光刻设备与辐射传感器及辐射传感器制造方法

专利名称：光刻设备与辐射传感器及辐射传感器制造方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻设备，以及使用这种光刻设备的器件制造方 法。本发明还涉及一种用在光刻设备中的辐射传感器、包括这种辐射传 感器的光刻设备、以及使用这种光刻设备的器件制作方法。本发明还涉 及一种制作辐射传感器的方法。
背景技术：
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标
部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。 在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩膜板(recticle)图案化器件 用于在所述IC的单层上产生待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬 底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或几个管芯的部分)。 典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料 (抗蚀剂)层上。通常，单独的衬底将包含连续形成图案的相邻目标部 分的网络。公知的光刻设备包括步进机，在所述步进机中，通过将全 部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及扫描器， 在所述扫描器中，通过沿给定方向("扫描"方向)的辐射束扫描所述图 案、同时沿与该方向平行或反向平行地扫描所述衬底来辐射每一个目标 部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将所 述图案从所述图案形成(patterning)装置转移到所述衬底。
已经提出了这样的方案，将所述衬底浸入光刻投影设备中具有相对 较高折射率的液体中(例如，水)，以便填充所述投影系统的最终元件和 所述衬底之间的间隔。这能够实现较小特征的成像。
典型地，将多个传感器用在衬底水平面处，用于估计和优化成像性 能。这些可以包括扫描器集成透镜干涉仪，即，ILIAS。所述ILIAS是可
以执行高阶透镜像差的静态测量的干涉仪波阵面测量系统。所述ILIAS
包括源模块和传感器模块。
所述源模块可以包括图案化的铬层，放置在所述光刻系统的投影系
统的物平面中，并且可以具有在所述铬层上设置的附加光学器件。ILIAS
的源模块提供了辐射到所述投影系统的整个光瞳的波阵面。
所述传感器模块可以包括；图案化的铬层，放置在所述投影系统的 象平面中；摄像机，放置在所述铬层之后的一些距离。所述传感器模块 的图案化铬层将入射辐射衍射为几个衍射级，所述衍射级彼此干涉，引 起干涉图。通过所述摄像机测量所述干涉图。然后，可以基于所述摄像 机测量的所述干涉图，通过软件确定所述投影系统中的像差。
可以将所述ILIAS具体实现为用于系统初始化和校准的集成测量系 统。替代地，可以用于按需(on-demand)监测和重新校准。传统的ILIAS 没有为用在具有高数值孔径(NA， numerical aperture)的系统(即， 液体浸没式系统)而进行优化。

发明内容
本发明旨在提供一种包括处于具有适用于高NA系统中的高灵敏度 的衬底级别的传感器的光刻设备。
在一个实施例中，光刻设备包括照射系统，配置用于调节第一波 长的辐射束；支架，配置用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置， 配置用于在横截面方向把图案赋予给辐射束，以形成第一波长的图案化 辐射束；衬底台，配置用于保持衬底；投影系统，配置用于将所述图案 化辐射束投影到所述衬底的目标部分上，所述投影系统包括最终元件； 以及衬底级别传感器，包括辐射接收器，定位于所述投影系统的所述 最终元件的焦平面中；透射板，在面向所述投影系统一侧支撑所述辐射 接收器；量子转化层，配置用于吸收在所述透射板上入射的第一波长的 光，并且再辐射(reradiate)第二波长的光；光纤块，包括多条光纤和辐 射检测器，其中多条光纤配置用于将由所述量子转换层再辐射出的光导 引到所述辐射检测器。
在另一个实施例中，器件制作方法包括使用这种光刻设备将图案
从图案形成装置转移到衬底上。
在另一个实施例中，辐射传感器包括辐射接收器，配置用于接收 入射辐射；透射板，支撑第一侧的所述辐射接收器；量子转化层，配置 用于吸收在所述透射板上入射的第一波长的光，并且再辐射第二波长的 光；光纤块，包括多条光纤，配置用于收集和导引由所述量子转化层再 辐射的光；以及辐射检测器，配置用于接收由所述多条光纤导引的辐射。
在另外的实施例中，光刻设备包括照射系统，配置用于调节辐射 束；支架，配置用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置配置用于在 横截面方向把图案赋予给辐射束，以形成图案化辐射束；衬底台，配置 用于保持衬底；以及投影系统，配置用于将所述图案化辐射束投影到所 述衬底的目标部分上，其中所述光刻设备还包括这种辐射传感器。
在另一个实施例中，器件制作方法包括使用这种光刻设备，将图 案从图案形成装置转移到衬底上。
在另外的实施例中，制造辐射传感器的方法包括提供光纤块，所 述光纤块包括多条光纤；通过将所述光纤块与量子转化材料相连来形成 一种结构，所述结构具有配置用于与多条光纤相连的第一端和配置用于 与所述量子转化材料相连的第二端；减小所述结构在所述第二端处的体 积，以便形成配置有量子转化层的光纤块；提供透射板；将所述透射板 与所述结构的所述第二端相连；提供辐射检测器；将所述辐射检测器定 位于所述结构的所述第一端附近。


现在仅作为示例并且参考示意性附图描述本发明的实施例，其中， 相应的附图标记表示相应的部分，并且其中
图1示出了根据本发明实施例的光刻设备；
图2示出了现有技术中公知的ILIAS的实施例；
图3示出了现有技术中公知的ILIAS的另一个实施例；
图4a示出了根据本发明实施例的衬底级别的传感器；
图4b示出了根据本发明实施例的衬底级别的传感器；
图5a示出了根据本发明实施例的衬底级别的传感器；
图5b示出了根据本发明实施例的衬底级别的传感器；以及 图6示出了用于制造如图5a和图5b所示的衬底级别传感器的方法 的实施例的流程图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明一个实施例的光刻设备。所述设备包括照射 系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B (例如，紫外线或极紫外线)。 支架(例如，掩模台)MT配置用于支撑图案形成装置(例如，掩模)MA， 并且与第一定位器PM相连，所述第一定位器PM配置用于根据确定的参 数对所述图案形成装置进行精确地定位。衬底台(例如，晶片台)WT配 置用于保持衬底(例如，涂有抗蚀剂的晶片)W，并且与第二定位器PW 相连，所述第二定位器PM配置用于根据确定的参数对所述衬底进行精确 地定位。投影系统(例如，折射式投影透镜系统)PS配置用于通过图案 形成装置MA将被赋予所述辐射束B的图案投影到所述衬底W的目标部分 (例如，包括一个或更多管芯)上。
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、整形、和/或控制辐射。
所述支架支撑(例如负担)所述图案形成装置的重量。所述支架按 照依赖于所述图案形成装置的方位、所述光刻设备的设计、以及其他条 件的方式(例如，是否将图案形成装置支持在真空环境中)，来支持所述 图案形成装置。所述支架可以使用机械、真空、静电、或其他钳技术以 支持所述图案形成装置。所述支架可以是框架或台子，例如，可以如所 需的固定或是可移动的。所述支架可以确保所述图案形成装置处于所需 位置，例如相对于所述投影系统。这里属于"掩膜板"或"掩模"的任 何使用可以认为与更通用的术语"图案形成装置"同义。
应该将这里使用的术语"图案形成装置"解释为能够在横截面方向 对辐射束赋予以图案、以便在所述衬底的目标部分中创建图案的任意装 置。应该注意的是，被赋予所述辐射束的所述图案可能不完全地与所述 衬底的目标部分中的所需图案相对应，例如，如果所述图案包括相移特
征或所谓的辅助特征。通常，被赋予所述辐射束的所述图案与在所述目 标部分中创建的器件中的具体功能层相对应，例如集成电路。
所述图案形成装置可以是透射的或是反射的。图案形成装置的示例 包括掩模、可编程反射镜阵列、和可编程LCD面板。掩模在光刻中是 众所周知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替相移掩模类型、衰减相 移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的 示例采用小反射镜的矩阵排列，可以独立地倾斜每一个小反射镜，以便 沿不同方向反射入射辐射。所述己倾斜的反射镜赋予由所述反射镜矩阵 反射的辐射束中的图案。
应该将这里使用的术语"投影系统"广泛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，如针对所使用的曝光辐射所希望的、或针 对诸如使用浸没式液体或使用真空之类的其他因素所希望的。这里任意 使用的术语"投影透镜"可以认为是与更一般的术语"投影系统"同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，釆用透射掩模)。替 代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反 射镜阵列，或采用反射掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)更多衬底台(和/或两个或 更多掩模台)的类型。在这种"多台"机器中，可以并行地使用附加的 台，或可以在一个或更多台上执行预备步骤，而可以将一个或更多其他 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 的其他空隙，例如所述掩模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"
(immersion)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。
参考图l，所述照射器IL从辐射源SO接收辐射。所述源和所述光 刻设备可以是单独实体，例如，当所述源是受激准分子激光器时。在这
种情况下，不会认为所述源形成所述光刻设备的一部分，并且通过包括 例如合适的引导镜和/或分束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射从
所述源S0传到所述辐射器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S0和所述辐射器 IL、以及如果需要时的所述束传递系统BD —起称作辐射系统。
所述辐射器IL可以包括调节器AD，用于调节所述辐射束的角强度 分布。通常，可以对所述辐射器的光瞳面中的强度分布的至少所述外部 和/或内部的径向范围(一般分别称为c7-外部和c7-内部)进行调节。此 外，所述辐射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器C0。 可以将所述辐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。
所述辐射束B入射到保持在所述支架(例如，掩模台MT)的所述图 案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图 案。已经横穿所述掩模MA之后，所述辐射束B通过所述投影系统PS， 所述PS将所述束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位器 PW和定位传感器IF (例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的 帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便定位于所述辐射束B的 光程中的不同目标部分C。类似地，例如在来自掩模库的机械修补之后， 或在扫描期间，可以将所述第一定位器PM和另一个定位传感器(图1 中未明确示出)用于将所述掩模MA相对于所述辐射束B的光程精确地定 位。通常，可以通过形成所述第一定位器PM的一部分的长程模块和短程 模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)， 所述掩模台MT可以仅与短程制动器相连，或可以是固定的。可以使用掩 模对齐标记M1、 M2和衬底对齐标记P1、 P2来对齐掩模MA和衬底W。尽 管所示的所述衬底对齐标记占据了专用目标部分，他们可以位于目标部 分之间的间隔(这些公知为划线对齐标记)。类似地，在将多于一个管芯 设置在所述掩模MA上的情况下，所述掩模对齐标记可以位于所述管芯之 间。
可以将所述专用设备用于以下模式的至少之一
1.在步进模式中，将所述掩模台MT和所述衬底台WT保持为实质
静止，而将赋予到所述辐射束的整个图案一次(即，单独的静态曝光)
投影到目标部分C。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得 可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了 在单独的静态曝光中成像的所述目标部分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，将所述掩模台MT和所述衬底台WT同步地进行扫描(即，单独 地动态曝光)。所述衬底台WT相对于所述掩模台MT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征来确定。在扫描模 式中，曝光场的最大尺寸限制了单独的动态曝光中的所述目标部分的宽 度(沿非存描方向)，而所述扫描运送的长度确定了所述目标位置的高度
(沿所述扫描方向)。
3. 在另一个模式中，将所述掩模台MT保持为实质静止地保持可编 程图案形成装置，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C的 同时，对所述衬底台WT进行移动或扫描。在这种模式中，通常釆用脉冲 辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续 辐射脉冲之间，如所要求的更新所述可编程图案形成装置。这种模式的 操作易于应用于利用可编程图案形成装置的无掩模光刻中，例如如上所 述类型的可编程反射镜阵列。
也可以釆用上述模式的组合和/或变体的模式的使用或完全不同的 模式的使用。
本发明的实施例解释为与衬底级别(substrate-level)的传感器 有关，即扫描仪处的集成透镜干涉仪(ILIAS)，用于光刻设备中，例如 如图l所示的光刻设备中。这并不意味着本发明的实施例局限于衬底级 别的传感器。本发明的实施例还可以涉及一般而言的辐射传感器，例如 配置用于测量所述照射系统IL的性能的辐射传感器。
图2和图3示意性地示出了现有技术状态中所公知的ILIAS的实施例。
图4a、图4b和图5a、图5b示出了根据本发明的衬底级别的传感 器。在该文献中描述的全部衬底级别传感器都包括辐射接收器和辐射检 测器。可以将是具有小孔的层的辐射接收器、光栅或实现类似功能的另
一种衍射元件支撑到传感器主体(即，石英传感器主体)的顶部上。可 以将所述辐射接收器一般地配置在所述主体面向所述投影系统的一侧。 可以将所述辐射检测器配置在所述传感器主体之内，或在所述传感器主 体的另一侧上形成的区域之内，即背离所述投影系统的一侧。
在不同折射率的介质之间的边界处，对一定比例的入射辐射进行反 射，并且从所述传感器部分地损失。对于光学平整的表面，这种情况发 生的程度依赖于所述辐射的入射角度和所述介质的折射率差。对于在"临 界角度"处或以上入射的辐射(一般为正入射测量)，可能发生全内反射， 导致到所述传感器的随后元件的信号的严重损耗。这在高NA系统中可能
增加，其中所述辐射可以具有较高的平均入射角。.
除了由于部分内反射和全内反射导致的损耗之外，吸收也可以减小 到达所述传感器的辐射强度。从不是光学平整的界面散射也可以在减小 前述辐射强度中起重要的作用。
在根据本发明的衬底级别传感器的实施例中，可以将曝光辐射从所 述投影系统的最终元件、通过至少部分地填充所述投影系统的最终元件 和所述衬底W之间的间隔的浸没液体进行导引。这些元件的每一个的详 细结构依赖于待检测的辐射的特性。
图2示意性地示出了现有技术公知的ILIAS 1的第一实施例。通常 与具有小于1的数值孔径(NA)的投影系统结合使用的该ILIAS 1包括 剪切光栅(shearing grating)结构等作为辐射接收器。所述剪切光栅 结构等由透射板4 (例如玻璃或石英板)来支撑。将量子转化层6 (例如， 含磷层)定位于辐射检测器8 (即，摄像机或摄像机芯片)的直接的上 面。将所述辐射检测器8安装到衬底10上，所述衬底10经由隔板12 与所述透射板4相连。接合线14将所述辐射检测器8与外部仪器相连， 所述外部仪器配置用于接收包括与所述检测到的辐射有关的数据的信 号，并且对这些信号进行处理用于进一步的分析。
所述量子转换层6配置用于吸收第一波长的辐射，例如深紫外(DUV) 辐射，并且短时间后在第二波长再辐射。所述量子转化层6可以具有约 5-25微米的厚度。所述辐射检测器8对于所述第二波长再辐射的辐射敏 感。
气隙位于所述量子转化层6和所述透射板4之间。由于所述气隙的
存在，防止NA〉1的光离开所述透射板，导致将不会到达所述辐射检测器 8的光损耗。
通常，将所述辐射传感器(即，ILIAS 1)放置在所述投影系统附 近，以便测量其特性。在实施例中，将所述辐射传感器的所述辐射接收 器(g卩，工LIAS1)定位在所述投影系统的焦平面中。通常，所述焦平面 靠近所述投影系统本身。所述辐射传感器(即，ILIAS1)在其环境上气 功热负载。所述热负载由浸没液体(在浸没系统等中)或空气流(在没 有浸没液体的系统中)带走。然而，因为象空气那样的气体的折射率和 象水那样的浸没液体的折射率是温度相关的，所述热负载可能引起透镜 像差测量的干扰，例如，在所述投影系统之内的元件的透镜像差。因此， 为了限制热产生，所述辐射传感器可能在其性能方面受到限制。
图3示意性地示出了现有技术中公知的ILIAS 1的第二实施例。 ILIAS 1的该实施例通常结合具有大于1的NA的投影系统使用，例如， 用在浸没光刻投影设备等中。此外，所述传感器1包括剪切光栅结构2 等作为辐射接收器。所述剪切光栅结构2等由面向所述投影系统一侧的 透射板4支撑，例如玻璃板或石英板。
然而由于较高的NA，光进入所述透射板4可能具有困难。所述入射
角可能较高，使得他们规律地引起内反射的发生。因此，将量子转化层 6设置在背离所述投影系统一侧的所述透射板4上。例如，在由发光玻 璃(luminescent glass)(例如，掺杂有稀土离子的玻璃，并且具有约 5-25微米的厚度)组成的所述转换层6中，将已转换的光沿全部方向再 辐射。为了使光损耗和图像分辨率损耗最小化，通过用包括一个或更多 弹簧19等的压力产生装置20将所述辐射检测器压在所述量子转化层6 上面，将所述辐射检测器8定位于所述量子转化层6附近。在图3中， 所施加力的方向示意性地由箭头16示出。
因为所述辐射检测器8和荧光材料的所述量子转化层6 —般受到一 定程度的不平坦性和粗糙度，所述辐射检测器8可能在某些位置与所述 量子转化层6接触，而在另一些位置可能不会建立这种接触。在接触压 力中所得到的差别可能在通过所述辐射检测器8获得的图像中引起过热
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点，即接收更多光的点。
此外，为了将所述辐射检测器8与外部仪器相连，需要足够的空间 以可用于一个或更多接合线14。当前，在所述透射板4中形成一个或更 多凹槽用于该目的。
图4a和图4b示意性地示出了根据本发明实施例的衬底级别的传感 器21。在两个图中，所述衬底级别传感器21包括由透射板24 (例如， 玻璃板或石英玻璃板)支撑的辐射接收器22 (例如，剪切光栅结构或针 孔结构)和辐射检测器28 (例如，象CCD-摄像机那样的摄像机)。可以 将所述辐射检测器28安装到衬底30上。所述辐射检测器28还可以经由 接合线34与外部仪器相连。在所述透射板24的一侧的所述辐射检测器 28的顶部上安装了光纤块32。在所述光纤块32和所述透射板24之间， 将量子转化层26 (例如，包括发光玻璃)或者设置在面向所述透射板24 一侧(图4a)的所述光纤块32上，或者替代地，设置在面向所述光纤 块32—侧(图4b)的所述透射板24上。在一个实施例中，所述量子转 换层26具有这样的厚度至少五倍大于具有第一波长(例如，DUV辐射) 的入射辐射的所述量子转换层26中的吸收长度、并且50倍小于所述透 射板24的厚度。通常，这些边界导致约5-25微米的厚度。所述光纤块 32包括多个光纤，配置用于将由所述量子转化层26再辐射的光导引到 所述辐射检测器28。由压力产生装置40产生的预加应力可以提供所述 光纤块32、所述量子转化层26和所述透射板24之间的接触，以保持图 像分辨率。例如通过使用一个或更多弹簧39等施加的预加应力的方向示 意性地由箭头36所示。
图5a、图5b示意性地示出了根据本发明实施例的衬底级别的传感 器41。与图4a和图4b中所示的衬底级别传感器21的实施例相反，在 这些实施例中，例如通过直接接触，将所述量子转换层26和所述光纤块 32安装到所述透射板24上。例如，可以通过使用包括图5a所示的一个 或更多弹簧39等的压力产生装置40，用预加压力将所述辐射检测器28 (例如，摄像机)压到所述光纤块32上。所施加的所述预加压力再次示 意性地由箭头36所示。替代地如图5b所示，例如可以通过使用光学胶 等将所述辐射检测器28与所述光纤块32相连。
在本发明实施例中，所述光纤块3包括多条管线，所述光纤之间具 有吸收材料。将所述吸收材料配置用于吸收来自落在所述光纤块32的
NA之外的所述量子转换层的辐射。因此，几乎没有直射光可以到达所述 辐射检测器28。
在如图3示意性所示的ILIAS的实施例中，可以用光学胶将所述量 子转化层6粘合到所述透射板4上。由于入射到所述透射板4上的所述 辐射(即，DUV-辐射)，所述光学胶可能随着时间而退化。这可能导致从 从长远观点来看的较弱接触。另一方面，在根据本发明的衬底级别传感 器的实施例中，可以将由发光玻璃等组成的所述量子转换层6改为用光 学胶粘合到所述光纤块32上。当所述量子转化层再辐射具有不同波长 (即，480-550nm)的光时，所述光学胶将退化到较差的程度，而所述接 触保持在较长的时间段完好无缺。
如可以易于在图4a、图4b、图5a和图5b示意性示出的实施例中 看出的，在根据本发明的衬底级别传感器的实施例中，所述辐射检测器 28不直接接触所述量子转换层26。因此，不存在由于这两种结构之间的 可变接触导致的过热点。
此外，由于光纤块32，可以存在足够的空间以将所述辐射检测器 18经由接合线34与外部仪器相连，而无需为此目的例如通过使用一个 或更多凹槽而适应所述透射板24。因此，所述透射板24的结构完整性 可以增加。
如果足够长，所述光纤块32本身还可以提供附加的结构完整性。 为了获得没有光损耗的一定透射率，所述投影系统PS的NA的增加通常 导致所述透射板24的厚度的减少。然而，其性能随着前述减少到一定厚 度以下而逐渐退化，即通常几个微米，由于所述透射板24不足够的结构 完整性。例如，在图5a和图5b中所示的实施例中，因为所述光纤块32 可以整体上对于所述结构的整体性有贡献，其可以增加阈值厚度，即所 述透射板24与配置有量子转化层26的光纤块32相结合。
图6示意性地示出了制造如图5a和图5b所示的衬底级别传感器的 方法实施例的流程图。在动作51中，提供了光纤块。所述光纤块包括多 条光纤。
在动作53中，所述光纤块位于与一块量子转化材料(例如，发光 玻璃)相连的一侧。可以通过使用光学胶形成所述链接，所述链接导致 形成在一端具有多条光纤而在另一端具有量子转化材料的单独结构。
在动作55中，例如通过抛光来减少所述结构中量子转换材料的体 积，以在所述光纤块的顶部上形成量子转化层。在这方面，抛光可以包 括机械抛光和/或化学抛光。所述量子转化层的合适厚度为至少五倍大于 所述量子转化层中的特定波长光的吸收长度。对于深紫外波(DUV)，通 常5-25微米的光是合适的。
在动作57中，提供了透射板，例如玻璃板或石英板。在动作59中， 所述透射板与具有在动作55中形成的所述量子转化层的一端处，与所述 单独结构相连。这种链接可以通过直接接触来建立。其中，直接接触包 括以下技术在较短时间段期间的局部加热导致两个结构之间的直接接 触；以及将平滑干净的表面彼此接触，随后范德华力将(Van der Waals forces)所述两个表面接合到一起。
在动作61中，将辐射检测器设置并且定位在所述光纤块附近。在 一个实施例中，这是通过使用框架作为公共基准，将所述辐射检测器和 所述光纤块两者与外部框架相连并且使它们对齐来建立的。
替代地，导致如图5a所示的实施例的所述方法可以在动作63中继 续，提供例如弹簧等的压力产生装置。在这种情况下，在动作65中，按 照以下方式定位所述压力产生装置将所述辐射检测器压到配置有所述 多条光纤的单独结构的一端上。
在导致如图5b所示的传感器实施例的所述方法的另一个替代实施 例中，在动作61中将所述辐射检测器定位于所述光纤块的附近之后，例 如可以通过使用光学胶等将所述辐射检测器与所述光纤块相连。
尽管可以做出特定的参考，将所述光刻设备用于制造IC，应该理解 的是，这里描述的光刻设备可以具有其他应用，例如制造集成光学系统、 用于磁畴存储器的导引和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、 薄膜磁头等。因该理解的是，在这种替代应用的上下文中，可以将其中 使用的任意术语"晶片"或"管芯"分别认为是与更一般的术语"衬底" 或"目标部分"同义。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)、度量工具和检验工具中。在可应用的情况下，可以 将所述公开应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处
理一次以上，例如以便产生多层ic，使得这里使用的所述术语衬底也可
以表示已经包含多个己处理层的衬底。
尽管以上已经作出了特定的参考，在光刻设备的上下文中使用本发 明的实施例，应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光 刻，并且只要上下文允许，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 的拓扑印刷到支撑到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熟化。所述图案形成装置移走所述抗 蚀剂，在所述抗蚀剂熟化之后在其中留下图案。
这里使用的术语"辐射"和"束"包含全部类型的电磁辐射，包括
紫外(UV)辐射(例如具有约365、 355、 248、 193、 157或126nm的波 长)以及极紫外(EUV)辐射(例如，具有在5-20nm范围的波长)、和诸 如离子束或电子束之类的粒子束。
在上下文允许的情况下，所述术语"透镜"可以表示各种类型的光 学部件的任意一种或其组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电型光 学部件。
以上描述是说明性的，而不是限制。因此，对于本领域普通技术人 员显而易见的是，可以在不脱离所附权利要求范围的情况下，对本发明 做出修改。
权利要求
1.一种光刻设备，包括照射系统，配置用于调节第一波长的辐射束；支架，配置用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置配置用于在横截面方向把图案赋予给辐射束，以形成第一波长的图案化辐射束；衬底台，配置用于保持衬底；投影系统，配置用于将所述图案化辐射束投影到所述衬底的目标部分上，所述投影系统包括最终元件；以及衬底级别传感器，包括辐射接收器，定位于所述最终元件的焦平面中；透射板，配置用于在面向所述投影系统一侧支撑所述辐射接收器；量子转化层，配置用于吸收在所述透射板上入射的第一波长的光，并且再辐射第二波长的光；光纤块，包括多条光纤；以及辐射检测器，其中，所述多条光纤配置用于将由所述量子转换层再辐射的光导引到所述辐射检测器。
2. 根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述衬底级别传感器 还包括压力产生装置，配置用于将预加压力施加到所述辐射检测器上， 使得所述透射板、所述量子转化层、所述光纤块和所述辐射检测器彼此 接触。
3. 根据权利要求2所述的光刻设备，其中，所述压力产生装置包 括弹簧。
4. 根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述量子转化层包括 来自包括发光玻璃和/或磷光体的组的材料。
5. 根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述量子转化层具有 在厚度至少五倍大于所述第一波长光的所述量子转化层中的吸收长度、并且50倍小于所述透射板厚度。
6. 根据权利要求1所述的光刻设备，其中，在第一侧的所述量子 转化层利用光学胶与所述光纤块相连。
7. 根据权利要求6所述的光刻设备，其中，在第二侧的所述量子 转化层利用通过直接接触建立的接触与所述透射板相连。
8. 根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述辐射接收器至少 包括剪切光栅和/或针孔。
9. 一种器件制造方法，包括使用投影系统，将图案从图案形成装置投影到衬底上；以及 使用包括以下部分的衬底级别传感器，测量所述投影系统的透镜像差辐射接收器，定位于所述最终元件的焦平面中; 透射板，配置用于在面向所述投影系统一侧支撑所述辐射接 收器；量子转化层，配置用于吸收在所述透射板上入射的第一波长的 光，并且再辐射第二波长的光；光纤块，包括多条光纤；以及辐射检测器，其中，所述多条光纤配置用于将由所述量子转换 层再辐射的光导引到所述辐射检测器。
10. —种辐射传感器包括 辐射接收器，配置用于接收入射辐射；透射板，配置用于支撑第一侧的所述辐射接收器；量子转化层，配置用于吸收在所述透射板上入射的第一波长的光， 并且再辐射第二波长的光；光纤块，包括多条光纤，配置用于收集和导引由所述量子转化层再 辐射的光；以及辐射检测器，配置用于接收由所述多条光纤导引的辐射。
11. 根据权利要求10所述的辐射传感器，其中，所述辐射传感器 还包括压力产生装置，配置用于将预加压力施加到所述辐射检测器上， 使得所述透射板、所述量子转化层、所述光纤块和所述辐射检测器彼此 接触。
12. 根据权利要求11所述的辐射传感器，其中，所述压力产生装 置包括弹簧。
13. 根据权利要求IO所述的辐射传感器，其中，所述量子转化层包括来自包括发光玻璃和/或磷光体的组的材料。
14. 根据权利要求IO所述的辐射传感器，其中，所述量子转化层 具有的厚度至少五倍大于所述第一波长光的所述量子转化层中的吸收长 度、并且50倍小于所述透射板厚度。
15. 根据权利要求10所述的辐射传感器，其中，在第一侧的所述 量子转化层利用光学胶与所述光纤块相连。
16. 根据权利要求15所述的辐射传感器，其中，在第二侧的所述 量子转化层利用通过直接接触建立的接触与所述透射板相连。
17. 根据权利要求10所述的辐射传感器，其中，所述辐射接收器 包括剪切光栅和/或针孔。
18. —种光刻设备，包括 照射系统，配置用于调节辐射束；支架，配置用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置配置用于在 横截面方面把图案赋予给辐射束，以形成图案化辐射束； 衬底台，配置用于保持衬底；投影系统，配置用于将所述图案化辐射束投影到所述衬底的目标部 分上；以及辐射传感器，包括辐射接收器，配置用于接收入射辐射； 透射板，配置用于支撑第一侧的所述辐射接收器； 量子转化层，配置用于吸收在所述透射板上入射的第一波长的 光，并且再辐射第二波长的光；光纤块，包括多条光纤，配置用于收集和导引由所述量子转化 层再辐射的光；以及辐射检测器，配置用于接收由所述多条光纤导引的辐射。
19. 一种器件制造方法，包括 使用投影系统提供辐射束； 使所述辐射束形成图案；将所述图案化束投影到衬底的目标部分上；以及 使用包括以下部分的衬底级别传感器，测量所述照射系统的特性 辐射接收器，定位于所述最终元件的焦平面中； 透射板，配置用于在面向所述投影系统一侧支撑所述辐射接 收器；量子转化层，配置用于吸收在所述透射板上入射的第一波长的 光，并且再辐射第二波长的光；光纤块，包括多条光纤，配置用于将由所述量子转换层再辐射 的光进行收集和导引；以及辐射检测器，配置用于接收由所述多条光纤导引的辐射。
20. —种制造辐射传感器的方法，包括通过将包括多条光纤的光纤块与一块量子转化材料相连来形成结 构，所述结构具有配置用于与多条光纤相连的第一端和配置用于与所述 量子转化材料相连的第二端；减小所述结构在所述第二端处的体积，以便形成配置有量子转化层 的光纤块；将所述透射板与所述结构的所述第二端相连； 将所述辐射检测器定位于所述结构的所述第一端附近。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中，将所述辐射检测器定位 的步骤包括将所述辐射检测器压到所述结构的所述第一端上。
22. 根据权利要求20所述的方法，其中，将所述辐射检测器定位 的步骤包括将所述辐射检测器与所述结构的所述第一端相连。
23. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述减小所述结构在所 述第二端处的体积，是通过机械和/或化学抛光来执行的。
24. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述将所述透射板与所 述结构的所述第二端相连，是通过直接接触来实现的。
全文摘要
公开了一种辐射传感器，包括辐射接收器，定位于所述投影系统的所述最终元件的焦平面中；透射板，在面向所述投影系统一侧支撑所述辐射接收器；量子转化层，用于吸收在所述透射板上入射的第一波长的光，并且再辐射第二波长的光；光纤块，包括多条光纤；以及辐射检测器。在所述辐射检测器中，所述多条光纤将由所述量子转换层再辐射的光导引到所述辐射检测器。所述辐射传感器可以用作光刻设备中的衬底级别传感器。
文档编号H01L21/027GK101109908SQ20071012731
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月2日 优先权日2006年7月17日
发明者海柯·V·柯克, 阿里西·J·范德西斯 申请人:Asml荷兰有限公司