CN115135955A - 干涉仪系统和光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干涉仪系统，所述干涉仪系统包括光源、光纤和光学单元，所述光源用于提供辐射束，所述光学单元被布置在关注的物体上，所述光学单元包括光纤端保持装置和反射件，所述光纤端保持装置用于保持所述光纤的测量端，所述反射件被布置在所述关注的物体上。所述光纤的所述测量端被布置成部分地透射并且部分地反射所述辐射束以将所述辐射束拆分成测量束和参考束，所述光学单元被布置成将所述测量束引导至所述参考物体上的反射表面，所述反射件被布置成在所述反射表面上反射之后将所述测量束反射回到所述反射表面，所述光学单元被布置成接收被反射的测量束并且将被反射的所述测量束引导至所述端部表面。

Description

干涉仪系统和光刻设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年2月25日递交的欧洲申请20159279.7的优先权，所述欧洲申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。

技术领域

本发明涉及干涉仪系统和包括所述干涉仪系统的光刻设备。

背景技术

光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如掩模)的图案(常常也被称为“设计布局”或“设计”)投影至被设置于衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

随着半导体制造过程继续进步，数十年来，电路元件的尺寸已持续地减小，而每器件的诸如晶体管之类的功能元件的量已在稳步地增加，这遵循通常被称为“摩尔定律”的趋势。为了紧跟摩尔定律，半导体行业正追求使得能够产生越来越小特征的技术。为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定被图案化于所述衬底上的特征的最小大小。当前在使用中的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备相比，使用具有在4nm至20nm的范围内的波长(例如6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用以在衬底上形成较小特征。

在光刻设备中，干涉仪系统可以被用于确定关注的物体与参考物体之间的位移。这些干涉仪系统的一些实施例仅需要测量在相对小移动范围内的位移。

在这样的干涉仪系统的已知实施例中，所述干涉仪系统包括光学单元，所述光学单元被安装在关注的物体上并且被构造成朝向被安装在所述参考物体上的隅角棱镜(corner cube)引导测量束。所述测量束被所述隅角棱镜反射回到所述光学单元。在所述光学单元中，所述测量束与参考束被重新组合以提供重新组合束。通过处理从这个重新组合束获得的检测器信号，可以确定关注的物体相对于所述参考物体的位移。

这个实施例的缺点在于，所述干涉仪系统需要隅角棱镜被安装在所述参考物体上。在一些应用中，所述参考物体上的这种隅角棱镜的可用空间可能很小。例如，在用于测量冷却罩相对于度量框架即地铁轨道(metro frame)的位移的干涉仪系统中，安装在所述度量框架上的物体可以被用作参考物体。这样的参考物体例如是Z反射镜，所述Z反射镜在用于衬底平台的位置测量系统中被用作参考元件。使用粘结结合或任何其它适合的附接技术将所述隅角棱镜与此Z反射镜附接意味着所述Z反射镜的稳定性风险。这种稳定性风险可能导致所述衬底平台的不正确的位置测量结果。

另外，可能需要所述隅角棱镜被布置在所述Z反射镜中的腔槽孔即凹窝孔(pockethole)中，以防止所述隅角棱镜从所述Z反射镜延伸。这样的腔槽孔即凹窝孔也引发所述Z反射镜的稳定性/强度的风险。

所述干涉仪系统的已知实施例的另一缺点在于，所述干涉仪布局可能对从一个方向到另一正交方向的串扰敏感，所述串扰由在关注的物体与所述参考物体之间传播的所述测量束的束倾斜而引起。理论上，此测量束垂直于另一方向，但是在实践中所述测量束不被完美地对准。这导致所述测量束相对于理论测量方向的束倾斜。

为了减少此串扰，所述束倾斜可能需要调整至小于约0.2mRad的值。这意味着在所述干涉仪系统在所述光刻设备中的构造和配置期间相当大的影响。此外，当存在关注的物体的位置的改变时所述调整可能需要被重复。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单构造的干涉仪系统，所述干涉仪系统可以被用于确定关注的物体相对于参考物体的位移。本发明的另外的目的是提供一种干涉仪系统，可以以对所述关注的物体和所述参考物体中的至少一个的构造具有较低影响的方式使用所述干涉仪系统。本发明的另一目的是提供一种干涉仪系统，所述干涉仪系统与干涉仪系统的已知实施例相比对于串扰较不敏感。

根据本发明的第一方面的实施例，提供一种干涉仪系统，所述干涉仪系统用于确定关注的物体相对于参考物体的位移，所述干涉仪系统包括：

光源，所述光源用于提供辐射束，

光纤，所述光纤用于将所述辐射束从与所述光源相邻的源端引导至测量端，

光学单元，所述光学单元能够布置在所述关注的物体上并且包括光纤端保持装置，所述光纤端保持装置用于保持所述光纤的所述测量端，以及

回射器，所述回射器能够布置在所述关注的物体上，

其中所述光纤的所述测量端的包括端部表面，所述端部表面被布置成部分地透射并且部分地反射所述辐射束以将所述辐射束拆分成由所述端部表面透射的测量束和由所述端部表面反射的参考束，

其中所述光学单元能够布置成将所述测量束引导至所述参考物体上的反射表面，其中所述反射件被布置成接收在所述反射表面上反射之后的所述测量束并且将所述测量束反射回到所述反射表面，并且其中所述光学单元被布置成接收被反射的所述测量束并且将被反射的所述测量束至少部分地引导至所述端部表面以与所述参考束形成重新组合束。

根据另外的实施例，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括根据本发明的干涉仪系统。

附图说明

现在将参考随附的示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

-图1描绘了光刻设备的示意性概略图；

-图2描绘图1的光刻设备的一部分的详细视图；

-图3示意性地描绘了位置控制系统；

-图4示意性地描绘了在光刻设备中使用的干涉仪系统的实施例；

-图5示意性地描绘了用于在光刻设备中使用的根据本发明的干涉仪系统的第一实施例；以及

-图6示意性地描绘了用于在光刻设备中使用的根据本发明的干涉仪系统的第二实施例。

具体实施方式

在本文献中，术语“辐射”和“束”用以涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如，具有为365nm、248nm、193nm、157nm、或126nm的波长)和EUV(即，极紫外辐射，例如，具有在约5nm至100nm的范围内的波长)。

如本文中所采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为是指可以用以向入射辐射束赋予经图案化的横截面的通用图案形成装置，所述经图案化的横截面对应于待在所述衬底的目标部分中产生的图案。在这样的情境下，也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射式或反射式掩模、二元掩模、相移掩模、混合掩模等)以外，其它这样的图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。

图1示意性地描绘光刻设备LA。所述光刻设备LA包括：照射系统(也被称为照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)；掩模支撑件(例如掩模台)MT，所述掩模支撑件被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA且被连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述图案形成装置MA的第一定位器PM；衬底支撑件(例如晶片台)WT，所述衬底支撑件被构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W且被连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述衬底支撑件的第二定位器PW；以及投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至所述衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。

在操作中，所述照射系统IL例如经由束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束。所述照射系统IL可以包括用于引导、整形和/或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型、和/或其它类型的光学部件，或其任何组合。所述照射器IL可以用以调节所述辐射束B，以在所述图案形成装置MA的平面处在其横截面中具有期望的空间和角强度分布。

本文中所使用的术语“投影系统”PS应被广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射、和/或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、变形型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统，或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用都与更上位的术语“投影系统”PS同义。

光刻设备LA可以属于如下类型：其中所述衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间——这也被称为浸没光刻。以引用方式而被合并入本文中的US6952253中给出关于浸没技术的更多信息。

所述光刻设备LA也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件WT(也称为“双平台”)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用所述衬底支撑件WT，和/或可以对位于所述衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件上的所述衬底W执行准备衬底W的后续曝光的步骤，而同时将另一衬底支撑件WT上的另一衬底W用于在所述另一衬底W上曝光图案。

除了所述衬底支撑件WT以外，所述光刻设备LA也可以包括测量平台。所述测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。所述传感器可以被布置成测量所述投影系统PS的性质或所述辐射束B的性质。所述测量平台可以保持多个传感器。所述清洁装置可以被布置成清洁所述光刻设备的部分，例如所述投影系统PS的部分、或系统的提供浸没液体的部分。所述测量平台可以当所述衬底支撑件WT远离所述投影系统PS时在所述投影系统PS下方移动。

在操作中，辐射束B入射到被保持在所述掩模支撑件MT上的所述图案形成装置(例如掩模)MA上，并且由存在于所述图案形成装置MA上的图案(设计布局)进行图案化。在已穿越所述图案形成装置MA的情况下，辐射束B传递穿过所述投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至所述衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置测量系统PMS，可以准确地移动所述衬底支撑件WT，例如以便使不同的目标部分C在辐射束B的路径中定位在被聚焦且对准的位置处。类似地，所述第一定位器PM和可能的另一位置传感器(其在图1中未明确地描绘)可以用以相对于所述辐射束B的路径来准确地定位所述图案形成装置MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。虽然如所图示的衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但所述衬底对准标记P1、P2可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，这些衬底对准标记P1、P2被称为划线对准标记。

为阐述本发明，使用笛卡尔坐标系。笛卡尔坐标系具有三个轴，即，x轴、y轴和z轴。三个轴中的每个轴与其它两个轴正交。围绕x轴的旋转被称为Rx旋转。围绕y轴的旋转被称为Ry旋转。围绕z轴的旋转被称为Rz旋转。x轴和y轴限定水平平面，而z轴在竖直方向上。笛卡尔坐标系不限制本发明，而仅用于阐述。替代地，另一坐标系，诸如圆柱坐标系可以用以阐述本发明。笛卡尔坐标系的取向可以不同，例如，使得z轴具有沿水平平面的分量。

图2示出图1的光刻设备LA的一部分的更详细视图。光刻设备LA可设置有基部框架BF、平衡质量BM、量测框架MF和隔振系统IS。量测框架MF支撑投影系统PS。另外，量测框架MF可以支撑位置测量系统PMS的部分。量测框架MF由基部框架BF经由隔振系统IS支撑。隔振系统IS被布置成防止或减小振动从基部框架BF传播至量测框架MF。

第二定位器PW被布置成通过在衬底支撑件WT与平衡质量BM之间提供驱动力来加速所述衬底支撑件WT。驱动力使所述衬底支撑件WT在期望的方向上加速。由于动量的守恒，驱动力也被以相等的量值、但以与期望的方向相反的方向施加至平衡质量BM。通常，所述平衡质量BM的质量显著大于所述第二定位器PW和所述衬底支撑件WT的移动部分的质量。

在实施例中，所述第二定位器PW由所述平衡质量BM支撑。例如，其中所述第二定位器PW包括用以使衬底支撑件WT悬浮于所述平衡质量BM上方的平面马达。在另一实施例中，所述第二定位器PW由基部框架BF支撑。例如，其中所述第二定位器PW包括线性马达并且其中所述第二定位器PW包括用以使所述衬底支撑件WT悬浮于基部框架BF上方的轴承，如气体轴承。

所述位置测量系统PMS可以包括适于确定所述衬底支撑件WT的位置的任何类型的传感器。所述位置测量系统PMS可以包括适于确定所述掩模支撑件MT的位置的任何类型的传感器。所述传感器可以是光学传感器，诸如干涉仪或编码器。所述位置测量系统PMS可以包括干涉仪和编码器的组合系统。所述传感器可以是另一类型的传感器，诸如磁传感器、电容式传感器或电感传感器。所述位置测量系统PMS可以确定相对于参考件(例如量测框架MF或投影系统PS)的位置。所述位置测量系统PMS可以通过对衬底台WT和/或掩模支撑件MT的位置进行测量、或通过对衬底台WT和/或掩模支撑件MT的位置的时间导数(诸如速度或加速度)进行测量，来确定衬底台WT和/或掩模支撑件MT的位置。

所述位置测量系统PMS可以包括编码器系统。例如，根据由此以引用方式而被合并入的于2006年9月7日提交的美国专利申请US2007/0058173A1已知一种编码器系统。所述编码器系统包括编码器头、光栅和传感器。所述编码器系统可以接收初级辐射束和次级辐射束。所述初级辐射束以及所述次级辐射束两者源自同一辐射束，即原始辐射束。通过利用光栅衍射所述原始辐射束，形成所述初级辐射束和所述次级辐射束中的至少一种。如果通过利用光栅衍射所述原始辐射束来产生所述初级辐射束和所述次级辐射束两者，则所述初级辐射束需要具有与所述次级辐射束相比不同的衍射阶。例如，不同衍射阶是+1阶、-1阶、+2阶和-2阶。所述编码器系统将所述初级辐射束和所述次级辐射束以光学方式组合成经组合的辐射束。编码器头中的传感器确定经组合的辐射束的相位或相位差。所述传感器基于所述相位或相位差而产生信号。所述信号表示所述编码器头的相对于光栅的位置。编码器头和光栅中的一个可以被布置于衬底结构WT上。编码器头和光栅中的另一个可以布置于量测框架MF或基部框架BF上。例如，多个编码器头被布置于量测框架MF上，而光栅被布置于所述衬底支撑件WT的顶部表面上。在另一示例中，光栅被布置于所述衬底支撑件WT的底部表面上，并且编码器头被布置于衬底支撑件WT下方。

所述位置测量系统PMS可以包括干涉仪系统。例如，根据由此以引用方式而被并入的于1998年7月13日提交的美国专利US6,020,964已知一种干涉仪系统。所述干涉仪系统可以包括分束器、反射镜、参考反射镜、和传感器。辐射束由分束器拆分成参考束和测量束。测量束传播至反射镜且由所述反射镜反射回到所述分束器。所述参考束传播至参考反射镜且由参考反射镜反射回到所述分束器。在所述分束器处，所述测量束和所述参考束被组合成经组合的辐射束。经组合的辐射束入射到所述传感器上。所述传感器确定经组合的辐射束的相位或频率。所述传感器基于所述相位或所述频率产生信号。所述信号表示反射镜的位移。在实施例中，所述反射镜被连接至所述衬底支撑件WT。所述参考反射镜可以被连接至所述量测框架MF。在实施例中，由额外的光学部件而不是所述分束器，将所述测量束和所述参考束组合成经组合的辐射束。

所述第一定位器PM可以包括长行程模块和短行程模块。所述短行程模块被布置成以高准确度相对于所述长行程模块来移动所述掩模支撑件MT经过小的移动范围。所述长行程模块被布置成以相对低准确度相对于投影系统PS来移动所述短行程模块经过大的移动范围。利用所述长行程模块和所述短行程模块的组合，所述第一定位器PM能够以高准确度相对于投影系统PS来移动所述掩模支撑件MT经过大的移动范围。类似地，所述第二定位器PW可以包括长行程模块和短行程模块。所述短行程模块被布置成以高准确度相对于所述长行程模块来移动所述衬底支撑件WT经过小的移动范围。所述长行程模块被布置成以相对低准确度相对于投影系统PS来移动所述短行程模块经过大的移动范围。利用所述长行程模块和所述短行程模块的组合，所述第二定位器PW能够以高准确度相对于投影系统PS来移动所述衬底支撑件WT经过大的移动范围。

所述第一定位器PM和所述第二定位器PW各自具备致动器，以分别移动所述掩模支撑件MT和所述衬底支撑件WT。所述致动器可以是用以沿单个轴线(例如y轴)提供驱动力的线性致动器。可以应用多个线性致动器以沿多个轴线提供驱动力。所述致动器可以是用以沿多个轴线提供驱动力的平面致动器。例如，所述平面致动器可以被布置成以6个自由度移动所述衬底支撑件WT。所述致动器可以是包括至少一个线圈和至少一个磁体的电磁致动器。所述致动器被布置成通过将电流施加至所述至少一个线圈来相对于所述至少一个磁体移动所述至少一个线圈。所述致动器可以是移动磁体型致动器，其具有分别联接至衬底支撑件WT、联接至掩模支撑件MT的所述至少一个磁体。致动器可以是移动线圈型致动器，其具有分别联接至衬底支撑件WT、联接至掩模支撑件MT的所述至少一个线圈。所述致动器可以是音圈致动器、磁阻致动器、洛伦兹致动器、或压电致动器，或者任何其它合适的致动器。

所述光刻设备LA包括如图3中示意性地描绘的位置控制系统PCS。所述位置控制系统PCS包括设定点产生器SP、前馈控制器FF和反馈控制器FB。所述位置控制系统PCS将驱动信号提供至所述致动器ACT。所述致动器ACT可以是所述第一定位器PM或所述第二定位器PW的致动器。所述致动器ACT驱动了设施或设备P，所述设备P可以包括所述衬底支撑件WT或所述掩模支撑件MT。所述设备P的输出是位置量，诸如位置或速度或加速度。利用所述位置测量系统PMS来测量所述位置量。所述位置测量系统PMS产生信号，所述信号是表示所述设备P的所述位置量的位置信号。所述设定点产生器SP产生信号，所述信号是表示所述设备P的所需的位置量的参考信号。例如，所述参考信号表示所述衬底支撑件WT的所需的轨迹。所述参考信号与位置信号之间的差形成所述反馈控制器FB的输入。基于所述输入，所述反馈控制器FB针对所述致动器ACT提供所述驱动信号的至少一部分。所述参考信号可以形成所述前馈控制器FF的输入。基于所述输入，所述前馈控制器FF针对所述致动器ACT提供所述驱动信号的至少一部分。前馈FF可以利用关于所述设备P的动力特性的信息，诸如质量、刚度、共振模态和本征频率。

图4示出干涉仪系统IFS的实施例，所述干涉仪系统IFS被布置成确定关注的物体OI相对于参考物体RO的位移。

所述干涉仪系统IFS包括用于提供辐射束的光源LS，例如激光源。此辐射束被引导到与所述光源LS相邻的光纤OF的源端SOE中。所述光纤OF将所述辐射束引导至所述光纤OF的测量端MEE。所述光纤OF的所述测量端MEE由光纤端保持装置HOD来保持。所述光纤端保持装置HOD是被安装在关注的物体OI上的光学单元OU的部分。

在所述测量端MEE处，所述光纤OF包括端部表面ES。所述端部表面ES是半透明表面，所述半透明表面被布置成部分地透射并且部分地反射所述辐射束以将所述辐射束拆分成由所述端部表面ES透射的测量束和由所述端部表面ES反射的参考束。

所述光学单元OU包括所述光纤端保持装置HOD、准直透镜COL和反射镜MIR。在所述端部表面ES处离开所述光纤OF的所述测量束将被所述准直透镜COL投影到所述反射镜MIR上。所述反射镜MIR将使所述测量束的传播方向从x方向改变成z方向以朝向所述参考物体RO引导所述测量束。

在所述参考物体RO上，在传感器腔槽或凹窝(pocket)中，安装隅角棱镜COC，所述隅角棱镜COC沿与所述测量束被引导到所述隅角棱镜COC上的方向大致/实质上相同的方向反射所述测量束。被反射的测量束由所述反射镜MIR接收，所述反射镜MIR引导被反射的测量束至少部分地在所述光纤OF的所述端部表面ES上向后通过所述准直透镜COL。

在所述端部表面ES处，被反射的测量束将被所述端部表面ES部分地透射并且再次进入所述光纤OF。在所述光纤OF中，被反射的测量束将与在所述端部表面ES上反射的所述参考束重新组合，以形成重新组合束。

在环行器CIRC处，所述重新组合束将被引导到光学检测器光纤DFI中，所述光学检测器光纤DFI将所述重新组合束引导至光检测器DET。所述光检测器DET将接收所述重新组合束并且基于所接受的重新组合束向处理单元PU提供检测器信号以处理所述检测器信号。通过在所述处理单元PU中处理所述检测器信号，可以确定关注的物体OI相对于所述参考物体RO的位移。所述位移的确定是基于在所述重新组合束的被反射的参考束与被反射的测量束之间的干涉。

图4的实施例具有一些缺点。此实施例的第一缺点在于，所述干涉仪系统IFS需要隅角棱镜COC被安装在所述参考物体RO上。在一些应用中，这种隅角棱镜COC的可用空间可能很小。例如，在用于测量冷却罩相对于度量框架的位移的干涉仪系统IFS中，安装在所述度量框架上的物体可以被用作参考物体。被安装在所述度量框架上的这种物体例如是用于所述衬底平台的Z反射镜，即，用于对所述光刻设备中的衬底平台的z位置进行的测量的参考元件。使用粘结结合或任何其它适合的附接技术将所述隅角棱镜COC附接至此Z反射镜意味着此Z反射镜的稳定性风险，并且因此可能导致对于所述衬底平台的不正确的位置测量结果。

另外，可能需要将所述隅角棱镜COC布置在所述Z反射镜中的腔槽孔中，如图4中示出的，以防止所述隅角棱镜从所述Z反射镜延伸。此腔槽孔可以引发所述Z反射镜的稳定性/强度的另外的风险。此外，所述隅角棱镜COC的定位准确度应保持在所述干涉仪系统IFS的所述测量束的大小内。这还可以跨不同应用添加定位/调整要求。

图4的所述干涉仪系统IFS的另一缺点在于，由于在关注的物体OI与所述参考物体RO之间传播的所述干涉仪系统的所述测量束的束倾斜的效应，所述干涉仪布局可能对于从x/y方向到z方向的串扰敏感。理论上，此测量束垂直于另一方向，但是在实践中所述测量束没有被完美地对准。这导致所述测量束相对于理论测量方向的束倾斜，并且该束倾斜可能导致串扰。

当关注的物体OI(例如冷却罩)被安装在基部框架上并且所述隅角棱镜COC被附接至安装在度量框架上的所述Z反射镜上时，由于所述束倾斜，则x/y方向上的相对运动可能导致在Z方向上的测量误差。为了减少此串扰，所述束倾斜可能需要调整至小于约0.2mRad的值。这意味着在所述干涉仪系统IFS在所述光刻设备中的构造和配置期间相当大的影响。此外，当存在关注的物体OI的位置的改变时所述调整可能需要被重复。

图5示意性地描绘了根据本发明的干涉仪系统IFS的第一实施例。所述光源LS、所述光检测器DET和处理单元PU可以与图4的实施例的所述光源LS、所述光检测器DET和所述处理单元PU是大致相同的。

所述光源LS(例如激光源)被布置成提供辐射束。此辐射束被引导到与所述光源LS相邻的光纤OF的源端SOE中。所述光纤OF将所述辐射束引导至所述光纤OF的测量端MEE。所述光纤OF的所述测量端MEE由光纤端保持装置HOD来保持。所述光纤端保持装置HOD是被安装在关注的物体OI上的光学单元OU的部分。

在所述测量端MEE处，所述光纤包括端部表面ES。所述端部表面是半透明表面，所述半透明表面被布置成部分地透射并且部分地反射所述辐射束以将所述辐射束拆分成由所述端部表面ES透射的测量束和由所述端部表面ES反射回到所述光纤OF中的参考束。

所述光学单元OU包括所述光纤端保持装置HOD、准直透镜COL、反射镜MIR和隅角棱镜COC。此光学单元OU的优点在于，所述光纤端保持装置HOD、所述准直透镜COL、所述反射镜MIR和所述隅角棱镜COC相对于彼此具有固定位置关系。在所述参考物体RO上，仅设置平坦的反射表面RFS，所述反射表面RFS反射被引导至所述反射表面RFS的任何束。所述反射表面RFS是例如反射涂层。

所述反射镜MIR的角度被选择为使得在所述测量束在所述反射表面RFS上反射之后，以一角度朝向所述反射表面RFS被引导的光束将被所述隅角棱镜COC接收。

在所述端部表面ES处离开所述光纤OF的所述测量束将被所述准直透镜COL投影到所述反射镜MIR上，以将所述测量束的传播方向从x方向改变为将所述测量束朝向所述反射表面RFS引导到所述参考物体RO上的倾斜方向。将所述测量束朝向所述反射表面RFS方向引导的倾斜方向可以相对于与所述反射表面RFS垂直的方向具有在5度至30度范围内的角度ANG，例如相对于与所述反射表面RFS垂直的方向呈10度至20度，诸如约15度。

选择所述反射镜MIR、所述反射表面RFS与所述隅角棱镜COC之间的距离，以及所述测量束相对于所述反射表面RFS的角度ANG，使得在所述反射表面处，所述测量束将朝向所述隅角棱镜COC被反射。所述隅角棱镜COC将以与所述隅角棱镜COC接收所述测量束相同的角度将所述测量束反射回到所述反射表面RFS。在所述反射表面RFS处，被反射的测量束又以角度ANG被朝向所述反射镜MIR反射。

被反射的测量束由所述反射镜MIR接收，所述反射镜MIR引导被反射的测量束穿过所述准直透镜COL至少部分地入射到所述光纤OF的所述端部表面ES上。

在所述端部表面ES处，被反射的测量束将被所述端部表面ES部分地透射并且再次进入所述光纤OF。在所述光纤OF中，被反射的测量束将与在所述端部表面ES上反射的所述参考束组合，以形成重新组合束，所述重新组合束经由环行器CIRC被引导至所述光检测器DET。所述检测器DET将提供可以由处理单元PU处理的检测器信号。

图5的实施例的所述干涉仪系统IFS具有以下优点：干涉仪系统IFS仅需要所述参考物体RO上的反射表面RFS来实现测量，可以基于所述测量的结果来确定关注的物体OI相对于所述参考物体RO的位移。这样的反射表面RFS的设置对所述参考物体RO的构造具有相对低的影响。

另外，在图5的实施例中，不通过所述测量束的所述束倾斜，而是仅通过所述反射表面RFS的倾斜，来确定x方向与测量方向之间的任何串扰。此倾斜对所述测量具有较少影响并且可以被容易地确定并且在需要时被补偿。因此，图5的所述干涉仪系统IFS对串扰较不敏感。结果，对于所述干涉仪系统IFS的构造和配置存在较不严格的要求。

图6示意性地描绘了用于在光刻设备中使用的根据本发明的干涉仪系统IFS的第二实施例。

所述光源LS(例如激光源)被布置成提供偏振辐射束。此偏振辐射束在所述光纤OF的测量端MEE处由所述光纤OF引导至端部表面ES。所述光纤OF被构造成维持偏振辐射束的偏振。

所述光纤OF的所述测量端MEE由光纤端保持装置HOD来保持。所述光纤端保持装置HOD是光学单元OU的被安装在关注的物体OI上的部分。

所述光纤OF的所述端部表面ES是半透明表面，所述半透明表面被布置成部分地透射并且部分地反射所述辐射束以将所述辐射束拆分成由所述端部表面ES透射的测量束和由所述端部表面ES反射回到所述光纤OF中的参考束。

所述光学单元OU包括所述光纤端保持装置HOD、准直透镜COL、偏振分束器PBS、四分之一波长板QLP和隅角棱镜COC。在所述参考物体RO上，仅设置平坦的反射表面RFS，所述反射表面RFS反射被引导至所述反射表面RFS的任何束。

所述偏振分束器PBS的角度被选择为使得所述偏振分束器PBS将所述偏振测量束的传播方向从x方向改变为z方向以便以大致垂直于所述反射表面RFS的方向朝向所述参考物体RO上的所述反射表面RFS引导所述测量束。在所述反射表面RFS处，所述偏振测量束将被反射回到布置在所述光学单元OU中的所述偏振分束器PBS。当从关注的物体OI上的所述光学单元OU传播至所述参考物体RO并且从所述参考物体RO返回到所述偏振分束器PBS时，所述测量束穿过所述四分之一波长板QLP两次。这改变了所述测量束的偏振，使得所述偏振测量束现在将由所述偏振分束器PBS朝向所述隅角棱镜COC透射。所述隅角棱镜COC将反射所述偏振测量束，使得所述偏振测量束将再次通过所述偏振分束器PBS、所述四分之一波长板QLP，并且将被引导至所述参考物体RO上的所述反射表面RFS。在所述反射表面RFS处，所述偏振测量束将被反射回到所述偏振分束器PBS。所述偏振测量束已经再次通过所述四分之一波长板QLP两次，使得偏振变回到原始偏振。

被反射的测量束现在由所述偏振分束器PBS反射，并且被引导通过所述准直透镜COL至少部分地入射到所述光纤OF的所述端部表面ES上。

在所述端部表面ES处，被反射的测量束将由所述端部表面ES至少部分地透射并且再次进入所述光纤OF。在所述光纤OF中，被反射的测量束将与在所述端部表面ES上反射的所述参考束组合，以形成重新组合束，所述重新组合束由所述环行器CIRC从所述光纤OF引导至所述检测器光纤DFI。所述光检测器DET将接收所述重新组合束并且基于所接受的重新组合束向处理单元PU提供检测器信号以处理所述检测器信号。

对应于图5的实施例，图6的实施例的所述干涉仪系统IFS也仅需要所述参考物体RO上的反射表面RFS，并且串扰不依赖于所述测量束的所述束倾斜。这允许所述干涉仪系统IFS的较不严格的构造和配置，并且对所述参考物体RO的构造具有相对低的影响。

另外的优点在于，所述干涉仪系统可以在所述参考物体RO与关注的物体OI之间的大的距离范围中起作用，因为所述测量束在所述参考物体RO与关注的物体OI之间沿z方向(即，垂直于所述反射表面RFS)传播。

图6的实施例的所述干涉仪系统IFS相比于图5的实施例的缺点在于，图6的实施例需要被配置成处理偏振束的偏振元件，诸如提供偏振测量束的光源LS、维持所述偏振的光纤、所述偏振分束器PBS、以及所述四分之一波长板QLP。通常，这些偏振元件较复杂且昂贵。

虽然在本文中可以具体提及对光刻设备在IC制造中的使用，但是应理解，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头，等等。

虽然在本文中在光刻设备的情境下具体提及本发明的实施例，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

也可以通过以下方面来描述本发明：

1.一种干涉仪系统，所述干涉仪系统用于确定关注的物体相对于参考物体的位移，所述干涉仪系统包括：

光源，所述光源用于提供辐射束，

光纤，所述光纤用于将所述辐射束从与所述光源相邻的源端引导至测量端，

光学单元，所述光学单元被布置在所述关注的物体上并且包括光纤端保持装置，所述光纤端保持装置用于保持所述光纤的所述测量端，以及

反射件，所述反射件被布置在所述关注的物体上，

其中所述光纤的所述测量端的包括端部表面，所述端部表面被布置成部分地透射并且部分地反射所述辐射束以将所述辐射束拆分成由所述端部表面透射的测量束和由所述端部表面反射的参考束，

其中所述光学单元被布置成将所述测量束引导至所述参考物体上的反射表面，其中所述反射件被布置成接收在所述反射表面上反射之后的所述测量束并且将所述测量束反射回到所述反射表面，并且其中所述光学单元被布置成接收被反射的所述测量束并且将被反射的所述测量束至少部分地引导至所述端部表面以与所述参考束形成重新组合束。

2.根据方面1所述的干涉仪系统，其中，所述光学单元被布置成以与所述反射表面成非垂直的角度引导所述测量束。

3.根据方面1或2所述的干涉仪系统，其中，所述反射件被布置成沿与所述反射件接收所述辐射束所沿的方向相同的方向反射所述辐射束。

4.根据前述方面中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述反射件被包括在所述光学单元内。

5.根据前述方面中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述反射件是隅角棱镜。

6.根据前述方面中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述干涉仪系统包括反射镜，所述反射镜被布置成相对于所述测量束是非垂直的以便调适所述测量束的测量方向。

7.根据前述方面中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述参考物体上的所述反射表面是平坦的反射表面。

8.根据前述方面中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述干涉仪系统包括：

检测器，所述检测器用于接收所述重新组合束并且基于所接收的重新组合束来提供检测器信号，

处理单元，所述处理单元用于处理所述检测器信号。

9.根据前述方面中的任一项所述的干涉仪系统，其中，所述关注的物体被安装至光刻设备的基部框架，和/或其中所述参考物体被安装至所述光刻设备的度量框架。

10.根据前述方面中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述干涉仪系统包括准直透镜。

11.根据前述方面中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述测量束是偏振束，其中所述光学单元包括偏振分束器和四分之一波长板，其中每次所述测量束从所述关注的物体被引导至所述参考物体以及从所述参考物体被引导至所述关注的物体时，所述测量束通过所述四分之一波长板。

12.一种光刻设备，包括干涉仪系统，所述干涉仪系统用于确定关注的物体相对于参考物体的位移，所述干涉仪系统包括：

光源，所述光源用于提供辐射束，

光纤，所述光纤用于将所述辐射束从与所述光源相邻的源端引导至测量端，

光学单元，所述光学单元被布置在所述关注的物体上，所述光学单元包括光纤端保持装置，所述光纤端保持装置用于保持所述光纤的所述测量端，以及

反射件，所述反射件被布置在所述关注的物体上，

其中所述光纤的所述测量端的包括端部表面，所述端部表面被布置成部分地透射并且部分地反射所述辐射束以将所述辐射束拆分成由所述端部表面透射的测量束和由所述端部表面反射的参考束，

其中所述光学单元被布置成将所述测量束引导至所述参考物体上的反射表面，其中所述反射件被布置成接收在所述反射表面上反射之后的所述测量束并且将所述测量束反射回到所述反射表面，并且其中所述光学单元被布置成接收被反射的所述测量束并且将被反射的所述测量束至少部分地引导至所述端部表面以与所述参考束形成重新组合束。

13.根据方面12所述的光刻设备，其中，所述光学单元被布置成以与所述反射表面成非垂直的角度引导所述测量束。

14.根据方面12或13所述的光刻设备，其中，所述关注的物体被安装至所述光刻设备的基部框架。

15.根据方面12至14中任一项所述的光刻设备，其中，所述参考物体被安装至所述光刻设备的度量框架。

虽然上文已经在光学光刻术的情境下具体提及实施例的使用，但是将理解，在情境允许的情况下，本发明不限于光学光刻术并且可以在其它应用中使用，例如压印光刻术。

在情境允许的情况下，可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实施本发明的实施例。本发明的实施例也可以被实施为存储在机器可读介质上的、可以由一个或更多个处理器读取和执行的指令。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁存储介质；光学存储介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。另外，本文中，可以将固件、软件、例程、指令描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这些动作实际上是由计算装置，处理器，控制器，或执行固件、软件、例程、指令等的其它装置产生的，并且这样做可以使致动器或其它装置与实体世界交互。

虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是将理解，可以与所描述的不同的方式来实践本发明。上文的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下文阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。

Claims (15)

1.一种干涉仪系统，所述干涉仪系统用于确定关注的物体相对于参考物体的位移，所述干涉仪系统包括：

光源，所述光源用于提供辐射束，

光纤，所述光纤用于将所述辐射束从与所述光源相邻的源端引导至测量端，

光学单元，所述光学单元能够布置在所述关注的物体上并且包括光纤端保持装置，所述光纤端保持装置用于保持所述光纤的所述测量端，以及

反射件，所述反射件能够布置在所述关注的物体上，

其中所述光纤的所述测量端的包括端部表面，所述端部表面被布置成部分地透射并且部分地反射所述辐射束以将所述辐射束拆分成由所述端部表面透射的测量束和由所述端部表面反射的参考束，

其中所述光学单元能够布置成将所述测量束引导至所述参考物体上的反射表面，其中所述反射件被布置成接收在所述反射表面上反射之后的所述测量束并且将所述测量束反射回到所述反射表面，并且其中所述光学单元被布置成接收被反射的所述测量束并且将被反射的所述测量束至少部分地引导至所述端部表面以与所述参考束形成重新组合束。

2.根据权利要求1所述的干涉仪系统，其中，所述反射件被布置成沿与所述反射件接收所述辐射束所沿的方向相同的方向反射所述辐射束。

3.根据权利要求1或2所述的干涉仪系统，其中，所述反射件被包括在所述光学单元内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述反射件是隅角棱镜。

5.根据前述权利要求中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述干涉仪系统包括反射镜，所述反射镜被布置成相对于所述测量束是非垂直的以便调适所述测量束的测量方向。

6.根据前述权利要求中任一项所述的干涉仪系统，其中，能够布置于所述参考物体上的所述反射表面是平坦的反射表面。

7.根据前述权利要求中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述干涉仪系统包括：

检测器，所述检测器用于接收所述重新组合束并且基于所接收的重新组合束来提供检测器信号，

处理单元，所述处理单元用于处理所述检测器信号。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的干涉仪系统，其中，所述关注的物体能够安装至光刻设备的基部框架，和/或其中所述参考物体能够安装至所述光刻设备的度量框架。

9.根据前述权利要求中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述干涉仪系统包括准直透镜。

10.根据权利要求1所述的干涉仪系统，其中，所述光学单元被布置成以与所述反射表面成非垂直的角度引导所述测量束。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的干涉仪系统，其中，所述测量束是偏振束，其中所述光学单元包括偏振分束器和四分之一波长板，其中每次所述测量束从所述关注的物体被引导至所述参考物体以及从所述参考物体被引导至所述关注的物体时，所述测量束通过所述四分之一波长板。

12.一种光刻设备，包括前述权利要求中任一项所述的用于确定关注的物体相对于参考物体的位移的所述干涉仪系统。

13.根据权利要求12所述的光刻设备，其中，所述光学单元被布置成以与所述反射表面成非垂直的角度引导所述测量束。

14.根据权利要求12或13所述的光刻设备，其中，所述关注的物体被安装至所述光刻设备的基部框架。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的光刻设备，其中，所述参考物体被安装至所述光刻设备的度量框架。

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