[发明专利]具有测量装置的用于微光刻的投射曝光系统

说明书

背景技术

本发明涉及用于微光刻的投射曝光系统。该类型的投射曝光系统通常具有掩模台形式或所谓“掩模母版台”形式的掩模支撑装置，用于支撑于其上布置有掩模结构的掩模或所谓“掩模母板”。此外，该类型的投射曝光系统通常包括所谓“晶片台”形式的基底支撑装置和将掩模结构成像到该基底上的投射光学部件，基底支撑装置用于支撑晶片形式的基底。

使用传统投射曝光系统，图像质量由于模糊而常常受到损害。如果在场曝光期间图像位置在晶片上偏移，则潜像在光刻胶中变得模糊。这在印刷结构中产生交叠误差效应或所谓“覆盖”误差效应。使用EUV投射曝光系统，尤为大程度地出现这些模糊问题。EUV投射曝光系统利用具有极紫外波长范围的波长(例如13.5nm的波长)的光来曝光结构。在半导体工业的发展路线图中，光学光刻在EUV中担当重要的角色。其中仅将反射镜作为光学部件。利用反射镜光学部件，反射镜位置和/或反射镜倾斜设置中的变化致使作为像的移动的第一近似。相比折射系统，对于所述光学部件的机械稳定性的要求显著更严格。

使用传统投射曝光系统，在晶片曝光期间，使用适当的调节装置或所谓“校准”传感器多次监测场位置，并引入相应的校正手段。为此目的，中断光刻胶的实际曝光过程。在控制测量之间，人们信赖投射系统的短期稳定性。相比EUV系统，传统系统具有相对高的短期稳定性。当对图像位置控制的传统构思进行更新时，对图像位置的稳定要求导致机械稳定性要求增加，在5分钟时段上传统系统的机械稳定性为1nm，而EUV系统的机械稳定性为0.2nm。对反射镜位置稳定性中的误差有主要贡献的是物镜的机械基底结构的热膨胀。为了满足就图像稳定性所设置的严格需求，人们当前遵循对于投射物镜的结构使用具有极低热膨胀系数的材料的方针。然而，该类型的材料极为昂贵、敏感且难于处理。

基本目的

本发明的目的在于解决前述问题，以及具体而言在于提供一种投射曝光系统，其中很大程度上避免光刻胶中潜像的模糊。

根据本发明的解决方案

根据本发明，该目的可以利用一种用于微光刻的投射曝光系统实现，该投射曝光系统包括：掩模支撑装置，用于支撑于其上布置有掩模结构的掩模；基底支撑装置，用于支撑基底；投射光学部件，用于在曝光过程期间将掩模结构成像到基底上；测量结构，其被布置在相对于投射曝光系统的基准元件的确定的位置，该确定的位置从掩模支撑装置的位置机械解耦；探测器，用于记录通过投射光学部件对测量结构进行成像而产生的测量结构的像，该投射曝光系统被配置从而在投射曝光系统的工作期间，通过投射光学部件同时分别进行将掩模结构成像到基底上和将测量结构成像到探测器上。投射曝光系统还包括估算装置(evaluation device)，该估算装置配置为在曝光过程期间在探测器的区域中获得(establish)测量结构的像的横向位置。

此外，根据本发明，提供一种监测微光刻投射曝光系统的横向成像稳定性的方法。根据本发明的方法包括如下步骤：通过掩模支撑装置支撑其上布置有掩模结构的掩模，该掩模支撑装置相对于投射曝光系统的基准元件可移动地安装；将测量结构布置在相对于投射曝光系统的基准元件的确定的位置，该确定的位置从掩模支撑装置的位置机械解耦；在曝光过程中将掩模结构成像到基底上和将测量结构成像到探测器的区域中，通过所述投射曝光系统的投射光学部件同时分别进行掩模结构的成像和测量结构的成像；通过探测器记录所述测量结构的图像；和在曝光过程期间在探测器的区域中获得测量结构的像的横向位置。

根据本发明，投射曝光系统提供有测量装置，该测量装置设计为在探测器的区域中具体在探测器的记录表面上获得测量结构的图像的横向位置，该探测器的记录表面有利地为水平表面。该测量装置优选包括测量结构、探测器和估算装置。因而，测量装置被设计为在曝光过程期间监测投射曝光系统的横向成像稳定性，根据一个实施例，监测投射光学部件的横向成像稳定性。在曝光过程期间即在进行将掩模结构成像到基底的曝光过程的同时，获得横向位置，优选在曝光过程中进行若干次。根据一个实施例，上下文中术语“曝光过程”指的是基底上仅一个场的曝光，其在连续曝光中在步进扫描曝光系统的情况下进行，在连续曝光期间连续扫描掩模和基底。根据另一实施例，术语“曝光过程”指的是包括基底上若干场曝光的曝光，具体为整个基底的曝光。