[发明专利]可调谐激光设备、调谐激光束的方法、干涉仪系统和光刻装置

说明书

本发明提供一种可调谐激光设备，包括：激光源，提供具有源光频率的激光束；调谐设备，调谐具有源光频率的激光束以提供具有调谐光频率的激光束；输入设备，用于向调谐设备提供输入信号；以及前馈设备，提供前馈信号，该前馈信号被设置为补偿由调谐设备引起的干扰效应。

相关申请的交叉引用

本申请要求EP申请19208443.2的优先权，该申请于2019年11月12日提交，并通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种可调谐激光设备。本发明还涉及调谐可调谐激光器的激光束的方法和干涉仪系统。本发明还涉及光刻装置。

背景技术

光刻装置是一种被构造成将所需图案施加到基板上的机器。光刻装置可用于例如集成电路(IC)的制造。光刻装置可以例如将图案形成设备(例如，掩模)的图案(也通常称为“设计布局”或“设计”)投射到设置在基板(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

随着半导体制造工艺的不断进步，电路元件的尺寸不断减小，而每个器件的功能元件(如晶体管)的数量在过去几十年里一直在稳步增加，这遵循了通常被称为“摩尔定律”的趋势。为了跟上摩尔定律，半导体行业正在追逐能够创造越来越小的功能的技术。为了在基板上投影图案，光刻装置可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了在基板上形成图案的特征的最小尺寸。目前使用的典型波长有365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。使用波长在4nm至20nm(例如6.7nm或13.5nm)范围内的极紫外(EUV)辐射的光刻装置可用于在基板上形成比使用例如波长为193nm的辐射的光刻装置更小的特征。

在光刻装置的实施例中，干涉仪用于以高精度确定可移动对象的位置。大多数已知干涉仪的缺点是，这些干涉仪只能确定可移动对象相对于参考位置的相对位移。为了确定可移动对象相对于参考位置的绝对位置，提供了单独的调零传感器。该调零传感器用于确定可移动对象的绝对起始位置。一旦该绝对起始位置已知，干涉仪可确定可移动对象相对于该绝对起始位置的相对位移，以便计算可移动对象的绝对位置。

调零传感器通常安装在可确定可移动对象的绝对起始位置的特定位置。因此，只有当可移动对象在调零传感器的相对较小的测量范围内时，才能确定可移动对象的绝对位置。调零传感器的测量范围通常靠近调零传感器，例如在调零传感器的几厘米内。每次使用干涉仪开始对可移动对象进行测量时，必须将可移动对象带回位置测量系统的调零传感器的相对较小的测量范围内。这不仅可以是当光刻装置启动时的情况，而且也可以是例如当可移动对象很快离开干涉仪的视野时的情况，例如当经过另一可移动对象的后面时的情况。

作为单独的调零传感器的替代方案，可调谐激光设备可用于确定可移动对象的绝对位置。这种可调谐激光设备被构造成提供具有可调谐光频率的辐射束。这种可调谐激光设备可用于提供分别沿着测量路径和参考路径被引导的测量光束和参考光束，同时改变可调谐激光设备的可调谐光频率。同时，来自第二激光源的另一测量光束和另一参考光束可以沿着测量路径和参考路径被引导。测量光束、参考光束、另一测量光束和另一参考光束可由多个检测器测量，以便确定基于测量光束的第一测量相位值、基于另一测量光束的第二测量相位值、基于参考光束的第一参考相位值和基于另一参考光束的第二参考相位值。可移动对象的绝对位置可基于第一测量相位值、第二测量相位值、第一参考相位值和第二参考相位值来确定。

已知的可调谐激光设备的缺点是具有调谐光频率的激光束可能具有扰动的调谐轨迹。这种扰动的调谐轨迹可能导致难以可靠地确定由干涉仪系统测量的信号的相位。特别地，调谐轨迹扰动的高频内容可能导致相位测量设备的相位跟踪算法跟踪干涉仪信号的各个相位的越来越困难的挑战。如果干涉仪系统不再能够跟踪干涉仪信号的各个相位，则不能以足够的精度确定可移动对象的(绝对)位置。

已知的可调谐激光设备的另一个缺点是在频率调谐期间激光束可能具有不稳定的功率。在调谐过程中这种功率不稳定性会导致不可预测的激光电流和不确定的激光寿命。

发明内容