用于确定反射镜的位置的方法与流程

本发明涉及一种用于确定光学系统中的反射镜的姿态的方法。优先权申请de 10 202 1 210 577.7的内容通过引用整体并入。

背景技术：

1、微光刻用于生产微结构部件，例如集成电路。使用具有照明系统和投射系统的光刻装置来执行微光刻工艺。借助于照明系统照射的掩模(掩模版)的像在此借助于投射系统投射到基板(例如硅晶片)上，该基板涂覆有光敏层(光致抗蚀剂)并且布置在投射系统的像平面中，以便将掩模结构转印到基板的光敏涂层。

2、受集成电路生产中对更小结构的需求的驱动，目前正在开发使用波长在0.1nm至30nm范围内(特别是13.5nm)的光的euv光刻设备。在这种euv光刻设备的情况下，由于大多数材料对该波长的光的高吸收，因此必须使用反射光学单元(即反射镜)来代替如前所述的折射光学单元(即透镜元件)。

3、在如上所述的投射系统中，必须能够在六个刚体自由度上控制反射镜。为此，可以使用每个反射镜六个干涉仪来测量反射镜。这些干涉仪使用特殊目标，这些特殊目标被布置在反射镜上、在其弯曲的使用的反射镜表面的外部。在这种情况下，目标可以在背侧上附接到反射镜。然而，这假设干涉仪可以附接到的固定基准被布置成与反射镜的背侧相对。这种固定基准可以是所谓的传感器框架。

4、然而，例如为了更换反射镜，可能有利的是，它不是提供的外部固定基准而是提供的内部固定基准。在当前情况下，“内部”是指反射镜的相应使用的反射镜表面被布置成面向固定基准。在后一种情况下，几乎不可能借助于干涉仪从背面测量反射镜，因为不再提供用于承载反射镜的外部固定基准。

技术实现思路

1、在此背景下，本发明目的是提供一种用于确定投射曝光装置的光学系统中的反射镜的姿态的改进方法。

2、因此，提出了一种用于确定光学系统中的反射镜的姿态的方法。该方法包括以下步骤：a)从反射镜的机械模型提供至少一个参数，b)干涉地检测反射镜的弯曲的使用的反射镜表面上的点的距离的时间变化，以及c)根据距离的时间变化和至少一个参数确定n个本征模式的振幅ak和相位φk，其中k＝1，…，n，以便确定反射镜的姿态。

3、例如，反射镜的机械模型可以是反射镜的cad(计算机辅助设计)模型。例如，可以提供来自机械模型的相应本征频率作为n个本征模式的参数。所谓的模式轮廓是可以从反射镜的机械模型收集的另一参数的示例。

4、干涉检测优选地借助于测量装置来实现，该测量装置将在下面解释，该测量装置包括干涉仪和光束成形单元。弯曲的使用的反射镜表面上的点的距离的时间变化应当特别地被理解为如下效果：该变化是从时间t1到时间t2或者从时间t1到与时间t2不同的时间t3来确定的。

5、例如，本征模式的振幅ak和相位φk可以借助于带通滤波器或傅里叶变换来确定。然后基于距离的时间变化并且基于机械模型的至少一个参数来确定反射镜的姿态。也可以使用多个不同的参数。

6、上述距离可以被定义为固定基准(例如在当前情况下为传感器框架)与反射镜上的点(特别是在使用的反射镜表面上)之间的距离。因此，步骤b)可以包括对反射镜的弯曲的使用的反射镜表面上的点距基准(特别是固定或不动基准)的距离的时间变化的干涉检测。然而，基准也可以是可移动的。

7、根据实施例，在步骤c)中借助于从机械模型计算的n个本征模式的振幅ak和相位φk来确定反射镜的姿态。

8、例如，借助于通过计算将振幅ak和相位φk与机械模型的一个或多个参数组合来实现计算。为此提供评估装置。评估装置可以包括计算机单元。

9、根据另一实施例，在步骤b)中干涉地检测反射镜的弯曲的使用的反射镜表面上的多个点的距离的时间变化。

10、优选地，干涉地检测至少六个点。这允许检测反射镜的所有六个自由度。

11、根据另一实施例，该方法包括以下步骤：d)基于n个本征模式的振幅ak和相位φk来控制设置在反射镜上的致动器，使得振幅ak减小。

12、致动器优选地被控制成使得使用的反射镜表面变形，由此减小振幅ak。因此，变形与振幅ak相反地起作用。特别地，用于控制致动器的指令由光学系统的控制设备在步骤d)中根据在步骤c)中确定的至少一个振幅ak和相位φk生成。特别地，这些指令的性质使得振幅ak由此减小，即振动被阻尼。特别地，致动器设置在反射镜的后侧上。在当前情况下，“设置”在反射镜上的致动器特别是指致动器连接(特别是可操作地连接)或耦接到反射镜。例如，致动器可以在背侧上粘合地结合到反射镜。在该方法包括步骤d)的情况下，该方法也可以被称为用于阻尼光学系统中的反射镜的反射镜振动的方法。

13、根据另一实施例，该方法借助于测量装置来执行，该测量装置包括干涉仪和光束成形单元。

14、根据另一实施例，干涉仪的测量光束借助于光束成形单元成形，使得测量光束的光线在测量光束入射在使用的反射镜表面上的区域中的每个点处与使用的反射镜表面成直角定向。可替代地，测量光束被成形为使得测量光束聚焦在该点上。

15、根据另一实施例，测量装置包括反射体反射镜，借助于该反射体反射镜，由使用的反射镜表面反射的测量光束被反射回使用的反射镜表面。

16、测量光束从使用的反射镜表面反射回干涉仪。由于不再需要聚焦测量光束垂直入射在使用的反射镜表面上，因此可以在很大程度上没有约束地定位干涉仪和反射体反射镜。反射体反射镜可以是平面的或弯曲的。如果反射体反射镜是平面的，则可能存在测量质量的劣化。借助于反射体反射镜配备有折射能力并且是弯曲的，可以改善测量结果。例如，反射体反射镜具有球面几何形状。

17、根据另一实施例，反射体反射镜布置在干涉仪与光束成形单元之间。

18、这尤其适用于反射体反射镜是平面的情况。这确保测量光束再次传播回到干涉仪。然而，也可以完全省去附加的反射体反射镜。然而，这种情况需要测量光束垂直入射在使用的反射镜表面上。

19、根据另一实施例，光学系统还包括用于承载测量装置的固定基准，特别是传感器框架，其中，使用的反射镜表面被布置成面向固定基准。

20、特别地，这意味着反射镜的背侧被放置成背离固定基准。一个或多个测量装置可以牢固地连接到固定基准。

21、根据另一实施例，光学系统还包括多个反射镜，反射镜被布置成使得固定基准相对于反射镜布置在内部。

22、在当前情况下，“内部”特别是指反射镜的使用的反射镜表面被定向成面向固定基准。与此相反，“外部”意味着使用的反射镜表面被布置成背离固定基准。例如，一些反射镜也可以以这样的方式布置，使得固定基准相对于其布置在内部，而其他反射镜可以布置成使得固定基准相对于其布置在外部。

23、还提出了一种用于投射曝光装置的光学系统。光学系统包括具有弯曲的使用的反射镜表面的反射镜和用于确定反射镜的姿态的测量装置，其中测量装置包括干涉仪和光束成形单元，光束成形单元被配置为对干涉仪的测量光束进行整形，使得测量光束的光线在测量光束入射在使用的反射镜表面上的区域中的每个点处与使用的反射镜表面成直角定向。

24、作为提供光束成形单元的结果，可以在反射镜的弯曲的使用的反射镜表面上测量反射镜。首先，这使得可以省去附接到反射镜的目标，其次，这使得反射镜的背面测量是不必要的。因此，使用的反射镜表面可以被定向成面向光学系统的固定基准。

25、光学系统是投射曝光装置的照明光学单元或可被如此称呼。反射镜适用于反射euv辐射。使用的反射镜表面具有反射特性并且适合于反射euv辐射。优选地，反射镜不具有远离使用的反射镜表面的反射特性。例如，使用的反射镜表面可以是球形弯曲的，即以球形方式弯曲。然而，使用的反射镜表面优选地是局部椭圆形的。这意味着使用的反射镜表面在不同方向上具有不同的曲率半径。光学系统可以包括多个测量装置和任何期望数量的反射镜。反射镜也可以称为euv反射镜。例如，光学系统包括五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个或多于十一个反射镜。

26、优选地，具有第一空间方向或x方向、第二空间方向或y方向和第三空间方向或z方向的坐标系被分配给光学系统。这些方向彼此垂直地定向。每个反射镜具有六个自由度或六个刚体自由度，即分别在x方向、y方向和z方向上的三个平移自由度，以及分别围绕x方向、y方向和z方向的三个旋转自由度。

27、相应反射镜的“位置”应理解为意指其坐标或附接到相应反射镜的测量点相对于x方向、y方向和z方向的坐标。特别地，相应反射镜的“取向”应理解为意指其相对于x方向、y方向和z方向的倾斜。在当前情况下，“姿态”应当被理解为相应反射镜的位置和取向两者。在当前情况下，“调整”或“对准”应被理解为意味着相应的反射镜从实际姿态变为目标姿态。因此，测量装置可以控制致动器系统，这使得可以将相应的反射镜从其实际姿态变为其目标姿态。这使得姿态控制成为可能。相应反射镜的姿态，特别是目标姿态，可以受到开环或闭环控制。

28、“姿态”还可以被理解为意指使用的反射镜表面上的任何期望点的姿态，其可以由于反射镜或使用的反射镜表面的振动相关的局部变形而改变。因此，检测使用的反射镜表面上的多个点使得可以对使用的反射镜表面或反射镜进行振动测量或振荡测量。

29、在当前情况下，“开环控制”或“闭环控制”应被理解为具体地意指主动确保实际姿态和目标姿态不彼此偏离或仅彼此非实质上偏离的实践。反射镜的“姿态”的开环控制应当被理解为不仅意味着反射镜的前述六个刚体自由度的开环控制，而且意味着反射镜振动的抑制，因为这是使用的反射镜表面上的任何期望点的实际姿态对应于它们的目标姿态的唯一方式。

30、这些反射镜振动可以借助于致动器系统或致动器来抵消，所述致动器系统或致动器使得使用的反射镜表面的局部弹性变形能够以振动阻尼为目标。这些最后提到的致动器，例如以压电致动器的形式，可以附接到反射镜的背侧。致动器被配置为向反射镜施加力和/或弯矩，并因此使反射镜弹性变形。这些致动器也可以布置在使用的反射镜表面和反射镜的反射镜基板之间。

31、干涉仪适于发射测量光束。测量光束可以是激光束。例如，测量光束可以通过其波前来描述。测量光束从干涉仪传播到使用的反射镜表面并返回到干涉仪。干涉仪以波长为单位(即以波前之间的间隔为单位)测量距使用的反射镜表面的距离。由于测量光束的光线在测量光束入射到使用的反射镜表面上的区域中的每个点处与使用的反射镜表面成直角定向，因此可以直接测量使用的反射镜表面，而不会在使用的正面的宽度上产生不同的测量距离。

32、特别地，光束成形单元确保波前在入射到使用的反射镜表面上时局部地平行于使用的反射镜表面定向。特别地，光束成形单元被布置在干涉仪与使用的反射镜表面之间。光学系统可以包括多个测量装置。

33、根据实施例，光束成形单元是折射、反射或衍射光学元件。

34、如果光束成形单元被设计为折射光学元件，则它是透镜元件。如果光束整形单元被设计为反射光学元件，则它是反射镜。如果光束成形单元被设计为衍射光学元件，则它例如是光栅。

35、根据另一实施例，如果所述光束成形单元是折射光学元件，则光束成形单元在不同空间方向上具有不同的折射能力。

36、举例来说，光束成形单元在不同方向上具有不同曲率半径。因此，光束成形单元的表面在每个不同方向上具有不同的折射力。

37、还提出了另一种用于投射曝光装置的光学系统。该光学系统包括具有弯曲的使用的反射镜表面的反射镜和用于确定反射镜的姿态的测量装置，其中测量装置包括干涉仪和光束成形单元，光束成形单元被配置为对干涉仪的测量光束进行整形，使得测量光束聚焦在使用的反射镜表面的点上。

38、特别地，后一种光学系统与前一种光学系统的不同之处仅在于提供了光束成形单元的不同实施例。如果测量光束聚焦在使用的反射镜表面的点上，则不强制测量光束以直角入射在使用的反射镜表面上。这使得在放置测量装置时可以实现多个自由度。

39、根据实施例，光束成形单元是折射、反射或衍射光学元件。

40、因此，光束成形单元可以是透镜元件、反射镜或光栅。

41、根据另一实施例，测量装置包括反射体反射镜，该反射体反射镜被配置为将由使用的反射镜表面反射的测量光束反射回使用的反射镜表面。

42、测量光束从使用的反射镜表面反射回干涉仪。由于不再需要聚焦测量光束垂直入射在使用的反射镜表面上，因此可以在很大程度上没有约束地定位干涉仪和反射体反射镜。反射体反射镜可以是平面的或弯曲的。如果反射体反射镜是平面的，则可能存在测量质量的劣化。借助于反射体反射镜配备有折射能力并且是弯曲的，可以改善测量结果。例如，反射体反射镜具有球面几何形状。

43、根据另一实施例，反射体反射镜布置在干涉仪与光束成形单元之间。

44、这尤其适用于反射体反射镜是平面的情况。这确保测量光束再次传播回到干涉仪。然而，也可以完全省去附加的反射体反射镜。然而，这种情况需要测量光束垂直入射在使用的反射镜表面上。

45、根据另一实施例，测量装置被布置成使得测量光束垂直地入射在使用的反射镜表面上，并且因此在使用的反射镜表面处的反射之后自身传播回来。

46、也就是说，可以省去附加的反射体反射镜。这使得能够实现测量装置的特别简单的结构。

47、根据另一实施例，光学系统还包括固定基准，特别是传感器框架，其承载测量装置，其中使用的反射镜表面被布置成面向固定基准。

48、特别地，这意味着反射镜的背侧被放置成背离固定基准。一个或多个测量装置可以牢固地连接到固定基准。

49、根据另一实施例，光学系统还包括多个反射镜，反射镜被布置成使得固定基准相对于反射镜布置在内部。

50、在当前情况下，“内部”特别是指反射镜的使用的反射镜表面被定向成面向固定基准。与此相反，“外部”意味着使用的反射镜表面被布置成背离固定基准。例如，一些反射镜也可以以这样的方式布置，使得固定基准相对于其布置在内部，而其他反射镜可以布置成使得固定基准相对于其布置在外部。

51、此外，提出了一种包括这种光学系统的投射曝光装置。

52、如前所述，光学系统优选为投射曝光装置的投射光学单元。然而，光学系统也可以是照明系统。投射曝光装置可以是euv光刻装置。euv代表“极紫外”并且是指工作光的波长在0.1nm与30nm之间。投射曝光装置也可以是duv光刻装置。duv代表“深紫外”并且是指工作光的波长在30nm与250nm之间。

53、在当前情况下，“一(a)”或“一(an)”或“一个(one)”不应被理解为仅限于恰好一个元件。相反，还可以提供多个元件，例如两个、三个或更多个。这里使用的任何其他数字也不应被理解为对所述元件的确切数量有限制的效果。相反，除非另有说明，否则向上和向下的数值偏差是可能的。

54、针对光学系统描述的实施例和特征对应地适用于所提出的投射曝光装置和所提出的方法，反之亦然。

55、本发明的其他可能的实施方式还包括上文或下文中关于示例性实施例描述的特征或实施例的未明确提及的组合。在这种情况下，本领域技术人员还将各个方面作为改进或补充添加到本发明的相应基本形式。