用于校正图像变化的方法和系统的制作方法

专利名称：用于校正图像变化的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于补偿光学系统、尤其是微光刻系统的投影透 镜阵列中由于强度分布所产生的图像误差的方法，以及涉及相应的光 学系统，尤其是微光刻系统的投影透镜阵列。
背景技术：
补偿光学系统中可能由光学元件的高热负荷造成的偏差是已知的 现有技术。
例如DE 100 40 998描述了 一种投影透镜阵列，其中选择对材料的 挑选和针对至少一个镜面和针对至少一个透镜的位置选择，使得镜面 和透镜的照度变化所引起的图像变化相互抵〉'肖。
美国专利6,504,597 B2描述了一种光学阵列，具体是一种微光刻 系统，其中提供了利用补偿光通过辐射对光学元件的温度负荷进行补 偿的补偿光供给。
在EP 0 823 662 A2中描述了 一种用于补偿投影透镜阵列中由于强 度分布对于光学元件的不均勻热负荷的类似系统，其中补偿光也被给 予到相应光学元件上。
在美国专利6，912，077 B2中描述了 一种用于微光刻的投影透镜阵 列，其中通过激光器辐射光学元件以便补偿由于强度分布造成的不均 匀负荷。在这样做时，通过镜面阵列用激光束扫描光学元件，其中提 供用于控制激光辐射的温度感测器和CCD相机。温度感测器确定在光 学元件的温度分布，而CCD感测器确定图像平面中、即衬底平面中的 成像误差。因此，通过分光器将投影照射光束的一部分从光路中消除 并且将该部分偏转到CCD相^L。因此，直^^地一方面#4居确定的测量 值、即根据光学元件的温度分布而另一方面根据确定的图像偏差，可以实现通过对光学元件的相应激光辐射的补偿。然而，这一方法必须 在投影透镜阵列的使用过程中连续地加以执行并且因此是复杂的。另 外，在相应图像偏差的检测与它们的校正之间出现时间延迟。
根据专利文献DE 199 63 588 A，已知提供没有对称旋转照射的且 具有相应非旋转对称涂层的光学元件，该涂层造成在不同程度上吸收 光以便由此补偿非旋转对称照射。然而，出于这一目的有必要事先已 知非旋转对称照射的形状，并且通过涂层的补偿仅对于这样的照射才 是可能的。
除了补偿由可变强度分布造成的图像偏差或者畸变之外，还已知 直接地检测由光学系统如曝光投影透镜阵列造成的波阵面变形。在专 利文献WO01/63233 A2中给出了针对这一点的一个例子，其中在光学 系统的物体平面中提供波阵面源并且其中在图像平面中提供衍射光栅 检测器以便检测由光学系统造成的波阵面变形。然而在这 一 变体中必 须不时执行关于成像误差对光学系统的重复检验，因为通过实际波阵 面变形的测量仅能获得光学系统条件的快照画面。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可以用简易和有效的方式补偿 光学系统中由于强度分布所致的畸变的方法和设备，其中特别地将会 同时实现图像变化的良好补偿和光学系统可用工作时间的少量限制。
这一目的是通过一种具有根据权利要求1所述的特征的方法或者 通过一种具有根据权利要求32所述的特征的光学系统来实现的。有利 实施例是从属权利要求的主题内容。
本发明的特征在于执行光学系统中由于强度分布所致图像变化的 计算模拟并且基于获得的计算模拟来执行一个或者多个补偿措施。
本发明因此基于如下发现强度分布可以在光学系统的一个、多
个或者所有光学元件中或者该光学元件处，基于源于将要成像的物体 的与衍射角和与场有关的强度分布的了解以及照射源的类型、强度或
者照射力度和通过光学系统或者透镜阵列的光路来确定、尤其是数学上确定。
由于光学系统的至少一个光学元件中或者该光学元件处确定的与 位置和/或时间有关(例如在脉冲式照射的情况下)的强度分布，然后 可以在已经为之确定强度分布的一个或者多个光学元件中，在后续步 骤中确定和计算根据时间和/或位置的吸收能量。出于这一目的，仅有 必要了解光学元件(这意味着体材料)和有可能沉积于其上的层的吸 收行为。
由于对所给予的能量的了解，可以特别是通过求解热传递方程来 确定或者计算基于位置和/或时间的温度分布或者根据它们导出的相 应光学元件的变形和/或光学特征变化。
出于这一目的，有必要了解光学元件的材料和形状以及环境条件 (例如光学元件的安装的形状和材料)以及材料的相应热膨胀系数和 折射率的温度相关性以便能够执行相应计算。
利用对应方法，因此有可能确定光学系统与位置和时间有关的变 化、因此确定根据位置和时间的波阵面偏差或者数学上模拟它们而无 需执行测量。例如可以通过对应测量来仅仅确定照射源的强度或者发 光度。
在这一方法中有利之处在于在给定了照射并且给定了将要成像的 物体，例如刻线时，基本上只需执行一次模拟并且可以执行校正而无 需中断光学系统的使用。这是一个实质性的优点，因为在目前已知的
系统中，例如在WO 01/63232 A2中，所述用于确定波阵面偏差的方法 中，必须出现对光学系统使用的中断。
通过对光学系统由于光或者热负荷所致变化的了解，可以应用相 应补偿方法，例如沿着光轴或者垂直于光轴来移动光学元件和/或围绕 与光轴正交的轴转动光学元件和/或围绕与光轴平行的轴旋转光学元 件和/或使光学元件变形。也可以相应地控制例如在美国6,198，579 Bl
技术中所述用于借助照射对光学元件额外加热的方法也可以单独地或 者在计算模拟已知时与其它补偿方法 一起应用。另外，可以移动刻线和/或衬底级或者可以实现工作波长的变化以 便补偿或者校正成像误差。
然而实质上通过将要成像的物体如刻线来给出的与衍射角和场有 关的强度分布是已知的，以便能够执行模拟。
在关于将要成像的物体或者刻线的信息没有充分地可用或者完全 不可用的情况下，或者为了检验模拟和/或改进它，在根据本发明的方 法的一种改进中尤其可以在确定、模拟或者计算强度分布之前执行光 学系统的光路中的强度测量。强度测量允许计算回到由于将要成像的 物体造成的与衍射角和/或位置有关的强度分布并且基于透镜阵列可 用的光路信息来分别确定光学系统的 一 个、数个或者优选地所有光学 元件中与位置和/或时间有关的强度分布。
优选地，可以在优选地为与光轴正交的单个平面中针对照射和将 要成像的物体(刻线)的已知组合来执行强度测量一次。
优选地，在光路的各种平面中，其优选地以等距方式间隔，执行 数次测量以便能够在计算模拟中处理来自不同平面的信息。
对于将要测量强度的平面，瞳孔平面或者接近瞳孔的平面是特别 适合的， 一方面是因为典型光刻光学系统的很多光学元件是接近瞳孔 来设置的并且促成了加热引发的图像误差，而另一方面是因为临界的 小照射针孔或者衍射角分布的其它决定误差的特征在这里作为局部分 布是直接地可见的。
取而代之或者作为补充，也可以选择接近场的平面或者场平面或 者相应地共轭的平面和/或光学路径中的其它平面来用于强度测量。例 如，由刻线的矩形形状或者它负荷的各种结构造成的效应实际上可以 被确定为与场接近，从而优选为接近场的补充测量是有意义的。
可以特别地通过平面的傍轴子孔径比来选择用于强度测量的平
面。傍轴子孔径比给定如下
其中乂.是傍轴边界光束仰角，而义是傍轴主光束仰角。在通过援引
而结合于此的Michael J. Kidger的"Fundamental Optical Design"( SPIE
10PRESS, Bellingham， Washington, USA)中给出了傍轴边界光束或者傍轴主光束的定义。傍轴子孔径比是具有前缀的量，该量是对光路中的平面的场或者 瞳孔紧密度的度量。按照定义，子孔径比被标准化为在-1与+ 1之间的 值，其中例如各场平面具有与它相关联的为+ l或者-1的傍轴子孔径比， 而各瞳孔平面具有与它关联的为0的傍轴子孔径比。因而，为+ l或者 -1的傍轴子孔径比指定了用于本专利申请的场平面，其中为0的子孔 径比确定瞳孔平面。接近场的平面因此具有范围为+ 1或者-1的傍轴子 孔径比，而接近瞳孔的平面具有接近0的子孔径比。前缀指定在参考平面之前或者之后的平面位置。出于定义的目的，例如可以使用相关 平面中慧形像差光束的穿透点的前缀。优选地，具有傍轴子孔径比的 不同前缀的至少两个平面可以用于强度测量，而傍轴子孔径比的绝对 值具体地可以相同。在将要成像的物体(刻线)的扫描照射情况下，有利的是在扫描 过程中也执行强度测量并且优选地在相应平面中执行时间分解强度测 量。因此，可以在扫描过程中确定衍射强度分布的变化。然而，合成 强度测量、即随时间求和的强度测量和/或随时间平均的强度测量和/ 或扫描平均强度测量也可能是充分的，因为扫描过程关于其它涉及到 的时间常数而言、例如关于热导率而言的持续时间保持为很小。为了能够执行时间分解强度分布，也优选地可以相对于普通操作 成比例减緩地执行扫描过程以便由此允许时间分解强度测量。强度测量根据强度测量的平面可以具体地一方面导向图像光(辐 射)的入射角分布的检测和/或另一方面导向直接的位置分解强度测平面或者近瞳孔平面中看见即时的位置分解强度分布。因而，例如在WO 01/63233 A2中描述的具有用于测量波阵面偏差 的装置的系统也可以用于实施本发明。在WO 01/63233 A2中例如描述 了 一种可以设置于图像平面中的衍射检测器单元。当使用例如衍射光 栅作为针孔时，后续检测器可用以确定强度分布，该后续检测器又可以用于根据本发明的方法。因而，WO 01/63233 A2的公开内容通过援 引整体结合于此。另外，可以通过任何适当的强度测量装置、特别是图像检测器、 优选为CCD相机或者CCD阵列来执行强度测量。如上文提到的那样，只有将要成像的物体(刻线)的衍射角分布 和/或光源(辐射源)和/或照射系统的照射强度未知或者没有充分已知 或者当借助附加强度测量可以提高通过逼近实际条件的对图像误差的 补偿准确度时，强度测量才是必需的。因而，仅进行单次强度测量是 充分的，因为基于以这 一 方式接收到的关于与衍射角和/或位置有关的 强度分布的信息可以数学上确定光学系统中的光束路线。为了使计算工作最少或者保持工作成本低和/或为了能够关于实际 条件来适应或者检验模拟，可能有利的是按预定间隔来重复强度测量。只有改变了图像条件(因此如果例如改变了照射设置或者存在将 要成像的另一物体(刻线))，新的测量才是必需的。尤其是对于现 代投影曝光系统，可以针对不同刻线选择不同照射设置如双极子照射、 四极子照射或者类似照射，从而可以同时地关于照射设置和将要成像 的物体来改变图像条件。另外，也可以通过在光学系统(例如投影曝光设备的投影光学系 统)的修改来改变图像条件。这例如是指通过例如旋转、操控、移位 和/或变形的对一个或者多个光学元件的修改。对光学元件的此类修改 可以例如是图像误差补偿所必需的。另外，图像条件的其它修改是可 能的，例如不同极化设置。为了保持光学系统的有用工作时间尽可能高，优选地可以在微光 刻系统的投影透镜阵列中，在衬底更换过程中执行强度测量。也可以通过计算来进行用于确定至少一个光学元件的与位置和/或 时间有关的吸收能量以及据此针对至少 一 个光学元件确定温度分布的 过程步骤。只有关于光学元件材料的形状和属性以及关于光学元件的 环境如安装的信息才是必需的。可以通过对应测量如例如吸收测量来 预先收集此信息。 .可以通过不同数学方法来计算与位置和/或时间有关的吸收能量和 /或温度分布。这些方法包括有限元分析、差分有限方法、本征模式分 析、迭代数值方法或者分析评价因而，可以基于接收的关于吸收能量和/或温度分布的信息并且通 过对应计算方法来确定光学元件的变形和/或光学属性的变化。例如， 可以通过有限元分析来确定变形。根据光学元件的变形和/或其它属性的变化，可以确定和/或评价对 应图像误差，从而可以进行对应的补偿措施。补偿措施可以选自于所 有已知和可能的补偿措施，例如上文已经描述的沿着光轴和/或沿光轴 的横向对一个或者多个光学元件的移位、围绕光轴的横向或者平行轴对一个或者多个光学元件的倾斜或者旋转、 一个或者多个光学元件的 变形、光学元件至少一部分的冷却和/或加热。优选地在光学系统的使用过程中在线执行过程步骤，其中特别是 在执行强度测量之后，例如在衬底改变的情况下，立即地继续照射后 续衬底，而同时根据本方法来执行图像误差的补偿或者校正。由此优选地完全自动化或者至少部分自动化执行过程步骤。也有利的是在一行中执行过程步骤数次、特别是利用在各种平面 中的强度测量，以便允许通过不同信息对数学模拟进行的精细化。然 而认识到作为原则关于计算只需执行过程 一 次，并且在使用强度测量 时也给出将要成像的物体和照射的尽可能的恒定组合。本发明也涉及 一 种用于对物体进行成像的相应光学系统，特别是 涉及用于微光刻的投影透镜，其中用于强度测量的至少一个、优选为 多个图像检测器可以位于光路中，其中图像检测器可以直接地测量光 学系统的光路中的位置和/或时间分解强度分布。"直接地，，在这里意味着并非必然如在根据WO 01/063233 A2中 的衍射光栅检测器单元中那样在前面使用衍射光栅，而是通过对应图 像检测器如例如CCD相机来直接地执行强度测量。为了能够例如在衬底改变过程中使用图像检测器并且为了在这一 背景下避免在衬底改变过程中已经通过相应光来辐射现有或者新添加的衬底，优选地对准检测器，从而它们可以具有在强度测量过程中避 免光穿过检测器平面的屏蔽物。由于只需不时地执行强度测量并且特别地针对照射和将要成像的 物体(刻线)的设置组合仅执行一次，所以提供检测器，从而特别是 通过线性移动或者转动可以将它们移动到光路中并且可以再次将它们 从光路移开。另外， 一种相应光学系统具有优选为电子处理单元，该电子处理 单元具有相应的存储装置和处理器，该电子处理单元捕获检测的强度 值并且根据上述方法基于存储的或者输入的信息来处理强度值而且控 制或者调节致动器以用于执行补偿措施。该处理单元也可以用相同方 式负责控制或者调节检测器。


本发明的更多优点、特征和特点将从基于附图的后续实施例具体描述中变得清楚。以完全示意的方式示出了如下附图 图1图示了根据本发明的微光刻投影透镜阵列； 图2图示了在瞳孔平面中已经通过第一刻线生成的测量强度分布； 图3图示了在瞳孔平面中已经通过第二刻线生成的强度分布； 图4图示了图像误差随时间的发展；以及 图5针对双极子照射设置图示了温度分布随时间的发展。
具体实施方式
图1在完全示意的图示中示出了作为本发明的描述基础的用于微 光刻的高度简化的投影曝光透镜阵列。曝光投影透镜阵列3在衬底所在的图像平面2中再现刻线1。曝光 投影透镜阵列3在所示高度简化情况下具有作为产生图像的光学透镜 4和5而提供的两个光学元件。事实上，这样的投影照射透镜阵列必然 地包括多个光学元件，其中除了光学元件之外也可以使用镜面。所示 曝光投影透镜阵列的高度简化布局仅用于简化和清楚图示的目的。实14际上，本发明也可以应用于多个大相径庭的光学系统。在图1所示的实施例中，提供两个图像检测器6和7作为如下CCD 相^L，这些CCD相才几可以通过也示意地图示出的枢轴器件8和9转动 到光路中或者再次从光路中移开。特别是与光轴14正交地、横向地完 成图像检测器6和7的布置。虽然示出了在光路中提供的两个图像检 测器，但是也有可能提供用于插入到光路中的仅一个图像检测器或者 更大数目的图像检测器。图像检测器6和7通过信号线和/或控制线与处理单元IO连接，其 中处理单元10寄存测量的数据并且控制检测器。除了图1所示实施例中的图像检测器6和7之外，还提供附加的 衍射光栅检测器单元11,该检测器单元11具有作为衍射光栅的针孔 12和CCD相机形式的图像检测器。这些设置于透镜阵列中，从而可以 将它们带入图像平面2的区域中的光路中，其中衍射光栅或者针孔12 位于图像平面2的焦点区域中，其中衍射光栅检测器单元11的图像 检测器13位于焦点以外的远处并且由此可以确定在针孔12衍射的光 的强度分布。这对应于如在WO 01/63233 A2中描述的^:测器系统，其中WO 01/63233 A2的公开内容通过援引而整体结合于本发明中。图像检测器13也与寄存和处理由图像检测器检测到的强度并且控 制着单元11的处理单元10连接。图像检测器允许对光强度的位置分解测量。另外，可以用时间分 解方式执行检测，从而参照光路中的检测器平面且通过图像检测器6、 7和13或者后续地在图像检测器13处可获得位置和/或时间分解强度 信息。当没有针对整个刻线1同时地执行刻线的照射、但是通过用照 射光束扫描刻线执行该照射时，时间分解强度检测是特别有利的。在 这一情况下，已经通过照射而出现基于时间的分布，而不考虑加热效 应。在光学元件4和5提供通过控制线与处理单元连接并且可以由它 控制或者调节处理单元的致动器15和16,从而它们可以根据确定的光学系统变化来执行补偿测量，如例如光学元件4和5的线性移位、倾 斜或者变形。在图1中以示意性的简化方式示出的根据本发明的投影透镜阵列 现在可以用如下方式来操作。 '利用通过照射透镜阵列(未示出)对刻线1的给定照射，当刻线1的结构和投影透镜阵列3的光路已知时，可以计算光学元件4和5中 的基于位置和/或时间的强度分布。由于了解光学元件4和5的材料的 以及有可能沉积于其上的层的吸收特征，所以可以用基于位置和/或时 间的方式计算吸收的能量数量。连同关于形状、环境、特别是关于光 学元件的安装和关于相应部件的导热率的信息一起可以确定基于位置 和/或时间的温度分布。利用此信息，基于相应材料参数如热膨胀系数 或者折射率的温度相关性，可以确定通过温度负荷的光学元件的变形 和由于温度变化造成的光学属性特别是关于折射率的变化。然后，基于此信息，可以通过围绕与光轴14正交或者平行的轴转 动光学元件4、 5或者通过致动器15和16使光学元件4和5变形、沿 着光轴14或者相对于光轴14的横向移动光学元件4和5来执行对应 补偿。这是基于由处理单元IO确定的图像变化并且根据某些补偿措施 来执行的。进一步，作为一种附加补偿措施，移动刻线或者衬底板或者改变 所用光的工作波长也是可能的。起初可以独立于强度测量来执行对光 学系统中强度分布所致的图像偏差的此类补偿。出于这一目的，关于 刻线结构的准确信息以及由此造成的与衍射角和场有关的强度分布是 必需的。然而，这些并非总是可用的，从而在这一情况下根据本发明的方 法通过在光学系统的光束路径中的对应强度测量来取代或者通过这些 测量来确定缺乏的信息。另外，通过相应的强度测量，可以考虑和补偿模拟的不精确，因 为可能例如由于边界条件的不准确了解而引起这些不精确。因而，可以在光路的一个或者多个平面中根据本发明的方法来执行通过如CCD相机的图像检测器的相应强度测量。如上文已经描述的那样，在处理单元10中处理测量结果以便确定在光学元件4和5出现 的变形以及确定折射率变化或者广而言之确定光学属性的变化。因此在用于微光刻的投影透镜阵列中，当没有出现曝光时，例如 在衬底变化过程中，优选地可以不时地执行强度测量，其中没有使用 光学系统。这里为了避免光在测量过程中到达衬底平面，有利的是设 计检测器6和7从而避免光在测量过程中穿过检测器。虽然在给定照射时并且利用某个刻线1执行仅一次强度测量就足 够了 ，但是有利的是在各种平面中执行多次测量以便由此改进模拟。与图像检测器7的情况相同，强度测量的优选平面起初是瞳孔平 面或者接近瞳孔的平面。其中如在针对两个不同刻线结构的图2和图3 中所示，临界的小照射针孔或者衍射角分布的其它决定误差的特征作 为位置分布是直接地可见的。然而以 一种补充或者替代方式，也可以通过衍射光栅;险测器单元 11在其它平面中、如例如在图像检测器6的平面中或者在图像平面的 区域中那样测量强度，这可以特别是在除了瞳孔平面测量之外的附加 测量情况下对提高和补充模拟起作用。然而总体上而言可以确定根据 本发明的方法对于任何平面中的测量都是可能的，虽然优选某些平面。 然而具体而言，按照透镜阵列的设计特征， 一些优选平面可能是无法使用的。图4示出了图像误差随时间的发展，其中仅规范化示出图像误差 和时间并且该图仅给出定量信息。然而，该图表明在各工作循环，即 相应的加热过程中，由于辐射和在关闭辐射之后的后续冷却，在光学 元件的加热过程中起初出现图像误差的增加，而在冷却图像过程中图 像误差再次部分地消退。然而， 一些图像误差由于光学元件的持久变 更而保留。通过附加循环，持久图像误差緩慢地增加直至饱和值。然 而在每个循环中再次出现温度引起的图像误差增加。由于本发明的方 法和相应的设备，有可能准确地检测由辐射和光学元件的加热造成的 这些图像误差并且起动对应补偿方法。图5在各种图表中示出了在不同时间点在光学系统的单个透镜元 件中的温度分布，针对其选择了双极子照射设置。双极子照射设置只 是出于示例目的，从而所有其它照射设置如四极设置或者类似设置也 是可设想的。
如从图5中可见，当然最高温度存在于极的中心，因为多数辐射
吸收于此。然而，也可见温度分布随时间在透镜元件内改变，从而例 如在极之间随时间而形成高温负荷的几乎长圆形区域，该区域在辐射 之初是不存在的或者具有腰状连接区域的形式。这表明温度分布根据 在对应光学元件的位置或者安置并且随时间而改变，直至图像条件在 长的工作时段持续不变而形成稳态条件。
根据本发明的光学系统和相应过程可用于多个透镜阵列，虽然这 里是针对微光刻系统的投影透镜阵列以示例方式进行描述的。
另外，本发明一般可以用于来自可见光波长范围的电磁波、也可 以用于来自不可见光波长范围的电磁波，虽然这里已经以简化方式使 用术语"光"。
虽然已经参照优选实施例描述本发明，但是对于本领域技术人员 权利要求的范围内是可能的，虽然可能没有明确地描述这些变化和修 脱离所附权利要求的范围情况下是可能的。
权利要求
1. 一种用于补偿光学系统中、特别是微光刻系统的投影透镜阵列中辐射强度分布所致的成像误差的方法，包括下列顺序的步骤-确定所述光学系统的至少一个光学元件中与位置和时间有关的强度分布；-确定已经为之确定强度分布的至少所述光学元件中与位置和/或时间有关的吸收能量；-确定所述光学元件由所述能量造成的变形和/或光学属性的变化；以及-根据先前步骤的结果来选择一个或者多个补偿措施。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中 针对多个或者所有光学元件执行所述步骤。
3. 根据权利要求1或者2所述的方法，其中 在确定所述吸收能量的步骤与确定由所述能量引起的所述变形和/或光学属性的变化的步骤之间，通过热传递方程的优选近似解计 算与位置和/或时间有关的所述温度分布。
4. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中 确定强度分布包括计算。
5. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中基于由于所述光学系统中将要成像的物体、由于所述光学系统 的光路和由于所述照射源、特别是由于所述照射源的位置和时间分 解光强度造成的与衍射角和/或位置有关的强度分布，通过计算来确 定所述光学系统的一个或者多个所述光学元件中与位置和/或时间有 关的强度分布。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中基于沿所述光学系统的光轴的横向在所述光路的至少一个平面 中的强度测量来确定或者考虑由于所述光学系统中将要成像的物体 和/或所述照射源的光强度造成的与衍射角和/或位置有关的强度分布。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中 在确定与位置和/或时间有关的强度分布之前进行强度测量。
8. 根据权利要求6或者7所述的方法，其中沿所述光轴的横向在所述光路的多个优选为等间距的平面中执 行强度测量。
9. 根据权利要求6至8之一所述的方法，其中用于强度测量的平面是瞳孔平面、接近瞳孔的平面、场平面、 接近场的平面和/或位于场平面与瞳孔平面之间的平面。
10. 根据权利要求6至9之一所述的方法，其中用于强度测量的平面具有范围为-0.25到+0.25、优选为-0.1到 +0.1、最优选为0或者范围为-0.75到-1、优选为-0.9到-l、最优选为 -1或者范围为0.75到1、优选为0.9到1、最优选为1的傍轴子孔径 比和/或使用具有所述傍轴子孔径比的不同前缀的两个平面和/或具 有等间距傍轴子孔径比的多个平面。
11. 根据权利要求6至IO之一所述的方法，其中在扫描过程中合成、时间分解或者平均执行在将要成像的物体 的扫描照射过程中的强度测量。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中在强度测量过程中与常规操作相比，在减緩时间模式下执行扫 描照射。
13. 根据权利要求6至12之一所述的方法，其中或瞳孔平面或者近瞳孔平面中的位置分解强度测量。
14. 根据权利要求6至13之一所述的方法，其中 在所述图像平面中通过衍射光栅检测器执行强度分布，其中特别地将衍射光栅提供为针孔。
15. 根据权利要求6至14之一所述的方法，其中 通过图像检测器、特别是CCD相机执行强度测量。
16. 根据权利要求6至15之一所述的方法，其中 在更换将要曝光的衬底过程中执行强度测量。
17. 根据权利要求6至16之一所述的方法，其中对于给定的图像条件，仅 一 次或者按限定的间隔执行强度测量。
18. 根据权利要求6至17之一所述的方法，其中 在图像条件的每次变化之后执行强度测量。
19. 根据权利要求17或18所述的方法，其中由于照射设置的变化和/或将要成像的物体的变化、特别是刻线 的变化和/或特别是通过光学元件的旋转、移位和/或变形对光学元件 的修改而出现图像条件的变化。
20. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中通过计算来确定与位置和/或时间有关的吸收能量。
21. 根据权利要求3或20之一所述的方法，其中使用关于一个或者多个所述光学元件的形状和/或材料、特别是 关于体材料和涂层的吸收属性以及关于所述光学元件的环境、特别是关于它们的安装等的信息以便计算与位置和/或时间有关的吸收能 量或者所述光学元件中的温度分布。
22. 根据权利要求22所述的方法，其中 实验确定所述光学元件的吸收属性。
23. 根据权利要求20至22之一所述的方法，其中与位置和/或时间有关的吸收能量和/或温度分布的计算包括有 限元分析(FE)、有限差分方法(FDTD)、本征模式分析(MoL)、 迭代数值方法和分析评价这些数学方法中的至少 一个。
24. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中 通过计算来确定造成的变形。
25. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中使用关于温度等的材料的热膨胀系数和/或折射系数相关性以便 计算所述光学元件由给予的能量造成的变形和光学属性变化。
26. 根据权利要求24或者25之一所述的方法，其中通过有限元分析来计算变形。
27. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述补偿措施包括-特别地沿着所述光轴或者与所述光轴正交对一个或者多个光 学元件进行移位；或者旋转一个或者多个光学元件； -使一个或者多个光学元件变形； -移动所述刻线和/或^)"底才反； -改变所用光的波长；-冷却和/或加热所述光学元件的至少部分。
28. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中 至少部分地、优选为完全地自动化所述过程步骤。
29. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中特别是利用所述光路的不同平面中的强度测量按行多次执行所 述过程步骤。
30. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中在所述光学系统的使用过程中、特别是在中间测量强度之后在 线执行所述过程步骤、特别是执行计算。
31. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中在恒定的照射时针对将要成像的物体只需执行所述过程一次。
32. —种用于对物体、特别是用于微光刻的投影透镜(3)进行 成像的光学系统，优选地用于将根据前述权利要求之一所述的方法 与至少一个、优选为多个光学元件(4, 5) —起应用，其中为强度测量提供可以位于所述光路中的至少 一个图像检测器 (6, 7),其中所述检测器直接地测量所述光学系统的所述光路中 的位置和/或时间分解强度分布。
33. 根据权利要求32所述的光学系统，其中 在所述图像平面以外提供所述一个或者多个检测器(6, 7)。
34. 根据权利要求32或者33所述的光学系统，其中 所述一个或者多个检测器所在的平面是瞳孔平面、接近瞳孔的平面、场平面、接近场的平面和/或位于场平面与瞳孔平面之间的平面。
35. 根据权利要求32至34之一所述的光学系统，其中 所述一个或者多个检测器所在的平面是具有范围为-0.25到+0.25、优选为-0.1到+0.1、最优选为0或者范围为-0.75到-1、优选 为-0.9到-l、最优选为-1或者范围为0.75到1、优选为0.9到1、最优选为1的傍轴子孔径比和/或提供具有所述傍轴子孔径比的不同前 缀的两个平面和/或具有等间距傍轴子孔径比的多个平面。
36. 根据权利要求32至35之一所述的光学系统，其中 提供所述一个或者多个检测器(6， 7)，从而特别是通过线性运动或者转动可以将检测器移动到所述光路中并且可以再次从所述 光路移开检测器。
37. 根据权利要求32至36之一所述的光学系统，其中所述检测器具有在强度测量过程中防止光穿过所述检测器平面 的屏蔽物。
38. 根据权利要求32至37之一所述的光学系统，其中 提供寄存确定的强度值并且特别是基于其它存放或者输入的信息来处理强度值的至少一个处理单元(10)。
39. 根据权利要求32至38之一所述的光学系统，其中提供至少 一 个致动器，可以通过所述至少 一 个致动器来执行特 别是基于所述处理单元的命令的补偿测量。
全文摘要
本发明涉及一种用于补偿光学系统中、特别是微光刻系统的投影透镜阵列(3)中强度分布所致成像误差的方法，该方法包括以下步骤确定光学系统的至少一个光学元件中与位置和时间有关的强度分布；确定已经为之确定强度分布的至少光学元件中与位置和/或时间有关的吸收能量；确定光学元件由所述能量造成的变形和/或光学属性变化；以及根据先前步骤的结果来选择一个或者多个补偿措施。并且本发明涉及一种用于对物体、特别是用于微光刻的投影透镜进行成像的光学系统，该光学系统优选地用于将所述的方法与至少一个、优选为多个光学元件(4，5)一起应用，其中为强度测量提供可以位于光路中的至少一个图像检测器(6，7)，该检测器直接地测量光学系统的光路中的位置和/或时间分解强度分布。
文档编号G03F7/20GK101506739SQ200780031539
公开日2009年8月12日 申请日期2007年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者O·康拉迪, T·格鲁纳 申请人:卡尔蔡司Smt股份公司