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Bei
verschiedenen Anwendungen ist es erforderlich, genaue Informationen
hinsichtlich der Position eines Objekts zu erfassen. Das interessierende Objekt
kann positionsmäßig fest
sein oder kann ein bewegbares sein. Positionierungssysteme und Messsysteme
z. B., die in der Integrierte-Schaltung-Fertigungsindustrie
verwendet werden, müssen einen
hohen Pegel einer Genauigkeit aufweisen. Vor einer Wafervereinzelung
wird ein Array von identischen integrierten Schaltungen auf einem
Halbleiterwafer durch ein schrittweises Bewegen des Wafers relativ
zu einem System oder einer Systemkomponente gebildet, wie beispielsweise
einer bildtragenden Zwischenmaske. Oft sind sowohl die Zwischenmaske
als auch der Wafer mit Stufen verbunden, die bewegbar sind. Wie
dieselbe hierin verwendet wird, umfasst eine „Waferstufe" sowohl eine Vorrichtung zum
Tragen des Wafers und/oder die Vorrichtung zum Tragen der Zwischenmaske.
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Eine
typische Waferstufe ist in eine senkrechte X- und Y-Richtung bewegbar.
Die Waferstufe kann deshalb nach jeder Belichtung des Wafers schrittweise
bewegt werden. Bei der Verwendung einer Zwischenmaske z. B. kann
eine Photoresistschicht wiederholt durch ein Projizieren eines Bilds der
Zwischenmaske durch eine Projektionslinse zu einem Bereich auf dem
Wafer, ein schrittweises Bewegen der Waferstufe und ein Wiederholen
des Belichtens auf einen Wafer belichtet werden. Der Wafer wird
unter Verwendung der X- und
der Y-Bewegung der Waferstufe hin- und herbewegt, bis jede integrierte
Schaltungsregion ordnungsgemäß belichtet
ist. Zusätzlich
zu den Bewegungen in die X- und die Y-Richtung ist eine Z-Achsenbewegung ermöglicht. Bei
einer Waferlithographie kann die Z-Achse auch als die optische Belichtungsachse
oder die „Fokus"-Achse betrachtet
werden. Der erforderliche Bewegungsbereich in die Z-Richtung ist
erheblich geringer als die notwendigen Bereiche in die X- und die Y-Richtung.
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Ein
Erfassen von Positionsinformationen hinsichtlich einer Bewegung
einer Waferstufe in die Z-Richtung ist etwas problematischer als
ein Erfassen derartiger Informationen für eine X- und eine Y-Bewegung.
Ein Ansatz, um Z-Achsenmessungen zu
liefern, besteht darin, einen Codierer zu verwenden, der interferometrische
Techniken einsetzt. Eine Besorgnis bei diesem Ansatz ist, dass Interferometerkomponenten
relativ groß sein
müssen,
um die gebeugten Ordnungen aufzunehmen, wenn sich die Stufe durch
den vollen Bereich derselben verschiebt, da der erforderliche Beugungswinkel
relativ groß sein muss,
um die Zielgenauigkeit zu erreichen. Als eine Alternative kann ein
standardmäßiges Michelson-Interferometer
verwendet werden, um Z-Achsenbewegungen
zu überwachen.
Falls jedoch die Messung von der Projektionslinsenseite der Waferstufe
durchgeführt
wird, muss der Prozentsatz einer nutzbaren Stufenfläche, der
für den
Wafer oder die Zwischenmaske verfügbar ist, (für eine Stufe
gegebener Größe) kleiner
sein, da das Laserlicht von dem Interferometer nicht auf den Wafer
oder die Zwischenmaske auftreffen sollte. Falls jedoch die Messung
von der Seite der Stufe gegenüber
der Projektionslinse durchgeführt
wird, muss das Messsystem eine Zwischenreferenz verwenden, wie beispielsweise
den Stein unter der Stufe. Neben anderen möglichen Nachteilen erfordert
dies eine getrennte Messung des Steins relativ zu der Projektionslinse.
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1 stellt einen anderen Ansatz,
um Positionsinformationen einer Waferstufe 10 entlang einer Z-Achse
zu erfassen, dar. Dieser Ansatz ist detailliert in dem US-Patent
Nr. 6,208,407 an Loopstra beschrieben. Ein Wafer 12 ist
als auf der Stufe für
eine Belichtung durch Projektionsoptiken oder ein Belichtungswerkzeug 14 getragen
gezeigt. Der Vorteil dieses Ansatzes ist, dass, obwohl das Interferometer 16 bei
der Seite der Stufe 10 positioniert ist, genaue Z-Achsenmessungen erhalten
werden können.
Dies ist durch ein ordnungsgemäßes Positionieren
von Spiegeln ermöglicht,
die eine Z-Messachse 18 einrichten, die parallel zu der
Z-Achse 20 des Belichtungssystems ist. Ein erster Spiegel 22 ist
mit einem 45°-Winkel
zu einer Bewegung der Stufe 10 entlang der X- oder der
Y-Richtung angeordnet. Ein Messstrahl 24 von dem Interferometer
trifft auf den 45°-Spiegel
auf, um die Z-Messachse 18 einzurichten. Ein horizontaler
Spiegel 26 ist an einer Struktur 28 des Belichtungssystems
angebracht, so dass der Strahl zu dem ersten Spiegel 22 umgerichtet
wird, der den zurückgegebenen
Strahl zu dem Interferometer 16 reflektiert. Zusätzlich zu
dem Messstrahl 24 projiziert das Interferometer einen Teststrahl 30 für eine Reflexion
von einer vertikalen Oberfläche 31 der Stufe 10.
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Wie
es in 1 zu sehen ist,
resultiert eine Bewegung der Waferstufe 10 entlang der
Z-Achse 20 in einer Veränderung
bei der Länge
des Strahlwegsegments von dem 45°-Spiegel 22 zu
dem horizontalen Spiegel 26. Während somit das Interferometer 16 bei
der Seite der Stufe positioniert ist, weist der Messstrahl 24 ein
Wegsegment auf, das sich längenmäßig im Einklang
mit Z-Achsenverschiebungen bzw. -verlagerungen der Stufe verändert. In
der Tat stellt die Reflexion von dem horizontalen Spiegel 26 zu
dem 45°-Spiegel
ein zweites Strahlwegsegment bereit, das sich im Einklang mit einer
Z-Achsenbewegung
der Stufe verändert.
Die Länge
jedes Strahlwegsegments für
den Teststrahl 30 ist jedoch fest, wenn die Stufe 10 nicht
in die X-Richtung bewegt wird.
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Während der
Ansatz, der mit Bezug auf 1 beschrieben
ist, für
die beabsichtigten Zwecke desselben gut wirksam ist, gibt es Kostenbesorgnisse,
da der horizontale Spiegel 26 eine relativ große reflektierende
Komponente ist, die einen hohen Grad an Planarität erfordert. Wenn sich außerdem die
Leitungsbreiten der Merkmale von integrierten Schaltungen verringern,
erhöht
sich die Größe der Projekti onslinse
der Projektionsoptik 14. In 1 würde dies in
einer Erhöhung
des Durchmessers der Projektionsoptiken resultieren. Als eine Folge
erlegt das Erfordernis eines horizontalen Spiegels 26,
um den gesamten Bewegungsbereich der Stufe aufzunehmen, eine mögliche Schwierigkeit
mit Bezug auf ein Erreichen weiterer Reduzierungen von Leitungsbreiten auf.
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Für Systeme,
bei denen die Erhöhung
bei einer Größe einer
Projektionslinse kein Thema ist, gibt es eventuell andere Gründe zum
Vermeiden der Verwendung eines horizontalen Spiegels eines ähnlichen
Typs und einer ähnlichen
Ausrichtung von 1.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Erfassen
von Positionsinformationen, die für eine spezifische Achse relevant sind,
ein Verfahren zum Verwenden eines interferometrischen Systems, um
Positionsinformationen einer bewegbaren Vorrichtung entlang einer
spezifischen Achse zu erfassen, und ein System zum Erfassen von
Positionsinformationen, die für
eine spezifische Achse relevant sind, mit verbesserten Charakteristika
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 und Anspruch 16
und ein Verfahren gemäß Anspruch
10 gelöst.
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Ein
System zum Erfassen von Positionsinformationen einer bewegbaren
Vorrichtung, die für
eine spezifische Achse relevant sind, ist erreicht, ohne zu erfordern,
dass entweder ein Interferometer oder Strahlsteuerungsbauglieder
bzw. Strahllenkbauglieder desselben bei einer Position positioniert
sein müssen,
die eine Leistungsfähigkeit
oder Entwurfsflexibilität
des Gesamtsystems beeinflussen würde, in
dem die bewegbare Vorrichtung eine Komponente ist. Wenn z. B. die
bewegbare Vorrichtung eine Waferstufe ist und die spezifische Achse
die vertikale Z-Achse ist, befinden sich die Strahlsteuerbauglieder des
Systems zum Erfassen von Positionsinformationen weder direkt über noch
direkt unter der Waferstufe.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst das System eine bewegbare Vorrichtung, die
eine erste und eine zweite reflektierende Fläche aufweist, ein Interferometer,
das positioniert ist, um Strahlen für ein Auftreffen auf die reflektierenden
Flächen
zu richten, und Strahlsteuerbauglieder bzw. Strahllenkbauglieder,
die mit Bezug auf das Interferometer und die reflektierenden Flächen positioniert
sind, um die reflektierten Strahlen zu manipulieren, um einen Strahlkombinierer
zu erreichen, ohne ein Strahlwegsegment zu erfordern, das sich längenmäßig im Einklang
mit Verschiebungen bzw. Versetzungen der bewegbaren Vorrichtung
entlang der Achse verändert.
Die bewegbare Vorrichtung kann eine „Waferstufe" sein, an der ein
Wafer oder eine Zwischenmaske für
eine Bewegung zwischen Schritten einer Fertigung einer integrierten
Schaltung befestigt ist. Bei dieser Anwendung ist die „spezifische Achse" die Z-Achse (d.
h. die optische Lithographieachse) und die reflektierenden Flächen sind
an der Seite der Waferstufe, einer Parallelen zu der Z-Achse, zugeordnet.
Die erste und die zweite reflektierende Fläche sind jedoch nicht parallel
zu der Z-Achse selbst.
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Um
ein „Auseinanderlaufen" des ersten Strahls
relativ zu dem zweiten Strahl auf ein Erreichen des Strahlkombinierers
hin zu steuern, sind die Winkel der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche und
die Positionen und Winkel der Strahlsteuerbauglieder vorzugsweise
ausgewählt,
derart, dass sich die zwei Strahlwege entgegengesetzt verändern, wenn
die bewegbare Vorrichtung entlang der Achse verschoben wird, für die die
Positionsinformationen erfasst werden. Das Interferometer kann konfiguriert
sein, um den ersten und den zweiten Strahl mit einem allgemein senkrechten
Winkel mit Bezug auf eine Verschiebung des bewegbaren Bauglieds entlang
der spezifischen Achse zu richten, wobei die erste und die zweite
reflektierende Fläche,
mit Bezug auf den senkrechten Winkel gemessen, entgegengesetzt geneigt
sind. Die Strahlsteuerbauglieder können einen ersten und einen
zweiten Strahlrückgabespiegel
umfassen, die jeweils in einer Ausrichtung mit der ersten und der
zweiten reflektierenden Fläche
positioniert sind, um zu bewirken, dass die Strahlen bei einem Zurückkehren
zu dem Interferometer die ursprünglichen
Strahlwegsegmente derselben zurücklaufen
(z. B. Planspiegel) oder parallel zu denselben laufen (z. B. Dachspiegel).
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Gemäß dem Verfahren
zum Verwenden des interferometrischen Systems, um die Positionsinformationen
zu erfassen, werden der erste und der zweite Strahl erzeugt und
zu der bewegbaren Vorrichtung hin gerichtet. Wie es vorhergehend
angemerkt ist, können
die Strahlen beide bei 90° zu
der spezifischen Achse sein. Die zwei Strahlen werden über Reflexionen
manipuliert, derart, dass jedes Strahlwegsegment, bei dem der Strahl
entweder auf die bewegbare Vorrichtung auftrifft oder durch dieselbe
reflektiert wird, symmetrisch zu einem entsprechenden Strahlwegsegment
für den
anderen Strahl ist, falls das bewegbare Bauglied bei der Strahlsymmetrieposition
desselben entlang der spezifischen Achse ist. Wenn jedoch die bewegbare
Vorrichtung von der Strahlsymmetrieposition derselben verschoben
ist, werden zumindest einige der Strahlwegsegmente längenmäßig verändert, wodurch
die Basis für ein
interferometrisches Bestimmen der Positionsinformationen bereitgestellt
ist. Die zwei Strahlen weisen unterschiedliche optische Charakteristika
(z. B. Frequenz und/oder Polarisation) auf, was den Einsatz von
standardmäßigen interferometrischen
Techniken ermöglicht.
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Das
System und das Verfahren ermöglichen, dass
alle optischen Bauglieder, die an einer Waferstufe befestigt sind,
jenseits der Bereiche der Waferstufenbewegungen in die X- und die Y-Richtung
bleiben, selbst falls die Waferstufe als sich über den möglichen Bewegungsbereich derselben
in die Z-Richtung hinaus bewegend betrachtet wird. Folglich ist
es unwahrscheinlich, dass die Positionen der optischen Bau glieder
Entwurfserwägungen
anderer Aspekte des Gesamtsystems beeinflussen, in dem die Erfindung
liegt.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Systems des Stands der Technik zum Erfassen
von Positionsinformationen, die für eine spezifische Achse relevant sind;
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2 eine
Seitenansicht eines Systems zum Erfassen von Positionsinformationen
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 eine
Seitenansicht einer möglichen Kombination
von optischen Komponenten zum Teilen und Rekombinieren von Strahlen
des Systems von 2;
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4 eine
Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels
der Erfindung, das Dachspiegel und ein geteiltes Prisma verwendet;
-
5 ein
drittes mögliches
Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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6 einen
Prozessfluss von Schritten zum Verwenden der Systeme von 2 – 5.
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Ein
System zum Erfassen von Positionsinformationen, die für eine spezifische
Achse relevant sind, wird als innerhalb einer Lithographieumgebung verwendet
beschrieben. Die Erfindung kann jedoch bei anderen Anwendungen verwendet
werden. Das System ist am besten für Anwendungen geeignet, bei denen
der Bewegungsbereich verglichen mit einem Bewegungsbereich bei einem
oder beiden der senkrechten Achsen relativ kleiner ist. In 2 kann
das System verwendet werden, um eine Bewegung entlang einer vertikalen
Z- Richtung zu überwachen,
die mit der optischen Belichtungsachse 32 (oder „Fokus"-Achse) eines Lithographiesystems 34 ausgerichtet
ist. Bei dieser speziellen Anwendung umfasst die bewegbare Vorrichtung
eine Waferstufe 36 und einen Prismareflektor 38,
der eine erste reflektierende Fläche 40 und
eine zweite reflektierende Fläche 42 aufweist.
Wie es vorhergehend angemerkt ist, ist der Ausdruck „Waferstufe" hierin als Stufen
umfassend definiert, die eine Zwischenmaske des Lithographiesystems
tragen, aber bei dem oberen Abschnitt des Systems und nicht dem
unteren Abschnitt, der in 2 gezeigt
ist. Es ist anzumerken, dass das Lithographiesystem gedreht sein
kann, so dass die Achse nicht mehr vertikal ist.
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Das
Positionserfassungssystem umfasst eine Quelle eines ersten Strahls 44 und
eines zweiten Strahls 46. Als eine Möglichkeit weist die Quelle einen
Laser 48 und einen Strahlteiler und -rekombinierer 50 auf.
Wie es unten ausführlicher
beschrieben wird, werden die rekombinierten Strahlen zu einem Detektor 52 gerichtet.
Der Laser 48, der Teiler und Rekombinierer 50 und
der Detektor 52 sind Komponenten eines Interferometers.
Der erste und der zweite Strahl können unterschiedliche Frequenzen
und Polarisationen aufweisen, wobei die unterschiedlichen Polarisationen
eine Trennung und Rekombination der Strahlen ermöglichen und wobei die unterschiedlichen
Frequenzen die Messungen von Strahlweglängen ermöglichen, wodurch die Basis
zum Erfassen und/oder Quantifizieren von Bewegungen bereitgestellt
ist.
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3 zeigt
lediglich beispielsweise eine detailliertere Anordnung von möglichen
Komponenten zum Implementieren des Interferometers. Der Laser 48 kann
ein standardmäßiger optischer
Zweifrequenzlaser sein. Die Frequenzdifferenz kann auf eine Anzahl
von Weisen erzeugt werden, einschließlich, aber nicht begrenzt
auf eine Zeeman-Teilung oder eine akustooptische Modulation. Ein
Helium-Neon-Laser kann verwendet werden, um einen Strahl bereitzustellen,
der orthogonale polarisierte Komponenten mit einer Frequenzdifferenz
aufweist.
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Der
Strahl von dem Laser 48 tritt in einen Strahlteiler 54 ein,
der polarisationsempfindlich ist. Der erste Strahl 44,
der eine spezielle Frequenz und Polarisation aufweist, durchläuft den
Strahlteiler, während
der zweite Strahl 46, der eine unterschiedliche Frequenz
und eine unterschiedliche Polarisation aufweist, intern zu einem
Spiegel 56 des Interferometers hin reflektiert wird.
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Auf
ein Austreten aus dem Strahlteiler 54 hin durchlaufen der
erste und der zweite Strahl 44 und 46 Viertelwellenplatten 58 bzw. 60.
Jede Viertelwellenplatte stellt eine kreisförmige Polarisation bereit.
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Die
zwei Strahlen 44 und 46 werden mit Winkeln von
weniger als 45° relativ
zu der Z-Achse zu der Stufe 36 hin gerichtet, die den befestigten
Wafer 62 aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel von 3 beträgt der Winkel
90° relativ
zu der Z-Achse. Deshalb sollten die Winkel der ersten und der zweiten
reflektierenden Fläche 40 und 42 des
Prismareflektors 38 kleiner als 45° zu dem eingehenden Strahlweg sein.
Ein Winkel von 45° oder
mehr würde
in einer Reflexion resultieren, die die Besorgnisse und Nachteile
von bekannten Ansätzen
trägt.
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Die
erste und die zweite reflektierende Fläche 40 und 42 des
Prismareflektors 38 bestimmen die Winkel der nächsten Strahlwegsegmente.
Ein Paar von Strahlsteuerbaugliedern 64 und 66 ist
positioniert, um die zwei Strahlen erneut zu reflektieren. Da die
Reflexion zurück
zu der Waferstufe ist, können die
zwei optischen Bauglieder als Strahlrückgabespiegel bezeichnet werden.
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Die
zweiten Reflexionen von dem Prismareflektor 38 richten
den ersten und den zweiten Strahl 44 und 46 zurück zu dem
Interferometer. Jeder Strahl folgt dem ursprünglichen Weg desselben zu dem
Interferometer, bei dem der zweite Strahl 46 erneut durch
den Interferometerspiegel 56 reflektiert wird. Auf einen Übergang
durch die zwei Viertelwellenplatten 58 und 60 hin
sind die Ausrichtungen der zwei Polarisationen derart, dass der
erste Strahl 44 nun reflektiert wird und der zweite Strahl 46 nun
ohne eine Reflexion durch den Strahlteiler 54 ausgebreitet wird.
Dies erzeugt einen kombinierten Strahl 68, der aus dem
Teiler bei dem unteren Tor desselben austritt, um den Detektor 52 zu
erreichen. Es kann irgendein Detektor eingesetzt werden, der herkömmlicherweise
bei einer Interferometrie verwendet wird. Der Detektor kann z. B.
eine Photodiode sein, die mit einem herkömmlichen Verstärker 70 und
einem Phasendetektor 72 verbunden ist. Wie es auf dem Gebiet gut
bekannt ist, können
Phasenverschiebungen verwendet werden, um Positionsinformationen
bezüglich
einer Stufenverschiebung zu erfassen.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 2 kann die Waferstufe 36 als
aktuell in einer „Symmetrieposition" befindlich betrachtet
werden, da jedes der vier Strahlwegsegmente des ersten Strahls 44,
das einen Kontakt mit der reflektierenden Fläche 40 betrifft, symmetrisch
zu einem entsprechenden Strahlwegsegment des zweiten Strahls 46 ist.
Das heißt
bei einem Vergleichen der Ausbreitungen des ersten und des zweiten
Strahls sind die Weglängen
zwischen dem Interferometer 50 und dem Prismareflektor 38 gleich
und die Weglängen
zwischen dem Prismareflektor und den Strahlsteuerspiegeln 64 und 66 sind gleich.
Wenn jedoch die Waferstufe 36 aufwärts oder abwärts entlang
der Z-Achse bewegt wird, verändern sich
die Längen
der Wegsegmente entgegengesetzt. Eine Abwärtsbewegung der Waferstufe
bewirkt, dass sich die vier relevanten Wegsegmente für den ersten Strahl 44 längenmäßig verringern,
da die erste reflektierende Fläche 40 entsprechend
geneigt ist. Die entgegengesetzte Neigung der zweiten reflektierenden Fläche 42 jedoch
bewirkt, dass sich die vier Strahlwegsegmente bei der Abwärtsbewegung
verlängern. Eine
Aufwärtsbewegung
der Waferstufe 36 erhöht die Längen der
Wegsegmente für
den ersten Strahl, aber verringert die Wegsegmente für den zweiten Strahl.
Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, ist die Gesamtlängenveränderung
für jeden
Strahlweg mit einem Faktor von Vier multipliziert, da sich vier
Wegsegmente einheitlich verändern.
Als ein Ergebnis der Multiplikation von Längenveränderungen kann die Phasenerfassungsverarbeitung,
die an dem kombinierten Strahl 68 durchgeführt wird,
verwendet werden, um die Verschiebungen der Waferstufe 36 genau
zu messen.
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Unter
jetziger Bezugnahme auf 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel nimmt ein Paar
von Reflektoren 74 und 76 den Platz des einzigen
Prismareflektors von 2 und 3 ein. Die zwei
entgegengesetzt geneigten reflektierenden Flächen 40 und 42 sind
jedoch immer noch vorgesehen. Ein erheblicherer Unterschied besteht
darin, dass anstelle eines Verwendens von Planspiegeln, um das Strahlsteuern
zu liefern, ein Paar von Dachspiegeln 78 und 80 verwendet
wird. Ein Dachspiegel kann aus zwei Spiegeln bestehen, die mit 90° miteinander
verbunden sind. Die Dachspiegel sind bei irgendeiner Ausrichtung,
die symmetrische Strahlsegmente einrichtet. Bei einigen Anwendungen
ist das Symmetrieerfordernis etwas gelockert, aber bei derartigen
Anwendungen darf es kein Strahlwegsegment geben, das sich längenmäßig im Einklang
mit Verschiebungen der bewegbaren Vorrichtung (wie beispielsweise der
Waferstufe 36) entlang der interessierenden Achse (wie
beispielsweise der Z-Achse) verändert.
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Die
Operationen des Positionsinformationserfassungssystems von 4 sind
allgemein identisch zu denselben des Ausführungsbeispiels von 2.
Dennoch sind die Strahlrückwege
für den
ersten und den zweiten Strahl 44 und 46 etwas
beabstandet von den ursprünglichen
Strahlausbreitungswegen. Weil dennoch die zwei reflektierenden Flächen 40 und 42 entgegengesetzt
geneigt sind und die Dachspiegel ordnungsgemäß ausgerichtet sind, sind die
vier Strahlwegsegmente, bei denen der erste Strahl 44 entweder
auf die reflektie rende Fläche 40 auftrifft
oder von derselben reflektiert wurde, symmetrisch zu den entsprechenden
Strahlwegsegmenten für
den zweiten Strahl 46, wenn die Waferstufe 36 bei der
Symmetrieposition derselben ist. Außerdem bewirkt irgendeine Bewegung
durch die Stufe entlang der Z-Achse derselben, dass sich die zwei
Strahlwege entgegengesetzt verändern.
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Die
innere Konfiguration (nicht gezeigt) des Strahlteilers und -rekombinierers 50 ist
entworfen, um die zwei eingehenden Strahlen zu rekombinieren, um
einen einzigen Strahl 68 zu bilden, der zu dem Detektor 52 gerichtet
ist. Dann können
herkömmliche Techniken
verwendet werden, um Positionsinformationen hinsichtlich der Waferstufe 36 zu
erfassen.
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5 zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Wie bei 4 sind Komponenten, die zu denselben,
die mit Bezug auf andere Ausführungsbeispiele
beschrieben. sind, identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Ein Laser 48 liefert das Eingangssignal zu einem
Strahlteiler und -rekombinierer 50. Durch einen Betrieb
des Strahlteilers werden ein erster und ein zweiter Strahl mit einer Differenz
bei einer Frequenz oder einer Polarisation oder beidem bereitgestellt.
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Ähnlich den
Ausführungsbeispielen
von 2, 3 und 4 folgt
jeder der zwei Strahlen einem Weg, der vier Wegsegmente umfasst,
die entweder auf die zugeordnete reflektierende Fläche 40 und 42 auftreffen
oder durch dieselbe reflektiert wurden. Das Bezugszeichen 82 stellt
zwei dieser Strahlsegmente für
den ersten Strahl dar, während
das Bezugszeichen 84 die zwei entsprechenden Strahlsegmente
für den
zweiten Strahl darstellt. Auf eine ähnliche Weise stellt das Bezugszeichen 86 die
anderen zwei Strahlsegmente für
den ersten Strahl dar (wo ein Kontakt mit der reflektierenden Fläche 40 hergestellt
wird) und das Bezugszeichen 88 stellt die entsprechenden
zwei Segmente für
den zweiten Strahl dar. Wenn sich die Waferstufe bei der Strahlsymmetrieposi tion
derselben befindet, ist die Kombination der Strahlsegmente 82 und 86 symmetrisch
zu der Kombination der Strahlsegmente 84 und 88.
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Der
erste Strahl tritt aus dem Strahlteiler und -rekombinierer 50 aus
und wird zu der reflektierenden Fläche 40 hin entlang
dem Strahlsegment gerichtet, das durch das Bezugszeichen 82 dargestellt
ist. Im Vergleich tritt der zweite Strahl aus dem oberen Tor des
Strahlteilers und -rekombinierers aus und wird durch einen Planspiegel 90 vor
einem Erreichen eines Penta-Spiegels 92 reflektiert. Alternativ
ist der Spiegel 90 ein Dachspiegel. Der zweite Strahl wird durch
den Penta-Spiegel manipuliert, um das anfängliche Strahlwegsegment zu
der reflektierenden Fläche 42 bereitzustellen.
Das zweite und das dritte Strahlwegsegment für beide Strahlen sind durch
die Rückgabereflexionen
zwischen den reflektierenden Flächen
und dem Ebenenspiegel 90 bereitgestellt. Die vierten Strahlsegmente
schließlich
sind für
die gleichen Strahlen koaxial zu den ersten Segmenten. Folglich
werden die zwei Strahlen rekombiniert und zu dem Detektor 52 gerichtet.
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Unter
jetziger Bezugnahme auf 6 umfasst ein Prozessfluss von
Schritten zum Implementieren der Erfindung gemäß einem Ausführungsbeispiel
den Schritt 94 eines Erzeugens eines ersten und eines zweiten
Strahls. Die zwei Strahlen sind mit Bezug auf eine Frequenz oder
eine Polarisation oder beides unterscheidbar. Es ist wahrscheinlich,
dass eine Leistungsfähigkeit
maximiert ist, wenn die Strahlen unterschiedliche Frequenzen und
orthogonale Polarisationen aufweisen. Die zwei Strahlen können unter
Verwendung von getrennten Lasern erzeugt werden oder die oben beschriebenen
Techniken für ein
Strahlteilen können
verwendet werden.
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Bei
einem Schritt 96 werden die zwei Strahlen gerichtet, um
auf eine bewegbare Vorrichtung aufzutreffen, wie beispielsweise
eine Waferstufe. In 2 werden beide Strahlen 44 und 46 durch
das Interferometer gerichtet, aber 5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem der zweite Strahl erst nach Reflexionen von einem Planspiegel 90 und
einem Penta-Spiegel 92 zu der bewegbaren Vorrichtung gerichtet
wird.
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Bei
einem Schritt 98 werden Strahlreflexionen verwendet, um
symmetrische Strahlsegmente einzurichten. Bei einigen Anwendungen
ist das Symmetrieerfordernis etwas gelockert, aber bei derartigen
Anwendungen darf es kein Strahlwegsegment geben, das sich längenmäßig im Einklang
mit Verschiebungen der bewegbaren Vorrichtung entlang der interessierenden
Achse verändert.
Wenn die bewegbare Vorrichtung entlang der spezifischen Achse verschoben
wird, wird die Symmetrie beeinflusst, da die Strahlwegsegmente für einen
Strahl sich verlängern,
während
die Wegsegmente für
den anderen Strahl längenmäßig reduziert
werden. Dennoch sind die Längendifferenzen
der einzelnen Segmente relativ gering, so dass die zugeordneten
Wegsegmente „im
Allgemeinen symmetrisch" bleiben.
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Die
zwei Strahlen werden bei einem Schritt 100 kombiniert.
Es können
herkömmliche
Techniken eingesetzt werden. Bei einem Schritt 102 werden dann
Positionsinformationen hinsichtlich der bewegbaren Vorrichtung bestimmt.
Wie es vorhergehend angemerkt ist, kann eine Phasenerfassung bei
einem Erfassen der Positionsinformationen verwendet werden.
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Während die
dargestellten Ausführungsbeispiele
der Erfindung Planspiegel, Dachspiegel und Penta-Spiegel verwenden,
können
dieselben durch andere reflektierende Komponenten ersetzt werden. Außerdem können andere
Typen von Strahlrückgabe-„Spiegeln" verwendet werden,
einschließlich
Brechungskomponenten, Beugungskomponenten und holographischer Komponenten.
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Ein
Vorteil der Erfindung resultiert direkt daraus, dass die erste und
die zweite reflektierende Fläche
an einer Seite der bewegbaren Vorrichtung positioniert sind, die einer
Parallelen zu der spezifischen Achse zugeordnet ist. Bei einigen
Anwendungen der Erfindung weist dies erhebliche Folgen auf. Bei
der Bewegung einer Waferstufe während
einer Fertigungsverarbeitung z. B. werden jegliche verbleibende
Begrenzungen auf einen Entwurf durch nicht messungsbezogene Faktoren
auferlegt. Die optischen Bauglieder, die mit den reflektierenden
Flächen
zusammenwirken, bleiben jenseits der Bereiche der Waferstufe, wenn
dieselbe in Richtungen senkrecht zu der Belichtungsachse bewegt
wird. Die optischen Bauglieder stören somit andere Erwägungen nicht.
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Bei
einer Lithographie und anderen möglichen
optischen Anwendungen sind Luftduschen für Zwecke, wie beispielsweise
ein Kühlen
und ein Reduzieren des Risikos einer Verunreinigung durch sich absetzende
Partikel vorgesehen. Eine Einheitlichkeit der Luftdusche kann wichtig
sein, da Unterbrechungen bei der Luftdusche Schwankungen bei dem
Brechungsindex von Luft bewirken können. Diese Schwankungen bei
dem Index können
wiederum Schwankungen bei der optischen Phase bewirken, die durch
ein Laserinterferometer gemessen wird, was zu einem Interferometermessfehler
führt.
Man glaubt, dass ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung
darin besteht, dass verglichen mit Techniken des Stands der Technik
zum Erfassen der erwünschten
Positionsinformationen die Wahrscheinlichkeit einer einheitlichen
Luftdusche erhöht
ist.
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Ein
Ansatz des Stands der Technik zum Bestimmen einer Bewegung einer
Waferstufe umfasst einen Stufenspiegel, der sich in einem 45°-Winkel zu dem
eingehenden Laserstrahl befindet (1). Eine Besorgnis
ist, dass, wenn sich die Stufe dreht, die Ausrichtung der Strahlpolarisation
zu der s- und der p-Richtung der Strahl/Spiegel-Schnittstelle bzw. -Grenzfläche sich
verschlechtert, was in einer Polarisationsdrehung resultiert. Im
Vergleich verwenden die Ausführungsbeispiele
von 2, 3, 4 und 5 reflektierende
Stufenflächen,
die beinahe normal zu der eingehenden Strahlung sind, wodurch die
Wirkungen einer Polarisationsdrehung minimiert werden.
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Noch
ein anderer Vorteil der Erfindung ist, dass der Dynamikbereich verbessert
ist. Einige Ansätze
des Stands der Technik bringen unbeabsichtigterweise ein Strahlscheren
ein, das für
die zwei Strahlen eines Interferometers unterschiedlich ist. Durch
ein Reduzieren des relativen Strahlscherens zwischen den sich störenden Strahlen
verbessert die vorliegende Erfindung den Dynamikbereich. Außerdem reduziert
die Reduzierung bei dem relativen Strahlscheren die Wirkung einer
wellenfrontbezogenen Messung. Jegliches Auseinanderlaufen eines Strahls
relativ zu dem anderen bei dem Detektor bleibt gut innerhalb der
annehmbaren Toleranzen für Anwendungen,
wie beispielsweise eine Verschiebung einer Waferstufe.