[发明专利]光学变焦组件中光学元件的离轴平移校正

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件的对准，具体涉及光学光刻系统。

背景技术

光刻设备是一种将想要的图案施加到衬底或衬底的一部分上的机器。光刻设备可用于例如平板显示器、集成电路(IC)和涉及精细结构的其他装置的制造。在常规设备中，可利用被称为掩模或分划板的图案化装置生成对应于单层平板显示器(或其他装置)的电路图案。通过在设于衬底上的辐射敏感材料层(光刻胶)上成像，可将该图案转移到整个衬底或衬底的一部分(如玻璃板)上。

代替电路图案，可将图案化装置用于生成其他图案，例如滤色片图案或点阵。代替掩模，图案化装置可包括图案化阵列，所述图案化阵列包括单独可控元件阵列。与基于掩模的系统相比，在这种系统中可以更快速并以更低的成本改变该图案。

平板显示器衬底通常为矩形形状。被设计成使这类衬底曝光的光刻设备可提供覆盖矩形衬底的全宽度或者覆盖宽度的一部分(例如宽度的一半)的曝光区域。可在曝光区域下面扫描衬底，同时射束同步扫过掩模或分划板。这样，图案被转移至衬底。如果曝光区域覆盖衬底的全宽度，则可以在单次扫描中完成曝光。如果曝光区域覆盖了例如衬底宽度的一半，则可使衬底在第一扫描之后反向移动，并且通常实施进一步的扫描以使衬底的其余部分曝光。

具有可移动光学元件的变焦组件常常用于这些光刻系统中。在典型的变焦组件中，两个或多个透镜通过螺杆传动或其他布置上的电动机和/或致动器来驱动。透镜连接到透镜支架组件上的电动机驱动。使透镜沿着光轴平移以使透镜之间的距离可以按照光刻平台的所期望的变焦特征来操纵。这个实际应用支持连续变焦功能。用于基于掩模的光刻系统的示例的光学变焦组件在美国专利No.6,900,946中进行了描述，其全部内容通过引用而被结合在此。

在当前的基于掩模的系统中，当需要在系统上改变变焦设置时，透镜位置沿着光轴(例如Z)平移。这改变了每个透镜相对于彼此的位置。在当前的变焦设计中，透镜滑座或螺杆传动布置为离轴透镜位置提供了固定或静止基准。在平移期间，单独的透镜元件的离轴位置(例如X、Y、Rz)由于透镜滑座或螺杆传动的行程平面度中的缺陷而受到改变。针对X和Y轴的示例的离轴位置改变范围大约为3至50微米，其中针对Rz的示例的离轴位置范围大约为+/-12角秒。

对于当前基于掩模的系统来说，这些相对较小的离轴运动很容易在系统的误差预算中得到解决。然而，对于光学无掩模光刻设备来说，投影光学放大要比基于掩模的系统要大大约100倍。因此，照明器中透镜位置的这些较小平移对于该系统来说是不容许的。所需要的是用于将离轴位置运动减少到光学无掩模光刻系统可以容许的值的系统。

发明内容

机械稳定的激光束可用于为变焦操作期间将要进行定位的变焦组件中透镜运动的轴内方向提供行程的虚基准轴。虚基准轴沿着光轴投射，其平行于现有的机械透镜滑座。虚基准轴通过每一个透镜组件上的孔径，并且通过每一个透镜组件上的一组光学部件和检测器进行采样。

光学部件和检测器被布置，以使利用到位置控制电动机的反馈信号来感测和校正透镜组件内镜框相对于虚基准轴的位置的任何变化。因为相同虚基准轴用于变焦组件中的每个透镜，所以每个透镜可以独立地进行离轴位置误差校正达到非常高的精度。因此，保持了透镜元件之间正确的光学关系。

下面参考附图对本发明另外的实施例、特征和优点以及本发明的各个实施例的结构和操作进行详细描述。

附图说明

结合其中并构成了说明书一部分的附图例示了本发明，并且连同描述一起进一步用于解释本发明的原理以及使相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。

图1和2例示了根据本发明各种实施例的光刻设备。

图3例示了根据图2所示的本发明一个实施例的、将图案转移至衬底的模型。

图4例示了根据本发明一个实施例的光学引擎的布置。

图5例示了示例的光学变焦组件。

图6例示了具有虚基准轴射束的示例性光学变焦组件。

图7例示了用于图6的示例性光学变焦组件中的示例性透镜和安装组件。

图8例示了根据本发明一个实施例的示例性检测系统。

图9例示了用于图8的检测系统中的示例性检测器。

图10例示了图9的检测器的示例性输出。

图11例示了用于图8的检测系统中的另一个示例性检测器。

图12例示了用于图8的检测系统中的又一个示例性检测器。

将参考附图对本发明进行描述。其中元件首次出现的附图通常用相应的附图标记中最左侧的数字表示。