相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2014年12月7日申請(qǐng)的德國(guó)專利申請(qǐng)no.102014226269.0的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。本發(fā)明關(guān)于一種投射曝光設(shè)備，其具有投射鏡頭；波前測(cè)量裝置，測(cè)量該投射鏡頭中的波前；以及波前操縱器，其操縱該波前，該波前測(cè)量裝置包含莫爾光柵布置，其具有設(shè)計(jì)為分別設(shè)置于該投射鏡頭的物平面中的物光柵與像平面中的像光柵，其中該物光柵與該像光柵以從該物光柵到該像平面上的成像與該像光柵產(chǎn)生莫爾疊加圖案(superimpositionpattern)的方式以真實(shí)比例的方式彼此協(xié)調(diào)。
背景技術(shù)：
：：從de102005026628a1已知一種波前測(cè)量裝置。波前測(cè)量裝置在用于微光刻的投射曝光設(shè)備中使用。微光刻是半導(dǎo)體與微系統(tǒng)工程中心技術(shù)之一，用于制造集成電路、半導(dǎo)體部件及其他電子產(chǎn)品。微光刻的基本概念在于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)曝光工藝將預(yù)定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到基板(例如硅晶片)。前述預(yù)定結(jié)構(gòu)通常包含形成于掩模母版(也已知為光掩?；蜓谀?上的微結(jié)構(gòu)和/或納米結(jié)構(gòu)。該基板(晶片)涂布有光敏材料(光刻膠)。在曝光過(guò)程中，曝光光經(jīng)由掩模母版引導(dǎo)到投射鏡頭，其中該曝光光在通過(guò)該投射鏡頭后，最后到達(dá)基板作用于該光敏材料上。在后續(xù)顯影步驟中，基板以溶劑處理，使得在處理后，僅對(duì)應(yīng)于掩模母版的預(yù)定結(jié)構(gòu)的基板表面區(qū)域被光敏材料覆蓋；或反之，使得此類區(qū)域變得無(wú)覆蓋。最后，在以蝕刻溶液去除該基板表面的無(wú)光刻膠區(qū)域的蝕刻步驟中，掩模母版的預(yù)定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到基板。在半導(dǎo)體工程中，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)具有最小可能尺寸的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，以增加單位面積上可集成的電路和/或半導(dǎo)體部件的數(shù)量，從而提升半導(dǎo)體部件的性能?？梢晕⒐饪谭绞綄?shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)尺寸直接依投射鏡頭的分辨率能力而定，其中投射鏡頭的分辨率能力和曝光光的波長(zhǎng)成反比。因此，使用來(lái)自光譜短波范圍的電磁輻射作為曝光光具優(yōu)勢(shì)。如今，可能使用紫外(uv)光、特別是真空紫外(vuv)光作為具有193nm波長(zhǎng)的曝光光。此外，先前技術(shù)還公開(kāi)使用具有約7nm或13.5nm波長(zhǎng)的極紫外(euv)光作為曝光光的微光刻系統(tǒng)。注意到用語(yǔ)“微光刻”應(yīng)作廣義理解，且一般來(lái)說(shuō)不僅關(guān)于小于1mm范圍、還關(guān)于小于1μm范圍的結(jié)構(gòu)大小。特別是，微光刻甚至涵蓋在納米范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)大小。不過(guò)，使用uv、vuv及euv光通常會(huì)導(dǎo)致光學(xué)成像像差，這可歸因于例如在投射鏡頭中的光學(xué)元件的發(fā)熱。因此，該發(fā)熱與該曝光光的光子能量和其波長(zhǎng)成反比的事實(shí)相關(guān)聯(lián)。所以，光學(xué)元件在使用具有短波長(zhǎng)的光時(shí)承載高熱量輸入，從而導(dǎo)致前述光學(xué)元件的光學(xué)性質(zhì)受損，例如光學(xué)元件的折射率、反射系數(shù)或透射系數(shù)。由此造成的成像像差包括球面像差、像散、彗形像差、像場(chǎng)彎曲和畸變等單色成像像差。橫向色像差和縱向色像差等成像色差也可由于此類過(guò)熱而出現(xiàn)。在新穎微光刻工藝中，為了提高分辨率，通常需要執(zhí)行多個(gè)連續(xù)曝光工藝。在此種情況下，對(duì)曝光質(zhì)量而言，連續(xù)曝光工藝的曝光結(jié)構(gòu)關(guān)于彼此高度準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)至關(guān)重要。這伴隨著側(cè)向結(jié)構(gòu)定位所要求準(zhǔn)確度的提高。再者，重要的是投射鏡頭的像平面與光刻膠盡可能準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，以抵消遠(yuǎn)心度誤差，舉例來(lái)說(shuō)于其中曝光位置在光傳播方向上變化。遠(yuǎn)心度誤差不可避免會(huì)導(dǎo)致對(duì)曝光準(zhǔn)確度具有不良影響的側(cè)向像位置變化。除了上文所提及原因之外，涂布有光刻膠的半導(dǎo)體基板表面的不平整也會(huì)導(dǎo)致成像質(zhì)量受損。這通常會(huì)涉及通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂布所施加的光刻膠，其具有由于施加工藝的不均勻厚度。為了補(bǔ)償此類不均勻性的影響，必須準(zhǔn)確地使投射鏡頭的焦點(diǎn)位置適配于基板表面。在此背景下，光學(xué)波前操縱器用于操縱曝光光的波前，從而影響像差的校正。舉例來(lái)說(shuō)，從de102013204391b3已知一種光學(xué)波前操縱器，所述光學(xué)波前操縱器具有表面形狀和/或折射率分布可逆變化的操縱器表面。因此，用于動(dòng)態(tài)影響曝光光線的波前的波前操縱為可行的。光學(xué)波前操縱器的另一示例包含多個(gè)可移動(dòng)正負(fù)(positive-negative)非球面。再者，先前技術(shù)公開(kāi)具有分面反射鏡的光學(xué)波前操縱器，該分面反射鏡包含多個(gè)分面，其在各種情況下均可沿著至少一個(gè)空間方向通過(guò)致動(dòng)器系統(tǒng)移動(dòng)和/或可繞著至少一個(gè)軸傾斜。為使光學(xué)波前操縱器能以微光刻所要求的高可靠度作用，可靠地測(cè)量波前非常重要?；谒鶞y(cè)量的波前，光學(xué)波前操縱器對(duì)應(yīng)設(shè)定以實(shí)現(xiàn)所需像差校正。先前技術(shù)公開(kāi)一種適合確定遠(yuǎn)心度、畸變、彗形像差和/或像殼(imageshell)像差的干涉波前測(cè)量方法。而且，已知在引言中所提及類型的莫爾光柵布置可用于確定遠(yuǎn)心度誤差。不過(guò)，從先前技術(shù)已知的波前測(cè)量裝置受到波長(zhǎng)測(cè)量耗時(shí)的缺點(diǎn)影響。結(jié)果使得生產(chǎn)量損失提高，且曝光效率降低。而且，成像像差無(wú)法及時(shí)識(shí)別，因此光學(xué)波前操縱器的設(shè)定誤差無(wú)法近乎瞬間或完全消除。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：因此，本發(fā)明的目的為開(kāi)發(fā)一種在引言中所提及類型的投射曝光設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)使波前測(cè)量速度加快且生產(chǎn)量損失降低的效果，并具有至少維持相同的測(cè)量準(zhǔn)確度，以能實(shí)現(xiàn)可靠同時(shí)高效的波前操縱。根據(jù)本發(fā)明，此目的通過(guò)如權(quán)利要求1的投射曝光設(shè)備實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的投射曝光設(shè)備的波前測(cè)量裝置可和將位于物平面中掩模母版上的結(jié)構(gòu)成像到像平面中涂布光刻膠的基板表面上的微光刻投射鏡頭相互作用。憑借物光柵布置于物平面中且像光柵布置于像平面中，該物光柵可由投射鏡頭成像到該像平面上。物光柵的所得成像稱為空間像，并和同樣位于像平面中且作為該空間像的參考光柵的像光柵疊加。由于物光柵與像光柵以真實(shí)比例(truetoscale)的方式彼此協(xié)調(diào)，因此空間像除了可能的成像像差之外，還以真實(shí)比例的方式與像光柵協(xié)調(diào)?？臻g像與像光柵的疊加會(huì)產(chǎn)生依投射鏡頭的光學(xué)性質(zhì)而定的莫爾疊加圖案。具體而言，這意味著與投射鏡頭的光學(xué)性質(zhì)相關(guān)聯(lián)的所有成像像差均轉(zhuǎn)移到所得的莫爾疊加圖案。投射鏡頭的成像像差可通過(guò)后續(xù)莫爾疊加圖案的檢測(cè)和/或分析來(lái)推斷。在此種情況下，可能針對(duì)物場(chǎng)和/或像場(chǎng)的至少兩個(gè)場(chǎng)點(diǎn)產(chǎn)生莫爾疊加圖案。所以，根據(jù)本發(fā)明的波前測(cè)量裝置使得可能在物場(chǎng)和/或像場(chǎng)的多個(gè)場(chǎng)點(diǎn)處同時(shí)執(zhí)行波前測(cè)量。具優(yōu)勢(shì)地，通過(guò)波前測(cè)量裝置，由于測(cè)量并非在不同時(shí)間在各單獨(dú)波點(diǎn)處執(zhí)行，因此波前可以莫爾技術(shù)固有的高準(zhǔn)確度且同時(shí)高效地進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果在曝光中的生產(chǎn)量損失降低。由于波前測(cè)量通常會(huì)在曝光暫停時(shí)進(jìn)行，因此可縮短曝光暫停持續(xù)時(shí)間。再者，根據(jù)本發(fā)明的投射曝光設(shè)備的波前測(cè)量裝置對(duì)于波前的近場(chǎng)操縱而言是有利的，因?yàn)榭苫跈z測(cè)的莫爾疊加圖案在投射鏡頭中有效地控制或調(diào)節(jié)光學(xué)波前操縱器。由于莫爾技術(shù)的簡(jiǎn)單性和穩(wěn)定性(robustness)，因此本發(fā)明對(duì)于簡(jiǎn)化可靠的波前操縱特別具優(yōu)勢(shì)。此外，該波前操縱器為閉環(huán)操作的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，波前測(cè)量裝置可配置成僅測(cè)量波前的一部分，尤其是zernike多項(xiàng)式的較低階數(shù)與特別是畸變和/或散焦，而非整個(gè)波前或較高階數(shù)zernike多項(xiàng)式，如同干涉波前測(cè)量裝置的情況。在一個(gè)優(yōu)選配置中，多個(gè)場(chǎng)點(diǎn)為物場(chǎng)和/或像場(chǎng)的有限數(shù)量的限定場(chǎng)點(diǎn)。限定場(chǎng)點(diǎn)的數(shù)量可盡可能地多。此措施使波前測(cè)量能同時(shí)在投射鏡頭的大部分或甚至整個(gè)物場(chǎng)和/或像場(chǎng)上方進(jìn)行。具優(yōu)勢(shì)地，通過(guò)單一波前測(cè)量，可能針對(duì)該整個(gè)物場(chǎng)和/或像場(chǎng)推知投射鏡頭的成像像差。在另一優(yōu)選配置中，物光柵的成像和/或像光柵可旋轉(zhuǎn)關(guān)于投射鏡頭的光軸的角度。此措施實(shí)現(xiàn)空間像的光柵取向(orientation)和像光柵的光柵取向之間角度的設(shè)定，其中物光柵和/或投射鏡頭可為此目的而相對(duì)于像光柵旋轉(zhuǎn)。相對(duì)于像光柵對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)的空間像的出現(xiàn)取決于旋轉(zhuǎn)角度。通過(guò)以有目標(biāo)的方式設(shè)定的旋轉(zhuǎn)角度，可有利地基于產(chǎn)生的莫爾疊加圖案關(guān)于成像像差的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性檢查成像像差。在另一優(yōu)選配置中，產(chǎn)生的莫爾疊加圖案作為物光柵到像平面上的成像與像光柵的至少部分相干(coherent)疊加的結(jié)果出現(xiàn)。此措施使得可能執(zhí)行波前測(cè)量而在波前測(cè)量上無(wú)任何質(zhì)量損失，甚至在物光柵和像光柵之間部分不相干的情況下也如此。具優(yōu)勢(shì)地，波前測(cè)量的穩(wěn)定性與和其相關(guān)聯(lián)的可靠性提高。在另一優(yōu)選配置中，莫爾光柵布置具有衍射光柵，其中物光柵的成像具有由該衍射光柵所產(chǎn)生的至少兩個(gè)不同衍射級(jí)的干涉。此措施考慮在曝光工藝中發(fā)生且影響成像質(zhì)量的衍射效應(yīng)。衍射效應(yīng)相關(guān)的投射鏡頭的那些成像像差由此可以有利地“儲(chǔ)存”在莫爾疊加圖案中。在另一優(yōu)選配置中，物光柵和/或像光柵具有“徑向”延伸的多個(gè)光柵線。徑向延伸的光柵線用于產(chǎn)生莫爾對(duì)比圖像(contrastimage)。此措施具優(yōu)勢(shì)地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)分辨率能力特別高的波前測(cè)量。在另一優(yōu)選配置中，物光柵和/或像光柵包含具有交替單元取向(cellorientation)的多個(gè)光柵單元。通過(guò)該交替單元取向，在關(guān)于投射鏡頭的光軸橫向延伸的平面中具有方向相關(guān)性的投射鏡頭的光學(xué)性質(zhì)，可隨之在產(chǎn)生的莫爾疊加圖案中被列入考慮。所以，優(yōu)選通過(guò)光柵單元的單元取向的選擇，可以簡(jiǎn)單方式將與投射鏡頭的上述方向相關(guān)光學(xué)性質(zhì)相關(guān)聯(lián)的不同成像像差列入考慮。在另一優(yōu)選配置中，物光柵和/或像光柵的光柵結(jié)構(gòu)具有周期性線性和/或周期性二維光柵結(jié)構(gòu)。通過(guò)周期性光柵結(jié)構(gòu)，投射鏡頭的成像像差、特別是畸變?cè)谀獱柉B加圖案中變得特別明顯可見(jiàn)，這對(duì)應(yīng)于波前測(cè)量的有利地提高的靈敏度。借助于該線性和/或二維光柵結(jié)構(gòu)，成像像差可在莫爾疊加圖案中視需要檢測(cè)到。在另一優(yōu)選配置中，波前測(cè)量裝置包含評(píng)估單元，用于檢測(cè)產(chǎn)生的莫爾疊加圖案，以從前述圖案確定投射鏡頭的成像像差。此措施使得可能從產(chǎn)生的莫爾疊加圖案推斷投射鏡頭的成像像差(例如畸變)。具優(yōu)勢(shì)地，確定成像像差特別簡(jiǎn)單且有效率。在另一優(yōu)選配置中，該評(píng)估單元設(shè)計(jì)為確定產(chǎn)生的莫爾疊加圖案的對(duì)比圖像、強(qiáng)度分布、相位分布、像場(chǎng)彎曲、像散和/或畸變。借助于此措施，根據(jù)本發(fā)明的投射曝光設(shè)備的波前測(cè)量裝置能關(guān)于投射鏡頭的成像像差執(zhí)行投射鏡頭的定量檢查。這有利地實(shí)現(xiàn)對(duì)于投射鏡頭特別可靠的像差校正，或?qū)τ诠鈱W(xué)波前操縱器特別可靠的設(shè)定校正。在另一優(yōu)選配置中，該波前測(cè)量裝置包含熒光元件，其直接布置于像光柵下游。該熒光元件用于光學(xué)放大產(chǎn)生的莫爾疊加圖案。具優(yōu)勢(shì)地，因此可以提高的準(zhǔn)確度檢測(cè)莫爾疊加圖案，使得波前測(cè)量結(jié)果特別可靠。在另一優(yōu)選配置中，該波前測(cè)量裝置包含散焦(defocus)系統(tǒng)，用于散焦物光柵的成像和/或用于散焦像光柵。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的散焦系統(tǒng)，空間像和/或像光柵的散焦可以有目標(biāo)的方式實(shí)現(xiàn)，使得平常難以投射鏡頭檢測(cè)的成像像差(例如通過(guò)投射鏡頭產(chǎn)生的像場(chǎng)彎曲和/或固有散焦)被有利地列入考慮。在另一優(yōu)選配置中，波前具有zernike階數(shù)z2、z3、z4、z5和z6至少之一的像差。在微光刻中使用zernike階數(shù)(或zernike系數(shù))表征像差，其中像差的復(fù)雜度隨著zernike階數(shù)提高。同時(shí)已知低zernike階數(shù)的像差比較高zernike階數(shù)的像差更不穩(wěn)定且更易受波動(dòng)影響。由于所使用莫爾技術(shù)的快速性，盡管投射鏡頭的成像像差不穩(wěn)定或易受波動(dòng)影響，本發(fā)明仍具優(yōu)勢(shì)地實(shí)現(xiàn)可靠的波前測(cè)量。在另一優(yōu)選配置中，波前測(cè)量裝置以以下方式設(shè)計(jì)：通過(guò)場(chǎng)解析焦點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)(field-resolvedfocusstagger)測(cè)量和/或干涉測(cè)量，測(cè)量具有z2、z3、z4、z5和z6中的至少之一zernike階數(shù)的像差的波前。此措施實(shí)現(xiàn)用于波前測(cè)量的結(jié)合測(cè)量技術(shù)。具優(yōu)勢(shì)地，場(chǎng)解析焦點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)測(cè)量和/或干涉測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)可由莫爾技術(shù)的上文提及的優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)補(bǔ)足。投射鏡頭與根據(jù)上文說(shuō)明的一種或多種配置的波前測(cè)量裝置相互作用，和/或包含該波前測(cè)量裝置。投射鏡頭可在投射曝光設(shè)備中、特別是在uv和/或euv微光刻中使用，優(yōu)選可并入前述設(shè)備。操縱投射鏡頭中的波前的光學(xué)波前操縱器與根據(jù)上文說(shuō)明的一種或多種配置的波前測(cè)量裝置相互作用，使得該光學(xué)波前操縱器是基于波前測(cè)量裝置的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果而可控的。波前操縱器可設(shè)置于投射鏡頭內(nèi)的中間像中，或此中間像附近。根據(jù)本發(fā)明的投射曝光設(shè)備包含根據(jù)上文說(shuō)明的一種或多種配置的光學(xué)波前操縱器與波前測(cè)量裝置，其中該波前操縱器基于光學(xué)波前操縱器和該波前測(cè)量裝置的相互作用，校正投射鏡頭中的波前，以優(yōu)化該投射鏡頭的成像性能。一種根據(jù)本發(fā)明操作投射曝光設(shè)備的方法包含迭代優(yōu)化光學(xué)波前操縱器的設(shè)定，其中該投射曝光設(shè)備包含根據(jù)上文說(shuō)明的一種或多種配置的光學(xué)波前操縱器與波前測(cè)量裝置，其中迭代優(yōu)化包含下列方法步驟：通過(guò)波前測(cè)量裝置測(cè)量波前；評(píng)估波前測(cè)量結(jié)果；以及基于評(píng)估設(shè)定光學(xué)波前操縱器。如此，波前測(cè)量裝置用作原位(in-situ)測(cè)量技術(shù)，優(yōu)選在其操作過(guò)程中，與光學(xué)波前操縱器相互作用，監(jiān)測(cè)及優(yōu)化投射鏡頭的成像性能。舉例來(lái)說(shuō)，結(jié)果校正了歸因于位于投射鏡頭中透鏡元件的發(fā)熱的波前像差。具優(yōu)勢(shì)地，投射鏡頭的成像像差被特別快速地檢測(cè)并校正。操縱波前優(yōu)選在閉環(huán)中進(jìn)行。更多優(yōu)點(diǎn)與特征應(yīng)可從下列說(shuō)明與附圖變得顯而易見(jiàn)。不言而喻，上文提及的特征與下文待解說(shuō)的特征不僅可在分別指示的結(jié)合中使用，也可在其他結(jié)合中或通過(guò)其自身使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。附圖說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例在附圖中示出，并加以參考在下文中進(jìn)行說(shuō)明。在圖中：圖1顯示根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的波前測(cè)量裝置的示意圖；圖2a-c顯示根據(jù)另一示例性實(shí)施例的莫爾疊加圖案的示意圖；圖3顯示根據(jù)另一示例性實(shí)施例在投射曝光設(shè)備中的波前測(cè)量裝置的示意性子午截面；圖4顯示根據(jù)另一示例性實(shí)施例的莫爾光柵布置的示意圖；圖5顯示根據(jù)另一示例性實(shí)施例的莫爾光柵布置的光柵結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6a顯示根據(jù)另一示例性實(shí)施例的莫爾光柵布置的光柵結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6b顯示與圖6a的莫爾光柵布置相關(guān)聯(lián)的莫爾疊加圖案的示意圖；圖7a-c顯示根據(jù)具有合并的散焦的另一示例性實(shí)施例的莫爾疊加圖案的示意圖；圖8顯示在波前的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱像差的情況下根據(jù)另一示例性實(shí)施例的多個(gè)莫爾疊加圖案的示意圖；圖顯示9a-b根據(jù)另一示例性實(shí)施例的具有線性光柵結(jié)構(gòu)的莫爾光柵布置的莫爾疊加圖案的示意圖；圖9c顯示根據(jù)另一示例性具體實(shí)施例的具有二維光柵結(jié)構(gòu)的莫爾光柵布置的莫爾疊加圖案的示意圖；圖10a-b顯示根據(jù)另一示例性實(shí)施例的具有二維光柵結(jié)構(gòu)的莫爾光柵布置的莫爾疊加圖案的示意圖，其中物光柵相對(duì)于像光柵旋轉(zhuǎn)；以及圖11顯示投射曝光設(shè)備的示意圖。具體實(shí)施方式首先參照?qǐng)D11說(shuō)明投射曝光設(shè)備100，例如光刻步進(jìn)機(jī)或掃描儀。該投射曝光設(shè)備包含光源54，其用于產(chǎn)生例如在uv、vuv或euv光譜范圍內(nèi)的照明光；以及照明單元58。照明單元58將來(lái)自光源54的光引導(dǎo)到設(shè)置于投射鏡頭12的物平面20中的掩模母版106。掩模母版106包含精細(xì)結(jié)構(gòu)的圖案，其通過(guò)投射鏡頭12成像到設(shè)置于像平面22中的基板或晶片112上，由此以來(lái)自來(lái)源54的光曝光該晶片。晶片112支撐在晶片臺(tái)116上。投射鏡頭12包含像是透鏡和/或反射鏡的多個(gè)光學(xué)元件，其中示例性顯示兩個(gè)透鏡118與120。應(yīng)理解，在投射鏡頭12中光學(xué)元件的數(shù)量在實(shí)踐中為兩個(gè)以上。在圖11中進(jìn)一步顯示波前操縱器48，用于操縱投射鏡頭12中的波前以優(yōu)化投射鏡頭12的成像質(zhì)量?？刂破骰蛑聞?dòng)器124控制或致動(dòng)操縱器48。操縱器48可包含一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件，其可在光軸30的方向上位移，并/或垂直于軸30。操縱器48的其他示例包括可變形光學(xué)元件和/或可加熱/冷卻的光學(xué)元件，以操縱波前。在下文中，將會(huì)說(shuō)明投射曝光設(shè)備100的更多方面，特別是在可與波前操縱器48相互作用的投射曝光設(shè)備100中使用的波前測(cè)量裝置的實(shí)施例。圖1在非真實(shí)比例的高度示意圖中，顯示一般提供有參考標(biāo)記10a的波前測(cè)量裝置。波前測(cè)量裝置10a用于測(cè)量投射鏡頭12中的波前，并包含莫爾光柵布置14，其具有物光柵16與像光柵18。物光柵16設(shè)置于投射鏡頭12的物平面20中，其中像光柵18設(shè)置于投射鏡頭12的像平面22中。如圖1所示，光線(示例性顯示為箭頭)在到達(dá)像平面22中的像光柵18前，通過(guò)物光柵16與投射鏡頭12。在此種情況下，物光柵16由投射鏡頭12成像到像平面22上成為空間像24(以虛線示例性顯示)。不言而喻，所述光線為高度示意性例示的，并非以真實(shí)比例的方式。再者，不言而喻，此處所示空間像24同樣為高度示意性的。在此處所示的示例性實(shí)施例中，物光柵16與像光柵18均具有由分別相對(duì)于物平面20與像平面22傾斜延伸的多個(gè)線構(gòu)成的光柵結(jié)構(gòu)。物光柵16與像光柵18以真實(shí)比例的方式彼此協(xié)調(diào)。這意味著物光柵16的光柵結(jié)構(gòu)與像光柵18的光柵結(jié)構(gòu)僅在其比例上彼此不同，使得物光柵16的空間像24和在像平面22中的像光柵18疊加以形成莫爾疊加圖案。在物平面20中，物光柵16限定物場(chǎng)26，其中像光柵18在像平面22中限定像場(chǎng)28。應(yīng)注意，投射鏡頭12、物平面20、像平面22、物場(chǎng)26及像場(chǎng)28示為虛線，以清楚表示這些部件與平面并非波前測(cè)量裝置10a的結(jié)構(gòu)化部件，而是僅和后者相互作用。物場(chǎng)26與像場(chǎng)28皆具有多個(gè)場(chǎng)點(diǎn)，各場(chǎng)點(diǎn)均分配通過(guò)物光柵16、投射鏡頭12和/或像光柵18的光的至少一個(gè)波前。再者，莫爾光柵布置14設(shè)計(jì)為使得波前測(cè)量可在物場(chǎng)26和/或像場(chǎng)28的多個(gè)、優(yōu)選為大量的限定場(chǎng)點(diǎn)處同時(shí)執(zhí)行。這憑借莫爾疊加圖案針對(duì)物場(chǎng)26和/或像場(chǎng)28的至少兩個(gè)場(chǎng)點(diǎn)、優(yōu)選為大量場(chǎng)點(diǎn)同時(shí)產(chǎn)生的事實(shí)而進(jìn)行。借助于因此所產(chǎn)生的莫爾疊加圖案，可得出關(guān)于投射鏡頭12的光學(xué)性質(zhì)的結(jié)論，以(如適用)識(shí)別投射鏡頭12的成像像差或?qū)嵭行Ｕ胧D2顯示由于空間像24a-c和像場(chǎng)28a-c的疊加，因此分別出現(xiàn)的三種示例性莫爾疊加圖案。在圖2a中，空間像24a與像場(chǎng)28a在各種情況下均具有實(shí)質(zhì)上周期性光柵結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)光柵結(jié)構(gòu)關(guān)于圖1所示投射鏡頭12的光軸30相對(duì)于彼此稍微旋轉(zhuǎn)。如在圖2a中顯而易見(jiàn)，設(shè)置于兩個(gè)暗細(xì)長(zhǎng)條紋之間形式為明亮細(xì)長(zhǎng)條紋的莫爾疊加圖案，由空間像24a和像場(chǎng)28a的疊加引起。條紋的縱向?qū)嵸|(zhì)上分別垂直于空間像24a與像場(chǎng)28a的光柵線定向。此類莫爾疊加圖案稱為旋轉(zhuǎn)莫爾。圖2b顯示稱為比例莫爾的另一莫爾疊加圖案。空間像24b與像場(chǎng)28b的光柵結(jié)構(gòu)的周期彼此略有不同。換言之，空間像24b與像場(chǎng)28b的光柵結(jié)構(gòu)具有不同“比例”，其中光柵結(jié)構(gòu)并未相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生的莫爾疊加圖案具有實(shí)質(zhì)上平行于光柵線且在亮暗之間交替的多個(gè)條紋。在圖2c中，空間像24c與像場(chǎng)28c的光柵結(jié)構(gòu)并未相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，也沒(méi)有不同的周期。產(chǎn)生的莫爾疊加圖案與圖2a、2b所示示例相比，沒(méi)有條紋在亮暗之間交替。這涉及均勻或規(guī)則的莫爾疊加圖案，其強(qiáng)度(特別是隨時(shí)間)可改變或調(diào)整。為此目的，兩個(gè)光柵之一在垂直于光柵線的方向上位移、特別是側(cè)向位移。圖2a-c所示示例對(duì)關(guān)于可產(chǎn)生的所有莫爾疊加圖案的完整性不作任何主張，并僅用于示意性闡明本發(fā)明。依產(chǎn)生的莫爾疊加圖案而定，可能確認(rèn)投射鏡頭12是否偏離所需功能及到何種程度，使得在投射鏡頭12的成像性質(zhì)的設(shè)定上的改變可以有目標(biāo)的方式實(shí)現(xiàn)。圖3顯示在投射曝光設(shè)備110中使用的波前測(cè)量裝置10b的另一示例性實(shí)施例，其中除了圖1所示部件之外，包含評(píng)估單元32，其用于檢測(cè)產(chǎn)生的莫爾疊加圖案。在此處所示的示例性實(shí)施例中，評(píng)估單元32包含檢測(cè)光學(xué)單元34，其包含第一透鏡元件36、反射鏡38和第二透鏡元件40；以及還有照相機(jī)42。評(píng)估單元32沿著投射鏡頭12的光軸30設(shè)置于莫爾光柵布置14下游。在此種情況下，在光傳播方向上，反射鏡38設(shè)置于第一透鏡元件36下游，第二透鏡元件40設(shè)置于反射鏡38下游，且照相機(jī)42設(shè)置于第二透鏡元件40下游。評(píng)估單元32用于從產(chǎn)生的莫爾疊加圖案確定投射鏡頭12的成像像差。在所示的示例性實(shí)施例中，再者，熒光元件44、特別是熒光層布置于莫爾光柵布置14和估計(jì)單元32之間。熒光元件44用于光學(xué)放大產(chǎn)生的莫爾疊加圖案，使得后者可由評(píng)估單元32檢測(cè)，圖像質(zhì)量足以用于微光刻。不言而喻，圖3所示評(píng)估單元32與熒光元件44僅代表波前測(cè)量裝置10b的許多可能配置之一。舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)另一示例性實(shí)施例的評(píng)估單元32可具有不同數(shù)量的光學(xué)元件(透鏡元件、反射鏡、棱鏡等)。評(píng)估單元32的光學(xué)部件的布置還可依示例性實(shí)施例而變化。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，還可使用不同的發(fā)光元件(例如磷光層)代替熒光元件。照相機(jī)42通過(guò)例示為虛線的線，在發(fā)信號(hào)方面經(jīng)由控制單元46連接到光學(xué)波前操縱器48。如由評(píng)估單元32確定的投射鏡頭12的成像像差由控制單元46接收，其基于確定的成像像差產(chǎn)生對(duì)應(yīng)控制信號(hào)且將其傳送到光學(xué)波前操縱器48。所以，波前測(cè)量裝置10b能基于波前測(cè)量結(jié)果改變光學(xué)波前操縱器48的設(shè)定，使得成像像差被抵消。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，照相機(jī)42包含ccd照相機(jī)，其中同樣可設(shè)想其他類型的照相機(jī)或光電撿測(cè)器(例如cmos光電檢測(cè)器、光電二極管和/或光電晶體管)。波前操縱器48可以閉環(huán)進(jìn)行操作或控制。光學(xué)波前操縱器48與波前測(cè)量裝置10b可在光刻步進(jìn)機(jī)或掃描儀110中提供，其中波前操縱器48基于光學(xué)波前操縱器48和波前測(cè)量裝置10b的相互作用，校正投射鏡頭12中的波前以優(yōu)化投射鏡頭12的成像性能。特別是，波前操縱器48可布置于投射鏡頭12的中間像中或中間像附近。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，在光學(xué)波前操縱器48的設(shè)定上的改變借助于波前測(cè)量裝置10b迭代地執(zhí)行。這意味著每次迭代均影響到波前測(cè)量，其結(jié)果后續(xù)由評(píng)估單元進(jìn)行評(píng)估，其中控制單元46基于評(píng)估結(jié)果將對(duì)應(yīng)控制信號(hào)傳送到光學(xué)波前操縱器48?？蓤?zhí)行此迭代程序直到光學(xué)波前操縱器48獲取所需設(shè)定，且投射鏡頭12達(dá)到所需成像質(zhì)量。投射鏡頭12除了光學(xué)波前操縱器48之外包含其它光學(xué)元件，其中為了簡(jiǎn)化，此處僅顯示物側(cè)透鏡元件50a、像側(cè)透鏡元件50b和布置于物側(cè)透鏡元件50a和像側(cè)透鏡元件50b之間的一個(gè)光闌52。不言而喻，投射鏡頭12的光學(xué)元件的數(shù)量和/或布置可依示例性實(shí)施例而變化。在所示的示例性實(shí)施例中，光學(xué)波前操縱器48接近物場(chǎng)20布置，然而這對(duì)于本發(fā)明不應(yīng)理解為限制性。原則上，還可設(shè)想光學(xué)波前操縱器48布置為接近像場(chǎng)22或在投射鏡頭12的中間像中。在特別是包含投射鏡頭12的投射曝光設(shè)備100的微光刻系統(tǒng)的操作過(guò)程中，分別布置于物平面20與像平面22中的掩模母版106與基板112在圖3與圖1中未顯示。應(yīng)注意，莫爾光柵布置14可在掩模母版和/或基板并入投射曝光設(shè)備的情況下及在相反情況下皆用于波前測(cè)量。在此處所示的示例性實(shí)施例中，進(jìn)入的光線從光源54出射，并在光線到達(dá)物光柵16前通過(guò)準(zhǔn)直儀56準(zhǔn)直。準(zhǔn)直儀56為照明光學(xué)單元58的一部分，其中此處所示照明光學(xué)單元58僅為舉例。圖4顯示莫爾光柵布置14的另一示例性實(shí)施例，其中物光柵16的光柵取向可相對(duì)于像光柵18的光柵取向旋轉(zhuǎn)關(guān)于投射鏡頭12的光軸30的角度60。物光柵16的光柵取向在圖4中由二維笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)中的x與y軸例示性表示，其中投射鏡頭12的光軸30垂直于x軸與y軸所延展平面延伸通過(guò)原點(diǎn)o。像光柵18的光柵取向由第二二維笛卡爾系統(tǒng)中的x′與y′軸例示性表示，該第二二維笛卡爾系統(tǒng)相對(duì)于第一笛卡爾系統(tǒng)關(guān)于原點(diǎn)o旋轉(zhuǎn)角度60，其中首先x軸相對(duì)于x′軸旋轉(zhuǎn)，其次y軸相對(duì)于y′軸旋轉(zhuǎn)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，角度60可以1°、0.1°和/或0.01°的準(zhǔn)確度設(shè)定。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，自動(dòng)角度設(shè)定并入上文提及的迭代設(shè)定改變程序中，使得每次迭代均執(zhí)行不僅一次而是多次連續(xù)莫爾測(cè)量，其中角度60增加和/或減少介于相鄰莫爾測(cè)量之間的可預(yù)定增量。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，角度60的增量為15°的整數(shù)倍，優(yōu)選為45°、60°、90°或180°。圖5顯示另一莫爾疊加圖案，其中物光柵16和/或像光柵18具有多個(gè)矩形光柵段，其短邊沿著兩個(gè)同心圓排列。所以，物光柵16和/或像光柵18具有切向延伸的線性光柵線。如圖2b所示，莫爾疊加圖案由于兩個(gè)線性光柵的光柵周期的稍微失調(diào)(detuning)而出現(xiàn)。數(shù)量級(jí)在亞毫米和/或微米范圍內(nèi)的成像像差可列入考慮。在此處所示的示例性實(shí)施例中，物光柵16和/或像光柵18附加配備多個(gè)雙十字形62，其用于物光柵16和像光柵18之間的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。圖6a顯示莫爾光柵布置14的另一示例性實(shí)施例，其中物光柵16和/或像光柵18包含具有交替單元取向的多個(gè)光柵單元64。在此處所示的示例性實(shí)施例中，各光柵單元64均具有在亮暗之間交替的多個(gè)垂直或水平條紋。該單元取向在相鄰光柵單元64之間從垂直變換到水平，或從水平變換到垂直。對(duì)應(yīng)的莫爾疊加圖案在圖6b中顯示，其中可看出由十字形與相加重疊亮暗條紋構(gòu)成的多個(gè)十字光柵狀圖案結(jié)構(gòu)。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，該單元取向在相鄰光柵單元64之間改變非90°的角度，優(yōu)選為45°和/或135°。具優(yōu)勢(shì)地，由此可能測(cè)量具有zernike階數(shù)z5與z6至少之一的像差的波前。圖7a-c顯示三種莫爾對(duì)比圖像，其中啟動(dòng)通過(guò)散焦系統(tǒng)導(dǎo)致的空間像24和/或像光柵18的逐漸散焦。在針對(duì)圖7a的莫爾測(cè)量的情況下，該散焦微乎其微，其中可看到在朝向像中心的方向上從莫爾對(duì)比圖像的邊緣延伸的低對(duì)比度環(huán)。在針對(duì)圖7b的莫爾測(cè)量的情況下，啟動(dòng)1.5μm的散焦。產(chǎn)生的莫爾對(duì)比圖像在邊緣處具有薄的低對(duì)比度環(huán)，且在與該低對(duì)比度環(huán)有距離處的像中心具有圓形低對(duì)比度區(qū)。在針對(duì)圖7c的莫爾測(cè)量的情況下，啟動(dòng)2.5μm的散焦，使得在莫爾對(duì)比圖像中可看出環(huán)繞像中心的圓形低對(duì)比度區(qū)。從圖7a到圖7c，莫爾對(duì)比圖像的焦點(diǎn)從像中心經(jīng)由像場(chǎng)區(qū)變化到像邊緣。從此類莫爾對(duì)比圖像開(kāi)始，一系列成像像差(例如像場(chǎng)彎曲的曲線)均可以簡(jiǎn)單方式確定。圖7a-c各顯示投射鏡頭12的成像像差和/或莫爾疊加圖案14的錯(cuò)誤配置可通過(guò)以有目標(biāo)的方式啟動(dòng)的散焦進(jìn)行確認(rèn)。如搭配圖4所解說(shuō)，可能基于相同莫爾光柵布置14的多個(gè)莫爾疊加圖案，關(guān)于投射鏡頭的光學(xué)像差的對(duì)稱性質(zhì)檢查投射鏡頭的光學(xué)像差。這在下文通過(guò)圖8中的示例顯示。圖8揭示四種莫爾疊加圖案，在其情況下，空間像24(例示為實(shí)線)與像光柵18(例示為虛線)相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)關(guān)于光軸30(圖1、圖2)的角度。該角度分別為0°、90°、180°及270°。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，該角度的設(shè)定由物光柵16關(guān)于光軸30相對(duì)于像光柵18的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，該角度設(shè)定由投射鏡頭繞著光軸30的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。各莫爾疊加圖案均具有在亮暗之間變換的彎曲條紋。這和空間像24受到歸因于投射鏡頭的光學(xué)性質(zhì)的受損的畸變影響的事實(shí)相關(guān)聯(lián)。在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱畸變的情況下，莫爾測(cè)量產(chǎn)生獨(dú)立于空間像24和像光柵18之間角度的莫爾疊加圖案。與旋轉(zhuǎn)對(duì)稱畸變相比，在非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱畸變的情況下的莫爾測(cè)量，如圖8所示，產(chǎn)生依空間像24和像光柵18之間角度而表現(xiàn)不同的莫爾疊加圖案。莫爾光柵布置14可以不同方式設(shè)計(jì)。圖9a顯示周期性一維物光柵的空間像24d，其中空間像24d與具有稍微相對(duì)于空間像24d旋轉(zhuǎn)的光柵取向的周期性一維像光柵18d疊加。在此種情況下，出現(xiàn)在亮暗之間變換的弓形條紋，前述條紋在此處所示的示意圖中實(shí)質(zhì)上水平延伸。類似的莫爾疊加圖案在圖9b中顯示，在其情況下，在亮暗之間變換的彎曲條紋在此處所示的示意圖示中實(shí)質(zhì)上垂直延伸。圖9a與圖9b的莫爾光柵布置稱為交叉光柵。應(yīng)注意，用語(yǔ)“莫爾光柵布置”涉及在各種情況下均包含一方面至少一個(gè)物光柵和/或至少一個(gè)空間像，以及另一方面至少一個(gè)像光柵的光柵布置。圖9c顯示來(lái)自由兩個(gè)交叉光柵構(gòu)成的莫爾光柵布置14的莫爾疊加圖案。這涉及由圖9a與圖9b所示兩個(gè)光柵結(jié)構(gòu)的相加總和引起的周期性二維光柵結(jié)構(gòu)。所以，圖9c所示莫爾疊加圖案為圖9a與圖9b所示兩個(gè)莫爾疊加圖案的疊加。圖10顯示莫爾疊加圖案的另兩個(gè)示例，在其情況下，各個(gè)空間像24與各個(gè)像場(chǎng)28相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，并具有周期性二維光柵結(jié)構(gòu)。借助于結(jié)果所得到的莫爾干涉圖，關(guān)于可能的成像像差，例如變形和/或三波圖(three-wavefigure)，可簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確地檢查投射鏡頭12。應(yīng)注意，用語(yǔ)“莫爾干涉圖”不應(yīng)以嚴(yán)格物理意義理解，而是關(guān)于形狀類似于一般干涉圖案的莫爾疊加圖案。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，波前測(cè)量裝置10a、b實(shí)現(xiàn)莫爾測(cè)量的組合與不同類型的波前測(cè)量，例如場(chǎng)解析焦點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)(field-resolvedfocusstagger)測(cè)量和/或干涉測(cè)量。所以，各個(gè)測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)可結(jié)合以提高波前測(cè)量的準(zhǔn)確度與可靠性。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，場(chǎng)解析焦點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)測(cè)量和莫爾測(cè)量結(jié)合，其中該場(chǎng)解析測(cè)量針對(duì)具有zernike階數(shù)z4的像差的波前執(zhí)行，而波前的莫爾測(cè)量在物場(chǎng)26和/或像場(chǎng)28的多個(gè)、優(yōu)選為所有場(chǎng)點(diǎn)處執(zhí)行。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，莫爾測(cè)量和干涉測(cè)量結(jié)合，在掩模母版上省略用于物光柵16和/或像光柵18內(nèi)干涉測(cè)量的測(cè)量標(biāo)記的多個(gè)區(qū)域。此措施導(dǎo)致波前測(cè)量的穩(wěn)定性提高，其中可容許在場(chǎng)曲線內(nèi)、特別是長(zhǎng)波場(chǎng)曲線內(nèi)的某些信息損失，而不會(huì)損失波前測(cè)量質(zhì)量。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，產(chǎn)生的莫爾疊加圖案由于空間像24和像光柵16的至少部分不相干疊加而出現(xiàn)。在從先前技術(shù)已知的干涉波前測(cè)量方法中，嚴(yán)格相干疊加、特別是在相干長(zhǎng)度內(nèi)的疊加為必要的，以使干涉圖案出現(xiàn)。與之相比，通過(guò)本發(fā)明，即使在空間像24和像光柵16之間不存在相干性，可靠的波前測(cè)量仍為可能的。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，莫爾光柵布置14包含衍射光柵。該衍射光柵用于產(chǎn)生進(jìn)入的光的不同衍射級(jí)，其成像到像平面22上且彼此干涉?？臻g像24由所涉及衍射級(jí)的干涉導(dǎo)致。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，評(píng)估單元32設(shè)計(jì)為確定下列成像像差的至少一個(gè)：旋轉(zhuǎn)對(duì)稱畸變、非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱畸變、彗形像差、散焦、像場(chǎng)彎曲、香蕉形狀(連續(xù)像場(chǎng)彎曲)。為此目的，評(píng)估單元32可基于產(chǎn)生的莫爾疊加圖案確定一系列物理變量，例如對(duì)比度分布和/或強(qiáng)度分布、相移、亮度分布等。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，莫爾對(duì)比度分布和/或莫爾相位通過(guò)將一段期間的乘積(product)強(qiáng)度平均來(lái)確定。在此種情況下，空間像24的強(qiáng)度分布和像光柵16的強(qiáng)度分布相乘，乘積在空間像24的光柵周期期間積分。最后，該積分結(jié)果被空間像24的光柵周期劃分。所得莫爾強(qiáng)度分布和數(shù)字1與另一被加數(shù)的總和成正比，該另一被加數(shù)含有莫爾對(duì)比度分布和莫爾相位角的余弦的乘積。所以，可確定兩個(gè)物理變量中的至少一個(gè)：莫爾對(duì)比度分布與莫爾相位。最后，投射鏡頭12的畸變可從所確定的莫爾相位確定。上述用于確定相移的方法具有受限于干擾效應(yīng)(例如諧波效應(yīng))的準(zhǔn)確度。為提高莫爾相位確定的準(zhǔn)確度，可實(shí)行一系列措施。舉例來(lái)說(shuō)，可采用下列措施之一：使用多步驟方案、使用具有甚至較小光柵結(jié)構(gòu)的莫爾光柵布置、使用壓電表(piezo-tables)、設(shè)定寬色彩莫爾疊加圖案、空間卷積和/或?yàn)V波、使用多條紋方法等。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，莫爾光柵布置14具有格子光柵。此措施具有產(chǎn)生的莫爾疊加圖案的莫爾條紋即使在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱畸變的情況下仍呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)例如45°的優(yōu)點(diǎn)。這與沿著物場(chǎng)26和/或像場(chǎng)28的x和/或y軸不存在衍射級(jí)的事實(shí)相關(guān)聯(lián)。因此，此措施針對(duì)投射鏡頭的光學(xué)像差實(shí)現(xiàn)特別靈敏的檢測(cè)方法。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，莫爾光柵布置14包含具有二維光柵結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)格子光柵(chequeredgrating)。此類莫爾光柵布置使得可能產(chǎn)生具有特別高準(zhǔn)確度的多條紋莫爾疊加圖案。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12