微光刻投射曝光设备的制造方法
【专利说明】微光刻投射曝光设备
[0001]本申请是申请日为2009年9月17日且发明名称为“微光刻投射曝光设备”的中国专利申请N0.200980138461.2的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及微光刻投射曝光设备，特别是涉及具有反射镜阵列的这样的装置的照明系统和投射物镜，该反射镜阵列具有基体和布置在基体上的多个反射镜，并且该多个反射镜可以相对于基体倾斜或在它们的排列上以其他方式改变。
【背景技术】
[0003]集成电路和其他微结构元件通常通过将多个结构层施加到合适的基板(例如，可以是硅晶片)上来制造。为了构造这些层，它们首先以对特定波长范围的光(例如，深紫外(DUV)或极紫外(EUV)光谱范围的光)敏感的光致抗蚀剂覆盖。目前，用于DUV系统的常规光波长为248nm、193nm，并且有时为157nm ；EUV投射曝光设备目前使用波长约为13.5nm的X-射线光。
[0004]接着，以此方式被覆盖的晶片在投射曝光设备中被曝光。布置在掩模上的结构图案由此在投射物镜的帮助下被成像到光致抗蚀剂上。因为成像比例通常小于1，这种投射物镜也通常被称为缩小物镜。
[0005]在光致抗蚀剂已经被显影后，对晶片进行蚀刻工艺从而层根据掩模上的图案而被结构化。然后，仍然保留的光致抗蚀剂从层的其他部分去除。该工艺被重复，直到所有层被施加到晶片上。
[0006]所使用的投射曝光设备的性能不仅由投影物镜的成像属性决定，而且还由对掩模进行照明的照明系统决定。对于这方面，照明系统包含光源，例如以脉冲模式操作的激光器(DUV)或等离子体源(EUV);以及多个光学元件，该多个光学元件由光源产生的光产生光束，并会聚在场点处的掩模上。各光束必须具有特定属性，该特定属性通常适用于投射物镜和要被成像的掩模。
[0007]为了能够更加自由地改变到达掩模的光束的属性或掩模上被照明的区域的形状，已经提出在照明系统中使用一个或多个反射镜阵列，每个反射镜阵列具有多个可调节反射镜。这些反射镜的排列通常通过绕一个或两个旋转轴的旋转运动来进行。因此，这些旋转的反射镜必须安装到具有一个或两个运动自由度的悬架。例如，这可以以固态关节或万能悬架来实现。
[0008]每个都具有多个可调节反射镜的反射镜阵列还可以用在投射物镜中。例如，可以设想投射物镜的光瞳面中的阵列以纠正特定的场不依赖成像误差(field-1ndependentimaging errors)。
[0009]施加到可调节反射镜的支架上的反射层系统吸收(虽然很小)部分入射光，甚至在DUV投射曝光设备中；在EUV投射曝光设备中，由于吸收引起的损失约为30%。由反射镜吸收的光将它们加热，如果散热不能得到保证，则可以导致反射层系统或反射镜单元的其他部件的毁坏。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的目标是提供一种投射曝光设备，该投射曝光设备具有反射镜阵列，在该反射镜阵列中，由反射镜产生的热量被特别好地散发以使得能够可靠地避免过热。
[0011]细分的固态关节(subdividedsolid-state articulat1n)
[0012]根据本发明的第一方面，该目标由具有反射镜阵列的微光刻投射曝光设备实现，该反射镜阵列具有基体和多个反射镜单元。每个反射镜单元包括反射镜和固态关节，固态关节具有至少一个关节部件，该至少一个关节部件将反射镜连接到基体并且能够在弯曲面中弯曲。控制装置使得可以改变各反射镜相对于基体的排列。根据本发明的第一方面，关节部件被细分为在弯曲面上彼此分开的多个关节元件，以减少关节部件的弯曲刚度。
[0013]关节元件之间的间隔可以非常小。相邻关节元件之间的小间隙可以由液体或气体填充。间隔可以如此之小以至于相邻关节元件甚至轻微地彼此接触。弯曲面通常垂直于旋转轴布置，反射镜可以绕该旋转轴旋转。
[0014]本发明的方面基于这样的构思，当使用固态关节时，已经有了将热量从反射镜通过热传导经由其散发的部件。利用固态关节从反射镜散发热量是有利的，这是因为不像其他类型的关节，固态关节不具有会阻碍热量传递的任何空气或液体填充间隙。然而，固态关节的关节部件通常必须具有非常复杂而精致的设计，否则不能获得期望的弯曲属性。
[0015]由于创造性地将关节部件细分为多个相互分隔的更小的关节元件，所以能够增加关节部件的总截面用于热流通而没有明显改变弯曲属性。这利用了从将杆细分为在弯曲面中彼此分开的多个细的子杆所得知的效应。细分杆减小了其弯曲强度。如果为了使弯曲强度在细分之后保持恒定，那么必须增加附加的子杆，从而增加了总的截面并因此增加了可传递的热通量。
[0016]在一个实施例中，关节元件至少本质上相互平行地布置。然而，通常从平行偏离是有利的，从而作用在各个元件上的力可以更好地彼此适配。
[0017]在另一个实施例中，关节元件是杆状或板状的。杆和板具有良好限定的弯曲属性并因此特别适合于用作关节元件。
[0018]为了构造固态关节，两个关节元件可以在反射镜上接合并且彼此相对。然后，反射镜可以绕旋转轴在两个方向旋转，该旋转轴通过关节元件的接合点建立。
[0019]根据本发明用于开发微光刻投射曝光设备的方法具有以下步骤，该微光刻投射曝光设备具有包括基体和多个反射镜单元的反射镜阵列，每个反射镜单元具有反射镜、具有将反射镜连接到基体的至少一个关节部件的固态关节、以及控制装置，通过该控制装置可以改变各反射镜相对于基体的排列，
[0020]i)建立关节部件应该具有的弯曲刚度；
[0021]ii)建立关节部件应该具有的热传导率；
[0022]iii)建立关节部件应该具有的总的截面，以实现步骤ii)中建立的热传导率；
[0023]iv)建立形成关节部件的相互分隔的关节元件的数量，从而整套关节元件具有步骤i)中建立的弯曲刚度和步骤iii)中建立的总的截面。
[0024]附加热传导元件
[0025]根据本发明的另一方面，引言中所陈述的目标通过具有反射镜阵列的微光刻投射曝光设备实现，该反射镜阵列具有基体和多个反射镜单元。每个反射镜单元包括反射镜和控制装置，通过该控制装置，各反射镜相对于基体的排列可以被改变。根据本发明，反射镜单元具有没有贡献于反射镜的支撑的热传导元件，其被连接到反射镜并在基体的方向上延伸，从而热量可以从热传导元件传递到基体。
[0026]本发明的方面基于这样的构思，从反射镜到基体的热量传输可以在附加热传导元件的辅助下得到改善，该附加热传导元件不是关节的部件。
[0027]当热传导元件连接到基体时，可以获得最大的热通量。在此情况下，热传导元件可以设计为柔性纤维或柔性带，该柔性纤维或柔性带具有难以察觉的小的弯曲强度并因此不会阻碍反射镜的旋转运动。利用这样的热传导元件的充分大的数量，例如几百个，仍然可以提供热通量可以通过的可观的总截面。
[0028]然而，也可以不将热传导元件连接到基体，从而热量必须也穿过最优选的小间隙以到达每个基体，该间隙填充有流体或流体通过该间隙流动。例如，可以设想来设计热传导元件为本质上刚性的条。然后，至少本质上刚性的对向元件可以从基体突出，即使在反射镜的排列的改变期间，这些对向元件与热传导元件仅隔开一间隙。
[0029]如已提及的，间隙宽度应该尽可能地小，这是因为固体通常具有比气体更高的热传导率。当气体压强非常低时这特别适用，如对于EUV投射曝光设备是必要的。在这些情况下，间隙应该具有小于反射镜的反射表面的最大尺寸的1/10的间隙宽度。
[0030]在另一个实施例中，条和对向元件分别布置在反射镜和基体上，从而它们以梳状方式相互接合。这样的布置是有利的，这是因为总体上其提供了大的表面积，通过该表面积热量可以从条传递到对向元件。
[0031]如果条和对向元件以柱面壁分段的形式构造且被共中心地布置，那么间隙宽度可以保持恒定，即使当反射镜相对于基体旋转时。
[0032]具体地，硅、硅化合物(尤其是碳化硅)、碳或金属(尤其是铜、银或金)可以设想用作热传导元件的材料。这些材料具有特别高的热传导率并也能够在精细机械应用中被很好地加工。
[0033]条也可以用于提供静电驱动，如果控制装置具有电压源，条可以通过该电压源被静电充电。
[0034]流体冷却
[0035]根据本发明的另一个方面，引言中所陈述的目标通过包括反射镜阵列的微光刻投射曝光设备来实现。反射镜阵列具有基体和多个反射镜单元，每个反射镜单元具有反射镜和控制装置，通过该控制装置，各反射镜相对于基体的排列可以被改变。根据本发明，反射镜单元分别具有柔性密封装置，该柔性密封装置气密地在反射镜和基体之间限定一体积部分。
[0036]本发明的该方面基于这样的构思，特别是在EUV投射曝光设备中，不能将反射镜周围的气体的压强选择在该气体能够对冷却反射镜作出显著贡献的高的水平。将反射镜浸入液体中是有问题的，即使是在DUV投射曝光设备中。
[0037]然而，通过创造性地在反射镜和基体之间提供体积部分，该体积部分通过柔性密封装置气密地限定，该体积部分可以填充有气体或液体，或者气体或液体可以通过该体积部分流动，从而可以对冷却反射镜作出明显贡献。
[0038]在最简单的情况下，该体积部分一次性地或长时间间隔地以液体或气体流体填充，该液体或气体流体保留在该体积部分中。然后热流量本质上通过静态流体的热传导被提供。
[0039]如果流体在该体积部分中是循环的，则可以获得更高的冷却动力，从而可以基本上通过对流来发生热传输。为此，体积部分可以具有入口和出口。例如可以包含泵和热交换器的循环装置将被分配到反射镜单元以使得流体在体积部分中循环。
[0040]如果密封装置包括将相邻反射镜彼此连接的柔性密封条，那么流体密封的体积部分可以延伸在反射镜下的整个空间和密封装置的剩余部分上。反射镜与流体接触并因此可以散热的面积将相应地是大的。
[0041]如果流体是气体，则优选在该体积部分中的气体比存在于密封装置的另一侧的气体具有更高的压强。这利用了以增加的压强来大大增加气体的热传导率的事实。在通过对流的热传输的情况下，增加气体压强在冷却动力方面也具有有利效果。
[0042]在另一个实施例中，密封装置是伸缩管。该反射镜单元优选对于每个自由度具有两个伸缩管，两个伸缩管彼此相对布置。因此当旋转反射镜时可以提供