光刻系统与方法与流程

文档序号:18636899发布日期:2019-09-11 22:22阅读:341来源:国知局
光刻系统与方法与流程

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微光刻用于产生微结构部件,例如集成电路。微光刻工艺由微光刻装置来进行,其具有照明系统和投射系统。由照明系统所照明的掩模(掩模母版)的像在此情况下由投射系统投射至涂布有感光层(光刻胶)并配置于投射系统的像平面中的基板(例如硅晶片)上,以将掩模结构转印基板的感光涂层。

在对于集成电路生产中更小结构的渴望的驱动下,目前开发的为使用波长范围在0.1nm至30nm、特别是13.5nm的光的euv光刻装置。在这种euv光刻装置的情况下,由于多数材料对此波长的光的高吸收,因此需使用反射式光学单元(即反射镜)来取代先前使用的折射式光学单元(即透镜元件)。

配置于投射系统中以定义光束路径的反射镜的位置可借助传感器来检测。在此情况下,传感器例如安装在反射镜上或在传感器框架上,其中可检测反射镜相对于传感器框架的位置。传感器框架可分为多个振荡解耦的传感器副框。通过提供多个传感器副框,传感器副框可具有本质上较小的尺寸或减少的质量。这由于系统中的低频动态激发而降低了准静态变形并因此降低的像振荡。若存在彼此参照的多个传感器副框,则出现相应的测量复杂度,其造成测量的不准确。此外,可能发生传感器副框之间的对准不准确。

wo2013/178277a1描述了具有两个传感器副框的投射系统,其中三个光学元件在各个情况下在传感器的协助下参照传感器副框。此外,传感器副框具有额外的传感器以检测传感器副框之间的位置数据。

在此背景下,本发明的目的为提供改良的光刻系统和产生投射镜头的改良方法。

因此,提出一光刻系统。光刻系统包含投射镜头。投射镜头包含第一光学元件、第一传感器副框、配置为检测第一光学元件相对于第一传感器副框的位置的第一传感器、以及配置为检测晶片相对于第一传感器副框的位置的第二传感器。

通过检测第一光学元件和晶片相对于单一传感器副框的位置,有可能避免发生在彼此参照的两个传感器副框之间的测量误差。针对投射镜头仅包含第一传感器副框而无其他传感器副框的情况(即无分开的传感器框),第一传感器副框也可称作“一个”传感器框,若适当的话也可称作“单一个”传感器框。举例来说,传感器框为整体的。这优点为传感器副框不需彼此参照,从而避免了为此所需的计量。此外,消除了当多个传感器副框彼此参照时所发生的测量和对齐误差。较佳地,投射镜头包含多个光学元件和配置为检测多个光学元件相对于第一传感器副框的位置的多个传感器。举例来说,投射镜头包含参照第一传感器副框的至少或刚好2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14个光学元件。

根据一个实施例,光刻系统包含晶片。此外,投射镜头包含第一光学元件、第二光学元件、彼此振荡解耦的第一传感器副框和第二传感器副框、以及配置为检测第一光学元件相对于第二传感器副框的位置的第三传感器。

光刻系统中的位置传感器在监控的光学元件、晶片和/或掩模母版的实际和设定点位置之间的差异不超过一特定临界值(在本例中也称作测量误差)的这样一个范围内为盲区(blind)。此外,测量误差受到测量噪声的影响。根据测量和光刻系统的设计,这类测量误差可能会累加。这最终会导致由相应致动器所造成的监控的光学元件、晶片和/或掩模母版的错误导引。

根据此实施例的优点为所监控的光学元件、晶片和/或掩模母版(也共同地称作元件)关于由这些元件所共同达成的图像效应的不正确定位将彼此互相补偿。这类不正确定位的效果将借助于所谓的视线敏感度(line-of-sightsensitivity)(所谓的los敏感度,定义于下文)来描述。

此见解可用于因为所监控的光学元件、晶片和/或掩模母版的不正确定位在成像中具有较小的影响而使得位置传感器的测量误差较不重要的效果。为此,测量设计为使得在指派给作为测量参考的传感器副框的元件的组内的los敏感度将尽可能地互相补偿。这可特别通过以下事实来实现:第三传感器检测第一光学元件相对于第二传感器副框的位置、及第一传感器检测第一光学元件相对于第一传感器副框的位置、及第二传感器同样检测晶片相对于第一传感器副框的位置。

有利地,光刻系统包含具有投射镜头的工作光的波长特别是在0.1到30nm之间的euv光刻装置、或工作光的波长特别是在30到250nm之间的duv光刻装置。

针对偏移的los敏感度定义为:los=(sμm)/(1μm)。此外,针对倾斜的los敏感度定义为los=(sμm)/(1μrad)。若光学元件、掩模母版或晶片偏移1μm或倾斜1μrad,则像偏移sμm。较佳地,los敏感度针对固定数值孔径来确定。

一个元件相对于另一个元件的“位置”在本例中表示检测的两个元件之间的位置数据,其允许得到关于两个元件相对彼此在达6个自由度上的位置的结论。换言之,有可能得到有关两个元件之间在达三个空间方向(其例如彼此垂直)上的距离以及有关两个元件相对彼此对达三个旋转轴的倾斜的结论。

“光学元件”例如为反射镜、透镜元件、光栅或λ板。

“传感器框”在本例中表示一结构,其中一个或多个元件(其可实施为光学元件、掩模母版和/或晶片)相对于该结构的位置数据被决定。传感器框可划分为彼此振荡解耦的多个传感器副框。传感器或部分的传感器可连接至传感器副框。“框”在本例中不一定默认为框形结构,而是也包含例如平台或平板。传感器副框以刚硬的方式实施。在此情况下,传感器副框可包含一个或多个以下材料:碳化硅(sic)、反应结合的硅渗透碳化硅(sisic)、堇青石、氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、玻璃陶瓷(例如微晶玻璃(zerodur))、钛硅酸玻璃(也称作uletm)等、钢、铝或其他金属和合金。也可设置多于两个传感器副框,例如第三个和/或第四个传感器副框。

“振荡解耦”应理解为表示几乎没有力、振荡和/或振动从一个传感器副框传输到另一个传感器副框,反之亦然。这可通过例如传感器副框的非常柔软和/或有弹性的安装来实现。

“传感器”在本例中也包含彼此分别地检测数据的多个副传感器(例如一个副传感器用于每一空间方向),在其协助下有可能得出关于一个元件相对于另一个元件的位置的结论。传感器实施为例如电容式或光学传感器。传感器可包含发送器和接收器,其可实现于一个单元中。因此,传感器可仅安装于第一元件上(“元件”在此表示光学元件、晶片或掩模母版和/或传感器副框)。第二(监控的)元件则本身作为测量物体(例如光的反射器)。或者,发送器安装于第一元件上且接收器安装于第二元件上,其中检测第二元件相对于第一元件的位置。在此情况下,接收器为测量物体。

根据另一实施例,第一光学元件和第二光学元件至少部分地定义投射镜头的光束路径。第一光学元件配置为在晶片上游的光束路径中的最后的光学元件。

这具有的优点为最后的光学元件的位置和晶片的位置是相对于单一传感器副框来检测的,使得晶片和最后光学元件的los敏感度相对于剩余的光束路径定义元件降低。较佳地,投射镜头包含4到12个光学元件。在本例中的“光束路径”被理解为表示光射线朝目标物体(例如待曝光的晶片)的几何路径。此外,“工作光”被理解为表示间接地或直接地从光源朝光学元件辐射并用于晶片曝光的光。工作光的波长特别是在0.1到30或30到250nm之间。

根据另一实施例,投射镜头包含进一步定义光束路径的第三光学元件以及配置为检测第三光学元件相对于第一传感器副框的位置的第四传感器。第三光学元件配置为光束路径中的倒数第二个光学元件。

因此,最后光学元件的位置、倒数第二个光学元件的位置以及晶片的位置是相对单一传感器副框来检测的。元件的组因此参照单一传感器副框。已令人惊讶地发现到,在此配置的情况下,此组(包含晶片、倒数第二个光学元件及最后的光学元件)的los敏感度相对剩余的光束路径定义元件是低的。

根据另一实施例,光刻系统包含掩模母版,其中投射镜头包含第五传感器,其配置为检测掩模母版相对于第二传感器副框的位置。

掩模母版的位置和第二光学元件的位置因此相对相同传感器副框而检测。较佳地,第二光学元件为配置在投射系统中的光束路径中的第一位置处的元件,使得来自掩模母版的工作光直接地入射在第二光学元件上。较佳地,投射镜头包含特别是配置在光束路径中的第二位置处的另一光学元件和另一传感器(其配置为检测该另一光学元件的位置)。这具有的优点为,元件的组(掩模母版、第一光学元件及(若适当的话)另一光学元件)参照第二传感器副框,且此组的los敏感度相对剩余的光束路径定义元件为低的。

根据另一实施例,投射镜头更包含第六传感器,其配置为检测第二传感器副框相对于第一传感器副框的位置。

这具有的优点为,可在任何时间决定第一和第二传感器副框(其彼此振荡解耦)之间的位置数据。因此,也可通过第三传感器、第一传感器及第六传感器的决定数据相互结合/计算而间接地检测第一光学元件相对于第二光学元件的位置。举例来说,由于第六传感器的测量而产生的测量误差导致第二光学元件及掩模母版在相同方向上且相同的绝对值的不正确定位。然而,由于第二光学元件的los敏感度与掩模母版的los敏感度的总和较小,不正确的定位对图像效果的影响较小,使得此测量误差稍微地增加了图像振动。“图像振动”在本例中表示例如图像经历轻微的、特别是不想要的移动。

根据另一实施例,投射镜头更包含承载框、配置为相对承载框定位第二光学元件的第一致动器、配置为相对承载框定位第一光学元件的第二致动器以及控制装置,控制装置配置为驱动第一致动器用以根据由第三传感器所检测的位置、由第一传感器所检测的位置及由第六传感器所检测的位置来定位第二光学元件,以及配置为驱动第二致动器以根据由第一传感器所检测的位置来定位第一光学元件。

第二光学元件因此根据第一光学元件的位置而对齐。举例来说,在此情况下,第二致动器可仅具有第一光学元件的设定点位置作为基本操作变量,其较佳与剩余光学元件的位置无关。因此,第二光学元件跟随第一光学元件的位置。这对第一光学元件配置在光束路径的最后位置处的情况特别有利。

“承载框”在本例中表示至少光学元件及传感器副框与其联接的承载结构。在此情况下,致动器介于承载框与光学元件之间,以执行光学元件相对承载框的针对性相对运动。传感器副框较佳与承载框振荡解耦。这可例如在弹簧元件和/或阻尼元件的协助下实现,较佳使用软弹簧元件和/或软阻尼元件。特别地,承载框围住传感器副框部分地或完全地配置于其中的体积。“部分地配置于承载框内”表示承载框定义一包围面,特别是至少部分圆柱形的包围面,传感器副框区段从该包围面突出。承载框可包含或完全由陶瓷材料或金属材料所构成。特别地,承载框可由非氧化物陶瓷(例如碳化硅)制成或包含非氧化物陶瓷(例如碳化硅)。

致动器例如实施为洛伦兹(lorenz)致动器、压电致动器或具有步进马达的致动器。

根据另一实施例,第一、第二和第三光学元件实施为反射镜和/或透镜元件。

根据另一实施例,投射镜头包含反射镜配置。反射镜配置包含六个法线入射反射镜、或四个法线入射反射镜与四个掠入射反射镜、或三个法线入射反射镜与七个掠入射反射镜。第一、第二和第三光学元件选自反射镜配置中的反射镜。

因此,反射镜配置可例如包含六个法线入射反射镜或由六个法线入射反射镜所构成。此外,反射镜配置可例如包含八个反射镜或由八个反射镜所构成,即四个法线入射反射镜和四个掠入射反射镜。此外,反射镜配置可例如包含十个反射镜或由十个反射镜所构成,即三个法线入射反射镜和七个掠入射反射镜。

“法线入射反射镜”在本情况下表示配置在光束路径中使得入射在反射镜的反射表面上的工作光的光射线具有例如大于30°的入射角的反射镜。

“掠入射反射镜”在本情况下表示配置在光束路径中使得入射在反射镜的反射表面上的工作光的光射线具有例如小于30°的入射角的反射镜。因此,光射线以掠入射的方式撞击于反射镜的反射表面上。

根据另一实施例,第一光学元件具有los敏感度,且晶片具有los敏感度。第一光学元件的los敏感度与晶片的los敏感度具有不同的正负号。

通过位置为相对相同传感器副框而检测的元件的组内的los敏感度的正负号为不同的事实,los敏感度可至少部分地彼此补偿,使得此组的los敏感度相对剩余的光束路径定义光学元件而降低。举例来说,相较于第二光学元件的los敏感度,掩模母版的los敏感度具有不同的正负号及类似的绝对值,使得这些los敏感度实质地互相补偿。因此,在第六传感器的测量期间发生的测量误差不会导致图像振动增加。

根据另一实施例,第一光学元件、晶片和/或第三光学元件的los敏感度形成的总和具有小于0.5、小于0.2、小于0.1、或小于0.01的绝对值。

这些绝对值较佳地适用于第一光学元件、晶片和/或第三光学元件的1μm偏移。因此降低了投射镜头的图像振荡。

此外,提出一种产生光刻系统(特别是前述的光刻系统)的方法。方法包含以下步骤:

(a)配置第一光学元件和第二光学元件以定义光束路径;

(b)提供晶片于光束路径的端部和/或第三光学元件以进一步定义光束路径;

(c)决定第一和第二光学元件以及晶片和/或第三光学元件的los敏感度;

(d)根据n个组合可能性中的第一个,将los敏感度分配给第一和第二传感器副框;

(e)若不是仅分配一个单独的los敏感度,则加总分配给相应传感器副框的los敏感度;

(f)储存总和和单独的los敏感度;

(g)重复步骤(d)到(f),直到并包含第n个组合可能性;

(h)根据所储存的总和和单独的los敏感度,从n个组合可能性选择组合可能性;

(i)提供配置为检测第一光学元件和第二光学元件以及晶片和/或第三光学元件相对于参考物的相应位置的传感器;以及

(j)根据所选的组合可能性,选择第一传感器副框或第二传感器副框作为参考物。

通过选择los敏感度的总和为小的组合可能性,在图像效果中由于传感器(特别是检测一个传感器副框相对于另一个传感器副框的位置的传感器)的测量误差而造成的光学元件、掩模母版及或晶片的不正确位置可至少部分地相互抵消,使得图像振动降低。

举例来说,光刻系统为投射镜头。较佳地,在步骤(i),相应地提供传感器,其配置为检测第二传感器副框相对于第一传感器副框的位置和/或第二传感器副框相对于第三传感器副框的位置和/或第一传感器副框相对于第三传感器副框的位置。若存在其他的传感器副框,则相应地设置传感器,使得至少检测每一传感器副框相对于另一传感器副框的位置。

根据另一实施例,在步骤(c)中决定的los敏感度具有不同的正负号。

根据另一实施例,在步骤(h)中,形成并加总相应组合可能性的总和和单独的los敏感度的绝对值,以形成全总和。

因此,有可能决定投射镜头的总los敏感度,以提供n个组合可能性之间的可比较性。

根据另一实施例,所形成的绝对值在加总步骤前以相应因子加权。

因此,可引入额外的参数,以额外地对所形成组的los敏感度进行加权。举例来说,在参数的协助下可包含设计性或系统性边界条件。

根据另一实施例,在步骤(h)中,从n个组合可能性中选择具有最小全总和的组合可能性。

因此,有可能从los敏感度考虑选择最佳解决方案。

针对光刻系统所描述的实施例及特征相应地适用于所提出的方法,反之亦然。

方法步骤的顺序不一定对应(照字母的)列举的顺序。而是,方法步骤的顺序可在本领域技术人员的知识范围内任意地选择。举例来说,多个方法步骤可并行地执行。

用于例如传感器、光学元件、传感器副框或致动器的数字“第一、第二、第三等”仅用以较佳地区分各个元件且可依所需互换。举例来说,第五传感器也可指定为第四传感器。即,在仅包含例如第一、第二、第三及第五传感器的当前情况下所述的实施例中,第五传感器可指定为第四传感器。

本案中的“一”不应理解为仅限于刚好一个元件。而是,也可设置多个元件,例如两个、三个或更多。同样地,本文所使用的任何其他数字不应理解为必须实现对完全相应的元件数量的限制的效果。而是,向上或向下的数值偏差都是可能的。

本发明的其他可能的实施方式也包含在前文及下文关于示例性实施例所描述的特征或实施例的未明确提及的组合。在这方面,本领域技术人员也将单独方面加到本发明的相应基本形式中作为改进或增加。

本发明的其他有利配置和方面为从属权利要求和下文所述的本发明示例性实施例的主题。在下文中,将参照附图、根据较佳实施例更详细地解释本发明。

图1a显示evu光刻装置的视图;

图1b显示duv光刻装置的视图;

图2a显示光刻系统的第一实施例;

图2b显示光刻系统的第二实施例;

图3显示光刻系统的第三实施例;

图4显示光刻系统的第四实施例;

图5示意地显示光学元件的位置决定;以及

图6显示产生光刻系统的方法的方块图。

除非有相反的说明,相同的元件或具有相同功能的元件在图中被给定相同的参考符号。若在目前情况下参考符号具有多个参考线,这表示相应的元件为多路地存在。指向隐藏细节的参考标记线以虚线的方式示出。也应注意到,图中的各图不一定按比例绘示。

图1a显示euv光刻装置100a的示意图,其包含光束成形及照明系统102以及投射系统104。euv代表“极紫外光”且指工作光的波长在0.1到30nm之间。光束成形及照明系统102及投射系统104分别设置于真空外壳(图未示)中,真空外壳在抽真空装置(图未示)的协助下被抽真空。真空外壳由机械室(图未示)环绕,于其中提供了用以机械移动或调整光学元件的驱动器具。此外,电子控制器及类似者也可提供于此机械室中。

euv光刻装置100a包含euv光源106a。举例来说,可提供等离子体源(或同步加速器)作为euv光源106a,其发射在euv范围(极紫外光范围)的辐射108a,即例如波长范围在5nm到20nm。在光束成形及照明系统102中,聚焦euv辐射108a并从euv辐射108a过滤出想要的操作波长。由euv光源106a所产生euv辐射108a对空气具有相对低的透射率,基于这个理由而将在光束成形及照明系统102及在投射系统104中的光束引导空间抽真空。

图1a所示的光束成形及照明系统102具有五个反射镜110、112、114、116、118。在通过光束成形及照明系统102后,euv辐射108a被导向至光掩模(掩模母版)120。光掩模120也可称为掩模母版。光掩模120同样形成为反射式光学元件且可配置在系统102、104之外。此外,euv辐射108a可经由反射镜122导向至光掩模120。如图1a所示,反射镜122实施为掠入射反射镜,因为euv辐射108a以掠入射的方式撞击于反射镜的反射表面上。光掩模120具有一结构,其通过投射系统104以缩小的方式成像在晶片124或类似物上。

投射系统104(也称作投射镜头)具有六个反射镜m1到m6,用以将光掩模120成像至晶片124上。在此情况下,投射系统104的单独反射镜m1至m6可相对投射系统104的光轴126对称地配置。应注意,euv光刻装置100a的反射镜数量并不限于所表示的数量。也可提供更多或更少数量的反射镜。此外,反射镜在其前端面通常是弯曲的,以用于光束成形。在其他实施例中,投射系统104可实施为不具有光轴,其中一个或多个反射镜m1到m6实施为自由曲面。

图1b显示duv光刻装置100b的示意图,其包含光束成形及照明系统102以及投射系统104。duv代表“深紫外光”且指工作光的波长在30到250nm之间。

duv光刻装置100b包含duv光源106b。举例来说,可提供arf准分子激光器作为duv光源106b,其发射在duv范围(例如在193nm)的辐射108b。

图1b所示的光束成形及照明系统102将duv辐射108b引导至光掩模120。光掩模120实施为透射式光学元件且可配置在系统102、104之外。光掩模120具有一结构,其通过投射系统104以缩小的方式成像在晶片124或类似物上。

投射系统104具有多个透镜元件128和/或反射镜130,用以将光掩模120成像至晶片124上。在此情况下,投射系统104的单独透镜元件128和/或反射镜130可相对投射系统104的光轴126对称地配置。应注意,duv光刻装置100b的透镜元件或反射镜的数量并不限于所表示的数量。也可提供更多或更少数量的透镜元件和/或反射镜。此外,反射镜在其前端面通常是弯曲的,以用于光束成形。

最后的透镜元件128与晶片124之间的空气间隙可由折射率大于1的液体介质132来取代。液体介质可例如为高纯度的水。此构造也称作浸没式光刻且具有增加的光学光刻分辨率。

图2a显示具有投射镜头104及晶片124的光刻系统200的第一实施例。投射镜头104包含承载框204、光学元件208(在本例中也称作第一光学元件)、传感器副框212(在本例中也称作第一传感器副框)、配置为检测光学元件208相对于传感器副框212的位置的传感器218((在本例中也称作第一传感器)、以及配置为检测晶片124相对于传感器副框212的位置的传感器220。

举例来说,投射镜头104仅包含单个传感器副框212。在此情况下,传感器副框212可称作传感器框212。此外,传感器副框212可称作例如传感器框。传感器副框212全部或部分地由承载框204所包围。举例来说,光学元件208在连接或承载结构214a的协助下联接或安装于承载框204,其中光学元件208较佳安装为使得在各个情况下可进行相对承载框204的受控相对运动。传感器副框212在安装件214b的协助下以振荡解耦的方式连接至承载框204。

光学元件208至少部分地定义投射镜头104的光束路径224。光学元件208例如配置为在晶片124上游的光束路径224中的最后的光学元件。因此,工作光226直接地从光学元件208入射在晶片124上。

当然,多个光学元件(未示于图2a中)可参照传感器副框212。举例来说,投射镜头104包含配置为检测多个光学元件相对于传感器副框212的位置的多个传感器(未示于图2a中)。举例来说,投射镜头104包含正好2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14个参照传感器副框212的光学元件。

图2b显示具有投射镜头104和晶片124的光刻系统200的第二实施例。投射镜头104包含承载框204、光学元件206(在本例中也称作第二光学元件)、光学元件208(在本例中也称作第一光学元件)、传感器副框210(在本例中也称作第二传感器副框)、以及传感器副框212(在本例中也称作第一传感器副框)。光学元件206、光学元件208、传感器副框210及传感器副框212可例如几何地配置于承载框204内。举例来说,光学元件206、208在连接或承载结构214a的协助下联接或安装于承载框204,其中光学元件206、208较佳安装为使得在各个情况下可进行相对承载框204的受控相对运动。传感器副框210、212在安装件214b的协助下在各个情况下以振荡解耦的方式连接至承载框204。

此外,投射镜头104包含传感器216,其配置为检测光学元件206相对于传感器副框210的位置。为了准确的位置决定,传感器216可检测例如光学元件206相对于传感器副框210的三个平移自由度和三个旋转自由度。因此,可决定测量对象之间的多个距离和角度。在此情况下,角度变化也可称作相对倾斜。传感器216配置于传感器副框210上并与其连接,其中取决于传感器的类型,部分的传感器216也可配置于光学元件206上。或者,传感器216也可仅配置于光学元件206上并与其连接。换言之,光学元件206在传感器216的协助下参照传感器副框210。

此外,投射镜头104包含配置为检测光学元件208相对于传感器副框212的位置的传感器218。有关光学元件206、传感器副框210和传感器216的陈述相应地适用于光学元件208、传感器副框212和传感器218。

此外,投射镜头104包含配置为检测晶片124相对于传感器副框212的位置的传感器220。传感器220配置于传感器副框212上并与其连接,其中取决于传感器的类型,部分的传感器220也可配置于晶片124上,其中晶片124配置于承载框204之外。或者,传感器220也可仅配置于晶片124上并与其连接,其中在此情况下光刻系统200可包含传感器220而不包含投射镜头104。换言之,晶片124在传感器220的协助下参照传感器副框212。因此,光学元件208和晶片124参照刚好一个传感器副框212。传感器副框212特别地实施为坚硬且紧凑的元件。

此外,投射镜头104更包含传感器222(在本例中也称作第六传感器),其配置为检测传感器副框210相对于传感器副框212的位置。有关传感器216的描述相应地适用于传感器222。

检测一个元件(例如光学元件、晶片、掩模母版、传感器副框等)相对另一元件(例如光学元件、晶片、掩模母版、传感器副框等)的位置在本例中也称作参照(在图2a、图2b、图3及图4中由一圆与对角地通过圆的一箭头来表示)。即使在相应图中没有描述或示出,假设一个传感器或多个传感器用于位置的参照或检测。

光学元件206、208至少部分地定义投射镜头104的光束路径224。光学元件208配置为在晶片124上游的光束路径224中的最后的光学元件。因此,工作光226直接地从光学元件208入射在晶片124上。

光学元件208具有los敏感度且晶片124具有los敏感度。参照传感器副框的光学元件、掩模母版和/或晶片可结合为一组,其中此组与剩余透镜(剩余的光束路径224定义光学元件)之间的传感器的测量误差例如以类似该组的所有元件的los敏感度的总和的方式作用。在图2a或图2b所示的投射镜头104的情况下,举例来说,光学元件208的los敏感度与晶片124的los敏感度有不同的正负号。这具有的优点为los敏感度几乎完全互相补偿。举例来说,由光学元件208及晶片124的los敏感度形成的总和具有小于0.5、小于0.2、小于0.1或小于0.01的绝对值。

图3显示光刻系统200的第三实施例。对比于图2b,投射镜头104包含进一步定义光束路径224的光学元件300(在本例中也称作第三光学元件)。此外,投射镜头104包含传感器302(在本例中也称作第四传感器),其配置为检测光学元件300相对于传感器副框212的位置。前文有关传感器216所作的描述也相应地适用于传感器302。因此,光学元件208、光学元件300及晶片124参照多个振荡解耦的传感器副框210、212中的单个传感器副框212。

光学元件300配置为光束路径224中的倒数第二个光学元件。因此,工作光226从光学元件300直接地入射在光学元件208上且从光学元件208直接地入射在晶片124上。将倒数第二个光学元件300、最后的光学元件208和晶片124参照至单一传感器副框212的优点为,这些元件的los敏感度至少在平移时可几乎完全相互补偿。

光刻系统200包含掩模母版120,其中投射镜头104包含传感器306(在本例中也称作第五传感器),其配置为检测掩模母版120相对于传感器副框210的位置。传感器306配置于传感器副框210上并与其连接,其中取决于传感器的类型,部分的传感器306也可配置于掩模母版120上,其中掩模母版120配置于承载框204之外。或者,传感器306也可仅配置于掩模母版120上并与其连接,其中在此情况下光刻系统200可例如包含传感器306。换言之,掩模母版120在传感器306的协助下参照传感器副框210,且光学元件206在传感器216的协助下参照传感器副框210。因此,掩模母版120和光学元件206形成一组,其中此组与剩余透镜之间的传感器的测量误差对los敏感度(掩模母版120和光学元件206的los敏感度)的总和有影响。较佳地,掩模母版120的los敏感度与光学元件206的los敏感度有不同的正负号,使得它们至少部分地互相补偿。

此外,投射镜头104包含致动器308(在本例中也称作第一致动器),其配置为相对承载框204来定位光学元件206。此外,投射镜头104包含配置为相对承载框204来定位光学元件208的致动器310。此外,投射镜头104包含配置为相对承载框204来定位光学元件300的致动器312。

此外,投射镜头104包含控制装置314,其配置为驱动致动器308以根据由传感器216所检测的位置、由传感器218所检测的位置和由传感器222所检测的位置来定位光学元件206。此外,控制装置314配置为驱动致动器312以根据由传感器302所检测的位置和由传感器218所检测的位置来定位光学元件300。此外,控制装置314配置为驱动致动器310以根据由传感器218所检测的位置来定位光学元件208。换言之,举例来说,配置于光束路径224中的所有光学元件206、300都跟随最后的光学元件208。或者,配置在光束路径224中的元件可跟随另一光学元件或晶片124。图3以虚线表示传感器216、218、220、222、302、306和致动器308、310、312与控制装置314的通讯。

举例来说,由光学元件208、晶片124和光学元件300的los敏感度所形成的总和具有小于0.5、小于0.2、小于0.1或小于0.01的绝对值。

致动器308、310、312实施为例如洛伦兹(lorenz)致动器。光学元件206、208、300实施为例如反射镜m1-m6和/或透镜元件128。

虽然没有示出,但作为示例,图1a、图1b、图2a、2b和图4的所有光学元件可在致动器的协助下启动。相应地,也总是存在控制装置314。此外,举例来说,总是设置相应的传感器以参照光学元件。

图4显示光刻系统200的第四实施例。与图3相反,传感器、致动器、光束路径及控制装置都没有被显示。此外,除了传感器副框210、212,光刻系统200还包含传感器副框400和传感器副框402。掩模母版120和光学元件(包含光学元件206和另一光学元件)的组404(在本例中也称作第一组)参照传感器副框210。另一光学元件在光束路径224中配置于第二位置处,使得来自光学元件206的工作光226直接地入射在另一光学元件上。光学元件的组406参照传感器副框400,其中组406包含在光束路径224中配置于第三位置处及第四位置处的光学元件。此外,光学元件的组408参照传感器副框402,其中组408包含在光束路径224中配置于第五位置处、第六位置处、第七位置处和第八位置处的光学元件。如已在图3中所显示,光学元件208、光学元件300和晶片124参照传感器副框212。在此情况下,光学元件300配置于光束路径224中的第九位置处,且光学元件208配置于光束路径224中的第十位置处。因此,投射镜头104包含十个光学元件。举例来说,在各个情况下可针对所有的光学元件提供分离的联接结构214a至承载框204。

与图3相反,检测传感器副框210相对于传感器副框400的位置、传感器副框402相对于传感器副框400的位置、以及传感器副框212相对于传感器副框400的位置。

承载框204经由安装件214b连接至另一承载结构410(特别是底座框或底座),其中连接特别地实施为振荡解耦连接。

较佳地,投射镜头104包含具有六个法线入射反射镜的反射镜配置。或者,可呈现四个法线入射反射镜和四个掠入射反射镜122。作为另一选择,投射镜头104可包含三个法线入射反射镜及七个掠入射反射镜122。光学元件206、208、300可选自反射镜配置的反射镜。

图5显示用于光学元件的位置决定的方案。图1a中的反射镜m1至m6仅以示例的方式被选择作为光学元件,其中反射镜m1和m2参照传感器副框210、反射镜m3和m4参照传感器副框400、且反射镜m5和m6参照传感器副框212。

举例来说,针对光学元件m1-m6的致动,所有光学元件都设计为跟随反射镜m6。在空间方向x中所考虑的光学元件m1到m6及相应传感器副框210、212、400之间的距离以x1-x6来表示,其中距离由相应的传感器来检测。在空间方向x中的传感器副框210与传感器副框400间的距离由s1来表示且传感器副框400与传感器副框212间的距离由s2来表示,其中相应的传感器检测距离s1、s2。举例来说,并不直接检测传感器副框210与传感器副框212之间的距离s3,而是由距离s1和s2的相加来计算,使得可例如提到传感器副框210与传感器副框212之间的虚拟传感器。

针对反射镜m1到m5在x方向中的对齐(启动),需要决定例如反射镜m6与反射镜m1-m5之间的相应距离δx56、δx46、δx36、δx26和δx16。在此情况下,成立下式:

δx56=x5-x6,

δx46=s2+x4-x6,

δx36=s2+x3-x6,

δx26=s1+s2+x2-x6,以及

δx16=s1+s2+x1-x6。

由于反射镜m6与反射镜m1到m5之间的距离δx56、δx46、δx36、δx26和δx16是间接地决定,可提到反射镜m1到m6之间的虚拟传感器。对距离x1-x6、s1、s2的每一个实际测量会发生测量误差。

已认识到,针对相应的系统必须总是测量x1到x6的距离,且无法避免相应的测量误差(其在传感器的正常操作期间发生)。由于该测量误差所造成的光学元件m1-m6的错误位置导致相应的图像振动,因为该测量误差特别是相对于彼此随机地发生,因此反射镜m1-m6在一定的公差范围内有随机的实际位置。此外,已认识到,传感器副框210、400、212之间的测量s1、s2的减小将导致测量误差的减小。这本质上为反对增加、且在某些情况下支持减少传感器副框的数量的因素。然而,应考虑到,将传感器框划分为多个传感器副框对减少准静态变形是有利的。

此外,已认识到,当参照相应传感器副框210、410的光学元件m1、m2、m3、m4的los敏感度的总和尽可能小,则在距离s1、s2的测量期间发生的测量误差对图像效果以及因此对图像振动具有很小的影响。这是由于以下事实:由距离s2的距离测量所产生的相同测量误差影响反射镜m3和反射镜m4的相应定位操纵变量。换言之,反射镜m3和反射镜m4具有方向相同且绝对值相同的不正确位置(单独考虑由距离s2的测量所造成的测量误差),使得由于补偿反射镜m3和m4的los敏感度,不正确的位置在图像效果中互相补偿。类似地,来自距离s1、s2(如s3)的距离测量的测量误差同时影响了反射镜m1和反射镜m2的相应定位操纵变量。此外,可设想提供这类传感器用于光学元件相对于传感器副框的位置检测,其同时引起具有相同正负号与相似绝对值的测量误差,使得当测量误差影响反射镜的定位操纵变量时,发生图像效果的补偿效应。

因此,通过光学元件m1-m6对传感器副框210、400、212的参照的巧妙配置,有可能减少los敏感度的单独的总和,特别是通过将los敏感度具有不同正负号且(若适当的话)具有相似量值的绝对值(例如在刚好两个光学元件的情况下)的光学元件进行分组。由于传感器副框数量的改变或光学元件的参照的改变具有系统性或设计性的限制,因此这些必须相应地影响选择过程。

图6显示产生光刻系统200(特别是投射镜头104)的方法的方块图。

步骤s1包含配置光学元件206、208以定义光束路径224。举例来说,也可配置6、8或10个光学元件(特别是反射镜)。

步骤s2包含提供晶片124于光束路径224的端部和/或提供光学元件300以进一步定义光束路径224。举例来说,步骤s2可额外地包含提供掩模母版120。

步骤s3包含决定光学元件206、208和晶片124和/或光学元件300的los敏感度。特别地针对一固定数值孔径及特别地针对在三个空间方向中的偏移及针对相对三个轴的倾斜而分别地进行los敏感度的决定。举例来说,决定所有元件(掩模母版、晶片、所有提供的光学元件)的los敏感度。由于元件(特别是掩模母版、晶片和光学元件)的los敏感度具有不同的正负号是有利的,可再次执行或影响步骤s1和s2,直到所决定的元件的los敏感度具有不同的正负号。换言之,应该对具有不同正负号的los敏感度的至少两个元件进行分组。

步骤s4包含根据n个组合可能性的第一个来分配los敏感度给传感器副框210和传感器副框212。组合可能性(其可能纯粹是计算上的)可例如通过系统性或设计性限制来降低。图6的表格600可视化例如针对两个传感器副框210、212及三个光学元件206、208、300的n个组合可能性中的三个。光学元件206、208、300的参照602在此处分别用连接线来表示。

步骤s5包含加总分配给相应传感器副框210、212的los敏感度,其假设不是只一个单独的los敏感度被分配。此加总针对不同偏移及倾斜的los敏感度而分别地进行。举例来说,这可仅针对一个代表性的偏移或倾斜或针对在三个空间方向上的偏移及相对三个轴的倾斜而进行。图6的表格604以示例的方式显示针对两个传感器副框210、212及三个光学元件206、208、300的n个组合可能性中的三个的总和。三个光学元件206、208、300的los敏感度以例如a1-a3来表示。形成了参照传感器副框210的元件(特别是掩模母版、晶片、光学元件)的los敏感度的总和s210。此外,形成了参照传感器副框212的元件(特别是掩模母版、晶片、光学元件)的los敏感度的总和s212。若存在另外的传感器副框400、402,在各个情况下也相应地形成参照另外的传感器副框400、402的元件(掩模母版、晶片、光学元件)的los敏感度的总和s400、s402(未示于图6中)。特别地,也可存在用于los敏感度的2至6维向量(dimensionalvector),其相应地加总。

步骤s6包含储存总和s210、s212、s400、s402和单独的los敏感度s210、s212、s400、s402。这对例如稍后的比较是必需的。

步骤s7包含重复步骤s4到s6直到并包含第n个组合可能性。

步骤s8包含根据所储存的总和s210、s212、s400、s402和单独的los敏感度s210、s212、s400、s402从n个组合可能性选择一个组合可能性。举例来说,可形成一相应组合可能性的总和s210、s212、s400、s402和单独的los敏感度s210、s212、s400、s402的绝对值,并接着加总以形成一全总和。或者,举例来说,在形成全总和的步骤之前可用相应因子对所形成的绝对值进行加权,以考虑到系统性或设计性的边界条件或限制。相应地,也可形成总和向量s210、s212、s400、s402的绝对值,且若适当的话可用一因子加权。举例来说,接着可选择n个组合可能性中具有最小全总和的组合可能性。

步骤s9包含提供传感器216、218、220、302、306,其配置为检测光学元件206、208以及晶片124和/或光学元件300相对参考物的相应位置。

步骤s10包含根据所选的组合可能性来选择传感器副框210或传感器副框212作为参考物。若存在另外的传感器副框400、402,它们也相应地在选择过程中被伴随地考虑。

单独或多个步骤s1到s10可在基于软件的仿真模型中执行。

虽然本发明已基于示例性实施例来描述,但其可通过多种方式来修改。

参考符号列表

100aeuv光刻装置

100bduv光刻装置

102光束成形及照明系统

104投射系统、投射镜头

106aeuv光源

106bduv光源

108aeuv辐射

108bduv辐射

110-118反射鏡

120光掩模、掩模母版

122反射鏡、掠入射反射镜

124晶片

126光轴

128透鏡元件

130反射鏡

132浸没液体

200光刻系统

204承载框

206光学元件

208光学元件

210传感器副框

212传感器副框

214a连接结构、承载结构

214b安装件

216传感器

218传感器

220传感器

222传感器

224光束路径

226工作光

300光学元件

302传感器

306传感器

308致动器

310致动器

312致动器

314控制装置

400传感器副框

402传感器副框

404组

406组

408组

410承载结构、底座框

600表格

602参照

604表格

n组合可能性数量

s210总和

s212总和

s400总和

s402总和

x空间方向

δx16距离

δx26距离

δx36距离

δx46距离

δx56距离

a1-a3los敏感度

m1-m6反射镜

s1-s10方法步骤

s1-s3距离

x1-x6距离

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