专利名称：用于光刻装置中的传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻装置和一种器件制造方法。
背景技术：
光刻装置是一种将所需图案应用于基底上的装置，通常是将所需图案应用于基底的目标部分上的装置。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，构图部件，如称作掩模或中间掩模版，可用于产生在IC一个单独层上形成的电路图案。该图案可以传递到基底(例如硅晶片)的目标部分(例如包括一部分，一个或者多个管芯)上。通常是通过成像到基底上提供的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上来传递图像。一般地，单一的基底将包含相继构图的相邻目标部分的网格。已知的光刻装置包括所谓步进器，通过将整个图案一次曝光到目标部分上而辐照每一目标部分，已知的光刻装置还包括所谓扫描器，通过辐射光束沿给定的方向(“扫描”方向)扫描所述图案，并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底来辐照每一目标部分。还可以通过使图案压印在基底上而将图案从构图部件传递到基底上。
已经提出将光刻投影装置中的基底浸入具有相对较高折射率的液体(如水)中，从而填充投影系统的最后一个元件与基底之间的空间。这种情况能够使较小的特征成像，因为曝光辐射在液体中具有较短的波长。(液体的作用也可以被认为是能使系统有较大有效NA，同时也增大了焦深。)还提出使用其他浸液，包括其中具有悬浮固体颗粒(例如石英)的水。
但是，使基底或者基底和基底台浸在液池中(例如参见美国专利US4,509,852，该文献整体在此引入作为参考)意味着存在大量的液体在扫描曝光过程中必须被加速。这需要附加的或更大功率的电动机，并且液体中的湍流可能导致不希望且不可预知的结果。
所提出的解决方案之一是，对于供液系统来说，利用液体限制系统只在基底的局部区域上以及在投影系统的最后一个元件和基底中间提供液体(基底通常具有比投影系统的最后一个元件更大的表面积)。已经提出的为此进行设置的一种方法在WO 99/49504中公开，该文献整体在此引入作为参考。如图2和3中所示，优选沿着基底相对于最后一个元件运动的方向通过至少一个入口IN将液体供应到基底上，并且在液体流过投影系统下面之后通过至少一个出口OUT将其排出。也就是说，当沿-X方向在该元件之下扫描基底时，在该元件的+X侧供应液体，并在-X侧接收该液体。图2示意性地示出这种装置，其中经入口IN供应液体，并在该元件的另一侧通过与低压源相连的出口OUT吸收液体。在图2的图解中，沿着基底相对于最后一个元件运动的方向供应液体，但是这种情况不是必须的。位于最后一个元件周围的入口和出口的各种定位和数量都是可以的，图3示出一个实施例，其中围绕最后一个元件以规则图案在任一侧设置四组入口和出口。
已经提出的另一种解决方案是向供液系统提供密封构件，该密封构件沿着投影系统的最后一个元件与基底台之间的空间的至少一部分边界延伸。图4中示出这种解决方案。该密封构件在XY平面中相对于投影系统基本上是静止的，但是在Z方向上(在光轴的方向上)可以有一定的相对运动。在该密封构件与基底的表面之间形成密封。优选的是，该密封是诸如气封的无接触密封。欧洲专利申请第03252955.4号公开了具有气封的系统，该申请整体在此引入作为参考。
在欧洲专利申请第03257072.3号中，公开了两级或二级湿浸式光刻装置的概念。这种装置配有用于支撑基底的两个台。利用位于第一位置的台进行水准测量，此处没有浸液，利用位于第二位置的台进行曝光，此处存在浸液。可替换的是，该装置只具有一个台。
利用位于基底高度处的多个传感器来评估和优化成像性能。这些传感器可以包括透射图像传感器(TIS)、用于测量曝光辐射剂量的点传感器和扫描器处的集成透镜干涉仪(ILIAS)。下面描述TIS和ILIAS。
TIS是这样一种传感器，其用于测量在掩模(中间掩模版)高度处的标记图案的投射空间像在基底高度处的位置。位于基底高度处的投射图像可以是线条图案，其线宽与曝光辐射的波长相当。TIS利用透射图案来测量这些掩模图案，该透射图案具有位于其下面的光电池。可以使用传感器数据来测量六个自由度上掩模相对于基底台的位置(三个平移自由度和三个旋转自由度)。此外，可以测量所投射的掩模的放大率和缩放比例。由于传感器优选能够测量图案位置和所有照射设定(δ、透镜NA、所有掩模(二进制、PSM等))的影响，因此小线宽是优选的。还可以使用TIS来测量工具的光学性能。可以使用不同照射设定与不同投射图像的结合来测量多种性质，如光瞳形状、彗差、球差、像散和场曲。
ILIAS是一种可以对达到高阶的透镜像差进行静态测量的干涉波前测量系统。ILIAS能够以用于系统初始化和校准的集成测量系统来实现。可替换的是，其可用于“应请求”的监控和再校准。
在具有高NA的系统中，特别是在湿浸式系统中，已经发现在基底高度处的常规传感器对于以对应于NA大于1的角度入射的辐射具有很差的灵敏度，或者对该辐射没有灵敏度。NA规定为n.sin(θ)，其中n是投影系统的最后一个元件与基底之间的材料的折射率，θ是距离法线最远的辐射相对于法线的夹角。
发明内容
希望提供一种具有高灵敏度的位于基底高度处的传感器，其适合于用在高NA系统中。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于光刻投影装置中基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；以及设置在该透射板的背面上的发光层，该发光层吸收辐射，并发出不同波长的发光辐射，其中该背面是粗糙的。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于光刻投影装置中基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；以及菲涅耳透镜，设置在该透射板的背面上，并设置为将辐射耦合到辐射检测器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于光刻投影装置中基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；以及具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；其中，辐射所穿过的透射板的区域具有折射率梯度，从而使辐射朝向该透明板背面的法线折射。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于光刻投影装置中基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；以及反转的温斯顿锥体，其设置在该透射板的背面上，并设置为将辐射耦合到辐射检测器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于光刻投影装置中基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；以及具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；其中该辐射检测器直接安装到该透明板的背面上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于光刻投影装置中基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；以及全息光学元件，其设置在该透射板的背面上，并设置为将辐射耦合到该辐射检测器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于光刻投影装置中基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；设置在该透射板背面上的凸球面透镜；以及圆柱形反射器，其环绕该凸球面透镜并设置为将从该透镜射出的辐射耦合到该辐射检测器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于光刻投影装置中基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；圆柱体，其设置在该透射板的背面上并设置为将辐射耦合到该反射检测器，该圆柱体具有位于其弯曲侧面上的反射涂层和位于其面向该传感器的端面中的凹面部分。
附图简述现在通过举例的方式参考示意性附图描述本发明的各个实施例，在这些附图中，对应的附图标记表示对应的部件，在附图中
图1表示根据本发明实施例的光刻装置；图2和3表示在现有技术的光刻投影装置中所用的供液系统；图4表示根据另一种现有技术的光刻投影装置的供液系统；图5表示根据另一种现有技术的光刻投影装置的供液系统；图6表示根据现有技术的ILIAS传感器�？椋煌�7表示根据本发明实施例的传感器模块；图8表示辐射耦合到表面不粗糙的发光层中；图9表示辐射耦合到表面粗糙的发光层中；图10表示根据本发明实施例的另一种传感器�？椋煌�11表示根据本发明实施例的另一种传感器�？椋煌�12表示根据本发明实施例的另一种传感器�？椋煌�13表示根据本发明实施例的另一种传感器模块；图14表示根据本发明实施例的另一种传感器�？椋煌�15表示根据本发明实施例的另一种传感器模块；图16表示根据本发明实施例的另一种传感器�？椋辉诟酵贾校杂Φ母酵急昙潜硎径杂Φ牟考�。
具体实施例方式
图1示意性地表示了根据本发明的具体实施例的光刻装置。该装置包括-照射系统(照射器)IL，其用于调节辐射光束B(例如UV辐射或DUV辐射)。
-支撑结构(例如掩模台)MT，其构成为支撑构图部件(例如掩模)MA，并与用于按照一定参数精确定位该构图部件的第一定位装置PM连接；-基底台(例如晶片台)WT，其构成为保持基底(例如涂敷抗蚀剂的晶片)W，并与用于按照一定参数精确定位基底的第二定位装置PW连接；以及-投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，用于将通过构图部件MA赋予辐射光束B的图案投射到基底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上。
照射系统可以包括用于引导、整形或控制辐射的各种类型的光学部件，如折射、反射、磁、电磁、静电或其他类型的光学部件，或其任何组合。
支撑结构支撑构图部件，即承载该构图部件的重量。其根据构图部件的定向、光刻装置的设计以及其他条件来保持该构图部件，所述其他条件例如该构图部件是否保持在真空环境中。该支撑结构可以利用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持该构图部件。支撑结构可以是框架或者工作台，例如所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的。该支撑结构可以确保构图部件例如相对于投影系统位于所需的位置。这里任何术语“中间掩模版”或者“掩模”的使用可以认为与更普通的术语“构图部件”同义。
这里使用的术语“构图部件”应广义地解释为能够给投射光束赋予带图案的截面从而在基底的目标部分中形成图案的任何装置。应该注意，赋予辐射光束的图案可以不与基底目标部分中的所需图案精确一致，例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征。一般地，赋予辐射光束的图案与在目标部分中形成的器件如集成电路的特定功能层相对应。
构图部件可以是透射型的或者反射型的。构图部件的示例包括掩模，可编程反射镜阵列，以及可编程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二进制型、交替相移型、和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用微小反射镜的矩阵排列，每个反射镜能够独立地倾斜，从而沿不同的方向反射入射的辐射光束。这些倾斜的反射镜向该反射镜矩阵反射的辐射光束赋予图案。
这里所用的术语“投影系统”应广义地解释为包含任何类型的投影系统，包括折射、反射、反折射、磁、电磁和静电光学系统，或其任何组合，只要适合于所用的曝光辐射，或者适合于其他方面，如使用浸液或使用真空。这里任何术语“投影透镜”的使用可以认为与更普通的术语“投影系统”同义。
如这里指出的，该装置属于透射型(例如采用透射掩模)。可替换的是，该装置可以属于反射型(例如采用上面提到的一种类型的可编程反射镜阵列，或采用反射掩模)。
光刻装置可以是具有两个(二级)或者多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)的这种类型。在这种“多级式”装置中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。
参考图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。辐射源和光刻装置可以是独立的机构，例如当辐射源是受激准分子激光器时。在这种情况下，不认为辐射源是构成光刻装置的一部分，辐射光束借助于光束输送系统BD从源SO传输到照射器IL，所述光束输送系统包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器。在其它情况下，辐射源可以是装置的组成部分，例如当源是汞灯时。源SO和照射器IL，如果需要的话连同光束输送系统BD可被称作辐射系统。
照射器IL可以包括调节器AD，用于调节辐射光束的角强度分布。一般地，至少可以调节在照射器光瞳面上强度分布的外和/或内径向范围(通常分别称为σ-外和σ-内)。此外，照射器IL可包括各种其它部件，如积分器IN和聚光器CO。照射器可用于调节该辐射光束，以在其横截面上具有所需的均匀度和强度分布。
辐射光束B入射到保持在支撑结构(例如掩模台MT)上的构图部件(例如掩模MA)上，并由该构图部件对其进行构图。横向穿过掩模MA后，辐射光束B通过投影系统PS，该投影系统将光束聚焦在基底W的目标部分C上。在第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉测量装置、线性编码器或电容传感器)的辅助下，基底台WT可以精确地移动，例如在辐射光束B的光路中定位不同的目标部分C。类似地，例如在从掩�？庵谢等〕鲅谀A后或在扫描期间，可以使用第一定位器PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)将掩模MA相对辐射光束B的光路进行精确定位。一般地，借助于长行程�？�(粗略定位)和短行程�？�(精确定位)，可以实现掩模台MT的移动，该长行程�？楹投绦谐棠？楣钩傻谝欢ㄎ黄鱌M的一部分。类似地，利用长行程�？楹投绦谐棠？榭梢允迪只滋╓T的移动，该长行程�？楹投绦谐棠？楣钩傻诙ㄎ黄鱌W的一部分。在步进器(与扫描器相对)的情况下，掩模台MT只与短行程致动装置连接，或者固定。掩模MA与基底W可以使用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2进行对准。尽管如所示那样，基底对准标记占据指定的目标部分，但是这些基底对准标记也可以位于目标部分之间的空间中(它们被称作划线道对准标记)。类似地，在掩模MA上提供多于一个管芯的情况下，这些掩模对准标记可以位于这些管芯之间。
所示的装置可以按照下面至少一种模式使用1.在步进模式中，掩模台MT和基底台WT基本保持不动，赋予辐射光束的整个图案被一次投射到目标部分C上(即单次静态曝光)。然后基底台WT沿X和/或Y方向移动，从而可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光区的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，当赋予辐射光束的图案被投射到目标部分C时，同步扫描掩模台MT和基底台WT(即单次动态曝光)。基底台WT相对于掩模台MT的速度和方向通过投影系统PS的放大(缩小)和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光区的最大尺寸限制了在单次动态曝光中目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而扫描移动的长度确定目标部分的高度(沿扫描方向)。
3.在其他模式中，当赋予辐射光束的图案投射到目标部分C上时，掩模台MT基本保持不动，保持可编程构图部件，而移动或扫描基底台WT。在该模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在基底台WT每次移动之后，或者在扫描期间两个相继的辐射脉冲之间根据需要更换可编程构图部件。这种操作模式可以很容易地应用于采用可编程构图部件的无掩模光刻中，所述可编程构图部件如上面提到的一种类型的可编程反射镜阵列。
还可以采用在上述所用模式的组合和/或变化，或者采用完全不同的模式。
如图5中所示，使用供液系统向投影系统的最后一个元件与基底之间的空间供应液体。贮液器10在投影系统的像场周围形成对基底的无接触密封，从而限制液体使其充满基底表面与投影系统的最后一个元件之间的空间。贮液器由位于投影系统PL的最后一个元件下面且围绕该元件的密封构件12形成。使液体进入该投影系统下面和密封构件12内的空间中。密封构件12略微延伸到投影系统的最后一个元件之上，液面升到该最后一个元件之上，从而提供液体缓冲器。密封构件12具有内周边，其上端优选紧密符合投影系统或其最后一个元件的形状，并且例如可以是圆形的。在底部，该内周边优选紧密符合像场的形状，例如矩形，然而这种情况不是必须的。
通过密封构件12的底部和基底W的表面之间的气封16将液体限制在贮液器中。该气封由在压力下经入口15提供到密封构件12与基底之间的空隙，并经第一出口14排出的气体形成，所述气体例如空气或合成空气，但是优选N2或另一种惰性气体。对进气口15上的超压、第一出口14上的真空级和空隙的几何形状进行设置，从而存在限制液体的向内高速气流。
图6示出根据现有技术的ILIAS传感器�？�20。该�？榫哂杏赏干浒�22支撑的作为辐射接收元件的剪切光栅结构21，该透射板可由玻璃或石英制成。量子变换层23直接位于照相机芯片25(辐射检测元件)之上，该照相机芯片又安装在基底28上。基底28经隔离件26与透射板22连接，接合线27将辐射检测元件连接到外部设备。在量子变换层23与透射板22之间存在气隙。在例如设计为对157nm辐射敏感的装置中，不能很容易地清洁传感器内的气隙，从而将包含吸收辐射的相当大比例的氧和水。因此使信号损失。由于石英或玻璃密封板22与气隙中的空气之间的衍射率(diffractive index)有很大差别，因此临界角很�。⑶叶杂τ贜A＞1的与法线成较大夹角的辐射损失了。除了信号损失之外，传感器的灵敏度随入射角而不同。
图7至15示出根据本发明实施例的经改进的基底高度处的传感器。在下面的实施例中，与图6的传感器的部件等同的部件用相同的附图标记来表示，为了简明省略了其详细描述。
在图7的实施例中，量子变换(发光)层23位于透明板22的背面，而不是位于照相机芯片(辐射检测元件)25的正面。由于该量子变换层的折射率大于空气，因此，临界角更大，并且有更少的辐射在透明板22中内反射。但是，如图8中所示，量子变换层的材料是多孔的，其可以是磷光体，因此，存在对透明板22的背面的不完全覆盖。这样，比所期望的更多的辐射在透明板22中内反射。本发明人已经发现，通过使透明板22的背面22a粗糙可以改进传感器的灵敏度。
表面22a的粗糙度具有使传播通过该透明板的辐射以各种角度入射到表面22a的区域上的作用。因此，如图9中所示，在接近(总(global))法线的角度时会出现透射损失，但是在距离该总法线更远的角度时会增大透射。实际效果是传感器响应度的均匀性随入射角而增大。表面22a的漫射确实在照相机25上产生一些图像�：钦馐强扇菪淼模乇鹗侨绻湫∮谙袼爻叽纾�25μm，因此可被忽略。因此，照相机25可能需要接近于或直接紧靠变换层23。可替换的是，可以使用透镜或光导纤维束在不损失空间信息的情况下将变换层23发出的辐射耦合到该照相机。
可以通过任何已知的方法来形成表面22a的粗糙度，包括在板的制造过程中省略最后的磨光步骤。
表面粗糙度应该使该表面上的斜度变化量至少为使NA大于1那么大，即Δθ＞sin-1(NA-1)。这确保在最大NA时的光线的入射角总是小于在表面上某一点处的临界角。
由表面粗糙度测试仪确定的粗糙度RDq应该大于tan(sin-1(NA-1))，例如在0.1到0.5的范围内。
图10中示出传感器30的另一个实施例，该传感器具有在透明板22的表面22a中形成的菲涅耳透镜31。该菲涅耳透镜设计为透过铬层21中的孔径(例如针孔或光栅)的所有辐射都以小于临界角的角度入射在石英或玻璃/空气界面上。该菲涅耳透镜可以由许多已知的技术来形成，例如光刻构图和蚀刻。
图11中示出根据另一个实施例的传感器40，该传感器具有位于铬层21中的孔径(例如针孔或光栅)之后的透明板中的区域41，该区域的折射率具有梯度。这可以通过局部选择性地掺杂形成透明板22的石英或玻璃材料而产生，并且使得穿过孔径的所有光线设置为以接近法线角入射在石英/空气界面上成为可能。
图12示出传感器50的另一个实施例，其使用反转的温斯顿(Winston)锥体51来反射所有光线，从而使其以小于临界角入射在底面52上，因此不发生内反射而是最大透射到传感器25中。温斯顿锥体是设计为将入射光线最大程度地收集到某一视场中的离轴回转抛物线，并且在Winston，R.于J.Opt.Soc.Amer.60，245-247，1970发表的“在几何光学范围内的光收集(Light Collection within theFramework of Geometric Optics)”中有进一步的描述，该文件整体在此引入作为参考。在本实施例中的温斯顿锥体51是一块实心的石英或玻璃，优选与透明板22整体地形成，并在其侧面53具有反射涂层。
在图13中示出的传感器60中，将传感器25直接安装到透明板22的背面22a上。为此，可以使用在待检测的辐射下是稳定的并且折射率接近透明板22的石英或玻璃的胶。
图14中示出另一种传感器40，其使用位于透明板的背面22a上的全息元件71，从而将辐射引导到传感器25上。通过已知的技术可以很容易地制造所需的全息图。可以使用衍射光学元件来代替该全息元件。
如图15中所示，根据另一个实施例的传感器80具有在透明板22的背面形成的凸球面透镜81和反射圆柱体82，以将辐射引导到传感器25。球面透镜81的中心接近铬层21中的孔径，从而使所有光线在石英/空气界面的入射角都接近法线。
该球面透镜优选与透明板整体形成，但是也可以将该球面透镜形成为单独的部件，并用合适的胶粘合该球面透镜，所述合适的胶即是在曝光辐射下稳定并且折射率接近透镜折射率的胶。
但是，圆柱形反射器优选制成为单独的部件，并连接到透明基底或其后的传感器上。这是因为对连接方式和准确度的要求与对其形状的要求相比不严格得多。
在图16的实施例中，传感器90具有在透明板22的后侧上提供的圆柱突出部分91。该突出部分的远端具有挖去的凹面形(concavecut-away shape)，从而形成透镜。将突出部分91的外表面93磨光并涂敷涂层以增大其反射率。也可以对该凹切面涂敷涂层以增大其透射率。如该图中所示，辐射可通过三条路线之一到达传感器25。当相对于法线的入射角小时，辐射将直接穿过凹面92到达传感器25。当相对于法线的入射角较大时，辐射将在凹面92处向内反射，并由背对着凹面92的侧面93反射，然后光线穿过到达传感器25。当以相对于法线更大的角度入射时，辐射由侧面93反射，穿过凹面92并由此到达传感器25。
尽管在图11至16中所示的实施例中没有示出发光或量子变换层，但是方便的话可以在传感器上或其他地方提供所述层。还能够理解，可以将本发明不同实施例的特征组合。
根据传感器的功能，辐射接收元件可以包括光栅和/或具有针孔的元件。
传感器可以位于基底的高度，特别是使辐射接收元件21与基底W相对于投影系统的最后一个元件的距离相同。
在本申请中，本发明的光刻装置具体用于制造IC，但是应该理解，这里描述的光刻装置可能具有其它应用，例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域的技术人员将理解，在这种可替换的用途范围中，任何术语“晶片”或者“管芯”的使用应认为分别可以与更普通的术语“基底”或者“目标部分”同义。在曝光之前或之后，可以利用例如轨迹器(一种通常将抗蚀剂层涂敷于基底并将已曝光的抗蚀剂显影的工具)、计量工具和/或检验工具对这里提到的基底进行处理。在可应用的地方，这里公开的内容可应用于这种和其他基底处理工具。另外，例如为了形成多层IC，可以对基底进行多于一次的处理，因此这里所用的术语基底也可以指的是已经包含多个已处理层的基底。
这里使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有约365，248，193，157或者126nm的波长)。
本文中允许的术语“透镜”可以涉及各种类型的光学部件的任一种或任何组合，包括折射和反射光学部件。
尽管上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应该理解，本发明可以按照不同于所描述的其他方式实施。例如，本发明可以采取计算机程序的形式，该计算机程序包含描述如上面公开的方法的一个或多个机器可读的指令序列，或者采取数据存储媒体(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式，该数据存储媒体具有存储在其中的计算机程序。
本发明可以应用于任何湿浸式光刻装置中，特别是但不限于上面提到的那些类型。
上面的描述意在说明，而非限制。因此，可以在不背离下面所列权利要求书的范围的情况下对所描述的本发明进行修改对本领域的技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1.一种用于光刻投影装置中的基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；以及设置在该透射板背面上的发光层，该发光层吸收辐射，并发出不同波长的发光辐射，其中该背面是粗糙的。
2.根据权利要求1所述的光刻装置，其中该背面具有测得的在0.1到0.5的范围内的表面粗糙度Rdq。
3.根据权利要求1所述的光刻装置，其中该辐射检测器具有多个像素，该背面的粗糙度使�：∮谝桓鱿袼氐某叽�。
4.一种用于光刻投影装置中的基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；以及菲涅耳透镜，其设置在该透射板的背面上，并设置为将辐射耦合到辐射检测器。
5.根据权利要求4所述的光刻装置，其中该菲涅耳透镜设置成使穿过该透明板的所有辐射以小于临界角的角度从该透明板射出。
6.根据权利要求4所述的光刻装置，其中该菲涅耳透镜与该透明板整体地形成。
7.一种用于光刻投影装置中的基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；以及具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；其中，辐射所穿过的透射板的区域具有折射率梯度，从而使辐射朝向该透明板背面的法线折射。
8.一种用于光刻投影装置中的基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；以及反转的温斯顿锥体，其设置在该透射板的背面上，并设置为将辐射耦合到辐射检测器。
9.根据权利要求8的光刻装置，其中该反转的温斯顿锥体的侧面具有反射涂层。
10.根据权利要求8的光刻装置，其中该反转的温斯顿锥体与该透明板整体地形成。
11.一种用于光刻投影装置中的基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；以及具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；其中该辐射检测器直接安装到该透明板的背面上。
12.一种用于光刻投影装置中的基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；以及全息光学元件，其设置在该透射板的背面上，并设置为将辐射耦合到该辐射检测器。
13.一种用于光刻投影装置中的基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；设置在该透射板背面上的凸球面透镜；以及圆柱形反射器，其环绕该凸球面透镜并设置为将从该透镜射出的辐射耦合到该辐射检测器。
14.根据权利要求13的光刻装置，其中该凸球面透镜与该透明板整体地形成。
15.根据权利要求13的光刻装置，其中使该圆柱形反射器与该透明板独立地制成并随后附着到该透明板上。
16.一种用于光刻投影装置中的基底高度处的传感器，该光刻投影装置具有配置为以大于1的数值孔径将带图案的辐射光束投射到基底目标部分上的投影系统，该传感器包括辐射检测器；具有正面和背面的透射板，该透射板覆盖该辐射检测器，使该投影系统投射的辐射从该透射板的正面射入并从该透射板的背面射出以到达该辐射检测器；圆柱体，其设置在该透射板的背面上并设置为将辐射耦合到该反射检测器，该圆柱体具有位于其弯曲侧面上的反射涂层和位于其面向该传感器的端面中的凹面部分。
17.根据权利要求13的光刻装置，其中该圆柱体与该透明板整体地形成。
全文摘要
一种用于高NA光刻装置中的基底高度处的传感器，其具有覆盖传感元件的透明板，和用于对辐射耦合到该传感元件进行改进的装置，包括菲涅耳透镜、全息光学元件、反转的温斯顿锥体、球面透镜和表面粗糙。
文档编号G01B11/00GK1862382SQ20061001981
公开日2006年11月15日 申请日期2006年2月27日 优先权日2005年2月28日
发明者H·V·科克, M·A·范德卡尔霍夫, B·克鲁辛加, T·F·森格斯, B·默斯特, M·A·M·哈斯特, P·W·韦斯布罗特, M·H·G·W·J·舒伦克, T·哈森多尔夫 申请人:Asml荷兰有限公司
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