專利名稱：具有用來獲取光強度的探測器的照明系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于波長^100 nm的微光刻-投影曝光設備的 照明系統(tǒng)，特別是在EUV-波長范圍中的照明系統(tǒng)，其中，照明系 統(tǒng)包括用來照明出射光瞳平面的光源，以及至少一個用來改變在出 射光瞳中的照明的元件。此夕卜，本發(fā)明還涉及一種方法，用來當在 出射光瞳平面的照明被改變時(這也被稱為微光刻-投影曝光設備的 設定)調節(jié)基本相同的光能，特別是沿著掃描路徑的積分的光能。
背景技術：
為了能夠還要進一步減少用于電子器件的結構寬度，特別是在 亞微米范圍，必須減小用于微光刻技術的光的波長?？梢钥紤]具有 小于100nm的波長的光的應用，例如具有專欠(weich) X射線的凝: 光刻#支術，即所謂的EUV-樣i光刻4支術。
EUV4敖光刻技術所應用的波長優(yōu)選為8-20 nm，優(yōu)選為11-14 nm, 特另'j為13.5 nm。
EUV-微光刻技術是最有前途的未來微光刻技術中的一種?，F(xiàn)在 在晶片上的0.2-0.3的數(shù)值孔徑時討論的是將在11-14 nm范圍內的 波長、特別是13.5 nm的波長作為用于EUV4效光刻4支術的波長。在 EUV-微光刻技術中圖像質量一方面通過投影物鏡、另 一方面通過照 明系統(tǒng)而確定。照明系統(tǒng)應4是供盡可能均勻的場平面的照明，在該 場平面中設置有對結構進行支承的掩蔽物，即所謂的光罩。投影物
7鏡將場平面成像在像平面中，即所謂的晶片平面，在該晶片平面中
設置有光壽丈物體。通常用于EUV-光刻技術的投影曝光設備實施為 具有反射光學元件的所謂的微光刻-投影曝光設備。如果照明系統(tǒng)只 包含有反射光學元件，那么將其稱為反射的照明系統(tǒng)。如果投影系 統(tǒng)只包含有反射光學元件，那么其稱作為反射的投影系統(tǒng)。如果照 明系統(tǒng)和投影系統(tǒng)都只包含有反射光學元件，那么微光刻-投影曝光 設備就被稱為反射的微光刻-投影曝光設備。在EUV-投影曝光設備 的像平面中的場的形式典型地是具有高縱4黃比的環(huán)形場，該縱橫比 通過寬度和弧長來定義。優(yōu)選地寬度為^1 mm，特別優(yōu)選為22mm。 弧長特別為^22mm，優(yōu)選為三26 mm。才更影曝光i殳備通常以掃描的 模式工作。所涉及的EUV-投影曝光設備請參閱下列的文獻
US 2005/0088760 A US 6,438,199 B US 6,859,328 B
為了調節(jié)在光瞳平面中的照明、所謂的成像i殳定或照明的相關 度，在現(xiàn)有技術中提出在EUV-系統(tǒng)時借助于設置在光瞳平面中或 附近或者共軛的光瞳平面中或附近的光闌來調節(jié)照明。在通過光闌 調節(jié)設定或照明時例如在設定變化時例如,人o=0.8改變至0=0.5時， 就要出現(xiàn)60%幾何的光損失。
作為利用光闌對設定進行調節(jié)的替換方案，US 6,658,084提 出，在帶有兩個棱面的照明系統(tǒng)中利用光通道的對應設置的變化來 對設定進行調節(jié)。在具有兩個帶棱面的光學元件的反射的照明系統(tǒng) 時，第 一帶棱面的光學元件的第 一光柵元件被形成為第 一棱面鏡并 且第二帶棱面的光學元件的第二光4冊元件^皮形成為第二棱面4竟。在 此，例如第一帶棱面的光學元件，即所謂的場棱面鏡可被替換。然 而光學元件的替換也導致了在照明系統(tǒng)中的透射率的改變。例如第 一帶棱面的光學元件的替換引起了幾何效率的改變，因為通常不是所有由光源提供的光都能被利用的。假如通道對應設置關系的改變 不是通過第一帶棱鏡的光學元件的替換來調節(jié)，而是通過例如在第 二帶棱鏡的元件上的鏡子調節(jié)，那么也同樣給出整個系統(tǒng)的透射率
的改變，因為反射EUV-光的第二帶棱鏡的光學元件的棱面鏡具有 多層，其被優(yōu)化到一個入射角度。假如該棱面鏡被翻轉或者說傾斜， 那么反射性就降4氐并起在此也在照明系統(tǒng)中出現(xiàn)透射率的改變。
因為照明系統(tǒng)的每次透射率的改變都導致在物體中的在4寺照 明的場的范圍中光強度的改變，或作為結果導致在孩吏光刻-投影曝光 設備中像平面中的光強度的改變，因此這種光強度的波動傳遞到設 置在像平面中的光敏基板上。
然而為了保持相同的生產產品，必需佳^尋沿著掃描路徑對:沒置 在^f象平面中的基^反總是施加以相同的積分的光功率。
因此，由現(xiàn)有沖支術已知了一種照明系統(tǒng)，利用該照明系統(tǒng)可測 量或調節(jié)場平面中的光強度。與此相關的可參閱下列文獻
EP 1291721 A EP 1355194 A US 2002/0190228 A WO 2004/031854 A US 6,885,432 B US 2005/0110972 A
由現(xiàn)有技術已知的系統(tǒng)的缺點是，如US 2005/0110972 A所描 述的用來調節(jié)在場平面中的照明那才羊，光源的光被遮擋。這具有光 損失的缺點。
發(fā)明內容
此外，光損失導致投影曝光設備的掃描速度相對較低，這是因 為為了對光敏層、例如對光刻膠進行曝光總是需要確定的光量。如 果每個時間單位只才是供少量的光，因為如遮擋了光源的光脈沖，那
么就不可避免地降低了微光刻-投影曝光設備的掃描速度。
因此，本發(fā)明的目的是提出一種照明系統(tǒng)和一種方法，采用這 種系統(tǒng)/方法即使在調節(jié)出射光瞳平面中的照明時、尤其是在相干度 改變時或在設定變化時在設置有待曝光的晶片的像平面中總是提 供相同的光強度，特別是積分的光強度，其中避免了現(xiàn)有技術的缺 點，特別是最小化了光損失。
才艮據(jù)本發(fā)明的目的這樣地實現(xiàn)，即在照明系統(tǒng)中i殳置有至少一
個探測器用來探測光源的光。探測器可以i殳置在用于改變在出射光 瞳平面中的照明的元件之前、元件上或元4牛之后。此夕卜，照明系統(tǒng) 還包括一個裝置，其獲取光強度信號和并根據(jù)光強度信號來調節(jié)用 于光敏物體的掃描速度的控制信號。這種類型的裝置被稱為調整單 元。
根據(jù)本發(fā)明，為了在出射光瞳平面的不同照明的情況下盡可能 地使在設置有光敏物體的平面中的光強度保持恒定，由探測器獲取 的光強度信號被傳送給上述的調整單元。 -假如由于通過對設定進行 調節(jié)或者對照明系統(tǒng)的相干度調節(jié)導致對出射光瞳平面的照明的 變化而改變了照明系統(tǒng)或微光刻-投影曝光設備的透射率，那么就改 變在i殳置有光4丈物體的平面中的光強度。然而在設置有光4文物體的 平面中的光強度也可通過光源強度的波動和光學平面的衰減效應 而發(fā)生變化。至少由于波動造成的光強度的改變可借助于探測器而 確定。根據(jù)本發(fā)明，為了能在設置有光敏物體的平面中基本上提供 相同的光強度，利用調整單元來改變或調節(jié)所謂的掃描速度，該掃描速度就是所要曝光的物體、也就是光敏晶片在像平面中的移動速 度。在此，由探測器獲取的強度以及可能的其他的信息、如在出射 光瞳平面中利用光闌調節(jié)哪些照明的信息由調整單元來考慮。
由晶片沿著掃描路徑所獲取的光量可通過如上所述調整或控 制在照明系統(tǒng)的透射率改變時保持恒定。
在本發(fā)明的第一^殳計方案中4是出，通過光闌實現(xiàn)對照明的改 變，該光闌設置在出射光瞳平面中或設置在出射光瞳平面附近或設 置在相對于出射光瞳平面共軛的平面中或附近。
可選地，照明系統(tǒng)可以^皮這樣，沒計，即用來改變照明的元件是 一種可^^換的帶棱面的光學元件，例如在雙重的帶棱面的照明系統(tǒng)
時具有包括場棱面的第一帶棱面的元件和包括光瞳棱面的第二帶
棱面的元件，如在US 6,658,084中/>開的一種具有場棱面的可替換 的第一帶棱面的元件。
通過替換具有場棱面的第一帶棱面的元件，在雙重的帶棱面的 照明系統(tǒng)中的場棱面和光瞳棱面的對應設置關系發(fā)生改變，并進而 改變了在出射光瞳平面的i殳定或照明，如在US 6，658，084中所/>開 的那樣。可選地，這種對應設置關系的改變進而出射光瞳平面的照 明的調節(jié)這才羊纟也實現(xiàn)，即單一的場一菱面和/或光瞳^f麥面^皮i殳置成可翻 轉的或者說可傾斜的。
在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施例中提出，即在調整單元中存 儲了具有用于不同的設定調節(jié)的調整參數(shù)的表格。該表格優(yōu)選地包 含校準值，其在不同的照明設定時通過對在例如在場平面中和/或像 平面中的強度分配的測量來獲4尋。所以例如在i殳定的第 一調節(jié)或第 一i殳定調節(jié)時測得的強度值可以為100，在i殳定的第二調節(jié)或第二 設定調節(jié)時強度值為50。如果照明由第一設定調節(jié)變化為第二設定調節(jié)，那么掃描速度減半并從而確保，即對于二個設定調節(jié)在^f象平 面中以大約相同的劑量強度出現(xiàn)。當實現(xiàn)多于二個的不同的照明或 設定時，優(yōu)選在微光刻-投影曝光設備的運行操作中通過校準表或可 選的才交準曲線的控制是有利的。如果在一個系統(tǒng)中^又^又實現(xiàn)二個i殳 定調節(jié)，那么通過差值測量優(yōu)選在運行操作中實現(xiàn)調整或控制。
在本發(fā)明中運行操作的意思是，在光壽丈物體的工藝過程期間、 特別是在對光敏物體的曝光期間進行調整。
例如在曝光過禾呈中用來確定當前的光強度的4果測器可以在光
^各中i殳置在用來調節(jié)在出射光瞳中的照明的裝置的前面或后面，優(yōu) 選地i殳置在出射光瞳平面中或出射光瞳平面的附近和/或i殳置在相 ^"于出射光瞳平面的共輒平面中或共輒平面附近和/或^殳置在場平 面中或在場平面附近和/或^殳置在相對于場平面共扼的照明系統(tǒng)的 平面中或該平面附近。探測器不僅可以設置在光路內或也可以設置 在光路外。如果探測器被設置在從光源到像平面的光路之外，那么 例如在光^各中設置一反射4竟，利用該反射4竟將一部分光從光^各中輸 出并偏轉到探測器上。
除了照明系統(tǒng)外本發(fā)明還4是出了 一種具有這種照明系統(tǒng)的賴: 光凌']-投影曝光設備，以及一種用于調節(jié)在像平面中相同的光能或沿 著掃描路徑的相同的積分的光能的方法。這意味著，采用根據(jù)本發(fā) 明的方法對于不同的照明總是可以沿著掃描路徑i殳定基本上相同 的積分的掃描能量。在像平面中，對于場高度x沿著路徑y(tǒng)的積分 的掃描能量一皮定義為
SE(x)=fl(x，y)dy
其中，I(x，y)為例如光的強度，該光被用于曝光，也就是說在像 平面中在點x, y處的例如13.5 nm的有效輻射的強度。換言之，對于積分的掃描能量SE應理解為總的光能，在掃描過程中，在光敏 物體上的點上施加該積分的掃描能量，其中，該光壽文物體設置在才更 影曝光設備的場平面中。
如果沿著掃描^各徑的掃描能量SE在照明改變之前為SE ( al )， 那么采用4艮據(jù)本發(fā)明的方法可實現(xiàn)，即在照明改變后的積分的掃描 能量SE ( a2 )基本上與積分的掃描能量SE ( al ) —致，也就是SE (al ) -SE (a2)。當這適用于在投影曝光設備的像平面中光敏基板 的每個場高x處的積分的掃描能量SE ( al )和SE ( a2 )時是特別 優(yōu)選的。
在此，才艮據(jù)本發(fā)明的方法，在一個設計方案中首先測量在出射 光瞳平面中照明改變之前的光能，然后測量照明改變之后的光能并 獲取差值信號。為此，差值信號又是一個衡量必須如何強烈地改變 所要照明的物體和/或光敏基板的掃描速度的衡量尺度，以提供甚至 照明改變時也基本相同的積分的光能，尤其是在微光刻投影曝光設 備中的像平面中的相同的積分的掃描能量。
作為獲取差值信號的替代方案，提出在調整單元中存儲校準 值。該4交準值通過測量在不同的照明或者照明i殳定時的強度分配來 獲得。例如校準值可存儲在校準表或校準曲線中。如果照明設定被 改變，那么所要曝光的光敏基板的掃描速度對應于這個值(其作為
出現(xiàn)大約相同的劑量強度。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)例如相對于由US 2005/0110972 A已知的系 統(tǒng)的優(yōu)點是，為了調整掃描速度不必遮擋光源的光并因此使投影曝 光i殳備的掃描速度更高。所以具有根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的投影曝 光設備的生產量也更高。相反，在根據(jù)US 2005/011972 A的系統(tǒng)中， 一部分光^皮遮擋并且因此這部分^皮遮擋的光不能用來對l象平面中的光敏物體或晶片進行曝光。與此相反，在才艮據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中利 用了光源的所有光。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一個優(yōu)點在于，可連續(xù)
地改變強度。與此相反，在US 2005/0110972中所描述的系統(tǒng)中^又 ^又通過光閘(Shutter)就遮擋了全部的脈沖。
與不連續(xù)的方法相反，如在現(xiàn)有4支術中所描述的那樣，才艮據(jù)本 發(fā)明掃描速度可連續(xù)地調節(jié)到每個任意的值并因此可實現(xiàn)連續(xù)的調整。
以下4艮據(jù)附圖來詳細地舉例性地描述本發(fā)明。 附圖示出
圖1是在物平面中的待照明的場的形式，
圖2a-2b是在光瞳平面中的不同的照明，
圖3是具有根據(jù)本發(fā)明的裝置的照明系統(tǒng)的結構，
圖4a-b是光脈沖的數(shù)量，其在周期控制的光源時根據(jù)掃描速度 出現(xiàn)在待曝光的物體上，
圖5是舉例性的調整的流程圖。
具體實施例方式
在圖1中示出了在場平面中,皮照亮的場。該場由參考標號10 示出。該場具有彎曲的形習犬。場10的中央場點ZP以及場半徑R4皮 示出。場半徑R由到投影物鏡的光軸線HA的距離獲得。此外圖示
14出孑瓜度s和在場的中央場點ZP中作為坐標原點的局部的x-, y-， z-坐標系。場10形成在通過x-方向和y-方向所展開的場平面中。 在<象平面中的照明基本上具有例如與在物平面中所照亮的場相同 的形狀。在物平面或場平面中照亮的場通過才殳影系統(tǒng)或沖殳影物4竟形 成在像平面中。如果投影系統(tǒng)是縮小系統(tǒng)，那么在物平面中的該場 縮小地形成在〗象平面中。例如在4: 1的投影系統(tǒng)中，在物平面或 場平面中的場被縮小4倍縮小地形成在像平面中。在本實施例中， 在物平面中的掩蔽物或者i兌光罩和/或在^f象平面中的光壽文物體沿著 y-方向移動。因此，y-方向即為所謂的微光刻-投影曝光設備的掃描 方向。此外，示出了環(huán)形場的掃描縫寬w，其在孩i光刻-才更影曝光設 備時在像平面中優(yōu)選為^1 mm,特別優(yōu)選為^2 mm。成像側的掃描 纟逢尺寸，也#尤是場尺寸例3口為1 x 22 mm或2 x 22 mm。
在圖2a和2b中示出了在微光刻-投影曝光設備的光瞳平面中的 兩個不同的照明。圖2a示出了在具有光4冊元4牛的第二帶對菱面的元 件的、即所謂的光瞳棱面4竟的圓形照明的情況下在光瞳平面或入射 光瞳中的具有值o=0.4的第一照明22,以及圖2b示出了用于環(huán)形 的第二照明24的具有值ci。ut/cjin=0.8/0.4的環(huán)形的設定(setting )。這 種照明可以在照明系統(tǒng)中調節(jié)，或者在該系統(tǒng)中光闌安裝在雙重的 帶棱面的照明系統(tǒng)的第二帶棱面的元件緊鄰之前或其附近，或者改 變場和光瞳對菱面之間的乂于應i殳置關系，》口在US 6,658,084中所描述 的那樣。
在圖3中示出的是一種照明系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中提供有用來改變 出射光瞳的照明的元件，也就是i兌l是供有用于調節(jié)在第二帶棱面的 元件附近的設定的元件。在此在圖3中所示出的實施例中所述元件 是光闌130。根據(jù)圖3的微光刻-投影曝光設備包括光源100，其發(fā)射出波長 <100 nm的確定波長的光，例如在約8 nm-20 nm范圍內的EUV波 長范圍中的光，特別例如是波長為13.5 nm的光。從光源所發(fā)射的 光通過集光器102收集，其被形成根據(jù)在WO2002/27400中示出的
掠入射集光器。
從光源發(fā)射出的輻射借助于光語過濾元件107和孔徑光闌109 共同進4亍過濾，以致于在孔徑光闌之后^f又存在例如13.5 nm的有效 輻射。以光柵元件的形式存在的光譜過濾器使出現(xiàn)在光柵元件上的 光在不同的方向上衍射到例如-l.衍射級。孔徑光闌在-1衍射級中設 置在初級光源lOO的中間圖像lll中或附近。此外，投影曝光設備 還包括具有第一棱面、即所謂的場光柵元件的第一帶棱面的光學 元件113，其在反射的系統(tǒng)時形成為小的棱面反射鏡114;以及具有 第二棱面、即所謂的光瞳光4冊元件或光瞳棱面的第二光學元件115, 其在反射的系統(tǒng)時也被形成為棱面反射鏡116。場棱面反射鏡114 或光瞳棱面反射鏡116可以形成為平面棱面鏡和如圖所示可翻轉地 或可傾斜地設置在承載件上，或者形成為具有例如正或負折光力的 光學效果的棱面，如在US 6,198,793中所示的那樣，其公開內容完 全結合于此。包括場棱面的第一光學元件113將乂人初級光源100中 出射的光束117分解成多個光束118。每個光束118都在i殳置具有 光瞳光柵元件的第二光學帶棱面的元件115的位置處或附近被聚焦 和形成次級光源119。
在圖3中所示出的微光刻-投影曝光設備中，在出射光瞳平面 (在該光瞳平面中存在照明系統(tǒng)的出射光瞳121)中的照明這樣調節(jié)， 即在第二帶棱面的元件、也就是在光瞳棱面元件前i殳置一光闌130, 采用該光闌，選擇性確定的光瞳棱面115例如如圖所示光瞳棱面 115.1可以凈皮遮擋。以這才羊的方式和方法可能的是，具有不同的相 干值即所謂CJ-值的照明可以被非常容易地調節(jié)?？蛇x的是，用來形成復雜的結構，如四才及的或二才及的照明的單個的光瞳4菱面4昔助于光
闌排列130來調節(jié)，該光闌排列i殳置在第二帶棱面的光學元件之前。 這也稱作為i殳定調節(jié)。作為通過示出的光闌130進4亍的相干度的調 節(jié)的替換方案，也可以通過改變乂人場棱面元件到光瞳棱面元件的光 通道的對應i殳置關系來才丸行調節(jié)。
通過這種類型的改變對應設置關系來調節(jié)在出射光瞳平面121 中的照明的方法在US 6,658,084中描述。
才艮據(jù)本發(fā)明^是出，即例如由于光源的波動或通過引入用來調節(jié) 在出射光瞳平面121中照明的光闌130導致的透射率的改變借助于 至少一個探測器160.1獲取。探測器160.1在示出的情況下在光路 中設置在改變光瞳平面中的照明的元件之后，在此設置在光闌130 之后。具體地說探測器160.1當前處于接下來的投影物鏡300的物 平面200中。這種布置只是舉例性的。探測器160.1也可以在從光 源到物平面的光路中i殳置在用來改變照明的裝置之前，例如l象探測 器160.2—樣或i殳置在用來改變照明的裝置上。在本例中，從場棱 面入射的光在光瞳棱面115.2處反射并^1偏轉到在光^各中位于第二 帶棱面的光學元件116之后的探測器160.1上。而在本實施例中當 從光源至像平面的光路內的探測器160.2當前處于從第一帶棱面的 元件113至第二帶棱面的元件116的光路中時，探測器160.1設置 在乂人光源至^f象平面的光^各之外。用于纟笨測器160.1的光當前通過耦 合輸出反射鏡173從光路中耦合輸出。然而也可考慮將探測器160.1 設置在光路內部。探測器也可以被設置在與示出的位置不同的其他 位置上，特別是設置在例如相對于出射光瞳平面121或場平面的共 專厄平面中，其與物平面200重合。此外，測量可4昔助于在此的一個 或多個一笨測器來實現(xiàn)。視探測器的安裝位置而定，4罙測器獲取不同 的光信號。如果探測器160.1在光路中例如設置在光闌130之后， 也就是說-沒置在用于i殳定調節(jié)的裝置之后，那么對于不同的設定調節(jié)就給出不同的光信號。然后，由探測器160.1所獲取的光信號可 直接作為用于控制V調整單元164的控制信號或作為調節(jié)信號，該 單元用于根據(jù)設定調節(jié)來調節(jié)掃描速度。相反，如果探測器在光路 中設置在設定光闌前面或其上，如探測器160.2那樣，那么例如可 以只獲取光源100的強度波動。利用這種信號，例如用于待曝光的 物體、例如晶片的載體168的掃描速度166可以僅^又與該強度波動 相匹配。此外，如果希望根據(jù)設定調節(jié)來匹配掃描速度，那么必須 存在附加的信息，例如調節(jié)哪些設定光闌。然后，調整單元169利 用這些甚至是用于探測器160.2的附加信息對于不同的設定調節(jié)相 應地調整掃描速度，其中，4笨測器160.2在光路中設置在用于對設 定進行調節(jié)的裝置之前。在所示的實施方案中具有二個探測器 160.1, 160.2，其中，第一探測器160.1被設置用于檢測對設定進行 調節(jié)的裝置之后的光3各中的設定調節(jié)，并且第二纟笨測器160.2 #1設 置用于才全測對設定進4亍調節(jié)的裝置之前的光^各中的例如光源的波 動。利用這二個探測器160.1， 160.2的信號可以^4居強度波動和設 定調節(jié)來調整掃描速度。
^口前所述，光透射率的變4b,例如在i殳定從cj=0.8至cj=0.5的 變化時導致60%的幾何光損失。該變化可以借助于本發(fā)明來補償并 這樣得到確保，即在像平面中的所要曝光的物體上總是出現(xiàn)相同的 光量。這例如可以這樣實現(xiàn)，即根據(jù)探測器160.2和/或探測器160.1 所獲取的光信號以及可能的附加獲取的信息，如關于設定光闌的調 節(jié)的信息來這樣調節(jié)晶片的掃描速度，也就是在像平面中的所要曝 光的基板的掃描速度，即在投影物鏡的像平面中的所要曝光的基板 上總是出現(xiàn)基本相同的光量。這確保在曝光過程中甚至在由于設定 變化和/或光強度波動而引起透射率的變化時仍然保持均勻的曝光。
此外，在本實施例中在第二帶棱面的光學元件、光瞳棱面4竟116 之后的光^各中示出兩個標準入4H竟170， 172和一個掠入4H竟174,
18用于在4殳影物4竟的入射光瞳E中的光瞳棱面成^f象，以及用于在物平 面200中形成場。
如果場光4冊元件具有^f寺照明的場的形狀，那么就不需要用于形 成場的反射4竟。
投影物4竟的入射光瞳E (其與照明系統(tǒng)的出射光瞳平面121中 的出射光瞳是相一致的)通過投影物鏡的光軸HA與在光罩 (Retikel)上反射的主輻射CR的交點獲得，其中該主輻射通向在 圖1中所示的場的中央場點Z。
在微光刻-投影曝光設備的物平面200中，光罩設置在輸送系統(tǒng) 上。在物平面200中設置的光罩通過投影物鏡300成像在光敏基板 200例如晶片上。晶片或基板基本上設置在投影物鏡的像平面221 中。光壽文基板的均勻一致的曝光通過調整單元164來確保，該調整 單元根據(jù)由纟笨測器160.1， 160.2所獲取的光信號來調節(jié)在其上設置 有晶片的載體系統(tǒng)502的掃描速度。
所示出的投影物鏡包括六個反射鏡，即第一反射鏡S1、第二反 射鏡S2、第三反射鏡S3、第四反射鏡S4、第五反射鏡S5和第六 反射鏡S6，這些反射鏡圍繞居中的共同的光軸HA設置。投影物鏡 300具有正截距(Schnittweite )。這意p未著，由物平面中的物體201 反射的、通向中央場點的主輻射CR在朝向物體201的方向上進入 到投影物鏡中。物鏡的光軸HA與在光罩上反射的、通向中央場點 的主輻射CR的交叉點給出了入射光瞳E的位置，該入射光瞳與處 于照明系統(tǒng)的出射光瞳平面121中的照明系統(tǒng)的出射光瞳一致。通 過光闌130或場棱面與光瞳棱面的可改變的對應i殳置關系可改變在 投影物鏡的出射光瞳或入射光瞳E中的照明，也就是說，在此設定 被調節(jié)。優(yōu)選地在投影物鏡的入射光瞳E的范圍中設置孔徑光闌B， 其也可不同地構成。如果探測器160.2在光路中設置在用來設定調節(jié)的光闌13之 后，那么從一個或多個探測器160.2所獲取的光信號被傳輸給調整 單元。在調整單元164中，所獲取的光信號例如與參考值或者校準 表的校準值或校準曲線進行比較并相應地調節(jié)掃描速度。校準值例 如可借助于探測器獲取，為了獲取校準值，該探測器可以設置在像 平面221中，也就是設置在晶片平面中。為不同的設定調節(jié)所給出 的值被存儲在表中。由探測器160.2在工作中實際測得的值與校準 值進4于比較并相應地調整掃描速度。如果用于第一i殳定調節(jié)的值為 100并且用于第二設定調節(jié)的值為50,并且當?shù)诙殳定調節(jié)時的掃
描速度V2基本是在第一設定調節(jié)時的掃描速度Vi的一半大時那么
在像平面，也就是在晶片上提供相同的光量?？蛇x地，探測器160.1 也如在圖3中所示的那樣直接設置在設定光闌130上或在光路中設 置在i殳定光闌130的前面。那么不依賴于對4果測器的i殳定就可以總 是基本上獲取相同的光量。只是例如光源IOO的強度波動還影響強 度信號。如果強度信號被傳輸給調整單元，那么借助于調整單元通 過改變掃描速度來補償由探測器所獲取的強度波動。如果在這種構 造中提供諸如設定光闌的調節(jié)的附加的信息，那么掃描速度也可以 與設定調節(jié)相匹配。在以下的圖4a至4b中說明，掃描速度的變化 對每個時間單元中出現(xiàn)在像平面中的光強度有哪些影響。
在例如在US 2005/0110972A中所描述脈沖光源時，每個時間 單元基本上輸出相同凄t量的光月永沖，其中每個光月永沖具有相同的光 強度。在根據(jù)圖4a.1的實施例中這例如是4脈沖/ms。如果在像平 面中在圖4a.2所示出的、具有1 mm的掃描縫寬的掃描縫10001以 v尸l mm/ms的速度在y-方向上、也就是在掃描方向10002上由位 置10003.1移動到位置10003.2，那么4個光脈沖10000就出現(xiàn)在像 平面中的所要曝光的物體上。用于根據(jù)圖4a.1的實施例的、由于設 定調節(jié)而測定的4交準值例如是50。如果現(xiàn)在i殳定調節(jié)^皮改變并且用 于在圖4b.1和圖4b.2中示出的情況的4交準^直為100，為了出現(xiàn)如在圖4a.l和圖4a.2的那樣的相同的光量，那么在像平面上所出現(xiàn)的光 月永沖的凄t量則必須減半。這由此達到，即掃描速度翻倍至v2=2 mm/ms。代替4脈沖，在4脈沖/ms的脈沖頻率時在待曝光的基板 上只出現(xiàn)2個光月永沖。
在圖5中示出的是用于舉例性的調整的流程圖。
在圖5所示出的流程圖是利用測量信號的一種可能性，該測量 信號由探測器獲取，用來控制在像平面中光敏物體的掃描速度。如 前所述，首先為不同的設定調節(jié)或在平面中的照明的調節(jié)執(zhí)行校準
測量IOOO。 4交準測量的<直例如#:存^[諸在調整單元的才交準表中。這由
步驟1010描述。在調整單元的校準結束后，例如在空白測量 (Leermessung )中，也就是在這樣一個狀態(tài)中，在該狀態(tài)中孩支光刻 -投影曝光設備的照明系統(tǒng)不用于對光敏物體，如晶片進行曝光，而
只是進行測量，傳感器被安裝到投影曝光設備的投影物^:的像平面
中。這種狀態(tài)也稱作為非運行狀態(tài)。
在空白測量中獲取的4交準值^皮存儲在調整單元中。如果在孩l光 刻-投影曝光設備中的照明系統(tǒng)現(xiàn)在用于對光敏晶片進行曝光，那么 就執(zhí)行確定的設定調節(jié)，也就是執(zhí)行對光瞳平面的照明的調節(jié)。基 于由探測器檢測到的光強度和諸如設定光闌的光闌調節(jié)的可能的 附加參數(shù)(這些附加值;故傳輸給調整單元)，才艮據(jù)4交準表來確定在 像平面中的待曝光的物體必須以什么樣的速度移動。
調整單元用參考標識1030示出。探測器在步艱《1040中獲取測 量信號并將該信號傳輸至調整單元1030。在調整單元中根據(jù)校準表 在步驟1045中進行比4交和才艮據(jù)該比較，將調整參數(shù)-掃描速度由調 整單元在步驟1050中傳輸纟會例如步進電才幾，該步進電4幾確定移動 臺的推進速度，在該移動臺上設置有待曝光的物體。在步驟1050 之后，以一個間隔來重復測量(步驟1060 )或結束(步驟1070)。作為上述的非常復雜的方法的替換方案，(該復雜方法特別地 應用在當多于二個i殳定調節(jié)時是可能的或當可以通過光闌對光瞳 平面中的例如連續(xù)的照明進行調節(jié)時)可以在僅僅具有兩個設定調 節(jié)的系統(tǒng)中通過差值測量來控制掃描速度。所以首先可在出射光瞳 的第一照明時測定最佳的掃描速度。在此測量第一光強度。如果現(xiàn)
在改變照明，那么在^:測器在光路中i殳置在調節(jié)裝置之后的情況 中，用于光強度的探測器的測量信號發(fā)生改變。那么由照明改變前 后的差值信號就可測定掃描速度必須改變多少值，從而確保在照明 改變時具有如在第 一照明時的相同的照明特性。如果例如照明通過 設定的改變而減少了 50%，那么掃描速度相對于第一照明的掃描速 度也必須減少50%，從而在帶曝光的物體上出現(xiàn)如在第一照明的情
況時的相同的光量。如果探測器在光路中祐:設置在調節(jié)照明、也就 是調節(jié)設定的裝置之前，那么為了調節(jié)在帶曝光的物體的平面中的 掃描速度，除了獲取的光信號之外還需要例如關于光闌調節(jié)的附加 信息。
因此，利用本發(fā)明第一次提出這樣的一種裝置以及一種方法，
動而改變了光瞳平面中的照明時也基本總是相同的光量出現(xiàn)在祠^ 曝光的物體上。
權利要求
1. 一種用于微光刻-投影曝光設備的照明系統(tǒng)，其中，所述照明系統(tǒng)包括光源，其發(fā)射≤100nm波長范圍中的光，特別是在EUV-波長范圍內的光，用來對出射光瞳平面(121)進行照明，以及一種元件，利用所述元件在所述出射光瞳平面(121)中至少一個第一照明(22)可向第二照明(24)改變，以及至少一個用來探測光的探測器(106.1，106.2)，其中，所述照明系統(tǒng)包括一種裝置(164)，所述裝置獲取探測器(106.1，106.2)的至少一個光強度信號并至少根據(jù)所獲取的光強度信號來提供控制信號(166)，利用所述控制信號可調節(jié)在所述微光刻-投影曝光設備的像平面(221)中的光敏物體的掃描速度。
2. 根據(jù)權利要求1的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器(106.1， 106.2)在/人所述光源(100)至所述出射光瞳平面(121)的 光的光^各中i殳置在所述光源(100)和所述出射光瞳平面(121 )之間。
3. 根據(jù)權利要求1至2中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 所述裝置獲取第一調節(jié)信號，所述第一調節(jié)信號代表所述元件 的第 一調節(jié)，其中，利用所述第 一調節(jié)提供所述第 一照明(22 )。
4. 根據(jù)權利要求3的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置獲取第二 調節(jié)信號，所述第二調節(jié)信號代表所述元件的第二調節(jié)，其中， 利用所述第二調節(jié)提供所述第二照明(26)。
5. 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 所述裝置具有帶有存儲單元的調整單元(1030， 164),在所述 存儲單元中存儲有至少一個用于所述第 一照明的校準值和用 于所述第二照明的第二校準值。
6. 根據(jù)權利要求5的照明系統(tǒng)，其特征在于，在所述存儲單元中 存儲給出多個校準值的校準表。
7. 4艮據(jù)^又利要求5的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述元件連續(xù);也調 節(jié)在所述出射光瞳平面(121)中的照明并且在所述存儲單元 中存儲才交準曲線。
8. 根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 所述光敏物體設置在掃描臺(502)上并且所述掃描速度確定 所述掃描臺的推進速度。
9. 根據(jù)權利要求8的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光敏物體(220 )曰 曰 |_L 疋曰曰片。
10. 根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 用來改變所述照明的所述元件是光闌(130)，所述光闌i殳置在 所述出射光瞳平面(121)中或設置在所述出射光瞳平面的附 近或設置在相對于所述出射光瞳平面(121)的共扼平面中。
11. 根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 所述照明系統(tǒng)包括一可替換的帶棱面的光學元件，并且用來改 變所述照明的所述元件是所述可替換的、帶4菱面的光學元件。
12. 根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 所述照明系統(tǒng)包括具有多個位置可改變的棱面4竟的帶棱面的 光學元件(113)并且用來改變所述照明的所述元件是具有位 置可改變的棱面4竟(114)的帶棱面的元件。
13. 根據(jù)權利要求1至12中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 探測器(160.1 )在從所述光源(100)到所述出射光瞳平面(121 ) 的光^各中設置在用來改變所述照明的調節(jié)的所述元件(130) 之后。
14. 才艮據(jù)權利要求1至13中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 探測器(160.2)在從所述光源(100)到出射光瞳平面(121 ) 的光^各中"i殳置在用來改變所述照明的調節(jié)的所述元件(130) 之前。
15. 根據(jù)權利要求1至14中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 所述探測器(160.1， 160.2)設置在用來改變用來調節(jié)所述出 射光瞳平面的照明的所述元件(130)上或在元件(130)附近。
16. 根據(jù)權利要求1至15中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 所述纟笨測器(160.1, 160.2) i殳置在物平面(200)上或在物平 面(200 )附近或設置在所述微光刻-投影曝光設備的像平面(221 )上或在l象平面附近。
17. 根據(jù)權利要求1至16中任一項所述的照明系統(tǒng)，其特征在于， 所述照明系統(tǒng)是一種反射的照明系統(tǒng)。
18. 4艮據(jù)一又利要求1至17中4壬一項所述的照明系統(tǒng)，其特4正在于， 所述照明系統(tǒng)包括帶棱面的光學元件。
19. 才艮據(jù);f又利要求18的所述照明系統(tǒng)，其特4i在于，所述帶;f菱面 的光學元件(116)包4舌多個才菱面4竟(115， 115.1， 115.2)。
20. —種微光刻-投影曝光設備，包括根據(jù)權利要求1至19中任一 項所述的照明系統(tǒng)，其具有物平面(200 )以及4殳影物4竟(300 )， 用于將設置在物平面(200 )中的物體成^f象在〗象平面(221 )中。
21. 根據(jù)權利要求20所述的微光刻-投影曝光設備，其特征在于， 所述"t更影物4竟(300)具有孔徑光闌(B)。
22. —種用來與出射光瞳平面(121)的照明無關地調節(jié)基本上相 同的光能的方法，特別是用來調節(jié)用于波長:^100nm、特別是 EUV-波長的孩史光刻-投影曝光設備的^f象平面中的沿著掃描路 徑的積分的光能，其中，所述微光刻-投影曝光設備包括用于 改變在所述出射光瞳平面中的照明的元件和一種探測器，所述 方法具有下列步驟- 在改變所述出射光瞳平面中的照明之前測量光能；- 在改變所述出射光瞳平面中的照明之后測量光能；- 形成在改變所述照明之前和之后的#皮測量的光能的差值 信號并且根據(jù)所述差值信號來調節(jié)在所述像平面中的光敏物 體的掃描速度。
23. 根據(jù)權利要求22所述的方法，其特征在于，所述差值信號被 連續(xù)獲取并纟皮輸送給調整單元并且在所述像平面中連續(xù)調節(jié) 所述光敏物體的所述掃描速度。
24. —種用來與出射光瞳平面的照明無關地調節(jié)基本上相同的光 能的方法，特別是用來調節(jié)用于波長SIOO nm、特別EUV-波 長的微光刻-投影曝光設備的像平面中的沿著掃描路徑的積分 的光能，其中，所述微光刻-投影曝光設備具有用來改變在出 射光瞳平面中的照明的元件和一種纟笨測器，所述方法具有下列 步驟- 由探測器來測量用于在所述出射光瞳中的不同照明的光 能，- 將所測量的值作為校準值存儲在調整單元中，- 在存^f諸所述^&準值后，通過所述纟罙測器來測量所述光能并 與所存儲的所述校準值進行比較，_ 根據(jù)與所述校準值的比較來調節(jié)在像平面中的光敏物體 的掃描速度。
25. 才艮據(jù)權利要求24的方法，其特征在于，所述才交準值以4交準表 和/或才交準曲線的形式存儲。
26. 根據(jù)權利要求22至25中任一項所述的方法，其特征在于，所 述才笨測器i殳置在用來改變用來調節(jié)光瞳平面的照明的元件上 或在該元4牛附近。
27. 根據(jù)權利要求22至25中任一項所述的方法，其特征在于，所 述微光刻-投影曝光設備具有物平面和像平面并且所述探測器 設置在所述物平面上或在物平面附近和/或所述i象平面上或在 像平面附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于微光刻-投影曝光設備的照明系統(tǒng)，其中，該照明系統(tǒng)包括光源，其發(fā)射≤100nm的波長范圍的光，特別是在EUV-波長范圍內的光，用來照明出射光瞳平面(121)，以及一種元件，利用該元件在出射光瞳平面(121)的至少一個第一照明(22)中可向第二照明(24)改變，以及至少一個探測器(160.1，160.2)用來檢測光，其中，其特征在于，該照明系統(tǒng)包括一種裝置(164)，其獲取探測器(160.1，160.2)的至少一個光強度信號并至少根據(jù)所獲取的光強度信號來提供控制信號，利用該信號可以調節(jié)在微光刻-投影曝光設備的像平面(221)中的光敏物體的掃描速度。
文檔編號G03F7/20GK101454724SQ200780020002
公開日2009年6月10日 申請日期2007年7月23日 優(yōu)先權日2006年8月24日
發(fā)明者延斯·奧斯曼 申請人:卡爾·蔡司Smt股份公司