics)》中所了解的。在一种形式中它们包括环带(annular zone)，该环带为交替地透射和非透射。作为第m个带，该带的外边界的半径Rm按以下公式来确定Rm2=mr0λ]]>其中λ为波长，r0为波带片的焦距。当焦距50mm，EUV中的波长为13.5nm时，波带片之间的间隔约为10μm。在这种情况中，采用光致还原以及在薄(约为10μm)的自支持的金属板中蚀刻的方法，可以容易地制造波带片。
任何不想要的由波带片或板所产生的相的关系，通过合适的漫射结构例如上文所述的随机相位漫射体被破坏。由于该漫射结构，波带片的色象差也不是恰当的。
当进行象差测量时，可提供一变换器以用于根据需要可拆卸地将一个或多个的波带片插入照明光束中。
就上文所述的所有实施例，关于在步进模式和扫描模式中，如何进行关于波前的测量以确定象差的更多细节，在欧洲专利申请02250967.3中已经给出，在此处将其引入以供参考。
虽然上文已经描述了本发明的特定实施例，但是应理解的是，本发明可采用与上述方式不同的方式实现。所作的说明并不限制本发明。
权利要求
1.一种光刻投影装置，包括-用于提供射线投影束的一辐射系统；-支撑图案形成部件的一支撑结构，该图案形成部件用于使投影束形成所需要的图案；-用于保持基底的一基底台；-一投影系统，用于将已形成图案的光束投影到基底的目标部分上，-一测量系统，其特征在于，所述测量系统包括-一衍射元件和一用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充的结构，该元件和结构都可移动地进入辐射系统与投影系统之间的投影束；-用于检测已穿过投影系统的射线以测量投影系统波前象差的一传感器组件。
2.根据权利要求1所述的光刻投影装置，其特征在于，所述传感器组件适于测量投影系统的波前象差。
3.根据权利要求1和2所述的光刻投影装置，其特征在于，用于增加光瞳填充的结构包括一种用于漫射射线的结构。
4.根据权利要求3所述的光刻投影装置，其特征在于，单个部件具有衍射元件和漫射射线结构的两种功能。
5.根据权利要求3或4所述的光刻投影装置，其特征在于，衍射元件包括一反射光栅，该光栅中的反射部分包括用于漫射射线的结构。
6.根据权利要求3、4或5所述的光刻投影装置，其特征在于，用于漫射射线的结构包括一个高度随机交错的反射部分的阵列。
7.根据权利要求6所述的光刻投影装置，其特征在于，每个反射部分包括一种多层结构。
8.根据权利要求3至7中任何一项所述的光刻投影装置，其特征在于，用于漫射射线的结构包括低分辨率吸收的特征。
9.根据权利要求3至8中任何一项所述的光刻投影装置，其特征在于，衍射元件包括一透射光栅，所述测量系统还包括一面用于引导投影束以从后面照射该光栅的镜子，其中用于漫射射线的结构包括该镜子中的多个缺陷。
10.根据权利要求9所述的光刻投影装置，其特征在于，所述镜子为曲面以提供聚焦效应。
11.根据权利要求1-8中任何一项所述的光刻投影装置，其特征在于，衍射元件包括一透射光栅，测量系统还包括一面用于引导投影系统以从后面照射该光栅的镜子，其中该镜子为曲面以提供聚焦效应并包括一用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充的结构。
12.根据权利要求9、10或11中任何一项所述的光刻投影装置，其特征在于，在使用中，镜子相对于光栅平面以一角度倾斜，从而提供倾斜的照射光束。
13.根据前述权利要求中任何一项所述的光刻投影装置，还包括至少一个可移动地进入投影束的菲涅耳振幅波带片，以将到达衍射元件的光束聚焦。
14.根据前述权利要求中任何一项所述的光刻投影装置，其特征在于用于增加光瞳填充的结构适于使测量系统的射线至少基本填充投影系统的光瞳。
15.根据前述权利要求中任何一项所述的光刻投影装置，其特征在于，传感器组件包括另一个衍射元件，例如光栅，和一个辐射传感器，例如CCD。
16.根据前述权利要求中任何一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述射线投影束包括EUV射线。
17.一种用于测量投影系统的波前象差的测量系统，所述测量系统包括-用于提供射线投影束的一辐射系统；-一投影系统支架，用来在投影束中保持一投影系统，使得该投影系统被投影束照射；其特征在于，所述测量系统还包括-一衍射元件和一用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充的结构，该元件和结构都可移动地进入辐射系统与投影系统之间的投影束；-用于检测已穿过投影系统的射线以测量投影系统波前象差的一传感器组件。
18.一种光刻投影装置，包括-用于提供射线投影束的辐射系统；-用于支撑图案形成部件的一支撑结构，该图案形成部件用于使投影束形成所需要的图案；-用于保持基底的基底台；-一投影系统，用于将已形成图案的光束投影到基底的目标部分上，-用于测量该装置散焦的一测量系统，其特征在于，所述测量系统包括一透射光栅和一面用于引导投影束以从后面照射该光栅的镜子，其中，在使用中，该镜子相对于该光栅的平面以一角度倾斜，从而提供倾斜的照射光束。
全文摘要
一种光刻投影装置，包括用于提供射线投影束的一辐射系统；支撑图案形成部件的一支撑结构，该图案形成部件用于使投影束形成所需要的图案；用于保持基底的一基底台；一投影系统，用于将已形成图案的光束投影到基底的目标部分上，以及用于测量投影系统波前象差的一测量系统，其特征在于，所述测量系统包括一衍射元件和用于在投影系统的光瞳中增加射线的光瞳填充的结构，该元件和结构都可移动地进入辐射系统与投影系统之间的投影束；用于检测已穿过投影系统的射线以测量投影系统波前象差的一传感器组件。
文档编号G03F7/20GK1497350SQ0316486
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月26日 优先权日2002年9月30日
发明者H·范德拉安, J·J·M·巴瑟曼斯, A·J·J·范蒂塞多克, M·H·A·里德斯, J·H·J·穆尔斯, A 里德斯, H 范德拉安, J 穆尔斯, J 范蒂塞多克, M 巴瑟曼斯 申请人:Asml荷兰有限公司