用于反射镜的热致动的装置的制造方法
【专利说明】用于反射镜的热致动的装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求均于2013年3月14日提交的德国专利申请DE 10 2013 204 427.5和US 61/781,280的优先权。通过引用将这些申请的内容并入于此。
【发明内容】
[0003]本发明涉及一种尤其是微光刻投射曝光设备中的反射镜的热致动的装置。
【背景技术】
[0004]微光刻技术用于制造微结构化组件，例如集成电路或IXD。微光刻工艺在已知的投射曝光设备中进行，所述投射曝光设备具有照明装置和投射镜头。由照明装置照明的掩模(=掩模母版)的像因此由投射镜头投射至基板(例如，硅晶片)上，所述基板涂覆有光敏层且布置在投射镜头的像面中，从而将掩模结构转印至基板的光敏涂层。
[0005]在设计用于EUV范围(S卩，在例如约13nm或约7nm的波长)的投射镜头中，由于缺少可用的适合光透射式折射材料，反射镜用作用于成像过程的光学组件。实际中出现的问题是，尤其由于对EUV光源发射的辐射的吸收，EUV反射镜经受加热以及伴随的热膨胀或变形，这进而可具有损坏光学系统的成像特性结果。同时，由于在光刻过程中使用特定的照明设定(例如，双极或四极)以及由于由掩模母版导致的衍射级，通过EUV辐射带来的热量输入可在接近光瞳的反射镜的光学有效截面上变化，所以发生不均匀的热量输入到反射镜中。
[0006]为了能够补偿应出现的那些效应，而且尤其改变反射镜的光学特性，例如补偿系统中出现的像差，已知通过热致动控制反射镜变形。例如，从WO 2010/018753 AU US2004/0051984 AUffO 2008/034636 A2、DE 10 2009 024 118 AUffO 2009/046955 八2和肌2012/041744 Al已知执行反射镜温度测量和/或反射镜致动或特定变形的提议方式。
[0007]实际上在反射镜的热致动或变形中出现的问题是，一方面，针对通过热膨胀或热收缩引入反射镜基板材料的变形，反射镜基板材料原则上必须有对热负载的足够灵敏度；另一方面，在投射曝光设备的“正常”操作期间出现的对光学负载的灵敏度以及相关温度效应是期望的。换言之，在没有设计反射镜的进一步措施以获得对为产生变形而引入的热负载的增加的灵敏度的情况下，由于归因于所用辐射(例如EUV)的不可避免的光学负载，在投射曝光设备操作期间，越来越多地出现热引致像差。
【发明内容】
[0008]
[0009]本发明的目的在于，提供一种光学系统中的反射镜的热致动装置，使得有效的热致动以及同时对在正常操作期间出现的光学负载低灵敏度成为可能。
[0010]该目的通过根据独立权利要求1的特征的装置来实现。
[0011]根据本发明的一个方面，本发明涉及一种尤其是微光刻投射曝光设备中的光学系统的反射镜的热致动装置，所述反射镜包含反射镜基板和光学有效表面以及至少一个进入通道，至少一个进入通道从反射镜的不对应于光学有效表面的表面延伸到光学有效表面的方向上，
[0012]-其中，可变地设定的具有冷却功率的冷却元件突出到至少一个进入通道中，以及
[0013]-其中，提供至少一个热源，用于将可变地设定的加热功率耦合进反射镜基板的邻近光学有效表面的区域；
[0014]-其中，通过设定冷却元件的冷却功率和至少一个热源的加热功率，光学有效表面与反射镜的不对应于光学有效表面的表面之间的热通量是可实现的，所述热通量导致反射镜基板中的温度梯度和热膨胀系数值的相关局部变化。
[0015]本发明尤其基于以下构思:它们的冷却功率可变的冷却元件与可以关于其加热功率可变地设定的热源结合用于提供热致动中在自动控制方面可相互独立设定的两个自由度。这引起以下可能性:设定在反射镜或反射镜基板上形成的温度分布，使得一方面反射镜基板的在光学有效表面或呈现在那里的反射涂层附近、并且因照射在光学有效表面上的电磁(例如EUV)辐射而在光学系统或投射曝光设备的操作期间遭受不可避免的光学负载的区域具有相当低或甚至完全可忽略的热敏感度，原因是在接近光学有效表面的区域设定了已知的“零交叉温度”。在该零交叉温度，热膨胀系数具有在其温度依赖性中的零交叉，在其周围没有反射镜基板材料的热膨胀，或者仅有可忽略热膨胀。
[0016]另一方面，因为前述在自动控制方面可相互独立设定的两个参数或自由度，完全不同的温度(与光学有效表面附近相比)可设定在反射镜基板材料远离光学有效表面的区域中，关注的材料获得对热负载有相当大敏感度的温度，如针对特定热致动或变形所期望的。
[0017]换言之，本发明尤其基于以下构思:产生、使用一方面的冷却元件的冷却功率的独立可实现的适应性以及另一方面的至少一个热源的加热功率，光学有效表面与反射镜的不对应于光学有效表面的表面(例如，反射镜后侧)之间的热通量。该热通量导致反射镜基板中的温度梯度和热膨胀系数值的相关局部变化，其导致所述反射镜基板在热敏感度或热膨胀的局部变化系数(CTE)方面的行为比得上双金属材料。更确切地说，该行为使得可将反射镜的光学有效表面保持在一温度，对于该温度(即，下文更详细说明的所谓零交叉温度)，反射镜材料对在光学系统操作期间出现的热负载基本不敏感，同时确保反射镜基板远离所述光学有效表面的区域由于不同CTE值而更敏感或可热致动，从而产生反射镜的期望特定变形。通过该构思，本发明还防止或避免相冲突的方面:期望对热负载不敏感的致动器还表现为对热致动不敏感。
[0018]尤其在例如在光学系统的操作期间出现的光学负载增加时，以及为了在反射镜的光学有效表面附近保持零交叉温度的目的，热源的加热功率可减小(而冷却元件的冷却功率不变)，结果，光学有效表面附近的热平衡得到保持，但是，有效的热致动或变形可发生在远离光学有效表面的区域中，所述光学有效表面处于远低于零交叉温度的温度，这是由该遥远区域中的更大且不再可忽略的线膨胀系数导致的。
[0019]因此，通过适当组合一方面的热源的加热功率以及另一方面的冷却元件的冷却功率(可同样可变地设定)，可在任意时间明确操纵远离光学有效表面的区域中的温度，而光学有效表面附近的温度基本保持不变(即，优选处于上述零交叉温度)。作为对远离光学有效表面的区域中的温度变化的敏感度的结果，反射镜变形可产生在那里，同时，在光学有效表面的区域中，反射镜保持对在光学系统操作期间不可避免的光学负载的照射的电磁辐射的高敏感度。
[0020]根据一个实施例，所述装置具有多个进入通道。在这方面，这些进入通道中的每一个尤其可分别分配有冷却元件，所述冷却元件优选能够在它们的冷却功率方面相互独立地设定。
[0021]根据一个实施例，至少一个冷却元件具有管状几何形状。
[0022]根据一个实施例，热源具有至少一个热发射器，用于将热辐射耦合到至少一个进入通道中。另外，每一个进入通道可分别分配有热发射器，热发射器优选能够在它们的加热功率方面相互独立地设定。另外，所述至少一个热发射器可布置在进入通道面向光学有效表面的端部上。然而，本发明不限于此，因此在其它实施例中，热发射器例如还可布置在反射镜后侧的区域中，从而通过沿着进入通道的反射(优选以已知的“掠入射”)耦合加热辐射。