[发明专利]在光学系统中的元件的曝光期间确定曝光能量的装置

说明书

本发明涉及一种在特别是微光刻的光学系统中的元件的曝光期间确定曝光能量的装置，该装置包括：光学元件(110、510、610)；衍射结构(120、420、450、460、520、620)，具有局部变化的光栅周期；以及强度传感器布置；其中在光学系统的操作期间、以至少一级衍射在衍射结构(120、420、450、460、520、620)处衍射的电磁辐射通过光学元件(110、510、610)内实现的全内反射被指引到强度传感器布置。

本申请要求2018年10月2日提交的德国专利申请DE 10 2018 124 314.6的优先权。该申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及在特别是微光刻的光学系统中的元件的曝光期间确定曝光能量的装置。本发明可用在例如掩模检验设备中，而且还用在其他显微术应用和微光刻投射曝光设备中。

背景技术

微光刻用于制造诸如集成电路或LCD的微结构部件。在包括照明装置和投射镜头的称为投射曝光设备中实行微光刻工艺。在这种情况下，通过投射镜头将通过照明装置所照明的掩模(＝掩模母版)的像投射到涂有感光层(光刻胶)且在投射镜头的像平面中布置的基板(例如硅晶片)上，以便于将掩模结构转印至基板的感光涂层。

在光刻工艺中，掩模上的不期望的缺陷具有特别不利的影响，因为它们在每次曝光步骤下重现。对可能的缺陷位置的成像效应的直接分析因此是可期望的，以便最小化掩模缺陷并且以便实现成功的掩模修复。因此，存在对快速且简易地测量掩模或使掩模具有资格的需求，以在诸如投射曝光设备中实际出现的相同条件下尽可能精确。为此，已知的是，在掩模检验设备中记录和评估掩模的区段的空间像。为了记录空间像，在这种情况下由照明光学单元照明要在掩模上测量的结构，其中将从掩模出来的光经由成像光学单元投射到检测器单元上并检测。

为了在测量掩模上出现的结构期间实现最高可能绝对准确度，需要在掩模曝光设备中掩模的曝光期间所使用的曝光能量的知识。为了确定所述曝光能量，已知的是，特别地根据图7中的示意性原理图，在掩模检验设备中，借助于分束器703，从从发光场光阑701引导到测量物705或掩模的束路径耦合出部分电磁辐射并且将其指引到能量或强度传感器707上。在这种情况下，根据图7，透镜元件702、704和706进一步位于光学束路径中，其中透镜元件704形成沿着光学系统轴线OA可移动的聚光器。

在上文所描述的确定曝光能量期间实际发生的一个问题在于所获得的测量结果可能偏离实际曝光能量或者相对于其被破坏，这是借助于以下事实：在用于耦合出光的分束器703和测量物705之间，电磁辐射附加地受可能存在的光学元件(例如受衍射效应)影响和/或受在相应光学系统中存在的气氛影响。在距测量物或掩模的最小可能距离处的能量测量的实现(该实现对于该背景原理上是可期望的)然而更加困难，基于以下事实：在该区域中可用于相应光学部件的结构空间由于在最后一个聚光透镜元件和掩模之间的距离很小(可能例如只有几个毫米)而在很大程度上被限制。

关于现有技术，例如仅参考DE 10 2013 212 613 B4。

发明内容

本发明的目的是提供在光学系统中的元件的曝光期间确定曝光能量的装置，这能够尽可能准确地确定曝光能量，而避免如上所描述的问题。

该目的是通过根据以下的特征的装置来实现。

根据本发明的在光学系统中的元件的曝光期间确定曝光能量的装置包括：

-光学元件，

-衍射结构，其具有局部变化的光栅周期，以及

-强度传感器布置，

其中在光学系统的操作期间、以至少一个衍射级在衍射结构处衍射的电磁辐射通过光学元件中实现的全内反射被指引到强度传感器布置。