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TWI671602B - 對準一繞射光學系統的方法及繞射光束、繞射光學元件及裝置 - Google Patents

對準一繞射光學系統的方法及繞射光束、繞射光學元件及裝置 Download PDF

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TWI671602B
TWI671602B TW107104597A TW107104597A TWI671602B TW I671602 B TWI671602 B TW I671602B TW 107104597 A TW107104597 A TW 107104597A TW 107104597 A TW107104597 A TW 107104597A TW I671602 B TWI671602 B TW I671602B
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山德 巴斯 盧波
賽門 吉司伯 喬瑟佛思 麥提森
史蒂芬 麥可 布諾 包默爾
Original Assignee
荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本發明揭示一種對準待運用一操作光束而操作之一繞射光學系統的方法，其包含：使用一波長範圍不同於該操作光束之波長範圍的一對準光束及使用經最佳化(552)以在相同(或一預定)方向上繞射該對準光束及該操作光束之一繞射光學元件來對準(558)該繞射光學系統。在一實例中，該對準光束包含紅外線(IR)輻射且該操作光束包含軟X射線(SXR)輻射。該繞射光學元件係藉由使其具備具有一第一節距(pIR )之一第一週期性結構及具有一第二節距(pSXR )之一第二週期性結構而最佳化。在對準之後，抽空(562)真空系統且在操作中由一高階諧波產生(HHG)光學源產生(564)該SXR操作光束，該HHG光學源係由該IR對準光束之光學源泵浦。

Description

對準一繞射光學系統的方法及繞射光束、繞射光學元件及裝置
本發明係關於對準一繞射光學系統的方法、一種繞射方法、一種繞射光學元件及關聯度量衡及微影裝置。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。施加各自具有特定圖案及材料組合物的多個層以界定成品之功能器件及互連件。
在微影程序中，需要頻繁地進行所產生結構之量測，例如以用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具係已知的，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。近來，已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。
已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之佈建。舉例而言， 方法可需要呈簡單光柵之形式之目標，該光柵足夠大以使得量測光束產生小於該光柵之光點(亦即，該光柵填充不足)。在所謂的重新建構方法中，可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用來計算光柵之屬性。調整該模型之參數直至經模擬相互作用產生相似於自真實目標所觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。
除了藉由重新建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此裝置來量測以繞射為基礎之疊對，如公開專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像的以繞射為基礎之疊對度量衡實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。在諸如US2011102753A1及US20120044470A之眾多公開專利申請案中可找到暗場成像度量衡之實例。可使用複合光柵目標而在一個影像中量測多個光柵。已知散射計趨向於使用在可見或近紅外線(近IR)波範圍內之光，此要求光柵之節距比屬性實際上受到關注之實際產品結構粗略得多。可使用具有短得多之波長之深紫外線(DUV)或極紫外線(EUV)輻射來界定此等產品特徵。令人遺憾的是，此等波長通常不可用於或不能用於度量衡。
現代產品結構之尺寸如此小使得其無法藉由習知光學度量衡技術而成像。小特徵包括例如藉由多重圖案化程序及/或節距倍增而形成之特徵。因此，用於大容量度量衡之目標常常使用比疊對誤差或臨界尺寸為所關注屬性之產品大得多的特徵。量測結果僅與真實產品結構之尺寸間接地相關，且可不準確，此係因為度量衡目標不遭受微影裝置中之光學投影下之相同失真，及/或製造程序之其他步驟中之不同處理。雖然掃描電子顯微法(SEM)能夠直接地解析此等現代產品結構，但SEM之耗時要比光學量測之耗時多得多。此外，電子不能夠穿透厚程序層，此使得電子較不適合 於度量衡應用。諸如使用接觸墊來量測電屬性之其他技術亦為吾人所知，但其僅提供真實產品結構之間接跡象。
藉由減小在度量衡期間使用之輻射的波長(亦即，朝向「軟X射線」波長光譜移動)，有可能解析較小結構以增大對結構之結構變化的敏感度及/或進一步穿透產品結構。一種產生合適的高頻率輻射之此類方法係藉由使用高階諧波產生(HHG)輻射源來進行。此HHG輻射源使用雷射輻射(例如紅外線(IR)輻射)來激發HHG產生媒體，藉此產生包含高頻率輻射之高階諧波。
沿著軟X射線(SXR)散射計之光學路徑的光學元件可包含若干鏡面及光柵。其他光學元件包括光學源及感測器。該等光學元件中之一些將必須以在微米及毫拉德範圍內之定位準確度對準。
當不存在真空時，有必要在組裝階段期間(及在後續維護期間)對準SXR散射計之光學元件。在此等條件下，SXR(由在大氣壓下之空氣吸收)不可用於執行繞射光學系統之對準。對於鏡面而言，此沒有問題，此係因為SXR鏡面亦反射IR且其易於使用IR光束而對準。對於光柵而言此不可行，此係因為繞射角取決於波長。此意謂僅0階(反射)可經對準，而非精確光柵定向，其尤其與具有某些有利屬性的不對稱錐形繞射條件相關。詳言之，可以極高繞射效率得到不對稱錐形繞射條件。因此，對準實施起來困難且係複雜的。因為在考量繞射光束之路徑的情況下光學元件在大氣壓下無法對準，所以在非真空組裝或維護階段無法使對準固定。在真空下需要使用SXR照明進行之進一步對準檢查。具有此等問題之其他繞射光學系統包括其他度量衡及檢測裝置、微影裝置及單色器。繞射光學元件可在沿著光學路徑之任何位置。
將需要改良繞射光學系統之對準且克服以上提及之問題中的至少一些。
根據本發明之一第一態樣，提供一種對準待運用一操作光束而操作之一繞射光學系統的方法，該方法包含：使用一波長範圍不同於該操作光束之波長範圍的一對準光束來及使用經最佳化以在預定方向上繞射該對準光束及該操作光束之一繞射光學元件來對準該繞射光學系統。
根據本發明之一第二態樣，提供一種在一相同方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之方法，該方法包含：使用具有具一第一節距之一第一週期性結構及具一第二節距之一第二週期性結構的一繞射光學元件，其中該等節距經選擇為在該相同方向上繞射該第一光束及該第二光束。
根據本發明之一第三態樣，提供一種對準待運用一操作光束而操作之一繞射光學系統的方法，該方法包含：根據該第二態樣在一相同方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束，其中該第一光束係一對準光束且該第二光束係該操作光束。
根據本發明之一第四態樣，提供一種用於在一相同方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之繞射光學元件，該繞射光學元件包含：具有一第一節距之一第一週期性結構及具有一第二節距之一第二週期性結構，其中該等節距經選擇為在該相同方向上繞射該第一光束及該第二光束。
根據本發明之一第五態樣，提供一種用於在預定方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之繞射光學元件，該繞射光學元件包 含：具有一第一節距之一第一週期性結構及具有一第二節距之一第二週期性結構，其中該等節距經選擇為在該等預定方向上繞射該第一光束及該第二光束，其中：該第一週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該第一光束之光點的一區處；及該第二週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該第二光束之光點的一區處。
根據本發明之一第六態樣，提供一種度量衡裝置，其包含該第四態樣或該第五態樣之該繞射光學元件。
根據本發明之一第七態樣，提供一種微影裝置，其包含該第四態樣或該第五態樣之該繞射光學元件。
下文參考隨附圖式來詳細地描述本發明之另外態樣、特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此類實施例。基於本文中含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
100‧‧‧微影裝置LA
102‧‧‧量測站MEA
104‧‧‧曝光站EXP
106‧‧‧微影裝置控制單元LACU
108‧‧‧塗佈裝置
110‧‧‧烘烤裝置
112‧‧‧顯影裝置
120‧‧‧經圖案化基板
122‧‧‧處理裝置
124‧‧‧處理裝置
126‧‧‧處理裝置/步驟
130‧‧‧基板
132‧‧‧基板
134‧‧‧基板
140‧‧‧度量衡裝置
142‧‧‧度量衡結果
300‧‧‧極紫外線(EUV)度量衡裝置
302‧‧‧X-Y平面
304‧‧‧入射射線/輻射
306‧‧‧平面
308‧‧‧反射射線
310‧‧‧光譜
312‧‧‧掠入射繞射光柵
313‧‧‧偵測器
314‧‧‧第二偵測器/參考光譜偵測器
316‧‧‧源輻射
318‧‧‧繞射光柵/參考光譜光柵
320‧‧‧一階繞射射線/參考光譜
330‧‧‧輻射源
332‧‧‧照明系統
333‧‧‧偵測系統
334‧‧‧定位系統
336‧‧‧可移動支撐件
340‧‧‧處理器
404‧‧‧光束
408‧‧‧自所關注結構反射之輻射
410‧‧‧光譜
412‧‧‧參考光譜
414‧‧‧基板支撐件
430‧‧‧輻射源
431‧‧‧紅外線(IR)泵浦雷射/紅外線(IR)驅動雷射
432‧‧‧高階諧波產生(HHG)氣胞/高階諧波產生(HHG)光學源
434‧‧‧氣體供應件
440‧‧‧泵浦輻射光束
442‧‧‧量測輻射/光束
444‧‧‧濾光器件/紅外線(IR)濾光器
452‧‧‧真空泵
454‧‧‧光學元件/彎曲鏡面/繞射光柵
456‧‧‧經聚焦光束
460‧‧‧偵測器
470‧‧‧電荷耦合器件(CCD)偵測器
480‧‧‧電荷耦合器件(CCD)偵測器
500‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束
502‧‧‧第一孔徑
504‧‧‧入射光束
506‧‧‧2維彎曲鏡面
508‧‧‧會聚光束
510‧‧‧第二孔徑
520‧‧‧第二聚焦鏡面/二維彎曲聚焦鏡面
552‧‧‧步驟
554‧‧‧步驟
556‧‧‧步驟
558‧‧‧步驟
560‧‧‧步驟
562‧‧‧步驟
564‧‧‧步驟
566‧‧‧步驟
602‧‧‧基板
604‧‧‧多節距光柵/第一光柵
606‧‧‧多節距光柵
608‧‧‧多節距光柵
610‧‧‧多節距光柵
612‧‧‧多節距光柵
614‧‧‧多節距光柵
616‧‧‧多節距光柵
702‧‧‧精細節距(pSXR)光柵
704‧‧‧粗略節距(pIR)光柵
D‧‧‧目標結構之週期性方向
MA‧‧‧圖案化器件/倍縮光罩
N‧‧‧方向
pIR‧‧‧第一節距
pSXR‧‧‧第二節距
R‧‧‧變因資訊
S‧‧‧輻射光點
SCS‧‧‧監督控制系統
SR‧‧‧信號
ST‧‧‧信號
T‧‧‧目標結構/度量衡目標
W‧‧‧基板
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分，且在該等圖式中：圖1說明根據本發明之一實施例可調適的微影裝置連同形成用於半導體器件之生產設施之其他裝置；圖2說明EUV度量衡方法中之入射光束、反射光束及繞射光束之幾何形狀； 圖3(a)說明執行圖2之方法且根據本發明之一實施例可調適的度量衡裝置之組件；圖3(b)說明圖3(a)之裝置之照明系統的組件；圖4說明使用根據本發明之一實施例可調適的HHG源之度量衡裝置；圖5為根據本發明之一實施例的對準繞射光學系統之方法的流程圖；圖6說明根據本發明之一實施例的供用作繞射光學元件之多節距光柵；及圖7(包含圖7(a)及圖7(b))說明根據本發明之實施例的繞射光學元件。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。圖1至圖4說明此類環境。
圖1在100處將微影裝置LA展示為實施大容量微影製造程序之工業設施之部分。在本實例中，製造程序適用於在諸如半導體晶圓之基板上製造半導體產品(積體電路)。熟習此項技術者將瞭解，可藉由以此程序之變體處理不同類型之基板來製造廣泛多種產品。半導體產品之生產純粹用作現今具有大商業意義之實例。
在微影裝置(或簡言之，「微影工具」)100內，在102處展示量測站MEA且在104處展示曝光站EXP。在106處展示控制單元LACU。在此實例中，每一基板造訪量測站及曝光站以被施加圖案。舉例而言，在光學微影裝置中，投影系統用以使用經調節輻射及投影系統而將產品圖案自圖案化器件MA轉印至基板上。此轉印係藉由在輻射敏感抗蝕劑材料層中形成圖案之影像來進行。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。圖案化器件MA可為將圖案賦予至由圖案化器件透射或反射之輻射光束的光罩或倍縮光罩。熟知操作模式包括步進模式及掃描模式。眾所周知，投影系統可以多種方式與用於基板及圖案化器件之支撐件及定位系統合作，以將所要圖案施加至橫越基板之許多目標部分。可使用可程式化圖案化器件來替代具有固定圖案之倍縮光罩。輻射(例如)可包括在深紫外線(DUV)波帶或極紫外線(EUV)波帶中之電磁輻射。本發明亦適用於其他類型之微影程序，例如藉由電子束之壓印微影及直寫微影。
微影裝置控制單元LACU控制各種致動器及感測器之所有移動及量測，從而致使裝置收納基板W及倍縮光罩MA且實施圖案化操作。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。
在曝光站EXP處將圖案施加至基板之前，在量測站MEA處處理基板使得可進行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用位階感測器來映射基板之表面高度，及使用對準感測器來量測基板上之對準標記之位置。對準標記係以規則柵格圖案標稱地配置。然而，歸因於產生標記時之不準確度且亦歸因於基板之貫穿其處理而發生的變形，標記偏離理想柵格。因此，在裝置應以極高準確度在正確部位處印刷產品特徵的情況下，除了量測基板之位置及定向以外，對準感測器實務上亦必須詳細地量測橫越基板區域之許多標記之位置。
微影裝置LA可屬於具有兩個基板台之所謂的雙載物台類型，每一基板台具有藉由控制單元LACU控制之一定位系統。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。因此，對準標記之量測極耗時，且提供兩個基板台會實現裝置之產出率的相當大增加。若在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時位置感測器IF不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。當微影裝置LA屬於具有兩個基板台之所謂的雙載物台類型時，曝光站及量測站可為相異部位，在該兩個站之間可交換該等基板台。
在生產設施內，裝置100形成「微影製造單元(litho cell)」或「微影叢集(litho cluster)」之部分，該「微影製造單元」或「微影叢集」亦含有塗佈裝置108以用於將感光性抗蝕劑及其他塗層施加至基板W以供裝置100圖案化。在裝置100之輸出側處，提供烘烤裝置110及顯影裝置112以用於將經曝光圖案顯影成實體抗蝕劑圖案。在所有此等裝置之間，基板處置系統負責支撐基板且將基板自一台裝置轉移至下一台裝置。常常被集體地稱作「塗佈顯影系統(track)」之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元之控制下，塗佈顯影系統控制單元自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影裝置控制單元LACU而控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。監督控制系統SCS接收變因(recipe)資訊R，該變因資訊R極詳細地提供待執行以產生每一經圖案化基板之步驟的定義。
一旦已在微影製造單元中施加及顯影圖案，就將經圖案化基板120轉移至諸如在122、124、126處所說明之其他處理裝置。廣泛範圍之處理步 驟係由典型製造設施中之各種裝置來實施。出於實例起見，此實施例中之裝置122為蝕刻站，且裝置124執行蝕刻後退火步驟。在另外裝置126等中應用另外物理及/或化學處理步驟。可需要眾多類型之操作以製造真實器件，諸如材料之沈積、表面材料特性之改質(氧化、摻雜、離子植入等)、化學機械拋光(CMP)，等等。實務上，裝置126可表示在一或多個裝置中執行之一系列不同處理步驟。
眾所周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板130可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或完全地在另一裝置中被處理之基板。相似地，取決於所需處理，基板132在離開裝置126時可經返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，其可經預定以用於不同叢集中之圖案化操作，或其可為待發送以用於切塊及封裝之成品。
產品結構之每一層需要不同程序步驟集合，且在每一層處所使用之裝置126可在類型方面完全不同。另外，即使在待由裝置126應用之處理步驟標稱地相同的情況下，在大設施中亦可存在並行地工作以對不同基板執行步驟126之若干假設相同機器。此等機器之間的小設置差異或疵點可意謂其以不同方式影響不同基板。即使對於每一層相對而言為共同的步驟，諸如蝕刻(裝置122)亦可由標稱地相同但並行地工作以最大化產出率之若干蝕刻裝置來實施。此外，實務上，不同層根據待蝕刻之材料的細節需要不同蝕刻程序，例如化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特殊要求，諸如各向異性蝕刻。
可在如剛才所提及之其他微影裝置中執行先前及/或後續程序，且可甚至在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續程序。舉例而言，器件 製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數上要求極高的一些層相比於要求較不高之其他層可在更進階微影工具中來執行。因此，一些層可曝光於浸潤類型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射來曝光。
為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。因此，經定位有微影製造單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中的一些或全部。將度量衡結果直接地或間接地提供至監督控制系統(SCS)138。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在可足夠迅速地且快速地完成度量衡以使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率，或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷的狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步曝光。
圖1中亦展示度量衡裝置140，度量衡裝置140經提供以用於在製造程序中之所要階段處進行產品之參數的量測。現代微影生產設施中之度量衡裝置之常見實例為散射計(例如角度解析散射計或光譜散射計)，且其可經應用以在裝置122中之蝕刻之前量測在120處之經顯影基板之屬性。在使用度量衡裝置140的情況下，可判定例如諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數並不滿足經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板120的機會。亦眾所周知，藉由監督控制系統SCS及/或控制單元LACU 106隨著時間推移進行小幅度調整，可使用來自裝置140之度量衡結果142以維持微影叢集中之 圖案化操作之準確效能，藉此最小化製得不合格產品且需要重工之風險。當然，度量衡裝置140及/或其他度量衡裝置(圖中未繪示)可經應用以量測經處理基板132、134及傳入基板130之屬性。
圖2說明EUV度量衡方法，而圖3說明EUV度量衡裝置300。該裝置可用作用於量測圖1之製造系統中處理的基板W之參數的EUV度量衡裝置244之實例。
在圖2中，將目標T示意性地表示為包含球形參考座標系之原點處之一維光柵結構。相對於該目標來定義軸X、Y及Z。(當然，原則上可定義任何任意座標系，且每一組件可具有其自有的可相對於所展示之參考座標系而定義的局域參考座標系)。將目標結構之週期性方向D與X軸對準。該圖式並非真實透視圖，而是僅為示意性說明。X-Y平面為目標及基板之平面，且為了清楚起見被展示為朝向檢視者傾斜，其由圓圈302之傾斜視圖表示。Z方向定義垂直於基板之方向N。在圖2中，入射射線中之一者被標註為304且具有掠入射角α。在此實例中，入射射線304(及形成輻射光點S之所有入射射線)實質上處於平行於X-Z平面之平面中，該平面為界定方向D及N且由圓圈306表示之平面。並未由目標T之週期性結構散射之反射射線308在圖解中朝向目標之右側以仰角α出射。
為了執行光譜反射量測術，使射線308及其他反射射線分解成包含不同波長之射線的光譜310。舉例而言，可使用掠入射繞射光柵312來產生光譜。繞射光柵312可為根據本發明之一實施例的繞射光學元件，例如參看圖6或圖7所描述。此實現根據本發明之一實施例的光學系統之對準，例如參看圖5所描述。光譜係由偵測器313偵測。可例如為具有像素陣列之CCD影像偵測器的此偵測器係用以將光譜變換成電信號且最終變換成數位 資料以供分析。
在實務系統中，輻射304之光譜可經受時間變化，此將干擾分析。為了正規化相對於此等變化之偵測到之光譜，使一參考光譜由第二偵測器314捕捉。為了產生參考光譜，使源輻射316由另一繞射光柵318繞射。繞射光柵318可為根據本發明之一實施例的繞射光學元件，例如參看圖6或圖7所描述。此實現根據本發明之一實施例的光學系統之對準，例如參看圖5所描述。光柵318之零階反射射線形成入射射線304，而光柵318之一階繞射射線320形成由參考光譜偵測器314偵測到之參考光譜。獲得表示參考光譜之電信號及資料以用於分析。
自針對入射角α之一或多個值而獲得的經量測光譜，可以下文進一步描述之方式計算目標結構T之屬性的量測。
轉向圖3(a)，提供EUV度量衡裝置300以用於藉由圖2之方法量測形成於基板W上之度量衡目標T之屬性。各種硬體組件被示意性地表示。可由熟習相關技術者根據熟知設計原理應用現有組件及經特殊設計組件之混合來執行此等組件之實務實施。提供支撐件(未詳細地展示)以用於將基板固持於相對於待描述之其他組件之所要位置及定向處。輻射源330將輻射提供至照明系統332。照明系統332提供由射線304表示之EUV輻射光束，該EUV輻射光束在目標T上形成經聚焦輻照光點。照明系統332亦將參考光譜320提供至偵測器314。可方便地將組件312、313等認為是偵測系統333。
將此實例中之基板W安裝於具有定位系統334之可移動支撐件上使得可調整射線304之入射角α。在此實例中，按照便利性在源330及照明系統332保持靜止時選擇使基板W傾斜以改變入射角。為了捕獲反射射線 308，偵測系統333具備一另外可移動支撐件336，使得該可移動支撐件相對於靜止照明系統移動達角度2α，或相對於基板移動達角度α。在反射量測術之掠入射體系中，方便的是藉由參考基板之平面而定義入射角α，如所展示。當然，入射角可同樣被定義為入射射線I之入射方向與垂直於基板之方向N之間的角度。
提供額外致動器(圖中未繪示)以用於將每一目標T帶入至經定位有經聚焦輻射光點S之位置。(從另一方面看，將光點帶入至經定位有目標之位置)。在實務應用中，在單一基板上可存在待量測之一連串個別目標或目標部位，且在一連串基板上亦可存在待量測之一連串個別目標或目標部位。原則上，當照明系統及偵測器保持靜止時基板及目標是否移動及再定向、或當照明系統及偵測器移動時基板是否保持靜止，或具有相對移動之不同組件藉由此等技術之組合是否達成係不重要的。本發明涵蓋所有此等變體。
如已經參看圖2所描述，由目標T及基板W反射之輻射在其照射於偵測器313上之前分裂成具有不同波長之射線的光譜310。偵測器313包含例如位置敏感EUV偵測器，其通常為偵測器元件陣列。該陣列可為線性陣列，但實務上可提供元件(像素)之2維陣列。偵測器313可為例如電荷耦合器件(CCD)影像感測器。
處理器340自偵測器313及314接收信號。詳言之，來自偵測器313之信號ST表示目標光譜，且來自偵測器314之信號SR表示參考光譜。處理器340可自目標光譜減去參考光譜，以含有目標之反射光譜，該反射光譜相對於源光譜中之變化而正規化。在處理器中使用用於一或多個入射角之所得反射光譜，以計算目標之屬性，例如CD或疊對之量測。
實務上，可以一系列短脈衝提供來自源330之輻射，且可針對每一脈衝一起捕捉信號SR及ST。在每一個別脈衝聚集成在此入射角下用於此目標的總反射光譜之前，計算用於該每一個別脈衝之差信號。以此方式，脈衝之間的源光譜之不穩定性得以校正。脈衝速率可為每秒數千或甚至數萬(赫茲)。經聚集以量測一個反射光譜之脈衝之數目可為例如數十個或數百個。即使在具有如此多脈衝的情況下，實體量測亦只花費幾分之一秒。
在此EUV-SR至半導體製造中之度量衡的應用中，可使用小光柵目標。使用偵測器313及314來捕捉多個繞射光譜，同時將掠入射角α設定成各種不同值。在使用目標結構之經偵測光譜及數學模型的情況下，可執行重新建構計算以獲得CD及/或其他所關注參數之量測。將在下文進一步說明實例重新建構方法。
在簡要考慮目標自身的情況下，線及空間之尺寸將取決於目標設計，但結構之週期可例如小於100奈米、小於50奈米、小於20奈米，甚至小於10奈米及降至5奈米。光柵結構之線可具有與基板之產品區域中之產品特徵相同的尺寸及節距。僅僅出於度量衡之目的，光柵結構之線事實上可為產品結構之線，而非形成於專用目標區域內之目標結構之線。此等小特徵可例如在EUV微影程序中藉由壓印微影或藉由直寫方法而形成。此等小特徵亦可使用現代DUV微影藉由所謂的雙重圖案化程序(通常為多重圖案化)而形成。此類別中之技術包括例如藉由後段製程(back end-of the line,BEOL)層中之微影-蝕刻-微影-蝕刻(LELE)及自對準雙金屬鑲嵌進行之節距加倍。出於解釋之目的，將在以下實例中假定CD為所關注參數。然而，在存在形成於彼此之頂部上之兩個光柵的情況下，另一所關注參數可為疊對。可基於EUV-SR繞射階中之不對稱性來量測此參數，如下文分 別描述。可在必要時升高入射角以達成至下部結構之適當穿透。
在多重圖案化程序中，不在一個圖案化操作中而是在兩個或多於兩個圖案化步驟中在產品之一個層中形成結構。因此，舉例而言，可使結構之第一群體與結構之第二群體交錯，且在不同步驟中形成該等群體，以便達成比一個步驟單獨可產生之解析度更高的解析度。雖然群體之置放相對於基板上之其他特徵應相同且完美，但當然，每一真實圖案展現某一位置偏移。群體之間的任何無意之位置偏移皆可被視為疊對之形式，且可藉由與用以量測諸層之間的疊對之技術類似之技術來量測。另外，關於底層或上覆層中之特徵之疊對可在特徵之多個群體形成於單一層中時針對每一群體而不同，且可視需要分離地量測關於此等群體中之每一者之疊對。
圖3(b)說明圖3(a)之裝置中之照明系統332的一個可能配置。在330處表示諸如電漿之輻射源。出於EUV微影起見，已實驗上或商業地測試及建置若干類型之源。可根據所要之波長範圍在本裝置中應用此等源中之任一者。電漿源包括錫(Sn)，而且包括Xe或Ar或Kr或Ne或N，或其任何組合。可應用雷射驅動光源及諧波產生器源。電漿源並非可應用之源之唯一類型，但目前其為最可以緊密形式得到的類型。同步加速器源可得到更有用功率位準，且可在波長及功率方面更可控制，但此等源尚未以緊密形式市售。
在一方向範圍內發射具有所要光譜特性之EUV輻射光束500。在源330之出口(至照明系統332之入口)處，提供第一孔徑502以充當用於照明系統之入射光瞳。具有良好界定之發散度的入射光束504照射於聚焦光學元件或系統上。此聚焦系統在本說明中藉由例如橢球形鏡面之2維彎曲鏡面506來實施。鏡面506產生會聚光束508，會聚光束508聚焦以在基板W 上之目標部位處形成光點。視情況，提供第二孔徑510以限定光束404在目標處之直徑。詳言之，可使孔徑510在高度及/或寬度方面可調整使得可根據不同需求/大小及不同入射角α產生光束B'之不同形狀。
反射光束408進入偵測系統333(此視圖中未繪示)，從而攜載關於目標之結構之資訊。視情況，提供第二聚焦鏡面520以縮減光束在其進入偵測系統333時之發散度。
如圖2及圖3(a)中所看到，形成參考光譜320且由參考光譜偵測器314偵測該參考光譜320。在圖3(b)中所說明之實例照明系統中，將用於產生參考光譜320之光柵318整合於彎曲鏡面506中。在替代實施例中，可將參考光譜光柵318提供為與鏡面506串聯的單獨器件。在任一狀況下，鏡面506及繞射光柵318或單獨元件318可為根據本發明之一實施例的繞射光學元件，例如參看圖6或圖7所描述。此實現根據本發明之一實施例的光學系統之對準，例如參看圖5所描述。另外，為了將來自光束504之輻射聚焦成光束508，可用一系列兩個或多於兩個一維彎曲(圓柱形)鏡面替換單一二維彎曲鏡面506。光柵(無論在何處其被提供)可屬於「平面場」類型，使得橫越偵測器314中之線性或平面像素陣列形成經良好解析之光譜。相似地，在偵測側處提供二維彎曲聚焦鏡面520的情況下，可提供一或多個維度上彎曲鏡面。該彎曲鏡面可與形成由目標反射之輻射之光譜310的光柵312整合。鏡面及繞射光柵312可為根據本發明之一實施例的繞射光學元件，例如參看圖6或圖7所描述。此實現根據本發明之一實施例的光學系統之對準，例如參看圖5所描述。應注意，為了獲得所要光譜解析度而可能沒有必要將光束408聚焦於二維中。
可開發如下度量衡工具：其使用發射在「軟X射線」或EUV範圍內之 輻射(例如具有在2奈米與50奈米之間的波長)之源。此類源之實例包括放電產生電漿源、雷射產生電漿源或高階諧波產生(High-order Harmonic Generation/High Harmonic Generation；HHG)源。已知HHG源能夠提供發射光中之準直光子之大通量(高亮度)。
歐洲專利申請案EP152020301、EP16168237、EP16167512中說明且進一步描述用於度量衡應用中之HHG源，該等專利申請案之全文特此以引用方式併入。在度量衡應用中，可(例如)以正入射角、極接近於正入射角(例如在與正入射角成10度內)、以掠入射角(例如與表面成20度內)、以任意角度或以多個角度使用此類HHG源(以在單一捕捉中獲得較多量測資訊)。
圖4詳細地說明包括輻射源430之度量衡配置。輻射源430為用於基於高階諧波產生(HHG)技術產生EUV輻射之HHG源。輻射源430之主要組件係泵浦雷射431及諸如HHG氣胞432之HHG媒體(亦可使用HHG固體表面媒體)。氣體供應件434將合適氣體供應至氣胞，在該氣胞中，該合適氣體視情況由電源(圖中未繪示)離子化。泵浦雷射431可例如為具有光學放大器之以光纖為基礎之雷射，從而產生每脈衝持續小於1奈秒(1ns)的紅外線輻射之脈衝，其中脈衝重複率視需要達至幾兆赫茲。波長可為例如大約1微米(1μm)。雷射脈衝作為泵浦輻射光束440被遞送至HHG氣胞432，其中輻射之部分被轉換成較高頻率。自HHG氣胞432出射量測輻射442之光束，其包括具有所要波長之相干輻射。
量測輻射442可含有多個波長。若該輻射係單色的，則可簡化量測計算(重新建構)，但運用HHG較易於產生具有若干波長之輻射。此等情形為設計選擇問題，且甚至可為同一裝置內之可選擇選項。不同波長將例如在 對不同材料之結構成像時提供不同等級之對比度。舉例而言，為了檢測金屬結構或矽結構，可將不同波長選擇為用於對(碳基)抗蝕劑之特徵成像或用於偵測此等不同材料之污染的波長。
可提供一或多個濾光器件444。舉例而言，諸如鋁(Al)薄膜之濾光器可用以切斷基諧IR輻射以免進一步傳遞至檢測裝置中。可提供光柵(圖中未繪示)以自氣胞432中產生之波長當中選擇一或多個特定諧波波長。該光柵可為根據本發明之一實施例的繞射光學元件，例如參看圖6或圖7所描述。此實現根據本發明之一實施例的光學系統之對準，例如參看圖5所描述。
在真空環境內可含有光束路徑中之一些或全部，應記住，EUV輻射在空氣中行進時會被吸收。輻射源430及照明光學件之各種組件可為可調整的以在同一裝置內實施不同度量衡「變因」。舉例而言，可使不同波長及/或偏振為可選擇的。
經濾光光束自輻射源430進入檢測腔室，在檢測腔室中，包括所關注結構或目標結構之基板W由基板支撐件414固持以供檢測。目標結構被標註為T。在操作中，檢測腔室內之氛圍係由真空泵452維持為接近真空，使得軟X射線輻射可在無不當衰減的情況下傳遞通過該氛圍。照明系統包括用於將輻射聚焦成經聚焦光束456之一或多個光學元件454，且可包含例如一二維彎曲鏡面或一系列一維彎曲鏡面，如上文所提及之先前專利申請案中所描述。光譜410係由光束456與目標T之相互作用而形成。光束456因此朝向CCD偵測器470繞射(410)。在圖4中所說明之實例光學系統中，晶圓W上之目標T具有週期性結構。該目標T可為根據本發明之一實施例的繞射光學元件，例如參看圖6或圖7所描述。此實現根據本發明之一 實施例的光學系統之對準，例如參看圖5所描述。執行聚焦以在投影至所關注結構上時達成直徑低於10微米之圓形或橢圓形光點。基板支撐件414包含例如X-Y平移載物台及旋轉載物台，藉由X-Y平移載物台及旋轉載物台，可使基板W之任何部分在所要定向上到達光束之焦點。因此，輻射光點S形成於所關注結構上。接著藉由偵測器460偵測自所關注結構反射之輻射408。
參考光譜412係藉由光束442與彎曲鏡面454之相互作用而形成。光束442因此朝向CCD偵測器480繞射(412)。在圖4中所說明之光學系統中，用於產生參考光譜412之光柵整合於彎曲鏡面454中。在替代實施例中，可將參考光譜光柵提供為沿著光學路徑與鏡面454串聯的單獨元件。在任一狀況下，鏡面及繞射光柵454或單獨元件可為根據本發明之一實施例的繞射光學元件，例如參看圖6或圖7所描述。此實現根據本發明之一實施例的光學系統之對準，例如參看圖5所描述。
如上文所論述，有必要在維護期間在組裝階段期間對準光學元件。根據本發明之一實施例，有可能使用IR驅動雷射431自身而非由HHG產生之SXR光來對準包括繞射光學元件之光學系統。IR雷射可與SXR光共線，但更易於起作用，此係因為其允許使用簡單得多的工具(例如塗佈有IR感光性材料之檢視卡)且不需要真空。本發明實施起來簡單且縮減對準複雜度。
本發明之實施例可使用多節距光柵，該等多節距光柵經最佳化使得其關於IR之繞射角與關於SXR之繞射角相同。此可在對SXR效能影響很小的情況下完成。
來自光柵之繞射通常係由光柵方程式描述： sin θi-sin θf=nλ/p
其中θi及θf為入射角及繞射光束之角度、n為繞射階、λ為波長，且p為結構之節距。此公式僅在平面組態中(亦即入射光垂直於光柵線)有效，但可使用相似公式以描述任意組態。
在所有狀況下，繞射角僅取決於因數nλ/p。因此，若將λ及p同時按比例調整，則繞射角將保持相同。
可使用具有多個節距之光柵，使得nIRλIR/pIR=nSXRλSXR/pSXR。
SXR光亦將自大節距pIR繞射，但繞射角將極小，因此該光可容易被忽略。各種多節距光柵在下文參看圖6加以描述。
圖5為對準待運用操作光束而操作之繞射光學系統之方法的流程圖。 使用波長範圍與操作光束之波長範圍不同的對準光束。對準光束之波長範圍通常處於比操作光束之波長範圍更長的波長。在此實例中，對準光束包含紅外線(IR)輻射且操作光束包含軟X射線(SXR)輻射。SXR操作光束待由高階諧波產生(HHG)光學源(例如圖4之HHG光學源432)產生，該HHG光學源係由IR對準光束(例如圖4之IR對準光束440)泵浦。該方法具有以下步驟：
552：將繞射光學元件安裝於光學系統中。該繞射光學元件係藉由使其具備具有第一節距(pIR)之第一週期性結構及具有第二節距(pSXR)之第二週期性結構而最佳化。該繞射光學元件可例如參看圖6或圖7所描述。
554：若已經安裝IR濾光器(例如圖4之IR濾光器444)，則將其移除。在操作期間在使用SXR操作光束時使用IR(泵浦輻射/對準光束)濾光器。在執行對準的同時自高階諧波產生光學源移除對準光束濾光器允許對準光束傳遞通過光學系統。以此方式，對準光束可用於構成光學系統的光學元 件之對準。
556：將已經被安裝之IR泵浦雷射(例如圖4之IR泵浦雷射431)設定成低功率。因此，使用具有比用於產生操作光束之強度低的強度之對準光束來執行對準。
558：使用對準光束(IR)及使用經最佳化以在預定方向上繞射對準光束及操作光束之繞射光學元件來對準繞射光學系統。在對準期間沿著與在繞射光學系統之操作期間待朝向繞射光學元件導向操作光束所沿著的光學路徑相同的光學路徑來導向對準光束。此係適宜的，此係因為IR將遵循與SXR輻射在操作中將遵循之反射光學路徑相同的反射光學路徑。對準繞射光學系統包含組態繞射光學系統之光學元件。光學元件可包含一或多個繞射光學元件、光學偵測器及光學源。該組態可包含配置光學元件之位置、定向或光學特性。
預定方向可為相同方向。此係適宜的，此係因為IR將遵循與SXR輻射在操作中將遵循之繞射光學路徑以及反射光學路徑相同的繞射光學路徑以及反射光學路徑。可接著使用亦對IR敏感的SXR感測器來對準光學系統。可在對準期間使用IR來預測及追蹤SXR光學路徑。此係適宜的，此係由於其可在大氣壓下由技術員存取光學路徑來完成。低功率IR例如藉由使用檢視卡以與繞射光學路徑手動地相互作用且突出顯示該繞射光學路徑從而亦安全地用於對準工序。
一旦光學系統之對準成功，光學元件就可永久性地固定於適當位置。此情形有利地對光學系統添加穩定性且使其更可靠。又，在組裝期間執行光學元件之定位僅一次縮減貨物成本(CoG)。
560：替換IR濾光器且完成光學系統之組裝。
562：為開始光學系統之操作，要抽空真空系統。
564：增大IR雷射功率且由HHG產生SXR輻射。
566：視情況，可使用SXR輻射來檢查光學系統之對準。可接著使用SXR來操作對準光學系統以用於度量衡量測。
圖6說明根據本發明之一實施例的供用作繞射光學元件之多節距光柵之部分的橫截面。多節距光柵604至616各自在基板602上被製造。在第一光柵604上標註兩個節距pIR及pSXR。儘管兩個節距用於此處所說明之多節距光柵中，但可使用三個或多於三個節距。因此，可使用多於一個操作波長及/或多於一個對準波長。
基板602可由例如矽(Si)或玻璃製成。多節距光柵604至616之圖案及填充層可由例如Si(結晶或非晶)、SiO2、Si3N4或光阻或此類材料之組合製成。不同材料被描繪為具有不同影線；無影線、左對角線、右對角線或交叉影線。多節距光柵606的一個光柵疊對於另一光柵上。多節距光柵610至616係共面的。多節距光柵614及616分別具有精細節距(pSXR)光柵之不同線寬及線高度而非使用不同材料，以便界定粗略節距(pIR)光柵。
圖7說明根據本發明之實施例的繞射光學元件之平面圖。參看圖7(a)，精細節距(pSXR)光柵702與粗略節距(pIR)光柵704交錯及共面。
參看圖7(b)，精細節距(pSXR)光柵702形成於對應於投影於繞射光學元件上時的SXR操作光束之光點的處。在此實例中，該區為橢圓。粗略節距(pIR)光柵704形成於對應於投影於繞射光學元件上時的IR對準光束之光點的區處。在此狀況下，IR光點較大，因此，該區圍繞較小SXR操作光束之光點延伸。
參看圖6及圖7所描述之繞射光學元件可併入如參看圖1所描述之微影 裝置中及/或諸如參看圖2至圖4所描述之度量衡裝置中。作為另一實例，參看圖6及圖7所描述之繞射光學元件可併入單色器或其他繞射光學系統中。在此類繞射光學系統中，根據本發明之方法可用以對準光學元件。
在後續經編號條項中揭示另外實施例：
1.一種對準待運用一操作光束而操作之一繞射光學系統的方法，該方法包含：使用一波長範圍不同於該操作光束之波長範圍的一對準光束及使用經最佳化以在預定方向上繞射該對準光束及該操作光束之一繞射光學元件來對準該繞射光學系統。
2.如條項1之方法，其中該等預定方向為相同方向。
3.如條項1或條項2之方法，其中在該對準期間沿著與在該繞射光學系統之操作期間待朝向該繞射光學元件導向該操作光束所沿著的光學路徑相同的光學路徑來導向該對準光束。
4.如任一前述條項之方法，其中該對準光束之該波長範圍處於比該操作光束之波長範圍更長的波長。
5.如條項4之方法，其中該對準光束包含紅外線輻射且該操作光束包含軟X射線輻射。
6.如任一前述條項之方法，其中該操作光束待由一高階諧波產生光學源產生，該高階諧波產生光學源係由該對準光束之光學源泵浦。
7.如條項6之方法，其中使用具有比用於產生該操作光束之強度低的一強度之一對準光束來執行該對準。
8.如條項7之方法，其進一步包含在執行該對準時自該高階諧波產生光學源移除一對準光束濾光器，該對準光束濾光器待在操作期間搭配該 操作光束使用。
9.如任一前述條項之方法，其中對準該繞射光學系統包含組態該繞射光學系統之光學元件。
10.如任一前述條項之方法，其進一步包含藉由使該繞射光學元件具備具有一第一節距之一第一週期性結構及具有一第二節距之一第二週期性結構來最佳化該繞射光學元件。
11.如條項10之方法，其中該等週期性結構包含一多節距週期性結構。
12.如條項8之方法，其中該等週期性結構包含一光柵。
13.如條項10至12中任一項之方法，其中該等週期性結構係共面的。
14.如條項10至13中任一項之方法，其中該等週期性結構經疊對。
15.如條項10至13中任一項之方法，其中該等週期性結構係交錯的。
16.如條項10至13中任一項之方法，其中：該第一週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該對準光束之光點的一區處；及該第二週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該操作光束之光點的一區處。
17.一種在一相同方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之方法，該方法包含：使用具有具一第一節距之一第一週期性結構及具一第二節距之一第二週期性結構的一繞射光學元件，其中該等節距經選擇為在該相同方向上 繞射該第一光束及該第二光束。
18.如條項17之方法，其中沿著與朝向該繞射光學元件導向該第二光束所沿著的光學路徑相同的該光學路徑來導向該第一光束。
19.如條項17或條項18之方法，其中該第一光束之該波長範圍處於比該第二光束之波長範圍更長的波長。
20.如條項19之方法，其中該第一光束包含紅外線輻射且該第二光束包含軟X射線輻射。
21.如條項17至20中任一項之方法，其中該等週期性結構包含一多節距週期性結構。
22.如條項17至21中任一項之方法，其中該等週期性結構包含一光柵。
23.如條項17至22中任一項之方法，其中該等週期性結構係共面的。
24.如條項17至23中任一項之方法，其中該等週期性結構經疊對。
25.如條項17至23中任一項之方法，其中該等週期性結構係交錯的。
26.如條項10至23中任一項之方法，其中：該第一週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該第一光束之光點的一區處；及該第二週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該第二光束之光點的一區處。
27.一種對準待運用一操作光束而操作之一繞射光學系統的方法，該方法包含根據條項17至26中任一項在一相同方向上繞射具有不同波長 範圍的第一光束及第二光束，其中該第一光束係一對準光束且該第二光束係該操作光束。
28.一種用於在一相同方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之繞射光學元件，該繞射光學元件包含：具有一第一節距之一第一週期性結構及具有一第二節距之一第二週期性結構，其中該等節距經選擇為在該相同方向上繞射該第一光束及該第二光束。
29.如條項28之繞射光學元件，其中該等節距經選擇為在沿著與朝向該繞射光學元件導向該第二光束所沿著的光學路徑相同的光學路徑來導向該第一光束時在該相同方向上繞射該第一光束及該第二光束。
30.一種用於在預定方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之繞射光學元件，該繞射光學元件包含：具有一第一節距之一第一週期性結構及具有一第二節距之一第二週期性結構，其中該等節距經選擇為在該等預定方向上繞射該第一光束及該第二光束，其中：該第一週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該第一光束之光點的一區處；及該第二週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該第二光束之光點的一區處。
31.如條項30之繞射光學元件，其中該等預定方向為相同方向。
32.如條項30或條項31之繞射光學元件，其中該等節距經選擇為在沿著與朝向該繞射光學元件導向該第二光束所沿著的光學路徑相同的光學路徑來導向該第一光束時在該相同方向上繞射該第一光束及該第二光束。
33.一種度量衡裝置，其包含如條項28至32中任一項之繞射光學元件。
34.一種微影裝置，其包含如條項28至32中任一項之繞射光學元件。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在例如塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此類及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多於一次，例如以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
關於光學系統所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電 磁輻射，包括紅外線輻射(例如具有在700奈米至10微米之範圍內之波長)、可見光輻射(例如具有在400奈米至700奈米之範圍內之波長)、紫外線(UV)輻射(例如具有在200奈米至400奈米之範圍內或約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)、深紫外線(DUV)輻射(例如具有在50奈米至200奈米之範圍內之波長)及軟X射線(SXR)或極紫外線(EUV)輻射(例如具有在2奈米至50奈米之範圍內之波長)。組合可包括來自用於操作光束之SXR或DUV之一個波長，及來自用於對準光束之可見光或IR之一個波長。典型HHG實例將把35奈米波長用於操作光束及800奈米波長用於對準光束。
術語「光學元件」在內容背景允許的情況下可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
對特定實施例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲在所揭示之實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於例如描述而非限制之目的，使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解譯。
本發明之廣度及範疇不應受上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。

Claims (18)

  1. 一種對準待運用一操作光束(operating beam)而操作之一繞射光學系統的方法，該方法包含：使用一波長範圍不同於該操作光束之波長範圍的一對準光束(alignment beam)及使用經最佳化以在預定方向(predetermined directions)上繞射該對準光束及該操作光束之一繞射光學元件來對準該繞射光學系統，其中該對準光束之該波長範圍處於比該操作光束之波長範圍更長的波長。
  2. 如請求項1之方法，其中該等預定方向為相同方向。
  3. 如請求項1或請求項2之方法，其中在該對準期間沿著與在該繞射光學系統之操作期間待朝向該繞射光學元件導向該操作光束所沿著的光學路徑相同的光學路徑來導向該對準光束。
  4. 如請求項1或請求項2之方法，其中該對準光束包含紅外線輻射且該操作光束包含軟X射線輻射。
  5. 如請求項4之方法，其中使用具有比用於產生該操作光束之強度低的一強度之一對準光束來執行該對準，其中該方法進一步包含在執行該對準時自該高階諧波產生光學源移除一對準光束濾光器，該對準光束濾光器待在操作期間搭配該操作光束使用。
  6. 如請求項1或請求項2之方法，其進一步包含藉由使該繞射光學元件具備具有一第一節距之一第一週期性結構及具有一第二節距之一第二週期性結構來最佳化該繞射光學元件，其中該週期性結構包含一多節距週期性結構。
  7. 如請求項5之方法，其中該等週期性結構包含一光柵。
  8. 如請求項6之方法，其中該等週期性結構係共面的。
  9. 如請求項6之方法，其中該等週期性結構經疊對或該等週期性結構係交錯的。
  10. 如請求項6之方法，其中：該第一週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該對準光束之光點的一區處；及該第二週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該操作光束之光點的一區處。
  11. 如請求項1之方法，其中該對準光束包含紅外線輻射且該操作光束包含軟X射線輻射或極紫外線(EUV)輻射。
  12. 如請求項1之方法，其中該操作光束係藉由一高階諧波產生(HHG)來產生。
  13. 一種在一相同方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之方法，該方法包含：使用具有具一第一節距(pitch)之一第一週期性結構及具一第二節距之一第二週期性結構的一繞射光學元件，其中該等節距經選擇為在該相同方向上繞射該第一光束及該第二光束。
  14. 如請求項13之方法，其中該對準光束包含紅外線輻射且該操作光束包含軟X射線輻射或極紫外線(EUV)輻射。
  15. 一種用於在一相同方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之繞射光學元件，該繞射光學元件包含：具有一第一節距之一第一週期性結構及具有一第二節距之一第二週期性結構，其中該等節距經選擇為在該相同方向上繞射該第一光束及該第二光束。
  16. 一種用於在預定方向上繞射具有不同波長範圍的第一光束及第二光束之繞射光學元件，該繞射光學元件包含：具有一第一節距之一第一週期性結構及具有一第二節距之一第二週期性結構，其中該等節距經選擇為在該等預定方向上繞射該第一光束及該第二光束，其中：該第一週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該第一光束之光點(spot)的一區(region)處；及該第二週期性結構形成於對應於投影於該繞射光學元件上時的該第二光束之光點的一區處。
  17. 一種度量衡裝置，其包含如請求項15及16中任一項之繞射光學元件。
  18. 一種微影裝置，其包含如請求項15及16中任一項之繞射光學元件。
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