专利名称：：用于散射仪的反射折射式光学系统的制作方法
技术领域：
：本发明主要涉及一种光学系统，尤其涉及一种反射折射式光学系统。
背景技术：
：光刻设备是一种将所需图案应用到衬底或衬底的一部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在平板显示器、集成电路(IC)和涉及精细结构的其它器件的制造中。在常规的设备中，可以将可选地称为掩模或掩模版(reticle)的图案形成装置用于生成对应于IC、平板显示器或其它器件的单层的电路图案。通过成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(例如抗蚀剂)层上，可以将该图案转移到衬底(例如，玻璃板、晶片等)的全部或一部分上。所述图案形成装置可以被用于生成例如IC图案。所述图案形成装置可以被附加地或替代地被用于生成其他图案，例如滤色片图案或点矩阵。代替掩模，所述图案形成装置可以是图案化阵列，所述图案化阵列包括独立可控元件的阵列。与基于掩模的系统相比，在这种系统中，所述图案可以被更迅速和更低成本地改变。在对衬底进行图案化之后，通常进行测量和检验。所述测量和检验步骤通常用于两个目的。第一，旨在检测经过显影的抗蚀剂中的图案存在缺陷的任何目标区域。如果足够多数量的目标区域存在缺陷，则衬底可以被从图案化的抗蚀剂上剥离，并被以更有希望接近正确的方式重新曝光，而不是通过以有缺陷的图案执行工艺步骤(例如蚀刻)而造成永久的缺陷。第二，所述测量可以允许在光刻设备中的误差，例如照射设定或曝光剂量，所述误差将被检测并在后续的曝光中被修正。然而，光刻设备中的许多误差不能根据印刷在抗蚀剂中的图案被容易地检测或量化。缺陷的检测不总是直接达到目标。于是，用于检测和测量在光刻设备中的误差的各种离线工序(即，除去衬底的正常处理之外进行的工序)是公知的。这些可以涉及将衬底用测量装置替换，或进行特定的测试图案的曝光，例如，在各种不同的机器设定条件下。这种离线技术经常花费大量时间，减少生产时间，且在处理过程中，设备的终端产品的质量直到获得测量结果为止都是未知的。在线测量和检验工序(即，在衬底的正常处理的过程中进行的工序)是公知的。例如，散射仪是可以被用于临界尺寸(CD)和重叠的在线测量的光学量测技术。存在两种主要的散射仪技术(1)光谱散射仪以固定的角测量散射光的属性，所述散射光的属性作为波长的函数，所述测量通常采用宽带光源，例如基于氙、氘或氦的光源(例如氙气弧光灯)。所述固定的角度可以是正入射的或斜入射的。(2)角分解散射仪以固定的波长测量散射光的属性，所述散射光的属性作为入射角的函数，所述测量通常采用激光作为单波长光源。采用散射仪重建产生反射光谱的结构，例如采用实时回归或通过与由模拟得到的图案库进行对比进行。重建涉及成本函数的最小化。两种途径通过周期结构计算光的散射。最常用的技术是严格耦合波分析(RCWA)，但是光的散射也可以通过其他技术被计算，例如有限时域差分法(FDTD)或积分方程技术。然而，公知的散射仪具有多个缺陷。例如，常规的散射仪一次仅仅检测一个波长。因此，多于一个波长的光谱必须采用时间复用的方式建立，这增加了检测和处理所述光谱所花费的总获取时间。如前所述，需要一种能够用于在光刻设备进行在线测量和检验的设备。
发明内容根据本发明的一个实施例，提供一种具有能在宽的光谱范围中工作的高数值孔径的反射折射式光学系统。所述反射折射式光学系统包括修正板、第一反射表面和第二反射表面。所述修正板调节电磁辐射以修正至少一种像差。所述第一反射表面被定位以反射由所述修正板所调节的电磁辐射。所述第二反射表面被定位以将由所述第一反射表面反射的电磁辐射聚焦到衬底的目标部分上。由所述第一反射表面反射并由所述第二反射表面聚焦的电磁辐射不被折射元件所折射，因此能够使得所述反射折射式光学系统能够在宽的光谱范围内工作。本发明的其他的实施例、特征和优势，以及本发明的各种实施例的结构和工作将在下文中参照附图进行描述。并入本文中并形成说明书的一部分的附图与文字描述一起示出本发明，所述附图还用于解释本发明的原理，并使得相关领域的技术人员能够实施和使用本发明。图1和2示出根据本发明的实施例的光刻投影设备；图3A-C示出示例性的散射仪；图4示出根据本发明的实施例的感测和对准系统，所述系统包括反射折射光学物镜；图5示出图4的反射折射光学物镜的细节；图6-9示出根据本发明的实施例的各种反射折射式光学系统；图10示出贯穿图9的反射折射式光学系统的射线；图11示出包括在图9的反射折射式光学系统中的分束器的细节；图12示出反射折射式光学系统，所述反射折射式光学系统从很低的数值孔径变换到很高的数值孔径；图13示出另一种光刻设备；图14示出包含在图7的反射折射式光学系统中的表面的平面图；图15示出包含在图9的反射折射式光学系统中的单片型玻璃元件的平面图。当结合附图时，从下文所列出的详细描述中，本发明的特征和优势将变得显而易见，在附图中，相同的附图标记自始至终表示对应的元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、或功能相似和/或结构上相似的元件。元件首先出现所在的附图由对应的附图标记的最左边的数字所表具体实施方式1.引言本发明提供用于散射仪的反射折射式光学系统。在说明书中，"一个实施例"、"实施例"、"示例性实施例"等表示所述实施例可能包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括所有特定的特征、结构或特性。另外，这些术语不一定针对同一个实施例。进而，当特定的特征、结构或特性与实施例结合描述时，将该特征、结构或特性与其他实施例相结合属于本领域普通技术人员能够认知的知识范围，而不论这样的结合是否被详细描述。根据本发明的实施例的反射折射式光学系统包括(i)反射镜系统，所述反射镜系统用于提供高数值孔径和消色差；以及(ii)接近无焦的折射元件，所述折射元件用于修正至少一种像差(例如彗差)。反射折射式光学系统可以被用作用于临界尺寸(CD)和重叠测量的紫外-可见光散射仪中的特定的物镜(例如，如图4所示)。所述特定的物镜可以被嵌入到包括对准支路和感测支路的系统中。在这种实施例中，所述对准支路包括嵌入到所述感测支路的光学设计中的折射元件。所述折射元件位于被小的球面反射镜所遮掩的空间中。对准支路中的第一表面(或者一组表面)与在感测支路中的凸反射表面具有一个或多个公共表面。所述凸反射表面可以部分地反射(例如反射80%)或依赖于频谱进行反射，以提供在感测支路和对准支路之间的光分布。替代地，所述特定的物镜可以被用在仅仅包括感测支路的系统中。根据本发明的至少一个实施例的散射仪的反射折射式光学系统，可以具有优于常规的散射仪的多个所希望的特性。例如，这种反射折射式光学系统具有很高的数值孔径(例如大约0.95)，并在宽的光谱范围(例如大约200纳米到1000纳米之间)中工作。另外，这种反射折射式光学系统在感测支路中产生较低的遮挡(大约14%)，而在对准支路中没有遮挡。另外，与常规的散射仪相比，这种反射折射式光学系统在感测支路中包括更少的光学表面，因此使得感测支路中所产生的散射图像和重影最小化。进而，与常规的散射仪相比，这种反射折射式光学系统具有更小的尺寸和重在提供根据本发明的至少一个实施例的反射折射式光学系统的更多细节之前，首先描述示例性的光刻环境以及这种反射折射式光学系统可能被用在其中的散射仪系统是有帮助的。II.示例性光刻环境图1示意性示出本发明的一个实施例的光刻设备1。所述设备包括照射系统IL、图案形成装置PD、衬底台WT和投影系统PS。所述照射系统(照射器)IL配置用于调节辐射束B(例如紫外辐射)。应当理解，尽管所述描述针对光刻，但是在不偏离本发明的保护范围的情况下，图案形成装置PD可以在显示系统中形成(例如液晶电视或投影机)。因此，被投影的图案化辐射束可以被投影到多种不同类型的物体上，例如衬底、显示器装置等。衬底台WT构造用于支撑衬底(例如涂覆有抗蚀剂的衬底)W，并与配置用于根据确定的参数对衬底进行精确定位的定位器PW相连。投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS配置用于将由独立可控元件的阵列调制的辐射束投影到衬底W的目标部分C(例如包括至少一个管芯)。在此所采用的术语"投影系统"应当被广泛地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射式、反射式、反射折射式、磁性式、电磁式和静电式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。这里使用的任何术语"投影透镜"可以认为是与更上位的术语"投影系统"同义。所述照射系统也可以包括各种类型的光学部件，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学部件，或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射束。图案形成装置PD(例如，掩模版或掩模或独立可控元件的阵列)调制辐射束。通常，所述独立可控元件的阵列的位置将相对于投影系统PS固定。然而，其可能替代地被连接到配置用于根据确定的参数对独立可控元件的阵列进行定位的定位器。在此所用的术语"图案形成装置"或"对比度装置"应当被广泛地解释为表示可以用于对辐射束的横截面进行调制、例如以便在衬底的目标部分中形成图案的任何装置。所述装置可以为静态图案形成装置(例如掩模或掩模版)或者动态图案形成装置(例如可编程元件的阵列)。为简短起见，大多数描述将从动态图案形成装置的角度进行，然而，应当理解，静态图案形成装置也可以在不偏离本发明的保护范围的情况下被使用。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分中的期望的图案完全对应，例如如果所述图案包括相移特征或所谓辅助特征的情况下。类似地，在衬底上最终形成的图案也可能不与独立可控元件的阵列上任何一个时刻所形成的图案相对应。这种情况可能出现在一定的布置中，在所述布置中，在衬底的每个部分上形成的最终图案在给定的时间段中或在给定次数的曝光过程中被建立，在所述的多次曝光过程中，独立可控元件的阵列上的图案和/或衬底的相对位置发生改变。通常，形成在衬底的目标部分上的图案将与在目标部分中形成的器件的特定功能层相应，例如集成电路或平板显示器(例如，在平板显示器中的滤色片层或在平板显示器中的薄膜晶体管层)。这种图案形成装置的示例包括掩模版、可编程反射镜阵列、激光二极管阵列、光发射二极管阵列、光栅光阀和LCD阵列。在电子装置(例如计算机)的帮助下其图案可进行编程的图案形成装置，例如包括多个可编程元件的图案形成装置(例如在前面所述的除去掩模版之外的所有装置)，在本文中统称为"对比度装置"。所述图案形成装置包括至少10个、至少100个、至少1000个、至少10000个、至少IOOOOO个、至少1000000个或至少10000000个可编程元件。可编程反射镜阵列可以包括具有粘弹性控制层和反射表面的可矩阵寻址的表面。在这种设备后面的基本原理是反射表面的被寻址的区域将入射光作为衍射光反射，而未被寻址的区域将入射光作为非衍射光反射。采用合适的空间滤波器，所述非衍射光可以从被反射的辐射束中滤除，仅仅使所述衍射光到达衬底。以这种方式，所述辐射束根据所述可矩阵寻址的表面的寻址图案而被图案化。应当理解，作为另一种方式，所述滤波器可以将所述衍射光滤除，而保留所述非衍射光，并使其到达衬底。衍射光学MEMS(微机电系统)器件的阵列也可以以相应的方式被使用。在一个示例中，衍射光学MEMS器件构成多个反射带，所述反射带可以相互产生变形，以形成将入射光作为衍射光反射的光栅。可编程反射镜阵列的另一种替代示例采用小反射镜的矩阵布置，通过施加合适的局部电场或者通过采用压电致动装置，可以使每个所述小反射镜围绕轴线独立倾斜。再者，所述反射镜是可矩阵寻址的，以使得被寻址的反射镜将入射的辐射束沿着与未被寻址的反射镜不同的方向反射；以这种方式，被反射的辐射束可以根据可矩阵寻址的反射镜的寻址图案而被图案化。所需要的矩阵寻址可以采用合适的电子装置进行。另一种示例性图案形成装置是可编程液晶显示阵列。光刻设备可以包括至少一种对比度装置。例如，其可能具有多个独立可控元件的阵列，每个独立可控元件被相互独立地控制。在这种布置中，独立可控元件的阵列的一部分或全部可能具有公共照射系统(或照射系统的一部分)、用于独立可控元件的阵列的公共支撑结构、和/或公共投影系统(或投影系统的一部分)中的至少一种。在一个示例中，例如如图l所示的实施例，衬底W具有近似圆形的形状，视情况可沿着衬底的周界的一部分具有凹口和/或扁平边缘。在另一个示例中，所述衬底具有多边形形状，例如矩形形状。衬底具有近似圆形形状的示例，包括衬底具有至少25mm、至少50mm、至少75mm、至少100mm、至少125mm、至少150mm、至少175mm、至少200mm、至少250mm或至少300nm的直径的示例。替代地，所述衬底具有至多500mm、至多400mm、至多350mm、至多300mm、至多250mm、至多200mm、至多150mm、至多100mm或至多75mm的直径。衬底为多边形(例如矩形)的示例，包括所述衬底的至少一条边、至少2条边、或者至少3条边具有至少5cm、至少25cm、至少50cm、至少100cm、至少150cm、至少200cm或至少250cm的长度的示例。所述衬底的至少一条边具有至多1000cm、至多750cm、至多500cm、至多350cm、至多250cm、至多150cm或至多75cm的长度。在一个示例中，衬底W是晶片，例如半导体晶片。所述晶片材料可以选自由Si、SiGe、SiGeC、SiC、Ge、GaAs、InP禾口InAs构成的组。所述晶片可以是m/v族化合物的半导体晶片、硅晶片、陶瓷衬底、玻璃衬底或塑料衬底。所述衬底可以是透明的(对于人裸视的情况下)、彩色的或无色的。衬底的厚度可以变化，且在一定程度上依赖于衬底的材料和/或衬底的尺寸。所述厚度可以是至少50微米、至少100微米、至少200微米、至少300微米、至少400微米、至少500微米或至少600微米。替代地，所述衬底的厚度可以是至多5000微米、至多3500微米、至多2500微米、至多1750微米、至多1250微米、至多1000微米、至多800微米、至多600微米、至多500微米、至多400微米或至多300微米。本文中所述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/或检验工具中进行处理。在一个示例中，抗蚀剂层设置在衬底上。投影系统可以将图案成像到独立可控元件的阵列上，以使得所述图案在衬底上相干形成。替代地，所述投影系统可以对辅助源进行成像，对于所述辅助源，独立可控元件的阵列中的元件用作快门。在这种情况下，投影系统可以包括聚焦元件的阵列，例如微透镜阵列(已知为MLA)或菲涅耳透镜阵列，以形成所述辅助源，并将光斑成像在衬底上。聚焦元件的阵列(例如MLA)包括至少10个聚焦元件、至少100个聚焦元件、至少IOOO个聚焦元件、至少10000个聚焦元件、至少100000个聚焦元件或至少1000000个聚焦元件。在图案形成装置中的独立可控元件的数量等于或大于在聚焦元件的阵列中的聚焦元件的数量。在聚焦元件的阵列中的至少一个(例如iooo个或更多，大多数或每一个)聚焦元件可以以光学方式与在独立可控元件的阵列中的至少一个独立可控元件相关联，或与在独立可控元件的阵列中的至少2个、至少3个、至少5个、至少10个、至少20个、至少25个、至少35个或至少50个独立可控元件相关联。MLA可以是至少在朝向衬底和远离衬底的方向上可移动的(例如，使用至少一个致动器)。能够将所述MLA朝向衬底移动或远离衬底移动允许例如聚焦调整，而不一定移动衬底。如图1和图2所示，所述设备是反射型的(例如采用独立可控元件的反射阵列)6替代地，所述设备可以是透射型的(例如采用独立可控元件的透射阵列)。所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台的类型。在这种"多台"机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在将一个或更多个其他台用于曝光的同时，在一个或更多个台上执行预备步骤。所述光刻设备也可以是其中至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖的类型，以便填充投影系统和衬底之间的空隙。浸没液也可以被应用到光刻设备中的其他空隙中(例如在所述图案形成装置和投影系统之间)。浸没技术用于增加投影系统的数值孔径是本领域公知的。这里所使用的该术语"浸没"并不意味着结构(例如衬底)必须浸在液体中，而仅仅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1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。所述辐射源提供辐射束，所述辐射束的波长为至少5nm、至少10nm、至少11-13nm、至少50nm、至少100nm、至少150nm、至少175nm、至少200nm、至少250nm、至少275nm、至少300nm、至少325nm、至少350nm或至少360nm。替代地，由辐射源SO所提供的辐射的波长为至多450nm、至多425nm、至多375nm、至多360nm、至多325nm、至多275nm、至多250nm、至多225nm、至多200nm或至多175nm。所述辐射可以具有包括436nm、405nm、365nm、355nm、248nm、193nm、157nm禾口/或126nm的波长。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成光刻设备的组成部分，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B从所述源SO传到所述照射器IL。在其他情况下，所述源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、以及如果需要时的所述束传递系统BD—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"-外部和a-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。照射器IL或与之相关联的附加的部件也可以被设置用于将辐射束分成多个子束，每个所述子束例如可以与独立可控元件的阵列中的一个或多个独立可控元件相关联。两维衍射光栅例如可以用于将辐射束分成子束。在本描述中，术语"辐射束"包括但不限于所述辐射束由多个这种辐射的子束组成的情况。所述辐射束B入射到所述图案形成装置PD(例如，独立可控元件的阵列)MA上，并且被所述图案形成装置调制。已经被图案形成装置PD反射之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过定位器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等)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。在使用中，用于独立可控元件的阵列的定位装置可以被用于精确地修正图案形成装置PD相对于辐射束B的路径的位置(例如在扫描过程中)。在一个示例中，衬底台WT的运动借助在图1中未示出的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现。在另一个示例中，短行程台可以不存在。类似的系统也可以被用于对独立可控元件的阵列进行定位。应当理解，辐射束B可以替代地/附加地是可移动的，同时载物台和/或独立可控元件的阵列可以具有固定的位置，以提供所需的相对运动。这种布置可能在限制设备的尺寸上有帮助。作为另一种可选方式，例如可在平板显示器的制造中应用，衬底台WT和投影系统PS的位置可以是固定的，且衬底W可以设置成可相对于衬底台WT移动。例如，衬底台WT可能设置有用于以大致恒定的速度在衬底台WT上扫描衬底W。如图l所示，辐射束B可以借助分束器BS被引导到图案形成装置PD，所述分束器BS被配置以使得辐射最初被所述分束器反射，并被引导到图案形成装置PD。应当理解，辐射束B也可以在不使用分束器的情况下被引导到图案形成装置上。辐射束可以以0到90。之间、5到85°之间、15到75°之间、25到65°之间或35到55。之间的角度被引导到图案形成装置上(如图l所示的实施例中采用卯。角)。图案形成装置PD对辐射束B进行调制，并将其反射回分束器BS，所述分束器BS将经过调制的辐射束传送给投影系统PS。然而，应当理解，可以采用替代的布置，以将辐射束B引导到图案形成装置PD，并随后引导到投影系统PS。尤其，如果采用透射式图案形成装置，则可能不需要例如图1所示的布置。可以将所述设备用于以下的多种模式中1.在步进模式中，在将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上的同时，将独立可控元件的阵列和衬底保持为基本静止(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，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对独立可控元件的阵列和衬底同步地进行扫描(即，单一的动态曝光)。衬底相对于独立可控元件的阵列的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(縮小)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的动态曝光中的所述目标部分的宽度(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的高度(沿所述扫描方向)。3.在脉冲模式中，将独立可控元件的阵列保持为基本静止状态，并采用脉冲辐射源将整个图案投影到衬底W的目标部分C上。衬底台WT以基本恒定的速度被移动，以使得辐射束B被用于在衬底W上扫描线。在独立可控元件的阵列上的图案在辐射系统的脉冲之间根据需要而被更新，且所述脉冲被定时，以使得连续的目标部分C在衬底W上的所需位置处被曝光。结果，辐射束B可以在衬底W上扫描以对应衬底的带状区域曝光整个图案。重复所述过程，直到整个衬底W被逐线地曝光完为止。4.连续扫描模式与脉冲模式基本相同，仅仅是衬底W以基本恒定的速度相对于被调制的辐射束B被扫描，且在独立可控元件的阵列上的图案随着辐射束B在衬底W上的扫描和曝光而更新。可以采用基本恒定的辐射源或脉冲辐射源，所述辐射源与独立可控元件的阵列上的图案的更新同'5.在像素栅格成像模式中，可以采用图2的光刻设备实现，通过由被引导到图案形成装置PD上的、由光斑生成器所形成的光斑的顺序曝光实现在衬底W上形成的图案。曝光光斑具有基本相同的形状。在衬底W上，这些光斑基本被印刷在栅格中。在一个示例中，光斑尺寸大于所印刷的像素栅格的间距，但远小于曝光光斑栅格。通过改变被印刷的所述光斑的强度，实现图案。在曝光的闪光之间，改变在光斑上的强度分布。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。图13示出根据本发明的另一个实施例的光刻设备。类似于上面图1和图2，图13的设备包括照射系统IL、支撑结构MT、衬底台WT和投影系统。照射系统IL配置用于调节辐射束B(例如由汞弧光灯所提供的紫外辐射束，或者由KrF准分子激光器或ArF准分子激光器所生成的深紫外辐射束)。支撑结构(例如掩模台)MT配置用于支撑具有掩模图案MP的图案形成装置(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的第一定位器PM相连。衬底台(例如晶片台)WT配置用于保持衬底(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的第二定位器PW相连。投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS配置用于将由图案形成装置MA的图案MP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。所述照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型和衍射型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。支撑结构MT支撑图案形成装置MA，即承担所述图案形成装置MA的重量。其以依赖于图案形成装置MA的取向、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PA)。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。如上所述，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B的横截面上赋予辐射束B、以便在衬底W的目标部分C上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束B的图案可能不与在衬底W的目标部分C上所需的图案完全相符(例如如果该图案MP包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束B的图案将与在目标部分C上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。参照图13，所述照射系统IL接收从辐射源SO发出的辐射束，例如用于提供g线或i线紫外辐射的汞弧光灯，或者用于提供波长低于大约270nm(例如248、193、157和126nm)的深紫外辐射的准分子激光器。该源SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，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B从所述源SO传到所述照射系统IL。在其他情况下，所述源SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时的所述束传递系统BD—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B在掩模水平面上的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射系统IL的光瞳IPU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c7-外部和o"-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射系统IL用于调节所述辐射束B，以在掩模水平面上的辐射束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根据图案MP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PS将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。投影系统具有与照射系统的光瞳IPU共轭的光瞳PPU。多个辐射部分从照射系统光瞳IPU处的强度分布射出，并在不受掩模图案处的衍射的影响的情况下穿过掩模图案，形成在照射系统光瞳IPU处的强度分布的图像。通过第二定位器PW和位置传感器IF(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器PM和另一个位置传感器(图13中未明确示出)用于将掩模MA相对于所述辐射束B的路径精确地定位。通常，可以通过形成所述第一定位器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器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)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。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P1、P2占据了专用目标部分，但是他们可以位于目标部分之间的空隙(这些公知为划线对齐标记)上。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M1、M2可以位于所述管芯之间。可以将图13所述的设备用于以下模式的至少一种1.在步进模式中，在将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上的同时，将掩模台MT和所述衬底台WT保持为基本静止(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，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描(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的动态曝光中的所述目标部分的宽度(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的高度(沿所述扫描方向)。3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分c上的同时，对所述衬底台WT进行移动或扫描。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。在光刻中，将图案曝光到衬底上的抗蚀剂层上。然后对抗蚀剂进行显影。随后，在衬底上进行另外的处理步骤。在衬底的每个部分上的这些后续的处理步骤的效果依赖于抗蚀剂的曝光。尤其，调整所述工艺，以使得接收超过给定剂量阈值的辐射剂量的衬底部分与接收低于所述剂量阈值的辐射剂量的衬底部分产生不同的响应。例如，在蚀刻工艺中，接收超过所述阈值的辐射剂量的衬底区域被经过显影的抗蚀剂层所保护而免受蚀刻。然而，在曝光后的显影中，接收低于所述阈值的辐射剂量的抗蚀剂部分被去除，并因此这些区域并未受到保护而被蚀刻。相应地，可以蚀刻得到期望的图案。尤其，在图案形成装置中的独立可控元件被设定，以使得透射到衬底上的图案特征内的区域上的辐射具有足够高的强度，以使得所述区域在曝光过程中接收超过剂量阈值的辐射剂量。通过设定相应的独立可控元件，在衬底上的剩余区域接收低于所述剂量阈值的辐射剂量，以提供零辐射强度或显著降低的辐射强度。在实际中，在图案特征的边缘处的辐射剂量不会从给定的最大剂量突变为零剂量，即便在独立可控元件被设定成在特征边界的一侧上提供最大辐射强度，而在另一侧上提供最小輻射强度的情况下也是如此。替代地，由于衍射效应，在过渡区域上，辐射剂量水平下降。由经过显影的抗蚀剂最终形成的图案特征的边界位置由所接收的剂量下降到所述辐射剂量阈值以下所在的位置确定。在过渡区域上辐射剂量的下降分布以及由此形成的图案特征边界的精确位置，可以通过设定独立可控元件来更精确地控制，所述独立可控元件将辐射提供到衬底上的、在图案特征边界上或图案特征边界附近的点上。这些辐射剂量可能不仅达到最大或最小强度水平，而且到达在所述最大和最小强度水平之间的强度水平。这通常被称为"灰度调整"。与在由给定的独立可控元件提供到衬底的辐射强度仅仅可能被设定成两个值(例如仅仅最大值和最小值)的光刻系统相比，灰度调整能够提供对于图案特征边界的位置更多的控制。至少3个、至少4个辐射强度值、至少8个辐射强度值、至少16个辐射强度值、至少32个辐射强度值、至少64个辐射强度值、至少128个辐射强度值或至少256个不同的辐射强度值可以被投影到衬底上。应当理解，灰度调整可以被用于除上述情况外其它的或替代的目的。例如，在曝光之后的衬底的处理可以被调整，使得存在衬底的区域的多于两个的潜在响应，所述响应依赖于所接收到的辐射剂量水平。例如，接收低于第一阈值的辐射剂量的衬底部分以第一方式产生响应；接收超过第一阈值但低于第二阈值的辐射剂量的衬底部分以第二方式产生响应；以及接收超过第二阈值的辐射剂量的衬底部分以第三方式产生响应。相应地，灰度调整可以被用于在具有多于两个期望的剂量水平的衬底上提供辐射剂量分布。所述辐射剂量分布可以具有至少2个期望的剂量水平、至少3个期望的辐射剂量水平、至少4个期望的辐射剂量水平、至少6个期望的辐射剂量水平或至少8个期望的辐射剂量水平。还应当理解，辐射剂量分布可以通过不同于如上所述仅仅控制在衬底上的每个点处所接收的辐射强度的方法来进行控制。例如，由衬底上的每个点所接收的辐射剂量可以通过控制所述点的曝光的持续时间来被替代地或附加地控制。作为其它的示例，在衬底上的每个点可以潜在地接收多个连续曝光中的辐射。由每个点所接收的辐射剂量因此可以通过采用所选的多个连续曝光的子集对该点进行曝光来被替代地或附加地控制。图2示出根据本发明的设备的布置，本发明可以被用在例如平板显示器的制造中。对应于如图1所示的部件的那些部件被以相同的附图标记所表示。另夕卜，不同实施例的以上描述，例如衬底、对比度装置、MLA、辐射束等的各种结构也是可应用的。如图2所示，投影系统PS包括扩束器，所述扩束器包括两个透镜Ll、L2。第一透镜L1设置用于接收被调制的辐射束B，并将其通过孔径光阑AS中的孔聚焦。另一透镜AL可以位于所述孔中。然后，辐射束B发散，并被第二透镜L2(例如场透镜)所聚焦。投影系统PS还包括透镜阵列MLA，所述透镜阵列MLA设置用于接收扩展的被调制的辐射束B。被调制的辐射束B的不同部分对应于在图案形成装置PD中至少一个独立可控元件，通过在透镜阵列MLA中的各个不同的透镜ML。每个透镜将被调制的辐射束B的各个部分聚焦到位于衬底W上的点上。以这种方式，辐射光斑S的阵列被曝光到衬底W上。应当理解，尽管仅仅示出透镜阵列14的八个透镜，但是所述透镜阵列可能包括几千个透镜(被用作图案形成装置PD的独立可控元件的阵列也是如此)。III.根据本发明的实施例的用于散射仪的示例性的反射折射式光学系统根据本发明的实施例的反射折射式光学系统可以被用于散射仪系统中，以感测或检测衬底的表面属性。图3A示出散射仪，通过所述散射仪，衬底6的表面的至少一种属性可以被确定。在实施例中，所述散射仪包括辐射源2(例如，宽带(白光)辐射源)，所述辐射源2将辐射引导到衬底6上。被反射的辐射被传到传感器4(例如，光谱仪检测器)，传感器4测量特定的被反射的辐射的光谱10(强度作为波长的函数)。根据该数据，可以例如通过严格耦合波分析和非线性回归或者通过与模拟光谱的库进行比较重建用于产生所检测的光谱的结构或分布，如图3B和3C所示。通常，对于所述重建，所述结构的通常形式是己知的，且一些参数根据建立所述结构的过程的知识设定，仅剩下几个结构参数将根据散射仪数据来确定。散射仪可以是正入射散射仪或斜入射散射仪。散射仪的变体也可以被用于在单波长下的一定角度范围下测量反射，而不是以一定范围的波长下的单个角度测量反射。图4示出散射仪系统400，所述散射仪系统400可以感测晶片490的表面的至少一种属性。系统400具有对准支路和感测支路，所述对准支路和感测支路共同分享反射折射式光学系统480。为了正确地操作，所述对准支路和感测支路具有非常不同的光学规范，因为它们采用不同的照射源并实现不同的功能。重要地，反射折射式光学系统480在对准支路和感测支路的光学规范内正确地工作。在图4所示的实施例中，反射折射式光学系统480包括光学元件434和物镜系统470。对准支路、感测支路和反射折射式光学系统480在下面将更详细地描述。对准支路被用于将系统400与晶片490上的特征对准。对准支路包括照射源412(例如宽带光发射二极管(LED))，照射源412提供第一电磁辐射束。在示例中，第一辐射束具有在450纳米和600纳米之间的光谱范围。第一辐射束通过光学元件430和432，并然后照射到光学元件434上。然后，第一辐射束被引导通过物镜470，并被聚焦到晶片4卯的一部分上。然后，第一辐射束被反射回来通过物镜470和光学元件434。分束器436将所述第一辐射束引导通过聚焦透镜450和分束器452，并然后引导到第一传感器454(例如电荷耦合器件(CCD))上。由传感器454提供的晶片490的图像被用于将系统400与晶片490的具体部分对准。感测支路根据已知的散射仪技术(例如上述散射仪技术)被用于感测或检测在晶片490的对准部分上的特征。感测支路包括照射源410(例如具有干涉滤光片的钨照射源)，照射源410提供第二电磁辐射束。在示例中，第二辐射束具有大约IO纳米的带宽，并落入大约300纳米到800纳米的光谱范围内。第二辐射束通过光学元件420、422、424、430和透镜432。然后光学元件434将第二辐射束引导通过物镜系统470、到达晶片490的被对准的部分上。第二辐射束被晶片490的被对准的部分所反射和/或折射，并被引导回来通过物镜系统470和光学元件434。第二辐射束也通过分束器436、透镜440、孔442和透镜444，然后照射到第二检测器446(例如第二CCD)上。第二检测器446提供晶片490的被对准的部分的图像，所述晶片490的被对准的部分用于检测晶片490的表面上的特征。如上所述，反射折射式光学系统480包括光学元件434和物镜系统470。反射折射式光学系统480是在宽的光谱范围(例如大约200纳米到1000纳米)中是消色差的。当在系统400中使用时，反射折射式光学系统480在感测支路中具有低的遮挡(例如大约半径的14%)，而在对准支路中大致没有遮挡。其具有较小的尺寸和重量，且因此仅仅几个表面降低了散射并消除了重影。图5示出根据一个实施例的物镜系统470的细节。如图5所示，物镜系统470包括凸球表面520、凹非球面表面510和透镜530。球表面520被调节(例如被涂覆)，以使得其具有(i)对于来自对准支路的电磁辐射的折射属性和(ii)对于来自感测支路的电磁辐射的反射属性。g卩，凸球表面520和透镜530的折射属性被用于对准，而凸球表面520和凹非球面表面510的反射属性被用于感测，如下文更详细地所述。为了对准的目的，晶片490位于透镜530附近的位置上，如晶片490的重影所示。第一电磁辐射束(用于对准)通过在凹非球面表面510中的孔，通过凸球表面520，并由透镜530聚焦到晶片490上。第一辐射束然后被反射离开晶片490，并通过对准支路到达第一CCD454(未示出，见图4)，如上所述。为了感测的目的，晶片490位于远离透镜530的位置上，如晶片490的实体图像所示。第二电磁辐射束(用于感测)通过在凹非球面表面510中的孔，反射离开凸球表面520，并照射到凹非球面表面510的反射部分上。凹非球面表面510的反射部分将第二辐射束聚焦到晶片490上。例如，三个示例性光线511、513和515被示出反射离开凸球表面520和凹非球面表面510，并被聚焦到晶片490上。重要地，当用于感测时，物镜系统470可以具有高数值孔径(例如大约0.90或0.95)，且不包括任何折射元件。因此，物镜系统470在宽的光谱范围上正确工作(例如大约200纳米到1000纳米)。于是，分束器437、434和物镜470包括反射折射式光学系统，所述反射折射式光学系统可以被用在根据本发明的实施例的散射仪中。根据本发明的实施例的附加反射折射式光学系统将在下文中进行描述。根据本发明的实施例的、高数值孔径反射折射式光学系统包括凸球表面和凹非球面表面，所述凹非球面表面被定位用于接收来自所述凸球表面的电磁辐射。凹非球面表面根据下面的非球面公式设计<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>其中，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>C是表面极上的曲率;K是二次曲面常数；A到J是第4到第20阶变形项。存在用于设计如在图6-9和12中所示的反射折射式光学系统的多个实施例。在如图6-9和12所示的每个实施例中，来自照射器的被准直的电磁辐射被聚焦到衬底(例如晶片)上成为小光斑(例如大约10微米)。每个实施例可以被用于散射仪，且每个实施例具有极宽的数值孔径(例如大约0.95的数值孔径)且在宽的光谱范围(例如大约200纳米到1000纳米)中工作。如图6-9和12所示，每个实施例包括位于凹非球面表面之前的修正板。这些实施例中的每个都将在下文中进行详细描述。图6示出根据本发明的实施例的示例性反射折射式光学系统600。如图6所示，反射折射式光学系统600包括修正板610、凸球面反射镜616和凹非球面反射镜612。修正板610调节电磁辐射束以修正至少一种光学像差(例如彗差)。如图6所示，修正板610包括非球面表面s2和球面表面s3。凸球面反射镜616包括球面反射表面s6，所述球面反射表面s6被定位用于反射通过修正板610调节的电磁辐射。由修正板610所调节的电磁辐射通过凹非球面反射镜612中的孔614，并照射到凸球面反射镜616上。凸球面反射镜616可以被相对于晶片(在图6中未具体示出)定位在空气中的机械支撑件上。凹非球面反射镜612接收由球面反射表面s6所反射的电磁辐射。凹非球面反射镜612包括非球面反射表面s7，所述非球面反射表面s7将所述电磁辐射聚焦到晶片的目标部分上。例如，由非球面反射表面s7所反射的示例性光线611如图6所示。在图6中的实施例所示的用于设计光学表面的示例性描述在表1中列出。<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>如图6所示的实施例的非球面表面s2和s6由式1根据表2中所列的参数所定义。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>表2图7示出根据本发明的另一个实施例的示例性反射折射式光学系统700。如图7所示，反射折射式光学系统700包括修正板710、凸球面反射镜716和单片型玻璃元件712。修正板710调节电磁辐射束以修正至少一种光学像差(例如彗差)。修正板710包括非球面表面s2。凸球面反射镜716包括球面反射表面s4，所述球面反射表面s4被定位用于反射通过修正板710调节的电磁辐射。在如图7所示的实施例中，凸球面反射镜716位于单片型玻璃元件712的表面s6上。如图14所示，单片型玻璃元件712的非球面表面s5具有反射部分1401和透明部1403。透明部1403位于光轴的中心，并具有直径，所述直径基于入射辐射束的宽度。因此，表面s5使来自修正板710的辐射束通过，但将来自球面反射镜716的光线反射。即，由修正板710所调节的电磁辐射通过单片型玻璃元件712中的表面s5的透明部1403，并照射到凸球面反射镜716上。单片型玻璃元件712包括表面s4、s5和s6。单片型玻璃元件712的表面s5接收由凸球面反射镜716(表面s4)所反射的电磁辐射，并将所述电磁辐射朝向晶片的目标部分反射。在照射到晶片的目标部分之前，电磁辐射穿过单片型玻璃元件的表面s6。重要地，反射离开非球面反射表面s5的所有光线都垂直于表面s6从单片型玻璃元件712出射，并因此不被表面s6所折射。因此，反射折射式光学系统700是消色差的。用于设计如图7的实施例所示的光学表面的示例性规定在表3中列出。<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>表3如图7所示的实施例的非球面表面s2和s5由式1根据列在表4中的参数所定义。<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>表4图8示出根据本发明的另一实施例的示例性反射折射式光学系统800。如图8所示，反射折射式光学系统800包括修正板810、凸球面反射镜816、凹非球面反射镜812和元件820。修正板810调节电磁辐射束以修正至少一种光学像差(例如彗差)。修正板810包括非球面表面sl和表面s2。如图8所示，修正板810位于凹非球面反射镜812的孔814中。凸球面反射镜816包括球面反射表面s3，所述球面反射表面s3被定位用于反射通过修正板810调节的电磁辐射。在如图8所示的实施例中，凸球面反射镜816位于元件820的表面s5上。由修正板810所调节的电磁辐射照射到凸球面反射镜816上。凹非球面反射镜812包括非球面反射表面s4。凹非球面反射镜812的非球面反射表面s4接收由凸球面反射镜816所反射的电磁辐射，并将所述电磁辐射朝向元件820(例如凹凸透镜)反射。元件820包括第一表面s5和第二表面s6。由凹非球面反射镜812反射的电磁辐射都垂直于第一表面s5和第二表面s6通过元件820，并因此不被元件820的任一表面所折射。因此，反射折射式光学系统800是消色差的。用于设计如图8的实施例所示的光学表面的示例性规定在表5中列出。<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>表6图9示出根据本发明的另一个实施例的反射折射式光学系统900的照射模式。反射折射式光学系统900具有大约0.95的照射数值孔径，并在从大约300纳米到800纳米的宽光谱范围中工作。短的波长范围被BAL35Y玻璃的透射所限制，并可以通过仅仅采用用于透镜元件的熔融石英和氟化钙被延伸。然后，可以获得更短的波长范围。反射折射式光学系统900在晶片910上形成小光斑(例如大约IO微米光斑)，所述小光斑可以被用于通过采用散射仪技术测试晶片910。反射折射式光学系统900包括球面折射表面920、平面反射表面930、非球面反射表面940、光学元件960、透镜组970、辅助透镜980和与晶片910上的光斑共轭的照射源990。照射源990提供电磁辐射，所述电磁辐射通过辅助的理想透镜980(实际的照射器未示出)和透镜970传播。透镜970由例如具有至少一个非球面表面的玻璃BAL35Y,CaF2和Si02制成。透镜970用于修正反射折射式光学系统卯0的像差(例如彗差)。光学元件960将电磁辐射从透镜970引导使其反射离开平面反射表面930。然后，电磁辐射反射离开非球面反射表面940，通过球面折射表面920，并被聚焦到晶片910上。重要地，电磁辐射沿着与表面920大致垂直的方向穿过球面折射表面920。因此，反射折射式光学系统900是消色差的。如上所述，反射折射式光学系统900可以被用于测试或感测晶片910的特征。在感测模式中，反射折射式光学系统900作为高数值孔径的傅里叶物镜工作，其中电磁辐射沿着与如图9所示的方向相反的方向传播。特别地，电磁辐射将衍射离开晶片910的表面，穿过反射折射式光学系统900，并照射到位于与反射折射式光学系统的后焦面(即光瞳平面)共轭的平面中的CCD。位于CCD上的不同点处的光斑对应于从晶片910的表面以不同的角度衍射的电磁辐射束。采用已知的散射仪技术，这些光斑可以被用于分析晶片910的特征(例如CD和重叠)。例如，图10示出三个衍射辐射束913、915及917(对应于以大约0、30和72度从晶片910的表面衍射的光线)，所述衍射辐射束913、915及917在感测模式中传播通过反射折射式光学系统900。所述衍射辐射束在反射折射式光学系统900的光瞳平面中形成傅里叶图案。图11示出光学元件960的实施例。在该实施例中，光学元件960包括反射斜边1130和非球面反射表面1120。在斜边1130上的反射涂层包括孔1170，以将从晶片910的表面折射的电磁辐射透射，并将来自照射源990的经过准直的电磁辐射反射，如图9所示。例如，图11示出两个示例性光线1111和U13，所述示例性光线1111禾卩1113反射离开反射斜边1130和非球面反射表面1120，并通过孔1170。参照图9到图11，无焦透镜组970(图9)和非球面反射表面1120被用于在光学元件960的斜边上形成照射源990的中间图像(在孔1170的位置上)。非球面反射镜940、平面反射镜930和折射球面表面920—起形成在晶片910上的最终照射光斑。如图9所示，非球面反射镜940、平面反射镜930和球面折射表面920可以由单片型玻璃光学元件912制成。单片型玻璃光学元件912可以由玻璃(例如Si02)制成，所述玻璃能够透射在从大约200纳米到1000纳米的光谱范围内的辐射。'例如，图15示出单片型玻璃光学元件912的一部分的平面图，所述单片型玻璃光学元件912的一部分包括平面反射镜930和球面折射表面920。在该示例中，平面反射镜930包括环形物，且球面折射表面920位于所述环形物的中心。单片型玻璃光学元件912被定向以使得在晶片910上的照射光斑卯l与平面反射镜930和球面折射表面920同心。光学元件960可以由与单片型玻璃元件912相同的材料制成，并通过将其与单片型玻璃元件912进行光学接触而被装配。光学元件960可以被制造为单片型玻璃元件或制造为两个元件的组件，即所述组件包括第一元件1150和第二元件1160，如图11所示。在一个示例中，如果光学元件960由第一元件1150和第二元件1160组装而成，则能够补偿由于制造缺陷造成的像差(通过相对于第二元件1160移动第一元件1150)。用于设计反射折射式光学系统900的光学表面的示例性规定在表7中列出。<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>表8图12示出根据本发明的另一个实施例的示例性反射折射光学系统1200。反射折射光学系统1200包括第一单片型玻璃元件1210、第二单片型玻璃元件1220和级联在一起的折射透镜组1230。单片型玻璃元件1210从大约0.95的数值孔径过渡到大约0.4的数值孔径(反之亦然)。级联式单片型玻璃元件1210和1220从大约0.95的数值孔径过渡到大约0.02的数值孔径。第一单片型玻璃元件1210包括折射表面s2、非球面反射表面s3、平面反射表面s4和折射表面s5。如图12所示，折射表面s2位于平面反射表面s4的中心，且折射表面s5位于非球面反射表面s3的中心。第二单片型玻璃元件1220包括反射表面s7和反射表面s8。反射表面s7和s8中的每个包括中心透明部。折射透镜组1230包括光学表面s9、s10、sll、s12、s13和s14，所述光学表面被定位和成形，以对至少一种像差(例如彗差)进行修正。该光学设计类似于如图9和图10所示的设计工作，但是具有仅仅一个非球面表面(第一单片型玻璃元件1210的非球面反射表面s3)和较宽的光谱范围(200到1000纳米)。例如，电磁辐射通过折射透镜组1230进入反射折射式光学系统1200。电磁辐射通过折射式透镜组1230，且然后通过反射表面s8的中心透明部。通过反射表面s8的中心透明部的电磁辐射被反射表面s7反射，然后被反射表面s8接收。反射表面s8将电磁辐射聚焦形成电磁辐射的聚焦光斑，所述电磁辐射通过反射表面s7的中心透明部。g卩，第二单片型玻璃元件1220配置用于提供电磁辐射的聚焦光斑。第一单片型玻璃元件1210的折射表面s5被定位成与来自第二单片型玻璃元件1220的电磁辐射的聚焦光斑同心。结果，来自第二单片型玻璃元件1220的电磁辐射大致垂直于折射表面s5进入单片型玻璃元件1210。反射表面s4接收该电磁辐射并将其朝向非球面反射表面s3反射。非球面反射表面s3将电磁辐射聚焦到晶片上的聚焦光斑(在图12中未详细示出)。折射表面s2被定位成与在晶片上的聚焦光斑同心，因此使得电磁辐射大致垂直于折射表面s2射出第一单片型玻璃元件1210。因为电磁辐射大致垂直于折射表面s5和s2进入和射出第一单片型玻璃元件1210，反射折射式光学系统基本是消色差的，即具有大约200到IOOO纳米的光谱范围。用于设计反射折射式光学系统1200的光学表面的示例性规定在表9中列出。<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>表9反射折射式光学系统1200的非球面表面s3由式1根据列在表10中的参数所定义。<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>表10IV结论已经描述了用于散射仪的反射折射式光学系统。尽管本发明的多个实施例已经在上文中进行了描述，但是应当理解，它们仅仅是以示例的方式表示，而不是限制。相关领域的技术人员应当理解，在形式上和细节上的各种改变可以在不偏离本发明的精神和保护范围的情况下进行。相关领域的技术人员可以对上述实施例进行修改和重新优化，以更好地适应包含在感测支路和对准支路中的光学元件的加工工艺的需要。例如，凸球面反射镜616、716和816(分别见图6、图7和图8)可以由具有相同聚焦位置的凹面或非球面反射镜所替代。非球面修正板610、710和810可以由球面透镜组所替代，所述球面透镜组将产生与上述非球面板相同的波前，但是这种球面透镜更容易制造。上述实施例的这些和其他的修改对于相关领域的技术人员而言是显而易见的，并被涵盖在本发明的精神和保护范围内。进而，应当理解，具体实施方式部分，而不是摘要部分，用于解释权利要求。摘要部分可以列出一个或多个但不是所有的由发明人构想的本发明的示例性实施例，并因此不用于以任何方式限制本发明和所附的权利要求。因此，本发明的广度和保护范围不应当被任何的上述示例性的实施例所限制，而是应当仅仅根据所附的权利要求及其等价物限定。权利要求1.一种反射折射式光学系统，所述反射折射式光学系统包括修正板，所述修正板用于调节电磁辐射、以修正至少一种像差；第一反射表面，所述第一反射表面被定位以反射由所述修正板所调节的电磁辐射；和第二反射表面，所述第二反射表面被定位以将由所述第一反射表面反射的电磁辐射聚焦到衬底的目标部分上，其中，由所述第一反射表面反射并由所述第二反射表面聚焦的电磁辐射不被光学元件所折射，因此允许所述反射折射式光学系统能够在宽的光谱范围内工作。2.根据权利要求l所述的反射折射式光学系统，其中第一反射表面包括凸反射表面。3.根据权利要求l所述的反射折射式光学系统，其中第二反射表面是单片型玻璃元件的表面。4.根据权利要求3所述的反射折射式光学系统，其中第一反射表面位于单片型玻璃元件的第二表面上。5.根据权利要求l所述的反射折射式光学系统，其中第一反射表面位于第二反射表面和衬底之间。6.根据权利要求5所述的反射折射式光学系统，其中第一反射表面位于机械支撑件上。7.根据权利要求5所述的反射折射式光学系统，其中第一反射表面位于凹凸透镜上。8.根据权利要求5所述的反射折射式光学系统，其中第二反射表面位于修正板和第一反射表面之间，且第二反射表面包括孔，由修正板所调节的电磁辐射通过所述孔。9.根据权利要求l所述的反射折射式光学系统，其中第二反射表面包括凹非球面反射表面。10.根据权利要求l所述的反射折射式光学系统，其中反射折射式光学系统被包括在散射仪的感测支路和对准支路两者中。11.一种用于散射仪的光学系统，包括光学元件，所述光学元件使电磁辐射偏转；以及物镜系统，所述物镜系统包括单片型玻璃元件，所述单片型玻璃元件与所述光学元件进行光学接触，并配置用于接收被偏转的电磁辐射，所述单片型玻璃元件包括第一表面，所述第一表面反射电磁辐射，第二表面，所述第二表面接收来自所述第一表面的电磁辐射，并将所述电磁辐射朝向衬底的目标部分反射和聚焦，以及第三表面，其中由所述第二表面反射和聚焦的电磁辐射大致垂直于所述第三表面从所述单片型玻璃元件射出，其中所述光学元件和单片型玻璃元件由相同类型的材料制成。12.根据权利要求ll所述的光学系统，其中所述光学元件包括倾斜表面，所述倾斜表面反射电磁辐射，所述倾斜表面其中有孔；以及非球面表面，所述非球面表面反射由所述倾斜表面反射的电磁辐射，因此使得所述电磁辐射通过所述倾斜表面中的孔，并照射到单片型玻璃元件的第一表面上。13.根据权利要求ll所述的光学系统，还包括-折射元件，所述折射元件调节电磁辐射以修正所述光学系统中的彗差。14.根据权利要求ll所述的光学系统，其中所述第一表面包括平坦的环形物，并且所述第三表面位于环形物的中心。15.根据权利要求ll所述的光学系统，其中所述光学元件和单片型玻璃元件包括熔融石英(Si02)。16.—种用于散射仪的反射折射式光学系统，包括折射透镜组，所述折射透镜组调节电磁辐射，以修正所述反射折射式光学系统的至少一种像差；第一单片型玻璃元件，所述第一单片型玻璃元件接收来自折射透镜组的电磁辐射，并适用于将电磁辐射聚焦成第一聚焦光斑；以及第二单片型玻璃元件，所述第二单片型玻璃元件接收来自所述第一单片型玻璃元件的电磁辐射，并配置用于将所述电磁辐射聚焦成在衬底的目标部分上的第二聚焦光斑，其中所述电磁辐射大致垂直于第一球面折射表面进入所述第二单片型玻璃元件，并大致垂直于第二球面折射表面射出所述第二单片型玻璃元件。一17.根据权利要求16所述的反射折射式光学系统，其中所述第一球面折射表面与所述第一聚焦光斑同心，且所述第二球面折射表面与所述第二聚焦光斑同心。18.根据权利要求16所述的反射折射式光学系统，其中所述第一单片型玻璃元件包括第一反射表面，所述第一反射表面具有第一中心透明部；以及第二反射表面，所述第二反射表面具有第二中心透明部；其中电磁辐射通过所述第一中心透明部进入所述第一单片型玻璃元件，并通过所述第二中心透明部射出所述第一单片型玻璃元件。19.根据权利要求16所述的反射折射式光学系统，其中所述第二单片型玻璃元件包括平坦反射表面，所述平坦反射表面反射通过所述第一球面折射表面进入所述第二单片型玻璃元件的电磁辐射；以及非球面反射表面，所述非球面反射表面将来自所述平坦反射表面的电磁辐射反射并聚焦成所述第二聚焦光斑。全文摘要本发明公开了一种具有高数值孔径的用于散射仪的反射折射式光学系统，所述光学系统在宽的光谱范围内工作。所述光学系统包括修正板、第一反射表面和第二反射表面。所述修正板调节电磁辐射以修正至少一种像差。所述第一反射表面被定位用于反射由所述修正板所调节的电磁辐射。所述第二反射表面被定位用于将由第一反射表面反射的电磁辐射聚焦到衬底的目标部分上。由第一反射表面反射并由第二反射表面聚焦的电磁辐射不被折射元件折射，因此能够使得所述反射折射式光学系统在宽的光谱范围内工作。文档编号G03F7/20GK101349804SQ20081013369公开日2009年1月21日申请日期2008年7月18日优先权日2007年7月18日发明者Y·K·什马利威,伊瑞娜·I·波兹恩斯卡亚,斯坦尼斯拉·Y·斯摩诺伍申请人:Asml控股股份有限公司