光学系统的制作方法

文档序号:13985155
光学系统的制作方法

技术领域

本发明涉及光学系统、光掩模检查系统、投射系统、光刻设备以及调节光学系统的方法。



背景技术:

微光刻用于制造微结构化部件,例如集成电路。微光刻工艺在所谓的投射曝光设备中执行,其包括照明装置和投射镜头。通过照明装置照明的光掩模(掩模母板)的图像在此情况下通过投射镜头被投射到涂覆有光敏层(光致抗蚀剂)且布置在投射镜头的像平面中的晶片上,以将光掩模的结构转印到基板的光敏涂层上。

投射镜头的反射镜典型地保留在保持框架(力框架)中。反射镜相对于传感器框架被定位(以上至三个平移自由度)和空间取向(以上至三个旋转自由度)。传感器框架配置为围绕保持框架的稳定框架。经由保持框架中的开口,可以将传感器框架的传感器头带到与反射镜足够近,以相对于反射镜的位置和空间取向来执行精确测量。一个或多个反射镜随其运行可在反射方面劣化且必须被交换。传感器框架在此可妨碍劣化的反射镜的交换。

US 2012/0140241 A1公开了在没有物理稳定框架的情况下安装反射镜的途径。在此情况下,描述了分别在两个相邻反射镜之间的六个光学纵向测量区,这样可以确定反射镜相对于彼此的位置和空间取向。对所述纵向测量区,需要许多自由视轴,其在EUV投射镜头中不总是可用的。

US 7,817,248 B2公开了光学系统,其中光学元件使用参考元件相对于彼此直接定位或经由保持框架间接定位,光学元件附接到保持框架。参考元件在此被连接到光学元件。



技术实现要素:

在此背景下,本发明的目标是使改善的光学系统可得。特别地,使单独反射镜的交换容易。

此目标通过光学系统实现,光学系统具有:第一光学控制回路,其装配为调节第一光学元件相对于第一模块传感器框架的位置和/或空间取向;和第一模块控制回路,其装配为调节第一模块传感器框架相对于基部传感器框架的位置和/或空间取向。

光学系统优选地附加地具有:第二光学控制回路,其装配为调节第二光学元件相对于第二模块传感器框架的位置和/或空间取向;和第二模块控制回路,其装配为调节第二模块传感器框架相对于基部传感器框架的位置和/或空间取向。

可以独立于第二光学元件,有利地调节第一光学元件的位置和/或空间取向。换而言之,为了各自的定位和空间取向,它们不需要具有与彼此的看得见的接触。共同参考物在此为基部传感器框架。

光学控制回路和模块控制回路可以具有不同控制精度。例如,模块控制回路可以提供粗定位,而光学控制回路起到精细定位的作用。例如,为调整用于光刻工艺的第一和第二光学元件,首先,可以使用模块控制回路来执行第一和第二光学元件的或含有它们的对应的模块的粗调整。在其他步骤中,然后使用光学控制回路来执行光学元件的精细调整。

还可以规定,在其对应的模块内定位和/或空间取向第一和第二光学元件,并且仅在之后在光学系统中执行对应的模块的安装。

应当理解,第一和第二模块传感器框架与基部传感器框架是不同的框架,即空间上分开的框架。

当然,可以提供多于两个(比如六个或更多个)光学元件加上相关联的传感器模块。

第一和第二光学元件优选地布置在光学系统的束路径中,尤其是在工作光(即用来曝光基板(尤其是晶片)的光)的束路径中。它们可以在束路径中直接彼此相随,或可以在束路径中在它们之间布置其他光学元件。

第一和/或第二光学元件可以为反射镜、透镜元件、光学光栅或波板。

“框架”在本情况下不一定以框架形状的结构为前提,而是还可以包含例如平台或板。

第一和/或第二模块传感器框架和/或基部传感器框架配置为刚性的,尤其是部分或完全地来自以下材料中的一个或多个:硅碳化物(SiC)、反应结合硅渗透硅碳化物(SiSiC)、堇青石、铝氧化物(Al2O3)、铝氮化物(AlN)。

“定位”在上下文中是指对应的光学元件以上至三个平移自由度移动。“空间取向”在上下文中是指对应的光学元件以上至三个旋转自由度移动。

根据一个实施例,规定了第一光学控制回路具有第一传感器以及第一致动器,第一传感器捕获第一光学元件相对于第一模块传感器框架的位置和/或空间取向,第一致动器根据所捕获的第一光学元件的位置和/或空间取向来定位和/或空间地取向第一光学元件,和/或第二光学控制回路具有第二传感器以及第二致动器,第二传感器捕获第二光学元件相对于第二模块传感器框架的位置和/或空间取向,第二致动器用于根据所捕获的第二光学元件的位置和/或空间取向来定位和/或空间地取向第二光学元件。

第一和/或第二传感器优选地捕获对应的光学元件在上至六个自由度的位置和/或空间取向。特别地,以无接触方式(例如使用光学传感器,尤其是光栅传感器,或电容式传感器)来捕获位置和/或空间取向。能够根据干涉测量原理用单场扫描以光电扫描的形式来执行光学捕获。优选的传感器的分辨率小于100pm,优选地小于50pm。

第一和/或第二传感器可以由发射/接收单元和测量对象(目标)构成,测量对象将由发射/接收单元发射的电磁光反射回发射/接收单元以接收。在发射/接收单元与测量对象之间限定测量区。所述距离可以为例如小于8mm,优选地小于4mm,并且更优选地小于1mm。

特别地,第一和/或第二致动器为洛伦兹、磁阻式或压电致动器或步进电动机的形式。

根据其他实施例,规定了第一模块控制回路具有第三传感器以及第三致动器,第三传感器捕获第一模块传感器框架相对于基部传感器框架的位置和/或空间取向,第三致动器根据所捕获的第一模块传感器框架的位置和/或空间取向来定位和/或空间地取向第一模块传感器框架,和/或第二模块控制回路具有第四传感器以及第四致动器,第四传感器捕获第二模块传感器框架相对于基部传感器框架的位置和/或空间取向,第四致动器根据所捕获的第二模块传感器框架的位置和/或空间取向来定位和/或空间地取向第二模块传感器框架。

关于第一和第二传感器以及关于第一和第二致动器所陈述的内容对第三和第四传感器以及第三和第四致动器成立。

根据其他实施例,规定了第一模块控制回路和第一光学控制回路和/或第二模块控制回路和第二光学控制回路装配为彼此相互作用,使得各自能够相对于基部传感器框架以全部六个自由度来调节第一和第二光学元件的位置和取向。

根据其他实施例,第一致动器支承在第一模块保持框架上,并且第二致动器支承在第二模块保持框架上。

第一模块传感器框架可以支承在第一模块保持框架上,并且第二模块传感器框架可以支承在第二模块保持框架上,尤其是以振动解耦的方式。在此可以经由一个或多个连接元件来支承它们,连接元件为例如柔软的(低弹簧刚度)。

根据其他实施例,第三致动器支承基部保持框架上的第一模块保持框架,并且第四致动器支承基部保持框架上的第二模块保持框架。

基部传感器框架优选地与基部保持框架机械解耦。这特别是指避免了振动从基部保持框架传递到基部传感器框架,例如使用适当的阻尼器。特别地,基部传感器框架和基部保持框架使用接口元件而连接到彼此。接口元件可以表现振动解耦。

特别地,基部保持框架围封一体积,基部传感器框架部分或完全地布置在该体积中。在此情况下,基部传感器框架还可以称为中央传感器框架。因此,对光学元件的改善的接入(尤其是为了交换光学元件的目的,例如在反射劣化的情况下)是可能的。特别地,可以以此方式简单地安装和/或交换具有第一和第二反射镜的模块。基部传感器框架可以具有从基部主体突出的多个臂,其中臂的至少两个具有第三传感器。基部主体和突出臂可以配置在一个部分中或一个块中。“一个部分”是指连接对应的元件,以形成通过诸如螺丝的紧固机构而固定地连接的单元。“一个块”是指对应的元件由相同材料块制成。

根据其他实施例提供了具有第一光学元件、第一模块传感器框架、第一传感器、第一模块保持框架以及第一致动器的第一模块,和/或具有第二光学元件、第二模块传感器框架、第二传感器、第二模块保持框架以及第二致动器的第二模块,且第一和/或第二模块布置在基部传感器框架与基部保持框架之间。

例如,可以预组装第一和第二模块,并且然后将其安装在光学系统中,即插入在基部传感器框架与基部保持框架之间。

根据其他实施例提供了一装置,该装置捕获基部传感器框架或其部分和/或模块传感器框架相对于基部保持框架之外的参考物的变形、位置的改变、和/或空间取向的改变。

根据其他实施例,该装置具有干涉仪,尤其是相移干涉仪或莫尔干涉仪。

根据其他实施例,干涉仪具有测量区,沿着测量区发送电磁辐射,并且测量区经由两个反射点在基部传感器框架上和/或在模块传感器框架上延伸。

还通过光学系统实现该目标,该光学系统具有光学元件、致动器、保持框架、传感器框架以及传感器,光学元件以能够使用致动器来定位和/或空间取向的方式保持在保持框架上,传感器框架与保持框架机械解耦,并且传感器装配为捕获对应的光学元件相对于传感器框架的位置和/或空间取向,其中保持框架围封一体积,并且传感器框架部分或完全地布置在所述体积内。

关于实现目标的这种方式,在前面关于实现目标的模块化机构所描述的特征、限定以及其他开发相应地成立,除非明确地另有指明。同样,反之亦然。

由于保持框架围封一体积且传感器框架部分或完全地布置在所述体积内的事实,例如为交换光学元件的目的,在接入不被保持框架阻挡的情况下提供了对光学元件的良好接入。

例如使用适当的阻尼器,传感器框架与保持框架机械解耦,从而特别地避免了振动从保持框架传递到传感器框架。替代地,在其他示例中,还可以省略机械解耦。

根据一个实施例,规定了传感器框架具有从基部主体突出的多个臂,其中臂中的至少两个各自承载传感器中的一个。

产生的臂结构(其还可以称为脚手架结构)、树结构或星结构允许使得传感器的对应的测量区(在本情况下还称为“测量距离”)是小的,其提高测量精度。关于模块化实施例所述的内容相应地对于传感器成立。

根据其他实施例,规定了基部主体和从其突出的臂配置为在一个部分中或一个块中。

根据其他实施例提供了一装置,该装置捕获传感器框架或其部分相对于保持框架之外的参考物的变形、位置的改变、和/或空间取向的改变。

根据其他实施例,该装置具有干涉仪,尤其是相移干涉仪或莫尔干涉仪。

根据其他实施例,干涉仪具有测量区,沿着测量区发送电磁辐射,并且测量区经由两个反射点在传感器框架上延伸。

还提供了光掩模检查系统,用于使用如上所述的光学系统检查光掩模。

此外,提供了用于包括如上所述的光学系统的光刻设备的投射系统。

此外,提供了包括如上所述的光学系统或包括如上所述的投射系统的光刻设备。

此目标附加地通过调节光学系统的方法实现,其中在第一光学控制回路中调节第一光学元件相对于第一模块传感器框架的位置和/或空间取向,并且在第一模块控制回路中调节第一模块传感器框架相对于基部传感器框架的位置和/或空间取向。

根据该方法,还提供了优选地在第二光学控制回路中调节第二光学元件相对于第二模块传感器框架的位置和/或空间取向,并且在第二模块控制回路中调节第二模块传感器框架相对于基部传感器框架的位置和/或空间取向。

关于光学系统所描述的特征和实施例对光掩模检查系统、投射系统、光刻设备以及调节光学系统的方法相应地成立,并且反之亦然。

如果在本情况下提及了“一个”元件(例如光学元件或致动器),这完全不排除提供多个(例如2个、3个、4个或更多个)对应的元件。

下面将描述光学系统、光掩模检查系统、投射系统、光刻设备、安装和/或交换光学系统的光学元件的方法的其他方面。所述方面中的一个或多个可以单独提供或与光学系统、光掩模检查系统、投射系统、光刻设备或调节光学系统的方法组合,如在每种情况下上面所描述的。

该目标还通过光学系统实现,其承载多个光学元件、承载多个光学元件的保持框架、装配为捕获光学元件位置和/或空间取向的多个第一传感器,以及承载多个第一传感器的传感器框架。传感器框架至少部分地布置在保持框架内。

由于传感器框架至少部分地布置在保持框架内的事实,可以相对容易地交换光学系统的光学元件。实现此优点是因为不再存在围绕保持框架并妨碍将光学元件引入光学系统或从光学系统移除光学元件的封闭传感器框架。还可以将至少部分地布置在保持框架内的传感器框架引导到每个光学元件附近,从而可以基于传感器框架来定位和空间取向光学元件。

“部分地布置在保持框架内”是指保持框架限定包封表面,尤其是至少部分地圆柱形的包封表面,传感器框架突出到其中。

光学系统具有多个光学元件,其位置和/或空间取向通过传感器框架和第一传感器确定。光学系统可以特别地具有两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个或十二个这样的光学元件。

光学系统可以实施为成像系统的形式。

光刻设备的投射系统可以具有这样的光学系统。则对应的光学元件布置在光刻设备的投射系统中。光刻设备的投射系统还可以具有其他光学元件,其位置和/或空间取向通过传感器框架和第一传感器确定。

在一个实施例中,第一传感器具有发射和接收单元以及将信号发送回到发射和接收单元的对应的单元。第一传感器的发射和接收单元优选地附接到传感器框架。在此情况下,将信号发送回到发射和接收单元的单元布置在光学元件处或在具有光学元件的模块处。替代地,将信号发送回到发射和接收单元的单元还可以附接到传感器框架。那么将第一传感器的发射和接收单元附接到光学元件或附接到具有光学元件的模块。第一传感器的至少部分相应地附接到传感器框架。

根据光学系统的一个实施例,传感器框架具有多个臂。因此,附接到传感器框架的臂中的一个的第一传感器可以布置在光学元件中的一个的附近。特别地,第一传感器可以布置在臂的端部处。这允许对应的光学元件的位置和/或空间取向的可靠测量。此外,具有多个臂的传感器框架比庞大的传感器框架更紧凑且重量更轻。由于构造,从而可以用具有多个臂的传感器框架来节约重量。此外,传感器框架可以布置在光学元件之间。传感器框架因此不再围绕光学元件。因此,可以更容易地安装和移除光学元件。

根据光学系统的其他实施例,传感器框架配置为脚手架或星的形式。由于脚手架构造或星构造,其与庞大传感器框架相比可以有利地可以节约重量。此外,传感器框架不再围绕光学元件,但布置在它们之间。因此,可以更容易地安装和移除光学元件。

根据光学系统的其他实施例,传感器框架的第一传感器中的一个与光学元件中的一个之间的测量距离小于8mm,优选地小于4mm,并且更优选地小于1mm。测量距离是第一传感器的发射和接收单元与第一传感器的将信号发送回到发射和接收单元的单元之间的距离。将第一传感器(优选地第一传感器的发射和接收单元)在光学元件的附近附接到传感器框架有利地允许光学元件的位置和/或空间取向的非常精确的测量。可以在此使用光栅传感器来测量。替代地,具有更大的工作距离的传感器的使用将简化安装过程。

根据光学系统的其他实施例,将传感器框架附接到保持框架。保持框架有利地为稳定的、不可变形的部件。传感器框架因此可以适当地附接到保持框架。

根据光学系统的其他实施例,后者还具有接口环,其中保持框架和/或传感器框架附接到接口环。接口环是稳定的、不可变形的部件,多个部件可以附接到接口环。接口环有利地给予光学系统稳定构造。

根据光学系统的其他实施例,将传感器框架配置为刚性的。“配置为刚性的”在此是指传感器框架无法容易地变形。在此情况下,传感器框架可以包括以下材料中的一种或多种:硅碳化物(SiC)、反应结合硅渗透硅碳化物(SiSiC)、堇青石、铝氧化物(Al2O3)、铝氮化物(AlN)。

根据光学系统的其他实施例,传感器框架是关于保持框架之外的参考物可定位的。可以有利地重新调整传感器框架关于参考物的位置和/或空间取向。传感器框架的精确定位和/或空间取向是重要的,因为传感器框架就其本身而言同样充当光学元件的参考物。

根据光学系统的其他实施例,后者还具有一个或多个干涉仪,以测量纵向改变,以测量位置改变和/或测量角度改变。由于传感器框架用作定位和/或空间地取向光学元件的参考物,传感器框架的变形也歪曲光学元件的定位和/或空间取向。因此,可以用一个或多个干涉仪来测量传感器框架的变形。那么,在定位和/或空间取向期间可以考虑传感器框架的变形。在具有光学元件、模块化传感器框架以及模块化保持框架的模块的情况下,还可以测量模块化传感器框架相对于模块化保持框架的位置和/或角度改变。

根据光学系统的其他实施例,一个或多个干涉仪为相移干涉仪和/或长度测量干涉仪的形式。可以有利地采用各种干涉仪。

根据光学系统的其他实施例,一个或多个干涉仪装配为应用莫尔测量技术。以此方式可以有利地测量传感器框架的倾斜或扭转。

根据光学系统的其他实施例,一个或多个干涉仪具有莫尔测量区的分支布置。从而有利地可以测量整个传感器框架上的改变,即使传感器框架具有分支。

根据光学系统的其他实施例,光学系统还具有用于每个光学元件的第一控制回路,其中对应的第一控制回路包括一个或多个第一致动器和第一传感器中的一个或多个,以相对于传感器框架定位对应的光学元件。第一控制回路可以用来相对于传感器框架定位和/或空间取向光学元件。

根据光学系统的其他实施例,对应的光学元件经由一个第一致动器或多个第一致动器连接到保持框架。有利地由保持框架承载光学元件。

根据光学系统的其他实施例,光学系统还具有至少一个模块,其中至少一个模块包括光学元件中的一个、模块化传感器框架和/或模块化保持框架,并且其中至少一个模块是可交换的。可以相对于模块化传感器框架附加地调整光学元件。可以相对于传感器框架调整模块化传感器框架。光学元件还可以通过模块化保持框架连接到保持框架。

根据光学系统的其他实施例,光学系统还具有用于至少一个模块的光学元件的第二控制回路,其中第二控制回路包括一个或多个第二致动器和一个或多个第二传感器,以相对于模块化传感器框架定位光学元件。可以采用第二控制回路相对于模块化传感器框架有利地调整光学元件。总体上,光学元件总是能够以六个自由度(即在三个空间方向上和在三个角度上)定位和空间取向。在第一和第二控制回路的合并下,这种定位和空间取向的能力总是成立的。如果两个控制回路中的一个已经能够以六个自由度定位和空间取向光学元件,另一控制回路可以仅能够以少于六个的自由度定位和空间取向光学元件。

作为示例,第一控制回路可以增大反射镜的致动范围,并且从而理想地补充第二控制回路,第二控制回路是高度精确的但在致动范围上受限。

根据光学系统的其他实施例,光学元件经由一个第二致动器或多个第二致动器连接到模块化保持框架。有利地由模块化保持框架承载光学元件。

原则上,第一致动器和第二致动器可以为洛伦兹致动器、压电致动器或具有步进电动机的致动器的形式。

根据光学系统的其他实施例,模块化保持框架连接到保持框架。相应地,光学元件经由第二致动器直接连接到模块化保持框架。光学元件还经由模块化保持框架和第一致动器间接连接到保持框架,第一致动器附接到模块化保持框架和保持框架两者。

根据光学系统的其他实施例,第一传感器中的一个或多个和/或第二传感器中的一个或多个配置为光学传感器的形式。光学传感器有利地高度适用于真空环境。

根据光学系统的其他实施例,传感器框架限定坐标系,并且对应的光学元件是使用第一和/或第二控制回路相对于坐标系在三个空间方向上和三个角度上可定位的。“限定”是指传感器框架充当坐标系的参考点。光学元件总是能够以六个自由度定位和空间取向。这种定位和空间取向的能力可以通过第一和/或第二控制回路实现。在第一和第二控制回路的合并下总是实现以六个自由度定位和空间取向的能力,即在三个空间方向上和在三个角度上定位和空间取向的能力。

根据光学系统的其他实施例,对应的光学元件具有反射镜或透镜元件。光学元件可以配置为反射镜的形式和透镜元件的形式两者。

还描述了安装和/或交换光学系统的光学元件的方法。该方法在此具有以下步骤:a)通过将至少一个光学元件连接到保持框架来将其插入到光学系统中,b)测量至少一个光学元件相对于传感器框架的位置和/或空间取向,其中传感器框架至少部分地布置在保持框架内,c)根据来自步骤b)的测量结果,相对于传感器框架定位和/或空间地取向至少一个光学元件,以及d)将定位的和/或空间取向的至少一个光学元件固定。

由于传感器框架至少部分地布置在保持框架内的事实,可以相对容易地安装或交换光学系统的光学元件。

根据方法的实施例,在步骤a)之前执行以下步骤:从光学系统移除至少一个光学元件。

根据方法的实施例,步骤b)中的至少一个光学元件的位置和/或空间取向的测量以无接触方式来执行。由于无接触测量,在测量期间没有力被传递到光学元件。

根据方法的其他实施例,步骤b)中的至少一个光学元件的位置和/或空间取向的测量使用一个或多个光学传感器来执行。光学传感器有利地高度适用于真空环境。

根据方法的其他实施例,在步骤a)中将模块插入到光学系统中,该模块包括至少一个光学元件、模块化传感器框架和/或模块化保持框架,其中模块是可交换的。有利地,整个模块可以安装在光学系统中和从光学系统移除。

对于提出的光学系统所描述的实施例和特征相应地对提出的方法成立。

还提出了使用如所描述的光学系统来检查光掩模的光掩模检查系统。可以使用光掩模检查系统来检查光掩模的误差。

还提出了包括如所描述的光学系统的光刻设备的投射系统。

此外,还提出了包括如所描述的投射系统或如所描述的光学系统的光刻设备。

本发明的其他可能的实施方式还包括上面或下面关于示例性示例所描述的或特征或实施例的没有明确提及的组合。在这方面,本领域技术人员还将对本发明对应的基本形式添加单独方面作为改善或附加。

附图说明

本发明的其他有利配置和方面为从属权利要求和下面所描述的本发明的示例性示例的主题。在下文中,基于优选的实施例,参考附图更详细地解释了本发明。

图1示出了EUV光刻设备的示意图;

图2示出了根据第一示例性实施例的光学系统的示意图;

图3示出了根据第二示例性实施例的光学系统的示意图;

图3a示出了来自图3的截面IIIa-IIIa;

图4示出了根据第三示例性实施例的光学系统的示意图;

图5示出了根据第四示例性实施例的光学系统的一部分的示意图;

图6示出了根据第五示例性实施例的光学系统的一部分的示意图;

图7示出了根据第六示例性实施例的光学系统的一部分的示意图;

图8示出了根据第七示例性实施例的光学系统的一部分的示意图;

图9示出了根据第八示例性实施例的光学系统的一部分的示意图;

图10示出了根据第九示例性实施例的光学系统的一部分的示意图;以及

图11示出了安装和/或交换光学系统的反射镜的方法的流程图。

具体实施方式

除非另有指明,图中的相同附图标记指代相同或功能上相同的元件。还应注意到,附图中的图示不一定按比例。

图1示出了根据一个实施例的EUV光刻设备100的示意图,其包括束成形系统102、照明系统104以及投射系统106。束成形系统102、照明系统104以及投射系统106分别提供在真空壳中,真空壳借助于排空装置排空,排空装置未以任何更多细节绘示。真空壳被机器室(未以任何更多细节绘示)围绕,机器室中提供机械地移动或调整光学元件的驱动设备。此外,还可以在此机器室中提供电控制器等。

束成形系统102具有EUV光源108、准直器110以及单色仪112。可以例如提供等离子体源或同步加速器(其发射EUV范围(极紫外范围)内的辐射,即例如在从0.1nm至30nm的波长范围内)作为EUV光源108。由EUV光源108发射的辐射由准直器110首先聚焦,之后由单色仪112滤出期望的操作波长。因此,束成形系统102适配由EUV光源108发射的光的波长和空间分布。由EUV光源108产生的EUV辐射114具有穿过空气相对低的透射率,因此排空束成形系统102中、照明系统104中以及投射系统106中的束引导空间。

在图示的示例中,照明系统104包括第一反射镜116和第二反射镜118。这些反射镜116,118可以例如形成为分面反射镜,用于光瞳成形,并将EUV辐射114传到光掩模120。

光掩模120同样形成为反射光学元件并可以布置在系统102,104,106之外。光掩模120具有通过投射系统106以缩小的方式成像到晶片122等上的结构。为此目的,投射系统106在束引导空间中具有例如第三反射镜124和第四反射镜126。应当注意,EUV光刻设备100的反射镜的数目不限于所表现的数目。还可以提供更多或更少数目的反射镜。此外,反射镜一般来说在它们的前侧上弯曲,用于束成形。

图2示出了根据第一示例性实施例的光学系统200的示意图。光学系统200为例如图1中所示的EUV光刻设备100的一部分,或更特定地,为图1中所示的投射系统106的一部分。替代地,光学系统200还可以为图1中所示的照明系统104的一部分。

光学系统200具有保持框架202(在本情况下也是“基部保持框架”)、传感器框架204(在本情况下也是“基部传感器框架”),以及,作为示例,两个反射镜124,126形式的光学元件。光学系统200还具有两个传感器206a,206b。对于两个反射镜124,126中的每一个提供对应的模块化传感器框架208a,208b和对应的模块化保持框架210a,210b。

传感器206a,206b具有发射和接收单元212和对应的测量对象214,其将光学信号发送回到发射和接收单元212。可以基于发送回的信号来确定反射镜124,126中的一个的位置和/或空间取向。传感器206a,206b的发射和接收单元212优选地附接到传感器框架204。在此情况下,将信号发送回到发射和接收单元212的测量对象214布置在对应的模块化传感器框架208a,208b处,模块化传感器框架208a,208b与对应的反射镜124,126相关联。替代地,测量对象214还可以附接到传感器框架204。然后将发射和接收单元212附接到模块化传感器框架208a,208b,模块化传感器框架208a,208b与对应的反射镜124,126相关联。对应的传感器206a,206b的至少部分相应地附接到传感器框架204。

光学系统200具有用于两个反射镜124,126中的每一个的模块控制回路216a,216b。图2中所示的模块控制回路216a,216b中的每一个包括致动器218a,218b和传感器206a,206b。模块控制回路216a,216b可以用来将对应的反射镜124,126与模块化传感器框架208a,208b和模块化保持框架210a,210b一同相对于传感器框架204定位和/或空间取向。模块化保持框架210a,210b在此经由致动器218a,218b连接到保持框架202。

图2中所示的光学系统200还具有用于两个反射镜124,126中的每一个的光学控制回路233a,233b。所图示的两个光学控制回路233a,233b中的每一个包括致动器222a,222b和传感器224a,224b。光学控制回路233a,233b可以用来将对应的反射镜124,126相对于模块化传感器框架208a,208b定位和/或空间取向。反射镜124,126在此经由第二致动器222a,222b连接到模块化保持框架210a,210b。

传感器224a,224b具有发射和接收单元226和对应的测量对象228,测量对象228将信号发送回到发射和接收单元226。可以基于发送回的信号确定反射镜124,126中的一个相对于模块化传感器框架208a,208b的位置和/或空间取向。发射和接收单元226优选地附接到模块化传感器框架208a,208b。在此情况下,测量对象228布置在反射镜124,126处。替代地,布置还可以相反进行。传感器224a,224b的至少部分相应地附接到模块化传感器框架208a,208b。

反射镜124,126中的一个、对应的模块化传感器框架208a,208b和/或对应的模块化保持框架210a,210b在每种情况下可以形成模块232a,232b。对应的模块232a,232b可以作为部件安装到光学系统200和从光学系统移除。

替代地,光学系统200不对于每个反射镜124,126(或对于每个反射镜124,126都不具有)具有模块化保持框架210a,210b和/或模块化传感器框架208a,208b。在没有相关联的模块化保持框架210a,210b和模块化传感器框架208a,208b的情况下,仅经由光学控制回路233a,233b对于反射镜124,126执行反射镜124,126的定位和/或空间取向。

反射镜124,126总是能够以六个自由度定位和空间取向。这种定位和空间取向的能力可以通过模块和/或光学控制回路216a,216b,233a,233b实现。总之,总是通过控制回路216a,216b,233a,233b实现以六个自由度定位和空间取向的能力,即在三个空间方向上和在三个角度上定位和空间取向的能力。

致动器218a,218b和致动器222a,222b形成串联系统。作为示例,模块控制回路216a,216b可以增大反射镜124,126的致动范围,并从而理想地补充光学控制回路233a,233b,光学控制回路233a,233b高度精确但在致动范围上受限。这允许粗和精细调整两者。

传感器框架204部分或完全地布置在体积V(见图3和3a,其中后者图示了来自图3的截面IIIa-IIIa)中,体积V由保持框架202围封。作为示例,保持框架202可以围封至少部分地圆柱形,尤其是圆形-圆柱形的体积V,如从图3和3a一起可见的。因此,光学系统200的反射镜124,126可以容易地安装或交换。实现此优点是因为不再存在封闭的传感器框架,封闭的传感器框架将围绕保持框架202并妨碍将反射镜124,126引入到光学系统200中或从光学系统200移除反射镜124,126。传感器框架204还可以布置在反射镜124,126之间。以此方式,可以将传感器框架204引导到每个反射镜124,126或与反射镜124,126相关联的每个模块化传感器框架208附近。因此,可以基于传感器框架204来定位和空间取向反射镜124,126。

对应的模块化传感器框架208a,208b可以特别地经由振动解耦的连接元件230(见图2)来连接到对应的模块化保持框架210a,210b。传感器206a,206b,224a,224b可以为光学传感器的形式。取代或附加于反射镜124,126,光学系统200还可以具有透镜元件或其他光学元件。

图3示出了根据第二示例性实施例的光学系统200的示意图。在此示例性实施例中,传感器框架204完全布置在保持框架202内。保持框架202中的EUV辐射穿过孔300到反射镜124,126并且离开保持框架202。与来自图2的示例性实施例不同,图3的示例性实施例不具有用于反射镜124,126的模块化保持框架210a,210b。图3也没有图示串联致动器。其示出了用于光学控制回路233a,233b的致动器222a,222b。替代地还可以对于模块控制回路216a,216b提供致动器218a,218b。从而可以相对于传感器框架204和/或相对于对应的模块化传感器框架208a,208b定位和/或空间取向反射镜124,126。

传感器框架204具有基部主体301,以及从其突出的第一臂302、第二臂304和第三臂306。因此,可以将传感器206a,206b布置为接近模块化传感器框架208a,208b。替代地,传感器框架还可以配置为脚手架的形式。在其他替代方案中,传感器框架204的多个臂可以形成星形状。臂302,304,306和基部主体301配置在一个部件中或在一块中。

测量距离(或测量区)308是发射和接收单元212与测量主体214之间的距离并且小于8mm,优选地小于4mm并且更优选地小于1mm。小的测量距离308允许模块化传感器框架208(以及因此反射镜124,126的)的位置和/或空间取向的非常精确的测量。小的测量距离308通过臂302,304,306实现,臂302,304,306具有传感器206a,206b并达到模块化传感器框架208a,208b。

图3中所示的传感器框架204附接到保持框架202,可以是经由机械隔离体(柔性连接体)(未示出)。附接可以通过接口环(未示出)实现。

图4示出了根据第三示例性实施例的光学系统200的示意图。第三示例性实施例与第二示例性实施例不同在于,没有模块化传感器框架208a,208b是与反射镜124,126相关联的。光学控制回路233a,233b可以用来相对于传感器框架204将反射镜124,126定位和/或空间取向。在此,光学控制回路233a,233b具有致动器222a,222b和传感器206a,206b。

图5示出了根据第四示例性实施例的光学系统200的部分500的示意图。反射镜124,126未示出。所图示的是保持框架202和传感器框架204。使用相移干涉仪502来测量传感器框架204。相移干涉仪502具有干涉仪部件504(其以限定的方式相对于保持框架202之外的参考物501定位)、测量反射镜506以及光学部件508。干涉仪部件504布置在保持框架202之外。通过第一射线512和第二射线514图示的电磁辐射被导向穿过开口510经由偏转反射镜516到测量反射镜506上。在过程中,第一射线512和第二射线514通过光学部件508。

测量反射镜506和光学部件508固定地连接到传感器框架204。光学部件508在其面向测量反射镜506的侧上具有参考表面518。参考表面518相对于测量反射镜506倾斜。通过第三射线520和第四射线522图示的测量反射镜506处反射的辐射被导向经由偏转反射镜516并穿过开口510回到干涉仪部件504中。在过程中,辐射第二次通过光学部件508。由于参考表面518相对于测量反射镜506倾斜,第三和第四射线520,522具有不同的光学路径和相位。因此,在干涉仪部件504中可以看见干涉图524。通过仅在参考表面518处起始的返回的第四射线522,将第三和第四射线520,522的不同光学路径和相位符号化。

测量区526位于测量反射镜506与光学部件508之间。如果传感器框架204的长度改变,则测量区526的长度也将改变。此长度上的改变可以在干涉图524中读取。

图6示出了根据第五示例性实施例的光学系统200的部分500的示意图。与图5中所示的第四示例性实施例不同,第五示例性实施例示出了模块化传感器框架208a和模块化保持框架210a。如果模块化传感器框架208a的位置和/或模块化保持框架210a的位置改变,则测量区526的长度也将改变。此长度上的改变可以在干涉图524中读取。

图7示出了根据第六示例性实施例的光学系统200的部分500的示意图。反射镜124,126未示出。所图示的是保持框架202和传感器框架204。使用应用莫尔测量技术的干涉仪600来测量传感器框架204。应用莫尔测量技术的干涉仪600具有相机602、凹面反射镜604以及光栅606。相机602布置在保持框架202之外。光源608同样布置在保持框架202之外。来自光源608的电磁辐射被导向穿过开口510,经由偏转反射镜516,到光栅606的左手边部分610。通过凹面反射镜604,将光栅606的左手边部分610成像到光栅606的右手边部分612上。这给出了莫尔图案,其经由偏转反射镜516和观察光学单元614被相机602记录。

凹面反射镜604使用连接元件616固定地连接到传感器框架204。光栅606同样固定地连接到传感器框架204。如果传感器框架204弯曲,则凹面反射镜604将倾斜。这通过弯曲的双头箭头618符号化。因此,莫尔测量区620拉长或缩短,并且光栅606的左手边部分610的图像将偏移到光栅606的右手边部分612。这产生莫尔图案的改变,其通过相机602检测。

图8示出了根据第七示例性实施例的光学系统200的部分500的示意图。与图7中所示的第六示例性实施例不同,第七示例性实施例示出了模块化传感器框架208a和模块化保持框架210a。如果模块化传感器框架208a的位置和/或空间取向和/或模块化保持框架210a的位置和/或空间取向改变,则莫尔测量区620的长度也将改变,并且光栅606的左手边部分610的图像将偏移到光栅606的右手边部分612上。这产生莫尔图案的改变,其通过相机602检测。

图9示出了根据第八示例性实施例的光学系统200的部分500的示意图。第八示例性实施例与图7中的第六示例性实施例不同在于,在第八示例性实施例中,平面反射镜700提供在传感器框架204上。在第八示例性实施例中,光栅606的左手边部分610再次成像到光栅606的右手边部分612上,并且检测产生的莫尔图案。然而,辐射经由平面反射镜700偏转。从而,使用莫尔测量技术产生扭转测量区。在此的主要思想是,如果倾斜地照明的平面反射镜700绕着位于入射平面中的轴倾斜,则倾斜地照明的平面反射镜700旋转光栅606的左手边部分610的图像。

图10示出了根据第九示例性实施例的光学系统200的部分500的示意图。与图9中所示的第八示例性实施例不同,第九示例性实施例示出了模块化传感器框架208a和模块化保持框架210a。平面反射镜700在此布置在模块化传感器框架208a上。如果模块化传感器框架208a的位置和/或空间取向和/或模块化保持框架210a的位置和/或空间取向改变,则莫尔图案也将改变。

图11示出了安装和/或交换光学系统200的反射镜124,126的方法的流程图。在第一步骤S1中,将反射镜124,126中的一个插入到光学系统200中。在第二步骤S2中,测量反射镜124,126相对于传感器框架204的位置和/或空间取向。传感器框架204在此至少部分地布置在保持框架202内。在第三步骤S3中,根据依据步骤2的测量结果相对于传感器框架204将反射镜124,126定位和/或空间取向。在第四步骤S4中,将定位的和/或空间取向的反射镜124,126固定。

步骤S2中的反射镜124,126的位置和/或空间取向的测量能够以无接触方式实现。此外,步骤S2中的反射镜124,126的位置和/或空间取向的测量可以使用一个或多个光学传感器206a,206b,224a,224b实现。

已经解释了具有0.1至30nm之间的操作光的波长的EUV光刻设备的光学系统200的示例性实施例。然而,本发明不限于EUV光刻设备,并且还可以应用于其他光刻设备。在此作为示例提到了具有30至250nm之间的操作光的波长的DUV(深紫外)光刻设备。光学系统200还可以用于检查光掩模120的光掩模检查系统中。

尽管已经基于各种示例性实施例描述了本发明,本发明不以任何方式受限于它们,而能够以广泛的方式修改。

附图标记列表

100 EUV光刻设备

102 束成形系统

104 照明系统

106 投射系统

108 EUV光源

110 准直器

112 单色仪

114 EUV辐射

116 第一反射镜

118 第二反射镜

120 光掩模

122 晶片

124 第三反射镜

126 第四反射镜

200 光学系统

202 保持框架

204 传感器框架

206a,206b 传感器

208a,208b 模块化传感器框架

210a,210b 模块化保持框架

212 发射和接收单元

214 测量对象

216a,216b 模块控制回路

218a,218b 致动器

222a,222b 致动器

224a,224b 传感器

226 发射和接收单元

228 测量对象

230 连接元件

232a,232b 模块

233a,233b 光学控制回路

300 孔

301 基部主体

302 第一臂

304 第二臂

306 第三臂

308 测量距离

500 部分

501 参考物

502 相移干涉仪

504 干涉仪部件

506 测量反射镜

508 光学部件

510 开口

512 第一射线

514 第二射线

516 偏转反射镜

518 参考表面

520 第三射线

522 第四射线

524 干涉图

526 测量区

600 应用莫尔测量技术的干涉仪

602 相机

604 凹面反射镜

606 光栅

608 光源

610 光栅的部分

612 光栅的部分

614 观察光学单元

616 连接元件

618 弯曲的双头箭头

620 莫尔测量区

700 平面反射镜

V 体积

再多了解一些
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