专利名称：具有用来获取光强度的探测器的照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于波长^100 nm的微光刻-投影曝光设备的 照明系统，特别是在EUV-波长范围中的照明系统，其中，照明系 统包括用来照明出射光瞳平面的光源，以及至少一个用来改变在出 射光瞳中的照明的元件。此夕卜，本发明还涉及一种方法，用来当在 出射光瞳平面的照明被改变时(这也被称为微光刻-投影曝光设备的 设定)调节基本相同的光能，特别是沿着扫描路径的积分的光能。
背景技术：
为了能够还要进一步减少用于电子器件的结构宽度，特别是在 亚微米范围，必须减小用于微光刻技术的光的波长。可以考虑具有 小于100nm的波长的光的应用，例如具有專欠(weich) X射线的凝: 光刻#支术，即所谓的EUV-樣i光刻4支术。
EUV4敖光刻技术所应用的波长优选为8-20 nm，优选为11-14 nm, 特另'j为13.5 nm。
EUV-微光刻技术是最有前途的未来微光刻技术中的一种。现在 在晶片上的0.2-0.3的数值孔径时讨论的是将在11-14 nm范围内的 波长、特别是13.5 nm的波长作为用于EUV4效光刻4支术的波长。在 EUV-微光刻技术中图像质量一方面通过投影物镜、另 一方面通过照 明系统而确定。照明系统应4是供尽可能均匀的场平面的照明，在该 场平面中设置有对结构进行支承的掩蔽物，即所谓的光罩。投影物
7镜将场平面成像在像平面中，即所谓的晶片平面，在该晶片平面中
设置有光壽丈物体。通常用于EUV-光刻技术的投影曝光设备实施为 具有反射光学元件的所谓的微光刻-投影曝光设备。如果照明系统只 包含有反射光学元件，那么将其称为反射的照明系统。如果投影系 统只包含有反射光学元件，那么其称作为反射的投影系统。如果照 明系统和投影系统都只包含有反射光学元件，那么微光刻-投影曝光 设备就被称为反射的微光刻-投影曝光设备。在EUV-投影曝光设备 的像平面中的场的形式典型地是具有高纵4黄比的环形场，该纵横比 通过宽度和弧长来定义。优选地宽度为^1 mm，特别优选为22mm。 弧长特别为^22mm，优选为三26 mm。才更影曝光i殳备通常以扫描的 模式工作。所涉及的EUV-投影曝光设备请参阅下列的文献
US 2005/0088760 A US 6,438,199 B US 6,859,328 B
为了调节在光瞳平面中的照明、所谓的成像i殳定或照明的相关 度，在现有技术中提出在EUV-系统时借助于设置在光瞳平面中或 附近或者共轭的光瞳平面中或附近的光阑来调节照明。在通过光阑 调节设定或照明时例如在设定变化时例如,人o=0.8改变至0=0.5时， 就要出现60%几何的光损失。
作为利用光阑对设定进行调节的替换方案，US 6,658,084提 出，在带有两个棱面的照明系统中利用光通道的对应设置的变化来 对设定进行调节。在具有两个带棱面的光学元件的反射的照明系统 时，第 一带棱面的光学元件的第 一光栅元件被形成为第 一棱面镜并 且第二带棱面的光学元件的第二光4册元件^皮形成为第二棱面4竟。在 此，例如第一带棱面的光学元件，即所谓的场棱面镜可被替换。然 而光学元件的替换也导致了在照明系统中的透射率的改变。例如第 一带棱面的光学元件的替换引起了几何效率的改变，因为通常不是所有由光源提供的光都能被利用的。假如通道对应设置关系的改变 不是通过第一带棱镜的光学元件的替换来调节，而是通过例如在第 二带棱镜的元件上的镜子调节，那么也同样给出整个系统的透射率
的改变，因为反射EUV-光的第二带棱镜的光学元件的棱面镜具有 多层，其被优化到一个入射角度。假如该棱面镜被翻转或者说倾斜， 那么反射性就降4氐并起在此也在照明系统中出现透射率的改变。
因为照明系统的每次透射率的改变都导致在物体中的在4寺照 明的场的范围中光强度的改变，或作为结果导致在孩吏光刻-投影曝光 设备中像平面中的光强度的改变，因此这种光强度的波动传递到设 置在像平面中的光敏基板上。
然而为了保持相同的生产产品，必需佳^寻沿着扫描路径对:没置 在^f象平面中的基^反总是施加以相同的积分的光功率。
因此，由现有冲支术已知了一种照明系统，利用该照明系统可测 量或调节场平面中的光强度。与此相关的可参阅下列文献
EP 1291721 A EP 1355194 A US 2002/0190228 A WO 2004/031854 A US 6,885,432 B US 2005/0110972 A
由现有技术已知的系统的缺点是，如US 2005/0110972 A所描 述的用来调节在场平面中的照明那才羊，光源的光被遮挡。这具有光 损失的缺点。
发明内容
此外，光损失导致投影曝光设备的扫描速度相对较低，这是因 为为了对光敏层、例如对光刻胶进行曝光总是需要确定的光量。如 果每个时间单位只才是供少量的光，因为如遮挡了光源的光脉冲，那
么就不可避免地降低了微光刻-投影曝光设备的扫描速度。
因此，本发明的目的是提出一种照明系统和一种方法，采用这 种系统/方法即使在调节出射光瞳平面中的照明时、尤其是在相干度 改变时或在设定变化时在设置有待曝光的晶片的像平面中总是提 供相同的光强度，特别是积分的光强度，其中避免了现有技术的缺 点，特别是最小化了光损失。
才艮据本发明的目的这样地实现，即在照明系统中i殳置有至少一
个探测器用来探测光源的光。探测器可以i殳置在用于改变在出射光 瞳平面中的照明的元件之前、元件上或元4牛之后。此夕卜，照明系统 还包括一个装置，其获取光强度信号和并根据光强度信号来调节用 于光敏物体的扫描速度的控制信号。这种类型的装置被称为调整单 元。
根据本发明，为了在出射光瞳平面的不同照明的情况下尽可能 地使在设置有光敏物体的平面中的光强度保持恒定，由探测器获取 的光强度信号被传送给上述的调整单元。 -假如由于通过对设定进行 调节或者对照明系统的相干度调节导致对出射光瞳平面的照明的 变化而改变了照明系统或微光刻-投影曝光设备的透射率，那么就改 变在i殳置有光4丈物体的平面中的光强度。然而在设置有光4文物体的 平面中的光强度也可通过光源强度的波动和光学平面的衰减效应 而发生变化。至少由于波动造成的光强度的改变可借助于探测器而 确定。根据本发明，为了能在设置有光敏物体的平面中基本上提供 相同的光强度，利用调整单元来改变或调节所谓的扫描速度，该扫描速度就是所要曝光的物体、也就是光敏晶片在像平面中的移动速 度。在此，由探测器获取的强度以及可能的其他的信息、如在出射 光瞳平面中利用光阑调节哪些照明的信息由调整单元来考虑。
由晶片沿着扫描路径所获取的光量可通过如上所述调整或控 制在照明系统的透射率改变时保持恒定。
在本发明的第一^殳计方案中4是出，通过光阑实现对照明的改 变，该光阑设置在出射光瞳平面中或设置在出射光瞳平面附近或设 置在相对于出射光瞳平面共轭的平面中或附近。
可选地，照明系统可以^皮这样，没计，即用来改变照明的元件是 一种可^^换的带棱面的光学元件，例如在双重的带棱面的照明系统
时具有包括场棱面的第一带棱面的元件和包括光瞳棱面的第二带
棱面的元件，如在US 6,658,084中/>开的一种具有场棱面的可替换 的第一带棱面的元件。
通过替换具有场棱面的第一带棱面的元件，在双重的带棱面的 照明系统中的场棱面和光瞳棱面的对应设置关系发生改变，并进而 改变了在出射光瞳平面的i殳定或照明，如在US 6，658，084中所/>开 的那样。可选地，这种对应设置关系的改变进而出射光瞳平面的照 明的调节这才羊纟也实现，即单一的场一菱面和/或光瞳^f麦面^皮i殳置成可翻 转的或者说可倾斜的。
在本发明的一个特别优选的实施例中提出，即在调整单元中存 储了具有用于不同的设定调节的调整参数的表格。该表格优选地包 含校准值，其在不同的照明设定时通过对在例如在场平面中和/或像 平面中的强度分配的测量来获4寻。所以例如在i殳定的第 一调节或第 一i殳定调节时测得的强度值可以为100，在i殳定的第二调节或第二 设定调节时强度值为50。如果照明由第一设定调节变化为第二设定调节，那么扫描速度减半并从而确保，即对于二个设定调节在^f象平 面中以大约相同的剂量强度出现。当实现多于二个的不同的照明或 设定时，优选在微光刻-投影曝光设备的运行操作中通过校准表或可 选的才交准曲线的控制是有利的。如果在一个系统中^又^又实现二个i殳 定调节，那么通过差值测量优选在运行操作中实现调整或控制。
在本发明中运行操作的意思是，在光壽丈物体的工艺过程期间、 特别是在对光敏物体的曝光期间进行调整。
例如在曝光过禾呈中用来确定当前的光强度的4果测器可以在光
^各中i殳置在用来调节在出射光瞳中的照明的装置的前面或后面，优 选地i殳置在出射光瞳平面中或出射光瞳平面的附近和/或i殳置在相 ^"于出射光瞳平面的共辄平面中或共辄平面附近和/或^殳置在场平 面中或在场平面附近和/或^殳置在相对于场平面共扼的照明系统的 平面中或该平面附近。探测器不仅可以设置在光路内或也可以设置 在光路外。如果探测器被设置在从光源到像平面的光路之外，那么 例如在光^各中设置一反射4竟，利用该反射4竟将一部分光从光^各中输 出并偏转到探测器上。
除了照明系统外本发明还4是出了 一种具有这种照明系统的賴: 光凌']-投影曝光设备，以及一种用于调节在像平面中相同的光能或沿 着扫描路径的相同的积分的光能的方法。这意味着，采用根据本发 明的方法对于不同的照明总是可以沿着扫描路径i殳定基本上相同 的积分的扫描能量。在像平面中，对于场高度x沿着路径y的积分 的扫描能量一皮定义为
SE(x)=fl(x，y)dy
其中，I(x，y)为例如光的强度，该光被用于曝光，也就是说在像 平面中在点x, y处的例如13.5 nm的有效辐射的强度。换言之，对于积分的扫描能量SE应理解为总的光能，在扫描过程中，在光敏 物体上的点上施加该积分的扫描能量，其中，该光壽文物体设置在才更 影曝光设备的场平面中。
如果沿着扫描^各径的扫描能量SE在照明改变之前为SE ( al )， 那么采用4艮据本发明的方法可实现，即在照明改变后的积分的扫描 能量SE ( a2 )基本上与积分的扫描能量SE ( al ) —致，也就是SE (al ) -SE (a2)。当这适用于在投影曝光设备的像平面中光敏基板 的每个场高x处的积分的扫描能量SE ( al )和SE ( a2 )时是特别 优选的。
在此，才艮据本发明的方法，在一个设计方案中首先测量在出射 光瞳平面中照明改变之前的光能，然后测量照明改变之后的光能并 获取差值信号。为此，差值信号又是一个衡量必须如何强烈地改变 所要照明的物体和/或光敏基板的扫描速度的衡量尺度，以提供甚至 照明改变时也基本相同的积分的光能，尤其是在微光刻投影曝光设 备中的像平面中的相同的积分的扫描能量。
作为获取差值信号的替代方案，提出在调整单元中存储校准 值。该4交准值通过测量在不同的照明或者照明i殳定时的强度分配来 获得。例如校准值可存储在校准表或校准曲线中。如果照明设定被 改变，那么所要曝光的光敏基板的扫描速度对应于这个值(其作为
出现大约相同的剂量强度。
根据本发明的系统例如相对于由US 2005/0110972 A已知的系 统的优点是，为了调整扫描速度不必遮挡光源的光并因此使投影曝 光i殳备的扫描速度更高。所以具有根据本发明的照明系统的投影曝 光设备的生产量也更高。相反，在根据US 2005/011972 A的系统中， 一部分光^皮遮挡并且因此这部分^皮遮挡的光不能用来对l象平面中的光敏物体或晶片进行曝光。与此相反，在才艮据本发明的系统中利 用了光源的所有光。根据本发明的系统的另一个优点在于，可连续
地改变强度。与此相反，在US 2005/0110972中所描述的系统中^又 ^又通过光闸(Shutter)就遮挡了全部的脉冲。
与不连续的方法相反，如在现有4支术中所描述的那样，才艮据本 发明扫描速度可连续地调节到每个任意的值并因此可实现连续的调整。
以下4艮据附图来详细地举例性地描述本发明。 附图示出
图1是在物平面中的待照明的场的形式，
图2a-2b是在光瞳平面中的不同的照明，
图3是具有根据本发明的装置的照明系统的结构，
图4a-b是光脉冲的数量，其在周期控制的光源时根据扫描速度 出现在待曝光的物体上，
图5是举例性的调整的流程图。
具体实施例方式
在图1中示出了在场平面中,皮照亮的场。该场由参考标号10 示出。该场具有弯曲的形习犬。场10的中央场点ZP以及场半径R4皮 示出。场半径R由到投影物镜的光轴线HA的距离获得。此外图示
14出孑瓜度s和在场的中央场点ZP中作为坐标原点的局部的x-, y-， z-坐标系。场10形成在通过x-方向和y-方向所展开的场平面中。 在<象平面中的照明基本上具有例如与在物平面中所照亮的场相同 的形状。在物平面或场平面中照亮的场通过才殳影系统或冲殳影物4竟形 成在像平面中。如果投影系统是缩小系统，那么在物平面中的该场 缩小地形成在〗象平面中。例如在4: 1的投影系统中，在物平面或 场平面中的场被缩小4倍缩小地形成在像平面中。在本实施例中， 在物平面中的掩蔽物或者i兌光罩和/或在^f象平面中的光壽文物体沿着 y-方向移动。因此，y-方向即为所谓的微光刻-投影曝光设备的扫描 方向。此外，示出了环形场的扫描缝宽w，其在孩i光刻-才更影曝光设 备时在像平面中优选为^1 mm,特别优选为^2 mm。成像侧的扫描 纟逢尺寸，也#尤是场尺寸例3口为1 x 22 mm或2 x 22 mm。
在图2a和2b中示出了在微光刻-投影曝光设备的光瞳平面中的 两个不同的照明。图2a示出了在具有光4册元4牛的第二带对菱面的元 件的、即所谓的光瞳棱面4竟的圆形照明的情况下在光瞳平面或入射 光瞳中的具有值o=0.4的第一照明22,以及图2b示出了用于环形 的第二照明24的具有值ci。ut/cjin=0.8/0.4的环形的设定(setting )。这 种照明可以在照明系统中调节，或者在该系统中光阑安装在双重的 带棱面的照明系统的第二带棱面的元件紧邻之前或其附近，或者改 变场和光瞳对菱面之间的乂于应i殳置关系，》口在US 6,658,084中所描述 的那样。
在图3中示出的是一种照明系统，在该系统中提供有用来改变 出射光瞳的照明的元件，也就是i兌l是供有用于调节在第二带棱面的 元件附近的设定的元件。在此在图3中所示出的实施例中所述元件 是光阑130。根据图3的微光刻-投影曝光设备包括光源100，其发射出波长 <100 nm的确定波长的光，例如在约8 nm-20 nm范围内的EUV波 长范围中的光，特别例如是波长为13.5 nm的光。从光源所发射的 光通过集光器102收集，其被形成根据在WO2002/27400中示出的
掠入射集光器。
从光源发射出的辐射借助于光语过滤元件107和孔径光阑109 共同进4亍过滤，以致于在孔径光阑之后^f又存在例如13.5 nm的有效 辐射。以光栅元件的形式存在的光谱过滤器使出现在光栅元件上的 光在不同的方向上衍射到例如-l.衍射级。孔径光阑在-1衍射级中设 置在初级光源lOO的中间图像lll中或附近。此外，投影曝光设备 还包括具有第一棱面、即所谓的场光栅元件的第一带棱面的光学 元件113，其在反射的系统时形成为小的棱面反射镜114;以及具有 第二棱面、即所谓的光瞳光4册元件或光瞳棱面的第二光学元件115, 其在反射的系统时也被形成为棱面反射镜116。场棱面反射镜114 或光瞳棱面反射镜116可以形成为平面棱面镜和如图所示可翻转地 或可倾斜地设置在承载件上，或者形成为具有例如正或负折光力的 光学效果的棱面，如在US 6,198,793中所示的那样，其公开内容完 全结合于此。包括场棱面的第一光学元件113将乂人初级光源100中 出射的光束117分解成多个光束118。每个光束118都在i殳置具有 光瞳光栅元件的第二光学带棱面的元件115的位置处或附近被聚焦 和形成次级光源119。
在图3中所示出的微光刻-投影曝光设备中，在出射光瞳平面 (在该光瞳平面中存在照明系统的出射光瞳121)中的照明这样调节， 即在第二带棱面的元件、也就是在光瞳棱面元件前i殳置一光阑130, 采用该光阑，选择性确定的光瞳棱面115例如如图所示光瞳棱面 115.1可以净皮遮挡。以这才羊的方式和方法可能的是，具有不同的相 干值即所谓CJ-值的照明可以被非常容易地调节。可选的是，用来形成复杂的结构，如四才及的或二才及的照明的单个的光瞳4菱面4昔助于光
阑排列130来调节，该光阑排列i殳置在第二带棱面的光学元件之前。 这也称作为i殳定调节。作为通过示出的光阑130进4亍的相干度的调 节的替换方案，也可以通过改变乂人场棱面元件到光瞳棱面元件的光 通道的对应i殳置关系来才丸行调节。
通过这种类型的改变对应设置关系来调节在出射光瞳平面121 中的照明的方法在US 6,658,084中描述。
才艮据本发明^是出，即例如由于光源的波动或通过引入用来调节 在出射光瞳平面121中照明的光阑130导致的透射率的改变借助于 至少一个探测器160.1获取。探测器160.1在示出的情况下在光路 中设置在改变光瞳平面中的照明的元件之后，在此设置在光阑130 之后。具体地说探测器160.1当前处于接下来的投影物镜300的物 平面200中。这种布置只是举例性的。探测器160.1也可以在从光 源到物平面的光路中i殳置在用来改变照明的装置之前，例如l象探测 器160.2—样或i殳置在用来改变照明的装置上。在本例中，从场棱 面入射的光在光瞳棱面115.2处反射并^1偏转到在光^各中位于第二 带棱面的光学元件116之后的探测器160.1上。而在本实施例中当 从光源至像平面的光路内的探测器160.2当前处于从第一带棱面的 元件113至第二带棱面的元件116的光路中时，探测器160.1设置 在乂人光源至^f象平面的光^各之外。用于纟笨测器160.1的光当前通过耦 合输出反射镜173从光路中耦合输出。然而也可考虑将探测器160.1 设置在光路内部。探测器也可以被设置在与示出的位置不同的其他 位置上，特别是设置在例如相对于出射光瞳平面121或场平面的共 專厄平面中，其与物平面200重合。此外，测量可4昔助于在此的一个 或多个一笨测器来实现。视探测器的安装位置而定，4罙测器获取不同 的光信号。如果探测器160.1在光路中例如设置在光阑130之后， 也就是说-没置在用于i殳定调节的装置之后，那么对于不同的设定调节就给出不同的光信号。然后，由探测器160.1所获取的光信号可 直接作为用于控制V调整单元164的控制信号或作为调节信号，该 单元用于根据设定调节来调节扫描速度。相反，如果探测器在光路 中设置在设定光阑前面或其上，如探测器160.2那样，那么例如可 以只获取光源100的强度波动。利用这种信号，例如用于待曝光的 物体、例如晶片的载体168的扫描速度166可以仅^又与该强度波动 相匹配。此外，如果希望根据设定调节来匹配扫描速度，那么必须 存在附加的信息，例如调节哪些设定光阑。然后，调整单元169利 用这些甚至是用于探测器160.2的附加信息对于不同的设定调节相 应地调整扫描速度，其中，4笨测器160.2在光路中设置在用于对设 定进行调节的装置之前。在所示的实施方案中具有二个探测器 160.1, 160.2，其中，第一探测器160.1被设置用于检测对设定进行 调节的装置之后的光3各中的设定调节，并且第二纟笨测器160.2 #1设 置用于才全测对设定进4亍调节的装置之前的光^各中的例如光源的波 动。利用这二个探测器160.1， 160.2的信号可以^4居强度波动和设 定调节来调整扫描速度。
^口前所述，光透射率的变4b,例如在i殳定从cj=0.8至cj=0.5的 变化时导致60%的几何光损失。该变化可以借助于本发明来补偿并 这样得到确保，即在像平面中的所要曝光的物体上总是出现相同的 光量。这例如可以这样实现，即根据探测器160.2和/或探测器160.1 所获取的光信号以及可能的附加获取的信息，如关于设定光阑的调 节的信息来这样调节晶片的扫描速度，也就是在像平面中的所要曝 光的基板的扫描速度，即在投影物镜的像平面中的所要曝光的基板 上总是出现基本相同的光量。这确保在曝光过程中甚至在由于设定 变化和/或光强度波动而引起透射率的变化时仍然保持均匀的曝光。
此外，在本实施例中在第二带棱面的光学元件、光瞳棱面4竟116 之后的光^各中示出两个标准入4H竟170， 172和一个掠入4H竟174,
18用于在4殳影物4竟的入射光瞳E中的光瞳棱面成^f象，以及用于在物平 面200中形成场。
如果场光4册元件具有^f寺照明的场的形状，那么就不需要用于形 成场的反射4竟。
投影物4竟的入射光瞳E (其与照明系统的出射光瞳平面121中 的出射光瞳是相一致的)通过投影物镜的光轴HA与在光罩 (Retikel)上反射的主辐射CR的交点获得，其中该主辐射通向在 图1中所示的场的中央场点Z。
在微光刻-投影曝光设备的物平面200中，光罩设置在输送系统 上。在物平面200中设置的光罩通过投影物镜300成像在光敏基板 200例如晶片上。晶片或基板基本上设置在投影物镜的像平面221 中。光壽文基板的均匀一致的曝光通过调整单元164来确保，该调整 单元根据由纟笨测器160.1， 160.2所获取的光信号来调节在其上设置 有晶片的载体系统502的扫描速度。
所示出的投影物镜包括六个反射镜，即第一反射镜S1、第二反 射镜S2、第三反射镜S3、第四反射镜S4、第五反射镜S5和第六 反射镜S6，这些反射镜围绕居中的共同的光轴HA设置。投影物镜 300具有正截距(Schnittweite )。这意p未着，由物平面中的物体201 反射的、通向中央场点的主辐射CR在朝向物体201的方向上进入 到投影物镜中。物镜的光轴HA与在光罩上反射的、通向中央场点 的主辐射CR的交叉点给出了入射光瞳E的位置，该入射光瞳与处 于照明系统的出射光瞳平面121中的照明系统的出射光瞳一致。通 过光阑130或场棱面与光瞳棱面的可改变的对应i殳置关系可改变在 投影物镜的出射光瞳或入射光瞳E中的照明，也就是说，在此设定 被调节。优选地在投影物镜的入射光瞳E的范围中设置孔径光阑B， 其也可不同地构成。如果探测器160.2在光路中设置在用来设定调节的光阑13之 后，那么从一个或多个探测器160.2所获取的光信号被传输给调整 单元。在调整单元164中，所获取的光信号例如与参考值或者校准 表的校准值或校准曲线进行比较并相应地调节扫描速度。校准值例 如可借助于探测器获取，为了获取校准值，该探测器可以设置在像 平面221中，也就是设置在晶片平面中。为不同的设定调节所给出 的值被存储在表中。由探测器160.2在工作中实际测得的值与校准 值进4于比较并相应地调整扫描速度。如果用于第一i殳定调节的值为 100并且用于第二设定调节的值为50,并且当第二i殳定调节时的扫
描速度V2基本是在第一设定调节时的扫描速度Vi的一半大时那么
在像平面，也就是在晶片上提供相同的光量。可选地，探测器160.1 也如在图3中所示的那样直接设置在设定光阑130上或在光路中设 置在i殳定光阑130的前面。那么不依赖于对4果测器的i殳定就可以总 是基本上获取相同的光量。只是例如光源IOO的强度波动还影响强 度信号。如果强度信号被传输给调整单元，那么借助于调整单元通 过改变扫描速度来补偿由探测器所获取的强度波动。如果在这种构 造中提供诸如设定光阑的调节的附加的信息，那么扫描速度也可以 与设定调节相匹配。在以下的图4a至4b中说明，扫描速度的变化 对每个时间单元中出现在像平面中的光强度有哪些影响。
在例如在US 2005/0110972A中所描述脉冲光源时，每个时间 单元基本上输出相同凄t量的光月永沖，其中每个光月永冲具有相同的光 强度。在根据图4a.1的实施例中这例如是4脉冲/ms。如果在像平 面中在图4a.2所示出的、具有1 mm的扫描缝宽的扫描缝10001以 v尸l mm/ms的速度在y-方向上、也就是在扫描方向10002上由位 置10003.1移动到位置10003.2，那么4个光脉冲10000就出现在像 平面中的所要曝光的物体上。用于根据图4a.1的实施例的、由于设 定调节而测定的4交准值例如是50。如果现在i殳定调节^皮改变并且用 于在图4b.1和图4b.2中示出的情况的4交准^直为100，为了出现如在图4a.l和图4a.2的那样的相同的光量，那么在像平面上所出现的光 月永冲的凄t量则必须减半。这由此达到，即扫描速度翻倍至v2=2 mm/ms。代替4脉冲，在4脉冲/ms的脉冲频率时在待曝光的基板 上只出现2个光月永冲。
在图5中示出的是用于举例性的调整的流程图。
在图5所示出的流程图是利用测量信号的一种可能性，该测量 信号由探测器获取，用来控制在像平面中光敏物体的扫描速度。如 前所述，首先为不同的设定调节或在平面中的照明的调节执行校准
测量IOOO。 4交准测量的<直例如#:存^[诸在调整单元的才交准表中。这由
步骤1010描述。在调整单元的校准结束后，例如在空白测量 (Leermessung )中，也就是在这样一个状态中，在该状态中孩支光刻 -投影曝光设备的照明系统不用于对光敏物体，如晶片进行曝光，而
只是进行测量，传感器被安装到投影曝光设备的投影物^:的像平面
中。这种状态也称作为非运行状态。
在空白测量中获取的4交准值^皮存储在调整单元中。如果在孩l光 刻-投影曝光设备中的照明系统现在用于对光敏晶片进行曝光，那么 就执行确定的设定调节，也就是执行对光瞳平面的照明的调节。基 于由探测器检测到的光强度和诸如设定光阑的光阑调节的可能的 附加参数(这些附加值;故传输给调整单元)，才艮据4交准表来确定在 像平面中的待曝光的物体必须以什么样的速度移动。
调整单元用参考标识1030示出。探测器在步艰《1040中获取测 量信号并将该信号传输至调整单元1030。在调整单元中根据校准表 在步骤1045中进行比4交和才艮据该比较，将调整参数-扫描速度由调 整单元在步骤1050中传输纟会例如步进电才几，该步进电4几确定移动 台的推进速度，在该移动台上设置有待曝光的物体。在步骤1050 之后，以一个间隔来重复测量(步骤1060 )或结束(步骤1070)。作为上述的非常复杂的方法的替换方案，(该复杂方法特别地 应用在当多于二个i殳定调节时是可能的或当可以通过光阑对光瞳 平面中的例如连续的照明进行调节时)可以在仅仅具有两个设定调 节的系统中通过差值测量来控制扫描速度。所以首先可在出射光瞳 的第一照明时测定最佳的扫描速度。在此测量第一光强度。如果现
在改变照明，那么在^:测器在光路中i殳置在调节装置之后的情况 中，用于光强度的探测器的测量信号发生改变。那么由照明改变前 后的差值信号就可测定扫描速度必须改变多少值，从而确保在照明 改变时具有如在第 一照明时的相同的照明特性。如果例如照明通过 设定的改变而减少了 50%，那么扫描速度相对于第一照明的扫描速 度也必须减少50%，从而在带曝光的物体上出现如在第一照明的情
况时的相同的光量。如果探测器在光路中祐:设置在调节照明、也就 是调节设定的装置之前，那么为了调节在带曝光的物体的平面中的 扫描速度，除了获取的光信号之外还需要例如关于光阑调节的附加 信息。
因此，利用本发明第一次提出这样的一种装置以及一种方法，
动而改变了光瞳平面中的照明时也基本总是相同的光量出现在祠^ 曝光的物体上。
权利要求
1. 一种用于微光刻-投影曝光设备的照明系统，其中，所述照明系统包括光源，其发射≤100nm波长范围中的光，特别是在EUV-波长范围内的光，用来对出射光瞳平面(121)进行照明，以及一种元件，利用所述元件在所述出射光瞳平面(121)中至少一个第一照明(22)可向第二照明(24)改变，以及至少一个用来探测光的探测器(106.1，106.2)，其中，所述照明系统包括一种装置(164)，所述装置获取探测器(106.1，106.2)的至少一个光强度信号并至少根据所获取的光强度信号来提供控制信号(166)，利用所述控制信号可调节在所述微光刻-投影曝光设备的像平面(221)中的光敏物体的扫描速度。
2. 根据权利要求1的照明系统，其特征在于，所述探测器(106.1， 106.2)在/人所述光源(100)至所述出射光瞳平面(121)的 光的光^各中i殳置在所述光源(100)和所述出射光瞳平面(121 )之间。
3. 根据权利要求1至2中任一项所述的照明系统，其特征在于， 所述装置获取第一调节信号，所述第一调节信号代表所述元件 的第 一调节，其中，利用所述第 一调节提供所述第 一照明(22 )。
4. 根据权利要求3的照明系统，其特征在于，所述装置获取第二 调节信号，所述第二调节信号代表所述元件的第二调节，其中， 利用所述第二调节提供所述第二照明(26)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的照明系统，其特征在于， 所述装置具有带有存储单元的调整单元(1030， 164),在所述 存储单元中存储有至少一个用于所述第 一照明的校准值和用 于所述第二照明的第二校准值。
6. 根据权利要求5的照明系统，其特征在于，在所述存储单元中 存储给出多个校准值的校准表。
7. 4艮据^又利要求5的照明系统，其特征在于，所述元件连续;也调 节在所述出射光瞳平面(121)中的照明并且在所述存储单元 中存储才交准曲线。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的照明系统，其特征在于， 所述光敏物体设置在扫描台(502)上并且所述扫描速度确定 所述扫描台的推进速度。
9. 根据权利要求8的照明系统，其特征在于，所述光敏物体(220 )曰 曰 |_L 疋曰曰片。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的照明系统，其特征在于， 用来改变所述照明的所述元件是光阑(130)，所述光阑i殳置在 所述出射光瞳平面(121)中或设置在所述出射光瞳平面的附 近或设置在相对于所述出射光瞳平面(121)的共扼平面中。
11. 根据权利要求1至9中任一项所述的照明系统，其特征在于， 所述照明系统包括一可替换的带棱面的光学元件，并且用来改 变所述照明的所述元件是所述可替换的、带4菱面的光学元件。
12. 根据权利要求1至9中任一项所述的照明系统，其特征在于， 所述照明系统包括具有多个位置可改变的棱面4竟的带棱面的 光学元件(113)并且用来改变所述照明的所述元件是具有位 置可改变的棱面4竟(114)的带棱面的元件。
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的照明系统，其特征在于， 探测器(160.1 )在从所述光源(100)到所述出射光瞳平面(121 ) 的光^各中设置在用来改变所述照明的调节的所述元件(130) 之后。
14. 才艮据权利要求1至13中任一项所述的照明系统，其特征在于， 探测器(160.2)在从所述光源(100)到出射光瞳平面(121 ) 的光^各中"i殳置在用来改变所述照明的调节的所述元件(130) 之前。
15. 根据权利要求1至14中任一项所述的照明系统，其特征在于， 所述探测器(160.1， 160.2)设置在用来改变用来调节所述出 射光瞳平面的照明的所述元件(130)上或在元件(130)附近。
16. 根据权利要求1至15中任一项所述的照明系统，其特征在于， 所述纟笨测器(160.1, 160.2) i殳置在物平面(200)上或在物平 面(200 )附近或设置在所述微光刻-投影曝光设备的像平面(221 )上或在l象平面附近。
17. 根据权利要求1至16中任一项所述的照明系统，其特征在于， 所述照明系统是一种反射的照明系统。
18. 4艮据一又利要求1至17中4壬一项所述的照明系统，其特4正在于， 所述照明系统包括带棱面的光学元件。
19. 才艮据;f又利要求18的所述照明系统，其特4i在于，所述带;f菱面 的光学元件(116)包4舌多个才菱面4竟(115， 115.1， 115.2)。
20. —种微光刻-投影曝光设备，包括根据权利要求1至19中任一 项所述的照明系统，其具有物平面(200 )以及4殳影物4竟(300 )， 用于将设置在物平面(200 )中的物体成^f象在〗象平面(221 )中。
21. 根据权利要求20所述的微光刻-投影曝光设备，其特征在于， 所述"t更影物4竟(300)具有孔径光阑(B)。
22. —种用来与出射光瞳平面(121)的照明无关地调节基本上相 同的光能的方法，特别是用来调节用于波长:^100nm、特别是 EUV-波长的孩史光刻-投影曝光设备的^f象平面中的沿着扫描路 径的积分的光能，其中，所述微光刻-投影曝光设备包括用于 改变在所述出射光瞳平面中的照明的元件和一种探测器，所述 方法具有下列步骤- 在改变所述出射光瞳平面中的照明之前测量光能；- 在改变所述出射光瞳平面中的照明之后测量光能；- 形成在改变所述照明之前和之后的#皮测量的光能的差值 信号并且根据所述差值信号来调节在所述像平面中的光敏物 体的扫描速度。
23. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述差值信号被 连续获取并纟皮输送给调整单元并且在所述像平面中连续调节 所述光敏物体的所述扫描速度。
24. —种用来与出射光瞳平面的照明无关地调节基本上相同的光 能的方法，特别是用来调节用于波长SIOO nm、特别EUV-波 长的微光刻-投影曝光设备的像平面中的沿着扫描路径的积分 的光能，其中，所述微光刻-投影曝光设备具有用来改变在出 射光瞳平面中的照明的元件和一种纟笨测器，所述方法具有下列 步骤- 由探测器来测量用于在所述出射光瞳中的不同照明的光 能，- 将所测量的值作为校准值存储在调整单元中，- 在存^f诸所述^&准值后，通过所述纟罙测器来测量所述光能并 与所存储的所述校准值进行比较，_ 根据与所述校准值的比较来调节在像平面中的光敏物体 的扫描速度。
25. 才艮据权利要求24的方法，其特征在于，所述才交准值以4交准表 和/或才交准曲线的形式存储。
26. 根据权利要求22至25中任一项所述的方法，其特征在于，所 述才笨测器i殳置在用来改变用来调节光瞳平面的照明的元件上 或在该元4牛附近。
27. 根据权利要求22至25中任一项所述的方法，其特征在于，所 述微光刻-投影曝光设备具有物平面和像平面并且所述探测器 设置在所述物平面上或在物平面附近和/或所述i象平面上或在 像平面附近。
全文摘要
本发明涉及一种用于微光刻-投影曝光设备的照明系统，其中，该照明系统包括光源，其发射≤100nm的波长范围的光，特别是在EUV-波长范围内的光，用来照明出射光瞳平面(121)，以及一种元件，利用该元件在出射光瞳平面(121)的至少一个第一照明(22)中可向第二照明(24)改变，以及至少一个探测器(160.1，160.2)用来检测光，其中，其特征在于，该照明系统包括一种装置(164)，其获取探测器(160.1，160.2)的至少一个光强度信号并至少根据所获取的光强度信号来提供控制信号，利用该信号可以调节在微光刻-投影曝光设备的像平面(221)中的光敏物体的扫描速度。
文档编号G03F7/20GK101454724SQ200780020002
公开日2009年6月10日 申请日期2007年7月23日 优先权日2006年8月24日
发明者延斯·奥斯曼 申请人:卡尔·蔡司Smt股份公司