CN104428647B - 具有分段反射镜的光刻设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种光刻设备(100)，包含：反射镜(200)，具有至少两个反射镜段(210)，所述至少两个反射镜段连接在一起，使得在所述反射镜段(210)之间形成空隙(214)；以及传感器(220，300)，用于检测所述反射镜段(210)的相对位置；其中，所述传感器(220，300)布置在所述反射镜段(210)之间的所述空隙(214)中。

Description

具有分段反射镜的光刻设备
相关申请的交叉引用
本申请要求德国专利申请DE 10 2012 212 064.5(2012年7月11日申请)和美国专利申请US 61/670,215(2012年7月11日申请)的优先权，上述申请的全文在此通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及包含一个或多个分段反射镜的光刻设备。
背景技术
光刻设备例如用于制造集成电路或IC，从而将掩模中的掩模图案成像在基板上，例如硅晶片。为此，由照明装置产生的光束被引导通过掩模到达基板。由多个光学元件构成的曝光镜头用于将光束聚焦在基板上。这种光刻设备的示例尤其为EUV(极紫外)光刻设备，其以4nm至30nm范围中的曝光光波长工作。这种短波长使得可将极小结构成像在晶片上。因为该波长范围中的光被大气中的气体吸收，所以这种EUV光刻设备的波束路径位于高真空中。另外，不存在在所述波长范围内是足够透明的材料，为此，使用反射镜作为用于成形和引导EUV辐射的光学元件。
具有大数值孔径的EUV光刻设备需要具有大直径的反射镜。因此，接近晶片的反射镜需要300至500mm或更多的直径。然而，具有如此大直径的反射镜制造成本高。另外，这种尺寸的坯或半精加工部分的可得性受到限制。而且，在大反射镜直径的情况下，低变形安装和致动也变得更困难。防止该问题的一个可能是使用分段反射镜。在该情况中，多个反射镜段连接在一起以形成反射镜。因此，反射镜的尺寸不再被坯的可得性所限制。另外，多个单独反射镜段的低变形安装也比具有大直径的一体反射镜的低变形安装简单。
然而，在该情况中出现的一个难点是将抛光滑的反射镜段精确连接在一起。因为不同反射镜段一起意在制造单个光学表面，所以表面偏差，即反射镜段之间的高度差，不应大于20nm，这是困难的。在该情况中，必须确定所有反射镜段在所有六个自由度(三个平移和三个旋转)上的位置，并且视需要通过致动器重调反射镜段。这表示，例如在四个反射镜段的情况中，必须设置总共24个传感器，这带来相当大的费用和空间要求。
美国专利申请US 2011/0273694A1公开了由多个单独反射镜构成的分面反射镜，其中单独反射镜是分别可驱动的并具有用于检测它们的定向的电容传感器。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种包含反射镜布置的光刻设备，从而解决上面所提问题中的至少一个。特别地，本发明的目的是提供一种包含分段反射镜布置的光刻设备，其能够节省空间以及精确调节反射镜段的位置。
该目的通过光刻设备来实现，该光刻设备包含：具有至少两个(例如，两个至十二个)反射镜段的反射镜，所述反射镜段连接在一起，使得在反射镜段之间形成空隙；以及检测反射镜段的相对位置的传感器，其中，所述传感器布置在所述空隙中。
将传感器布置在反射镜段之间的空隙中使得可以特别节省空间的方式检测和调节反射镜段的相对位置。因此，不再需要在反射镜外提供用于各个反射镜段的多个传感器。为了检测单独反射镜段的绝对位置，如果已知例如参考反射镜段的绝对位置即足够，例如，因为参考反射镜段的绝对位置由外部传感器检测或因为其相对于参考点来说是固定的。那么，借助于布置在反射镜段之间的传感器，可检测其它反射镜段的位置。这种参考使得可检测所谓的共模误差，即所有反射镜段共有的位置误差。
另外，将传感器布置在空隙中使得能进行原位测量，并且因此能非常精确地测量反射镜段的相对位置。可基于测量结果再调单独反射镜段的位置，其中，同时可基于反射镜的干涉表面测量来进行校准。
反射镜段可各具有至少一个连接表面，沿着该连接表面，反射镜段连接在一起。此外，可在至少一个连接表面中设置切口，传感器布置在所述切口中。这使得可将反射镜段之间的距离设计得甚至更小，因为传感器可以放入该切口的方式布置。利用反射镜段之间的小距离，可实现基本上完整的反射镜表面，其仅具有较小的间隙，从而改善反射镜的成像特性。在该情况中，“连接在一起”不一定表示反射镜段彼此接触。而是，有利地，反射镜段以关于彼此不接触的方式布置。在该情况中，连接表面为反射镜段的彼此相距小距离而彼此相对布置的表面。
传感器可为电容式传感器，其产生取决于反射镜段之间的距离的传感器信号。这种电容式传感器例如可通过在反射镜段的连接表面上彼此相对设立的金属电极来实现。在该情况中，金属电极可实施为薄金属层，使得反射镜段之间的小距离成为可能，甚至在没有传感器凹陷在连接表面中的情况下也是如此。
此外，传感器还可实施为光学传感器。光学传感器具有良好的漂移行为。
光学传感器可实施为光学编码器，尤其作为基于干涉的增量式编码器。利用这种编码器可实现皮米范围的测量精度。
光刻设备还可包含用于驱动传感器和/或评估传感器信号的传感器控制器，其中在传感器控制器和传感器之间至少按部分地无线传输信号。因此，首先实现了空间节省，其次可避免来自用于信号传输的电缆的蒸汽损害真空。
传感器还可为压力传感器，其产生取决于空隙中的压力的传感器信号，其中空隙构造为使得反射镜段的相对运动导致空隙中的压力变化。利用这种压力传感器，可实现传感器信号相对于反射镜段的位置变化的良好线性。
光刻设备还可包含用于将气体供应到空隙中的供气装置，以及用于从空隙抽取气体的抽气装置。利用这种布置，气体主要或者仅通过空隙，使得能够在真空条件下使用，例如尤其对于EUV光刻设备而言是必要的。
压力传感器例如可包含音叉(tuning fork)以及用于检测音叉的共振频率和/或共振频率时的振动幅度的布置。在该情况中，音叉可具有两个振动元件，可通过激发而导致所述振动元件振动，其中音叉的共振频率和/或共振频率时的振动幅度取决于空隙中的压力。尤其在振动元件之间的间隙宽度小于振动元件的厚度一个或更多数量级且所谓的挤压效应发生时，是这样的情况。这种压力传感器可通过微结构工程来制造，并可设计为相对平坦。在该情况中，振动元件可由结构化半导体材料或石英来制造。压力传感器还可包含电极，其可用于导致振动元件振动，并且可用于检测音叉的共振频率和/或共振频率时的振动幅度。
在最简单的实施例中，反射镜段之间的空隙(interspace)是间隙(gap)，其中传感器布置在所述间隙中。在该情况中，连接表面不一定要经受用于接收传感器的任何特殊结构化。作为其替代，空隙可包含通道(channel)，其中布置传感器。这种通道可通过反射镜段之一的至少一个连接表面中的尤其矩形的沟槽来实现。在该情况中，沟槽可在连接表面的整个长度上延伸。可通过使用金刚石研磨单元等的研磨来相对简单地制造这种沟槽。
用于检测反射镜段关于多个自由度的相对位置的多个传感器还可设置在空隙中。在该情况中，设置在空隙中的传感器可检测反射镜段关于例如三个平移自由度和三个旋转自由度的位置。
另外，光刻设备可包含至少两个致动器，用于分开地致动单独反射镜段。因此，可相互独立地调节反射镜段的位置。
将参考附图说明其它示例实施例。
附图说明
图1示出根据一个实施例的EUV光刻设备的示意视图；
图2为根据一个实施例的反射镜布置的示意图；
图3以分解透视图示意性示出两个反射镜段；
图4示意性示出电容式传感器的操作原理；
图5A和5B示出穿过一个反射镜段的zy平面上的截面；
图6示出穿过两个邻近反射镜段的zy平面上的截面；
图7示出根据第二示例实施例的两个反射镜段的透视图；
图8示出穿过反射镜段和传感器通道中的压力传感器的布置的截面图；
图9为用于将气体引入传感器通道的布置的截面图；
图10示出穿过压力传感器的截面视图；
图11示出压力传感器的平面图，其中，为说明性原因，去除了压力传感器的上盖板。
除非另外说明，图中的相同参考符号表示相同或功能上相同的元件。另外，应注意，图中的图解不必按照真实比例。
具体实施方式
图1示出根据一个实施例的EUV光刻设备100的示意图，其包含束成形系统102、照明系统104和投射系统106。束成形系统102、照明系统104和投射系统106分别设置在真空壳中，可借助于抽真空装置(未更详细示出)将该真空壳抽真空。真空壳由机室(未更详细示出)围绕，在该机室中，例如，提供用于机械地移动和/或调整光学元件的驱动装置。另外，还可在所述机室中提供电控制器等。
束成形系统102包含EUV光源108、准直器110和单色仪112。作为EUV光源108，例如可提供等离子体源或同步加速器，其发射EUV范围(极紫外范围)中的辐射，即，例如在5nm至20nm波长范围中。来自EUV光源108的辐射首先由准直器110聚焦，之后通过单色仪112滤出期望的工作波长。因此，束成形系统102调适EUV光源108发射的光的波长和空间分布。由EUV光源108产生的EUV辐射114具有通过空气的相对低的透射率，为此，照明系统104中以及投射系统106中的束成形系统102中的束成形空间被抽真空。
在所示示例中，照明系统104包含第一反射镜116和第二反射镜118。这些反射镜116、118可实施为例如用于光瞳成形的分面反射镜并可引导EUV辐射114到光掩模120上。
光掩模120同样实施为反射式光学元件，并且可布置在系统102、104、106外面。光掩模120具有利用投射系统106以缩小方式成像在晶片122等上的结构。为此，束引导空间106中的投射系统包含例如第三反射镜124和第四反射镜126。应注意，EUV光刻设备100的反射镜数量不限于所示数量，也可提供更多或更少的反射镜。另外，反射镜通常在它们的前侧是弯曲的，这是为了束成形。
图2是根一个实施例的反射镜布置200的示意图，其例如对应于图1中的反射镜126。反射镜布置200包含例如四个反射镜段210，即，反射镜段210-1、210-2、210-3和210-4。在平面图中，反射镜段210各具有四分之一圆的形式。反射镜段210沿着它们的连接表面212连接在一起，使得它们一起产生具有限定的几何形状的分段反射镜表面。反射镜段210的反射表面是弯曲的，在所示示例中，反射镜段210一起形成用于将入射EUV光束聚焦在晶片122上的凹反射镜，参考图1。一般地，这里所述的布置可应用于所有尺寸的反射镜。然而，反射镜的分段在具有大直径的反射镜的情况中(即在反射镜的最大直径例如大于30cm或大于40cm且高达100cm或更大的情况中)是尤其有利的。取决于反射镜的尺寸，反射镜布置的总高度可为例如3至20cm。在所示示例中，反射镜布置200是圆形的；然而，所述反射镜布置当然不限于该形状，而是还可为椭圆的、卵形的、肾形的等。
反射镜段210-1、210-2、210-3和210-4彼此独立地安装且彼此不接触。因此，它们彼此独立地通过致动器(未更详细地示出)致动，如下文更详细说明的。在邻近反射镜段210-1、210-2、210-3和210-4之间提供空隙214。在一个可能变型中，所述空隙214由间隙形成，其中所述间隙具有间隙宽度d。
传感器220布置在空隙214中。所述传感器220测量反射镜段210-1、210-2、210-3和210-4关于彼此的相对位置。在该情况中，传感器220可检测反射镜段210-1、210-2、210-3和210-4关于所有六个自由度相对于彼此的相对位置，即，关于三个空间轴x、y和z上的相对位置，以及它们关于绕三个空间轴x、y和z的旋转的相对取向。更确切地说，各个传感器220产生传感器信号，其包含关于两个反射镜段210相对于彼此关于至少一个自由度的相对位置的信息。如果检测所有六个自由度，那么至少18个传感器220因此设置在空隙214中，例如，用于检测反射镜段210-1相对于反射镜段210-2的相对位置的六个传感器220，用于检测反射镜段210-2相对于反射镜段210-3的相对位置的六个传感器220，以及用于检测反射镜段210-3相对于反射镜段210-4的相对位置的六个传感器220。然而，设置在空隙214中的传感器220也可以不覆盖所有的自由度。举例而言，传感器220可仅检测反射镜段210相对于关于空隙214横向的方向的相对位置，剩余参数可由布置在反射镜布置200外部的传感器检测。因此，在该情况中，传感器220检测例如在x方向上的反射镜段210-1和210-4的相对位置以及反射镜段210-2和210-3的相对位置，以及在y方向上的反射镜段210-1和210-2的相对位置以及反射镜段210-3和210-4的相对位置。
另外，可在反射镜布置200的外部提供传感器，其确定至少一个反射镜段210在所有六个自由度上相对于设置在光刻设备100中的测量框架(未更详细示出)的位置。这种测量框架可用作检测光刻设备中的光学元件的位置的参考，并且尤其相对于温度变化、振动等在位置上是固定的。可通过激光干涉仪、电容式传感器等来进行这种参考反射镜段210相对于测量框架的位置测量。如果通过反射镜段21之一(例如，反射镜段210-1)的位置测量确定所述反射镜段210相对于测量框架的位置，那么其余反射镜段210中的每一个(即反射镜段210-2、210-3和210-4)的位置也可利用传感器220的测量值来推导出。
传感器220产生的传感器信号被提供给评估传感器信号的评估装置(传感器控制器等)(未更详细示出)。在该情况中，信号至少按部分地在传感器和评估装置或传感器控制器之间无线地传输。举例而言，可作为无线电信号(电磁波)或光信号传输所述信号。这具有以下优点：引导通过设备的真空区域的缆线的数量可减少。因此，首先实现了空间的节省，其次可避免来自缆线的蒸汽损害真空。
取决于评估结果，驱动上文提及的致动器，以调整反射镜段210的相对位置至特定期望值。举例而言，可致动反射镜段210使得反射镜段210之间的空隙214的最大宽度d不大于0.8mm、优选不大于0.4mm或者甚至不大于0.2mm，并且/或者表面偏差，即反射镜段210之间的高度差不多于20nm、优选不多于10nm。
因为光刻设备100的反射镜布置200分段为四个反射镜段210，所以反射镜布置200可设有比单片反射镜布置200更大的光学表面。另外，传感器220在空隙214中的布置使得可进行节省空间的检测以及反射镜段210相对于彼此的位置的调整。
图3以分解透视图示意性地示出反射镜段210-1和210-2。应注意，反射镜段210的表面是弯曲的，因此四个反射镜段210一起形成凹反射镜。相应地，连接表面212的上边缘也是弯曲的，但是，为了简化之故，这并未示于图中。连接表面212的下边缘可以是直的，或者遵循弯曲上边缘的路线，即，例如平行于上边缘。如图3中所示，反射镜段210在它们的直边各具有连接表面212，反射镜段210的连接表面212彼此相对布置。传感器220布置在连接表面212中或上。在所示示例中，四个传感器220布置在反射镜段210-1和210-2的互相相对的连接表面212上，所述传感器可用于检测反射镜段210-1和210-2关于一个或多个自由度的相对位置。在该情况中，传感器可实施为表面传感器，其实质上响应于反射镜段关于一个自由度的位置的变化，或者传感器可实施为集成传感器，其响应于反射镜段关于多个自由度的位置的变化。
作为传感器220，原则上可使用所有类型的传感器(其可用于检测反射镜段210关于彼此的位移)，尤其是电容式传感器。光学传感器通常也是可能的；举例而言，线图案可设置在连接表面212上，用于检测所述线图案的光传感器可设置在相对的连接表面212上。然而，在这种光学编码器传感器的情况中，通常发生一定的热量释放，这可影响反射镜的几何形状并且可能需要冷却措施。光学传感器还可实施为基于干涉的增量式编码器。这种编码器包含干涉仪，其相对于线光栅移动。在该情况中，例如从线图案或光栅处的光学反射产生正弦信号。通过插值，可获得非常高的分辨率，其使得皮米范围中的测量精度成为可能。编码器与评估装置或传感器控制器之间的信号传输可无线进行，如上文已提及的。另外，用于驱动传感器的线缆可在设置在反射镜中的凹槽中被朝外引导。为此，还可使用下文以甚至更详细地说明的凹槽。
下文描述第一示例实施例，其中传感器220实施为电容式传感器。图4示意性示出电容式传感器220的操作原理。这种电容式传感器220包含测量电极222和224，它们布置为彼此相距距离w。测量电极222和224连接至电容测量装置226，其产生取决于测量电极222和224的电容的测量信号Xm。测量电极222和224的电容严格取决于测量电极222和224之间的距离，所述电极可布置在彼此相对设置的连接表面212上。因此，如果空隙的宽度d改变并因此测量电极222和224之间的距离也改变，则这可利用测量信号Xm通过电学上可测量的电容的变化来检测。连接至特定参考电势的屏蔽电极228可选择性地布置在测量电极222周围，所述屏蔽电极屏蔽电场的不均匀边缘区域。结果，近似平行电场出现在测量电极222和224之间。因此，可检测甚至较小的电容变化。
如已提及的，测量电极222和224可各布置在相对连接表面212上。测量电极222和224例如可为矩形的，并且可具有例如约2至约15mm乘约2至约15mm的尺寸。在一对测量电极222、224的情况中，可检测两个反射镜段210关于一个平移自由度的相对位置。两对测量电极222、224可被提供用于检测两个反射镜段210关于一个旋转自由度的相对位置。
测量电极222、224可由(例如由铜或类似物构成)薄金属条制造。可沿着连接表面212引导将测量电极222、224连接至电容测量装置226的线。作为其替代，所述线还可在设置为穿过连接表面212(或穿过反射镜段210)的凹槽中引导。相应地，还可将测量电极222、224布置在设在连接表面212中的切口中。这示意性地示于图5A和5B中，其分别示出穿过反射镜段210的截面。在示于图5A中的变型中，在连接表面212中提供底切，测量电极222或224布置在所述底切中。在示于图5B中的变型中，在连接表面212中提供切口，测量电极222或224布置在所述切口中。因此，测量电极222和224分别不突出到连接表面212之间的间隙中，因此反射镜段可甚至更靠近彼此。如果沿着整个连接表面212提供底切或切口，则用于驱动测量电极222、224的线也可设在其中。
基于图4所示的测量原理，利用图3和图5A和5B所示的传感器布置可检测关于y方向的位置的变化或绕z轴或y轴的旋转的变化。然而，通过空隙214的相应构造和其中的测量电极222、224的布置，还可检测关于其它自由度的位置变化。这示意性地示于图6中，其示出穿过两个邻近反射镜布置210的zy平面上的截面。在图6所示的反射镜段210的情况中，连接表面212在测量电极222、224的区域中具有基本上Z形的截面，使得反射镜段210的上部或下部突出到空隙214中。在该情况中，连接表面212的部分分别在y方向上延伸，即在关于空隙214横向的方向上，并且测量电极222和224布置在所述部分上。从而，在反射镜段210在z方向上相对位移的情况中，由测量电极222和224提供的电容变化，使得可检测反射镜段210关于z方向的相对位置。图6所示的反射镜段210对应于图3中的反射镜段210-1和210-2或反射镜段210-3和210-4。
如上文所说明的利用电容式传感器作为传感器220具有以下优点：传感器220可变得非常平，即几乎不需要空隙214中的任何空间。因此，可使反射镜段210靠近在一起。另外，电容式传感器也非常适合用于高真空中，即适合于真空。另外，可从光刻设备100的抽真空区域的外部驱动电容式传感器，使得在抽真空区域中没有热出现，或者仅略有热出现。然而，电容式传感器表现出在以下方面的挑战：测量电极222、224的电容变化与1/w(测量电极之间的距离w的倒数)成比例，并因此尤其在小间隙宽度的情况中高度非线性。在该方面，通过凹入连接表面中(如图5A和5B所示)而提供测量电极222和224之间的特定极小距离可以是有利的，以便实现多少有些线性的操作范围。
在根据第二示例实施例的光刻设备中，代替上述电容式传感器使用压力传感器。该第二示例实施例的光刻设备的一般构造对应于图1所示的构造，并因此将不再说明。将参考图7至11说明用于第二示例实施例的光刻设备中的压力传感器。在该情况中，与上述图的元件相同或功能上相同的元件由相同参考符号标识，并不再更详细地说明。相同情形还应用于以下实施例和示图。
图7示出根据第二示例实施例的两个反射镜段210-1和210-2的透视图。图8示出穿过反射镜段210-1以及传感器通道240中的压力传感器300的布置的截面图。图9示出用于将气体引入传感器通道240的布置的示意图。
如图7至9所示，在该实施例的邻近反射镜段210-1和210-2中，凹槽242分别设于连接表面212中，凹槽沿着整个连接表面212大致中心地延伸。所述凹槽242可例如通过使用金刚石研磨单元等的研磨来制造。两个相对凹槽242一起形成传感器通道240。因此，如从截面所看到，该示例实施例中的空隙214具有加号(+)的形状，在反射镜布置200的顶侧和底侧有相对窄的间隙，并且在顶侧和底侧之间有加宽的传感器通道240。
压力传感器300布置在传感器通道240中。更精确地说，压力传感器300可布置在两个相对凹槽242之一中。另外，供气装置250和抽气装置260分别设于传感器通道240的两端。供气装置250包含：气体供给管252，其连接至布置在真空室之外的气体储藏器；以及气体喷嘴254。抽气装置260包含：放气管262，其连接至气体储藏器；以及气体抽吸连接器264。通过泵(未更详细示出)，气体从气体储藏器泵送通过气体供给管252到达气体喷嘴254并且利用预定压力从气体喷嘴254喷射进传感器通道240中。经由布置在传感器通道240的相对端的气体抽吸连接器264从传感器通道240抽取气体，并且经由放气管262再次将气体引导到气体储藏器。
所用气体可为惰性气体，例如氮或氦等。然而，还可使用空气。不用说，还可使用连接至气体供给管252的气源以及连接至放气管262的气沉，而不是仅一个气体储藏器。
传感器通道240中的压力首先取决于供给的气体的流率，其次取决于传感器通道240的截面面积。传感器通道240的截面面积随着反射镜段210之间的距离线性变化。压力传感器300产生包含关于传感器通道240中的气压的信息的传感器信号。因为已知气体的流率，反射镜段210之间的距离因此可从所述传感器信号推导出。换句话说，压力传感器300在此用作位置传感器，其检测反射镜段210关于y方向的相对位置。相比之下，压力传感器300对反射镜段210关于x方向和z方向的相对位置不敏感或仅非常轻微地敏感，因为在这些方向上的位置变化不导致传感器通道240的截面面积的变化。
在根据第二示例实施例的上述布置的情况中，反射镜段210之间的距离可借助于压力传感器300来检测。在该布置的情况中，测量变量，即传感器通道240中的压力，随着反射镜段210在y方向上的要检测的相对位置基本上线性地变化。从而，例如可实现测量信号在比电容式传感器更大的测量范围上的良好线性。
反射镜段210在y方向上的相对位置可利用上述布置来检测。然而，通过传感器通道的相应构造，也可检测反射镜段210关于其它自由度的相对位置。因此，举例而言，反射镜段210之间的空隙可如图6所示构造，取代测量电极222和224，压力传感器300可布置在反射镜段210之间的中央区域中，其在该情况中用作传感器通道。反射镜段210在z方向上的相对位置的变化因此导致传感器通道的截面面积的变化，使得传感器通道中的压力变化。这种布置因此使得可检测反射镜段210在z方向上的相对位置。
通过传感器通道的相应构造和相应数量的压力传感器的布置，因此可检测反射镜段210关于所有六个自由度的相对位置。
在该情况中，还可为每个段对提供多个通道，其中每个通道中布置至少一个压力传感器，单独传感器响应于反射镜段210在不同空间方向上的位置位移。
在一个替代构造中，还可在反射镜的中心布置仅一个气体进口，该气体进口将气体传导进以星形布置的通道中。在该情况中，气体沿着通道朝着外面传导，并由气体抽吸连接器吸收到那里。
根据上述第二实施例，正好一个压力传感器300布置在传感器通道240中。然而，也可沿着传感器通道240布置多个(例如，两个或四个或更多个)压力传感器300。因此，通过平均所产生的传感器信号，可确定更精确的测量值。另外，通过相应评估，还可利用这种布置检测绕z轴等的旋转。
另外，不必在两个相对连接表面212提供凹槽242，并且提供一个传感器通道240即足够，气体流过该传感器通道240，并且在该传感器通道240中布置压力传感器300。
所谓的“泄露密封”可用作空隙的密封。在该情况中，关于连接的最窄间隙选择进入通道中的气体的自由路径长度，使得气体不能通过该窄间隙出现或仅以非常小的程度出现。
压力传感器300必须足够小以能够布置在空隙214中或传感器通道240中。下文参考图10和11示出这种压力传感器300的一个可能实施例。图10示出穿过压力传感器300的截面图。图11示出压力传感器300的平面图，其中，因示意性的原因，移除了压力传感器300的上盖板。
压力传感器300具有四层的构造，并从底部至顶部包含下盖板310、下芯片平面320、上芯片平面330和上盖板340。盖板310和340可例如由玻璃或由硅制造，并且用作布置在其间的芯片平面320和330的承载元件。
芯片平面320和330分别由硅或相当的半导体材料单片地制造，或者由石英等单片地制造。芯片平面320和330分别具有周边芯片框架321和331、第一弹簧元件322和332、基座元件323和333、第二弹簧元件324和334、以及振动元件325和335。将基于芯片平面330示例地说明芯片平面320和330。芯片平面320的构造对应于芯片平面330的构造。图11示出芯片平面330的平面图，即示出移除了盖板310的压力传感器300。如图11所示，芯片框架331具有周边矩形框架的形式，并且固定到上盖板340的底侧。
第一弹簧元件332从芯片框架331的较短侧延伸，所述弹簧元件具有比芯片框架331小的高度。基座元件333邻近第一弹簧元件332，所述基座元件通过第二弹簧元件334连接至振动元件335。第二弹簧元件334同样具有比芯片框架331、基座元件333和振动元件335小的高度。热氧化物305设于芯片框架321和331之间，第一弹簧322和332之间，以及基座元件323和333之间，所述热氧化物用作两个芯片平面320和330之间的绝缘物。
第一弹簧元件322和332用作仅允许z方向上的振动的振动弹簧。因此，它们用于基座元件323和333相对于芯片框架321、331的振动解耦。这使得压力传感器300对外部振动等更不敏感。振动元件325和335进而通过第二弹簧元件324、334以自由振动方式固定至基座元件323和333。振动元件325和335与第二弹簧元件324、334和基座元件323和333一起形成音叉350。振动间隙352形成在音叉350的振动元件325和335之间，振动间隙的宽度可为例如2至3毫米。
在盖板310、340的内侧，分别提供第一电极311和341，其中，所述第一电极311和341分别布置为分别与振动元件325和335相对。电极311和341经由设于盖板310和340中的电镀(plated)通孔312和342，经由盖板310和340外侧的传导元件313和343分别连接至传感器控制器(未更详细示出)。第二电极326和336设于振动元件325和335面向盖板310、340的那些侧上，该第二电极可连接到预定电势。电极311、326、336、341可由薄金属层(例如，由铝构成)制造。第一电极311和341分别用于两个目的，即激发振动元件325和335的振动以及检测其振动状态。
盖板310和340与芯片框架321和331一起形成壳，在其内部布置音叉350。所述壳内部经由通孔314和344连接至压力传感器300的环境，结果，在壳内和外有基本相同的压力。
下面概述压力传感器300的传感器原理。通过将适合的AC电压应用于第一电极311和341，激发音叉350以在其机械固有频率引起具有恒定振幅(例如，几个nm)的连续振动。在该情况中，振动元件325和335沿着z轴在相反方向上移动。因此，振动间隙352周期性地变宽和变窄。当振动元件325和335朝向彼此移动时，部分气体逃离振动间隙352并产生摩擦损耗。保留在振动间隙352中的部分气体被压缩并充当附加弹簧(所谓的“挤压效应”)。由气体导致的摩擦损耗和挤压效应二者具有对压力的较大依赖性(尤其是在直到真空范围的低压时)，所以所描述的布置适合作为压力传感器。音叉350的固有频率和阻尼的压力依赖性可通过适当设定振动元件325、335的尺寸以及弹簧元件324和334的尺寸来设定。
激发音叉350所需且对应于驱动电压的振幅的驱动力与音叉350的振动阻尼成比例。在阻尼主要取决于环境压力的压力范围中，驱动电压的振幅因此是压力的敏感度量。因此，用于激发音叉350的第一电极311、341与合适的评估电路一起可用作检测音叉350的取决于压力的共振频率和/或共振频率时的振动幅度的布置。传感器300的区域中的压力以及因此的反射镜段210之间的距离可从检测的共振频率和/或振动幅度推导出。
还可在德国专利申请DE 10033182A1和博士后论文“Technologieentwicklung für kapazitive Sensoren mit bewegten Komponenten[“Technological development forcapacitive sensors with moving components”]，Dr.-Ing.Karla Hiller,TU Chemnitz,2004,尤其是其中的Chapter 4”中发现与上述那些类似的压力传感器。因此，关于进一步的技术细节，参考这些文献。
在此描述的压力传感器300甚至在低压下也是非常敏感的，结果，允许相对少量气体进入传感器通道240并抽取该气体即足够。因此，可确保，没有或仅少量气体逃进布置反射镜布置200的真空区域中。另外，压力传感器300可制得非常平，总高度约300至400μm。这使得可将传感器通道240设计得非常窄，使得甚至空隙214的宽度的小变化也导致传感器通道240中相对大的压力变化。从而，可实现高传感器灵敏度。还可构想空隙214不具有传感器通道240，压力传感器300表面地设置在连接表面212上，参考图2。
传感器220和300产生的传感器信号可供给控制装置(未更详细示出)。基于传感器信号，控制装置确定供给上述致动器并分别将单独反射镜段210引导到它们的期望位置和取向(其中，反射镜段210彼此并排齐平放置，表面偏差极小，即例如不大于20nm)的致动器信号。在该情况中，单独反射镜段210可被彼此独立地致动(更精确地，关于所有六个自由度)。因此，在四个反射镜段210的情况中，例如可提供24个致动器。上述示例实施例因此提供用于调节反射镜段210关于所有六个自由度的相对位置的调节布置。在该情况中，最初可在光刻设备100启动时调整反射镜段210，或者在操作期间通过控制环再调反射镜段210。
致动器可实施为例如洛伦兹致动器或压电致动器。
应注意，上述实施例仅作为示例，并可在专利权利要求的保护范围中以多种方式变化。特别地，上述实施例的特征还可彼此组合。
另外，已基于光刻设备100的反射镜布置200说明了反射镜布置的多种构造。然而，所示构造当然还可应用于光刻设备100的任何其它反射镜。
另外，已说明了EUV光刻设备中的反射镜布置的示例实施例。然而，本发明不限于EUV光刻设备，而是还可应用于其它光刻设备。
另外，反射镜布置不限于四个反射镜段，还可提供少于四个(即，两个或三个反射镜段)或多于四个反射镜段。
参考符号列表
100 EUV光刻设备
102 束成形系统
104 照明系统
106 投射系统
108 EUV光源
110 准直器
112 单色仪
114 EUV辐射
116 第一反射镜
118 第二反射镜
120 光掩模
122 晶片
124 第三反射镜
126 第四反射镜
200 反射镜布置
210-1……210-4 反射镜段
212 连接表面
214 空隙
220 传感器
222、224 测量电极
226 电容测量装置
228 屏蔽电极
240 传感器通道
242 凹槽
250 供气装置
252 气体供给管
254 气体喷嘴
260 抽气装置
262 放气管
264 气体抽吸连接器
300 压力传感器
305 热氧化物
310 下盖板
311、341 第一电极
312、342 电镀通孔
313、343 传导元件
320 下芯片平面
321、331 芯片框架
322、332 第一弹簧元件
323、333 基座元件
324、334 第二弹簧元件
325、335 振动元件
326、336 第二电极
330 上芯片平面
340 上盖板
350 音叉
352 振动间隙

Claims (17)

1.一种光刻设备(100)，包含：
反射镜(200)，具有至少两个反射镜段(210)，所述至少两个反射镜段连接在一起，使得在所述反射镜段(210)之间形成空隙(214)；以及
传感器(220，300)，用于检测所述反射镜段(210)的相对位置；
其中，所述传感器(220，300)布置在所述反射镜段(210)之间的所述空隙(214)中，
所述空隙(214)被构造为使得所述反射镜段(210)的相对运动导致所述空隙(214)中的压力变化，并且所述传感器(220，300)是压力传感器，其产生取决于所述空隙(214)中的压力的传感器信号。
2.根据权利要求1所述的光刻设备(100)，其中，所述反射镜段(210)各具有至少一个连接表面(212)，沿着所述至少一个连接表面，所述反射镜段(210)连接在一起，并且在所述连接表面(212)的至少一个中设置切口，所述传感器(220，300)布置在所述切口中。
3.根据权利要求1或2所述的光刻设备(100)，还包含传感器控制器，用于驱动所述传感器和/或评估传感器信号，其中，在所述传感器控制器与所述传感器之间至少按部分地无线传输信号。
4.根据权利要求1所述的光刻设备(100)，还包含：
供气装置(250)，用于将气体供应至所述空隙(214)中；以及
抽气装置(260)，用于从所述空隙(214)抽取所述气体。
5.根据权利要求1或4所述的光刻设备(100)，其中，所述压力传感器(300)包含以下：
音叉(350)，具有两个振动元件(325，335)，能够通过激发导致所述两个振动元件振动，其中，所述音叉(350)的共振频率和/或所述共振频率时的振动幅度取决于所述空隙(214)中的压力，以及
检测所述音叉(350)的共振频率和/或所述共振频率时的振动幅度的布置。
6.根据权利要求5所述的光刻设备(100)，其中，所述振动元件(325，335)由结构化半导体材料或石英制成。
7.根据权利要求5所述的光刻设备(100)，其中，所述压力传感器(300)还包含电极(311，341)，其能够用于引起所述振动元件(325，335)振动且能够用于检测所述音叉(350)的共振频率和/或所述共振频率时的振动幅度。
8.根据权利要求1或2所述的光刻设备(100)，其中，所述空隙(214)是所述反射镜段(210)之间的间隙。
9.根据权利要求1或2所述的光刻设备(100)，其中，所述空隙(214)包含通道(240)，所述通道(240)中布置所述传感器(220，300)。
10.根据权利要求9所述的光刻设备(100)，其中，所述通道(240)由所述反射镜段(210)之一的至少一个连接表面(212)中的凹槽(242)形成。
11.根据权利要求10所述的光刻设备(100)，其中，所述凹槽(242)为矩形。
12.根据权利要求10所述的光刻设备(100)，其中，所述凹槽(242)沿所述连接表面(212)的整个长度延伸。
13.根据权利要求1或2所述的光刻设备(100)，其中，所述传感器(220，300)适合于真空。
14.根据权利要求1或2所述的光刻设备(100)，其中，在所述空隙(214)中设置用于检测所述反射镜段(210)关于多个自由度的相对位置的多个传感器(220，300)。
15.根据权利要求14所述的光刻设备(100)，其中，设置在所述空隙(214)中的所述传感器(220，300)检测所述反射镜段(210)关于三个平移和三个旋转自由度的位置。
16.根据权利要求1或2所述的光刻设备(100)，还包含用于分别地致动单独反射镜段(210)的至少两个致动器。
17.根据权利要求1或2所述的光刻设备(100)，其中，所述反射镜段(210)以彼此不接触的方式布置。
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