差分干涉仪系统和配有该系统的平版印刷分步扫描装置制造方法及图纸

本发明专利技术描述了一种用于测量第一个物体（ＷＨ）和第二个物体（ＭＨ）相互位置和运动的差分干涉仪系统，该系统包括带有第一测量反射器（ＲＷ）的第一个干涉仪部件（１，２，３，４），和带有第二测量反射器（ＲＭ）的第二个干涉仪部件（５，６，７，８）。由于测量光束（ｂ↓［ｍ］）既通过第一又通过第二个干涉仪部件，而且既被第一又被第二个测量反射器反射，并且由于测量光束和参考光束（ｂ↓［ｒ］）至少在两个干涉仪部件之间通过相同的路程，故可以非常迅速地进行精确测量。该干涉仪系统可以很便利地被应用在分步扫描平版印刷投影装置中。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种干涉仪系统，用于测量第一和第二个物体沿至少一个方向的相互位置和运动，至少对于所有可能的相互运动方向之一来说，上述系统包括与第一个物体相关联的第一个干涉仪部件，配备有第一个分束器、第一个测量反射器和许多个第一反射器，以及与第二个物体相关联的第二个干涉仪部件，配备有第二个分束器、第二个测量反射器和许多个第二反射器。本专利技术还涉及按照分步扫描(step-and-scan)原理将掩模图案投影到基片上用的平版印刷装置。被称之为分步扫描装置且可被用来特别是制造集成电路(或IC)的这种装置，可从尤其是美国专利5,194,893中了解到。由于需要增加IC中电子元件的数量，所以被称之为线宽的越来越小的细节，必须借助投影设备成象在其上必须形成IC的基片(又被称为IC基面或模片)的每个区域中。此外，增大IC的面积以使每个IC的元件数量也能按此方式增加，也是合乎需要的。对于投影透镜组来说，这意味着必须提高分辨率从而连同其数值孔径，而且必须增大象场。对于投影透镜组系统来说，在这两种相抵触的要求之间寻求最佳状况，可能从来就是非常困难和高代价的。例如，对于被称之为晶片步进器的步进装置来说，具有数值孔径0.6和象场22毫米的投影透镜组，是为制做64Mbit型的IC制造的。借助此投影透镜组可被成象在基片上的线宽为0.35μm。投影透镜组这种仍能作到而且不太难操作的局限，是实际上当时达到的。如果有更小的细节拟被成象，即如果有更小的线宽度拟被形成在基片上，换而言之，如果投影透镜组必须给出甚至更大的数值孔径，那么将只能牺牲象场尺寸。通过由分步投影装置变为分步扫描装置，摆脱这种困境的方法是可能的，如美国专利5,194,893中描述的那样。在分步投影装置中，全部的掩模图案在一次运行中被曝光及成象在基片的IC区域上。然后行进一步，即基片相对于投影透镜组和掩模图案移动，直至第二个IC区域处在掩模图案对面该投影透镜组的象场之中，而且此掩模图案的第二次象形成在该区域中。随后行进的一步是使第三个IC区域再被成象，同样是第四个，直至此掩模图案的象形成在所有的IC区域中为止。在分步扫描装置中，同样的逐步移动被执行，但每次仅有一小部分掩模图案被成象在基片的相应局部区域之上。通过让该掩模图案的依次相连的部分成象在该IC区域的依次相连的局部区域之上，便可在IC区域上得到整个掩模图案的象。为此目的，在掩模图案区域内，利用具有小截面(例如矩形或者拱形)的投影光束对掩模图案进行曝光，而且掩模工作台和基片工作台沿相反方向在相对于投影透镜组和投影光束的扫描方向上运动，基片工作台的运动速度为掩模工作台速度的M倍。M为掩模图案成象的倍率。作为M的惯用值通常为1/4，然而其它值(例如1)换句话说也是可能的。投影光束的截面在横过扫描方向的方向上有最大尺寸。这个尺寸可以等于掩模图案的宽度，以致于该图案在一次扫描运动中成象。然而换个办法也是可能的，让上述尺寸为掩模图案尺寸的一半或甚至更小。在这种情况下，整个掩模图案在两或更多次相反的扫描运动中成象。那么应当保证让掩模和基片的运动非常精确地同步，即掩模的速度V应当总是等于基片速度的M倍。与分步投影装置相比，其中的掩模图案已经相对于基片上的IC区域精确对准，其中的投影透镜组必须在基片上精确地聚焦，而且分步的基片工作台必须被精确地检查，在分步扫描投影装置中的速度状况必须额外地进行测量，换句话说，不管基片和掩模图案在扫描成象时其彼此相对是否静止不动。在此测量的基础上，两工作台之一的速度便可与另一工作台的速度适应。在美国专利5,194,893中公开的投影装置中，两个干涉仪系统被利用来检查速度状况。第一干涉仪系统的测量反射器被固定在基片工作台上，以致于基片工作台在扫描方向(此后又被称为X方向)上的移动可以利用此系统进行测量。第二干涉仪系统的测量反射器被固定在掩模工作台上，以致于该工作台沿扫描方向的移动可利用此系统进行测量。来自两干涉仪系统的输出信号被加在电子处理装置例如微型电子计算机上面，其中所述信号彼此相减并被处理成为工作台执行机构或驱动装置用的控制信号。由于工作台的速度很高，这是由于需要基片通过该装置有较大的送给速率所要求的，故此干涉仪信号具有很高的频率或比特率。当对比这些高频信号时，处理电子设备的速度变成了限制因素。于是延迟时间，即进行测量的时刻和测量结果变成有用的时刻之间经过的时间，将起很大的作用。在由测量系统和工作台用的执行机构或驱动装置构成的闭合伺服回路中，电子信号处理中延迟时间的差异，将导致掩模工作台和基片工作台之间不希望有的偏离。此外，这些工作台因此将具有受到限制的最大速度。本专利技术提供一种步进扫描投影装置用的新颖测量原理，能够避免上述问题。这种新原理具有许多方面，可被分别或者组合在一起使用。根据本专利技术第一方面，该干涉仪系统的特征在于在工作中，测量光束既通过第一又通过第二个干涉仪部件，而且既被第一又被第二个测量反射器至少反射一次；第一和第二个干涉仪部件具有共同的辐射敏感探测器；与测量光束相关联的参考光束，将与第一和第二个干涉仪部件之间的测量光束通过相同的路程。两个工作台的位置信号现在不再用电子学方法进行比较或者彼此相减，而是用光学方法进行比较，而且是在干涉仪系统本身之中。对于被控制的系统即闭合的伺服回路来说，干涉仪信号的频率将总是与工作台的速度无关，以致于该速度可能不再是限制性因素。应该注意地是，带有第一和第二个测量反射器以及第一和第二个分束镜的干涉仪系统，已经在日本专利申请3-199,905的英文文摘中被描述，其中使用的测量光束是通过第一和第二个分束镜的。然而在此公知的系统中，该测量光束只被测量反射镜之一反射，而另一测量反射镜反射参考光束。此外，此公知的系统并不用来测量两个物体沿一个方向的相互运动，而是用来测量X工作台相对于Y工作台的相对位移。特别适用在平版印刷装置中的差分干涉仪系统的实施例，其中的掩模图案是以减小了的规模被成象的，其进一步的特征在于测量光束被与第一物体关联的测量反射器反射的次数，和测量光束被与第二物体关联的测量反射器反射的次数之比，等于第二物体速度和第一物体速度之此干涉仪系统更为可取的进一步特征在于第二个干涉仪部件按这样一种方式适配，使来自第一干涉仪部件的测量光束，在其返回到第一干涉仪部件之前于第二干涉仪部件中被反射m+1次，且m为大于2的偶数。这种手段能够避免第一物体的倾斜或旋转影响干涉仪信号。本专利技术还涉及用来将掩模图案按分步扫描原理多重成象在基片上的装置，该装置包括安置在掩模工作台上的掩模夹持器、安置在基片工作台上的基片夹持器，以及安置在掩模工作台和基片工作台之间的投影系统。该装置的特征在于以上述描述的干涉仪系统，被用来测量构成第一和第二物体的掩模和基片的相互位置。本专利技术的应用并不局限在分步扫描投影装置。它通常可被应用在某些情况和装置中，其中有两个主体必须迅速而且非常精确地彼此相对运动。如果掩模图案以放大倍率M被成象在此投影装置中的基片上，那么其进一步的特征可能是测量光束被与基片相关联的测量反射器反射的次数，和测量光束被与掩模相关联的测量反射器反射的次数之比，等于1/M。根据本专利技术另一方面，该装置的进一步特征在于与基片相关联的测量反射器以及与掩模相关联的测量反射器，是分别由基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量第一和第二个物体沿至少一个方向的相互位置和运动的干涉仪系统，至少对于所有可能的相互流动方向之一来说，上述系统包括：与第一个物体相关联的第一个干涉仪部件，配备有第一个分束器、第一个测量反射器和许多个第一反射器，以及与第二个物体相关联的第二个干涉仪部件，配备有第二个分束器、第二个测量反射器和许多个第二反射器，其特征在于：在工作中，测量光束既通过第一又通过第二个干涉仪部件，而且既被第一又被第二个测量反射器至少反射一次；第一和第二个干涉仪部件具有共同的辐射敏感探测器；与测量光束相关联的参考光束，将与第一和第二个干涉仪部件之间的测量光束通过相同的路程。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JE范德维尔夫，P迪尔克森，
申请(专利权)人：ASM石版印刷公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]