传感器组合件和确定光刻系统的多个反射镜各自的位置的方法技术方案

本发明专利技术涉及确定光刻系统(100)的多个反射镜(M1‑M6)各自的位置的传感器组合件，其包括：多个位置传感器装置(140)，其中各个位置传感器装置(140)包括测量单元(201)、光源(203)、检测单元(204)和信号处理单元(207)，其中当由光束照明测量单元时，该测量单元(201)提供反射镜(M1‑M6)的位置的光学位置信号；该光源(203)用光束照明该测量单元(201)；该检测单元(204)具有通过检测提供的光学位置信号来输出模拟电位置信号的多个光检测器(205)；且该信号处理单元(207)具有将所述模拟电位置信号转换为数字电位置信号的至少一个A/D转换器(208)，其中在真空外壳(137)中布置的集成部件中至少提供光源(203)和信号处理单元(207)；以及评价装置(304)，其通过所述数字电位置信号确定反射镜(M1‑M6)的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器组合件和确定光刻系统的多个反射镜各自的位置的方法
本专利技术涉及传感器布置和确定光刻设备的多个反射镜各自的位置的方法，光刻设备的投射系统，以及光刻设备。传感器布置包括提供反射镜的位置信号的至少一个位置传感器设备，和根据位置信号确定反射镜位置的评估设备。通过引用将优先权申请DE102015209078.7的全部内容并入本文。
技术介绍
微光刻用于制造微结构部件，例如集成电路。通过具有照明系统和投射系统的光刻设备执行微光刻工艺。通过照明系统照明掩模(掩模母版)，在这种情况下，通过投射系统将该掩模的像投射至涂有感光层(光刻胶)且布置在投射系统的像平面中的基板(例如硅晶片)上，用以将掩模结构转印至基板的感光涂层。由在集成电路制造中更小的结构的期望驱动，目前在EUV光刻设备的发展中，光刻设备使用的光的波长在0.1nm至30nm的范围中，尤其是13.5nm。在这种EUV光刻设备的情况中，因为该波长的光被大多数材料的高吸收，不得不使用反射光学单元，也就是说反射镜，替代前述的折射光学单元，也就是说透镜元件。为了相同的原因，束形成和束投射应当在真空中进行。反射镜可以例如固定至支承框架(力框架)且配置为至少部分可以操作的或可以倾斜的，以便允许各反射镜在最高六个自由度的运动，并且因而允许反射镜相对于彼此的高精度定位，尤其在pm的范围中。这允许例如在操作光刻设备期间例如作为热影响的结果发生的光学性质的改变得以校正。为了尤其在六个自由度位移反射镜的目的，通过控制回路致动的致动器分配给反射镜。监控各反射镜的倾斜角度的设备设置为控制回路的一部分。文件WO03/052511A2披露了在微光刻投射曝光设备中的成像装置。成像装置具有至少一个光学元件和具有操纵光学元件的位置的线性驱动器的至少一个操纵器。这里，线性驱动器具有在移动轴线方向上相对于彼此可移动的驱动部分或非驱动部分，其中经由具有至少近似垂直于移动轴线的有效方向的功能性元件和经由具有至少平行于移动轴线的有效方向的功能性元件，所述部分至少间歇性地彼此连接。另外，已知的是通过光学编码器捕获附接到反射镜的参考图案。这种光学编码器供应低电压信号，该低电压信号相对于彼此以90°相位移动并且也称为A信号和B信号，但是这些相位移动的电压信号易受到噪声影响。再次，光学编码器供应关于开启位置或参考位置的模糊的相对位置(精确位置)，而不是唯一的绝对位置(近似位置)。所以，需要其他的位置传感器用于开启位置。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术的目的是改善光刻设备的至少一个反射镜的位置的确定。因而，传感器布置设置为确定光刻设备(特别是光刻设备的投射系统)的多个反射镜各自的位置。传感器布置具有多个位置传感器设备，其中各个位置传感器设备包括测量单元、光源、检测单元和信号处理单元，其中该测量单元在通过光束曝光的情况下，提供反射镜的位置的光学位置信号；该光源用光束曝光测量单元；该检测单元具有多个光检测器，所述光检测器通过检测提供的光学位置信号来输出模拟电位置信号；并且所述信号处理单元具有将模拟电位置信号转换为数字电位置信号的至少一个A/D转换器；其中布置在真空外壳中的集成部件中至少提供光源和信号处理单元。另外，传感器布置包括通过数字电位置信号确定反射镜的位置的评估设备。通过在相同集成部件中的集成来节省空间是可能的。因为光源、信号处理单元和优选的光检测器也设置在相同集成部件中，非常快速地确立至少一个反射镜的位置是可能的。将光检测器和信号处理单元空间上拉在一起特别地有利于非常快速地进行信号处理。在光检测器和信号处理单元之间的缩短的信号路径，还带来提高信噪比和减少对故障的敏感性的优点。特别是，集成部件设置有保护防止放气的层。通过将光源集成在集成部件中并且因此在真空外壳中，引导外部产生的光线穿过真空外壳不再是必要的。这节省成本。同样光源的致动，或优选地还有光源的驱动器电路，布置在真空外壳内。举例而言，在信号处理单元中集成光源的驱动器电路。特别是，A/D转换器包括采样单元和量化单元，它们集成在集成部件上。因为在真空外壳内提供数字电位置信号的发生，可以有利地使用引导信号至外面(即真空外壳的外面)的数字数据线路。有利地，数据可以在数字数据线路上通过错误代码压缩和/或保护。在测量器件处并且因此在真空外壳中直接地产生数字位置信号，提供关于信号集成度和系统的可管理性方面的优点。其原因在于位置信号可以数字地传输至外面的事实。所以，有利地省去灵敏且昂贵的光纤和穿通密封件，该穿通密封件用于位置传感器设备的外部产生供给光。特别地，光源配置为通过例如脉冲光束的调制光束曝光测量单元。功率损失可以通过使用调制的曝光且通过将信号处理单元和另外优选的光检测器集成在集成部件中而减少。调制的曝光准许具有低平均功率损失的高信号质量。集成部件允许功率损失已在绝对项方面最小化的优化设计。集成部件应该被理解为具有多个集成电路和/或布置在载体印刷集成电路板上或在多个载体印刷电路板上的部分的布置。集成部件也可以称为集成传感器电子产品。例如信号处理单元可以实施为集成电路。在载体印刷电路板上布置的部分的示例是光源。举例而言，载体印刷电路板包括陶瓷电路板。在本专利技术的情况下，“集成电路”应理解为在单个半导体基板(晶片)上布置的电子电路(也称为单片电路)。举例而言，数字电路是可编程的数字电路(现场可编程门阵列，FPGA)或专用数字电路(专用集成电路，ASIC)。根据实施例，在单个集成部件中提供光源和信号处理单元。这优化了集成。优化集成使功率损失最小化。根据其他的实施例，在集成部件中提供光源、信号处理单元和检测单元的光检测器。根据其他的实施例，检测单元还具有光学单元，该光学单元配置为将由测量单元提供的光学位置信号成像至光检测器上。特别地，光学单元包括至少一个透镜。举例而言，光刻设备的投射系统具有N3个位置传感器设备和含有多个(N2个)可致动反射镜的多个(N1个)反射镜(N2≤N1)。这里，多个(N4个)位置传感器设备分别分配给N2个可致动反射镜中的一个(N3＝N4.N2)。尤其是，N1、N2、N3和N4是自然数。根据其他的实施例，传感器布置包括在真空外壳中布置的多个(N3个)位置传感器设备，和在真空外壳中布置的数据收集设备；其中该位置传感器设备分别分配给光刻设备的多个(N2个)可致动反射镜中的一个，该数据收集设备通过数据链路连接至在真空外面布置的评估设备，并且其配置为将由N3个位置传感器设备提供的N3个数字电位置信号收集，以形成数字收集信号，并且经由数据链路将数字收集信号传输给评估设备。有利地，数据收集设备提供在真空外壳中收集数字位置信号并且以封装的形式将它们传输至外面的选择。有利地，这减少了线缆成本。举例而言，数据收集设备是电子单元，例如集成电路。用所述数据收集设备的实现也是有利的，因为与许多用于许多模拟信号的线缆相比，通向外面的数字数据线缆的刚性更小，并且因此有利地减少例如载体结构的干扰激励的传输至光学单元。根据其他的实施例，经由单个数据链路将数据收集设备与评估设备连接。单个数据链路的使用减少穿过真空外壳的必要的线缆和线缆密封套的成本。根据其他的实施例，在数据收集设备和评估设备之间的数据链路实施为单向的数据链路。通向外面的单向的数据链路的使用有利地防止从外面接入本文档来自技高网...

【技术保护点】
传感器布置，所述传感器布置确定光刻设备(100)的多个反射镜(M1‑M6)各自的位置，具有：多个位置传感器设备(140)，其中各个所述位置传感器设备(140)包括测量单元(201)、光源(203)、检测单元(204)和信号处理单元(207)，其中所述测量单元在通过光束曝光的情况下，提供反射镜(M1‑M6)的位置的光学位置信号，所述光源以所述光束曝光所述测量单元(201)，所述检测单元具有通过检测所提供的光学位置信号来输出模拟电位置信号的多个光检测器(205)，且所述信号处理单元具有将所述模拟电位置信号转换为数字电位置信号(DP)的至少一个A/D转换器(208)，其中在布置在真空外壳(137)中的集成部件(200)中至少提供所述光源(203)和所述信号处理单元(207)；以及评估设备(304)，所述评估设备通过所述数字电位置信号(DP)确定所述反射镜(M1‑M6)的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.18 DE 102015209078.71.传感器布置，所述传感器布置确定光刻设备(100)的多个反射镜(M1-M6)各自的位置，具有：多个位置传感器设备(140)，其中各个所述位置传感器设备(140)包括测量单元(201)、光源(203)、检测单元(204)和信号处理单元(207)，其中所述测量单元在通过光束曝光的情况下，提供反射镜(M1-M6)的位置的光学位置信号，所述光源以所述光束曝光所述测量单元(201)，所述检测单元具有通过检测所提供的光学位置信号来输出模拟电位置信号的多个光检测器(205)，且所述信号处理单元具有将所述模拟电位置信号转换为数字电位置信号(DP)的至少一个A/D转换器(208)，其中在布置在真空外壳(137)中的集成部件(200)中至少提供所述光源(203)和所述信号处理单元(207)；以及评估设备(304)，所述评估设备通过所述数字电位置信号(DP)确定所述反射镜(M1-M6)的位置。2.如权利要求1所述的传感器布置，其中在单个集成部件(200)中提供所述光源(203)和所述信号处理单元(207)。3.如权利要求1或2所述的传感器布置，其中在所述集成部件(200)中提供所述光源(203)、所述信号处理单元(207)和所述检测单元(204)的光检测器(205)。4.如权利要求1至3中的任一项所述的传感器布置，其中所述检测单元(204)还具有光学单元(206)，所述光学单元配置为将由所述测量单元(201)提供的光学位置信号成像至所述光检测器(205)上。5.如权利要求1至4中任一项所述的传感器布置，具有：在所述真空外壳(137)中布置的多个位置传感器设备(140)，即N3个位置传感器设备，其中各位置传感器设备(140)分配给所述光刻设备(100)的多个可致动反射镜(M2-M6)，即N2个可致动反射镜中的一个；以及在真空外壳(137)中布置的数据收集设备(404)，所述数据收集设备通过数据链路连接至布置在所述真空外壳(137)外面的所述评估设备(304)，并且所述数据收集设备配置为将所述N3个位置传感器设备(140)提供的N3个数字电位置信号集合或组合来形成数字收集信号(DS)，并且经由所述数据链路将所述数字收集信号(DS)传输至所述评估设备(304)。6.如权利要求5所述的传感器布置，其中所述数据收集设备(404)和所述评估设备(304)经由单个数据链路连接。7.如权利要求5或6所述的传感器布置，其中在所述数据收集设备(404)和所述评估设备(304)之间的所述数据链路实施为单向的数据链路。8.如权利要求5至7中任一项的所述传感器布置，其中所述数据链路具有真空穿通连接设备(302)、第一数据线路(401)和第二数据线路(402)，所述真空穿通设备(302)用于穿过所述真空外壳(137)的适合真空的穿通连接；所述第一数据线路(401)耦接在所述数据收集设备(404)和所述真空穿通连接设备(302)之间；且该第二数据线路(402)耦接在所述真空穿通连接设备(302)和所述评估设备(304)之间。9.如权利要求5至8中任一项所述的传感器装置，其中通过各自的线路(403)，所述数据收集设备(404)连接至所述N3个位置传感器设备(140)中的每一个。10.如权利要求9所述的传感器布置，其中连接器支架(301)与所述数据收集设备(404)和所述第一数据线路(401)电耦接。11.如权利要求1至4中任一项所述的传感器布置，具有：在所述真空外壳(137)中布置的多个位置传感器设备(140)，即N3个位置传感器设备，其中各位置传感器设备(140)分配给所述光刻设备(100)的多个可致动反射镜(M1-M6)，即N2个可致动反射镜中的一个；以及总线系统(501)，其至少部分地布置在所述真空外壳(137)中，所述总线系统与在所述真空外壳(137)外面布置的所述评估设备(304)连接，且配置为将通过所述N3个位置传感器设备(140)提供的所述N3个数字电位置信号(DP)传输至所述评估设备(304)。12.如权利要求11所述的传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：J霍恩，S克朗，L伯杰，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE