具有差分干涉仪模块的光刻系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光刻系统，包括OCOC、用于移动目标诸如晶片的可移动目标载体，以及差分干涉仪模块，其中所述干涉仪模块适用于向着第二镜子发射三个参考束，并且向着第一镜子发射三个测量束，以便确定所述第一镜子和第二镜子之间的位移。在一个优选实施例中，相同模块适还用于测量绕着两个垂直轴的相对旋转。本发明专利技术还涉及一种用于测量这种位移和旋转的干涉仪模块和方法。

【技术实现步骤摘要】
具有差分干涉仪模块的光刻系统
本专利技术涉及包括光筒、用于移动诸如晶片的目标的可移动目标载体、和差分干涉仪的光刻系统，其中，干涉仪适用于测量在光筒上放置的反射镜和在目标载体上放置的反射镜之间的位移。本专利技术还涉及干涉仪模块和用于测量这种位移的方法。
技术介绍
基于干涉仪的测量系统的一个典型问题是，例如由于反射镜不平和/或由于目标载体或光筒的热膨胀，反射镜的反射表面上的小误差导致由于阿贝和余弦误差的位移测量误差。位移误差对例如图案的缝合或覆盖所需的对准精度带来负面影响。光筒的Rz旋转中的误差尤其是光刻系统中的一个重要因素，在光刻系统中，光筒的取向，特别是其投射透镜光学器件的取向，实质上定义了其在目标上投射的图像的取向。如此受影响的光刻系统的实例是多射束曝光系统，特别是多带电粒子束曝光系统，其中，多个射束中的每一个射束通过投射透镜阵列被分别聚焦在目标上。在这种系统中，在投射图像到目标曝光表面上时，投射透镜光学器件的Rx和/或Ry中的误差导致聚焦误差。美国专利7,224,466提供了一种用于测量沿两轴的测量反射镜和基准反射镜之间的位移的紧凑型差分干涉仪。该干涉仪使用从测量和基准反射器分别反射的共享的测量和基准射束，在此之前，该共享射束被分割成对应于干涉仪的多个测量轴的各个射束。虽然该干涉仪在测量反射镜上发射三个共面测量射束点并在基准反射镜上发射三个对应的共面基准射束点，但仅测量沿这两个测量轴的移动。美国专利6,486,955提供了包括多个差分干涉仪的系统，其中一些干涉仪用于跟踪大块反射镜相对于投射光学反射镜沿X方向的位移以及绕Z方向的轴的旋转。提供其余干涉仪分别用于测量大块反射镜相对于投射光学反射镜沿Y方向的位移，大块反射镜相对于投射光学器件绕沿X方向的轴的倾斜，以及大块反射镜相对于投射光学器件沿Y方向的倾斜。
技术实现思路
因此，至少需要四个干涉仪来获取关于沿X方向和Y方向的位移，沿X方向和Y方向的倾斜，以及沿Z方向的旋转的信息。如此大量的干涉仪增大了系统的难度，而且大大增加了调整和/或更换干涉仪所需的系统的停工期。本专利技术的一个目的是提供一种光刻系统，其需要更少的用于获取关于目标载体和光筒之间的相对位移和旋转的信息的干涉仪。根据第一方面，本专利技术提供了一种用于测量光刻系统中第一反射镜和第二反射镜之间的相对位移的方法，其中，所述第一反射镜与目标相连，且所述第二反射镜与所述系统的曝光工具相连，其中，所述第一反射镜相对于所述第二反射镜可移动，所述方法包括以下步骤：a)产生三个相干射束，b)将所述射束分割成三个测量射束和一个相关基准射束对，其中所述射束是利用单一分束器分割的，c)引导所述三个测量射束以入射到所述第一反射镜上，从而被所述第一反射镜反射，其中，所述三个测量射束是非共面的，引导所述三个基准射束入射到所述第二反射镜上，从而被所述第二反射镜反射，其中，所述三个基准射束是非共面的，其中，分别入射到所述第一和第二反射镜上的所述三个基准射束和所述三个测量射束都基本上彼此平行，d)将所述三个反射的测量射束与其三个相关的反射的基准射束组合以提供三个组合射束，以及e)将所述组合射束中的每一个投射到对应的射束接收器上，每个接收器适于将射束转换成表示第一反射镜相对于第二反射镜的在位置和/或取向上的变化的信号。第二反射镜相连的曝光工具例如包括光刻系统的光筒。通过利用单个光学元件，即，单一分束器，用于将三个相干射束分割成三个测量射束和相关的基准射束对，紧凑型干涉仪模块可被构造用于提供表示第一反射镜相对于第二反射镜在位置和/或取向上的变化的信号。从这些信号中可以推导出沿一个轴(例如X轴)的相对位移，以及绕另外两个轴(例如绕Rz和Ry轴)的旋转。优选每个测量射束和/或基准射束仅在第一和/或第二反射镜上被分别反射一次，以最小化由于反射导致的光损耗。因此可以使用低功率光源。在一个实施例中，在步骤d)中，使用单一合束器来提供三个组合射束，从而减少实施该方法所需的光学元件的数量。优选，该单一分束器和该单一合束器为同一光学元件。在一个实施例中，第一入射的测量射束和第二入射的测量射束横越第一平面，而第二入射的测量射束和第三入射的测量射束横越与第一平面成角度α的第二平面，第一入射的基准射束和第二入射的基准射束横越第三平面，而第二入射的基准射束和第三入射的基准射束横越与所述第三平面基本上成相同角度α的第四平面。这三个测量射束和这三个基准射束由此以所述角度取向被发射，这便于将所述测量射束和基准射束组合成对应的组合射束。在一个实施例中，所述角度α为90°。这三个测量射束和这三个基准射束由此各自横越L形状。在一个实施例中，第二平面和第四平面基本上重合。两个测量射束和对应的基准射束由此彼此共面，但不在其余测量射束和对应的基准射束的同一平面上。在一个实施例中，这三个入射的测量射束基本上彼此平行和/或这三个入射的基准射束基本上彼此平行。在一个实施例中，这三个入射的测量射束中的每一个基本上平行于其相关的入射的基准射束。在一个实施例中，从单个射束生成所述三个相干射束。在一个实施例中，该方法包括另一步骤：将组合射束的强度在所述射束接收器处转换为电信号，所述射束接收器优选地各自包括光电二极管，更优选地，所述射束接收器分别由光电二极管组成。在一个实施例中，第一基准射束和第二基准射束被发射时彼此之间的距离等于第一测量射束和第二测量射束之间的距离，所述第一基准射束和第三基准射束被发射时彼此之间的距离等于所述第一测量射束和第三测量射束之间的距离，所述第二基准射束和第三基准射束被发射时彼此之间的距离等于所述第二测量射束和所述第三测量射束之间的距离。在一个实施例中，所述测量射束以所述目标的水平(level)被发射到所述第一反射镜上。在一个实施例中，多个所述测量射束和相关基准射束对中的一对测量射束和基准射束被发射时彼此之间的距离为小于等于4毫米，优选距离小于等于2毫米，更优选距离为0.5毫米。在一个实施例中，该方法利用差分干涉仪模块来实施，其中，所述模块包括：射束源，适用于产生所述三个相干射束；单一分束器，适用于将所述三个射束分割成所述测量射束和相关的基准射束的各个对；至少一个合束器，用于将所述三个反射的测量射束与其三个相关联的反射的基准射束组合成三个对应的组合射束；以及三个射束接收器，用于接收所述组合射束。因此可以使用单个紧凑型差分干涉仪来测量所述第一反射镜和所述第二反射镜之间沿三个非平面测量轴的位移。根据第二方面，本专利技术提供一个光刻系统，包括：框架；用于将图案投射到目标上的光筒，所述光筒安装在所述框架上；用于相对于所述光筒移动所述目标的目标载体，其中所述目标载体具有第一反射镜，所述光筒具有第二反射镜；用于产生表示目标载体相对于光筒的位移的一个或多个信号的一个或多个差分干涉仪模块，其中每个所述差分干涉仪模块包括适用于提供三个相干射束的射束源，所述一个或多个干涉仪模块的每一个还包括适用于将所述三个射束分割成三个相应的测量射束和相关的基准射束对的分束器单元，其中所述三个测量射束入射在第一反射镜上并被第一反射镜反射回，而且其中所述三个基准射束入射在第二反射镜上并被第二反射镜反射回；至少一个合束器，用于将所述三个反射的测量射束与其三个相关的反射的基准射束组合成三个组合射束；以及三个射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量光刻系统中第一反射镜和第二反射镜之间的相对位移的方法，其中，所述第一反射镜与所述系统的曝光工具相连，且所述第二反射镜与要被所述系统曝光的目标相连，其中，所述第一反射镜相对于所述第二反射镜可移动，所述方法包括以下步骤：a)产生三个相干射束，b)将所述射束分割成三个测量射束和相关联的基准射束的对，其中所述射束是利用单一分束器分割的，c)引导所述三个测量射束以入射到所述第一反射镜上，从而被所述第一反射镜反射，其中所述三个测量射束是非共面的，引导所述三个基准射束以入射到所述第二反射镜上，从而被所述第二反射镜反射，其中所述三个基准射束是非共面的，其中分别入射到所述第一和第二反射镜上的所述三个基准射束和所述三个测量射束基本上都彼此平行，d)将所述三个反射的测量射束与它们的三个相关联的反射的基准射束组合以提供三个组合射束，以及e)将所述组合射束中的每一个投射到对应的射束接收器上，每个接收器适用于将射束转换成表示第一反射镜相对于第二反射镜在位置和/或取向上的变化的信号。

【技术特征摘要】
2011.03.30 NL 20064961.一种用于测量光刻系统中第一反射镜和第二反射镜之间的相对位移的方法，其中，所述第二反射镜与所述系统的曝光工具相连，且所述第一反射镜与要被所述系统曝光的目标相连，其中，所述第一反射镜能够相对于所述第二反射镜移动，其中使用差分干涉仪模块执行所述方法，所述差分干涉仪模块包括：射束源(32，33，34)，适用于产生三个相干射束(b1，b2，b3)；单一分束器(42)，适用于将所述三个相干射束分割成测量射束(mb1，mb2，mb3)和相关的基准射束(rb1，rb2，rb3)的各个对；单一合束器(42)，用于将三个反射的测量射束与同其相关联的三个反射的基准射束组合成三个对应的组合射束(cb1，cb2，cb3)；以及三个射束接收器(51，52，53)，每个射束接收器用于接收三个组合射束中的一个组合射束；其中所述方法包括以下步骤：a)产生三个相干射束，b)将所述三个相干射束分割成三个测量射束和相关联的基准射束的对，其中所述三个相干射束是利用所述单一分束器分割的，其中在所述分割步骤之前执行所述产生步骤，c)在步骤b)中的所述分割之后：引导所述三个测量射束以入射到所述第一反射镜上，从而被所述第一反射镜反射，其中所述三个测量射束是非共面的，引导所述三个基准射束以入射到所述第二反射镜上，从而被所述第二反射镜反射，其中所述三个基准射束是非共面的，其中分别入射到所述第一反射镜和所述第二反射镜上的所述三个测量射束和所述三个基准射束都彼此平行，d)将所述三个反射的测量射束与它们的三个相关联的反射的基准射束组合以提供三个组合射束，每个组合射束是一个反射的测量射束和一个反射的基准射束的组合，其中使用所述单一合束器将所述三个反射的测量射束与它们的三个相关联的反射的基准射束组合以提供三个组合射束，e)将所述三个组合射束中的每一个投射到对应的射束接收器上，每个接收器适用于将组合射束转换成表示第一反射镜相对于第二反射镜在位置和取向中的至少一种的变化的信号。2.根据权利要求1的方法，其中所述三个相干射束从单个射束生成。3.一种光刻系统，包括：框架，用于将图案投射到目标上的光筒，所述光筒安装到所述框架上，用于相对于所述光筒移动所述目标的目标载体，其中所述目标载体具有第一反射镜，其中所述光筒具有第二反射镜，以及用于产生表示目标载体相对于光筒的位移的一个或多个信号的一个或多个差分干涉仪模块，其中每个所述差分干涉仪模块包括适用于产生三个相干射束的射束源，所述一个或多个干涉仪模块中的每一个还包括：接收所述三个相干射束并且适用于将所述三个相干射束分割成三个相应的测量射束和相关联的基准射束的对的分束器单元，其中在把所述三个相干射束分割成所述三个相应的射束对之前产生所述三个相干射束，其中所述三个测量射束被引导以入射在第一反射镜上并被第一反射镜反射回，而且其中所述三个基准射束被引导以入射在第二反射镜上并被第二反射镜反射回，所述分束器单元包括用于将所述三个射束分割成所述三个测量射束/基准射束对的单个分束器，单一合束器，用于将所述三个反射的测量射束与它们的三个相关联的反射的基准射束组合成三个组合射束，每个组合射束是一个反射的测量射束和一个反射的基准射...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·德博尔，T·A·乌姆斯，N·弗奇尔，G·C·A·库维利尔斯，
申请(专利权)人：迈普尔平版印刷IP有限公司，
类型：发明
国别省市：