光学测量方法和传感器设备技术

一种使用光学传感器设备(15)的光学测量方法，所述光学传感器设备包括光学元件(20)、光检测器(26)以及支撑件(30)，所述光学元件包括被配置成选择性地透射入射辐射的标记(22)，所述光检测器被配置成接收由所述标记透射的辐射并且提供指示所接收的辐射的输出信号，所述支撑件支撑所述光学元件并且与所述光学元件成热接触。支撑件的热导率大于光学元件的热导率，并且支撑件的热膨胀系数大于光学元件的热膨胀系数。所述方法包括使用光学传感器设备执行第一测量，所述第一测量包括利用辐射照射所述标记。在第一测量期间光学元件的温度改变。支撑件的温度在整个第一测量期间大致恒定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学测量方法和传感器设备相关申请的交叉引用本申请要求于2018年1月4日提交的欧洲申请18150345.9的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术涉及适用于光刻设备中的光学测量方法和光学传感器设备。
技术介绍
光刻设备是一种被构造为将期望的图案施加到衬底上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定了可以被形成在衬底上的特征的最小大小。与使用例如具有193nm波长的辐射的光刻设备相比，使用极紫外(EUV)辐射(波长介于4至20nm范围内，例如，6.7nm或13.5nm)的光刻设备可以用于在衬底上形成较小的特征。光学传感器设备在光刻中具有各种各样的应用，诸如：例如，确定光刻设备的两个或更多个部分之间的对准、确定光刻误差(诸如重叠误差和/或聚焦误差)、确定光刻设备的投影系统中存在的光学像差等。在测量期间，已知的光学传感器设备的部件经受与周围环境的非环境热交换(例如，经由辐射能量的吸收)并且经历温度变化。由光学传感器设备的部件所经历的温度变化引起这些部件的热变形。所述光学传感器设备的部件的热变形可能对再现性即复现性和/或使用光学传感器设备而执行的测量的准确度产生负面影响。期望提供一种消除或减轻了现有技术的一个或更多个问题(无论是否在本文中还是在别处被识别)的光学传感器设备。专利技术内容根据本专利技术的第一方面，提供一种使用光学传感器设备的光学测量方法，所述光学传感器设备包括：光学元件，所述光学元件包括被配置成选择性地透射入射辐射的标记；光检测器，所述光检测器被配置成接收由所述标记透射的辐射并且提供指示所接收的辐射的输出信号；以及支撑件，所述支撑件支撑所述光学元件并且与所述光学元件成热接触，其中所述支撑件的热导率大于所述光学元件的热导率，并且其中所述支撑件的热膨胀系数大于所述光学元件的热膨胀系数，所述方法包括：使用所述光学传感器设备执行第一测量，所述第一测量包括利用辐射照射所述标记，其中所述光学元件的温度在所述第一测量期间改变；和完成所述第一测量，其中所述支撑件的温度在整个所述第一测量期间是大致恒定的。所述光学测量方法有利地能实现在测量期间所述光学元件的减小的热变形，从而导致较大的准确度。所述光学测量方法还有利地不需要长时间段用于使得在测量完成之后所述光学传感器设备返回至期望的初始温度。因此所述光学传感器设备准备就绪在较短的时间段之后再次使用。这可以有利地产生光刻设备的较大的吞吐量。每次测量的温度大致相等，这导致在根据所述光学测量方法而执行的多次测量之间的较大的再现性。短语“大致恒定”旨在指示由于测量导致的由所述光学元件经历的任何非环境热干扰不会被热传导至支撑件直到完成测量为止。所述光学传感器设备还可以包括与所述支撑件成热连通的热交换器，并且其中在所述第一测量开始时所述支撑件处于第一温度，所述方法还可以包括在所述第一测量完成之后、在使用所述光学传感器设备执行第二测量之前等待预定时间量，其中所述支撑件在所述预定时间量内大致返回至所述第一温度。短语“大致返回至所述第一温度”旨在指示在预定时间量之后所述支撑件的温度与所述第一温度之间的差足够小使得光学传感器设备的任何产生的热变形小于所述光学传感器设备的期望的准确度。也就是说，所述支撑件的温度不需要在预定时间量之后返回至与第一温度精确相同的温度，以便所述光学传感器设备执行准确度可接受的第二测量。由在预定时间量之后所述支撑件的温度与第一温度之间的差导致的所述支撑件的热变形可以足够小，使得被引入至第二测量中的不准确度相对于所述光学传感器设备的期望的准确度来说是可以忽略的。所述光学传感器设备的期望的准确度可以在所述光学传感器设备的不同用法之间和/或所述光学传感器设备的不同实施例之间变化。所述光学元件具有在所述光学元件的热交换区域与所述支撑件之间延伸的长度，其中所述长度可以是足够长的，使得所述支撑件的温度在整个所述第一测量期间是大致恒定的。在所述光学元件的热交换区域与所述支撑件之间延伸的所述光学元件长度可以是足够长的，使得所述支撑件的温度在正在被完成的所述第一测量的10秒内改变。执行测量可以包括在利用辐射照射所述标记之前利用冷却设备冷却所述光学元件。执行测量可以包括在利用辐射照射所述标记期间利用冷却设备冷却所述光学元件。执行测量可以包括在利用辐射照射所述标记之后利用冷却设备冷却所述光学元件。所述热交换区域可以包括所述标记。所述热交换区域可以包括所述光学元件的、辐射入射至其上的区域。所述热交换区域可以包括所述光学元件的由所述冷却设备冷却的区。根据本专利技术的第二方面，提供一种光学传感器设备，包括：光学元件，所述光学元件包括被配置成选择性地透射入射辐射的标记；光检测器，所述光检测器被配置成接收由所述标记透射的辐射并且提供指示所接收的辐射的输出信号；以及支撑件，所述支撑件支撑所述光学元件并且与所述光学元件成热接触，其中所述支撑件的热导率大于所述光学元件的热导率，并且其中所述支撑件的热膨胀系数大于所述光学元件的热膨胀系数。所述光学元件的热膨胀系数可以小于或等于所述支撑件的热膨胀系数的一半。所述光学元件的热膨胀系数可以小于或等于所述支撑件的热膨胀系数的十分之一。所述光学元件的热膨胀系数可以小于或等于所述支撑件的热膨胀系数的百分之一。所述光学元件的热膨胀系数小于可以或等于约0.2×10-6K-1。所述光学元件可以由以下材料中的至少一种形成：镀铝锌和堇青石。所述支撑件的热导率可以是所述光学元件的热导率的至少两倍。所述支撑件的热导率可以是所述光学元件的热导率的至少十倍。所述支撑件的热导率可以是所述光学元件的热导率的至少一百倍。所述支撑件的热导率可以是至少175Wm-1K-1。所述支撑件可以由陶瓷形成。所述陶瓷可以是渗硅碳化硅。所述支撑件可以由金属形成。所述金属可以是铝。所述支撑件可以由金属-陶瓷形成。所述金属-陶瓷可以是铝碳化硅。所述光学传感器设备还可以包括与所述支撑件成热连通的热交换器。根据本专利技术的第三方面，提供一种光刻设备，包括：照射系统，所述照射系统被配置成调节辐射束；支撑结构件，所述支撑结构件被构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案以形成经图案化的辐射束；衬底台，所述衬底台被构造成保持衬底，所述衬底台具备光学传感器设备；以及投影系统，所述投影系统被配置成将所述经图案化的辐射束投影至所述衬底上，其中所述光学传感器设备包括：光学元件，所述光学元件包括被配置成选择性地透射入射辐射的标记；光检测器，所述光检测器被配置成接收由所述标记透射的辐射并且提供指示所接收的辐射的输出信号；以及支撑件，所述支撑件支撑所述光学元件并且与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用光学传感器设备的光学测量方法，所述光学传感器设备包括：/n光学元件，所述光学元件包括被配置成选择性地透射入射辐射的标记；/n光检测器，所述光检测器被配置成接收由所述标记透射的辐射并且提供指示所接收的辐射的输出信号；以及/n支撑件，所述支撑件支撑所述光学元件并且与所述光学元件成热接触，其中所述支撑件的热导率大于所述光学元件的热导率，并且其中所述支撑件的热膨胀系数大于所述光学元件的热膨胀系数，所述方法包括：/n使用所述光学传感器设备执行第一测量，所述第一测量包括利用辐射照射所述标记，其中所述光学元件的温度在所述第一测量期间改变；和/n完成所述第一测量，其中所述支撑件的温度在整个所述第一测量期间是大致恒定的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180104 EP 18150345.91.一种使用光学传感器设备的光学测量方法，所述光学传感器设备包括：
光学元件，所述光学元件包括被配置成选择性地透射入射辐射的标记；
光检测器，所述光检测器被配置成接收由所述标记透射的辐射并且提供指示所接收的辐射的输出信号；以及
支撑件，所述支撑件支撑所述光学元件并且与所述光学元件成热接触，其中所述支撑件的热导率大于所述光学元件的热导率，并且其中所述支撑件的热膨胀系数大于所述光学元件的热膨胀系数，所述方法包括：
使用所述光学传感器设备执行第一测量，所述第一测量包括利用辐射照射所述标记，其中所述光学元件的温度在所述第一测量期间改变；和
完成所述第一测量，其中所述支撑件的温度在整个所述第一测量期间是大致恒定的。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学传感器设备还包括与所述支撑件成热连通的热交换器，并且其中在所述第一测量开始时所述支撑件处于第一温度，所述方法还包括在所述第一测量完成之后、在使用所述光学传感器设备执行第二测量之前等待预定时间量，其中所述支撑件在所述预定时间量内大致返回至所述第一温度。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述光学元件具有在所述光学元件的热交换区域与所述支撑件之间延伸的长度，其中所述长度足够长使得所述支撑件的温度在整个所述第一测量期间是大致恒定的。


4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述光学元件的热交换区域与所述支撑件之间延伸的所述光学元件长度足够长使得所述支撑件的温度在正在被完成的所述第一测量的10秒内改变。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中执行测量包括在利用辐射照射所述标记之前利用冷却设备冷却所述光学元件。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中执行测量包括在利用辐射照射所述标记期间利用冷却设备冷却所述光学元件。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中执行测量包括在利用辐射照射所述标记之后利用冷却设备冷却所述光学元件。


8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中所述热交换区域包括所述标记。


9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中所述热交换区域包括所述光学元件的、辐射入射至其上的区域。


10.根据权利要求3至9中任一项所述的方法，其中所述热交换区域包括所述光学元件的由所述冷却设备冷却的区。


11.一种光学传感器设备，包括：
光学元件，所述光学元件包括被配置成选择性地透射入射辐射的标记；
光检测器，所述光检测器被配置成接收由所述标记透射的辐射并且提供指示所接收的辐射的输出信号；以及
支撑件，所述支撑件支撑所述光学元件并且与所述光学元件成热接触，其中所述支撑件的热导率大于所述光学元件的热导率，并且其中所述支撑件的热膨胀系数大于所述光学元件的热膨胀系数。


12.根据权利要求11所述的光学传感器设备，其中所述光学元件的热膨胀系数小于或等于所述支撑件的热膨胀系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·G·鲁曼，T·F·E·M·欧文瑞斯，W·J·恩格伦，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL