包括光學距離測量系統(tǒng)的用于微光刻的投射曝光設備的制作方法
【專利摘要】一種用于微光刻的投射曝光設備(10)，包含形成曝光光束路徑的多個光學組件(M1-M6)，并且包含距離測量系統(tǒng)(30、130、230)，用于測量光學組件(M1-M6)中的至少一個和參考元件(40、140、240)之間的距離。所述距離測量系統(tǒng)包含頻率梳發(fā)生器(32、132、232)，其構(gòu)造成產(chǎn)生具有梳狀頻譜的電磁輻射(36、236)。
【專利說明】包括光學距離測量系統(tǒng)的用于微光刻的投射曝光設備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年7月19日提交的德國專利申請N0.102012212663.5的優(yōu)先權(quán)。該專利申請的全部內(nèi)容作為引用并入本專利申請。

【技術(shù)領域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于微光刻的投射曝光設備，包含形成曝光光束路徑的多個光學組件。另外，該投射曝光設備包含距離測量系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種在用于微光刻的投射曝光設備中進行距離測量的方法。

【背景技術(shù)】
[0004]用于微光刻的高效投射曝光設備對例如在掩模母版和晶片的掃描移動期間產(chǎn)生的振動激勵敏感地反應。這種振動激勵導致該投射曝光設備的光學組件相對于其在光束路徑中的期望位置偏斜，這導致成像像差。根據(jù)減少這些效應的一個方法，連續(xù)地測量光學組件的位置。關(guān)于所測量的偏斜，實施相應的校正措施?；陔娙莸幕蛞苿泳€圈形式的動態(tài)傳感器被設想用于進行位置測量。這種傳感器(由設計控制)必須定位成十分靠近要測量的區(qū)域，這會導致漂移(例如熱漂移)，并損害該傳感器的測量精度。而且，這些傳感器又對光學組件的動態(tài)行為有不利的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明之目的是提供一種包含距離測量系統(tǒng)的用于微光刻的投射曝光設備和一種在投射曝光設備中進行距離測量的方法，由此可以解決上述問題，特別地，可以改進的精度對光學組件實施距離測量，并盡可能不會同時損害該光學組件的動態(tài)行為。該距離測量優(yōu)選地從比較大的距離來實現(xiàn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的達成效果
[0007]根據(jù)本發(fā)明，可例如利用用于微光刻的投射曝光設備來實現(xiàn)上述目的，該投射曝光設備包含形成曝光光束路徑的多個光學組件。另外，所述投射曝光設備包含距離測量系統(tǒng)，用于測量光學組件中的至少一個和參考元件之間的距離。所述距離測量系統(tǒng)包含頻率梳發(fā)生器，其構(gòu)造成產(chǎn)生具有梳狀頻譜的電磁輻射。
[0008]梳狀頻譜應理解為具有以均勻間隔布置的多條離散線的頻譜。在本文中，離散線是線寬為距相應相鄰線的距離的至多1/10、尤其至多1/100或至多1/1000的線。
[0009]換言之，根據(jù)本發(fā)明的距離測量系統(tǒng)相對于相關(guān)光學組件上的至少一個測量點測量光學組件中的至少一個和參考元件之間的距離。光學組件可以是例如該投射曝光設備的曝光光束路徑的透鏡元件或反射鏡。該距離測量系統(tǒng)包含頻率梳發(fā)生器。頻率梳發(fā)生器可以各種方式(下面更詳細地描述)用在距離測量系統(tǒng)中。使用這種頻率梳發(fā)生器使得可以十分高的精度實施距離測量。同時，所述測量可以光學地并由此非接觸地從比較大的距離實現(xiàn)，結(jié)果，不會損害該光學組件的動態(tài)行為。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該距離測量系統(tǒng)構(gòu)造成相對于位于光學組件上的多個測量點測量至少一個光學組件和參考元件之間的距離。另外，該距離測量系統(tǒng)包含評估裝置，其構(gòu)造成根據(jù)所述測量確定所述光學組件關(guān)于所述參考元件在多個自由度中的位置。所述自由度可包含在X、y和/或Z方向上的平移和/或關(guān)于X、y和/或Z軸的傾斜或旋轉(zhuǎn)。根據(jù)一個變型例，所述評估裝置構(gòu)造成確定六個自由度中的位置，即，三個平移自由度和三個旋轉(zhuǎn)自由度。
[0011]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，所述距離測量系統(tǒng)構(gòu)造成監(jiān)控至少一個光學組件的振動行為。為此，以短的時間間隔重復距離測量。然后，振動行為由在時間內(nèi)確定的距離變化產(chǎn)生。
[0012]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該頻率梳發(fā)生器包含脈沖式飛秒激光器。脈沖式飛秒激光器應理解成具有處于飛秒范圍中的脈沖持續(xù)時間的脈沖式激光器。其可以是例如鎖模鈦-藍寶石激光器?；蛘?，頻率梳發(fā)生器還可以由包含光電調(diào)制器的線性光腔形成。這種線性光腔例如從圖3及文獻Youichi Bitou et al., “Accurate wide-rangedisplacement measurement using tunable d1de laser and optical frequency combgenerator”，Optics Express, Vol.14，N0.2，2006，第 644-654 頁中的相關(guān)描述中可知。
[0013]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該頻率梳發(fā)生器構(gòu)造成產(chǎn)生具有梳狀頻率梳的脈沖測量輻射，該距離測量系統(tǒng)包含另一頻率梳發(fā)生器，其構(gòu)造成產(chǎn)生同樣具有梳狀頻譜的脈沖比較輻射，其中，該比較輻射的脈沖率與該測量輻射的脈沖率不同。在該實施例的一個變型例中，該參考元件構(gòu)造成將參考輻射從測量輻射分開。該距離測量系統(tǒng)還包含照射裝置，其以測量輻射照射要測量的至少一個光學組件。另外，該距離測量系統(tǒng)包含疊加元件，用于在該測量輻射與至少一個被照照組件交互作用之后，使該比較輻射與該參考輻射和該測量輻射疊加。另外，該距離測量系統(tǒng)包含評估裝置，其構(gòu)造成記錄疊加的強度的時間輪廓，并根據(jù)所檢測的強度輪廓確定被照射的組合和參考元件之間的距離。
[0014]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該評估裝置還構(gòu)造成確定該參考輻射與該測量輻射之間的傳播時間差，并從中確定被照射組件與該參考元件之間的距離的近似值。該近似值可充當距離的初始值，從此可通過評估由疊加輻射的頻率梳的疊加產(chǎn)生的精細結(jié)構(gòu)來確定更精確的距離值。
[0015]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，在該投射曝光設備中，形成在多個光學組件上延伸的測量光束路徑，使得在各個產(chǎn)生作用的光學組件處，測量輻射的相應部分被反射回該距離測量系統(tǒng)。根據(jù)一個變型例，該評估裝置構(gòu)造成確定該參考輻射和相應的反射測量輻射之間的相應傳播時間差，并根據(jù)所確定的傳播時間差確定產(chǎn)生作用的光學組件在曝光光束路徑中相對彼此的相對布置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，要測量的至少一個光學組件具有探針元件，其構(gòu)造成將入射測量輻射的一部分反射回其本身，并將入射測量輻射的另一部分反射到光學組件的另一個。根據(jù)一個變型例，要測量的至少一個光學組件具有沿著被照射的光學組件的邊緣以環(huán)形方式布置的多個這種探針元件。
[0017]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該距離測量系統(tǒng)還包含照射裝置，其具有多個測量輻射源，其中，單獨的測量輻射源布置成分別在不同點處以該測量輻射照射要測量的至少一個光學組件。
[0018]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該距離測量系統(tǒng)包含光學共振器，其布置在該參考元件與要測量的光學組件之間。該共振器可由兩個反射鏡構(gòu)成，其中一個反射鏡布置在參考元件處，另一個反射鏡布置在要測量的光學組件處。根據(jù)一個變型例，該光學共振器實現(xiàn)為法布里-珀羅共振器。
[0019]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該距離測量系統(tǒng)包含波長可調(diào)諧輻射源和耦合裝置，耦合裝置構(gòu)造成使該可調(diào)諧輻射源的光學頻率與該光學共振器的共振頻率耦合。因此，該可調(diào)諧輻射源的光學頻率以時間輪廓跟隨該光學共振器的共振頻率。
[0020]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該距離測量系統(tǒng)還包含頻率測量裝置，其包含頻率梳發(fā)生器，并構(gòu)造成測量該可調(diào)諧輻射源的光學頻率。該光學共振器的反射鏡之間的距離可由所測量的光學頻率確定。
[0021]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該距離測量系統(tǒng)包含照射裝置，用于以具有梳狀頻譜中的至少兩個頻率的測量輻射照射要測量的至少一個光學組件。另外，該距離測量系統(tǒng)可包含干涉儀，其構(gòu)造成借助多波長干涉測量法在與要測量的光學組件交互作用后評估測量輻射。
[0022]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該距離測量系統(tǒng)構(gòu)造成實施波長掃描干涉。上面提及的多波長干涉測量法和波長掃描干涉二者皆為本【技術(shù)領域】人員所已知的，例如從S.Hyun等人的 “Absolute distance measurement using the frequency comb of a femtosecondlaser”，CIRP Annals - Manufacturing Technology 59(2010)，第 555-558 頁中已知。在上述文獻中，多波長干涉測量法由MWI表示，波長掃描干涉由WSI表示，并例如在從第555頁到第557頁的名稱為“多波長產(chǎn)生”的第二節(jié)中描述。
[0023]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，該投射曝光設備構(gòu)造成以EUV輻射操作。這應理解為使用EUV輻射作為曝光輻射以將掩模結(jié)構(gòu)成像至基底的投射曝光設備。EUV輻射應被理解為具有小于100nm的波長的輻射，特別是具有約13.5nm或約6.8nm的波長的輻射。根據(jù)替代的實施例，該投射曝光設備還可構(gòu)造成以VUV輻射操作，VUV輻射即具有小于例如193nm、248nm、或365nm的波長的輻射。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種在用于微光刻的投射曝光設備中進行距離測量的方法。該投射曝光設備包含形成曝光光束路徑的多個光學組件。該方法包含以下步驟:產(chǎn)生具有梳狀頻譜的電磁輻射；以及使用具有梳狀頻譜的輻射測量投射曝光設備的光學組件中的至少一個和參考元件之間的距離。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實施例，借助上述實施例之一中的距離測量系統(tǒng)來實現(xiàn)所述測量。
[0026]關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的投射曝光設備的上述實施例表明的特征可相應地應用于根據(jù)本發(fā)明的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]參考附圖，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的下面詳細描述中解釋本發(fā)明的上述和另外其它有利特征，附圖中:
[0028]圖1示出用于微光刻的投射曝光設備，在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，該投射曝光設備包括與其結(jié)合的光學距離測量系統(tǒng)和兩個頻率梳發(fā)生器，該光學距離測量系統(tǒng)用于測量該投射曝光設備的一個或多個光學組件和參考元件之間的距離；
[0029]圖2詳細地示出由圖1中的II表示的區(qū)域；
[0030]圖3示出在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，用于進行根據(jù)圖1的距離測量的測量光束路徑的圖示；
[0031]圖4示出根據(jù)圖1的投射曝光設備的光學組件的平面圖，該光學組件布置有探針元件，借助該光學距離測量系統(tǒng)產(chǎn)生的測量輻射進行照射；
[0032]圖5示出圖1的距離測量系統(tǒng)中的大量測量輻射源的示例性布置；
[0033]圖6示出圖1的頻率梳發(fā)生器之一在時間內(nèi)產(chǎn)生的輻射的電場強度的示例性圖示以及作為光學頻率的函數(shù)的測量輻射的強度；
[0034]圖7示出用在圖1的投射曝光設備中的光學距離測量系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的另一實施例；以及
[0035]圖8示出用在圖1的投射曝光設備中的光學距離測量系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的另一實施例。

【具體實施方式】
[0036]在下面描述的的示例性實施例中，功能上或結(jié)構(gòu)上彼此類似的元件盡可能由相同或類似的參考標號表示。因此，為了理解特定示例性實施例的單獨元件的特征，應當參考其它示例性實施例的描述或本發(fā)明的總體描述。
[0037]為了便于描述該投射曝光設備，附圖顯示出笛卡爾xyz坐標系，其表明圖中所示組件的相對位置關(guān)系。在圖1中，y方向垂直于附圖平面延伸，并從附圖平面延伸出，X方向朝右延伸，ζ方向朝上延伸。
[0038]圖1示出用于微光刻的投射曝光設備10的實施例。該投射曝光設備10用于將布置在掩模母版12上的掩模結(jié)構(gòu)12成像至晶片形式的基底14上。為此，用曝光輻射18照明掩模12。該曝光輻射18由曝光輻射源16產(chǎn)生，并被照明光學單元20輻射至掩模母版12。在所示情況下，該曝光輻射18的波長位于EUV波長范圍內(nèi)，并因此具有小于lOOnm的波長，例如為13.5nm或6.8nm?；蛘?，該曝光輻射的波長還可以在UV波長范圍內(nèi)，例如為365nm、248nm、或 193nm。
[0039]借助投射透鏡22實現(xiàn)掩模結(jié)構(gòu)從掩模12到基底14的成像。。在通過投射透鏡22后，該曝光輻射18被光學組件Ml至M6引導至曝光光束路徑。在EUV輻射充當曝光輻射18的情況下，光學組件Ml至M6實現(xiàn)為反射鏡。
[0040]另外，光學距離測量系統(tǒng)30結(jié)合在投射曝光設備10中。該光學測量系統(tǒng)30構(gòu)造成測量光學組件Ml至M6中的至少一個和參考元件40之間的距離。在所示情況下，該光學測量系統(tǒng)30用于測量光學組件的單獨一個和參考元件40之間的距離。在該情況下，該距離測量相對于位于相應光學組件Ml至M6上的一個測量點或者相對于位于光學組件Ml至M6上的多個測量點進行。根據(jù)測量點的數(shù)量，通過該距離測量確定相應光學組件Ml至M6相對于參考元件40在一個或多個自由度中的位置。根據(jù)一個實施例，在剛性運動的所有六個自由度中進行所述確定，即相對于X、y和ζ軸的平移以及相對于X、y和ζ軸的傾斜或旋轉(zhuǎn)。特別地，該距離測量系統(tǒng)30構(gòu)造成測量單獨光學組件在時間輪廓中的位置，并由此監(jiān)控光學組件Ml至M6的振動行為。該光學距離測量系統(tǒng)30包含第一頻率梳發(fā)生器32形式的測量輻射源，用于產(chǎn)生脈沖測量輻射36。該頻率梳發(fā)生器32可包含例如本領域技術(shù)人員已知的諸如鎖模鈦-藍寶石激光器形式的脈沖式飛秒激光器。
[0041]圖6示出一個布置在另一個上方的兩個圖表。上方圖表以示例的方式示出由頻率梳發(fā)生器32產(chǎn)生的測量輻射36的場強的時間輪廓E(t)。如從該圖表所看出，該測量輻射36包含以周期間隔T彼此接替的脈沖。該周期間隔T的倒數(shù)表示為脈沖重復頻率f；。圖6中的下方圖表示出作為光學頻率f的函數(shù)的測量輻射36的強度分布1 (f)。如從該圖表看出，頻譜是梳狀的，即頻譜具有在各情況下以f；間隔布置的大量離散線。單獨線的強度在頻率f。處上升至最大值，隨后再次下降。電場強度的圖表和強度的圖表之間的轉(zhuǎn)換可借助傅立葉變換完成。
[0042]由根據(jù)圖1中的頻率梳發(fā)生器32產(chǎn)生的測量輻射36首先撞擊在參考元件40上，該參考元件40構(gòu)造成將測量輻射36的一部分以參考輻射41的形式反射回其本身。測量輻射36的剩余部分不變地穿過該參考元件40。測量輻射36的這部分穿過為此設置的測量光束路徑中的投射透鏡22，直到第六個光學組件M6。在該情況下，測量輻射36撞擊在每個光學組件Ml至M6上。在每個光學組件Ml至M5處，相應入射的測量輻射36a的一部分36b反射回其本身，而測量輻射36a的相應剩余部分36b前進至相應下一個光學組件。在光學組件M6處，入射于此的測量輻射36a被完全反射。
[0043]對于反射回或前進的測量輻射36，光學組件Ml至M6均具有至少一個探針元件44。這種探針元件44在圖2中基于圖1的投射透鏡22的光學組件M4的示例示出。圖2詳細地示出由圖1的II表示的截面。該探針元件44在用于曝光輻射18的鏡面?zhèn)炔贾迷诮M件M4的邊緣區(qū)域。該鏡面的使用表面46與探針元件44直接鄰接。
[0044]該探針元件44具有第一反射部分44a和第二反射部分44b。該第一反射部分44a用于將入射測量輻射36a反射回至其本身。因此，反射回其本身的測量輻射36b具有與入射測量福射36a的光束方向相反的光束方向。該第二反射部分44b將入射測量福射36a的照射在其上的那部分反射到布置在光束路徑中的下游的光學組件(在該情況下為組件M5)。在該情況下，反射的輻射設計成前向測量輻射36c，該前向測量輻射36c隨后撞擊在組件M5上的對應探針元件44上。在相應光學組件Ml至M6處反射回其本身的測量輻射36b以相反方向穿過測量光束路徑，并最終再次進入距離測量系統(tǒng)30，在距離測量系統(tǒng)中，其穿過參考元件40，并在其上與參考輻射41 一起被束分裂器38引導至另一束分裂器形式的疊加元件42。借助該疊加元件42，測量輻射36b和參考輻射41的組合在評估裝置43上與比較輻射35疊加ο
[0045]比較輻射35由第二頻率梳發(fā)生器34產(chǎn)生，第二頻率梳發(fā)生器形成所謂的“本地”振蕩器。該頻率梳發(fā)生器34與頻率梳發(fā)生器33類似地構(gòu)造。由頻率梳發(fā)生器34產(chǎn)生的比較輻射35與由頻率梳發(fā)生器32產(chǎn)生的測量輻射36的區(qū)別僅在于脈沖率。在評估裝置43中，根據(jù)比較輻射35與測量輻射36b和參考輻射41的疊加來計算出測量光束路徑中的單獨光學組件Ml至M6和參考元件40之間的相對距離。
[0046]如此，首先確定參考輻射41的脈沖和被單獨光學組件Ml至M6反射回的測量輻射36b的脈沖之間的傳播時間差。根據(jù)所確定的傳播時間差，可將測量輻射36b的所測量脈沖分配給單獨光學組件Ml至M6。同時，根據(jù)傳播時間測量值確定參考元件40和單獨光學組件Ml至M5之間的距離的相應初始值。而且，從相應初始值，通過對由比較輻射35和測量輻射36b的頻率梳的疊加產(chǎn)生的精細結(jié)構(gòu)的評估可確定參考元件41和相應光學組件Ml至M6之間的距離的更精確值。
[0047]距離測量系統(tǒng)30的基本構(gòu)造和基礎功能在1.Coddington等人的文獻“Rapid and precise absolute distance measurements at long range”，NaturePhotonics, Vol.3, June 2009,第351-356頁中的一個可能實施例中得到描述。在這方面，該文獻的圖1示出(a)測量光束路徑；(c)用于傳播時間測量的測量數(shù)據(jù)；以及(b)用于精確距離確定評估的精細結(jié)構(gòu)。從Coddington等人的文獻中，本領域技術(shù)人員可知與測量系統(tǒng)30的構(gòu)造相關(guān)的細節(jié)。該文獻的全部內(nèi)容，尤其為與圖1有關(guān)的描述通過明確的引用并入本申請的公開內(nèi)容中。
[0048]根據(jù)另一實施例，根據(jù)圖1的距離測量系統(tǒng)30實現(xiàn)為不具有第二頻率梳發(fā)生器34。換言之，省卻了本地振蕩器，而是可以操縱產(chǎn)生測量輻射36的頻率梳發(fā)生器32的重復率。距離測量系統(tǒng)30的該實施例可例如構(gòu)造為Jun Ye的文獻'Absolutemeasurement of a long, arbitrary distance to less than an optical fringe”, OpticsLetters, Vol.29, N0.10, May 15,2004，第1153-1155頁中所描述的。該文獻的內(nèi)容同樣通過明確的引用參考并入本申請的公開內(nèi)容中。
[0049]如上面所提及的，根據(jù)一個實施例，根據(jù)圖1的投射曝光設備10的一個或多個光學組件Ml至M6具有不只一個反射測量輻射36的探針元件44，而是具有多個探針元件44。圖4示出具有大量探針元件44的光學組件Μ的示例性實施例。探針元件44布置在實現(xiàn)為反射鏡的光學組件Μ的反射表面的環(huán)形邊緣區(qū)域中。該光學組件Μ的環(huán)形邊緣區(qū)域表示為測量輻射引導區(qū)域48，并圍繞用于反射曝光輻射18的使用的表面46。從圖4可看出，在各情況下，探針元件44彼此之間基本上以均勻距離布置。
[0050]圖3示意性地示出用于探測位于相應光學組件Μ上的多個探針元件44的測量系統(tǒng)30的實施例。為了簡化說明，圖3僅示出三個光學組件Ml至M3。第一頻率梳發(fā)生器33產(chǎn)生在多個單獨測量光束36e中的測量輻射36。各測量光束36e分別探測位于各光學組件Ml至M3上的探針元件44，如在圖2中針對一個探針元件44為例所說明的。關(guān)于每個單獨測量光束36e，使參考輻射41和比較輻射35的相應單獨光束疊加，并通過檢測裝置36進行評估，如上所述。根據(jù)圖3的測量系統(tǒng)30由此包含照射裝置31，用于以測量輻射36照射光學組件Ml至M6。該照射裝置31包含大量測量輻射源50，每個測量輻射源產(chǎn)生測量光束36e。圖5示出這種測量輻射源50在橫向于測量輻射36的傳播方向的平面中的布置的實施例。在圖4所示實施例中，測量輻射源用于照射光學組件M。
[0051]如上面已提及的，在根據(jù)圖1的投射曝光設備中，還可僅給光學組件Ml至M6中的一部分(例如一個、兩個、三個、四個或五個光學組件)提供一個或多個探針元件44。
[0052]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的光學距離測量系統(tǒng)的另一構(gòu)造130。與距離測量系統(tǒng)30類似，該距離測量系統(tǒng)130測量用于微光刻的投射曝光設備(例如圖1所示類型)的至少一個光學組件Μ和參考元件之間的距離。在根據(jù)圖7的實施例中，該參考元件是測量框架140，其可例如固定地連接至該投射曝光設備10的投影透鏡22的殼體。
[0053]根據(jù)圖7的測量系統(tǒng)130包含法布里-珀羅共振器形式的光學共振器152。該光學共振器152包含兩個共振反射鏡154和155，其中第一共振反射鏡154固定到參考元件140，第二共振反射鏡155固定到光學組件Μ。在所示情況下，該光學組件Μ是用于EUV光刻的反射鏡，并包含反射鏡座28和由反射鏡座保持的反射鏡元件26，反射鏡元件具有用于反射曝光輻射18的鏡面27。根據(jù)一個實施例，該共振反射鏡155固定到該反射鏡座28，尤其固定到反射鏡座的邊緣區(qū)域。共振反射鏡154和155之間的距離優(yōu)選地大于10cm，結(jié)果，使光學組件Μ和參考元件140之間的熱和動態(tài)耦合最小。
[0054]該距離測量系統(tǒng)130包含輻射源156(例如，具有外部空腔的二極管激光器形式)，其相對于其光學頻率可以調(diào)諧。該可調(diào)諧輻射源156產(chǎn)生輸入耦合輻射158，其穿過束分裂器162并在其上耦合進該光學共振器152。在該情況下，輻射源156被耦合裝置160控制，使得輻射光源156的光學頻率被調(diào)諧成光學共振器152的共振頻率，并由此耦合到該共振頻率。實現(xiàn)可調(diào)諧輻射源156與光學共振器252的耦合的技術(shù)的一個示例描述于 Youichi Bitou 等人的文獻:‘‘Accurate wide-range displacement measurementusing tunable d1de laser and optical frequency comb generator，，OpticsExpress, Vol.14, N0.2，2006,第644-654頁中。在這方面，可特別地參考以上引述文獻的圖1及其相關(guān)描述。
[0055]在根據(jù)圖7的實施例中，該輸入耦合輻射158借助束分裂器162從共振光束路徑中分離出，并借助光學頻率測量裝置164進行分析。該光學頻率測量裝置164包含頻率梳發(fā)生器132，并構(gòu)造成以高精度測量該輸入耦合輻射158的絕對光學頻率。前述YouichiBitou等人的文獻的圖3示出光學頻率測量裝置164的實施例的示例。在該情況下，包含電光調(diào)制器的線性光腔用作頻率梳發(fā)生器?；蛘撸稍O想的是，使用上述飛秒激光器作為頻率梳發(fā)生器132。
[0056]Youichi Bitou等人的文獻的全部內(nèi)容，尤其是圖1和3及其相關(guān)描述，通過明確的引用并入本申請的公開內(nèi)容中。而且，該距離測量系統(tǒng)130還可基于T.R.Schibli等人的以下文獻而設計"‘Displacement metrology with sub-pm resolut1n in air basedon a fs-comb wavelength synthesizer”，Optics Express, Vol.14, N0.13,第 5984-5993頁。該文獻的全部內(nèi)容通過明確的引用并入本申請的公開內(nèi)容中。
[0057]如果光學組件Μ的位置在X方向上改變，則共振反射鏡154和155之間的距離改變，結(jié)果，光學共振器152的共振頻率也改變。作為可調(diào)諧輻射源156的光學頻率到光學共振器152的共振頻率的耦合的結(jié)果，在該情況下，輸入耦合輻射158的光學頻率也改變。光學頻率的這種改變由光學頻率測量裝置164直接記錄。根據(jù)頻率測量裝置164的測量信號，可由此以高精度監(jiān)控光學組件Μ的振動。
[0058]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的用于微光刻的投射曝光設備的光學距離測量系統(tǒng)的另一實施例240。與根據(jù)圖7的光學距離測量系統(tǒng)140類似，根據(jù)圖8的光學距離測量系統(tǒng)240用于測量投射曝光設備10的至少一個光學組件Μ和測量框架形式的參考元件240之間的距離。
[0059]與根據(jù)圖7的實施例類似，為了借助根據(jù)圖8的距離測量系統(tǒng)230進行距離測量，提供具有回射器266的光學組件Μ，在所示情況下為EUV反射鏡。與根據(jù)圖7的共振反射鏡155類似，回射器266固定到光學組件Μ的反射鏡座28。光學距離測量系統(tǒng)230包含照射裝置231，其具有頻率梳發(fā)生器。與上述頻率梳發(fā)生器類似，頻率梳發(fā)生器可包括例如飛秒激光器。
[0060]該頻率梳發(fā)生器232產(chǎn)生具有梳狀頻譜的輻射。該頻譜的多個頻率由此由該照射裝置231選擇，并以測量輻射236的形式輻照到回射器266上。因此，該照射裝置231構(gòu)成多波長光源。該測量輻射236通過回射器266反射回其本身，并由干涉儀268進行分析。該分析包括一方面的多波長干涉測量法和另一方面的波長掃描干涉。根據(jù)分析結(jié)果，確定回射器266和參考元件240 (測量系統(tǒng)230固定到參考元件)之間的距離的高精度測量值。
[0061]該光學距離測量系統(tǒng)230的基礎原理及其技術(shù)實現(xiàn)的一個示例描述于S.Hyun等人的文獻“Absolute distance measurement using the frequency comb of afemtosecond laser，，，CIRP Annals - Manufacturing Technology 59(2010)，第 555-558頁中。從該文獻，本領域技術(shù)人員尤其了解與多波長干涉測量法(MWI)和波長掃描干涉(WSI) ο該文獻的內(nèi)容，尤其是圖5及其相關(guān)描述的內(nèi)容，通過明確的引用并入本申請的公開內(nèi)容中。
[0062]部件列表
[0063]Μ1-Μ6光學組件
[0064]10 投射曝光設備
[0065]12 掩模
[0066]14 基底
[0067]16 曝光輻射源
[0068]18 曝光輻射
[0069]20 照明光學單元
[0070]22 投射透鏡
[0071]26 反射鏡元件
[0072]27 鏡面
[0073]28 反射鏡座
[0074]30 距離測量系統(tǒng)
[0075]31 照射裝置
[0076]32 第一頻率梳發(fā)生器
[0077]34 第二頻率梳發(fā)生器
[0078]35 比較輻射
[0079]36 測量輻射
[0080]36a 入射測量輻射
[0081]36b 反射回其本身的測量輻射
[0082]36c 前向量測輻射
[0083]36e 單獨測量光束
[0084]38 束分裂器
[0085]40 參考元件
[0086]41 參考輻射
[0087]42 疊加元件
[0088]43 檢測裝置
[0089]44 探針元件
[0090]44a 第一反射部分
[0091]44b 第二反射部分
[0092]46使用的表面
[0093]48測量輻射引導區(qū)域
[0094]50測量輻射源
[0095]130距離測量系統(tǒng)
[0096]132頻率梳發(fā)生器
[0097]140參考元件
[0098]152光學共振器
[0099]154共振反射鏡
[0100]155共振反射鏡
[0101]156可調(diào)諧輻射源
[0102]158輸入親合福射
[0103]160耦合裝置
[0104]162束分裂器
[0105]164頻率測量裝置
[0106]230距離測量系統(tǒng)
[0107]231照射裝置
[0108]232頻率梳發(fā)生器
[0109]236測量輻射
[0110]240參考元件
[0111]266回射器
[0112]268干涉儀
【權(quán)利要求】
1.一種用于微光刻的投射曝光設備(10)，包含形成曝光光束路徑的多個光學組件(M1-M6)，并且包含距離測量系統(tǒng)(30，130，230)，用于測量所述光學組件(M1-M6)中的至少一個與參考元件(40，140，240)之間的距離，其中，所述距離測量系統(tǒng)包含頻率梳發(fā)生器(32，132，232)，所述頻率梳發(fā)生器構(gòu)造成產(chǎn)生具有梳狀頻譜的電磁輻射(36，236)。
2.如權(quán)利要求1所述的投射曝光設備， 其中，所述距離測量系統(tǒng)(30，130，230)構(gòu)造成關(guān)于位于所述光學組件上的多個測量點測量至少一個光學組件(M1-M6)和所述參考元件(40，140，240)之間的距離，并且所述距離測量系統(tǒng)(30，130，230)還包含評估裝置，所述評估裝置構(gòu)造成根據(jù)所述測量確定所述光學組件關(guān)于所述參考元件在多個自由度中的位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的投射曝光設備， 其中，所述距離測量系統(tǒng)(30，130，230)構(gòu)造成監(jiān)控所述至少一個光學組件(M1-M6)的振動行為。
4.如前述權(quán)利要求任一項所述的投射曝光設備， 其中，所述頻率梳發(fā)生器(32，132，232)包含脈沖式飛秒激光器。
5.如前述權(quán)利要求任一項所述的投射曝光設備， 其中，所述頻率梳發(fā)生器(32)構(gòu)造成產(chǎn)生具有梳狀頻率梳的脈沖測量輻射(36)，所述距離測量系統(tǒng)(30)包含另一頻率梳發(fā)生器(34)，所述另一頻率梳發(fā)生器構(gòu)造成產(chǎn)生同樣具有梳狀頻譜的脈沖比較輻射(35)，其中，所述比較輻射(35)的脈沖率與所述測量輻射(36)的脈沖率不同。
6.如權(quán)利要求5所述的投射曝光設備， 其中，所述參考元件(40)構(gòu)造成將參考輻射(41)從所述測量輻射(36)分開，所述距離測量系統(tǒng)(30)還包含: -照射裝置(31)，用于以測量輻射(36)照射要測量的至少一個光學組件(M1-M6); -疊加元件(42)，用于在所述測量輻射與至少一個被照射組件(M1-M6)交互作用之后，將所述比較輻射(35)與所述參考輻射(41)和所述測量輻射(36)疊加；以及 -檢測裝置(43)，構(gòu)造成記錄所述疊加的強度的時間輪廓，并且根據(jù)檢測的強度輪廓確定被照射組件(M1-M6)和所述參考元件(40)之間的距離。
7.如權(quán)利要求6所述的投射曝光設備， 其中，所述檢測裝置(43)還構(gòu)造成確定所述參考輻射(41)和所述測量輻射(36)之間的傳播時間差，并且從其確定所述被照射組件(M1-M6)和所述參考元件(40)之間的距離的近似值。
8.如前述權(quán)利要求任一項所述的投射曝光設備， 在所述投射曝光設備中形成測量光束路徑，所述測量光束路徑在多個光學組件(M1-M6)上延伸，使得在各個被作用的光學組件上，測量輻射(36)的相應部分(36b)被反射回所述距離測量系統(tǒng)(30)。
9.如前述權(quán)利要求任一項所述的投射曝光設備， 其中，要測量的至少一個光學組件(M1-M6)具有探針元件(44)，所述探針元件構(gòu)造成將入射測量福射(36a)的一部分(36b)反射回其本身，并將入射測量福射的另一部分(36c)反射到所述光學組件(M1-M6)的另一個上。
10.如前述權(quán)利要求任一項所述的投射曝光設備， 其中，所述距離測量系統(tǒng)(30)還包含照射裝置，所述照射裝置具有多個測量輻射源(50)，其中，單獨的測量輻射源(50)布置成分別在不同點處以所述測量輻射(36)照射要測量的至少一個光學組件(M1-M6)。
11.如前述權(quán)利要求任一項所述的投射曝光設備， 其中，所述距離測量系統(tǒng)(130)包含光學共振器(152)，所述光學共振器布置在所述參考元件(140)和要測量的所述光學組件(M)之間。
12.如權(quán)利要求11所述的投射曝光設備， 其中，所述距離測量系統(tǒng)(130)包含波長可調(diào)諧的輻射源(156)和耦合裝置(160)，所述耦合裝置構(gòu)造成使所述可調(diào)諧的輻射源(156)的光學頻率與所述光學共振器(152)的共振頻率耦合。
13.如權(quán)利要求11或12所述的投射曝光設備， 其中，所述距離測量系統(tǒng)(130)還包含頻率測量裝置(164)，所述頻率測量裝置包含頻率梳發(fā)生器(132)，并構(gòu)造成測量所述可調(diào)諧的輻射源(156)的光學頻率。
14.如前述權(quán)利要求任一項所述的投射曝光設備， 其中，所述距離測量系統(tǒng)(230)包含: 照射裝置(231)，用于以具有所述梳狀頻譜的至少兩個光學頻率的測量輻射(236)照射要測量的至少一個光學組件；以及 干涉儀(268)，構(gòu)造成在測量輻射與要測量的所述光學組件交互作用之后借助多波長干涉測量法評估所述測量輻射(236)。
15.如權(quán)利要求14所述的投射曝光設備， 其中，所述距離測量系統(tǒng)(230)構(gòu)造成實施波長掃描干涉。
16.如前述權(quán)利要求任一項所述的投射曝光設備， 構(gòu)造成以EUV輻射操作。
17.—種在用于微光刻的投射曝光設備(10)中進行距離測量的方法，所述投射曝光設備包含形成曝光光束路徑的多個光學組件(M1-M6)，所述方法包含以下步驟: -產(chǎn)生具有梳狀頻譜的電磁輻射(36，136);以及 -使用具有梳狀頻譜的輻射(36，136)測量所述投射曝光設備(10)的所述光學組件(M1-M6)中的至少一個和參考元件(40，140，240)之間的距離。
【文檔編號】G01B9/02GK104487896SQ201380038040
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】A.沃爾夫, M.施瓦布, T.格魯納, J.哈特杰斯 申請人:卡爾蔡司Smt有限責任公司