刻設(shè)備的設(shè)計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu)可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)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。所述支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。此處術(shù)語“掩模版”或“掩?！钡娜魏问褂每梢钥醋髋c更廣義的術(shù)語“圖案形成裝置”同義。
[0042]文中使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)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(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)該說明，被賦予輻射束的圖案可能不精確地對應(yīng)襯底的目標(biāo)部分中的想要的圖案，例如，如果圖案包括相移特征或所謂的輔助特征。通常，被賦予輻射束的圖案可以與在目標(biāo)部分上形成的器件中的特定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。
[0043]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、可編程反射鏡陣列以及可編程LCD面板。掩模在光刻術(shù)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。可編程反射鏡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(dú)立地傾斜，以便沿不同的方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。
[0044]此處使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地解釋為包括任何類型的投影系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型、靜電型光學(xué)部件，或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用真空之類的其他因素所適合的。此處術(shù)語“投影透鏡”的使用可以看作與更廣義的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
[0045]如圖所示，設(shè)備是透射型的(例如采用透射型掩模)。備選地，所述設(shè)備是反射型的(例如采用上述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。
[0046]光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多個襯底臺(和/或兩個或更多個掩模臺)的類型。在這種“多臺”機(jī)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(yù)備步驟的同時，將一個或更多個其它的臺用于曝光。
[0047]所述光刻設(shè)備還可以是這種類型:其中襯底的至少一部分可以由具有相對高的折射率的液體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液體還可以施加到光刻設(shè)備中的其他空間，例如掩模和投影系統(tǒng)之間的空間。浸沒技術(shù)用于提高投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑在本領(lǐng)域是熟知的。這里使用的術(shù)語“浸沒”并不意味著必須將結(jié)構(gòu)(例如襯底)浸入到液體中，而僅意味著在曝光過程中液體位于投影系統(tǒng)和該襯底之間。
[0048]參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。所述源和光刻設(shè)備可以是分立的實體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成形成光刻設(shè)備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)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(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源是汞燈時)?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。
[0049]所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器AD。通常，可以對所述照射器的光瞳平面中的強(qiáng)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ο-內(nèi)部)進(jìn)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?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。
[0050]所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺MT)上的所述圖案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過掩模MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)將輻射束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)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、線性編碼器或電容傳感器)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(biāo)部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機(jī)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(在圖1中沒有明確地示出)用于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位掩模ΜΑ。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM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)掩模臺MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WT的移動。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的?？梢允褂醚谀?zhǔn)標(biāo)記Ml、M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記PU P2來對準(zhǔn)掩模MA和襯底W。盡管所示的襯底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分(這些公知為劃線對齊標(biāo)記)之間的空間中。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述管芯之間。
[0051]可以將所示的設(shè)備用于以下模式中的至少一種中:
[0052]1.在步進(jìn)模式中，在將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束的整個圖案一次投影到目標(biāo)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(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)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(biāo)部分C的尺寸。
[0053]2.在掃描模式中，在對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進(jìn)行掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上(即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺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(zhuǎn)特性來確定。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(biāo)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(biāo)部分的高度(沿掃描方向)。
[0054]3.在另一模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT保持為基本靜止，并且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上的同時，對所述襯底臺WT進(jìn)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(yīng)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)的無掩模光刻術(shù)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。
[0055]圖2示出包括圖1的設(shè)備的光刻單元或簇。如圖2所示，光刻設(shè)備LA形成光刻單元LC (有時也稱為“光刻元”或者光刻簇)的一部分，光刻單元LC還包括用以在襯底上執(zhí)行曝光前和曝光后處理的設(shè)備。通常，這些包括用以沉積抗蝕劑層的旋涂器SC、用以對曝光后的抗蝕劑顯影的顯影器DE、激冷板CH和烘烤板BK。襯底操縱裝置或機(jī)械人RO從輸入/輸出口 1/01、1/02拾取襯底，然后將它們在不同的處理設(shè)備之間移動，然后將它們傳遞到光刻設(shè)備的進(jìn)料臺LB。經(jīng)常統(tǒng)稱為軌道的這些裝置處在軌道控制單元TCU的控制之下，所述軌道控制單元TCU自身由管理控制系統(tǒng)SCS控制，所述管理控制系統(tǒng)SCS也經(jīng)由光刻控制單元LACU控制光刻設(shè)備。因此，不同的設(shè)備可以被操作用于將生產(chǎn)率和處理效率最大化。
[0056]為了正確地且一致地曝光通過光刻設(shè)備曝光的襯底，期望檢測曝光后的襯底，以測量諸如線厚度、臨界尺寸(CD)等性質(zhì)。如果檢測到誤差，則可以執(zhí)行對后續(xù)襯底的曝光的調(diào)整，尤其是如果可以迅速且足夠快地實現(xiàn)檢查，以致于還沒有曝光相同批次的其他襯底。此外，已經(jīng)曝光的襯底可以被剝?nèi)ズ椭匦录庸?、以便提高產(chǎn)出，或拋棄，由此避免在已知有缺陷的襯底上執(zhí)行曝光。在襯底上僅部分目標(biāo)部分有缺陷的情況下，可以僅在那些良好的目標(biāo)部分上執(zhí)行進(jìn)一步的曝光。
[0057]使用檢查設(shè)備或量測工具確定襯底的性質(zhì)，尤其是確定不同的襯底或相同襯底的不同層的性質(zhì)從一層至一層是如何變化的。這種檢查設(shè)備可以集成到光刻設(shè)備LA或光刻單元LC中，或者可以是獨(dú)立的裝置。為了實現(xiàn)最快速的測量，期望在曝光之后檢測設(shè)備立即測量曝光后的抗蝕劑層中的性質(zhì)。然而，抗蝕劑中的潛像具有非常低的對比度，在已經(jīng)曝光至輻射的抗蝕劑的多個部分和還沒有曝光的部分之間的折射率僅存在極小的差異，并不是所有的檢查設(shè)備具有足夠的敏感度，以使用潛像的有用的測量結(jié)果。因而，在曝光后烘烤步驟(PEB)之后，可以實施這種測量，這通常是在曝光后的襯底上執(zhí)行的第一步驟，并且提高抗蝕劑的曝光的和未曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中的圖像被稱為半潛像。也可以測量顯影后的抗蝕劑圖像，在此點(diǎn)處，抗蝕劑的曝光部分或未曝光部分已經(jīng)被移除，或在例如刻蝕等圖案轉(zhuǎn)移步驟之后。后者的可能性限制了缺陷襯底的重新加工的可能性，但是仍然提供有用的信息。
[0058]圖3示出散射儀。它包括寬帶(白光)輻射投射器2，將輻射投射到襯底W上。反射的輻射通至光譜計檢測器4，其測量鏡面反射輻射的光譜10 (強(qiáng)度作為波長的函數(shù))。從該數(shù)據(jù)，產(chǎn)生所檢測的光譜的結(jié)構(gòu)或輪廓可以通過處理單元PU重構(gòu)，例如通過嚴(yán)格耦合波長分析和非線性回歸，或通過與模擬的光譜的庫對比，如圖3下面所示。通常，為了重構(gòu)，已知結(jié)構(gòu)的一般形式，通過形成結(jié)構(gòu)的過程的信息設(shè)定部分參數(shù)，僅留下結(jié)構(gòu)的一些參數(shù)將通過散射技術(shù)數(shù)據(jù)確定。這種散射儀可以配置為正入射散射儀或斜入射散射儀。
[0059]圖4示出另一散射儀。在該裝置中，輻射源2發(fā)射的輻射通過使用透鏡系統(tǒng)12被準(zhǔn)直，并通過干涉濾光片13和偏振器17透射，通過部分反射表面16反射，并經(jīng)由顯微鏡物鏡15聚焦到襯底W上，其中所述物鏡具有高數(shù)值孔徑(NA)，優(yōu)選至少0.9或更優(yōu)選至少0.95。在該示例中，偏振器17被處理單元I3U控制、以選擇不同的偏振取向，例如TM(橫向磁性)或TE (橫向電)偏振化輻射，用于照射襯底W。浸沒散射儀甚至具有數(shù)值孔徑超過I的透鏡。隨后，反射輻射透射通過部分反射表面16進(jìn)入檢測器18，以便檢測散射光譜。檢測器可以位于背投影光瞳平面11中，背投影光瞳平面11位于透鏡系統(tǒng)15的焦距處，然而替換地，光瞳平面可以使用輔助光學(xué)元件(未示出)重新成像到檢測器上。光瞳平面是輻射的徑向位置限定入射角并且角度位置限定輻射的方位角的平面。檢測器優(yōu)選是二維檢測器，使得可以測量襯底目標(biāo)30的二維角度散射光譜。檢測器18可以例如是CCD陣列或CMOS傳感器，且可以使用例如每幀40毫秒的積分時間。
[0060]參考束通常用于例如測量入射輻射的強(qiáng)度。為此，當(dāng)輻射束入射到分束器16上時，部分輻射束被透射通過分束器作為朝向參考反射鏡14的參考束。隨后參考束被投影到相同檢測器18的不同部分上，或替換地投影到不同的檢測器(未示出)。
[0061]可以使用一組干涉濾光片13在所謂的405-790nm或甚至更低的例如200_300nm范圍內(nèi)選擇感興趣的波長。干涉濾光片可以是可調(diào)諧的，而不是包括一組不同的濾光片。可以代替干涉濾光片，使用光柵。
[0062]檢測器18可以測量單一波長(或窄波長范圍)的散射光的強(qiáng)度、分別測量多個波長的強(qiáng)度或在波長范圍上積分的強(qiáng)度。此外，檢測器可以分別地測量橫向磁性和橫向電偏振光的強(qiáng)度和/或橫向磁性和橫向電偏振光之間的相差。
[0063]可以使用寬帶光源(即，具有寬范圍光頻率或波長，因而具有寬范圍色彩的光源)，