在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置的制作方法

在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置的制作方法
【专利摘要】本发明涉及在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置，其中反射镜(901)具有光学有效表面(901a)和至少一个进入通道(910、910’)，至少一个进入通道(910、910’)在所述有效表面的方向上从该反射镜的不对应于光学有效表面的表面延伸，其中该布置设计为利用在进入通道(910)中传播的电磁辐射热致动反射镜(901)，其中该布置还具有至少一个热辐射装置，其产生在进入通道(910、910’)中传播的电磁辐射，以及其中热辐射装置可沿着进入通道(910、910’)致动。
【专利说明】在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置
【技术领域】
[0001]本发明涉及在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置。
【背景技术】
[0002]微光刻用于制造例如集成电路或液晶显示器的微结构组件。所述微光刻工艺在具有照明系统及投射物镜的所谓投射曝光设备中进行。在该情况中，利用照明系统照明的掩模(掩模母版)的像利用投射物镜而投射到涂有感光层(光刻胶)并配置在投射物镜像平面中的基板(例如硅晶片)上，从而将掩模结构转印到基板上的感光涂层。
[0003]由于缺乏可用的合适透明折射材料，反射镜用作针对EUV范围(即，波长例如约13nm或约7nm)设计的投射物镜中用于成像过程的光学组件。实际上发生的问题在于，因吸收EUV光源发射的辐射而造成EUV反射镜经历温度上升，进而产生热膨胀或变形，此膨胀或变形进而会造成光学系统成像性质的恶化。为了评估这些效应并尽可能地补偿，因此就热致动而言，需要尽可能精确地确定反射镜温度上升的程度，并尽可能将其控制。关于此点，在实际上可产生其它问题，即，在微光刻工艺中利用特殊照明设定(例如二极或四极设定)及利用掩模母版造成的衍射级，由EUV辐射所造成的热输入会在光瞳附近反射镜的光学有效截面上变化，也就是说，这涉及将非均匀的热输入反射镜。此外，掩模的场变化及/或部分遮蔽全部的场会导致在场的附近的反射镜上造成不均匀的光强度。
[0004]反射镜温度测量及/或致动反射镜或其目标变形的方法可由例如W02010 /018753A1、US2004 / 0051984AU W02008 / 034636A2、DE102009024118A1 及 W02009 /046955A2 得知。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置，其允许快速且可靠的热致动，而不会不利地影响光刻工艺，并能至少部分地补偿因在该微光刻投射曝光设备的操作中吸收辐射而造成的反射镜的热表面变形。
[0006]该目的通过依照独立权利要求特征的布置而实现。
[0007]在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置中，其中该反射镜具有光学有效表面以及至少一个进入通道，该至少一个进入通道在光学有效表面的方向上自反射镜不对应于所述光学有效表面的表面延伸，其中该布置设计用于利用在进入通道中传播的电磁辐射热致动反射镜，该布置还具有至少一个热辐射装置，其产生在进入通道中传播的电磁辐射，其中热辐射装置可沿着进入通道致动。
[0008]根据本发明，可改变反射镜的加热区(尤其是在反射镜的光学有效表面的区域中)与反射镜利用热致动最后实现的逆变形，使得实现与此相关的在反射镜热致动方面的另一自由度。特别地，利用热致动反射镜实现的逆变形可至少部分补偿因为在该微光刻投射曝光设备运作中吸收光源发射的辐射而使反射镜产生的热表面变形。
[0009]另外，根据本发明，在微光刻投射曝光设备中的反射镜的热致动利用进入通道实施，该进入通道从反射镜的不是光学有效表面的表面延伸入反射镜基板。利用该进入通道，用于热致动的电磁辐射可进入反射镜基板材料，而不会不利地影响反射镜的光学有效表面，而仅影响紧邻该光学有效表面处。
[0010]“热辐射装置可沿着进入通道致动”的措辞还包含热辐射装置的位置可仅沿着部分进入通道改变的实施例(例如，通过沿着进入通道的部分长度改变热辐射装置的前进位置)。
[0011]在一实施例中，布置具有操纵器，用于沿着进入通道改变热辐射装置的前进位置。
[0012]在一实施例中，热辐射装置为具有优选基本上针形几何形状的加热条。这在涉及的相对小结构空间方面尤其是有利的，例如能实现分面反射镜的单独分面的热致动。
[0013]在一实施例中，反射镜具有多个进入通道。此外，在一实施例中，布置具有多个热辐射装置，其布置成阵列。另外，在一实施例中，热辐射装置可选择性致动。因此，可提供位置解析的热致动，这对于实现由多个反射镜分面构成的分面反射镜的上述热致动尤其有利。在该实施例中，所述反射镜分面中的每一个可具有至少一个进入通道，其中热辐射装置可沿着所述进入通道致动。
[0014]在一实施例中，该布置具有至少两个不同几何形状的进入通道。
[0015]在一实施例中，至少一个进入通道具有与圆柱几何形状不同的几何形状。该几何形状可为例如锥形几何形状。然而，本发明不限于此，其它几何形状，例如各个进入通道的直径的阶梯式变化也是可能的。如果例如当使用锥形进入通道比使用圆柱形几何形状的进入通道能更好地实现在反射镜(例如分面反射镜)的指定(边缘)区域中的期望效应，则该几何形状可为有利的。
[0016]在一实施例中，至少一个热辐射装置还可关于进入通道的方向横向致动。
[0017]在一实施例中，至少一个热辐射装置连接至可调加热装置。关于热辐射装置的前进位置替代地或附加地，由用于加热反射镜基板的该可调加热装置设定的温度形成反射镜的热致动变化的另一参数。
[0018]在一实施例中，该布置更具有冷却器，用于将热散至环境中。
[0019]本发明还涉及一种在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的方法，其中该反射镜具有光学有效表面以及至少一个进入通道，该至少一个进入通道在光学有效表面的方向上从反射镜的不对应于所述光学有效表面的表面延伸；以及其中反射镜的热致动利用在进入通道中传播的电磁辐射实现，其中热辐射装置可沿着进入通道致动。
[0020]在一实施例中，利用反射镜的热致动实现的逆变形至少部分补偿反射镜的热表面变形，该反射镜的热表面变形由在所述微光刻投射曝光设备的操作中吸收光源发射的辐射所造成。
[0021]在一实施例中，电磁辐射由选择性致动的热辐射装置的布置所产生。
[0022]在一实施例中，反射镜由多个反射镜分面所构成。
[0023]根据本发明其它方面，在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置中，反射镜具有光学有效表面以及至少一个进入通道，该至少一个进入通道在光学有效表面的方向上从反射镜的不对应于该光学有效表面的表面延伸，以及其中该布置设计为用于利用在进入通道中传播的电磁辐射而热致动反射镜。因此，本发明基于以下构思，利用从反射镜的不是光学有效表面的表面延伸入反射镜基板的进入通道，来实施微光刻投射曝光设备中反射镜的热致动。利用该进入通道，用于热致动的电磁辐射可进入反射镜基板材料，而不会不利地影响反射镜的光学有效表面，而仅影响紧邻该光学有效表面处。
[0024]根据本发明其它方面，在微光刻投射曝光设备中用于反射镜温度测量和/或反射镜的热致动的布置中，反射镜具有光学有效表面以及至少一个进入通道，该至少一个进入通道在光学有效表面的方向上从反射镜的不对应于该光学有效表面的表面延伸，以及其中该布置设计为利用沿着进入通道传播的电磁辐射而用于反射镜温度测量和/或反射镜的热致动，其中电磁辐射在进入通道内反射多次。
[0025]因此，本发明还包含以下构思，利用从反射镜的不是光学有效表面的表面延伸入反射镜基板的进入通道，实施微光刻投射曝光设备中反射镜温度测量和/或反射镜的热致动。由于该进入通道，用于反射镜温度测量和/或热致动的电磁辐射可被“读取(readoff) ”(在反射镜温度测量的情况中)或(在热致动的情况中)进入反射镜基板材料，而不会不利地影响反射镜的光学有效表面，而仅影响紧邻该光学有效表面处。
[0026]在该方面，本发明尤其应用以下事实，在进入通道内反射的具有足够浅反射角(即，在涉及称为“掠入射”的状况中)的电磁辐射，仅在非常小或可忽略的部分方面由在进入通道内造成反射的壁或表面的发射率或吸收所确定。或者，这种在进入通道内的掠入射，使状况涉及基本上沿着进入通道(向前)传输电磁辐射，所以进入通道的相应反射壁本身仅具有很小或可忽略的辐射贡献。
[0027]因此，在反射镜温度测量的情况中，电磁辐射可利用进入通道从读取辐射的位置或紧邻反射镜光学有效表面的区域传输至设置在反射镜基板外的传感器，以利用在反射镜基板外进行的测量及评估而得到关于反射镜光学有效表面的温度状态的信息，并选择性提供反射镜温度的有效调节。
[0028]相反地，在热致动的情况中，可利用进入通道将电磁辐射的特定目标及控制的耦合提供至紧邻光学有效表面的区域中，在该情况中，电磁辐射的特定目标及控制的引入可结合利用适当冷却的永久散热，尤其是以有利于调节程序的方式(如后详述)。
[0029]在有利的构造中，电磁辐射在进入通道内的反射角不大于20°，优选不大于15°，因此提供上述的“掠入射”。
[0030]在该方面中，反射角在此及在下文中被解释为入射及反射光束相对于反射表面的角度。
[0031]为了确保有助于反射镜温度测量或热致动的所有电磁辐射满足前述的角度条件，可使用合适的角度识别光学系统，以在例如用于反射镜温度测量的传感器位置适当地限制角度范围。
[0032]在一实施例中，所讨论的电磁辐射具有反射镜对其为至少区域式不透明的波长。特别地，电磁辐射优选具有至少2.5 μ m的波长，更特别地具有至少5 μ m的波长，如可利用例如所谓低温辐射装置在最高400°C的温度(尤其在高达200°C的范围)所实现的。
[0033]该波长范围同时对应于用于EUV光刻的典型反射镜材料(例如，具有极低的膨胀系数或(几乎)零膨胀的玻璃材料(=“超低”或“零膨胀”玻璃))的主辐射成分的相关波长范围。这种反射镜基板材料例如为玻璃陶瓷，由SCHOTT Glas上市且商标名为Zerodurκ。其它可使用的材料例如为碳化硅。
[0034]在前述至少5 μ m的波长范围，同时保证波长在所讨论的反射镜基板材料的透射窗口(transmission window)(其通常包含低于4 μ m的波长)外。因此，防止来自外部或光学系统的电磁辐射以背景辐射的形式通过反射镜基板材料进入该进入通道且对反射镜温度测量或热致动有不利的影响。另外，大于5μπι的波长范围精确地为热电堆传感器(thermopile sensor)(根据本发明可使用其达到特别优势)响应或具有最大灵敏度的范围，这被有利地采用。
[0035]该状况示意地显示于图2，其中所讨论的“零膨胀玻璃”的透射窗口以“I”表示，而热电堆传感器的灵敏度窗口以“II”表示，其中图中所示曲线分别表示黑体辐射在20°C和200°C之间的温度(以20°C为步幅)的光谱辐射密度(单位为瓦特/ (m*m2*sr))。
[0036]在一实施例中，进入通道通过其余的反射镜材料部分与光学有效表面分开，其余的反射镜材料部分的厚度在5至20_之间的范围中。举例而言，在反射镜温度测量的情况中，可实现对良好的调节性能而言足够短的响应时间(对应于热输入与来自传感器的相应反应之间的延迟)。另一方面(由于间隔不是太小且优选不低于5mm)，可在光学有效表面处的热负载的现有局部变化上达到所要的平均效应，由此平均掉相应不想要的波动。
[0037]在一实施例中，进入通道在光学有效表面的方向上从反射镜的与光学有效表面相对的表面延伸。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，进入通道还可从反射镜的不对应于光学有效表面的其它表面延伸进入反射镜(例如因为结构空间的原因，适当地利用在光学系统中的反射镜位置)。
[0038]本发明同样可用于微光刻投射曝光设备，尤其是针对EUV设计的微光刻投射曝光设备中的投射物镜或照明系统中。
[0039]在一实施例中，该布置还具有调节装置，利用该调节装置，根据反射镜温度测量，可将反射镜加热至固定温度或瞬时可变预设温度。
[0040]特别地，该温度可在22°C和45°C之间的范围，更特别地在25°C和40°C之间的范围。另外，该温度可对应于所谓的零交叉点温度，在零交叉点温度，反射镜基板材料没有或仅有可忽略的热膨胀，所以在光刻工艺中发生且可能不均匀的进入反射镜基板材料的热输入不会造成变形或光学像差现象，或者像差现象仍可利用现有校正手段进行校正。
[0041]在一实施例中，该布置具有多个上述类型的进入通道，因此可提供位置解析的反射镜温度测量和/或热致动，如后详述。
[0042]在一实施例中，该布置还具有至少一个热辐射装置，其产生在进入通道内传播的电磁辐射(尤其反射多次)。
[0043]在一实施例中，该布置还可具有操纵器，用于改变热辐射装置沿着进入通道的前进位置。以该方式，可改变反射镜的加热区(尤其是反射镜的光学有效表面的区域)与其利用本发明的热致动最后实现的(逆)变形，所以可实现与此相关的在反射镜热致动方面的另一自由度。
[0044]热辐射装置可为优选基本上针形几何形状的加热条的形式，其在有关的相对小结构空间方面上尤其有利。
[0045]在一实施例中，至少一个进入通道可具有与圆柱几何形状不同的几何形状，尤其是锥形几何形状。此外，布置可具有不同几何形状的至少两个进入通道。热辐射装置可连接至可调加热装置。关于热辐射装置的前进位置替代地或附加地，由这种用于加热反射镜基板的可调加热装置设定的温度形成反射镜的热致动变化的另一参数。[0046]热辐射装置可涉及低温辐射装置(相关温度在高达400°C的范围)或高温辐射装置(相关温度高于400°C )。此外，还可使用单色光源(例如，激光器或LED形式)作为热辐射装置。
[0047]在一实施例中，该布置具有多个这种热辐射装置，其布置为阵列并可选择性致动。
[0048]在一实施例中，该布置还包含冷却器，用于将热散至环境中。特别地，该冷却器可处于固定温度。通过结合这种冷却器造成的固定散热流与通过低温辐射装置的布置选择性可控的热输入，可提供一布置，该布置在调节程序方面特别有效率，且通过低温辐射装置发射的热辐射中的特定目标变化，尤其对反射镜中的非均匀热输入有特别快速反应。
[0049]本发明还涉及一种在微光刻投射曝光设备中反射镜温度测量和/或热致动反射镜的方法。对于本方法的优选构造或优点，应关注关于根据本发明的布置的前述信息。
[0050]在一实施例中，电磁辐射通过可选择性致动的热辐射装置的布置所产生。在此，热辐射装置还可为低温辐射装置(相关温度在高达400°C的范围)或高温辐射装置(相关温度高于400°C )。还可使用单色光源(例如，激光器或LED形式)作为热辐射装置。
[0051]本发明的其它构造参见说明书及所附权利要求。
【专利附图】

【附图说明】
[0052]下面，利用附图中举例示出的实施例详细说明本发明，附图中:
[0053]图1显示本发明第一实施例中根据本发明用于反射镜温度测量的布置的示意图；
[0054]图2显示表示不同温度的光谱辐射密度(瓦特/ (m*m2*Sr))的波长相依性与典型反射镜基板材料的透射窗口及典型热电堆传感器的灵敏度窗口的曲线图；
[0055]图3至图4显示本发明其它实施例中用于反射镜温度测量的布置的示意图；
[0056]图5至图6显示用于热致动反射镜的不同构思的示意图；以及
[0057]图7至图13显示本发明不同实施例中热致动反射镜的布置的示意图。
【具体实施方式】
[0058]在下文中首先参考图1说明第一实施例中根据本发明用于反射镜温度测量的布置。
[0059]图1不意地显不反射镜101,其光学有效表面标为参考符号IOla,其中反射镜基板的侧表面标不为参考符号IOlb,且远离光学有效表面IOla的表面或反射镜的后侧标不为参考符号101c。进入通道110延伸入反射镜101的反射镜基板，进入通道110例如为孔形式，且其端面(即朝向反射镜101的光学有效表面IOla者)标不为参考符号IIOa,其侧表面或侧壁标不为参考符号110b。反射涂层(未不于图1)设置在反射镜101的光学有效表面IOla上。
[0060]图1及其它图代表非真正尺寸的示意图，其中进入通道110的纯粹示例性尺寸可包含在5至20mm间的范围中的孔直径(本发明不限于此)，以及也在5至20mm间的范围中的、端面IlOa离光学有效表面IOla的间距(标示为“d”)。反射镜101本身的典型厚度可例如在约50mm至120mm间的范围中(仅为举例而不限制本发明)。
[0061]图1所示的布置还包含管120，其从反射镜101外部区域突出进入该进入通道110。管120的端部离进入通道110的端面IlOa的间距标示为“a”，其可为例如至少3mm (在致动反射镜的情况中)或至少0.5mm(非致动或静态反射镜的情况中)(本发明不限于此)。例如，致动反射镜的情况中的至少3mm及非致动或静态反射镜的情况中的至少0.5mm的相应值可应用到管120离进入通道110的侧壁IlOb的间距上。
[0062]图1的布置100还包含传感器130，其布置在管120的端部并在反射镜101外，且在示出的实施例中为热电堆传感器形式。这种已知方式的热电堆传感器包含要被照射的发黑表面(blackened surface)形式的接收器膜以及一连串的热电偶元件,其放大通过转化所测量的温差而得的电压。在该情况中相关的典型电压摆动可为例如40 μ V / K且可利用预放大器140进一步放大。
[0063]如图1中虚线所示，在反射镜101的光学有效表面IOla上的热负载情况中，在紧邻光学有效表面IOla处(更具体是在进入通道110的端面IlOa处)读取的热幅射，通过在管120的壁处的多重掠入射反射到达确定前述负载所造成温度改变的传感器130。
[0064]为了确保仅评估在管120的壁处以掠入射条件反射的电磁辐射，传感器130可具有已知方式的角度识别光学系统。此外，为了确保仅评估上述高于5 μ m的波长范围的电磁辐射，可使用合适的滤波器，其例如完全阻挡低于5 μ m的波长(在该波长，例如上述具有几乎零热膨胀的玻璃材料的反射镜材料仍表现为是透明的)。
[0065]在其它实施例中，图1所示的结构不仅可用于监测反射镜温度，还可用于主动调节反射镜温度(使用合适的调节装置)。在该情况中，特别的是，反射镜101从开始就可保持在一温度，在该温度，反射镜表面的任何温度梯度(例如作为特定的照射设定造成不均匀热负载的结果)不再产生反射镜基板材料变形。关于该方面，可利用以下事实，在热膨胀的温度相依性上，热膨胀系数(单位为m / (m*K))在一区域中具有零交叉点，该区域周围发生反射镜基板材料没有或仅有可忽略的热膨胀。
[0066]该温度还称为零交叉点温度。零交叉点温度可由材料制造商根据热设计要求设定，典型值在22°C至40°C之间。下文联合根据本发明的热致动并参考图5等更详细说明该方面。
[0067]作为反射镜温度测量的另一实施例，图3显示基本上类似于图1的结构，其中彼此对应或涉及实质上相同功能的组件与图1相比，由参考符号加上“200”标示。图3的布置与图1的布置的不同之处在于传感器330不是放置于反射镜301外面，而是紧邻进入通道310的端面310a。为此，可提供类似组件320来代替图1中的管120，然而，该类似组件320设有端载部或顶部320a，其上设置有传感器330。该结构优于图1之处在于将在进入通道310的端面310a位置处读取的电磁辐射转换成电压的转换已在紧邻该端面310a处进行，使得仅该电压仍必须传输通过进入通道310。如图3所示，针对该目的，使合适的电线325通到预放大器340。
[0068]图4显示根据本发明用于反射镜温度测量的布置的另一实施例，其中相较于图1，类似或涉及实质相同功能的布置组件通过将参考符号加上“300”来进行识别。
[0069]图4的布置400与图1的布置100的不同之处在于在进入通道410内省略了管，通过抛光等使进入通道的壁410b本身有足够的反射性，使得反射镜401的反射镜基板利用该壁410b本身的反射构造执行由图1的管120实施的光波导功能。关于适当间距、尺寸及反射角，可参照上述实施例。在图4的布置中，类似于上述实施例，利用以下事实，关于入射于传感器430的电磁辐射，与沿着进入通道410“向前”传输并自进入通道410的端面410a的辐射读取操作位置传输的辐射成分相比，可忽略来自进入通道410的壁410b的发射成分，所以这不是例如测量的整个孔上的平均温度，而是在该情况中实质在端面410a(即，在紧邻镜401的光学有效表面处)的温度。如上述实施例，通过适当的校正模型，在该情况中可消除因从进入通道410的孔壁发射的辐射而可能余留的背景成分。
[0070]下文论述根据本发明在微光刻投射曝光设备中致动反射镜的方面。首先，参考图5及图6说明关于热致动的不同构思。
[0071]图5的示意图针对非工作的情况(图5a)及晶片曝光期间的情况(图5b)示出进入反射镜元件501中的各个热流或热输入(由箭头指示)，其中A表示由吸收的EUV光导致的热输入(在投射曝光设备的非操作情形中消失)，B表示引入的加热功率(例如使用调节器，采用图1至图4的反射镜温度测量)，C表示在反射镜501的光学有效表面产生的总热输入，D表示在反射镜元件501内的热流，而E表示从反射镜元件501至冷却器550的散热流。
[0072]由图5b可知，在反射镜501上的非均匀热负载(例如涉及特殊照明设定)公认地在反射镜元件501内导致局部温度非均匀性或梯度，但关于此点，如前所述，只要使用加热功率B进行热调节至零交叉点温度附近的适当温度，这些温度非均匀性对反射镜变形现象或该布置的光学性质就不会有任何明显影响。
[0073]然而，若如所述在反射镜501中设定的温度梯度偏离零交叉点温度附近仍可接受的范围，则可造成反射镜501的变形及光学像差现象。为补偿此点，如图6b所示，利用二维加热装置产生与由吸收的EUV光导致的非均匀热输入A互补的热输入分布(profile)B，结果，产生的总情形C再次对应均匀热输入(在反射镜601中没有温度梯度)。为此，不同于图5，使用可以二维变化方式或以位置解析方式致动的热致动器，如下文参考图7所述。
[0074]下文参考图7及图8说明根据本发明用于热致动反射镜的布置的不同实施例。
[0075]图7首先显示具有多个进入通道710、711、712等的反射镜700的示意图，该多个进入通道类似于图1及图3的进入通道110及310，分别从反射镜后侧在朝反射镜701的光学有效表面701a的方向上延伸。反射镜的光学有效表面701a区域中的反射层在图7 (以及图8)中以阴影线表示，并仅示意性地且以放大比例显示。
[0076]此外，以对应于图1及图3实施例的方式，单独管720、721、722等延伸入进入通道710、711、712等。举例而言，关于进入通道710、711、712等距离反射镜701的光学有效表面701a的适当尺寸或间距，可分别参考涉及图1及图3的说明。
[0077]不同于图1等用于反射镜温度测量的实施例，如图7所示，没有传感器布置在进入通道710、711、712等的在反射镜701外的端部，但是在各情况中均有产生最大辐射密度在5至10 μ m之间范围中的热辐射的低温辐射装置760、761、762等作为黑体辐射装置，其涉及高达400°C范围，通常在100°C至200V之间的范围的温度。在其它实施例中，除了低温辐射装置，还可使用高温辐射装置(涉及高于400°C的温度)或单色光源(例如，激光或LED形式)作为热辐射装置。
[0078]低温辐射装置760、761、762等产生的热辐射通过各个进入通道710、711、712等(类似于图1、图3及图4，但现在在相反方向上)并朝各个进入通道710、711、712等的光学有效表面701a到达端面710a、711a、712a等，其中，如上述实施例，热辐射以具有低反射角(优选不大于20°，更优选不大于15° )的掠入射在进入通道710、711、712等的各个壁反射。关于此点，在此及在下文中，反射角被解释为入射及反射光束相对于反射表面的角度(图7中标示为“ α ”)。
[0079]在该情况中，一方面掠入射使热辐射的主要部分到达各个进入通道710、711、712等的前述端面710a、711a、712a等，而在各个进入通道710、711、712等的壁上的吸收比例是微小可忽略的。另一方面，再次有利的是，热辐射波长在反射镜基板材料(例如前述具有(几乎)零热膨胀的玻璃材料)实际不透光的范围中，使得热辐射可在紧邻光学有效表面701a处有效地耦合至镜基板材料中。
[0080]由图7还可知，各个分开的致动装置760a、761a等与各低温辐射装置760、761等联合，使得低温辐射装置760、761等的整体布置(其构造为矩阵形状的阵列形式)可选择性致动，以提供二维位置解析热输入至反射镜701中(类似于图6，但是从反射镜的后侧)，且以此方式考虑到反射镜701上的温度分布的上述局部非均匀性(例如由指定照明设定所造成)。
[0081]此外，图7的布置700的组件部分为具有多个冷却通道751的冷却器750，冷却通道751各具有流过其中的相应冷却介质752。冷却器750用于将热永远散至环境中，且处于固定温度(关于该方面，温度值例如可为从22°C低至例如77K的典型低温(当使用例如液氮时)，但本发明不限于此)。以此方式，即作为提供固定排热流的冷却器750与利用低温辐射装置760、761等的布置的可控热输入的结果，实施在调节程序方面特别有效率的布置，特别地，该布置允许通过低温辐射装置760、761等发射的热或红外辐射的相应变化而对反射镜701中的非均匀热输入反应，该反应在调节程序方面是快速的。
[0082]如上述实施例，图7的布置还避免所用组件与反射镜701的机械接触。此外，反射镜环境的干扰通过以下事实避免:仅在布置700内实施热致动或从外部仅观察冷却器750 (其温度为固定的)，具体而言无杂光进入系统。
[0083]图7的布置中的组件(一方面为冷却器750，另一方面为包含低温辐射装置760、761等的布置)一方面可同时操作。然而，冷却器750及包含低温辐射装置760、761等的布置还可彼此独立操作或关闭。换言之，还可只实施加热或馈入热辐射至进入通道的端面711a等而不同时冷却，或者可只实施从进入通道的端面711a等将热辐射散至外部冷却器或贮存器，如下文参考图9等所详细说明。
[0084]通过相对于外部的所述热中和性质以及避免干扰反射镜701的光学有效表面701a,图7所示的结构适合用于耦合至通常用于制造期间的(干涉仪的)测量结构(=“度量工具”)，从而作为模块与该测量结构对话(speak)，使得利用这种结构于制造期间进行的反射镜701的测量已可实施于其中反射镜701也在后续实际光刻工艺中操作的热情形中。关于此点，还可在反射镜701中实施后续光刻工艺中发生的相应温度梯度(例如利用指定照射设定)，以避免从制造转移至操作时发生相应的转移失误。
[0085]虽然之前说明了热致动，参考图7所示的多个进入通道710、711、712等的构思还可用于参考图1、图3及图4所述的反射镜温度测量，因此还可以位置解析关系实施(例如具有各自相关传感器的二维阵列的进入通道)。
[0086]在其它实施例中，类似于图3的加热原理还可用于图7的变化例中，其中低温辐射装置760、761等放置为紧邻各个进入通道710、711、712等的端面710a、711a、712a等。
[0087]图8显示另一实施例，相较于图7，其中相应的元件或具有实质相同功能的元件以参考符号加上“100”表示。布置800与图7的布置700不同之处在于不是用多个低温辐射装置760、761等，而是仅有单个低温辐射装置860，但是该单个低温辐射装置具有相应的大表面面积并代表可热致动或可加热的板(再次为黑体形式)，其发射的热辐射进入分布在反射镜801后侧801c的进入通道810、811等(该点类似图7)，在管820、821等的壁上掠入射反射后传到进入通道810、811的各个端部810a、811a等，因而耦合至紧邻反射镜801的光学有效表面801a的反射镜基板材料中。在此同样的是，在其它实施例中，除了低温辐射装置860，还可使用高温辐射装置(相关温度高于40(TC )或单色光源(例如激光器或LED形式)作为热辐射装置。
[0088]在另一方面，根据本发明呈现在反射镜内的进入通道利用热辐射的导引发射可用于实施反射镜的光学有效表面的被动冷却。图9用于说明该原理，进而显示反射镜900，其在所示实施例中为由多个反射镜分面901、902、903构成的分面反射镜形式，其中设有进入通道911、912、913(在本实施例中在各反射镜分面中)。在该布置中，反射镜可有类似本发明其它实施例的组成，还可为单独反射镜(例如光学投射系统中的成像反射镜)形式。反射镜分面可适于单独地致动，如图9所示的双箭头Pl及P2所示(本发明不限于此)。
[0089]如图9示意性所示，加热反射镜900的光学有效表面901a、902a、903a时产生的IR辐射(通常波长在0.8μπι至ΙΟΟΟμπι之间的范围)沿着进入通道911、912、913传播并到达贮存器940，利用其消散IR辐射。如图9所示进行，并没有嵌入进入通道911、912、913的冷却指状物，即单独地利用IR辐射沿着进入通道911、912、913的导引发射，进入通道911、912、913充当IR辐射的波导。因此，在相当低结构复杂化水平提供被动冷却。
[0090]关于例如进入通道911、912、913的合适尺寸及大小(尤其是关于它们的横向范围以及朝向反射镜分面901、902、903的各个光学有效表面90la、902a、903a的端面的相对于光学有效表面901a、902a及903a的间距，以及关于导致的IR辐射的反射角度)，应注意上文参考图1至图8所说明的实施例。被动冷却的效率一方面取决于贮存器940的温度(温度越低，被动冷却相应越有效)，另一方面取决于进入通道占据的面积。举例而言，若假设所有进入通道911、912、913的截面面积相对于反射镜后侧截面面积的比例为约50%，此外例如若考虑将光学有效表面901加热至约40°C的温度且贮存器温度为0°C，则利用被动冷却可实现每小时降温1-2 °C数量级的数值。
[0091]如图1Oa所示，进入通道911、912、913的壁或内部可具有反射性质，即，可设有反射涂层或镜面(mirroring) 911b、912b、913b。
[0092]此外，进入通道在其端面及侧表面或侧壁的区域中可具有不同程度的发射率(例如，通过使进入通道的端面发黑以及利用银或碘化银使进入通道的侧表面或侧壁变成镜子)。因此，可将进入通道911、912、913的端面设计成具有接近I的发射率(例如利用针对IR辐射的适当抗反射层，也就是例如在10-20 μ m范围的吸收光谱中具有最大值的强吸收层)，而进入通道的侧表面或侧壁则具有接近于O的发射率。此外，优选的是反射镜后侧(即，与光学有效表面相对的表面)变成镜子，以防止反射镜后侧因辐射镜材料和处于较低温度的贮存器940间的辐射交换造成的极端过度的冷却，并防止在反射镜材料中出现不必要的温度梯度。
[0093]利用实质或主要仅来自进入通道的端面(而非或极小程度来自进入通道的侧表面或侧壁)的热辐射的导引发射(或针对光学有效表面传输热至进入通道的端面)，上述构造有助于例如反射镜的光学有效表面的上述被动冷却。换言之，以此方式可确保反射镜材料在侧表面或侧壁区域的局部冷却不会变得过度或取决于各个进入通道周围的材料，因此冷却实质上仅在进入通道的端面区域中进行，并因此仅在紧邻反射镜的光学有效表面处进行。
[0094]如图1Ob示意性所示，多个进入通道911、912、913等可布置成二维阵列。进入通道911、912、913等基本上可有任何几何形状的截面(例如圆形或矩形)。在图1Ob的实施例中，进入通道911、912、913等有蜂巢式几何形状(例如六角形)，其优点在于机械强度或稳定性方面，即使进入通道911、912、913等相对于相应反射镜分面901、902、903的总体积具有相当高比例，反射镜分面901、902、903仍可达到足够的强度。如图1Oc所示，平面视图的各个反射镜分面901、902、903可具有平滑又稳定延伸的表面或光学有效表面。
[0095]下文参考图11说明本发明另一实施例。图11的构造与图9的构造的不同之处在于包含IR 二极管激光器阵列形式的热辐射装置的布置945 (优选也为阵列或矩阵形式)代替用于消散IR辐射的贮存器940。类似于图7，布置945的二极管激光器946所产生的热辐射通过各个进入通道911、912、913并朝光学有效表面701a到达各个进入通道911、912、913的端面，其中该热福射在进入通道911、912、913的相应壁上掠反射(grazingly reflect),如上述实施例所述。
[0096]图11的实施例可为实质类似于图7的实施例的构造，其中，尤其类似于图7的是该布置945的单独热辐射装置或IR 二极管激光器可选择性地致动，以依据相关的各个特定因素提供局部目标性可变热输入至各个反射镜分面901、902、903。然而，除了图11中实施的对分面反射镜的应用，图11的构造与图7所示的不同之处在于，如图11所示，该布置不包含同时冷却(如图7的布置利用冷却器750所进行的)，即该布置只包含各个反射镜分面901、902、903的加热。在其它方面，关于例如进入通道911、912、913的合适尺寸及大小以及导致的IR辐射的反射角度，应注意上文参考图1至图10所述的实施例。
[0097]下文参考图12及图13说明与反射镜热特性相关的致动器的其它实施例。关于此点，相较于图8,在功能方面相当的相应元件也以参考符号加上“100”表示。
[0098]反射镜901可为单独反射镜(例如光学投射系统中的成像反射镜)或还可为由多个反射镜元件构成的分面反射镜。此外，多个热辐射装置/进入通道可实施于由多个反射镜元件构成的分面反射镜以及单个反射镜(例如相对大尺寸的反射镜)上。
[0099]在图12的实施例中，加热条960用作为温度辐射装置，其中加热条在所示实施例中为基本上针形的(因此仅占据小量的空间)并安装成可沿着反射镜901的进入通道910 (即沿着所示坐标系统的z轴)位移。利用加热条960的位移，可改变反射镜901的加热区(尤其是由多个反射镜元件构成的反射镜901的光学有效表面901a区域)以及因此可改变利用根据本发明的热致动实现的(逆)变形。因此，例如明显可知加热条960在进入通道910的初始位置中(即远离反射镜901的光学有效表面901a)的放置造成反射镜基板材料中出现的温度梯度，这不同于加热条的到达紧邻进入通道910的端面910a处的前进移动。因此，加热条960的可位移性提供反射镜901的热致动方面的另一自由度。
[0100]加热条960的位移可从紧邻进入通道910的端面910a处的位置到进入通道910外的区域。一般位移行程可为0-30_的数量级(本发明不限于此)，Omm的值对应于进入通道910在远离光学有效表面910a之侧的起点。关于此点，特别的是加热条960的位移行程可直接延伸于进入通道910的端部910a前方(例如与其相距Imm的距离)，在该情况中，如上所述，避免与反射镜材料的机械接触，从而不对反射镜901施加任何不必要的机械变形。
[0101]加热条960利用加热装置970加热并作用为黑体辐射体，发射热至所有空间方向。举例而言，加热条960的加热温度可在60°C至350°C之间的范围(本发明不限于此)。绝缘板980可由例如合适的陶瓷材料制成，防止从加热装置970传送不必要的热辐射到反射镜901。除了加热条960的前进位置，由加热装置970针对加热反射镜基板而设定的温度形成反射镜901的热致动变化的另一参数。
[0102]现说明图12的布置的可行操作模式。
[0103]图12的布置通过变化加热反射镜901的热致动可用于影响反射镜901的成像性质。本情况中所用的测量技术可涉及直接测量反射镜901发出的波前的测量装置。在反射镜901为多个反射镜元件构成的分面反射镜形式的情况中，产生的波前通过重叠这些反射镜元件的单独贡献产生。利用对于反射镜901加热时发生的行为知识，则可利用根据本发明的热致动对波前的变化做出反应。
[0104]实际上，关于此点，为了特征化图12的布置在加热时针对多个(例如两百个)不同反射镜基板加热程序的行为，利用模拟或测量，在各情况中可确定来自反射镜901的波前以确认所讨论的加热分别实现的波前改变。反射镜基板的这些加热程序在该情况中关于由加热装置970设定的温度及/或关于加热条960的前进位置彼此不同，如上文所述。在该情况中，还可考虑并评估在反射镜基板材料中产生的温度梯度的时间相依性或最终在反射镜901发生的变形随时间的变化。
[0105]校准操作中所得的结果例如可储存成适当的表，并可用于系统操作中，以确定哪个加热程序最适合指定测量的波前，以产生合适的逆变形。
[0106]如果现在针对关于在系统的工作中的反射镜901的指定辐射负载，在无热致动的情况下发生光学有效表面901a的变形，则可基于校准操作中记录的数据以特定方式精确地选择指定加热或致动模式，使得提供相反的作用或补偿效应。
[0107]反射镜901的热行为尤其可由FEM仿真操作(FEM= “有限元方法”)表征，从而一方面确定系统操作中反射镜上的指定辐射负载所造成的是哪种变形以及哪种热致动(含义为“抵消加热”)适合用于补偿这种变形现象。举例而言，若系统操作时执行的波前测量得到不想要的三重波形(triple-waviness)，则可由校准程序中先前纪录的数据确定适合用于消除三重波形的加热。
[0108]在其它实施例中，还可选择其它几何形状用于进入通道，例如图13示意性所示的锥形几何的进入通道910’，以在反射镜基板材料的温度梯度或与此相关的材料膨胀的时间实现不同的行为。
[0109]此外，分面反射镜的单独反射镜还可构造为具有不同几何形状的进入通道。举例而言，在本发明实施例中，分面反射镜的某些单独反射镜可各包含锥形几何形状的进入通道910’(例如，当使用锥形进入通道910’时，在分面反射镜的指定(边缘)区域中可实现比使用圆柱形进入通道910时更好的期望效应)，而其它则具有圆柱形几何形状的进入通道。还可为其它几何形状，例如沿着相应进入通道直径有阶梯式变化。
[0110]即使已参考特定实施例说明本发明，本领域技术人员清楚可知例如通过结合及/或交换单独实施例的特征，可有许多变化和替代实施例。因此，本领域技术人员当知本发明包含这种变化和替代实施例，且本发明范围仅受限于所附权利要求及其等同。
【权利要求】
1.一种在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的布置， 其中，该反射镜(901)具有光学有效表面(901a)和至少一个进入通道(910、910’)，该至少一个进入通道在所述有效表面的方向上从该反射镜的不对应于该光学有效表面的表面延伸； 其中，该布置设计为利用该进入通道(910)中传播的电磁辐射热致动该反射镜(901)； 其中，该布置还具有至少一个热辐射装置，其产生在该进入通道(910、910’ )中传播的该电磁辐射；以及 其中，该热辐射装置沿着该进入通道(910、910’ )是可致动的。
2.如权利要求1所述的布置，其特征在于，该布置具有操纵器，其沿着该进入通道(910、910’ )改变该热辐射装置的前进位置。
3.如权利要求1或2所述的布置，其特征在于，该热辐射装置为具有优选基本上针形几何形状的加热条(960)形式。
4.如权利要求1至3中任一项所述的布置，其特征在于，该反射镜具有多个这种进入通道(910、910，)。
5.如前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，该布置具有布置成阵列的多个这种热辐射装置。
6.如权利要求5所述 的布置，其特征在于，该热辐射装置可选择性地致动。
7.如前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，该反射镜由多个反射镜分面构成。
8.如权利要求7所述的布置，其特征在于，该反射镜分面中的每一个具有至少一个进入通道，热辐射装置沿着该进入通道是可致动的。
9.如前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，该布置具有不同几何形状的至少两个进入通道(910、910，)。
10.如前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，至少一个进入通道(910’)具有与圆柱几何形状不同的几何形状，尤其是锥形几何形状或直径沿着相应进入通道阶梯式改变。
11.如前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，该至少一个热辐射装置还关于该进入通道(910、910’ )的方向是横向可致动的。
12.如前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，该至少一个热辐射装置连接至可调加热装置。
13.如前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，其还具有冷却器(950)，其将热散至环境中。
14.一种在微光刻投射曝光设备中热致动反射镜的方法,其中，该反射镜(901)具有光学有效表面(901a)和至少一个进入通道(910、910’)，该至少一个进入通道在所述光学有效表面的方向上从该反射镜的不对应于该光学有效表面的表面延伸；以及其中该反射镜(901)的热致动利用在该进入通道(910、910’)中传播的电磁辐射实现，其中该热辐射装置沿着该进入通道(910、910’ )是可致动的。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，利用该反射镜的热致动实现的逆变形至少部分补偿该反射镜的热表面变形，该热表面变形由在该微光刻投射曝光设备的操作中吸收光源发射的辐射造成。
16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，该电磁辐射通过选择性致动的热辐射装置的布置产生。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，沿着该反射镜的截面以彼此不同的方式热致动该热辐射装置。
18.如权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，该反射镜由多个反射镜分面构成。
19.如权利要求18及16或17中的一个所述的方法，其特征在于，利用该热辐射装置以彼此不同的方式热致动至少两个尤其是所有所述反射镜分面。
【文档编号】G02B7/18GK103814331SQ201180073600
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2011年9月21日 优先权日:2011年9月21日
【发明者】J.哈特杰斯 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司