光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上 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模版的图案形成装置用于生成在所述IC 的单层上待形成的电路图案。可以将该图案成像到衬底(例如，硅晶片) 上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图 案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感金属化合物(抗蚀 剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被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：所谓步进机，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；以及所谓扫 描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所 述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一 个目标部分。也能够以通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案 形成装置将图案转移到衬底上。
缺陷，例如小的颗粒或其他(例如)由于物体(例如具有图案化表面 的物体，例如EUV掩模版)上的表面缺陷带来的几何像差，将会随机地 散射光。通过将来自物体的被散射的辐射的一部分成像到探测装置上，缺 陷将会照亮形成亮斑。这种斑的光强是颗粒尺寸的衡量标准。此外，将要 在EUV设备中通过辐射束进行图案化的衬底的衬底表面应尽可能没有颗 粒。在这点上，就需要检查物体的缺陷。当滤除由可能存在于物体上的周 期图案引起的更高级次的衍射就可以完成这个操作。这种滤波可以通过在 对上述部分进行成像的成像系统的傅里叶平面中引入空间滤波器来完成。 然而，这需要引入相干光，使得衍射能够被滤除掉。通常，使用相干光可 能会引入可能形成散斑的问题，散斑是由于表面不规则产生的，即使这种 不规则小于1nm量级。

本发明旨在保持相干光的同时，提供用于表面散斑构成的滤波器。
根据本发明的一方面，提供一种将来自物体的辐射成像到探测装置上 的方法。所述方法包括步骤：引导相干辐射束到所述物体，在相对于所述 物体的入射平面内或外在一定角度上扫描所述辐射束，和将被所述物体散 射的辐射成像到探测装置上。
根据本发明的另一方面，提供一种构造并布置用以检查物体的缺陷或 颗粒的检查装置。检查装置包括光学系统，所述光学系统构造并布置成引 导相干辐射束到所述物体。所述光学系统包括角度扫描元件，所述角度扫 描元件构造并布置用以改变所述辐射束相对所述物体的入射角，以便在相 对于所述物体的入射平面内或外在一定角度上扫描所述辐射束，和探测装 置，所述探测装置构造并布置用以接收被所述物体散射的辐射。
根据本发明的另一方面，提供一种光刻设备，其包括构造并布置用以 支撑图案形成装置的支撑结构。所述图案形成装置能够将图案在辐射束的 横截面上赋予所述辐射束以形成图案化辐射束。所述设备还包括构造并布 置用以保持衬底的衬底台，构造并布置配置用以将所述图案化辐射束投影 到所述衬底的目标部分上的投影系统，和构造并布置用以检查所述图案形 成装置和/或所述衬底的缺陷或颗粒的检查装置。所述检查装置包括光学 系统，所述光学系统构造并布置用以引导相干辐射束到所述图案形成装置 和/或所述衬底。所述光学系统包括角度扫描元件，所述角度扫描元件构 造并布置用以相对于所述图案形成装置和/或所述衬底改变所述辐射束的 入射角，以便在相对于所述图案形成装置和/或所述衬底的入射平面内或 外在一定角度上扫描所述辐射束。所述检查装置还包括探测装置，所述探 测装置构造并布置用以接收被所述图案形成装置和/或所述衬底散射的辐 射。
附图说明
下面仅通过示例的方式，参考附图对本发明的实施例进行描述，其中 示意性附图中相应的参考标记表示相应的部件，在附图中：
图1示出根据本发明的检查装置的实施例的第一示意图；
图2示出根据本发明的检查装置的实施例的另一示意图；
图3示出根据本发明实施例的光刻设备；
图4示出根据本发明的检查装置的另一实施例；和
图5A和5B示出显示使用根据本发明的一方面的方法改善信噪比的 图。

图1示出了检查装置ID的实施例，其中相干辐射束1通过光学系统5 引导到物体2，光学系统5构造并布置用以提供辐射束并适当地引导辐射 束1。相干辐射可以通过激光来产生。辐射1在物体2上反射，并且由于 物体表面2上的变化，一小部分辐射3从物体2上被散射。这些变化可以 由衬底表面变化和/或可能存在于表面上的颗粒引起。在相对于衬底平滑度 的颗粒尺寸(信号)和探测速度(噪声)之间存在折衷(trade off)。通常， 信号-噪声直方图具有正态分布图形。当两个直方图分离时探测可靠性提 高。噪声的一个成因是其通过“散斑”产生，“散斑”是衬底表面纳米结 构所反射的相干光的干涉的结果。即使是最平滑的表面，例如EUV掩模 版，也会产生散斑。最早用以减少散斑的方法是应用非相干光。然而，在 某些情况下，例如由于缺少空间和/或可能因为由于其他用途(例如空间滤 波)而需要相干光，这种方法就不可用。因而，期望在保留相干光作为物 体表面2上的入射光的同时抑制散斑。为了这个目的，根据本发明的一方 面，提出在相对于物体2的入射角上扫描辐射束1。入射角可以相当小， 但是可以在入射平面内或外部的大约40°到大约80°范围内变化。通常， 辐射束可以限定为掠入射辐射束。通过在入射角上扫描辐射束，由于表面 不规则引起的表面变化，尤其是亚-纳米光滑度的变动将会随角度而变化， 因而将会由成像元件7投影到相对不同的位置上。因而，将会形成散斑分 布，并且这将引起变化，这种变化可能是由具有在100纳米以下范围的尺 寸(例如20到70nm)的颗粒的散射产生的。在一个实施例中，通过应用 扫描束的高于图像帧速率的扫描速率“记录”这种变化，使得图像被去掉 散斑而被平滑。因此，探测装置4被布置成用于接收一部分被散射的辐射 3。角度扫描元件将在下文参照图4进行讨论，但其通常可以包括振动反 射镜或类似部件。
图2示出检查装置ID的另一实施例。虽然根据本发明实施例的散斑 滤波方法不限于例如掩模版图案结构8的周期结构，但是本发明的实施例 的可能的优点在于，对于周期结构8，反射将会引起周期特性的衍射，使 得周期性图案将会产生固定的傅里叶图案。在这些图案上的颗粒(例如污 染物颗粒)能够通过抑制傅里叶图案来进行探测。如上述的角度扫描元件 6将会引起平移的或加宽的傅里叶图案；这可以削弱信噪比。
在这方面，空间滤波可以用来滤波设置在物体2上的周期结构8的衍 射级。在角度扫描元件6扫描移动的情况下通过空间滤波器9同步空间滤 波能够改善信噪比，以优化光输出和改善信噪比。因而，可以设置振动傅 里叶滤波器9，其与具有变化的入射角α的入射束同步。为此，设置同步 装置10以使空间滤波器9与角度扫描元件6同步。在一个实施例中，空 间滤波器9可以设置为自适应滤波器，其与图案结构8自适应地配合并且 与入射辐射束1同步地平移。滤波器可以设置在多个位置上，但是通常被 放置在成像平面外(例如相对于物体2的共轭平面)，并且能够特定地从 接收到的由图案化的光学结构8所衍射的辐射束1中对辐射进行滤波。自 适应滤波器可以是微反射镜装置，例如基于TI-DMD或LCD装置(例如 LCOS(液晶覆硅)装置或反射装置或LCD透射装置)。因而，可以机械 地或电子地/光学地或以任何方式设置平移。
图3示意地示出根据本发明一个实施例的光刻设备。该设备包括：照 射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射 或极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑 图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置用于根据确定的参数精确地定 位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台) WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用 于根据确定的参数精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连；和投影 系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置用于将由图案形成装置MA 赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根 管芯)上。
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、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成 形、或控制辐射。
所述支撑结构MT支撑图案形成装置MA，也就是承载图案形成装置 MA的重量。支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备 的设计以及诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中等其他条件的 方式保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、 静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以 是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结 构MT可以确保图案形成装置MA位于所需的位置上(例如相对于投影系 统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位 的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用 于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成 图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标 部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助 特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特 定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括 掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻 术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减 型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布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便 沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反 射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”应该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所适合的、或对于诸如使 用浸没液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。
如这里所示的，所述设备是反射型的(例如，采用反射式掩模)。替 代地，所述设备可以是透射型的(例如，采用透射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更 多的掩模台)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个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台 用于曝光。
光刻设备也可以是这种类型，其中衬底的至少部分可以由具有相对高 的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。 浸没液体也可以应用到光刻设备中的其他空间，例如掩模和投影系统之间 的空间。浸没技术在本领域是熟知的，其用于增大投影系统的数值孔径 NA。这里所用的术语“浸没”并不意味着例如衬底的结构必须浸入到液 体中，而只意味着在曝光过程中液体位于投影系统和衬底之间。
参照图3，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。该源和光刻设备 可以是分离的实体(例如当该源是受激准分子激光器时)。在这种情况下， 不会将该源SO考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的 定向反射镜和/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。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备 的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器 IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器 AD。通常，可以对所述照射器IL的光瞳平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σ-外部和σ-内部)进行调整。此外， 所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可 以将所述照射器IL用于调节所述辐射束B，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入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述 图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置MA来 形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所 述投影系统PS将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第 二定位装置PW和位置传感器IF2(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，例如以便将不同的 目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机 械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置 传感器IF1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常， 可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和 短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采 用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现 所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT 可以仅与短行程致动器相连，或者可以是固定的。可以使用掩模对准标记 M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的 衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空 间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在 掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
所示的设备可以用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同 时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一 的静态曝光)。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一 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，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同 时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝 光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以通过所述投影系统 PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的 最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C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C的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为 基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述 辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源， 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，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用 于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列) 的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
参照图1和2描述的方法和装置可以应用于多种情形，尤其是用于分 离由不同尺寸的表面结构(例如可以是几纳米量级或甚至十分之几纳米量 级的亚纳米表面变化或污染物)引起的被散射的辐射。
图4具体示出用于检查例如在图3中公开的EUV设备的晶片或掩模 版2的结构设置。相应地，该设备包括支撑结构MT，其构造用于支撑图 案形成装置MA，其中所述图案形成装置MA能够将图案在辐射束B的横 截面上赋予所述辐射束B以形成图案化的辐射束。此外，衬底台WT构造 用以保持衬底W，该衬底在图4中用衬底2表示，其依赖于使用用途可以 是晶片或掩模版。图4中示出的装置可以是检查装置的内部工具，其合并 到图3中示出的装置中(未示出)，具体地，该装置是极EUV设备，其中 因为图案形成装置由于没有通过薄膜保护而易受到污染，因此对图案形成 装置进行检查。图4将检查装置表示为独立的装置，并且其可以用于在所 述设备中使用或运送之前对物体2的检查用途，物体2可以是如图3所示 的掩模MA。作为内部工具的装置，如图3所示，其可以在光刻工艺之前 完成图案形成装置MA和/或衬底W的快速检查。为了这个目的，提供辐 射束1作为引导到物体2的掠入射激光束1。激光束1的波长可以是任何 适于检查用途的波长，具体地，不必但不排除其中(EUV-光)。通常，除 非特殊指定，术语“光”或“辐射”被用来表示任何合适波长的电磁辐射。 为了应用用途，在实施例中，可见光或近可见光可以用于检查用途。
在计算机12中存在可用的预定图像或预定数据的情况下，通过比较 散射光3的成像部分以便识别表示污染物颗粒的被散射的辐射能够探测污 染物。在图4示出的实施例中，由透镜13和14结合偏振元件15设置光 学系统7。角度扫描元件6设置为振动反射镜，并且以适当的方式振动以 在相对于物体2的入射角上扫描辐射束1。作为可选的方式，角度扫描元 件6可以包括可移动的光学元件，该可移动的光学元件具有变化的折射表 面(例如“摇摆”元件)，也可以具有变化的反射表面。优选地，探测装 置4由珀耳帖元件进行编码以进一步抑制噪音。
图5显示直方图的示例，上面图5A(没有使用本发明散斑抑制的方 法)和下图5B(使用本发明散斑抑制的方法)。可以清楚地看到，信噪比 显著地提高了。通过改变入射角，即使在μrad(微弧度)的范围内，散 斑抑制的所带来的改变可以相当可观地显现出来。振动角在每个CCD积 分周期振动几圈，因而在对表面粗糙度诱发的散斑求平均的同时，保留了 颗粒散射。信噪比的改进可以达10倍，并且计算显示100-500倍是可以实 现的。
因此，在周期图案或非周期图案的情况下更快、更可靠地探测衬底上 的更小的颗粒(在30nm以下范围内)在实际光刻处理条件下是可行的。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs(集成电路)，但是应该理 解到这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、磁 畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁 头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将其 中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“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)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可 以将所述公开内容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，例如为产生多层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已处理层的衬底。
虽然以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情况中使用本发明 的实施例，但应该理解的是，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻术， 并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，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 压印到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，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，并在抗蚀剂中留下图案。
虽然已经介绍了本发明用于在极紫外光刻处理用途中进行颗粒探测 的情形，但是本领域技术人员应该清楚，所述方法并不限于此，而是可以 用于任何存在减少散斑的需求，同时在成像系统的至少一部分保留辐射束 的相干性的情形。
此外，在其它角度扫描元件位置处，例如具有围绕检查焦点旋转的入 射束角度的多于一个反射镜或布置的情况中，可以应用本发明的方法。
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) 和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)，以及粒子束， 例如离子束或电子束。
这里使用的术语“透镜”可以认为是一个光学部件或多种类型的光学 部件的组合体，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可 以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种 如上面公开的方法的至少一个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或 具有存储其中的所述的计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、 磁盘或光盘)的形式。
上面描述的内容是例证性的，而不是限定性的。因而，应该认识到， 本领域的技术人员在不脱离以下所述权利要求的范围的情况下，可以对上 述本发明进行修改。