微光刻投射曝光设备的照明系统技术方案

本发明专利技术涉及一种微光刻投射曝光设备(10)的照明系统(12)，包括光瞳面和由优选地可单独控制、用于光瞳面可变地照明的射束偏转元件(28)组成的基本上平面状的布置。可以根据施加在射束偏转元件(28)上的控制信号，通过每个射束偏转元件(28)使得入射到它上的投射光束(32)产生偏转。测量照明装置(54、56、58、60；88；90；98)将与投射光束(32)无关的测量光束(36)被引导到射束偏转元件(28)上。检测装置检测在射束偏转元件(28)上偏转后的测量光束(38)。评估单元根据检测装置提供的测试信号确定投射光束(32)的偏转。

【技术实现步骤摘要】
微光刻投射曝光设备的照明系统本申请为国家申请日为2008年2月6日、申请号为200880004238.4专利技术名称为“微光刻投射曝光设备的照明系统中多镜阵列的监测方法和设备”的在先申请的分案申请。
本专利技术涉及一种微光刻投射曝光设备的照明系统，其中，由射束偏转元件组成的平面状布置例如微镜阵列用于可变地照明光瞳面。
技术介绍
在用于制造精细结构的半导体元件的微光刻投射曝光设备的照明系统中，越来越多使用射束偏转元件的平面状布置，借助它们可以非常灵活地操纵投射光，以便改善微光刻投射曝光设备的成像特性。这方面的一个例子是所谓Multi-Mirror-Array(多镜阵列)，其中将多个微镜，优选地按行和列排列成阵列。微镜可运动并尤其可绕两个互相垂直的轴线倾斜，从而使它们始于中性位置的表面法线可沿任意方向倾斜。在照明系统中这可以利用于可变地改变照明的调整。对此的例子在WO2005/026843A2及EP1262836A1中提供。此外，多镜阵列还用作微光刻投射曝光设备的反射性掩模母版(WO2005/096098A2)。对于此类部件重要的是，得知各镜元件准确的倾斜位置，为的是能调整决定性地影响相应的成像特性的精确的位置。例如在US6421573B1中公开了一种装置，其中辅助光源被用于确定各扫描器镜的倾斜角，在这里借助扫描器镜使UV激光器的光线偏转，以便能刻写图案。由US6965119已知一种调整多镜阵列相应镜元件的方法，其中，部分曝光射束，亦即投射光，从射束路径提取，以便能通过强度测量实施镜元件的调整。这种方法显然是有缺点的，由于有效光的提取造成强度损失，这对于尽可能短的曝光时间而言是不希望发生的。因此，按现有技术为避免因强度损失带来的损害，例如可以在物镜尚未利用的时间内，进行多镜阵列镜元件取向的检查及调整。当然，在有些情况下延长了为了检查镜元件所需的停止工作时间，这是不希望的以及影响相应物镜的有效工作。借助在使镜元件运动的致动器上的相应的传感器来确定多镜阵列镜元件的旋转角度或倾斜角非常麻烦，这是由于镜元件数量巨大，而且由于传感器需要安装空间，导致形式上为多镜阵列的射束偏转元件的排列所占的容积很大。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种装置及一种方法，借助它能以有效的方式确定多镜阵列镜元件的角向位置。尤其是应提供一种方法和设备，借助它们能检测和能测量照射许多平面状排列的射束偏转元件的投射光的偏转，并由此能监测和调整这些偏转。然而因为例如由于热负荷之类引起光学元件表面和尤其表面区形状或取向的改变，对于监测成像特性和修正可能的成像缺陷而言是人们所关心的，所以这种方法和设备可考虑许多其他的应用。此目的通过有权利要求1所述特征的设备以及有权利要求56所述特征的方法达到。有利的设计是从属权利要求的技术主题。本专利技术的基本构思在于，除照明系统投射光束偏转元件平面状布置的投射光外，测量照明装置的至少一个测量光束被引导到要检查的射束偏转元件上，从而可以由检测装置记录测量光束由射束偏转元件引起的偏转。如果假定测量光束由射束偏转元件的偏转以及入射在射束偏转元件上的投射光的偏转相互关联，那么最终可以借助此单独的测量装置，确定投射光的偏转或这种相对于规定的调整的改变。通过附加地设置产生相应测量光束的单独的测量装置，可以取消将有效光从投射光中提取，而且可以实施在利用微光刻投射曝光设备期间连续进行的、对于要检查的光学元件偏转改变所进行的检验和确定。为此，仅需要使一个或多个测量射束的入射方向不同于一个或多个投射光束的入射方向，从而不发生相互影响。采用这种方法，尤其可以监测和检查光学元件要检查的镜面其表面法线的角度变化或相应的镜面的取向。优选地，所述方法和设备可以被用于检查尤其上面已说明的多镜阵列(Multi-Mirror-ArrayMMA)的镜元件。测量射束的入射方向，既可以在涉及光学元件要检查表面的入射角方面不同，也可以在入射方位角方面不同。入射方位角，在这里指的是相应射束的入射平面相对于一个规定的平面，例如一个沿北-南取向布置的入射平面的平均旋转角度。若测量光束和投射光的入射方向在入射方位角方面没有区别，则它们必须至少在入射角方面不同，以避免彼此影响和允许通过检测系统记录从镜面反射的测量光束。若测量光束的入射方向与一个或多个投射光束的入射方向，在入射方位角方面不同，则附加地还可以在要检查的光学元件的入射角方面存在区别。不过这并不必要。优选的是，测量光束的入射方向与一个或多个投射光束的入射方向，在入射方位角方面有差别，此时绕要检查的光学元件表面法线的旋转角度可以在30°以上的范围内，优选地大于60°且尤其彼此的旋转角度为90°。当测量光的入射面和投射光的入射面之间为90°配置时，提供特别大的安装空间，用于设置测量照明装置和相应配置的检测装置。为了保证要用测量光检查的光学元件的规定照明，以及同样地为了允许按规定记录测量光由于与光学元件的交互作用的变化，可以一方面在照明源与要检查的光学元件之间，和/或另一方面在要检查的光学元件与相应的检测装置之间，分别设置光学系统。测量光可以有任何恰当的波长，以及既处于可见光区也处于不可见光区。通常，光是指任何电磁射线。测量照明用的光学系统可以包括一个或多个准直器，尤其形式上为具有连接在上游的微透镜阵列的孔板，从而产生相应地准直的测量光束。这些准直的测量光束由要检查的表面，以及相应的设在检测装置的位置传感器前的会聚透镜反射，尤其是微会聚透镜组成的透镜阵列，它们作为远场衍射图像或傅里叶变换，在相应的会聚透镜焦平面内成像。在那里的焦平面内可以设置相应的位置传感器，例如4象限检测器或位置敏感式二维传感器，它们确定抵达传感器的光锥与中性位置的偏差，中性位置与要检查的光学元件表面规定的取向相对应。为获得更多的安装空间，可以在要检查的光学元件与检测装置之间设置附加的光学部件，它允许检测装置远离要检查的光学元件设置。此外可以采用一种光学部件，它可以在要检查的光学元件表面区清晰成像的同时，实施检测装置可变地配置。为此，将相应地成像的光学部件设计为，使光学元件要检查的表面区，在满足交线条件(亦称“向甫鲁条件(Scheimpflugcondition)”)的情况下，在为位置传感器配设的光学透镜上成像。同时，相应的光学部件必须保证，测量光束在检测装置的检测会聚透镜上的入射方向，与光学元件相关表面区的取向，或与多镜阵列镜元件的倾斜角相对应。这例如可以通过具有两个会聚透镜的中继光学部件保证。按本专利技术的设备和方法，确定光学元件镜面按角度的取向，可以在光学元件或其中设置光学元件的照明系统的使用期间连续进行。由此对于主动控制或调整可操纵的射束偏转元件，例如多镜阵列的微镜，可以使用确定的值。附图说明在下面借助附图对两种实施例的详细说明中，可以清楚看出本专利技术其他优点和特征。在这里附图以纯粹示意的方式表示：图1非常简化地表示微光刻投射曝光设备的透视图；图2表示要检查的形式上为多镜阵列的光学元件侧视图；图3表示图1中要检查的光学元件俯视图和测量装置图；图4表示按本专利技术的测量装置透视图；图5表示按本专利技术的测量装置第一实施例侧视图；图6表示按本专利技术的测量装置第二实施例侧视图；图7表示封装在壳体内的多镜阵列侧视图；图8表示一种实施例透视图，其中借助照相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：a)由可单独控制的射束偏转元件组成的布置，所述布置构造成为光瞳面可变地照明，其中，每个射束偏转元件根据施加到射束偏转元件上的控制信号偏转入射投射光束，b)构造成产生测量信号的测量装置，c)基于模型的状态估算器，对于每个射束偏转元件，所述状态估算器构造成利用测量信号计算估计的状态矢量，该状态矢量体现由射束偏转元件引起的投射光束的偏转及其时间导数，d)调节器，对于每个射束偏转元件，所述节器构造成接收从所述基于模型的状态估算器估算的状态矢量和由射束偏转元件引起的投射光束的偏转及其时间导数的目标值，其中，所述调节器进一步构造成通过使用所述估算的状态矢量以及目标值计算施加在射束偏转元件上的控制信号，其中，所述系统为微光刻投射曝光设备的照明系统。

【技术特征摘要】
2007.02.06 DE 102007005875.8;2007.08.02 DE 1020071.一种微光刻投射曝光设备的照明系统，包括：a)由可单独控制的射束偏转元件组成的平面状布置，所述布置构造成为光瞳面可变地照明，其中，每个射束偏转元件根据施加到射束偏转元件上的控制信号偏转入射投射光束，b)构造成产生测量信号的测量装置，c)基于模型的状态估算器，对于每个射束偏转元件，所述状态估算器构造成利用测量信号计算估计的状态矢量，该状态矢量体现由射束偏转元件引起的投射光束的偏转及其时间导数，d)调节器，对于每个射束偏转元件，所述调节器构造成所述基于模型的状态估算器估算的状态矢量和由射束偏转元件引起的投射光束的偏转及其时间导数的设定值可输入到所述调节器，其中，所述调节器进一步构造成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬泽尔特，关彦彬，安德拉斯G梅杰，曼弗雷德莫尔，约翰尼斯艾森门格，达米安菲奥尔卡，简霍恩，马库斯德冈瑟，弗洛里安巴赫，迈克尔帕特拉，约翰尼斯万格勒，迈克尔莱，
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：