光刻设备的制作方法

光刻设备的制作方法
【专利摘要】一种光刻设备，包含结构件(140)；传感器(220；250)，具有用于检测关于所述结构件(140)的至少一个检测方向(y)上的物理量的检测区域(225；255)；以及传感器座(210)，用于将所述传感器(220；250)安装至所述结构件(140)，其中，所述传感器(220；250)布置为使得在所述传感器座(210)的温度变化时，所述检测区域(225；255)在所述检测方向上相对于所述结构件(140)的最大位移不大于在所述传感器(220；250)相对于其正交布置的情况下，所述检测区域(225；255)在所述检测方向上的最大位移。
【专利说明】光刻设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并主张于2011年3月22日提交的在先德国专利申请N0.102011055885.0的优先权，通过引用将该申请的全部内容并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种光刻设备,其包含借助于传感器座(receptac I e )而被安装在光刻设备的结构件(structural element)上的传感器。
【背景技术】
[0004]这种光刻设备例如用于集成电路或IC的制造期间，以便将掩模中的掩模图案成像在诸如硅晶片的基板上。在该情况下，作为示例，将由照明设备产生的光束引导通过掩模到达基板上。提供一种曝光镜头，用于将光束聚焦在基板上，该曝光镜头由多个诸如反射镜及/或透镜元件的光学件构成。要尽可能精确地定位各单独(individual)光学件的方位，因为甚至是光学件位置的细微偏差都可导致对成像图案的损坏，这可导致制造的集成电路中的缺陷。为此，光刻设备通常包含用于检测光学件位置的传感器、以及允许重新调整光学件位置的致动器。
[0005]已公布的专利申请DE10134387A1在文中公开了一种用于半导体光刻的曝光镜头，包含:布置在承载结构(load-bearing structure)上的多个光学件；以及测量结构，在测量结构上布置有检测光学件位置的位置传感器。测量结构被实施为独立于承载结构，因此，意在可以实现闻精度的测量。
[0006]已公布的专利申请DE10259186A1公开了一种用于容纳测量仪器的设备，该测量仪器尤其是干涉仪，该设备由具有非常低热膨胀系数的多个互连结构件形成。
[0007]此外，W02005/081060A2公开了一种光学布置，包含至少一个可在至少两个自由度上移动的光学件、以及至少一个用于调整光学件的致动器，并且还包含传感器，其相对于光学件布置在致动器的对角相对侧。
[0008]在光刻设备中出现的一个问题是结构件和光学件的受控于温度的膨胀(即，由温度变化引起的膨胀)。由于在曝光设备的操作期间出现的热量，在光刻设备上可发生温度变化，该温度变化引起结构件和光学件的热膨胀。这在一定程度上可通过温度调节(例如利用冷却器)来抵消，温度调节尽可能使光刻设备中的温度保持恒定。此外，上面已经引用的DE10134387A1建议从具有尽可能低的热膨胀系数的材料(例如殷钢(Invar)或微晶玻璃(ZeiOdur))来制造测量结构，其用作基准框架。
[0009]然而，随着待成像的结构的不断小型化，对传感器精度的要求也增大。

【发明内容】

[0010]因此，本发明的目的是提供一种包含传感器的光刻设备，光刻设备中的温度变化尽可能小地影响或破坏该传感器的测量结果。[0011]根据本发明的一个方面，该目的利用一种光刻设备来实现，其包含:结构件；传感器，具有用于检测关于结构件的至少一个检测方向上的物理量的检测区域；以及传感器座，用于将传感器安装在结构件上，其中传感器布置为使得在传感器座的温度改变时，检测区域在检测方向上相对于结构件的最大位移不大于在传感器相对于其正交布置的情况下(或者换句话说，在其中传感器被旋转90°的布置的情况下)，检测区域在检测方向上的最大位移。根据本发明的一个方面，该目的利用一种光刻设备来实现，其包含:结构件；传感器，具有用于检测关于结构件的至少一个检测方向上的物理量的检测区域；以及传感器座，用于将传感器安装在结构件上，其中传感器布置为使得在传感器座的温度改变时，检测区域在检测方向上相对于结构件的位移不大于检测区域在与所述检测方向正交的方向上相对于所述结构件的位移。
[0012]这确保传感器座的温度变化在较小程度上影响传感器的测量结果，使得可实现较高的测量精度。
[0013]在传感器座的温度变化时，在该情况下，检测区域基本上不在检测方向上相对于结构件位移，这可意味着尤其是在传感器座的温度改变预定的温度变化值时，检测区域在检测方向上相对于结构件位移不超过预定的位移绝对值。在该情况下，预定的温度变化值可为10mK，优选为lOOmK，尤其优选为1K。预定的位移绝对值例如可为lOOnm，优选为10nm，尤其优选为Inm,以及更优选为0.lnm。
[0014]传感器可布置为使得在温度变化时，传感器的检测方向在传感器的检测区域处相对于传感器座的热膨胀方向基本正交，即在正交性范围内正交。举例来说，传感器的检测方向可以在检测区域处与传感器座的热膨胀方向形成90° ±10°，优选90° ±1°，尤其优选90° ±0.1°，以及更优选90° ±0.01°的角度。该角度越接近90°，传感器座的热膨胀导致的测量误差越小。
[0015]传感器的检测区域可布置在传感器座的一位置处，该位置在温度有预定变化时，不在任何方向上相对于结构件位移超过预定的膨胀绝对值。换句话说，传感器的检测区域因此可布置在温度恒定点。温度恒定点是位于传感器座表面的一点，其在传感器座的温度均匀变化时，不相对于结构件位移。如与上述情况一样，这里，预定的温度变化值例如可为10mK，优选为lOOmK，尤其优选为1K，而预定的位移绝对值例如可为100nm，优选为10nm，尤其优选为lnm，以及更优选为0.lnm。由于传感器的检测区域也布置在温度恒定点，所以温度变化对测量结果的影响可被最小化。
[0016]光刻设备可包含:第一传感器，具有用于检测第一检测方向上的物理量的第一检测区域；以及第二传感器，具有用于检测第二检测方向上的物理量的第二检测区域，其中第一传感器布置为使得在传感器座的温度改变时，第一检测区域在检测方向上相对于结构件基本上不位移，而第二传感器布置为使得在传感器座的温度改变时，第二检测区域在检测方向上相对于结构件基本上不位移。从而，提供了 一种光刻设备，其中两个传感器布置在传感器座上，使得更节省空间的布置成为可能。此外，在该布置的情况下，有利的是，传感器座的数量可减少。此外，温度变化对两个传感器的测量结果的影响被最小化。
[0017]两个传感器的第一检测方向和第二检测方向可关于彼此基本正交，S卩，在正交性范围内正交，例如形成90° ±10°，优选90° ±1°，尤其优选90° ±0.1°，以及更优选90° ±0.01°的角度。因此，可提供一种传感器布置，其关于两个自由度检测光刻设备中的光学件的位置。
[0018]第一和/或第二传感器可布置在传感器座的一区域中，该区域在温度改变预定的温度变化值时，不在任何方向上相对于结构件位移超过预定的膨胀绝对值。在该情况下，预定的温度变化值和预定的膨胀绝对值可如上所述。
[0019]此外，可提供一种传感器，其适配于检测两个检测方向上的物理量，其中该传感器布置在传感器座的一位置处，该位置在温度变化时相对于结构件方向无关地(direction-1ndependently)位移不超过预定的膨胀绝对值。在该情况下,预定的温度变化值和预定的膨胀绝对值可如上所述。这种传感器使得传感器布置能够关于两个自由度检测光刻设备中的光学件的位置。由于检测区域位于温度恒定点的布置，温度变化对测量结果的影响可最小化。
[0020]传感器座可从结构件热分离(decouple)。这可以形成如下布置:传感器座的热膨胀系数与结构件不同，尤其是更大。
[0021]结构件可为测量框架。这种测量框架可用作检测光刻设备中的光学件的位置的基准，以及其尤其是为关于温度变化、振动等的不变物。
[0022]传感器可实现为位置传感器，其检测光刻设备的光学件的位置。举例来说，传感器可包含光电检测器，其检测光学件上的编码器图案。
[0023]参考附图，将说明进一步的示例实施例。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1示出了根据第一示例实施例的光刻设备的示意图；
[0025]图2示意地说明了光学件的位置的检测和调节(regulation)；
[0026]图3示出了根据第一示例实施例的传感器布置的俯视图；
[0027]图4示出了在第一示例实施例的变型中的检测区域的布置；
[0028]图5示出了在比较示例中的检测区域的布置；
[0029]图6示出了根据第二示例实施例的光刻设备的传感器布置的俯视图；以及
[0030]图7示出了根据第三示例实施例的光刻设备的传感器布置的俯视图。
[0031]除非另有指明，图中相同的附图标记指示相同或功能上相同的元件。
【具体实施方式】
[0032]第一示例实施例
[0033]图1示出了根据第一示例实施例的光刻设备100的示意图。该光刻设备100包含基座110，其上设置有用于安装至少一个光学件130的保持框架120和用于安装传感器布置200的测量框架140。光刻设备100通常包含多个光学件。然而，图1中以示例方式示出仅一个光学件130,以不意地说明光刻设备100的功能。
[0034]在不出的不例中，晶片座(晶片保持器)160设直在光学件130下方，晶片座中可容纳诸如硅晶片的晶片170。晶片座160可实施为步进扫描(step-and-scan)系统，例如，其在曝光期间移动晶片170，还在曝光暂停中相对于基座110逐步移动晶片170。
[0035]图1中示出的光学件130包含透镜元件系统，即透镜元件的组合，或透镜元件和反射镜的组合。照明设备180设置在光学件130上方，并产生用于曝光晶片170的辐射光束。从照明设备180发出的光束通过在此仅示意地示出的掩模190，并由光学件130的透镜元件系统聚焦，使得设置在掩模190中的图案以缩小的方式成像在晶片170上。作为该实施例的替代，光学件130还可实施为反射镜布置，即为反射镜的组合，或者为反射镜和透镜元件的组合，其聚焦从照明设备180发出的光。
[0036]为了确保高光学分辨率，光学件130在各个曝光步骤中必须精确布置在最优位置处以及最优方位(orientation)上。为了该目的，提供多个传感器，其关于所有的六个自由度检测光学件130的方位。六个自由度包含沿着三个空间轴的平移运动和围绕三个空间轴的旋转运动。在该情况下，为了简明之故，示图仅示出了其中设置一个传感器的传感器布置200，其关于一个自由度检测光学件130的位置。
[0037]测量框架140为光刻设备100的结构件，并用作独立的基准框架，其被独立于保持框架120而设置。测量框架140可例如经由弹簧装置及/或减震器而安装在基座110上。因此，在操作期间出现的振动被衰减，并且在测量框架140和保持框架120之间的几乎完全的机械分离成为可能。该衰减可以是主动衰减。
[0038]图2示意地示出了对光学件130的位置的检测和调节。
[0039]编码器图案132设置在光学件130的朝向传感器布置200的一侧上。所述编码器图案132例如由一系列暗和亮条组成，类似于条形码或线栅。布置在传感器布置200上的传感器220检测在图案区域134中的编码器图案132。传感器220可实施为例如光电检测器，并且尤其是具有沿着传感器220的检测方向布置的光电二极管阵列。光电二极管将从图案区域134反射的光转变为电信号，通过传感器220中的组件(未更具体地示出)来处理该电信号，光电二极管还将产生的传感器信号传至评估装置230。
[0040]基于传感器信号，评估装置230确定光学件130在检测方向上相对于传感器220的位置。在图2中示出的示例中，检测方向是y方向。此外，评估装置230将控制信号输出至致动器240，其调节光学件130在检测方向上的位置。因此，传感器220、评估装置230和致动器240形成调节系统，其关于一个自由度调节光学件130的位置，即，在此为y方向上的平移调节。可针对所有的六个自由度提供相应的调节系统，使得光学件130可关于所有的六个自由度精确地定位。此外，可针对布置在光刻设备100中的多个光学件130提供相应的调节系统。如果光刻设备包含例如五个反射镜，用于聚焦自照明设备发出的光，那么因此可以提供具有对应数量的反射镜位置传感器的总共30个所述调节系统。
[0041]应注意的是，编码器图案不一定设置在光学件130本身上，而是还可设置在固定连接至光学件130的组件上，例如用于容纳光学件的框架上。然而，将编码器图案设置为尽可能接近光学件130是有利的，以便在最大可能的程度上避免由于热膨胀导致的测量误差。
[0042]传感器220响应光学件130在运动方向(即图2中的y方向)上的位置变化。传感器220敏感的该方向在下文中还被称为“检测方向”。相反，关于光学件130在与检测方向正交的方向上(即在例如图2中的X方向上)的运动，传感器220是相对不敏感的。如果光学件130例如在X方向上运动，则尽管编码器图案132上的图案区域134关于编码器图案132在相反方向上(即在示出的示例中的负X方向上)位移，这也不导致检测到的图案的变化，从而由传感器220输出的传感器信号仍保持不变。
[0043]图3示出了传感器布置200的俯视图。[0044]传感器布置200包含传感器座(传感器保持器)210、以及容纳在传感器座210中或安装在传感器座210上的传感器220。传感器座210例如可具有矩形板状基座211，矩形板状基座211例如可大约长140mm，宽100mm。传感器220可固定(例如用螺丝拧)在基座211上，或者，例如固定在基座211中提供的切口(cutout)中。此外，在基座211中，还可设置通孔(未示出)，通过该通孔将用于传感器220的连接装置(connection)引至传感器座210的后侧。
[0045]传感器座210例如可由钢铁制造，并且与传感器220 —样，具有比测量框架140高的热膨胀系数，该测量框架140例如由具有低热膨胀系数的殷钢或适合的陶瓷制成。如果传感器220面接触地(areally)固定在测量框架140上，那么不同的热膨胀系数将导致高机械应力以及传感器220的变形，这可损害测量结果。为此，传感器220通过热分离安装来固定到测量框架140。为了该目的，在传感器座210的三个位置处提供四边形切口。所述切口中设置各自的叶片弹簧213。在所示示例中，叶片弹簧213从四边形切口的一侧的中心延伸至相对侧。所述叶片弹簧213为带状，并且由与传感器座210相同的材料制成。因此，整个传感器座210在本示例中为单体的。可在叶片弹簧213的中心区域中设置圆柱形加厚件215。传感器座210、叶片弹簧213和加厚件215可由同一材料整体地制造，因此可避免偏移。应该考虑的是，示出的传感器座210的形状和传感器座210中叶片弹簧213的布置仅作为示例。
[0046]在加厚件215处设置固定装置(在图中未示出)，利用该固定装置可将传感器座210固定(例如用螺丝拧)至测量框架140。因此，传感器座210在三个位置处被稳定地固定在测量框架140上。
[0047]在光刻设备100的操作期间，例如由于照明设备180释放的热量，可出现温度波动。此外，传感器220在操作期间也构成附加热量源，其主要加热传感器座210。测量框架140的材料具有低热膨胀系数，使得可认为其位置在操作期间出现的温度范围上是固定的。因此，测量框架140用作光学件位置测量的基准框架。相反，传感器座210相对于传感器框架140处的基准点膨胀。这利用图3中示出的位于与传感器座210的温度恒定点217相距Λχ，2Λχ，3Λχ的距离处的膨胀线216a、216b、216c等来阐明。这些圆形膨胀线216中的每一个都标记了一线性区域，该线性区域在传感器座210的温度均匀升高时，从温度恒定点217径向地减小相同的绝对值。在温度均匀变化时，这些相同位移的区域作为圆柱侧面延伸通过三维传感器座210。膨胀线216a、216b、216c等表示所述圆柱侧面与传感器座210的表面的交叉线。
[0048]因此，沿着膨胀线216a的点在温度增加Λ T时，从温度恒定点217位移膨胀的绝对值Λ χ,沿着膨胀线216b的点在温度均匀增加Λ T时，从温度恒定点217位移膨胀的绝对值2 Λχ，等等，其中假定温度恒定点217和线216a之间的距离与线216a和线216b之间的距离相同。
[0049]可将围绕温度恒定点217的大致圆形区域认为是基本上温度恒定的区域，在该基本圆形区域中，传感器220在温度的特定变化时相对于温度恒定点的位移小于预定的膨胀绝对值Λχ。在图3示出的示例中，在温度增加3Κ的AT时，所述膨胀绝对值Λχ例如可大约为0.3 μ m。从而，在温度增加之后，膨胀线216a上的点进一步远离温度恒定点217大约
0.3 μ m,膨胀线216b上的点进一步远离0.6 μ m,等等。[0050]因为固定装置被稳定地固定至测量框架140，所以它们和膨胀的传感器座210之间出现相对位移，所述相对位移通过叶片弹簧213来补偿。叶片弹簧213在传感器座210膨胀时稍微向内弯曲。在该情况下，弹簧力产生，其垂直于叶片弹簧213作用至传感器座210内部。温度恒定点217为传感器座210的表面上的一点，其在传感器座210的温度均匀变化时，不相对于结构件140位移。
[0051]在传感器220的测量点处检测编码器图案。因为检测由具有特定尺寸且因此不是点状(点形)的光电检测器来进行，所以所述测量点对应于检测区域225，检测区域225中布置有用于检测编码器图案的光电检测器。所述检测区域225仅被示意性地示于图3中，其并不一定对应于贡献编码器图案的检测的光电检测器的实际展开。示于图3中的检测区域225大约对应于f禹合输出(couple out)光学信号所需的f禹合输出窗口的大小。在该情况下，图中示出的长斜方形状(rhomboid shape)既不在形状上也不在尺寸上对应于实际的检测区域225，而是仅用作示意图。检测区域225例如可在检测方向上比在与检测方向垂直的方向上具有更大的长度。为了保护光电检测器，所述检测区域225可覆盖有玻璃板等。
[0052]图3中示出的传感器220的检测方向是y方向。该检测方向因此与检测区域225位置处的膨胀方向正交，该膨胀方向垂直于膨胀线216。这确保传感器座210的受控于温度的膨胀对测量的影响尽可能的小。具体而言，如果传感器220和其检测区域225的位置在传感器座210加热时在负χ方向上位移，那么尽管光学件130上的图案区域134也在χ方向上位移，编码器图案的方向也不受此影响，这是因为编码器图案在χ方向上的扩展大于传感器座210在传感器220的位置处的受控于温度的最大膨胀。
[0053]传感器220的检测区域225布置在传感器座210的一位置处，该位置在温度预定变化ΛΤ时，在检测方向上相对于结构件位移不超过预定的位移绝对值。温度的变化AT例如对应于可在光刻设备的操作期间出现的最大温度变化，即例如为10mK，优选为IOOmK,尤其优选为1K。在检测方向上的最大位移绝对值由以下方式确定:当温度变化AT时，检测方向上的位移非常小，使得测量值的误差不超过特定测量误差，例如10%，优选1%，特别优选0.1%，尤其优选0.01%。作为示例，在检测方向上的所述最大位移绝对值可被限定为IOOnm,优选为IOnm,尤其优选为lnm,以及更优选为0.lnm。所述最大位移绝对值还可以角度来表示，该角度是检测方向被允许最大偏离膨胀方向的角度。特别地，检测方向关于膨胀方向基本正交。换句话说，检测方向在关于膨胀方向正交时被限定在90° ±10° ,优选90° ±1°，尤其优选90° ±0.1°，以及更优选90° ±0.01°的特定正交状态范围内。
[0054]因此，在图3示出的示例实施例中，传感器220被布置为使得，在传感器座210或传感器220的温度变化时，检测区域225在检测方向(y方向)上相对于测量框架140位移的程度小于当传感器(检测方向)平行于膨胀方向布置(即关于图3中示出的布置正交)时将有的检测方向上的位移。如果传感器(检测方向)平行于膨胀方向布置，那么检测方向在该示例中为χ方向。并且，因为在该比较例下，检测方向在传感器位置处与该膨胀方向重合，所以检测区域225在检测方向上会有相当大的位移，从而是测量产生错误。换句话说，在本实施例的布置下，通过将检测方向布置为与膨胀方向成直角，与将检测方向布置为例如关于膨胀方向平行的传感器布置相比，可实现传感器精度的提高。
[0055]在上述温度恒定点217处实现了相对于测量框架140的最小位移。因此，将传感器220布置为使得检测区域225位于恒定点217处是有利的。图4中示出了一个示例，其示出了在温度恒定点217周围温度变化时，传感器座210或传感器220的局部膨胀。与图3形成对比，图4中的膨胀程度是依赖于方向的。更准确地说，在温度变化时，传感器座210在y方向上的膨胀程度比χ方向上的大。因此，图4中的虚线膨胀线在y方向上也比在χ方向上更接近彼此。
[0056]在图4示出的示例中，传感器220布置为使得带状检测区域225布置为基本平行于较小膨胀的方向，即平行于X方向。在该情况下，在带状检测区域225的两个端部实现检测区域225相对于测量框架140的最大位移，其中在检测区域225右手端处的位移大约为χ方向上的1.5Aa，在检测区域225左手端的位移大约为_x方向上的1.5Aa。在图5示出的比较示例中，传感器220布置为使得带状检测区域225布置为基本平行于较大膨胀的方向，即平行于y方向。在该情况下，在带状检测区域225的两个端部实现检测区域225相对于测量框架140的最大位移，其中在检测区域225上端部的位移大约为y方向上的2 △ a，在检测区域225下端部的位移大约为_y方向上的2 Δ a,即大于图4所示的其中检测区域225布置为基本平行于较小膨胀的方向的情况。换句话说，因此，在图4所示布置的情况下，在传感器座210的温度变化时，检测区域225在检测方向(χ方向)上相对于结构件的最大位移小于在图5所示布置的情况下(即在传感器的布置(或检测方向)关于图4所示的布置正交的情况下)检测区域225在检测方向(y方向)上相对于结构件的最大位移。
[0057]此外，还非常明显的是，在图4中的布置情况下的测量误差小于在传感器220 (或检测区域225)相对于图4的布置旋转60°或30°或10°的角度的布置的情况下的测量误差。特别地，如在图4中，传感器220可被布置为使得:在传感器座的温度变化时，检测区域225在检测方向上相对于结构件的最大位移小于传感器220的任何旋转情况中的最大位移。应注意，作为示例，可将检测区域225的重心或中心选择作为传感器旋转的参考点。
[0058]如从图4和5所知，检测区域225或传感器座210的相应区域的膨胀或压缩越大，膨胀线与检测区域225的交叉越多。因此，通过将检测区域225布置为使得其尽可能与少的膨胀线交叉，可最小化测量误差。
[0059]还应补充注意 ，在如图3中所示的各向同性膨胀的情况下，不存在检测区域225在温度恒定点处的优选布置，从而对于所有方位，满足以下条件:检测区域225在检测方向上相对于测量框架140的最大位移不大于传感器旋转任意角度的布置的情况中(即例如在与其正交的布置的情况中)的最大位移。
[0060]应考虑的是，在光刻设备100的操作期间，传感器座210的温度不一定在整个传感器座210上都是均匀的。传感器座210的温度可局部变化，尤其是由于传感器220中热的发散，该温度可在布置有传感器220的区域中稍微高于传感器座210的边缘区域。然而，可将这种温度变化认为是彼此叠加的依赖于位置的局部温度变化和全局温度变化。在该情况下，局部温度变化例如是由传感器220中热的发散引起的，而全局温度变化是传感器座210的不依赖于位置的、具有特定绝对值的局部无关温度变化，其例如由环境温度的变化引起。在该情况下，如果最大的温度变化在检测区域自身中或其附近，则由传感器220中热的发散引起的温度变化一般以较小的程度影响测量结果，因为那时不发生检测区域的位移或仅发生不严重的检测区域位移。因此，“在温度变化时”的表达可被理解为尤其是全局温度变化，其中传感器座的温度以独立于位置的方式均匀变化特定绝对值。
[0061]第二示例实施例[0062]图6示出了根据第二示例实施例的光刻设备的传感器布置200的俯视图。结构上或功能上与第一示例实施例的元件相同的元件由相同的参考符号表示，并在下文中不再被更详细地说明。特别地，图6中示出的传感器布置200可用作图1中的光刻设备100中的位置传感器。
[0063]在该示例实施例中，传感器250布置在传感器座210中，该传感器关于两个自由度确定光学件130的位置。传感器250确定光学件130关于χ方向和y方向相对于测量框架140的位置。因此，传感器250具有两个检测方向，其中传感器检测光学件130的位置变化。在该示例实施例中，为了该目的，传感器250还可包含光电检测器，其将从编码器图案反射的光转变为电信号，传感器250由此产生传感器信号。在该情况下，可将光电检测器实施为二维阵列，其在检测区域255上延伸，并且在两个检测方向上具有基本相同的宽度。在该情况下，编码器图案可具有二维编码的信息，类似于二维条形码。与第一示例实施例中的一样，传感器信号被送入评估装置，并由评估装置评估。与第一示例实施例不同，在该情况中，光学件130在两个方向上移动。因此，提供调节，利用该调节，可关于两个平移自由度同时调节光学件130的位置。
[0064]传感器250的检测区域255布置在传感器座210的温度恒定点217或温度恒定区域中。这确保在传感器座210受控于温度膨胀时，检测区域255的位置关于用作基准的测量框架140不经历任何变化。因此，检测区域255在两个方向上都不相对于测量框架140位移。
[0065]此外，检测区域255在温度恒定点217中的布置使得可以提供相对于温度波动特别稳定的传感器布置，因为甚至在温度变化大时，温度恒定点的位移仍是最小的。
[0066]应考虑的是，温度恒定点不一定位于传感器座210的重心处，或在传感器座210的对称线上。而且，温度恒定点的位置依赖于三个叶片弹簧213的方位和弹簧常数。
[0067]第三示例实施例
[0068]图7示出了根据第三示例实施例的光刻设备的传感器布置200的俯视图。结构上或功能上与第一示例实施例的元件相同的元件由相同的参考符号表示，并在下文中不再被更详细地说明。特别地，图7中示出的传感器布置200可用作检测图1中的光刻设备100中的光学件130的位置的位置传感器。
[0069]在该示例实施例中，两个传感器220a和220b布置在传感器座210上。传感器220a和220b分别具有用于检测物理量的检测区域225a和225b。在该示例实施例中，传感器220a和220b可分别在结构上与来自第一示例实施例的传感器220相同，并因此可分别同样具有光电二极管的阵列，所述光电二极管分别沿着传感器220a和220b的检测方向布置。
[0070]传感器220a和220b可被实施为用于检测光学件130的位置的位置传感器。在该情况下，传感器220a的检测方向布置为关于传感器220b的检测方向正交,其中传感器220a的检测方向为y方向，而传感器220b的检测方向为χ方向。此外,两个传感器220a和220b中的每一个都被分配光学件130上的编码器图案。这些编码器图案分别布置为与传感器220a和220b相对。因此，传感器220a借助于布置为与其相对的编码器图案，检测光学件130在y方向上的位移，而传感器220b借助于布置为与其相对的编码器图案，检测光学件130在χ方向上的位移。[0071]以与第一示例实施例的传感器类似的方式，将传感器220a的检测方向布置为关于检测区域225a的位置处的膨胀方向正交。这确保测量尽可能少地被传感器座210的受控于温度的膨胀影响。此外，将传感器220b的检测区域225b布置在传感器座210的温度恒定点217或温度恒定区域中。这确保在传感器座210受控于温度膨胀时，检测区域225b的位置关于用作基准的测量框架140不经历任何变化。换句话说，在传感器座210的均匀加热的情况下，传感器220a和220b 二者的位置都不在检测方向上变化。
[0072]关于该实施例有利的是，传感器220a和220b固定在传感器座210上。这简化了设置在光刻设备100中的传感器的安装，因为仅必须使仅一个传感器座210关于测量框架140对齐。此外，节省空间的布置因此是可能的。
[0073]在该示例实施例的变型(未更具体地示出)中，传感器220a和220b布置在传感器座上，使得传感器220a的检测区域225a和传感器220b的检测区域225b都没有位于温度恒定点217。例如，如果将图7中的传感器220b在传感器座210上于y方向上位移，则产生这种构造。因为传感器220b的检测方向是χ方向，所以在该情况下传感器220b的检测方向也关于检测区域225b的位置处的膨胀方向正交，从而由于传感器座210的受控于温度的膨胀导致的测量误差得到最小化。在该情况下，传感器220a和220b的检测方向不一定必须关于彼此正交。而是，传感器220a和220b的检测方向被布置为关于彼此成不等于90°的角度的布置也是可以构思的 ，其中传感器220a和220b的检测方向分别对应于各自检测区域225的位置处的膨胀线216的切线方向。
[0074]应考虑的是，上述实施例仅仅作为示例，并且在本专利权利要求的保护范围内可有多种多样的变化。
[0075]因此，例如可以将多于两个的传感器布置在传感器座上。作为示例，为了冗余(redundancy)的原因，可提供具有相同检测方向的多个传感器。此外，可以想到将具有平行或反平行检测方向的两个传感器布置在传感器座上，以及利用传感器信号的相应评估来实现旋转传感器。
[0076]此外，上文指出的传感器原理仅仅作为示例，并且用于在至少一个检测方向上检测物理量的其他传感器原理也是可能的。因此，还可提供一布置，其包括光发射器和接收器，而不是检测光学件上的编码器图案的传感器。在这种布置的情况下，作为示例，固定连接至测量框架的激光器可发射光线，其从设置在光学件上的反射镜反射，并由传感器的检测区域检测。在此情况下，反射光在检测区域上的入射位置依赖于光学件相对于测量框架的位置而变化。因此，在该情况下，传感器也由检测方向表征，其中沿着检测方向的入射位置包含有关光学件在一个自由度上的位置的信息。
[0077]传感器的其它构造可能性是同样由检测方向表征的激光干涉仪和电容传感器。
[0078]附图标记
[0079]100光刻设备
[0080]110 基座
[0081]120保持框架
[0082]130光学件
[0083]132编码器图案
[0084]134图案区域[0085]140测量框架
[0086]160晶片座
[0087]170晶片
[0088]180照明设备
[0089]190掩模
[0090]200传感器布置
[0091]210传感器座
[0092]211基座
[0093]213叶片弹簧
[0094]215加厚件
[0095]216a...216d膨胀线
[0096]217温度恒定点
[0097]220,220a,220b 传感器
[0098]225,225a,225b 检测区域
[0099]230评估装置
[0100]240致动器
[0101]250传感器
【权利要求】
1.一种光刻设备(100)，包含: 结构件(140)； 传感器(220 ;250)，具有用于检测关于所述结构件(140)的至少一个检测方向(y)上的物理量的检测区域(225 ；255);以及 传感器座(210)，用于将所述传感器(220 ；250)安装至所述结构件(140)， 其中，所述传感器(220 ；250)布置为使得在所述传感器座(210)的温度变化时，所述检测区域(225 ；255)在所述检测方向上相对于所述结构件(140)的最大位移不大于在所述传感器(220 ；250)相对于其正交布置的情况下，所述检测区域(225 ；255)在所述检测方向上的最大位移。
2.一种光刻设备(100)，包含: 结构件(140)； 传感器(220 ;250)，具有用于检测关于所述结构件(140)的至少一个检测方向(y)上的物理量的检测区域(225 ；255);以及 传感器座(210)，用于将所述传感器(220 ；250)安装至所述结构件(140)， 其中，所述传感器(220 ；250)布置为使得在所述传感器座(210)的温度变化时，所述检测区域(225 ；255)在所述检测方向上相对于所述结构件(140)的位移不大于所述检测区域(225 ；255)在与所述 检测方向正交的方向上相对于所述结构件(140)的位移。
3.如权利要求1或2所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器(220；250)布置为使得在所述传感器座(210)的温度变化时，所述检测区域(225 ；255)在所述检测方向上相对于所述结构件(140)的最大位移小于所述传感器相对于其旋转后的布置的情况下的最大位移。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器(220；250)布置为使得在所述传感器座(210)的温度变化时，所述传感器(220;250)的检测方向在所述传感器(220 ；250)的检测区域(225 ；255)处与所述传感器座(210)的热膨胀方向基本正交。
5.如权利要求1至4中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述光刻设备(100)包含第一传感器(220a)和第二传感器(220b)，所述第一传感器(220a)具有用于检测第一检测方向上的物理量的第一检测区域(225a)，所述第二传感器(220b)具有用于检测第二检测方向上的物理量的第二检测区域(225b)， 其中，所述第一传感器(220a)布置为使得在所述传感器座(210)的温度改变预定的温度变化值时，所述第一检测区域(225a)在所述第一检测方向上相对于所述结构件(140)基本不位移，以及 所述第二传感器(220b)布置为使得在所述传感器座(210)的温度改变预定的温度变化值时，所述第二检测区域(225b)在所述第二检测方向上相对于所述结构件(140)基本不位移。
6.如权利要求5所述的光刻设备(100),其中,所述第一检测方向和所述第二检测方向相对于彼此基本正交。
7.如权利要求5或6所述的光刻设备(100),其中,所述第一和/或第二传感器(220a、220b)布置在所述传感器座(210)的一区域中，该区域在温度改变预定的温度变化值时不在任何方向上相对于所述结构件(140)位移超过预定的膨胀绝对值。
8.如权利要求1至7中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器(220；250)适配于检测两个检测方向上的物理量，其中，所述传感器(220 ；250)布置在所述传感器座(210)的一位置处，该位置在温度改变预定的温度变化值时不在任何方向上相对于所述结构件(140)位移超过预定的膨胀绝对值。
9.如权利要求1至8中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器(220；250)布置为使得在所述传感器座(210)的温度改变10mK，优选IOOmK,尤其优选IK时，所述检测区域(225 ；255)在所述检测方向上相对于所述结构件(140)位移不超过lOOnm，优选10nm，尤其优选Inm,更优选0.lnm。
10.如权利要求1至9中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器座(210)的热膨胀系数与所述结构件(140)的热膨胀系数不同。
11.如权利要求10所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器座(210)的热膨胀系数比所述结构件(140)的热膨胀系数大。
12.如权利要求1至11中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器座(210)利用弹簧元件固定至所述结构件(140)。
13.如权利要求1至12中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器座(210)与所述结构件(140)热分离。
14.如权利要求1至13中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述结构件(140)为测量框架。
15.如权利要求1至14中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器(220；250)适配于检测所述光刻设备(10 0)的光学件(130)的位置。
16.如权利要求1至15中任一项所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器(220；250)包含至少一个光电检测器。
【文档编号】G02B7/00GK103459986SQ201280014780
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月21日 优先权日:2011年3月22日
【发明者】T.劳弗 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司