DE102021201816A1 - OPTICAL SYSTEM, MOUNTING DEVICE AND METHOD FOR POSITION MEASUREMENT OF A MEASUREMENT OBJECT - Google Patents
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Abstract
Ein optisches System (208) für eine Montagevorrichtung (200) für eine Lithographieanlage (100A, 100B), aufweisendeine Kamera (210) zur Aufnahme eines Bildes (218) von zumindest einem Teil eines Messobjekts (202) und einer Messmarkierung (216),einen Hintergrundkörper (224) mit einer fluoreszierenden Beschichtung (226), der dazu eingerichtet ist, von der Kamera (210) aus gesehen hinter dem Messobjekt (202) angeordnet zu sein, undeine Beleuchtungseinrichtung (212) zur Beleuchtung und zur Anregung einer Fluoreszenz der fluoreszierenden Beschichtung (226),wobei die Kamera (210) einen Filter (240) aufweist zum Durchlassen eines von der fluoreszierenden Beschichtung (226) ausgestrahlten Fluoreszenzlichts (234).An optical system (208) for a mounting device (200) for a lithography system (100A, 100B), having a camera (210) for recording an image (218) of at least part of a measurement object (202) and a measurement mark (216), a Background body (224) with a fluorescent coating (226), which is set up to be arranged behind the measurement object (202) as seen from the camera (210), and an illumination device (212) for illuminating and exciting a fluorescence of the fluorescent coating (226), wherein the camera (210) has a filter (240) for transmitting a fluorescent light (234) emitted by the fluorescent coating (226).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System, eine Montagevorrichtung und ein Verfahren zur Positionsmessung eines Messobjekts.The present invention relates to an optical system, a mounting device and a method for measuring the position of a measurement object.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to produce microstructured components such as integrated circuits. The microlithography process is carried out using a lithography system which has an illumination system and a projection system. The image of a mask (reticle) illuminated by the illumination system is projected by the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example a silicon wafer, in order to place the mask structure on the light-sensitive coating of the substrate transferred to.
In der Lithographieanlage müssen optische Elemente, wie beispielsweise Spiegel sehr genau positioniert sein. Beispielsweise müssen Facetten eines Facettenspiegels der Lithographieanlage sehr genau positioniert sein. Bei der Fertigung der Lithographieanlage ist es deswegen erforderlich die momentane Position eines optischen Elements, beispielsweise einer Facette eines Facettenspiegels, vor der endgültigen Montage des optischen Elements genau zu bestimmen und nötigenfalls zu korrigieren. Eine Positionsmessung erfolgt beispielsweise durch Aufnahme einer Kontur des optischen Elements, beispielsweise einer Kontur der Facette des Facettenspiegels, relativ zu einer daneben angeordneten Messmarkierung mit einem Kamerasystem. Dabei wird die Kontur des optischen Elements gegen einen hellen Bildhintergrund aufgenommen und so sichtbar gemacht. Außerdem wird die Messmarkierung von vorne beleuchtet, damit sie sichtbar ist. Nachteilig dabei ist, dass zwei Beleuchtungseinrichtungen erforderlich sind, einmal zur Erzeugung des hellen Bildhintergrunds (Hintergrundbeleuchtung) und einmal zur Beleuchtung der Messmarkierung (Auflichtbeleuchtung). Außerdem kann unerwünschtes Streulicht von den Kanten des optischen Elements die Positionsmessung in dem aufgenommenen Bild erschweren.In the lithography system, optical elements such as mirrors must be positioned very precisely. For example, facets of a facet mirror of the lithography system have to be positioned very precisely. When manufacturing the lithography system, it is therefore necessary to precisely determine and, if necessary, to correct the current position of an optical element, for example a facet of a facet mirror, before the final assembly of the optical element. A position is measured, for example, by recording a contour of the optical element, for example a contour of the facet of the facet mirror, relative to a measurement marking arranged next to it using a camera system. The contour of the optical element is recorded against a light image background and thus made visible. In addition, the measurement mark is illuminated from the front so that it can be seen. The disadvantage here is that two lighting devices are required, one for generating the bright image background (backlighting) and one for illuminating the measuring mark (reflected light illumination). In addition, unwanted stray light from the edges of the optical element can make position measurement in the captured image difficult.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System, eine Montagevorrichtung mit diesem optischen System und ein verbessertes Verfahren zur Positionsmessung eines Messobjekts bereitzustellen.Against this background, an object of the present invention is to provide an improved optical system, a mounting device with this optical system and an improved method for measuring the position of a measurement object.
Demgemäß wird ein optisches System für eine Montagevorrichtung für eine Lithographieanlage vorgeschlagen, welches eine Kamera zur Aufnahme eines Bildes von zumindest einem Teil eines Messobjekts und einer Messmarkierung aufweist. Das optische System weist außerdem einen Hintergrundkörper mit einer fluoreszierenden Beschichtung auf, der dazu eingerichtet ist, von der Kamera aus gesehen hinter dem Messobjekt angeordnet zu sein. Weiterhin weist das optische System eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung und zur Anregung einer Fluoreszenz der fluoreszierenden Beschichtung auf. Zudem weist die Kamera einen Filter auf zum Durchlassen eines von der fluoreszierenden Beschichtung ausgestrahlten Fluoreszenzlichts.Accordingly, an optical system for a mounting device for a lithography system is proposed, which has a camera for recording an image of at least part of a measurement object and a measurement marking. The optical system also has a background body with a fluorescent coating, which is set up to be arranged behind the measurement object as seen from the camera. Furthermore, the optical system has an illumination device for illuminating and for exciting a fluorescence of the fluorescent coating. In addition, the camera has a filter for letting through a fluorescent light emitted by the fluorescent coating.
Dadurch, dass der Hintergrundkörper die fluoreszierende Beschichtung aufweist, kann ein Hintergrundlicht, gegen welches das Messobjekt aufgenommen werden kann, einfach bereitgestellt werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass der Hintergrundkörper selbstleuchtend ist. Folglich ist keine Beleuchtungseinrichtung und/oder Anschlüsse für eine Beleuchtungseinrichtung, wie beispielsweise ein elektrischer Anschluss, an dem Hintergrundkörper selbst erforderlich. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das optische System mit dem Hintergrundkörper mobil sein soll und innerhalb einer Fertigungsanlage bewegt werden soll. Durch die Bereitstellung einer ausreichend hellen Hintergrundbeleuchtung kann das Messobjekt deutlich als dunkle Kontur vor dem hellen Hintergrund abgebildet werden.Because the background body has the fluorescent coating, a background light against which the measurement object can be recorded can be easily provided. In particular, it is not necessary for the background body to be self-luminous. Consequently, no lighting device and/or connections for a lighting device, such as an electrical connection, are required on the background body itself. This is particularly advantageous when the optical system is to be mobile with the background body and is to be moved within a production plant. By providing sufficiently bright background lighting, the measurement object can be clearly displayed as a dark contour against the light background.
Dadurch, dass die Kamera den Filter aufweist zum Durchlassen eines von der fluoreszierenden Beschichtung ausgestrahlten Fluoreszenzlichts, kann es reduziert oder vermieden werden, dass von dem Messobjekt gestreutes Streulicht in die Kamera gelangt. Insbesondere wird ein von dem Messobjekt gestreutes Anregungslicht teilweise oder vollständig von dem Filter herausgefiltert wird. Damit kann das Messobjekt besser in dem aufgenommenen Bild erkannt und vermessen werden.Because the camera has the filter for letting through a fluorescent light emitted by the fluorescent coating, it can be reduced or avoided that stray light scattered by the measurement object enters the camera. In particular, an excitation light scattered by the measurement object is partially or completely filtered out by the filter. The measurement object can thus be recognized and measured better in the recorded image.
Insbesondere sendet die Beleuchtungseinrichtung ein Anregungslicht mit einem ersten Wellenlängenbereich aus. Das Anregungslicht ist beispielsweise ein UV-Licht. Das Anregungslicht hat beispielsweise ein Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von kleiner 400 nm, z.B. bei 365 nm. Das auf die fluoreszierende Beschichtung des Hintergrundkörpers auftreffende Anregungslicht regt die fluoreszierende Beschichtung zum Aussenden des Fluoreszenzlichts in einem zweiten Wellenlängenbereich an. Der erste Wellenlängenbereich des Anregungslichts ist insbesondere verschieden von dem zweiten Wellenlängenbereich des Fluoreszenzlichts. Der zweite Wellenlängenbereich ist beispielsweise relativ zu dem ersten Wellenlängenbereich zu längeren Wellenlängen verschoben. Der zweite Wellenlängenbereich kann mit dem ersten Wellenlängenbereich teilweise überlappen, oder der erste und der zweite Wellenlängenbereich können disjunkt zueinander sein. In dem Beispiel, in dem das Anregungslicht ein Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von kleiner 400 nm, z.B. 365 nm, aufweist, hat das Fluoreszenzlicht beispielsweise ein Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von größer 400 nm, z.B. 435 nm.In particular, the illumination device emits an excitation light with a first wavelength range. The excitation light is UV light, for example. The excitation light has, for example, an intensity maximum at a wavelength of less than 400 nm, for example at 365 nm. The excitation light impinging on the fluorescent coating of the background body stimulates the fluorescent coating to emit fluorescent light in a second wavelength range. In particular, the first wavelength range of the excitation light is different from the second wavelength range of the fluorescent light. The second wavelength range is, for example, shifted to longer wavelengths relative to the first wavelength range. The second wavelength range may partially overlap the first wavelength range, or the first and second wavelength ranges may be disjoint be to each other. In the example in which the excitation light has an intensity maximum at a wavelength of less than 400 nm, e.g. 365 nm, the fluorescent light has an intensity maximum at a wavelength of greater than 400 nm, e.g. 435 nm.
Die Kamera ist insbesondere dazu eingerichtet, das Bild des zumindest einen Teils des Messobjekts gegen das von der fluoreszierenden Beschichtung des Hintergrundkörpers ausgestrahlte Fluoreszenzlicht aufzunehmen. Insbesondere erscheint das Messobjekt dunkel vor dem hellen Hintergrund des Fluoreszenzlichts in dem von der Kamera aufgenommenen Bild. Das Messobjekt selbst ist insbesondere nicht-fluoreszierend.In particular, the camera is set up to record the image of the at least one part of the measurement object against the fluorescent light emitted by the fluorescent coating of the background body. In particular, the measurement object appears dark against the bright background of the fluorescent light in the image recorded by the camera. The measurement object itself is in particular non-fluorescent.
Beispielsweise erscheint auch die Messmarkierung selbst dunkel vor dem hellen Hintergrund des Fluoreszenzlichts in dem von der Kamera aufgenommenen Bild. In diesem Fall ist die Messmarkierung selbst insbesondere nicht-fluoreszierend. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Messmarkierung auch fluoreszierend sein und sich von einem dunklen Hintergrund der Messmarkierung abheben.For example, the measurement mark itself also appears dark against the bright background of the fluorescent light in the image captured by the camera. In this case, the measurement marking itself is in particular non-fluorescent. In another embodiment, the measurement marking can also be fluorescent and stand out against a dark background of the measurement marking.
Mittels des mit der Kamera aufgenommenen Bildes kann beispielsweise die Position des Messobjekts bezüglich der beiden Raumrichtungen (X-Richtung, Y-Richtung) senkrecht zur Richtung einer optischen Achse der Kamera (Z-Richtung) vermessen werden. Die Messmarkierung ist beispielsweise in einer Ebene (XY-Ebene) senkrecht zur Richtung der optischen Achse der Kamera (Z-Richtung) angeordnet.The image recorded with the camera can be used, for example, to measure the position of the measurement object with respect to the two spatial directions (X direction, Y direction) perpendicular to the direction of an optical axis of the camera (Z direction). The measurement mark is arranged, for example, in a plane (XY plane) perpendicular to the camera optical axis direction (Z direction).
Die fluoreszierende Beschichtung ist insbesondere auf einer der Kamera zugewandten Oberfläche des Hintergrundkörpers aufgebracht. Die besagte Oberfläche und die fluoreszierende Beschichtung sind insbesondere in einer Ebene (XY-Ebene) senkrecht zur Richtung der optischen Achse der Kamera (Z-Richtung) angeordnet.The fluorescent coating is applied in particular to a surface of the background body that faces the camera. In particular, said surface and the fluorescent coating are arranged in a plane (XY plane) perpendicular to the direction of the optical axis of the camera (Z direction).
Der Filter ist insbesondere ein Bandpassfilter, ein Schmalbandfilter, ein Kurzpassfilter und/oder ein Langpassfilter.The filter is in particular a bandpass filter, a narrowband filter, a shortpass filter and/or a longpass filter.
In dem Beispiel, in dem das Anregungslicht ein Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von kleiner 400 nm (z.B. 365 nm) aufweist, und das Fluoreszenzlicht ein Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von größer 400 nm (z.B. 435 nm) aufweist, ist der Filter beispielsweise dazu eingerichtet, nur Licht mit Wellenlängen von 400 nm oder größer durchzulassen.In the example in which the excitation light has an intensity maximum at a wavelength of less than 400 nm (e.g. 365 nm) and the fluorescent light has an intensity maximum at a wavelength of more than 400 nm (e.g. 435 nm), the filter is set up, for example, to only transmit light with wavelengths of 400 nm or greater.
Das optische System ist insbesondere dazu eingerichtet, in einer Montagevorrichtung einer Lithographieanlage zum Einsatz zu kommen. Das optische System dient insbesondere dazu, das Messobjekt vor einer endgültigen Montage an einem Träger und/oder Rahmen genau zu positionieren.The optical system is set up in particular to be used in an assembly device of a lithography system. The optical system is used in particular to position the measurement object precisely before final mounting on a carrier and/or frame.
Die Lithographieanlage ist zum Beispiel eine DUV- oder eine EUV-Lithographieanlage. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Weiterhin steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.The lithography system is, for example, a DUV or an EUV lithography system. EUV stands for "extreme ultraviolet" and refers to a working light wavelength between 0.1 nm and 30 nm. DUV also stands for "deep ultraviolet" and denotes a working light wavelength between 30 nm and 250 nm.
Die DUV- oder EUV-Lithographieanlage umfasst ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem. Insbesondere wird mit der DUV- oder EUV-Lithographieanlage das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Silizium-wafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.The DUV or EUV lithography system includes a beam shaping and illumination system and a projection system. In particular, with the DUV or EUV lithography system, the image of a mask (reticle) illuminated by the illumination system is projected by the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example a silicon wafer to transfer the mask pattern to the photosensitive coating of the substrate.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Filter der Kamera dazu eingerichtet, Licht mit Wellenlängen außerhalb der Wellenlängen des Fluoreszenzlichts herauszufiltern.According to one embodiment, the filter of the camera is set up to filter out light with wavelengths outside the wavelengths of the fluorescent light.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ferner das Messobjekt auf, wobei das Messobjekt ein optisches Element, ein Spiegel, ein Facettenspiegel und/oder eine Facette eines Facettenspiegels für eine Lithographieanlage ist.According to a further embodiment, the optical system also has the measurement object, the measurement object being an optical element, a mirror, a facet mirror and/or a facet of a facet mirror for a lithography system.
Ein Facettenspiegel hat mehrere Facetten, die von einem Facettenspiegelrahmen getragen werden. Jede Facette weist eine reflektierende Schicht auf.A faceted mirror has multiple facets supported by a faceted mirror frame. Each facet has a reflective layer.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kamera zur Aufnahme mindestens einer Kontur des Messobjekts eingerichtet.According to a further embodiment, the camera is set up to record at least one contour of the measurement object.
Die Kontur des Messobjekts ist insbesondere ein Rand und/oder eine Kante des Messobjekts. Durch die vorteilhafte Hintergrundbeleuchtung mittels des Fluoreszenzlichts und den Filter der Kamera, der nur das Fluoreszenzlichts durchlässt, ist der Kontrast zwischen der Kontur des Messobjekts und dem Hintergrund besonders groß.The contour of the measurement object is in particular a border and/or an edge of the measurement object. The contrast between the contour of the measurement object and the background is particularly high due to the advantageous backlighting by means of the fluorescent light and the filter of the camera, which only lets the fluorescent light through.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kamera ein telezentrisches Objektiv auf.According to a further embodiment, the camera has a telecentric lens.
Durch das telezentrische Objektiv kann das Messobjekt ohne perspektivische Verzerrung erfasst werden. Insbesondere weist die Kamera ein objektseitig telezentrisches Objektiv auf, bei dem die Eintrittspupille im Unendlichen liegt, so dass die Hauptstrahlen im Objektraum alle parallel zur optischen Achse verlaufen.Thanks to the telecentric lens, the measurement object can be captured without perspective distortion will. In particular, the camera has a lens that is telecentric on the object side, in which the entrance pupil is at infinity, so that the principal rays in the object space all run parallel to the optical axis.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ferner das Messobjekt und die Messmarkierung auf, wobei zumindest ein Teil einer der Kamera zugwandten Oberfläche des Messobjekts und die Messmarkierung auf derselben Höhe relativ zur Kamera angeordnet sind.According to a further embodiment, the optical system further comprises the measurement object and the measurement mark, wherein at least a part of a surface of the measurement object facing the camera and the measurement mark are arranged at the same height relative to the camera.
Dadurch kann von zumindest einem Teil des Messobjekts und der Messmarkierung mittels der Kamera ein scharfes Bild aufgenommen werden, auch bei eingeschränkter Schärfentiefe der Kamera.As a result, a sharp image can be recorded by the camera of at least part of the measurement object and the measurement marking, even if the depth of field of the camera is limited.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ferner die Messmarkierung auf, wobei die Messmarkierung Messpunkte aufweist.According to a further embodiment, the optical system also has the measurement marking, the measurement marking having measurement points.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optische System ferner eine Messmarkierungseinrichtung, welche die Messmarkierung und eine weitere fluoreszierende Beschichtung aufweist. Zudem ist die Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung und zur Anregung einer Fluoreszenz der weiteren fluoreszierenden Beschichtung eingerichtet, und ist der Filter der Kamera zum Durchlassen eines von der weiteren fluoreszierenden Beschichtung ausgestrahlten Fluoreszenzlichts eingerichtet.According to a further embodiment, the optical system also comprises a measuring marking device which has the measuring marking and a further fluorescent coating. In addition, the illumination device is set up to illuminate and excite fluorescence of the further fluorescent coating, and the filter of the camera is set up to let through a fluorescent light emitted by the further fluorescent coating.
Insbesondere ist die Messmarkierung von der Kamera aus gesehen vor der weiteren fluoreszierenden Beschichtung angeordnet.In particular, as seen from the camera, the measurement marking is arranged in front of the further fluorescent coating.
Die weitere fluoreszierende Beschichtung ist insbesondere auf einer der Kamera zugewandten Oberfläche der Messmarkierungseinrichtung aufgebracht. Die besagte Oberfläche und die weitere fluoreszierende Beschichtung sind beispielsweise in einer Ebene (XY-Ebene) senkrecht zur Richtung der optischen Achse der Kamera (Z-Richtung) angeordnet. Die weitere fluoreszierende Beschichtung der Messmarkierungseinrichtung und die fluoreszierende Beschichtung des Hintergrundkörpers sind beispielsweise parallel zueinander.The additional fluorescent coating is applied in particular to a surface of the measurement marking device that faces the camera. Said surface and the further fluorescent coating are arranged, for example, in a plane (XY plane) perpendicular to the direction of the optical axis of the camera (Z direction). The additional fluorescent coating of the measurement marking device and the fluorescent coating of the background body are, for example, parallel to one another.
Insbesondere weist die fluoreszierende Beschichtung des Hintergrundkörpers und die weitere fluoreszierende Beschichtung der Messmarkierungseinrichtung dasselbe fluoreszierende Material auf. Insbesondere weist das von der weiteren fluoreszierenden Beschichtung der Messmarkierungseinrichtung ausgestrahlte Fluoreszenzlicht denselben Wellenlängenbereich auf wie das von der fluoreszierenden Beschichtung des Hintergrundkörpers ausgestrahlte Fluoreszenzlicht.In particular, the fluorescent coating of the background body and the further fluorescent coating of the measurement marking device have the same fluorescent material. In particular, the fluorescent light emitted by the additional fluorescent coating of the measurement marking device has the same wavelength range as the fluorescent light emitted by the fluorescent coating of the background body.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Montagevorrichtung für eine Lithographieanlage vorgeschlagen, welche das vorstehend beschriebene optische System aufweist.According to a further aspect, an assembly device for a lithography system is proposed which has the optical system described above.
Die Montagevorrichtung kann insbesondere eine Haltevorrichtung aufweisen zum Halten des Messobjekts. Die Haltevorrichtung kann beispielsweise Aktuatoren aufweisen zum Bewegen des Messobjekts. Die Haltevorrichtung ist beispielsweise ein Greifarm. Die Haltevorrichtung dient insbesondere dazu das Messobjekt auf einem Träger und/oder Rahmen anzuordnen, an/auf dem das Messobjekt montiert werden soll.The mounting device can in particular have a holding device for holding the measurement object. The holding device can, for example, have actuators for moving the measurement object. The holding device is, for example, a gripping arm. The holding device serves in particular to arrange the measurement object on a carrier and/or frame on which the measurement object is to be mounted.
Die Montagevorrichtung weist beispielsweise auch den Träger und/oder den Rahmen auf, an/auf dem das Messobjekt montiert werden soll. Das Messobjekt wird beispielsweise an/auf dem Träger/Rahmen verschweißt (z. B. mittels Laserschweißens), sobald es mittels der Montagevorrichtung, die das optische System aufweist, auf eine vorbestimmte Position genau positioniert wurde.The mounting device also has, for example, the carrier and/or the frame on which the measurement object is to be mounted. The measurement object is, for example, welded to/on the carrier/frame (e.g. by means of laser welding) as soon as it has been positioned precisely in a predetermined position by means of the mounting device which has the optical system.
Die Montagevorrichtung kann insbesondere eine mit der Kamera des optischen Systems verbundene Rechenvorrichtung aufweisen. Die Rechenvorrichtung ist beispielsweise dazu eingerichtet, eine momentane Position des Messobjekts relativ zur Messmarkierung in dem von der Kamera aufgenommenen Bild mittels Bildverarbeitung zu messen, eine Abweichung der momentanen Position des Messobjekts von einer vorbestimmten Position zu ermitteln und einen Aktuator einer Haltevorrichtung, welche das Messobjekt hält, anzusteuern, um das Messobjekt gemäß der ermittelten Abweichung zu bewegen.The mounting device can in particular have a computing device connected to the camera of the optical system. The computing device is set up, for example, to use image processing to measure a current position of the measurement object relative to the measurement marking in the image recorded by the camera, to determine a deviation in the current position of the measurement object from a predetermined position, and to determine an actuator of a holding device that holds the measurement object , in order to move the measurement object according to the determined deviation.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Positionsmessung eines Messobjekts vorgeschlagen. Das Verfahren weist die Schritte auf:
- a) Ausstrahlen eines Fluoreszenzlichts als ein Hintergrundlicht, und
- b) Aufnehmen eines Bildes von zumindest einem Teil des Messobjekts und einer Messmarkierung gegen den fluoreszierenden Hintergrund, wobei Licht mit Wellenlängen außerhalb der Wellenlängen des Fluoreszenzlichts herausgefiltert wird.
- a) emitting a fluorescent light as a background light, and
- b) taking an image of at least a part of the measurement object and a measurement marking against the fluorescent background, whereby light with wavelengths outside the wavelengths of the fluorescent light is filtered out.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren den Schritt auf: Beleuchten einer fluoreszierenden Beschichtung eines Hintergrundkörpers mit einem Anregungslicht und Anregen einer Fluoreszenz der fluoreszierenden Beschichtung, so dass der Hintergrundkörper das Fluoreszenzlicht als das Hintergrundlicht ausstrahlt.According to an embodiment, the method comprises the step of: illuminating a fluorescent coating of a background body with an excitation light and exciting a fluorescence of the fluorescent coating so that the background body emits the fluorescent light as the background light.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist."A" is not necessarily to be understood as being limited to exactly one element. Rather, a plurality of elements, such as two, three or more, can also be provided. Any other count word used here should also not be understood to mean that there is a restriction to precisely the stated number of elements. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible, unless otherwise stated.
Die für das für das optische System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Montagevorrichtung und das vorgeschlagene Verfahren entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the optical system apply correspondingly to the proposed assembly device and the proposed method and vice versa.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
-
1A zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer EUV-Lithographieanlage; -
1B zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer DUV-Lithographieanlage; -
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Montagevorrichtung für die Lithographieanlage aus1A oder1B ; -
3 zeigt eine schematische Ansicht eines optischen Systems derMontagevorrichtung aus 2 ; -
4 zeigt ein mit einer Kamera des optischen Systems aus3 aufgenommenes Bild; und -
5 zeigt ein Flussablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Positionsmessung eines Messobjekts mit dem optischen System aus3 .
-
1A shows a schematic view of an embodiment of an EUV lithography system; -
1B shows a schematic view of an embodiment of a DUV lithography system; -
2 FIG. 12 shows a schematic view of an assembly device for the lithography system1A or1B ; -
3 FIG. 12 shows a schematic view of an optical system of theassembly device 2 ; -
4 shows a with a camera of the optical system3 captured image; and -
5 FIG. 12 shows a flow chart to illustrate a method for measuring the position of a measurement object using the optical system3 .
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.Elements that are the same or have the same function have been provided with the same reference symbols in the figures, unless otherwise stated. Furthermore, it should be noted that the representations in the figures are not necessarily to scale.
Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV-Lichtquelle 106A auf. Als EUV-Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle (oder ein Synchrotron) vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV-Bereich (extrem ultravioletter Bereich), also beispielsweise im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, aussendet. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt und die gewünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV-Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind.The
Das in
Das Projektionssystem 104 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist sechs Spiegel M1 bis M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1 bis M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel M1 bis M6 der EUV-Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel M1 bis M6 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel M1 bis M6 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.The projection system 104 (also referred to as a projection lens) has six mirrors M1 to M6 for imaging the
Die DUV-Lithographieanlage 100B weist eine DUV-Lichtquelle 106B auf. Als DUV-Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert.The
Das in
Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel 130 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Linsen 128 und/oder Spiegel 130 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 128 und Spiegel 130 der DUV-Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 128 und/oder Spiegel 130 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel 130 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.The
Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium 132 kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das Medium 132 kann auch als Immersionsflüssigkeit bezeichnet werden.An air gap between the
In dem in den
In dem in den
Vor der endgültigen Montage der Facette (Messobjekt 202) an dem Gelenk (Träger 204) ist eine sehr genaue Positionierung der Facette 202 an dem Gelenk 204 erforderlich. Dazu wird die momentane Position der Facette (Messobjekt 202) mittels eines optischen Systems 208, das eine Kamera 210 und eine Beleuchtungseinrichtung 212 umfasst, ermittelt. Das optische System 208 umfasst außerdem eine Messmarkierungseinrichtung 214 mit einer Messmarkierung 216 (
Um das Messobjekt 202 in dem aufgenommenen Bild 218 deutlich erkennen zu können, wird das Messobjekt 202 gegen einen hellen Hintergrund 220 (
In dem gezeigten Beispiel weist außerdem die Messmarkierungseinrichtung 214 eine weitere fluoreszierende Schicht 228 auf, welche ein Hintergrundlicht 230 (
Das Anregungslicht 232 der Beleuchtungseinrichtung 212, welches das Messobjekt 202 von der Kamera 210 aus gesehen mindestens teilweise von vorne trifft, kann an dem Messobjekt 202 gestreut werden. Streulicht 238 von dem Messobjekt 202 (z. B. den Kanten des Messobjekts 202) erschwert es, das Messobjekt 202, insbesondere Konturen 222 (
Um zu vermeiden, dass Streulicht 238, welches durch an dem Messobjekt 202 gestreutes Anregungslicht 232 verursacht werden kann, in die Kamera 210 gelangt, weist die Kamera 210 einen Schmalbandfilter 240 auf. Der Schmalbandfilter 240 filtert Licht mit Wellenlängen außerhalb der Wellenlängen des Fluoreszenzlichts 234, 236 heraus. Damit wird lediglich das von der fluoreszierenden Beschichtung 226 und der weiteren fluoreszierende Beschichtung 228 ausgestrahlte Fluoreszenzlicht 234, 236 durchgelassen, während ein von dem Messobjekt 202 gestreutes Anregungslicht 232 (Streulicht 238) teilweise oder vollständig von dem Schmalbandfilter 42 herausgefiltert wird. Damit können die Konturen 222 (
Die Kamera 210 weist beispielsweise ein telezentrisches Objektiv 242 (
Zumindest ein Teil der der Kamera 210 zugewandten Oberfläche 206 des Messobjekts 202 und die Messmarkierung 216 (
Mittels des mit der Kamera 210 aufgenommenen Bildes 218 kann die Position des Messobjekts 202 bezüglich der beiden Raumrichtungen X und Y senkrecht zur Richtung Z einer optischen Achse 244 der Kamera 210 vermessen werden (
Die fluoreszierende Beschichtung 226 ist insbesondere auf einer der Kamera 210 zugewandten Oberfläche 246 des Hintergrundkörpers 224 aufgebracht (
Im Folgenden wird mit Bezug zu
In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird das Messobjekt 202 mittels eines Greifarms (nicht gezeigt) auf dem Träger 204 (
In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird die fluoreszierende Beschichtung 226 des Hintergrundkörpers 224 und die weitere fluoreszierende Beschichtung 228 der Messmarkierungseinrichtung 214 mit dem Anregungslicht 232 bestrahlt, so dass die fluoreszierenden Beschichtungen 226 und 228 zu einer Fluoreszenz angeregt werden.In a second step S2 of the method, the
In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens strahlen die fluoreszierenden Beschichtungen 226, 228 des Hintergrundkörpers 224 bzw. der Messmarkierungseinrichtung 214 das Fluoreszenzlicht 234 bzw. 236 aus.In a third step S3 of the method, the
In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens wird mittels der Kamera 210 ein Bild 218 (
In einem fünften Schritt S5 des Verfahrens wird mittels Bildverarbeitung die Position des Objekts 202 relativ zu der Messmarkierung 216 in dem Bild 218 bestimmt.In a fifth step S5 of the method, the position of the
Weicht die in Schritt S5 bestimmte Position des Objekts 202 von einer vorbestimmten Position des Objekts 202 ab, so wird in Schritt S6 das Objekt 202 in Richtung zu der vorbestimmten Position hin beispielsweise mittels eines Greifarms (nicht gezeigt) bewegt.If the position of the
Die Schritte S2 bis S5 werden so lange wiederholt, bis die in Schritt S5 bestimmte Position des Objekts 202 mit der vorbestimmten Position übereinstimmt.Steps S2 to S5 are repeated until the position of the
In Schritt S6 wird das Messobjekt 202 an dem Träger 204 befestigt. In dem gezeigten Beispiel ist das Messobjekt 202 eine Facette eines Facettenspiegels und ist der Träger 204 ein Gelenk. In diesem Fall wird in Schritt S6 die Facette 202 an dem Träger 204, beispielsweise mittels Laserschweißens, befestigt.The
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BezugszeichenlisteReference List
- 100A100A
- EUV-LithographieanlageEUV lithography system
- 100B100B
- DUV-LithographieanlageDUV lithography system
- 102102
- Strahlformungs- und BeleuchtungssystemBeam shaping and lighting system
- 104104
- Projektionssystemprojection system
- 106A106A
- EUV-LichtquelleEUV light source
- 106B106B
- DUV-LichtquelleDUV light source
- 108A108A
- EUV-StrahlungEUV radiation
- 108B108B
- DUV-StrahlungDUV radiation
- 110110
- Spiegelmirror
- 112112
- Spiegelmirror
- 114114
- Spiegelmirror
- 116116
- Spiegelmirror
- 118118
- Spiegelmirror
- 120120
- Photomaskephotomask
- 122122
- Spiegelmirror
- 124124
- Waferwafers
- 126126
- optische Achseoptical axis
- 128128
- Linselens
- 130130
- Spiegelmirror
- 132132
- Mediummedium
- 200200
- Montagevorrichtungassembly device
- 202202
- Messobjektmeasurement object
- 204204
- Trägercarrier
- 206206
- Oberflächesurface
- 208208
- optisches Systemoptical system
- 210210
- Kameracamera
- 212212
- Beleuchtungseinrichtunglighting device
- 214214
- Messmarkierungseinrichtungmeasurement marking device
- 216216
- Messmarkierungmeasurement mark
- 218218
- Bildpicture
- 220220
- Hintergrundbackground
- 222222
- Konturcontour
- 224224
- Hintergrundkörperbackground body
- 226226
- fluoreszierende Beschichtungfluorescent coating
- 228228
- fluoreszierende Beschichtungfluorescent coating
- 230230
- Hintergrundbackground
- 232232
- Anregungslichtexcitation light
- 234234
- Fluoreszenzlichtfluorescent light
- 236236
- Fluoreszenzlichtfluorescent light
- 240240
- Filterfilter
- 242242
- Objektivlens
- 244244
- optische Achseoptical axis
- 246246
- Oberfläche surface
- H1H1
- HöheHeight
- H2H2
- HöheHeight
- M1M1
- Spiegelmirror
- M2M2
- Spiegelmirror
- M3M3
- Spiegelmirror
- M4M4
- Spiegelmirror
- M5M5
- Spiegelmirror
- M6M6
- Spiegelmirror
- S1S1
- Verfahrensschrittprocess step
- S2S2
- Verfahrensschrittprocess step
- S3S3
- Verfahrensschrittprocess step
- S4S4
- Verfahrensschrittprocess step
- S5S5
- Verfahrensschrittprocess step
- S6S6
- Verfahrensschrittprocess step
Claims (11)
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-
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