专利名称：用于确定光学系统中的反射镜的发热状况的方法和布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法和布置。
背景技术：
微光刻技术用于制造微结构化的组件，例如集成电路或IXD。在具有照明系统和投射物镜的所谓投射曝光设备中实现微光刻工艺。在该情况下，利用投射物镜，将利用照明系统照明的掩模(=掩模母版(reticle))的像投射至涂布有光敏层(光刻胶(photoresist))且布置在投射物镜的像平面中的基底(例如硅晶片)上，以将掩模结构转印至基底上的光敏涂层上。由于缺少合适的透明折射材料(translucent refractive material)可供使用，在设计用于EUV范围(也就是说，在例如约13nm或约7nm的波长)的投射物镜中，使用反射镜(miiTor)作为光学组件用于成像过程。实际中出现的问题是:由于对EUV光源发射的辐射的吸收，以及由于在氢气中的清洗，EUV反射镜经历温度的上升以及与此关联的热膨胀或变形，并且这种膨胀或变形继而可导致光学系统的成像性质的恶化。为了能够评定这些效应，以及可能地补偿它们，需要尽可能精确地确定反射镜发热的程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法和布置，其基本不损害光学系统的操作，并允许发热状况的可靠特征化。通过根据独立权利要求1的特征的方法和根据独立权利要求19的特征的布置来实现该目的。—种确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法，其中该反射镜为EUV反射镜，该方法包含以下步骤:-将至少一个输入测量光束偏转至反射镜上；-测定(ascertain)由输入测量光束在与反射镜的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及-基于所述光学参数确定反射镜的发热状况。
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在EUV投射物镜中并在其操作期间直接进行以非接触方式通过分析输出测量光束而实现的确定温度变化的操作，该输出测量光束由输入测量光束在与反射镜相互作用之后产生，其中，依赖于涉及的相应实际结构，如下文中所更详细描述的，可利用光纤来提供以及传递走测量光。因而，在投射物镜的典型抽真空的壳体中不需要附加的电子装置，以及没有杂散光被引入光学系统中。本方法尤其可利用测量布置来实现，该测量布置以分离模块的形式与投射物镜相连。在实施例中，测定至少一个光学参数的操作包含测定依赖于反射镜材料的折射率的至少一个值。在该情况下，根据本发明，可以利用以下事实:典型地存在于EUV反射镜的反射镜材料中的低膨胀系数涉及折射率的相对显著的温度依赖性，其继而使得可以以相对大的精度从对折射率的变化的测量来推断反射镜温度的变化(如下文所更全面描述的)。在实施例中，测定至少一个光学参数的操作包含测定光程长度变化。在实施例中，测定至少一个光学参数的操作包含测定预定波长处的反射率。在另一实施例中，测定至少一个光学参数的操作包含测定输出测量光束相对于输入测量光束的光束偏转。在另一实施例中，测定至少一个光学参数的操作包含测定输出测量光束的波长。在实施例中，多个输入测量光束偏转至反射镜上。这些输入测量光束尤其可以相对于光学系统的光轴的不同方位角偏转至反射镜上，以获得关于反射镜的温度分布以及还可能关于与特定照明设定关联的发热效应的任何对称性的信息。在实施例中，输出测量光束由输入测量光束穿过反射镜至少一次来产生。本发明也涉及一种确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法，其中，该方法包含以下步骤:
-将至少一个输入测量光束偏转至反射镜上；-测定由输入测量光束在与反射镜的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及-基于所述光学参数确定反射镜的发热状况，-其中，输入测量光束通过反射镜的反射表面和反射镜后侧之间的区域至少一次。反射镜包含基底和反射表面。因而，输入测量光束穿过基底(对应于反射镜的反射表面和反射镜后侧之间的区域)至少一次。尤其是，输入测量光束可穿过基底至少一次，而未在反射镜的(EUV)反射表面处反射。尤其是，输出测量光束可由输入测量光束多次穿过反射镜(或相应地为反射镜基底)来产生，由此，可以实现测量部分的长度的增加，以及因此获得测量精度的提高。在实施例中，输出测量光束可由输入测量光束在布置于反射镜处的光学兀件处的反射来产生。该光学元件可具有至少一个DBR (DBR= “分布式布喇格反射体”)。此外，该光学元件还可为表面发射激光器(VCSEL)。本发明还涉及一种确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法，其中，该方法包含以下步骤:-将至少一个输入测量光束偏转至反射镜上；-测定由输入测量光束在与反射镜的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及-基于所述光学参数确定反射镜的发热状况，
-其中，输出测量光束由输入测量光束在布置于反射镜处的光学兀件处的反射来产生，其中该光学元件具有至少一个DBR。尤其是，反射镜包含基底和反射表面，其中可将至少一个DBR提供在反射镜的基底上。本发明还涉及一种确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法，其中，该方法包含以下步骤:-将至少一个输入测量光束偏转至反射镜上；-测定由输入测量光束在与反射镜的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及-基于所述光学参数确定反射镜的发热状况，-其中，输出测量光束由输入测量光束在布置于反射镜处的光学兀件处的反射来产生，其中该光学元件为表面发射激光器(VCSEL)。尤其是，反射镜包含基底和反射表面，其中可将VCSEL提供在反射镜的基底上。本发明还包含如下实施例，其中输入测量光束(来自光源)穿过反射镜基底，以到达DBR或VCSEL，和/或以(从DBR或VCSEL)到达检测器。在另一方面，本发明涉及一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的布置，其中，反射镜为EUV反射镜，所述布置包含:-测量光源单元，用于产生至少一个输入测量光束；-检测器单元，用于测定至少一个输出测量光束的光学参数，该输出测量光束由输入测量光束在与反射镜的相互作用之后产生；以及-评估单元，用于基于所述参数确定反射镜的发热状况。在实施例中，测量光源单元具有多个测量光源。此外，检测器单元可具有多个检测器。尤其是，多个测量光源和/或多个检测器可以相对于光学系统的光轴的不同方位角布置在反射镜的周围。在实施例中，多个测量光源和/或多个检测器以矩阵方式布置。在另一方面，本发明还涉及一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的布置，所述布置包含:-测量光源单元，用于产生至少一个输入测量光束；-检测器单元，用于测定至少一个输出测量光束的光学参数，该输出测量光束由输入测量光束在与反射镜的相互作用之后产生；以及-评估单元，用于基于所述参数确定反射镜的发热状况；-其中输入测量光束穿过反射镜的反射表面 和反射镜后侧之间的区域至少一次。在另一方面，本发明还涉及一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的布置，所述布置包含:-测量光源单元，用于产生至少一个输入测量光束；-检测器单元，用于测定至少一个输出测量光束的光学参数，该输出测量光束由输入测量光束在与反射镜的相互作用之后产生；以及-评估单元，用于基于所述参数确定反射镜的发热状况；-其中，反射镜包含基底和反射表面，以及其中至少一个DBR被提供在基底上。
在另一方面，本发明还涉及一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的布置，所述布置包含:-测量光源单元，用于产生至少一个输入测量光束；-检测器单元，用于测定至少一个输出测量光束的光学参数，该输出测量光束由输入测量光束在与反射镜的相互作用之后产生；以及-评估单元，用于基于所述参数确定反射镜的发热状况；-其中反射镜包含基底和反射表面，以及其中至少一个表面发射激光器(VCSEL)被提供在基底上。在说明书和所附权利要求中阐明了本发明的进一步构造。
下文利用在附图中作为示例示出的实施例，更详细地描述了本发明。
图中:图1示出了说明根据本发明的实施例的测量布置的示图；图2示出了说明根据本发明的测量布置的另一实施例的示图；图3a_g示出了关于反射镜的、根据本发明而实现的温度调整或调节(regulation)的可能实施例的示图；图4-7示出了说明根据本发明的测量布置的其它实施例的示图。
具体实施例方式下面，参考图1至3来描述本发明的实施例，其中干涉测量地(如相关积分测量)进行对温度引起的折射率变化的非接触测量。图1中通过示例示出了用于反射镜101处的温度测量的测量布置100。参考图1，由激光光源(未示出)产生的线性偏振的激光光束105耦合进测量布置100,并首先入射到偏振中性(polarisation-neutral)或偏振无关的分束器110。本发明不限于此，例如涉及几个微米(μ m)的波长的红外激光器可用作测量光源。激光光束105耦合进测量布置100,使得入射至分束器110上的光的偏振方向相对于由入射光束、透射光束和反射光束限定的平面成45°的角度，因此作为结果，反射和透射光束就其对耦合进的光的总强度的比例而言是相同的。由分束器110透射的光穿过待测量的反射镜101，在偏转棱镜120处被反射，且在再次穿过反射镜101之后，穿过λ /4波片125，该λ /4波片将基本上为线性偏振的光(由于偏转棱镜120的可忽略的偏振影响)转变为圆偏振光。在此以及在以下的实施例中(以及如从图中可获悉的)，反射镜101包含基底和反射表面。基底例如可由材料制成，即可包含材料或由材料构成，所述材料具有零交叉温度(过零温度(zero-crossingtemperature)),即温度依赖性的热膨胀系数(=热膨胀的系数)，该材料例如为ze_rodu1-Kor ULE 。如从图1可获悉的，输入测量光束至少一次穿过反射镜的基底，而未在反射镜101的反射表面(图1中的反射镜的上表面，其为凹的)处反射。换句话说，输入测量光束至少一次(在特定实施例中为两次)穿过反射镜101的反射表面和反射镜101的后侧(图1中的反射镜的下表面)之间的区域。偏振分束器130和140用于测量此后分别由分束器110透射及反射的成分。在第二偏振分束器140的下游，由分束器110透射的成分的偏振方向分别具有0°和90°的角度，利用光电二极管150和170分别测量关联的光成分。在第一偏振分束器130的下游,在分束器110中反射的成分的偏振方向分别具有180°和270°的角度,利用光电二极管180和160分别测量关联的光成分。因而，利用图1的测量布置实现了四个推拉(push-pull)信号的相对干扰不敏感的评估。此外，图1采用的测量布置提供在测量布置100的相同侧耦合进和耦合出的测量(激光)光束，因此提供了光穿过反射镜材料两次，导致测量精度增加。实际上，在光学系统的光源已经开始运转或开启之后，利用绝对温度传感器确定开始温度或开启温度(例如1^=221^ ),并通过在开始时设零的计数器(counter)将开启温度用作参考温度，然后对干涉测量中被测量的反射镜101发热时出现的干涉条纹进行计数。这样，可通过等式⑴来测定反射镜温度的变化，例如精度程度在毫开尔文(mK)范围内，根据本发明可实现的分辨程度例如为0.4mK。利用测量布置干涉测量地确定的光程长度差OPD和导致光程长度差OPD的温度变化之间关系由下式给出:OPD ( δ ) =dn/d δ * Δ δ *L (I)其中δ表示温度(单位为开尔文，K)，dn/dS表示折射率的温度依赖性变化(单位为1/K)，以及L表示测量距离。对于所使用的各个反射镜材料，dn/dS的值是已知的，例如在具有低热膨胀程度的玻璃的情况下，dn/d δ >10*10-6ro根据本发明确定温度的变化，可直接在EUV投射物镜中以及在其运转期间实现，为了该目的，例如测量光可通 过光纤来提供以及移走，由此测量布置可以分离模块的形式与投射物镜连接。该构造具有的优点是在投射物镜的典型抽真空壳体中不需要附加的电子装置，以及也没有杂散光被引入光学系统中。应意识到，参考图1描述的测量布置仅作为示例，并且也可能使用其他合适的测量布置。原则上，根据本发明的测量布置可根据所谓的零差方法(homodyne method)(即利用相同频率的信号的叠加，如下所述)来操作，也可根据所谓的外差方法(heterodynemethod)(即利用不同频率的信号的叠加)来操作。作为最后提及的原理的示例，也可使用在不同频率的两个激光器模式，只要通过应用外部磁场在共振腔中实现塞曼分裂(Zeemansplitting)使得产生两个不同的偏振成分(分别具有右旋和左旋圆偏振)即可，该偏振成分继而可通过偏振分离器(polarisation divider)来得到评估。参考图2，可将根据本发明的测量布置实现为使得多个输入测量光束偏转至反射镜201上，其中测量光束分别以相互不同的方位角耦合进和耦合出。在图2的实施例中，围绕俯视图中示出的反射镜201布置了四个如参考图1描述的测量布置，在圆周方向上各自互相偏移90°，其中，基于图1的结构，对于这些测量布置的每一个，这里示出了光电二极管250-253和偏转棱镜220-223的相应对。在各个情况中，可以根据特定要求可变地选择测量布置的数目和方位角取向。例如，在另一实施例中，也可以围绕待测量的反射镜201以圆周方向上的方位角偏移关系设置具有参考图1描述的结构的八个测量布置。在该情况下，在上述对不同方位角的路径长度变化的评估期间，可推导出温度的相应变化以及与温度变化有关的轴向方向上(关于系统的光轴)的变形。因而，可以以此方式来测定反射镜的变形产生何种像差，该反射镜的变形涉及例如由给定的照明设定引起的温度变化。一旦已经确定了反射镜101或201的发热状况，就可开始合适的校正措施。参考图3，下文示出了使用外部加热或冷却装置可如何实现这些，以补偿或均匀化出现的像差。传统上，这例如通过向光束路径中附加引入特定变形的光学元件来实现。参考图3，下文描述了一替代方法(其中可以省略这种附加的变形的光学元件)。该方法基于以下事实:在通常使用的气体环境(例如氪、氩等)中进行热量传输时占主导地位的效应是热传导。为了该目的，图3中示出的结构包括在(例如水_)冷却底板320上的珀耳帖(Peltier)元件310a…的矩阵式布置310。冷却底板320用于考虑珀耳帖元件310a…的有限温度范围，其中可将珀耳帖元件310a…设定或保持在给定的温度。典型地，不同的温度范围大约为60-80°C。通过冷却底板320，可对该温度范围预定合适的偏置，以允许温度降低至例如10°C或20°C。与珀耳帖元件310a…关联的是测量传感器330，其在示出的实施例中位于陶瓷基底325上，并直接测量温度，相应的珀耳帖元件310a…将该温度传入反射镜301中。合适的冷却孔或加热孔可布置在反射镜的后侧，其防止珀耳帖元件310a…彼此接触以及防止在它们之间出现不想要的“串扰”。通过图3中示出的结构，可实现温度调节，并且例如由给定照明设定导致的反射镜301的温度变化可得到补偿(因此例如不需要将特定变形的透射元件引入至光束路径中)。尽管图3中的结构可有利地与反射镜的温度变化的特性化组合(参考图1和2在上文中描述)，以便例如以 此方式基于测定的温度变化来执行温度的调节，但是本发明不限于此。因此，在另一实施例中，也可独立于温度变化的测量而使用图3的结构或将其作为独立的单元使用，以便例如依赖于相应照明设定来实现对反射镜301的温度的特定目的的影响，并因此实现反射镜301的温度变化的均匀化或反射镜301的成像特性的优化。如图3d (以横截面)和图3e (以俯视图)所示，冷却或加热孔或珀耳帖元件31(^..的布置和数量可依据为了实现尽可能均匀的温度分布所涉及的相应特定要求而变化，同时图3f (以截面)和图3g(以俯视图)示出了例如冷却和加热孔或珀耳帖元件在反射镜后侧上的同心布置。参考图4等，下文描述了本发明的实施例，其中待测量的在反射镜上连续设定的折射率或折射率梯度的变化被用于确定反射镜的发热状况。为了示出测量原理，图4首先示出了凹反射镜形式的待测量的反射镜401，光405从EUV光源(未示出)入射于其上，使得反射镜401发热。反射镜401可在其后侧上冷却。因此，从光入射表面401a (其发热最强)至反射镜后侧401b，存在折射率梯度。现在，如图4所示，来自激光二极管410的光束411在横向于EUV光405的传播方向(即坐标系统中的Z方向)的方向(即X方向)上穿过反射镜401而偏转至位置检测器420 (例如以CCD相机或CD阵列的形式)。亦可使用任何其他合适的光源来代替激光二极管410，其中优选的是单色的，以避免折射率的波长依赖性的影响，并且选择波长使得反射镜401的材料是充分透明的。如从图4可获知的，输入测量光束穿过反射镜基底至少一次，而未在反射镜401的反射表面(其为凹的，图4中的上表面)上反射。换句话说，输入测量光束穿过反射镜401的反射表面和反射镜后侧401b之间的区域至少一次。垂直于由反射镜401的发热状况产生的折射率梯度穿过反射镜401的光束411由于光束横截面上的折射率梯度而“看到(see)”不同的折射率。尤其是以图形表示时，光束411的左手边(其直径可在例如l_5mm的范围内，且本发明不限于此)比光束411的右手边经历更高或更低的折射率，这在光束411的横截面上导致不同的传播速度并因此导致光束411的偏转。因此，在待测量的反射镜401上连续设置的折射率梯度转变为光束411的位置变化，其可通过位置检测器420来测量。应意识到，关于光束411穿过反射镜410的构造，本发明不限于图4示出的几何形状。参考图4所描述的测量原理的运作所必需的仅是，折射率梯度在垂直于光束411的传播方向的方向上具有分量，使得因此提供波前的弯曲并因此提供光束411的束偏转。在另一实施例中，也可由反射镜401偏转多个光束，只要激光二极管的相应布置(线性、矩阵形式或任何其他的)被沿着反射镜布置(例如彼此的间隔为几毫米)，以及利用合适的位置检测器布置(例如四象限光电二极管或其他的形式，尤其是矩阵形式检测器布置)来测定位置变化即可。因此，在另一些实施例中，也可由反射镜401在不同的光束角度偏转多个光束，由此还尤其可考虑反射镜401的弯曲的光学有效表面的构造(在示例中为凹的)以及反射镜的温度变化分别在X方向和I方向上的与此有关的变化。也可以围绕反射镜401在圆周方向上以方位角偏移的关系布置多个光源或激光二极管410，以提供关于反射镜401的温度分布以及与给定照明设定结合的发热的任意对称性的信息。这样，可以考虑或测量反射镜401的非均匀发热效应，其与给定照明设定的使用相关。可通过在不同角度布置多个光源或激光二极管410或者还通过在反射镜401上的反射性反射镜侧表面的合适构造来实现多个光束以不同光束角度穿过反射镜401的通路。在另一实施例中，也可通过利用合适的涂层(例如铝)而具有反射特性的相应反射镜侧表面来增加测量部·分的长度，使得这提供结果(resulting)光束偏振的增加并因此提供测量精度的增加。当仅使用一个测量部分或激光二极管时，如图4所示，若其布置在光入射表面410a的直接邻近处(例如具有小于2mm的间距)或与其相切(tangentially)时，则可以是有利的，因为依赖于反射镜401的相应构造(尤其是当其由高导热性的材料制成时)，要利用的折射率梯度可以在该区域中特别显著。如图4所示实现的确定折射率变化的操作亦可直接在EUV投射物镜中实现，以及也可直接在EUV物镜的操作期间实现，为此目的，例如可通过光纤来提供和转移走测量光。该设计构造具有的优点是，在投射物镜的典型抽真空的客体中不需要附加的电子装置，并且也没有杂散光被弓I入光学系统中。在上述测量程序之前，可执行校准(calibration)操作，在该校准期间，测定光束411的位置变化和反射镜401的温度变化之间的关系，用于温度变化的预定和特定设定的值。尽管使用凹反射镜401的示例来描述了参考图4所述的测量原理，但本发明不限于此。因此，例如，反射镜也可为凸弯曲的或平面的。尤其是，例如当在反射镜的后侧上进行主动冷却时，在所有的反射镜材料内提供测量程序所需的折射率梯度，使得光束410也可以在离光学有效表面401a的更大间距处穿过，且该光学有效表面401a的曲率不再起重要作用。然而，即使在大致于反射镜材料内的几个毫米的距离上并因此仅在光学有效表面401a的直接邻近处产生折射率梯度的情况中，如前所述，穿过反射镜401的光束411的构造也可以不同的光束角度来实现，并因此可适配于光学有效表面401a的弯曲。根据另一些实施例，为了通过图4的测量装置来抑制干涉测量噪声，以及增加测量精度，可以采用锁定(lock-1n)过程。这样，可以考虑以下事实:在投射曝光设备的操作期间，典型地以脉冲方式进行照明，其中设计用于EUV的投射曝光设备中的典型频率可在IOkHz附近，使得在一些情况下，在反射镜材料中，温度梯度也可以对应频率再次建立和减低。参考图5至7，下文描述本发明的进一步实施例，其基于半导体层的折射率随着温度的变化。这些半导体层可为所谓的DBR(= “分布布喇格反射体”)形式。DBR具有高折射率和低折射材料(例如AlGaAs和GaAs半导体)的交替布置，其使得在例如利用I μ m波长的光的照射时，光的一部分在每个第二分界面处被反射回去。如图5所示，将这样的DBR 610施加至待测量的反射镜610 (包含基底和反射表面)，实践中，这在反射镜601的光学未使用区域中实现。尤其是，DBR 610可施加至反射镜601的反射镜基底。例如可通过银传导粘合剂或铟实现接触，以在反射镜601和DBR 610之间的过渡处实现尽可能低的阻抗。作为与反射镜601接触的结果，DBR 610保持在反射镜601的温度。波长优选为在红外范围内(例如在λ ^lym)的光源620 (例如激光二极管)将测量光偏转到DBR 610上，并且合适的检测器630 (例如CXD相机)测量在DBR 610处偏转的光。本发明也包含如下实施例:其中来自光源620的输入测量光束穿过反射镜基底以到达DBR 610和/或以(从DBR 610)到达检测器630。使用红外光尤其合适，因为在红外范围内温度对反射率曲线的影响明显比例如EUV光大。与上述实施例的测量布置相似，图5的测量布置600具有以完全非接触的方式实现测量的优点。
如图5所示，作为将DBR 610安装至待测量的反射镜601的结果，反射镜601的温度变化导致反射谱的移动，因为折射率、带隙以及DBR 610的层厚度(作为热膨胀的结果)由于温度的变化而变化。反射镜601的温度变化因此可从涉及反射镜601的温度变化的DBR 610的反射率的变化来推导。根据参考图6和7描述的另一测量原理，光学元件710也可安装在待测量的反射镜701 (包含基底和反射表面)上，其中两个DBR组合在具有激光有源区的元件710中，以产生表面发射激光器(VCSEL)。尤其是，光学元件710可施加在反射镜701的反射镜基底上。光必须被反射至两个DBR之间以及从两个DBR之间反射，以激活激光有源区。在温度变化时，DBR的反射能力变化，此外还发生DBR之间的激光活有源区的热膨胀，使得温度的变化涉及表面发射激光器(VCSEL)的基本发射模式的变化，继而如图6所示利用光谱仪730确定该变化。换句话说，反射镜701的温度变化最终导致表面发射激光器(VCSEL)所发射的光的波长的位移，其中依赖于反射镜701的温度的该位移典型地可在0.2-0.3nm/K的范围内。在该情况下，例如根据本发明合适的表面发射激光器(VCSEL)基于AlGaAs和GaAs半导体，其可具有在SOOnm和IlOOnm之间的范围内的发射波长。本发明还包含如下实施例:其中来自光源720的输入测量光束穿过反射镜基底以到达光学元件710和/或以到达(从光学元件710)光谱仪730。
在另一些实施例中，也可使用量子级联激光器来代替VCSEL，该量子级联激光器可通过微波(通过使用微波源，而不是光源710)来激发。因为利用上文中参考图6描述的测量原理而使用的、表面发射激光器的发射波长的变化，还出现在反射镜温度轻微变化(例如仅0.01K)的情况中，所以对温度分辨率的限制因素最终是光谱仪730的波长分辨率。在该方面，可用的标准光谱仪已经可以实现
0.3-0.5K范围内的温度分辨率。例如，高达0.05-0.1K的更高级别的温度分辨率是可能的，例如当使用傅里叶变换光谱仪时，该傅里叶变换光谱仪允许低于0.1nm的范围的波长分辨率级别(典型地在0.035mm和1.5 μ m之间))。关于在图5和图6的测量布置中使用的测量光源620或720的工作波长，在参考图6所描述的方法的情况下，它们优选在反射率曲线的中心附近，使得关于激光有源区实现尽可能显著的效应(其中，温度的变化尤其导致带隙的变化和激光有源区的热膨胀)。相反，在上文参考图5所描述的方法的情况下，优选选用在反射谱R(X)的边缘的区域中的工作波长，使得温度变化对DBR 610的反射率的影响尽可能大或达到其最大值。图7以示例方式示出了特定测量布置，其中以表面发射激光器形式的、安装在待测量的反射镜801上的光学元件810被光学地泵浦，由此避免了至表面发射激光器的电馈线，且使非接触测量变得可能。为了该目的，如图7所示，具有玻璃纤维连接的、商业上可得的激光二极管820用作泵浦源，其中将与表面发射激光器的波长不同的波长选择作为激光二极管820的波长。在该情况下，泵浦光在能量方面应高于激光发射且在DBR的阻带之外。通过玻璃纤维805和分束器830，以及UHV兼容的玻璃纤维传输装置840将激光二极管820的光传递到投射曝光设备的投射物镜的真空室中。在那里，可经过UHV兼容的玻璃纤维将光进一步传递至投射物镜的一个或多个反射镜801的相应测量点。在玻璃纤维末端的合适准直光学系统(未不出)将光聚焦在反射镜801的表面发射激光器810上,并再次将由表面发射激光器810发出的光耦合进玻璃纤维805。准直光学系统可具有这样的设计构造，使得表面发射激光器810或VCSEL芯片具有0.5*0.5mm2的尺寸。发射的光通过玻璃纤维805传回至分束器830，并从那里通过边缘滤波器(edge fiIter)(其衰减泵浦波长)而耦合进检测器860。在图7的结构中采用的，将泵浦光耦合进和耦合出表面发射激光器810，并还将由表面发射激光器810发射的光耦合进同一玻璃纤维805，具有不需要附加的玻璃纤维的优点。另一方面，与例如在反射镜表面的旁边或平行于反射镜表面的方向上的光学泵浦(其原则上也是可以的)相比，还可以防止将不期望的杂散光引入到光学系统中。分别使用的组件(DBR或VCSEL)关于待测量反射镜的热接触在参考图5_7所描述的实施例中都分别是必需的，但是在其他方面，所讨论的组件(DBR或VCSEL)的“交流(interrogation)”是非接触方式。与上述实施例类似,也可使用多个相应使用的组件(DBR或VCSEL)，其继而例如可以矩阵式布置来实现。即使参考特定实施例而已描述了本发明，但是例如通过单独实施例的特征的组合和/或交换，大量变型和替代实施例对本领域技术人员而言仍将是显而易见的。因而，本领域技术人员应意识到，本发明也包含这种变型和替代实施例，且本发明仅由所附权利要求及其等同方式来限 制。
权利要求
1.一种确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法，其中所述反射镜为EUV反射镜，以及其中所述方法包含以下步骤: a)将至少一个输入测量光束偏转至所述反射镜(101、201、401、601、701、801)上； b)测定由所述输入测量光束在与所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及 c)基于所述光学参数确定所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的所述发热状况。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:在步骤b)中，测定所述至少一个光学参数的操作包含测定依赖于所述反射镜材料的折射率的至少一个值。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于:在步骤b)中，所述测定所述至少一个光学参数的操作包含测定光程长度变化。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于:在步骤b)中，所述测定所述至少一个光学参数的操作包含测定预定波长处的反射率。
5.如前述权利要求任 一项所述的方法，其特征在于:在步骤b)中，所述测定所述至少一个光学参数的操作包含测定所述输出测量光束相对于所述输入测量光束的光束偏转。
6.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于:在步骤b)中，所述测定所述至少一个光学参数的操作包含测定所述输出测量光束的波长。
7.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于:步骤a)包含将多个输入测量光束偏转至所述反射镜(101、201、401、601、701、801)上。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于:以相对于所述光学系统的光轴的不同方位角，将所述输入测量光束偏转至所述反射镜(101、201、401、601、701、801)上。
9.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于:所述输出测量光束由所述输入测量光束穿过所述反射镜(101、201、401)至少一次而产生。
10.一种确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法，其中，所述方法包含以下步骤: a)将至少一个输入测量光束偏转至所述反射镜(101、201、401、601、701、801)上； b)测定由所述输入测量光束在与所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及 c)基于所述光学参数确定所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的所述发热状况； 其中，所述输入测量光束穿过所述反射镜(101、201、401)的反射表面和反射镜后侧之间的区域至少一次。
11.如权利要求9或权利要求10所述的方法，其特征在于:所述输出测量光束由所述输入测量光束多次穿过所述反射镜(101、201、401)而产生。
12.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于:所述输出测量光束由所述输入测量光束在布置于所述反射镜(601、701、801)处的光学元件(601、701、801)处的反射而产生。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于:所述反射镜(601、701、801)具有至少一个 DBR。
14.一种确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法，其中，所述方法包含以下步骤:a)将至少一个输入测量光束偏转至所述反射镜(101、201、401、601、701、801)上； b)测定由所述输入测量光束在与所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及 c)基于所述光学参数确定所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的所述发热状况； 其中，所述输出测量光束由所述输入测量光束在布置于所述反射镜(601、701、801)处的光学元件(601、701、801)处的反射而产生，其中所述光学元件(601、701、801)具有至少一个 DBR。
15.如权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于:所述光学元件(701、801)为表面发射激光器(VCSEL)。
16.一种确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的方法，其中，所述方法包含以下步骤: a)将至少一个输入测量光束偏转至所述反射镜(101、201、401、601、701、801)上； b)测定由所述输入测量光束在与所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及 c)基于所述光学参数确定所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的所述发热状况； 其中，所述输出测量光束由所述输入测量光束在布置于所述反射镜(601、701、801)处的光学元件(601、701、801)处的反射而产生，其中所述光学元件(701、801)为表面发射激光器(VCSEL)。
17.如前述权利要求任 一项所述的方法，其特征在于:在步骤b)中，测定所述光学参数的步骤以干涉测量的方式实现。
18.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于:在所述微光刻投射曝光设备的操作期间，进行步骤a)、b)和/或C)。
19.一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的布置，其中，所述反射镜为EUV反射镜，所述布置包含: 测量光源单元，用于产生至少一个输入测量光束； 检测器单元，用于测定至少一个输出测量光束的光学参数，该输出测量光束由所述输入测量光束在与所述反射镜的相互作用之后产生；以及 评估单元，用于基于所述参数确定所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的所述发热状况。
20.如权利要求19所述的布置，其特征在于:所述测量光源单元具有多个测量光源。
21.如权利要求19或权利要求20所述的布置，其特征在于:所述检测器单元具有多个检测器。
22.如权利要求20或权利要求21所述的布置，其特征在于:多个测量光源和/或多个检测器以相对于所述光学系统的光轴的不同方位角布置在所述反射镜周围。
23.如权利要求20至22中任一项所述的布置，其特征在于:多个测量光源和/或多个检测器以矩阵方式布置。
24.如权利要求19至23中任一项所述的布置，其特征在于:所述布置构造为执行根据权利要求1至18中任一项所述的方法。
25.一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的布置，其中，所述布置包含: 测量光源单元，用于产生至少一个输入测量光束； 检测器单元，用于测定至少一个输出测量光束的光学参数，该输出测量光束由所述输入测量光束在与所述反射镜的相互作用之后产生；以及 评估单元，用于基于所述参数确定所述反射镜(101、201、401、601、701、801)的所述发热状况； 其中，所述输入测量光束穿过所述反射镜(101、201、401)的反射表面和反射镜后侧之间的区域至少一次。
26.一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的布置，其中，所述布置包含: 测量光源单元，用于产生至少一个输入测量光束； 检测器单元，用于测定至少一个输出测量光束的光学参数，该输出测量光束由所述输入测量光束在与所述反射镜的相互作用之后而产生；以及 评估单元，用于基于所述参数确定所述反射镜(601、701、801)的所述发热状况； 其中，所述反射镜(601、701、801)包含基底和反射表面，以及其中，在所述基底上提供至少一个DBR。
27.一种用于确定光学系统中，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的发热状况的布置，其中，所述布置包含: 测量光源单元，用于产生至少一个输入测量光束； 检测器单元，用于测定至少一个输出测量光束的光学参数，该输出测量光束由所述输入测量光束在与所述反射镜的相互作用之后而产生；以及 评估单元，用于基于所述参数确定所述反射镜(701、801)的所述发热状况； 其中，所述反射镜(701、801)包含基底和反射表面，以及其中，所述基底上提供至少一个表面发射激光器(VCSEL)。
全文摘要
本发明涉及用于确定在光学系统，尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜(101、201、401、601、701、801)的发热状况的方法和布置。在实施例中，反射镜为EUV反射镜，以及根据本发明的方法包含以下步骤将至少一个输入测量光束偏转至反射镜(101、201、401、601、701、801)上；测定由输入测量光束在与反射镜(101、201、401、601、701、801)的相互作用之后产生的至少一个输出测量光束的至少一个光学参数；以及基于所述参数确定反射镜(101、201、401、601、701、801)的发热状况。
文档编号G01M11/00GK103250101SQ201180056581
公开日2013年8月14日 申请日期2011年11月17日 优先权日2010年11月25日
发明者P.沃格特, M.赫尔曼, O.迪尔, A.G.马乔 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司