用于euv光刻的投射曝光设备中的光学布置的制作方法
专利名称：用于euv光刻的投射曝光设备中的光学布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置。
背景技术：
微光刻用于制造例如集成电路或者IXD的微结构组件。微光刻工艺(process)在称作投射曝光设备的设备中进行，投射曝光设备具有照明系统和投射物镜。在该情况中，通过投射物镜将通过照明系统照明的掩模(=掩模母版)的像投射在基底(例如硅晶片)上， 基底上被涂敷有光敏层(光刻胶)以及基底被布置在投射物镜的像平面中，以便将该掩模结构传递到基底上的光敏涂层上。在设计用于EUV范围(即例如大约13nm或者大约7nm的波长处)的投射曝光设备中，由于缺乏可用的适合透明折射材料，所以使用反射镜作为用于成像过程的光学部件。 在该方面，在实践中，EUV条件下的操作需要实施多种功能并满足苛刻的要求。首先，因为设计用于在EUV条件下操作的反射镜或者投射曝光设备的使用寿命由于污染粒子或者气体(尤其是碳氢化合物)而受到限制，所以投射曝光设备的操作需要在真空条件(例如10-3毫巴(mbar)或者更低的总压力)下进行。在该方面，出现如下问题 在系统中散布的污染物可能粘附到光学元件的表面，其继而导致对元件的光学特性的不利地影响，例如反射镜的反射率的损失。WO 2008/034582 A2特别地公开了一种光学布置，特别是一种用于EUV光刻的投射曝光设备，其为了降低了污染物的粘附(特别是粘附至反射光元件)而在被抽真空的壳体内具有围绕各自的反射光学元件的光学表面的至少一个附加的真空壳体。与该真空壳体关联的是污染降低单元，其至少在光学表面的紧密相邻处降低诸如水和/或碳氢化合物的污染物质的分压。以那种方式，围绕光学表面产生一种“小环境”，其具有数量降低的污染物粒子，从而更少的粒子可以沉积在光学表面上。US 2009/0135386 Al特别地公开了在真空腔内的投射曝光设备的照明系统中提供多个子腔(subchamber)，子腔通过分离壁彼此分离且分别由关联的真空泵抽真空，分离壁设置有穿过其的通道开口，并且分别布置在最小光横截面的位置处或者其附近。另外，在使用全局或者局部的高等级光功率密度的操作中，出现如下问题光学元件(诸如反射镜、透镜)或者保持器(holder)元件的温度的增加(其涉及高光功率密度和吸收)可以在不同方面导致对光学系统的成像特性的不利影响。它的一个例子是在光学系统中存在的对温度敏感的元件(例如位置传感器)的不利影响。已知例如在设计用于 EUV范围的投射物镜中，除承载反射镜和反射镜致动器的承载结构之外，还提供通常布置在承载结构之外的测量结构，其意在确保位置传感器或者其它用于确定反射镜位置的测量系统的热和机械上的稳定固定。随着位置传感器和温度在投射曝光设备的操作中上升的反射镜之间的间隔越小(例如可以在5到IOOmm之间的范围中)，该测量结构的不希望的温度上升的问题相应地更严重。从US 2005/0018154 Al知道在微光刻投射曝光设备中提供至少一个热屏蔽，其意在捕获由反射镜和/或其承载结构发出的热，其中该热由与热屏蔽机械接触的热传输回路消散。
发明内容
本发明的目标在于在用于EUV光刻的投射曝光设备中提供一种光学布置，其允许以结构上节省空间的方式提供用于该系统的光学元件的承载结构，并同时且灵活地实施将通过投射曝光设备实施的其它功能。该目标由独立权利要求的特征实现。根据本发明的一个方面，用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置包括-多个光学元件，以及-承载结构，其承载该光学元件以及其由至少两个可释放地互相连接的模块构成，-其中每个模块由至少一个承载结构子元件构成，-其中由多个承载结构子元件和/或模块产生子壳体，以及-其中所述子壳体具有几何形状，所述几何形状至少在一些区域中对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同，所述可用光束路径被定义为能够从场平面中的所有场点向投射曝光设备的像平面传播的所有光束的包络。本发明特别地基于以开篇中的模块化的方式构建用于承载光学元件的承载结构的构思，从而可以以结构空间优化的方式以及所谓的“一次性(in one go)”地实施由光学系统实施的其它功能。更具体地，该承载结构具有上述模块化构造的事实提供了增加的灵活性，其继而具有以下结果通过提供上述的“小环境”或子壳体或者提供用于诸如传感器的温度敏感部件的热屏蔽、同时最小化或者消除对附加组件的需要，可以向光学元件提供例如确保保护免于污染的功能。换句话说，之前所提的功能以及可能的其它功能已经由承载结构的构造链接在一起。本发明特别地涉及将前述“小环境”(即，可用光束路径的紧密装配或“紧身”壳体)与力框架组合的构思，力框架是如下结构其用于承载机械负载，尤其是由于重力和致动系统中的负载力矩而导致的机械负载，并用于主动地承载光学系统的反射镜。换句话说， 几个承载结构子元件被连接在一起，以便由此在光学系统的运行中形成光束路径的大、结实且紧凑的封闭，其也吸收作用在至少一个所述光学元件上的机械力。投射曝光设备中的有用光束路径可以被定义为能够从所有场点向投射曝光设备的像平面传播的光束的包络。所述光束通常具有圆锥形或者锥形的几何形状，并且特别地， 所述光束路径(由于场的肾形几何形状)可以是肾形或者椭圆形。鉴于所产生的可用光束路径的复杂和三维的总体几何形状，本发明的承载结构子元件的布置是特别有利的，这是因为可以避免形成有用光束路径的包络上的困难，所述困难否则产生于所述可用光束路径的复杂性。在一些实施例中，在各个承载结构子元件中可以形成开口，所述开口为圆锥形或锥形孔，其可以分别用作光束路径的封闭或者环境的分段(segment)。此外，几个承载结构子元件也可以具有不同尺寸或者维度，从而几个承载结构子元件可以例如最终处于安装反射镜的位置，以便构建光学系统。换句话说，至少一个承载结构子元件可以与其它承载结构子元件相比具有减小的横截面尺寸，由此提供所述反射镜之一的安装位置。几个承载结构子元件还可以被构造为使得可以以至少几乎最优的方式“封闭”折叠的光束路径或光束路径，在该路径中，光线在到像平面的路途中(至少按区域地)来回地传播。特别地，例如与刚性的或者根据开篇建立的承载结构相比较，根据本发明的模块可以已经在具有特定的目标的情况下如此设计，使得用于光学系统运行中出现的光束通道所必需的孔径或者开口已经适配于光束构造，也就是说由模块组装的在完成情形下的承载结构已经精确地允许光束以结构空间优化的方式通过，而没有值得提及的未使用的结构空间剩余的部分。在该方面，特别地，也可以一体地构建上述的“小环境”，而不必为此目的使用独立的分离壁或壳体部分。另外，关于热屏蔽(在本说明书的开头部分提及的且通常也是必需的)，一方面， 可以例如同时使用来自开篇部分的模块化结构，以提供例如用作热屏蔽的冷却通道，只要承载结构子元件已经可以被形成为已经集成了这种冷却通道的部分，使得当承载结构子元件被组装时，事实上“自动”产生所述冷却通道即可。然而，另一方面，如在下文更详细地描述的，也可以关于相应的光学系统中的具体因素和要求、以灵活的方式实施最优的布置以及那些冷却通道的可能相互连接，并因此实施冷却剂回路的合适的多重使用。根据本发明的包括多个组装的承载结构子元件的组件的另一优点在于单独的承载结构子元件(例如关于它们的内轮廓的表面)可以借助于构造的模块化模式而分别被理想地适配于在具体系统中分别存在的要求(在杂散光的反射方面)，其中各自合适的表面处理过程(诸如机械处理或者涂敷)的选择可以被具体地、有目标地且选择性地适配于光学系统中的各个局部因素或要求。在该方面，在光学系统的杂散光特别关键的区域中，可以应用更复杂和昂贵的表面处理步骤，而在不太关键的区域中的表面可以被更容易地制造或者甚至可能被基本不改变。要指出的是，根据本发明的承载结构可以主动地、被动地或者间接地(例如在由致动器承载的意义上，致动器继而可以承载例如反射镜的光学元件)承载光学元件。此外，要指出的是本发明不限于具有热屏蔽的光学系统或者具有冷却通道的系统。而是根据本发明的模块化结构在热屏蔽不必要(例如，由于热膨胀中不涉及例如传感器的组件，或者因为热膨胀不引起任何进一步的问题)的光学系统中也是有利的。在一个实施例中，至少一个模块由至少两个承载结构子元件构成，特别地至少三个承载结构子元件构成，更特别地至少四个承载结构子元件构成，因此就与光学系统运行中的光束路径的适配而言以及就对光束路径的给定区域的具体而有目标的影响而言，进一步的提高了灵活性。在一个实施例中，所述可用光束路径由所述子壳体围绕，使得在所述可用光束路径和子壳体之间存在不超过10mm，更特别地不超过5mm的最大间隔。在一个实施例中，至少一个承载结构子元件具有至少两个开口以在光学系统运行中允许光束通过。另外，至少两个承载结构元件可以具有不同数量的开口以在光学系统运行中允许光束通过，其中另外，至少两个承载结构子元件可以在它们开口的尺寸和/或定位方面不同。在一个实施例中，开口的布置适配于在运行中穿过光学系统的光束的构造。在一个实施例中，所述可用光束路径包括至少部分地渗入彼此的光束。在一个实施例中，所述可用光束路径是折叠的光束路径。在一个实施例中，在运行中穿过光学系统的光束在至少一个承载结构子元件中连续横穿不同的开口。在一个实施例中，至少两个承载结构子元件至少按区域地具有不同的表面处理， 例如通过机械加工，涂敷等，特别地在它们的朝着光学系统运行中的光束路径的内轮廓处。 以此方式，根据本发明的模块化布置的灵活性可以得以利用，只要表面可以被分别地匹配到光学系统中的局部因素和要求(例如在光学系统的杂散光特别重要的区域中，可以应用更复杂和昂贵的表面处理操作)。在一个实施例中，至少两个承载子元件具有互相对应的表面部分，所述表面部分在所述承载结构子元件组装之后彼此一起形成冷却通道部分，在所述光学系统的运行中， 冷却介质能够通过所述冷却通道部分流动。以该方式，当承载结构被组装时，可以一次性地提供上述的冷却通道或者热屏蔽。由至少两个承载子元件形成的冷却通道部分的构思不限于以上讨论的形成子壳体的方面(该子壳体具有对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同的几何形状)，而是也可以独立于该方面而实施。因此，根据另一方面，本发明还涉及用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置，包括-多个光学元件，以及-承载结构，其承载该光学元件以及其由至少两个可释放地互相连接的模块构成，-其中每个模块由至少一个承载结构子元件构成，以及-至少两个承载子元件具有互相对应的表面部分，所述表面部分在所述承载结构子元件组装之后彼此一起形成冷却通道部分，在所述光学系统的运行中，冷却介质能够通过所述冷却通道部分流动。在一个实施例中，通过多个这样的冷却通道部分构建至少一个冷却介质回路。特别地，由多个这样的冷却通道部分构建多个冷却介质回路，多个冷却介质回路可以被选择性地连接在一起。以该方式，并且在已经考虑了冷却介质的可用供应通常受限的情况下，可以获得关于系统中的具体因素和要求最佳匹配的热屏蔽或动作。在一个实施例中，在至少一个冷却介质回路的区域中布置至少一个多孔结构，由此，可以减少或者避免将流动引起的振动从承载结构引入至反射镜或者承载那些反射镜的致动器中。在一个实施例中，通过至少一个密封元件将至少两个承载结构子元件相对于彼此流体密封地密封。以该方式，当连接承载结构子元件本身时，可以利用冷却通道的集成而实施流体密封的密封完整性(integrity)，例如通过简单的夹钳连接或者螺纹装置。在一个实施例中，密封元件是覆盖板的形式，其中优选地，密封板和至少一个承载结构子元件由相同的材料制成。覆盖板可以特别地包含覆盖了冷却通道并且例如可以被在适当位置熔焊的板。使用相同的材料避免了彼此不同的电化学势(需要不同的材料)以及与通常的电解质冷却介质相关而引起的电化学腐蚀(特别地，因为可能设置的并包括例如橡胶的非电传导材料的0形环也不能引起任何电化学腐蚀)。本发明还涉及包括照明系统和投射物镜的微光刻投射曝光设备，其中照明系统和投射物镜具有包含上述特征的光学布置。本发明还涉及用于制造用于EUV光刻的投射曝光设备的光学系统的方法，其中该光学系统由通过承载结构承载的多个光学元件构建，以及其中该承载结构由至少两个可释放地相互连接的模块构成，以及其中每个模块由至少一个承载结构子元件构成。关于该方法的优点和优选构造，参照关于根据本发明的布置的前述说明。说明书和附随的权利要求中说明本发明的其它构造。
下文借助于附图中说明的例子、通过实施例更详细地说明本发明。在附图中图1示出说明根据本发明的实施例的光学布置的结构的原理的概略图；图2通过示例示出可以在图1的布置的承载结构中使用的承载结构子元件 (subelement)的概略平面图；图3示出说明在根据本发明的承载结构中冷却通道的集成原理的概略图；图4通过示例示出可以在图3的布置的承载结构中使用的、具有集成的冷却通道的承载结构子元件的概略平面图；图5示出了说明关于承载结构子元件的连接的实施例、以提供具有集成的冷却通道的承载结构的概略图；以及图6示出了说明关于承载结构子元件的连接的另一实施例、以提供具有集成的冷却通道的承载结构的概略图。
具体实施例方式下面首先参照图1中包含的示出原理的概略图说明本发明的构思。图Ia示出了多个模块110、120、130、140 (应理解，该4个的数目仅是示例，也可以更高或者更低)，其共同地提供了承载结构100。在设计用于EUV的微光刻投射曝光设备中， 该承载结构100主动或被动地承载例如反射镜101、102的光学元件(其中该承载结构可以被设置在投射曝光设备的投射物镜和/或在照明系统中)。虽然，在所说明的实施例中示出了两个反射镜101、102，但该数目也仅作为示例且也可以更高或者更低，在该方面，在承载结构的情况中，投射物镜通常涉及更多(例如6个) 反射镜。此外，光学元件或者反射镜101、102也可以被间接承载，例如通过致动器(为了简洁的目的，图1中没有示出致动器)依次承载那些反射镜。在图1中原则上仅为概略的视图中，模块110-140中的每一个由四个承载结构子元件(例如承载结构子元件121-124)构成。该数目仅作为例子且可以更高或者更低，并且对于单独(individual)模块110-140也可以不同。承载结构100的材料可以例如具有或者是合适的金属、钢或者铝合金，其中模块 110-140也可以由不同的材料制成。另外，如在下文中更详细说明的承载结构子元件(例如 121-124)可以通过不同的生产过程而连接在一起以提供模块110-140。真空硬钎焊、扩散熔焊、夹钳连接、螺纹连接以及熔焊特别适用。在该方面，涉及的连接技术支持对足够高的固有频率、潮湿以及热传导的要求。模块110-114也可以例如通过熔焊板或面(facet)来制造，也可以在板(可能是挠曲的)熔焊构造中弯曲该板或面，继而可以对其施加(例如在其上进行熔焊或者软钎焊) 冷却通道(下文将更详细地说明)，在该情况下，以此方式生产的模块依次连接在一起(例如，通过螺纹连接)。根据图1的模块110-114和承载结构子元件可以被构造为使得它们形成具有几何形状的子壳体，该几何形状至少在一些区域中对应于投射曝光设备中的可用光束路径而不同。更具体地，可用光束路径可以由所述子壳体围绕，使得所述可用光束路径和子壳体之间的最大间隔不超过10mm，更特别地，不超过5mm。此外，在图1中示意地示出的折叠光束路径可以由所述子壳体以至少几乎最优的方式“封闭(encapsulate) ”。图2通过示例示出了可以被用于如图1所示的根据本发明的承载结构中的承载结构子元件121的概略平面视图。在该例子中，承载结构子元件121总共具有三个开口 121a、 121b以及121c，作为用于光束通过的孔径。在这种情况下，开口 121a、121b以及121c根据各自的承载结构子元件121在光束路径中的最终期望的位置而在它们的几何形状、布置和数量方面进行选择，使得当继而从其构成的承载结构子元件或者模块连接在一起时，提供在光学系统的运行中穿过光学系统的光束的期望封闭或者可选地提供上述“小环境”。因此，图2的例子所示的开口或者孔径121a、121b以及121c的规则的或者对称的布置是简化的，因为那些开口优选被如此布置在穿过其的光束通道的相应位置处，以使得获得对光束路径的最佳几何逼近。因此，一般地，承载结构子元件(既关于它们的外轮廓也关于它们的内轮廓)具有更复杂的几何形状(例如与圆盘相比，也与该实施例中作为例子说明的承载结构子元件121相比)。根据图1已经清楚，其隐含着已经在那里概略地示出的简化光束路径中提供了具有更少开口或者孔径的承载结构子元件，这取决于光束路径穿过各自的承载结构子元件的频率。另外，每个承载结构子元件的内轮廓的表面(可以在图2中看见)，借助于模块化结构，可以分别理想地适配于关于杂散光的反射的要求，只要分别选择合适的表面处理工艺即可，诸如合适方式的机械加工(例如用于限定地粗糙化表面，以减少或者消除反射现象)或者涂敷。因此可以单独地制造内几何形状(其实际上同时也在光学系统内形成“小环境”)，在此方面，例如在杂散光特别关键的区域中，为了具体地有目标地影响杂散光特性， 可以应用更复杂和昂贵的表面处理操作，而在不太关键的区域中，可以更容易地制造表面或者甚至基本不改变表面。当组装承载结构子元件以提供例如图1中的承载结构时，单独的承载结构子元件一方面可以首先被提供合适的开口，并接着被以相互叠置的关系堆叠(并使用下文将描述的处理连接)，在这种情况下，其给出用于光束穿过的，由承载结构子元件的形状或板几何形状决定的阶梯围绕壁构造。可替换地，可以首先以互相叠置的关系堆叠多个承载结构子元件，以先构成承载结构，接着产生对应的开口，用于光束穿过。下面参照图3至图6描述将冷却通道集成到承载结构的不同可能方式。在本身已知的方式中，在设计用于EVU的投射曝光设备中，这种冷却通道的基本的目的是屏蔽热应力，该热应力与照射引起的反射镜的温度上升有关，并且该热应力出现在来自例如传感器的对温度敏感的元件的承载结构的区域中。关于热屏蔽影响，根据本发明的冷却通道的模块化构造在许多方面也发现是有利地，如在下文描述的。首先，如图4中的概略视图所表示的，可以将具有相对复杂的构造的冷却通道450 的实施方式大致缩减为二维结构，只要首先例如通过轧制(milling)在上述承载结构子元件421中形成冷却通道450，然后通过在覆盖板上熔焊而使该冷却通道450闭合即可。另外，为了具体有目标地控制光学系统中的热应力的目的，可以在承载结构内单独地放置冷却通道。在该方面，图3首先示出概略图，其中与每个模块310-340相关联的分别地是它自己的或者分离的冷却回路315、325、335以及345。现在，在其它实施例中，那些冷却回路也可以在承载结构中被单独地互相连接。例如，在图3实施例的修改中，流进最上面的模块310的冷却介质(例如水)还可以被与最下面的模块340互相连接地使用，以便将模块310、340连接在一起以形成单个共用的冷却回路，例如在它们必须仅承受比较轻的热应力的情况下。另外，可以将仅一个冷却回路或者多个冷却回路与各个模块相关联。冷却回路可以因此被单独的放置在那些最需要它们的区域中，从而那些区域被特别地供应具有冷却水。以那种方式，并且在已经考虑了冷却介质的可用供应通常受限的情况下，可以获得关于所涉及的具体因素或要求最佳匹配的动作或热屏蔽效果。下面参照图5中的概略图说明关于在承载结构中集成冷却通道的第一实施例。参照图5，通过包含所涉及的材料的紧密结合的连接而将承载结构子元件 511-514(其被组装来提供类似于图1的模块510)连接在一起，只要进行以下步骤即可在已经例如由铝或钢制造了承载结构子元件511-514之后，并且已经在其平表面中轧制了用于冷却通道的区域(例如，矩形、圆形或者椭圆形横截面)之后，承载结构子元件511-514 的互相面对的边界表面经历硬真空硬钎焊，用于将它们相对于彼此密封以及用于相对于冷却通道的外部(通常是真空)环境获得充分的密封整体性。密封地连接承载结构子元件 511-514的另一合适的方法是扩散熔焊，在扩散熔焊中承载结构子元件511-514被直接焊接到彼此上，该方法在下文更详细考虑的腐蚀方面是有利的。如前述相应地获得的单体(monolithic)模块510等可以接着被螺纹固定在一起， 以构建类似于图1的承载结构。在图5中，结构冷却介质550 (例如冷却水)经由冷却介质供给机构560流动至模块510并从模块510经由冷却介质排出机构570再次排出，在此方面，沿着纸平面的方向延伸的冷却通道(即在所示的坐标系统的Y方向上)由‘550a’表示，在ζ方向上将那些冷却通道550a连接在一起的通过通道由‘550b，表示。在此方面，优选地，根据本发明的另一方面，通过冷却通道550a和通过通道550b 实施冷却介质的流动的构造，使得最优化该流动，目标为如果可能则不将任何来自承载结构的振动引入到反射镜或者承载反射镜的致动器中。作为用于该目的的合适方法，冷却通道550a尽可能被实施为在流动路径上没有任何弯曲，如例如在图4中借助于在那里示出的冷却通道450可以看出的。为了对抗由仍然可能发生的漩涡引起的振动，优选地，利用较大的半径或者横截面积实施冷却通道550a，尤其是在相邻承载结构子元件511-514之间的过度处，因为在因此提供的更大体积中，流动速度更低。作为避免流动引起的振动的另一合适对策，优选引入多孔结构(例如蜂窝结构、 多孔材料的过滤器结构等)形式的流动整流器580 (特别是在将冷却通道550a相互连接的通道550b中)。图6示出了关于承载结构子元件的连接的另一实施例，以形成具有集成的冷却通道的承载结构。如图6所示，承载结构子元件612-614(类似于图1组装以形成模块610)通过螺钉605螺纹连接在一起。因为螺纹连接仅产生夹紧连接，其关于冷却介质的流动不是流体密封的，所以接着通过密封板690进行冷却通道650a (例如其仍然被预轧制)的密封闭合， 密封板690接着通过焊缝696连接至各自的承载结构子组件612-614。可以通过进一步的密封(其在该实施例中为双0环密封695的形式)实现各个密封板690和各个相连的承载结构子组件612-614之间的过渡处的密封效果。图6中所示的实施例尤其在腐蚀方面是有利的，因为可以使用相同的材料(例如铝)用于制造密封板690和承载结构子组件612-614，此外，也可以在没有附加材料的情况下执行用于进行连接所必需的熔焊操作，从而可以基本使用同一种材料制造冷却通道。因此，可以在冷却通道的区域中，至少基本上避免不同(例如焊剂)材料的存在，所述不同材料具有相互不同的电化学势，并且其与典型的电解冷却液一起还涉及电化学腐蚀。在冷却通道内用于降低电化学腐蚀的另一措施包括至少对冷却通道按区域(region-wise)镀镍。施加冷却通道的另一可能方法包括铺设(lay on)箔(其优选包括与板材料相同的材料，例如钢或者铝，并且其可以被制造为具0. 5mm至Imm之间的厚度(单纯作为示例))，其被固定在它的外围以及合适的支撑点处(例如通过熔焊)，并且通过压力的作用其是塑性变形的，以提供以弹力垫形式成形的箔，所产生的冷却通道被提供了用于冷却介质穿过的合适连接。应该理解的是，可以组合地使用根据本发明的用于将承载结构子元件或者模块连接在一起以提供根据本发明的承载结构的不同连接方法，在该方面，例如，由固体材料块轧制出单独模块(可能将冷却通道轧制在模块的表面中以及使用软钎焊或者熔焊处理密封连接)，并且使用软钎焊或者熔焊处理连接包括(可能弯曲的)面的其它单独模块，在此情况下，冷却通道可以被熔焊或者软钎焊上。即使已经参照具体实施例说明了本发明，但大量变化和可替换的实施方式对于本领域的技术人员而言是明显的，例如通过组合和/或交换单独实施例的特征。因此，本领域的技术人员应该理解，本发明也可以包含这样的变化和替代实施例，并且本发明的范围仅由附随的权利要求和其等同物的意义所限定。
权利要求
1.一种用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置，包括多个光学元件(101、102)；以及承载结构(100、300)，其承载所述光学元件(101、102)以及其由至少两个可释放地互相连接的模块(110-140、310-340、510、610)构成；其中每个模块(110-140、310-340、510、610)由至少一个承载结构子元件(121-124、 421、511-514、612-614)构成，其中由多个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)和/或模块(110-140、 310、340、510、610)产生子壳体；以及其中所述子壳体具有几何形状，所述几何形状至少在一些区域中对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同，所述可用光束路径被定义为能够从场平面中的所有场点向所述投射曝光设备的像平面传播的所有光束的包络。
2.根据权利要求1所述的光学布置，其特征在于所述可用光束路径由所述子壳体围绕，使得在所述可用光束路径和所述子壳体之间存在不超过10mm，尤其是不超过5mm的最大间隔。
3.根据权利要求1或2所述的光学布置，其特征在于至少一个所述模块(110-140、 310-340,510,610)由至少两个承载结构子元件(121-124、421、511_514、612_614)构成，尤其是由至少三个承载结构子元件构成，更特别地由至少四个承载结构子元件构成。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光学布置，其特征在于至少一个所述承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)具有至少两个开口(121a_121c， 421a-421c)，以在所述光学系统的运行中允许光束通过。
5.根据权利要求4所述的光学布置，其特征在于至少两个承载结构元件(121-1M、 421、511-514、612-614)具有不同数目的开口(121a_121c，421a_421c)，以在所述光学系统的运行中允许光束通过。
6.根据权利要求4或5所述的光学布置，其特征在于至少两个承载结构子元件 (121-124、421、511-514、612-614)在它们的开口 (121a_121c，421a_421c)的尺寸、横截面几何形状和/或定位方面不同。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的光学布置，其特征在于所述开口 (121a-121c,421a-421c)的布置适配于在运行中穿过所述光学系统的光束的构造。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于所述可用光束路径包括至少部分地渗入彼此的光束。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于所述可用光束路径是折叠的光束路径。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于在运行中穿过所述光学系统的光束在至少一个所述承载结构子元件中连续横穿不同的开口。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于所述光学元件是反射镜。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于至少两个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)至少按区域地具有不同的表面处理，例如通过机械加工，涂敷等。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于至少两个承载子元件(121-124、421、511-514、612-614)具有互相对应的表面部分，所述表面部分在所述承载结构子元件组装之后彼此一起形成冷却通道部分G50、550a、650a)，在所述光学系统的运行中，冷却介质(550、650)能够通过所述冷却通道部分流动。
14.一种用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置，包括多个光学元件(101、102)；以及承载结构(100、300)，其承载所述光学元件(101、102)以及其由至少两个可释放地互相连接的模块(110-140、310-340、510、610)构成，其中每个模块(110-140、310-340、510、610)由至少一个承载结构子元件(121-124、 421、511-514、612-614)构成，并且其中至少两个承载子元件(121-124、421、511-514、612-614)具有互相对应的表面部分，所述表面部分在所述承载结构子元件组装之后彼此一起形成冷却通道部分G50、550a、 650a)，在所述光学系统的运行中，冷却介质(550、650)能够通过所述冷却通道部分流动。
15.根据权利要求13或14所述的光学布置，其特征在于通过多个这样的冷却通道部分构建至少一个冷却介质回路(315、315、335、345)。
16.根据权利要求15所述的光学布置，其特征在于通过多个这样的冷却通道部分构建能够选择性地连接在一起的多个冷却介质回路(315、325、335、345)。
17.根据权利要求15或16所述的光学布置，其特征在于至少一个多孔结构布置在至少一个所述冷却介质回路的区域中。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于通过至少一个密封元件将至少两个承载结构子元件(612、613、614)相对于彼此流体密封地密封。
19.根据权利要求18所述的光学布置，其特征在于所述密封元件是具有覆盖板(690) 的形式。
20.根据权利要求19所述的光学布置，其特征在于至少一个所述承载结构子元件 (612、613、614)和所述覆盖板(690)由相同的材料制成。
21.一种包括照明系统和投射物镜的微光刻投射曝光设备，其中所述照明系统和/或所述投射物镜具有前述权利要求中的任一项所述的光学布置。
22.一种用于制造用于EUV光刻的投射曝光设备的光学系统的方法，其中所述光学系统由通过承载结构承载的多个光学元件(101、102)构建，其中所述承载结构(100、300) 由至少两个可释放地相互连接的模块(110-140、310-340、510、610)构成，以及其中每个模块(110-140、310-340、510、610)由至少一个承载结构子元件(121_124、421、511_514、 612-614)构成，其中由多个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)和/或模块 (110-140、310-340、510、610)产生子壳体，使得所述子壳体具有几何形状，所述几何形状至少在一些区域中对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同，所述可用光束路径被定义为能够从场平面中的所有场点向所述投射曝光设备的像平面传播的所有光束的包络。
全文摘要
本发明涉及一种用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置，包括多个光学元件(101、102)；以及承载结构(100、300)，其承载所述光学元件(101、102)，其中所述承载结构由至少两个可释放地互相连接的模块(110-140、310-340、510、610)构成；以及其中每个模块(110-140、310-340、510、610)由至少一个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)构成，其中通过多个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)和/或模块(110-140、310-340、510、610)产生子壳体；以及其中所述子壳体具有几何形状，所述几何形状至少在一些区域中对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同，所述可用光束路径被定义为能够从场平面中的所有场点向所述投射曝光设备的像平面传播的所有光束的包络。
文档编号G03F7/20GK102549503SQ201080043905
公开日2012年7月4日 申请日期2010年9月24日 优先权日2009年9月30日
发明者A.沃姆布兰德, B.盖尔里奇, P.德费尔, S.泽尔特, V.库利特斯基, 关彦彬 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司
技术领域：
本发明涉及用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置。
背景技术：
微光刻用于制造例如集成电路或者IXD的微结构组件。微光刻工艺(process)在称作投射曝光设备的设备中进行，投射曝光设备具有照明系统和投射物镜。在该情况中，通过投射物镜将通过照明系统照明的掩模(=掩模母版)的像投射在基底(例如硅晶片)上， 基底上被涂敷有光敏层(光刻胶)以及基底被布置在投射物镜的像平面中，以便将该掩模结构传递到基底上的光敏涂层上。在设计用于EUV范围(即例如大约13nm或者大约7nm的波长处)的投射曝光设备中，由于缺乏可用的适合透明折射材料，所以使用反射镜作为用于成像过程的光学部件。 在该方面，在实践中，EUV条件下的操作需要实施多种功能并满足苛刻的要求。首先，因为设计用于在EUV条件下操作的反射镜或者投射曝光设备的使用寿命由于污染粒子或者气体(尤其是碳氢化合物)而受到限制，所以投射曝光设备的操作需要在真空条件(例如10-3毫巴(mbar)或者更低的总压力)下进行。在该方面，出现如下问题 在系统中散布的污染物可能粘附到光学元件的表面，其继而导致对元件的光学特性的不利地影响，例如反射镜的反射率的损失。WO 2008/034582 A2特别地公开了一种光学布置，特别是一种用于EUV光刻的投射曝光设备，其为了降低了污染物的粘附(特别是粘附至反射光元件)而在被抽真空的壳体内具有围绕各自的反射光学元件的光学表面的至少一个附加的真空壳体。与该真空壳体关联的是污染降低单元，其至少在光学表面的紧密相邻处降低诸如水和/或碳氢化合物的污染物质的分压。以那种方式，围绕光学表面产生一种“小环境”，其具有数量降低的污染物粒子，从而更少的粒子可以沉积在光学表面上。US 2009/0135386 Al特别地公开了在真空腔内的投射曝光设备的照明系统中提供多个子腔(subchamber)，子腔通过分离壁彼此分离且分别由关联的真空泵抽真空，分离壁设置有穿过其的通道开口，并且分别布置在最小光横截面的位置处或者其附近。另外，在使用全局或者局部的高等级光功率密度的操作中，出现如下问题光学元件(诸如反射镜、透镜)或者保持器(holder)元件的温度的增加(其涉及高光功率密度和吸收)可以在不同方面导致对光学系统的成像特性的不利影响。它的一个例子是在光学系统中存在的对温度敏感的元件(例如位置传感器)的不利影响。已知例如在设计用于 EUV范围的投射物镜中，除承载反射镜和反射镜致动器的承载结构之外，还提供通常布置在承载结构之外的测量结构，其意在确保位置传感器或者其它用于确定反射镜位置的测量系统的热和机械上的稳定固定。随着位置传感器和温度在投射曝光设备的操作中上升的反射镜之间的间隔越小(例如可以在5到IOOmm之间的范围中)，该测量结构的不希望的温度上升的问题相应地更严重。从US 2005/0018154 Al知道在微光刻投射曝光设备中提供至少一个热屏蔽，其意在捕获由反射镜和/或其承载结构发出的热，其中该热由与热屏蔽机械接触的热传输回路消散。
发明内容
本发明的目标在于在用于EUV光刻的投射曝光设备中提供一种光学布置，其允许以结构上节省空间的方式提供用于该系统的光学元件的承载结构，并同时且灵活地实施将通过投射曝光设备实施的其它功能。该目标由独立权利要求的特征实现。根据本发明的一个方面，用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置包括-多个光学元件，以及-承载结构，其承载该光学元件以及其由至少两个可释放地互相连接的模块构成，-其中每个模块由至少一个承载结构子元件构成，-其中由多个承载结构子元件和/或模块产生子壳体，以及-其中所述子壳体具有几何形状，所述几何形状至少在一些区域中对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同，所述可用光束路径被定义为能够从场平面中的所有场点向投射曝光设备的像平面传播的所有光束的包络。本发明特别地基于以开篇中的模块化的方式构建用于承载光学元件的承载结构的构思，从而可以以结构空间优化的方式以及所谓的“一次性(in one go)”地实施由光学系统实施的其它功能。更具体地，该承载结构具有上述模块化构造的事实提供了增加的灵活性，其继而具有以下结果通过提供上述的“小环境”或子壳体或者提供用于诸如传感器的温度敏感部件的热屏蔽、同时最小化或者消除对附加组件的需要，可以向光学元件提供例如确保保护免于污染的功能。换句话说，之前所提的功能以及可能的其它功能已经由承载结构的构造链接在一起。本发明特别地涉及将前述“小环境”(即，可用光束路径的紧密装配或“紧身”壳体)与力框架组合的构思，力框架是如下结构其用于承载机械负载，尤其是由于重力和致动系统中的负载力矩而导致的机械负载，并用于主动地承载光学系统的反射镜。换句话说， 几个承载结构子元件被连接在一起，以便由此在光学系统的运行中形成光束路径的大、结实且紧凑的封闭，其也吸收作用在至少一个所述光学元件上的机械力。投射曝光设备中的有用光束路径可以被定义为能够从所有场点向投射曝光设备的像平面传播的光束的包络。所述光束通常具有圆锥形或者锥形的几何形状，并且特别地， 所述光束路径(由于场的肾形几何形状)可以是肾形或者椭圆形。鉴于所产生的可用光束路径的复杂和三维的总体几何形状，本发明的承载结构子元件的布置是特别有利的，这是因为可以避免形成有用光束路径的包络上的困难，所述困难否则产生于所述可用光束路径的复杂性。在一些实施例中，在各个承载结构子元件中可以形成开口，所述开口为圆锥形或锥形孔，其可以分别用作光束路径的封闭或者环境的分段(segment)。此外，几个承载结构子元件也可以具有不同尺寸或者维度，从而几个承载结构子元件可以例如最终处于安装反射镜的位置，以便构建光学系统。换句话说，至少一个承载结构子元件可以与其它承载结构子元件相比具有减小的横截面尺寸，由此提供所述反射镜之一的安装位置。几个承载结构子元件还可以被构造为使得可以以至少几乎最优的方式“封闭”折叠的光束路径或光束路径，在该路径中，光线在到像平面的路途中(至少按区域地)来回地传播。特别地，例如与刚性的或者根据开篇建立的承载结构相比较，根据本发明的模块可以已经在具有特定的目标的情况下如此设计，使得用于光学系统运行中出现的光束通道所必需的孔径或者开口已经适配于光束构造，也就是说由模块组装的在完成情形下的承载结构已经精确地允许光束以结构空间优化的方式通过，而没有值得提及的未使用的结构空间剩余的部分。在该方面，特别地，也可以一体地构建上述的“小环境”，而不必为此目的使用独立的分离壁或壳体部分。另外，关于热屏蔽(在本说明书的开头部分提及的且通常也是必需的)，一方面， 可以例如同时使用来自开篇部分的模块化结构，以提供例如用作热屏蔽的冷却通道，只要承载结构子元件已经可以被形成为已经集成了这种冷却通道的部分，使得当承载结构子元件被组装时，事实上“自动”产生所述冷却通道即可。然而，另一方面，如在下文更详细地描述的，也可以关于相应的光学系统中的具体因素和要求、以灵活的方式实施最优的布置以及那些冷却通道的可能相互连接，并因此实施冷却剂回路的合适的多重使用。根据本发明的包括多个组装的承载结构子元件的组件的另一优点在于单独的承载结构子元件(例如关于它们的内轮廓的表面)可以借助于构造的模块化模式而分别被理想地适配于在具体系统中分别存在的要求(在杂散光的反射方面)，其中各自合适的表面处理过程(诸如机械处理或者涂敷)的选择可以被具体地、有目标地且选择性地适配于光学系统中的各个局部因素或要求。在该方面，在光学系统的杂散光特别关键的区域中，可以应用更复杂和昂贵的表面处理步骤，而在不太关键的区域中的表面可以被更容易地制造或者甚至可能被基本不改变。要指出的是，根据本发明的承载结构可以主动地、被动地或者间接地(例如在由致动器承载的意义上，致动器继而可以承载例如反射镜的光学元件)承载光学元件。此外，要指出的是本发明不限于具有热屏蔽的光学系统或者具有冷却通道的系统。而是根据本发明的模块化结构在热屏蔽不必要(例如，由于热膨胀中不涉及例如传感器的组件，或者因为热膨胀不引起任何进一步的问题)的光学系统中也是有利的。在一个实施例中，至少一个模块由至少两个承载结构子元件构成，特别地至少三个承载结构子元件构成，更特别地至少四个承载结构子元件构成，因此就与光学系统运行中的光束路径的适配而言以及就对光束路径的给定区域的具体而有目标的影响而言，进一步的提高了灵活性。在一个实施例中，所述可用光束路径由所述子壳体围绕，使得在所述可用光束路径和子壳体之间存在不超过10mm，更特别地不超过5mm的最大间隔。在一个实施例中，至少一个承载结构子元件具有至少两个开口以在光学系统运行中允许光束通过。另外，至少两个承载结构元件可以具有不同数量的开口以在光学系统运行中允许光束通过，其中另外，至少两个承载结构子元件可以在它们开口的尺寸和/或定位方面不同。在一个实施例中，开口的布置适配于在运行中穿过光学系统的光束的构造。在一个实施例中，所述可用光束路径包括至少部分地渗入彼此的光束。在一个实施例中，所述可用光束路径是折叠的光束路径。在一个实施例中，在运行中穿过光学系统的光束在至少一个承载结构子元件中连续横穿不同的开口。在一个实施例中，至少两个承载结构子元件至少按区域地具有不同的表面处理， 例如通过机械加工，涂敷等，特别地在它们的朝着光学系统运行中的光束路径的内轮廓处。 以此方式，根据本发明的模块化布置的灵活性可以得以利用，只要表面可以被分别地匹配到光学系统中的局部因素和要求(例如在光学系统的杂散光特别重要的区域中，可以应用更复杂和昂贵的表面处理操作)。在一个实施例中，至少两个承载子元件具有互相对应的表面部分，所述表面部分在所述承载结构子元件组装之后彼此一起形成冷却通道部分，在所述光学系统的运行中， 冷却介质能够通过所述冷却通道部分流动。以该方式，当承载结构被组装时，可以一次性地提供上述的冷却通道或者热屏蔽。由至少两个承载子元件形成的冷却通道部分的构思不限于以上讨论的形成子壳体的方面(该子壳体具有对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同的几何形状)，而是也可以独立于该方面而实施。因此，根据另一方面，本发明还涉及用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置，包括-多个光学元件，以及-承载结构，其承载该光学元件以及其由至少两个可释放地互相连接的模块构成，-其中每个模块由至少一个承载结构子元件构成，以及-至少两个承载子元件具有互相对应的表面部分，所述表面部分在所述承载结构子元件组装之后彼此一起形成冷却通道部分，在所述光学系统的运行中，冷却介质能够通过所述冷却通道部分流动。在一个实施例中，通过多个这样的冷却通道部分构建至少一个冷却介质回路。特别地，由多个这样的冷却通道部分构建多个冷却介质回路，多个冷却介质回路可以被选择性地连接在一起。以该方式，并且在已经考虑了冷却介质的可用供应通常受限的情况下，可以获得关于系统中的具体因素和要求最佳匹配的热屏蔽或动作。在一个实施例中，在至少一个冷却介质回路的区域中布置至少一个多孔结构，由此，可以减少或者避免将流动引起的振动从承载结构引入至反射镜或者承载那些反射镜的致动器中。在一个实施例中，通过至少一个密封元件将至少两个承载结构子元件相对于彼此流体密封地密封。以该方式，当连接承载结构子元件本身时，可以利用冷却通道的集成而实施流体密封的密封完整性(integrity)，例如通过简单的夹钳连接或者螺纹装置。在一个实施例中，密封元件是覆盖板的形式，其中优选地，密封板和至少一个承载结构子元件由相同的材料制成。覆盖板可以特别地包含覆盖了冷却通道并且例如可以被在适当位置熔焊的板。使用相同的材料避免了彼此不同的电化学势(需要不同的材料)以及与通常的电解质冷却介质相关而引起的电化学腐蚀(特别地，因为可能设置的并包括例如橡胶的非电传导材料的0形环也不能引起任何电化学腐蚀)。本发明还涉及包括照明系统和投射物镜的微光刻投射曝光设备，其中照明系统和投射物镜具有包含上述特征的光学布置。本发明还涉及用于制造用于EUV光刻的投射曝光设备的光学系统的方法，其中该光学系统由通过承载结构承载的多个光学元件构建，以及其中该承载结构由至少两个可释放地相互连接的模块构成，以及其中每个模块由至少一个承载结构子元件构成。关于该方法的优点和优选构造，参照关于根据本发明的布置的前述说明。说明书和附随的权利要求中说明本发明的其它构造。
下文借助于附图中说明的例子、通过实施例更详细地说明本发明。在附图中图1示出说明根据本发明的实施例的光学布置的结构的原理的概略图；图2通过示例示出可以在图1的布置的承载结构中使用的承载结构子元件 (subelement)的概略平面图；图3示出说明在根据本发明的承载结构中冷却通道的集成原理的概略图；图4通过示例示出可以在图3的布置的承载结构中使用的、具有集成的冷却通道的承载结构子元件的概略平面图；图5示出了说明关于承载结构子元件的连接的实施例、以提供具有集成的冷却通道的承载结构的概略图；以及图6示出了说明关于承载结构子元件的连接的另一实施例、以提供具有集成的冷却通道的承载结构的概略图。
具体实施例方式下面首先参照图1中包含的示出原理的概略图说明本发明的构思。图Ia示出了多个模块110、120、130、140 (应理解，该4个的数目仅是示例，也可以更高或者更低)，其共同地提供了承载结构100。在设计用于EUV的微光刻投射曝光设备中， 该承载结构100主动或被动地承载例如反射镜101、102的光学元件(其中该承载结构可以被设置在投射曝光设备的投射物镜和/或在照明系统中)。虽然，在所说明的实施例中示出了两个反射镜101、102，但该数目也仅作为示例且也可以更高或者更低，在该方面，在承载结构的情况中，投射物镜通常涉及更多(例如6个) 反射镜。此外，光学元件或者反射镜101、102也可以被间接承载，例如通过致动器(为了简洁的目的，图1中没有示出致动器)依次承载那些反射镜。在图1中原则上仅为概略的视图中，模块110-140中的每一个由四个承载结构子元件(例如承载结构子元件121-124)构成。该数目仅作为例子且可以更高或者更低，并且对于单独(individual)模块110-140也可以不同。承载结构100的材料可以例如具有或者是合适的金属、钢或者铝合金，其中模块 110-140也可以由不同的材料制成。另外，如在下文中更详细说明的承载结构子元件(例如 121-124)可以通过不同的生产过程而连接在一起以提供模块110-140。真空硬钎焊、扩散熔焊、夹钳连接、螺纹连接以及熔焊特别适用。在该方面，涉及的连接技术支持对足够高的固有频率、潮湿以及热传导的要求。模块110-114也可以例如通过熔焊板或面(facet)来制造，也可以在板(可能是挠曲的)熔焊构造中弯曲该板或面，继而可以对其施加(例如在其上进行熔焊或者软钎焊) 冷却通道(下文将更详细地说明)，在该情况下，以此方式生产的模块依次连接在一起(例如，通过螺纹连接)。根据图1的模块110-114和承载结构子元件可以被构造为使得它们形成具有几何形状的子壳体，该几何形状至少在一些区域中对应于投射曝光设备中的可用光束路径而不同。更具体地，可用光束路径可以由所述子壳体围绕，使得所述可用光束路径和子壳体之间的最大间隔不超过10mm，更特别地，不超过5mm。此外，在图1中示意地示出的折叠光束路径可以由所述子壳体以至少几乎最优的方式“封闭(encapsulate) ”。图2通过示例示出了可以被用于如图1所示的根据本发明的承载结构中的承载结构子元件121的概略平面视图。在该例子中，承载结构子元件121总共具有三个开口 121a、 121b以及121c，作为用于光束通过的孔径。在这种情况下，开口 121a、121b以及121c根据各自的承载结构子元件121在光束路径中的最终期望的位置而在它们的几何形状、布置和数量方面进行选择，使得当继而从其构成的承载结构子元件或者模块连接在一起时，提供在光学系统的运行中穿过光学系统的光束的期望封闭或者可选地提供上述“小环境”。因此，图2的例子所示的开口或者孔径121a、121b以及121c的规则的或者对称的布置是简化的，因为那些开口优选被如此布置在穿过其的光束通道的相应位置处，以使得获得对光束路径的最佳几何逼近。因此，一般地，承载结构子元件(既关于它们的外轮廓也关于它们的内轮廓)具有更复杂的几何形状(例如与圆盘相比，也与该实施例中作为例子说明的承载结构子元件121相比)。根据图1已经清楚，其隐含着已经在那里概略地示出的简化光束路径中提供了具有更少开口或者孔径的承载结构子元件，这取决于光束路径穿过各自的承载结构子元件的频率。另外，每个承载结构子元件的内轮廓的表面(可以在图2中看见)，借助于模块化结构，可以分别理想地适配于关于杂散光的反射的要求，只要分别选择合适的表面处理工艺即可，诸如合适方式的机械加工(例如用于限定地粗糙化表面，以减少或者消除反射现象)或者涂敷。因此可以单独地制造内几何形状(其实际上同时也在光学系统内形成“小环境”)，在此方面，例如在杂散光特别关键的区域中，为了具体地有目标地影响杂散光特性， 可以应用更复杂和昂贵的表面处理操作，而在不太关键的区域中，可以更容易地制造表面或者甚至基本不改变表面。当组装承载结构子元件以提供例如图1中的承载结构时，单独的承载结构子元件一方面可以首先被提供合适的开口，并接着被以相互叠置的关系堆叠(并使用下文将描述的处理连接)，在这种情况下，其给出用于光束穿过的，由承载结构子元件的形状或板几何形状决定的阶梯围绕壁构造。可替换地，可以首先以互相叠置的关系堆叠多个承载结构子元件，以先构成承载结构，接着产生对应的开口，用于光束穿过。下面参照图3至图6描述将冷却通道集成到承载结构的不同可能方式。在本身已知的方式中，在设计用于EVU的投射曝光设备中，这种冷却通道的基本的目的是屏蔽热应力，该热应力与照射引起的反射镜的温度上升有关，并且该热应力出现在来自例如传感器的对温度敏感的元件的承载结构的区域中。关于热屏蔽影响，根据本发明的冷却通道的模块化构造在许多方面也发现是有利地，如在下文描述的。首先，如图4中的概略视图所表示的，可以将具有相对复杂的构造的冷却通道450 的实施方式大致缩减为二维结构，只要首先例如通过轧制(milling)在上述承载结构子元件421中形成冷却通道450，然后通过在覆盖板上熔焊而使该冷却通道450闭合即可。另外，为了具体有目标地控制光学系统中的热应力的目的，可以在承载结构内单独地放置冷却通道。在该方面，图3首先示出概略图，其中与每个模块310-340相关联的分别地是它自己的或者分离的冷却回路315、325、335以及345。现在，在其它实施例中，那些冷却回路也可以在承载结构中被单独地互相连接。例如，在图3实施例的修改中，流进最上面的模块310的冷却介质(例如水)还可以被与最下面的模块340互相连接地使用，以便将模块310、340连接在一起以形成单个共用的冷却回路，例如在它们必须仅承受比较轻的热应力的情况下。另外，可以将仅一个冷却回路或者多个冷却回路与各个模块相关联。冷却回路可以因此被单独的放置在那些最需要它们的区域中，从而那些区域被特别地供应具有冷却水。以那种方式，并且在已经考虑了冷却介质的可用供应通常受限的情况下，可以获得关于所涉及的具体因素或要求最佳匹配的动作或热屏蔽效果。下面参照图5中的概略图说明关于在承载结构中集成冷却通道的第一实施例。参照图5，通过包含所涉及的材料的紧密结合的连接而将承载结构子元件 511-514(其被组装来提供类似于图1的模块510)连接在一起，只要进行以下步骤即可在已经例如由铝或钢制造了承载结构子元件511-514之后，并且已经在其平表面中轧制了用于冷却通道的区域(例如，矩形、圆形或者椭圆形横截面)之后，承载结构子元件511-514 的互相面对的边界表面经历硬真空硬钎焊，用于将它们相对于彼此密封以及用于相对于冷却通道的外部(通常是真空)环境获得充分的密封整体性。密封地连接承载结构子元件 511-514的另一合适的方法是扩散熔焊，在扩散熔焊中承载结构子元件511-514被直接焊接到彼此上，该方法在下文更详细考虑的腐蚀方面是有利的。如前述相应地获得的单体(monolithic)模块510等可以接着被螺纹固定在一起， 以构建类似于图1的承载结构。在图5中，结构冷却介质550 (例如冷却水)经由冷却介质供给机构560流动至模块510并从模块510经由冷却介质排出机构570再次排出，在此方面，沿着纸平面的方向延伸的冷却通道(即在所示的坐标系统的Y方向上)由‘550a’表示，在ζ方向上将那些冷却通道550a连接在一起的通过通道由‘550b，表示。在此方面，优选地，根据本发明的另一方面，通过冷却通道550a和通过通道550b 实施冷却介质的流动的构造，使得最优化该流动，目标为如果可能则不将任何来自承载结构的振动引入到反射镜或者承载反射镜的致动器中。作为用于该目的的合适方法，冷却通道550a尽可能被实施为在流动路径上没有任何弯曲，如例如在图4中借助于在那里示出的冷却通道450可以看出的。为了对抗由仍然可能发生的漩涡引起的振动，优选地，利用较大的半径或者横截面积实施冷却通道550a，尤其是在相邻承载结构子元件511-514之间的过度处，因为在因此提供的更大体积中，流动速度更低。作为避免流动引起的振动的另一合适对策，优选引入多孔结构(例如蜂窝结构、 多孔材料的过滤器结构等)形式的流动整流器580 (特别是在将冷却通道550a相互连接的通道550b中)。图6示出了关于承载结构子元件的连接的另一实施例，以形成具有集成的冷却通道的承载结构。如图6所示，承载结构子元件612-614(类似于图1组装以形成模块610)通过螺钉605螺纹连接在一起。因为螺纹连接仅产生夹紧连接，其关于冷却介质的流动不是流体密封的，所以接着通过密封板690进行冷却通道650a (例如其仍然被预轧制)的密封闭合， 密封板690接着通过焊缝696连接至各自的承载结构子组件612-614。可以通过进一步的密封(其在该实施例中为双0环密封695的形式)实现各个密封板690和各个相连的承载结构子组件612-614之间的过渡处的密封效果。图6中所示的实施例尤其在腐蚀方面是有利的，因为可以使用相同的材料(例如铝)用于制造密封板690和承载结构子组件612-614，此外，也可以在没有附加材料的情况下执行用于进行连接所必需的熔焊操作，从而可以基本使用同一种材料制造冷却通道。因此，可以在冷却通道的区域中，至少基本上避免不同(例如焊剂)材料的存在，所述不同材料具有相互不同的电化学势，并且其与典型的电解冷却液一起还涉及电化学腐蚀。在冷却通道内用于降低电化学腐蚀的另一措施包括至少对冷却通道按区域(region-wise)镀镍。施加冷却通道的另一可能方法包括铺设(lay on)箔(其优选包括与板材料相同的材料，例如钢或者铝，并且其可以被制造为具0. 5mm至Imm之间的厚度(单纯作为示例))，其被固定在它的外围以及合适的支撑点处(例如通过熔焊)，并且通过压力的作用其是塑性变形的，以提供以弹力垫形式成形的箔，所产生的冷却通道被提供了用于冷却介质穿过的合适连接。应该理解的是，可以组合地使用根据本发明的用于将承载结构子元件或者模块连接在一起以提供根据本发明的承载结构的不同连接方法，在该方面，例如，由固体材料块轧制出单独模块(可能将冷却通道轧制在模块的表面中以及使用软钎焊或者熔焊处理密封连接)，并且使用软钎焊或者熔焊处理连接包括(可能弯曲的)面的其它单独模块，在此情况下，冷却通道可以被熔焊或者软钎焊上。即使已经参照具体实施例说明了本发明，但大量变化和可替换的实施方式对于本领域的技术人员而言是明显的，例如通过组合和/或交换单独实施例的特征。因此，本领域的技术人员应该理解，本发明也可以包含这样的变化和替代实施例，并且本发明的范围仅由附随的权利要求和其等同物的意义所限定。
权利要求
1.一种用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置，包括多个光学元件(101、102)；以及承载结构(100、300)，其承载所述光学元件(101、102)以及其由至少两个可释放地互相连接的模块(110-140、310-340、510、610)构成；其中每个模块(110-140、310-340、510、610)由至少一个承载结构子元件(121-124、 421、511-514、612-614)构成，其中由多个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)和/或模块(110-140、 310、340、510、610)产生子壳体；以及其中所述子壳体具有几何形状，所述几何形状至少在一些区域中对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同，所述可用光束路径被定义为能够从场平面中的所有场点向所述投射曝光设备的像平面传播的所有光束的包络。
2.根据权利要求1所述的光学布置，其特征在于所述可用光束路径由所述子壳体围绕，使得在所述可用光束路径和所述子壳体之间存在不超过10mm，尤其是不超过5mm的最大间隔。
3.根据权利要求1或2所述的光学布置，其特征在于至少一个所述模块(110-140、 310-340,510,610)由至少两个承载结构子元件(121-124、421、511_514、612_614)构成，尤其是由至少三个承载结构子元件构成，更特别地由至少四个承载结构子元件构成。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光学布置，其特征在于至少一个所述承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)具有至少两个开口(121a_121c， 421a-421c)，以在所述光学系统的运行中允许光束通过。
5.根据权利要求4所述的光学布置，其特征在于至少两个承载结构元件(121-1M、 421、511-514、612-614)具有不同数目的开口(121a_121c，421a_421c)，以在所述光学系统的运行中允许光束通过。
6.根据权利要求4或5所述的光学布置，其特征在于至少两个承载结构子元件 (121-124、421、511-514、612-614)在它们的开口 (121a_121c，421a_421c)的尺寸、横截面几何形状和/或定位方面不同。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的光学布置，其特征在于所述开口 (121a-121c,421a-421c)的布置适配于在运行中穿过所述光学系统的光束的构造。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于所述可用光束路径包括至少部分地渗入彼此的光束。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于所述可用光束路径是折叠的光束路径。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于在运行中穿过所述光学系统的光束在至少一个所述承载结构子元件中连续横穿不同的开口。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于所述光学元件是反射镜。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于至少两个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)至少按区域地具有不同的表面处理，例如通过机械加工，涂敷等。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于至少两个承载子元件(121-124、421、511-514、612-614)具有互相对应的表面部分，所述表面部分在所述承载结构子元件组装之后彼此一起形成冷却通道部分G50、550a、650a)，在所述光学系统的运行中，冷却介质(550、650)能够通过所述冷却通道部分流动。
14.一种用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置，包括多个光学元件(101、102)；以及承载结构(100、300)，其承载所述光学元件(101、102)以及其由至少两个可释放地互相连接的模块(110-140、310-340、510、610)构成，其中每个模块(110-140、310-340、510、610)由至少一个承载结构子元件(121-124、 421、511-514、612-614)构成，并且其中至少两个承载子元件(121-124、421、511-514、612-614)具有互相对应的表面部分，所述表面部分在所述承载结构子元件组装之后彼此一起形成冷却通道部分G50、550a、 650a)，在所述光学系统的运行中，冷却介质(550、650)能够通过所述冷却通道部分流动。
15.根据权利要求13或14所述的光学布置，其特征在于通过多个这样的冷却通道部分构建至少一个冷却介质回路(315、315、335、345)。
16.根据权利要求15所述的光学布置，其特征在于通过多个这样的冷却通道部分构建能够选择性地连接在一起的多个冷却介质回路(315、325、335、345)。
17.根据权利要求15或16所述的光学布置，其特征在于至少一个多孔结构布置在至少一个所述冷却介质回路的区域中。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的光学布置，其特征在于通过至少一个密封元件将至少两个承载结构子元件(612、613、614)相对于彼此流体密封地密封。
19.根据权利要求18所述的光学布置，其特征在于所述密封元件是具有覆盖板(690) 的形式。
20.根据权利要求19所述的光学布置，其特征在于至少一个所述承载结构子元件 (612、613、614)和所述覆盖板(690)由相同的材料制成。
21.一种包括照明系统和投射物镜的微光刻投射曝光设备，其中所述照明系统和/或所述投射物镜具有前述权利要求中的任一项所述的光学布置。
22.一种用于制造用于EUV光刻的投射曝光设备的光学系统的方法，其中所述光学系统由通过承载结构承载的多个光学元件(101、102)构建，其中所述承载结构(100、300) 由至少两个可释放地相互连接的模块(110-140、310-340、510、610)构成，以及其中每个模块(110-140、310-340、510、610)由至少一个承载结构子元件(121_124、421、511_514、 612-614)构成，其中由多个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)和/或模块 (110-140、310-340、510、610)产生子壳体，使得所述子壳体具有几何形状，所述几何形状至少在一些区域中对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同，所述可用光束路径被定义为能够从场平面中的所有场点向所述投射曝光设备的像平面传播的所有光束的包络。
全文摘要
本发明涉及一种用于EUV光刻的投射曝光设备中的光学布置，包括多个光学元件(101、102)；以及承载结构(100、300)，其承载所述光学元件(101、102)，其中所述承载结构由至少两个可释放地互相连接的模块(110-140、310-340、510、610)构成；以及其中每个模块(110-140、310-340、510、610)由至少一个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)构成，其中通过多个承载结构子元件(121-124、421、511-514、612-614)和/或模块(110-140、310-340、510、610)产生子壳体；以及其中所述子壳体具有几何形状，所述几何形状至少在一些区域中对应于所述投射曝光设备中的可用光束路径而不同，所述可用光束路径被定义为能够从场平面中的所有场点向所述投射曝光设备的像平面传播的所有光束的包络。
文档编号G03F7/20GK102549503SQ201080043905
公开日2012年7月4日 申请日期2010年9月24日 优先权日2009年9月30日
发明者A.沃姆布兰德, B.盖尔里奇, P.德费尔, S.泽尔特, V.库利特斯基, 关彦彬 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司
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