光學(xué)元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體光刻的投射曝光設(shè)備的光學(xué)元件，包括光學(xué)作用表面(9)和用于冷卻光學(xué)元件的至少一個(gè)冷卻部件，其中，所述冷卻部件連接到至少兩個(gè)分離的冷卻回路，并實(shí)施為使得所述光學(xué)作用表面(9)可以在至少一個(gè)部分區(qū)域中比在另一部分區(qū)域中以更大的程度被冷卻。本發(fā)明還涉及一種包括根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件的投射曝光設(shè)備。
【專利說明】光學(xué)元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有至少一個(gè)光學(xué)作用表面(optically active surface)的光學(xué)元件。在該情況下，該光學(xué)元件尤其可以是用于半導(dǎo)體光刻的EUV照明系統(tǒng)中的光學(xué)單獨(dú)部件，例如偏轉(zhuǎn)鏡。同樣地，光學(xué)元件還可以由一個(gè)或多個(gè)光學(xué)單獨(dú)部件構(gòu)成。舉例來說，在下文中，由反射鏡承載體(mirror carrying body)和許多單獨(dú)反射鏡分面組成的分面反射鏡同樣地稱為光學(xué)兀件。
【背景技術(shù)】
[0002]提到的光學(xué)元件通常安裝在較大單元中，例如EUV照明系統(tǒng)。在該情況下，光學(xué)元件是三維幾何體，其通常由多個(gè)表面定界，并用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)光學(xué)功能，比如電磁輻射的偏轉(zhuǎn)或其它操控。根據(jù)光束路徑，電磁輻射至少照到光學(xué)元件的一個(gè)表面，其中，所述表面在此稱為光學(xué)作用表面。光學(xué)作用表面可以細(xì)分為多個(gè)部分表面，其部分剖面(section)可以為凸面或凹面彎曲，并且還可包含如在衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)中常見的形貌突變(topographyjump)。光學(xué)作用表面可總是存在于光學(xué)元件的表面上，其中，光學(xué)作用表面尤其還可由多層組成，及/或可包括其它涂層，比如還有吸收層。單獨(dú)光學(xué)元件可由不同材料構(gòu)成，及/或通常還具有不同部件幾何形狀。此外，在照明系統(tǒng)操作期間，可設(shè)定不同照明設(shè)定，比如環(huán)形設(shè)定、雙極、四極或一些其它多極設(shè)定，或者還有類星體(quasar)或Cquad設(shè)定。這樣的結(jié)果是，取決于照明設(shè)定，電磁輻射以局部不同的強(qiáng)度照到在光學(xué)元件上。此外，在此在所關(guān)注的一些光學(xué)元件中施加局部不同的吸收層。所述吸收層用于在EUV輻射在這些光學(xué)元件上反射之后，獲得反射福射的清晰的空間解析強(qiáng)度分布(defined spatially resolvedintensity distribution)。取決于吸收的EUV福射的數(shù)量，在光學(xué)元件處的能量輸入可以局部地不同。在照明系統(tǒng)操作期間，來自其它光學(xué)元件或來自機(jī)械部件的IR輻射另外還可照到在所關(guān)注的光學(xué)元件上，并在此可被全部或部分地吸收。例如，IR輻射還可源自先前已吸收EUV福射的加熱部件，比如所謂的Σ光闌(sigma diaphragm)。因此,大體來說,在光學(xué)元件的光學(xué)作用表面上可出現(xiàn)局部不同的熱分布。特別地，即使在均勻或?qū)ΨQ能量輸入的情況下，當(dāng)例如電磁輻射的吸收特性在部件上的空間解析方式不同時(shí)，也會(huì)發(fā)生非對(duì)稱局部熱分布。在照明系統(tǒng)操作期間，在未冷卻情況下的一些實(shí)例中，在光學(xué)元件上可出現(xiàn)自100°C至200°C或更高的溫度?？臻g解析熱分布可導(dǎo)致光學(xué)元件的非期望的變形。特別地，當(dāng)照明設(shè)定改變時(shí)以及在熱負(fù)載維持恒定超過特定時(shí)間周期的情況下，在相對(duì)于周圍溫度下的熱卸載基本狀態(tài)(thermally unloaded basic state)或先前設(shè)定的一些其它穩(wěn)態(tài)或半穩(wěn)態(tài)條件的時(shí)間性考量下，可發(fā)生光學(xué)元件的變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明基于以下目的:明確說明一種光學(xué)元件和一種投射曝光設(shè)備，其中，在操作期間減小了所提到的熱致變形(thermally indeed deformation)。
[0004]該目的通過包含獨(dú)立權(quán)利要求中所提特征的光學(xué)元件和投射曝光設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利變型和實(shí)施例。
[0005]為了冷卻具有光學(xué)作用表面的光學(xué)元件，使用連接到至少兩個(gè)分離的冷卻回路的至少一個(gè)冷卻部件。因此，所述冷卻部件實(shí)施為使得在至少一個(gè)部分區(qū)域中比在另一部分區(qū)域中以更高的程度冷卻光學(xué)作用表面。因此，所述冷卻抵消局部不同的由輻射導(dǎo)致的能量輸入，使得在光學(xué)作用表面上的變形盡可能不形成或者至少減少。冷卻所帶來的好處是避免在電磁輻射照到所關(guān)注光學(xué)元件后的進(jìn)一步路線上產(chǎn)生干擾效應(yīng)。例如在照明設(shè)定改變時(shí)，部件中的熱負(fù)載尤其是熱分布還可隨時(shí)間改變。除了局部適配，在此使用的冷卻現(xiàn)在還可以時(shí)間上適配的方式(temporally adaptive fashion)實(shí)施。
[0006]為了分析光學(xué)元件的局部熱分布和局部變形，還可以使用FEM分析。特別地，F(xiàn)EM計(jì)算的結(jié)果可用于設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，還可用于通過閉環(huán)控制(closed-loop controll)和開環(huán)控制(open-loop controll)來控制冷卻系統(tǒng)。
[0007]例如，取決于設(shè)定的照明設(shè)定，可在光學(xué)元件上以局部和時(shí)間上適配的方式實(shí)現(xiàn)局部和時(shí)間上適配的冷卻。此外，一模塊的光學(xué)元件還可被冷卻至不同程度。第三，還可將冷卻體裝配至光學(xué)元件,其中,冷卻體具有單獨(dú)或多個(gè)局部適配的冷卻區(qū)(cooling zone)。
[0008]例如，光學(xué)元件還可以是用于EUV光刻的多層反射鏡。在該情況下，多層反射鏡可設(shè)有冷卻體或具有實(shí)施為冷卻體的反射鏡載體。在此構(gòu)成冷卻部件的冷卻體可分為不同的部分區(qū)域，并在不同的部分區(qū)域被冷卻至不同的程度。除了將光學(xué)元件施加到分離的冷卻體的選項(xiàng)之外，還可使用反射鏡載體自身對(duì)光學(xué)作用表面進(jìn)行空間解析冷卻。在這些情況下，反射鏡載體實(shí)施為冷卻部件。
[0009]用于冷卻光學(xué)元件的冷卻體可具有布置在不同冷卻區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)冷卻通道。光學(xué)作用表面由例如流過不同冷卻區(qū)的冷卻通道的冷卻介質(zhì)冷卻。具有引入的冷卻通道的冷卻區(qū)在此對(duì)應(yīng)于以不同程度冷卻的部分區(qū)域。
[0010]不同的冷卻區(qū)還可布置在關(guān)于z方向的不同平面中。z方向通常對(duì)應(yīng)于法線方向，其整體上可被分配至光學(xué)作用表面上的光學(xué)元件。
[0011]冷卻通道可連接到分離的冷卻回路。這尤其帶來的以下優(yōu)點(diǎn):通過限定冷卻率(cooling rate)的參數(shù)的局部適配的選擇，執(zhí)行不同部分區(qū)域中的冷卻。當(dāng)使用分離的冷卻回路時(shí)，可因此彼此獨(dú)立地設(shè)定所述參數(shù)，比如流率(flow rate)，并針對(duì)每個(gè)冷卻回路在時(shí)間上分開地改變所述參數(shù)。
[0012]可通過鑄造方法、模制方法(moulding method)、侵蝕(eroding)、蝕刻或機(jī)加工制造方法形成冷卻通道。
[0013]冷卻通道還可另外實(shí)施為連接到冷卻體的冷卻線(cOOling line)。冷卻線因此是裝配到冷卻體的分離部件。
[0014]冷卻線可例如通過熔接(welding)、接合(bonding)或焊接(soldering)而連接到冷卻體。
[0015]冷卻通道可以曲折(meandering)方式實(shí)施,且針對(duì)不同的冷卻區(qū)還可具有不同的幾何形狀。當(dāng)光學(xué)元件中存在多個(gè)冷卻區(qū)時(shí)，如果假想的體積單位中的冷卻通道表面之和與另一個(gè)冷卻區(qū)不同，則冷卻區(qū)在冷卻通道的頻率方面是不同的。例如，如果一個(gè)冷卻區(qū)內(nèi)的冷卻通道的幾何剖面例如多重周期性地重復(fù),其中重復(fù)數(shù)大于另一冷卻區(qū)，則還會(huì)出現(xiàn)不同的頻率。[0016]光學(xué)元件還可通過以下事實(shí)利用冷卻體來冷卻:冷卻體經(jīng)由連接元件與光學(xué)元件熱接觸；通過以下事實(shí)在一個(gè)部分區(qū)域中實(shí)現(xiàn)更大的冷卻:連接元件與光學(xué)元件之間的接觸面積比另一部分區(qū)域中的大。形成適配于期望的局部冷卻率的連接元件由此構(gòu)成另一關(guān)于在不同部分區(qū)域中冷卻光學(xué)元件的替代例。在該情況下，通過更換連接元件，可以簡單的方式使系統(tǒng)的整體構(gòu)造適合于新的條件。
[0017]光學(xué)元件可設(shè)有位于光學(xué)作用表面上的EUV吸收層，所述EUV吸收層在光學(xué)作用表面的不同區(qū)域中具有不同厚度。通過施加EUV吸收層，尤其可以獲得照到在光學(xué)元件上的電磁福射的位置適配的強(qiáng)度調(diào)制(location-adapted intensity modulation)。在吸收層的具有高厚度的部分區(qū)域處，由于此處的能量輸入比EUV吸收層的具有較小厚度的部分區(qū)域大，所以需要以不同的程度來冷卻。
[0018]光學(xué)元件還可以是具有多個(gè)單獨(dú)反射鏡分面的分面反射鏡。在該情況下，具有冷卻通道的微型冷卻器可以結(jié)合在至少一個(gè)單獨(dú)反射鏡分面中。在該情況下，通過以不同程度冷卻的單獨(dú)反射鏡分面或若干組單獨(dú)反射鏡分面來實(shí)現(xiàn)期望的空間解析冷卻。
[0019]微型冷卻器可結(jié)合在單獨(dú)反射鏡分面的鏡面(mirroring surface)下方，并通常具有在起始位置盡可能多地抵消熱能量輸入的功能。
[0020]單獨(dú)反射鏡分面的反射鏡載體，即單獨(dú)反射鏡分面的承載鏡面的部分可包含用于冷卻劑的供給(feed)線和排放(discharge)線。
[0021]例如，供給線可在單獨(dú)反射鏡分面的中央?yún)^(qū)域敞開(open)，排放線可連接到循環(huán)實(shí)施的邊緣通道。
[0022]可通過蝕刻或微銑削(micix) milling)來制造冷卻通道。
[0023]分面反射鏡的反射鏡承載體，即結(jié)合單獨(dú)反射鏡分面的主體還可連接到另外的冷卻部件。
[0024]在該情況下，反射鏡承載體的冷卻部件同樣可構(gòu)造成使得可在至少一個(gè)部分區(qū)域中比在另一部分區(qū)域中以更大的程度冷卻反射鏡承載體。通過該措施可進(jìn)一步改進(jìn)空間解析冷卻。
[0025]另外，溫度傳感器還可結(jié)合在光學(xué)元件中，結(jié)果，例如可在光學(xué)元件上實(shí)現(xiàn)溫度分布的開環(huán) / 閉環(huán)控制(open-loop/closed-loop control)。
[0026]在與照明設(shè)定中的改變相關(guān)聯(lián)的計(jì)劃熱負(fù)載改變的情況下，還可通過冷卻流防止在該情況下發(fā)生預(yù)期的變形。例如，對(duì)于相對(duì)緩慢的冷卻回路的開環(huán)和閉環(huán)控制，這可通過選擇適合的時(shí)間性參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0028]圖1示出具有環(huán)形熱負(fù)載的第一冷卻區(qū)的冷卻體。
[0029]圖2示出具有雙極型熱負(fù)載的第二冷卻區(qū)的所述冷卻體。
[0030]圖3a示出其中結(jié)合有微型冷卻器的光學(xué)單獨(dú)反射鏡分面。
[0031]圖3b示出具有三個(gè)冷卻區(qū)和六個(gè)實(shí)施的單獨(dú)反射鏡分面的分面反射鏡的反射鏡承載體。
[0032]圖4示出具有局部不同的EUV吸收率和三個(gè)冷卻區(qū)的光學(xué)多層反射鏡，其中，可調(diào)節(jié)單獨(dú)部分冷卻回路的參數(shù)。
[0033]圖5示出具有局部不同的EUV吸收率和三個(gè)冷卻區(qū)的光學(xué)多層反射鏡，其中，關(guān)于光學(xué)多層反射鏡的接觸面積被局部地不同制成。
[0034]圖6示出具有局部不同的EUV吸收率和三個(gè)冷卻區(qū)的光學(xué)多層反射鏡，其中，冷卻通道的幾何形狀被局部地不同制成。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為了空間解析冷卻光學(xué)元件的這些熱分布，在此使用冷卻體1、23(圖1、2和5)。所示冷卻體I可例如裝配到分面反射鏡或偏轉(zhuǎn)鏡，或者實(shí)施為EUV偏轉(zhuǎn)鏡的反射鏡載體(圖4和6)。圖3a示出將微型冷卻器10結(jié)合進(jìn)單獨(dú)反射鏡分面8中的可能性。
[0036]圖1和圖2示出具有引入兩個(gè)冷卻區(qū)2和3中的冷卻通道4的冷卻體1，其中，第一冷卻區(qū)2設(shè)計(jì)用于環(huán)形熱負(fù)載，而第二冷卻區(qū)3設(shè)計(jì)用于雙極型熱負(fù)載。圖1沒有示出光學(xué)元件的光學(xué)作用表面，在所示示例中，所述光學(xué)作用表面位于由箭頭7指示的區(qū)域中。冷卻區(qū)3沿所示z方向位于比冷卻區(qū)2更深的平面中。在冷卻體I中，另外還可實(shí)施比如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而使用的冷卻通道，其用于均勻冷卻，而不用于局部適配的冷卻。圖1示出冷卻體1，其中，僅示出提供用于局部適配的冷卻的冷卻通道4。冷卻體I的有利材料可以是例如鋼、鋁、陶瓷和銅。在此所示冷卻通道4實(shí)質(zhì)上以曲折方式實(shí)施，但還可具有例如直的或圓形的剖面。可使用機(jī)加工制造方法以及侵蝕和/或蝕刻方法制造冷卻通道4，還可使用鑄造和模制方法制造冷卻通道4。例如，另一個(gè)可能性(在此未示出)在與相關(guān)光學(xué)元件的光學(xué)非作用表面區(qū)域中包括冷卻線到冷卻體I的連接，該冷卻線因而對(duì)應(yīng)于冷卻通道4。例如可通過熔接、焊接、接合或另外通過其它連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)冷卻線(在此未示出)到冷卻體I的連接?？赡艿膶?shí)施例是利用以下方式執(zhí)行冷卻的實(shí)施例:利用專門實(shí)施于冷卻體I中的冷卻線、利用專門實(shí)施于冷卻體I中的冷卻通道4、或者利用實(shí)施的冷卻線和冷卻通道4的結(jié)合。圖1和圖2所示冷卻通道4或者還有冷卻線(未示出)在各情況下均經(jīng)由入口 5和出口 6連接到冷卻回路(圖中未示出)，使得冷卻介質(zhì)可經(jīng)由冷卻通道4從入口 5流到出口 6。冷卻介質(zhì)可以是例如水、乙二醇或液體金屬。例如,管直徑可以處于約5mm至9mm的范圍內(nèi)，冷卻介質(zhì)的體積流率(volumetric flow rate)可以是每分鐘3升。預(yù)計(jì)各冷卻回路的壓力損失不超過約I巴(bar)的值。
[0037]舉例來說，在圖1中，冷卻體I受到環(huán)形熱負(fù)載(在圖1中由彎曲的箭頭7指示)的影響。為了冷卻目的，在此尤其可以使用第一冷卻區(qū)2，其中，冷卻介質(zhì)流過所述冷卻區(qū)2的冷卻通道4。為了冷卻由具有多個(gè)環(huán)狀照明區(qū)域的不同環(huán)形照明設(shè)定引起的熱分布，還可將另外的冷卻區(qū)引入冷卻體I中，除了環(huán)狀冷卻區(qū)2之外，另外的冷卻區(qū)還沿具有較小或較大直徑的環(huán)延伸。僅舉例來說，在圖1中的冷卻體I中提供了一個(gè)環(huán)狀冷卻區(qū)2。
[0038]圖1中的剖面圖1-1以平面圖示出位于環(huán)狀冷卻區(qū)2中的冷卻通道4的曲折路線。
[0039]有益的是同時(shí)以不同構(gòu)造的冷卻區(qū)設(shè)計(jì)冷卻體I。這在光學(xué)元件的熱負(fù)載隨時(shí)間改變時(shí)特別有利。
[0040]如剖面11-11，圖2示出圖1所示冷卻體I在沿所示z方向的更深層級(jí)處的平面中具有第二冷卻區(qū)3。所述冷卻區(qū)3包括部分冷卻區(qū)3.1和3.2，這些部分冷卻區(qū)一起形成雙極型布置。在雙極型熱負(fù)載的情況下，冷卻區(qū)3可用于以位置適配的方式補(bǔ)償冷卻體中的非對(duì)稱熱分布。類似地，冷卻區(qū)3同樣具有入口 5和出口 6，冷卻介質(zhì)可分別從入口流入及從出口流出。所述冷卻區(qū)3的冷卻通道4連接到冷卻回路(圖中未示出)。
[0041]為了冷卻局部不同熱分布的目的，除了分離地使用不同的冷卻區(qū)2和3，特別地還可結(jié)合使用所述冷卻區(qū)2和3中的冷卻通道4，以便還能對(duì)其它照明設(shè)定做出反應(yīng)。單獨(dú)的冷卻區(qū)2和3以及單獨(dú)的冷卻通道4被設(shè)計(jì)用于快速轉(zhuǎn)換。換言之，在該實(shí)施例的情況下，可在短時(shí)間內(nèi)將單獨(dú)的冷卻通道4以及冷卻區(qū)2和3的冷卻線(如果需要的話)從冷卻回路斷開或連接到冷卻回路。由冷卻體I和冷卻回路建立的冷卻系統(tǒng)通常在時(shí)間上是緩慢的。因此，當(dāng)施行照明設(shè)定中的計(jì)劃改變時(shí)，在該情況下，在關(guān)于第一冷卻區(qū)2的時(shí)間上受限的冷卻流期間，再補(bǔ)充連接第二冷卻區(qū)3。
[0042]為了確定單獨(dú)的冷卻區(qū)2和3中的溫度，還可另外實(shí)施溫度傳感器，溫度傳感器還可由冷卻系統(tǒng)的開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)使用。
[0043]冷卻通道4中的流動(dòng)可以是層流的或湍流的，或者呈現(xiàn)中間狀態(tài)。在該情況下，湍流相對(duì)于層流具有更有效冷卻的優(yōu)點(diǎn)。然而，必須小心確保冷卻介質(zhì)的流動(dòng)不會(huì)引發(fā)任何機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)在光學(xué)曝光過程中是不想要的。為了均勻冷卻冷卻體I的表面區(qū)域(areal region)的目的,尤其還可實(shí)施根據(jù)逆流原理操作的冷卻通道4。
[0044]單獨(dú)光學(xué)元件中的熱分布通常還取決于其材料及其部件幾何形狀。經(jīng)驗(yàn)值、實(shí)驗(yàn)測(cè)量及還有FEM計(jì)算的使用有利于確定空間解析熱分布及發(fā)生的局部變形，并且有利于設(shè)計(jì)具有冷卻通道4的冷卻體I及設(shè)計(jì)開環(huán)和閉環(huán)控制。
[0045]圖3a示出本發(fā)明的變型，其中，根據(jù)本發(fā)明的原理應(yīng)用于分面反射鏡的單獨(dú)反射鏡分面。這種分面反射鏡(例如可包含在EUV照明系統(tǒng)中)可包括500至600個(gè)單獨(dú)反射鏡分面8，并通常在反射鏡承載體(圖中未示出)的孔中實(shí)施。在相關(guān)投射曝光設(shè)備操作期間，入射EUV輻射加熱單獨(dú)反射鏡分面8和反射鏡承載體,其中,特別地,單獨(dú)反射鏡分面8的光學(xué)作用表面9的變形還被證實(shí)對(duì)光學(xué)照明過程不利。此外，包括反射鏡承載體和許多單獨(dú)反射鏡分面的整個(gè)模塊還可因熱負(fù)載而變形。
[0046]圖3a示出單獨(dú)反射鏡分面8，其中，具有冷卻通道4'的微型冷卻器10直接結(jié)合在光學(xué)作用表面9下方。因此，基本上十分接近由EUV輻射引起的能量輸入來實(shí)現(xiàn)冷卻，因此抵消了光學(xué)作用表面9的變形。所示單獨(dú)反射鏡分面8中的微型冷卻器10以環(huán)狀方式實(shí)施，并具有曲折的冷卻通道4,。單獨(dú)反射鏡分面8的反射鏡載體11包含供給線12和排放線13，其可例如通過蝕刻來制造。反射鏡載體11在此實(shí)施為使得冷卻介質(zhì)流過充當(dāng)供給線12的中央中間通道，到達(dá)反射鏡的中央。從此處，冷卻介質(zhì)被徑向地供給至單獨(dú)反射鏡分面的微型通道中，然后經(jīng)由循環(huán)實(shí)施的邊緣通道到達(dá)反射鏡載體11的排放線13。冷卻介質(zhì)可由此經(jīng)由入口 5流過供給線12，到達(dá)冷卻通道4'。經(jīng)由同樣結(jié)合進(jìn)反射鏡載體11中的排放線13，冷卻介質(zhì)從冷卻通道V通過到達(dá)兩個(gè)出口 6。入口 5和兩個(gè)出口 6連接到冷卻回路(在此未更明確地示出)。冷卻通道4'可例如通過使用氫氟酸和使用光掩模蝕刻而成。然而，在該情況下，使用光掩模以應(yīng)用于要蝕刻的結(jié)構(gòu)并不構(gòu)成必要的步驟。用于引入結(jié)構(gòu)的其它可能性包括在預(yù)先施加到反射鏡后側(cè)的層中進(jìn)行微銑削和浮凸壓印(emboss)，所述層例如可由鎳構(gòu)成。然而，用于引入結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方法是蝕刻和微銑削，這是因?yàn)榭稍跊]有附加的其它層的均勻材料中進(jìn)行熱傳送。反射鏡后側(cè)14到反射鏡載體11的連接可優(yōu)選地利用擴(kuò)散焊接(diffusion welding)或激光接合(laser bonding)來實(shí)現(xiàn)。[0047]在圖3b所示示例性實(shí)施例中，分面反射鏡的基本冷卻還可經(jīng)由反射鏡承載體I'來實(shí)行，其中，反射鏡承載體因而可實(shí)施為例如具有用于空間解析冷卻的三個(gè)單獨(dú)冷卻區(qū)
16、17和18的冷卻體。舉例來說，反射鏡承載體1‘在此包含冷卻劑在其中流動(dòng)的不同冷卻通道4"。因此，首先可以抵消整個(gè)模塊的變形。相比之下，基本上利用結(jié)合的微型冷卻器10來實(shí)現(xiàn)單獨(dú)反射鏡分面8的光學(xué)作用表面9的變形的避免和減少。
[0048]圖4、圖5和圖6各以在三個(gè)冷卻區(qū)16、17和18中進(jìn)行空間解析冷卻的不同可能性示出用于EUV光刻的多層反射鏡15。位于真空中的多層反射鏡15包括基板19、用于反射EUV輻射的MoSi層20和具有局部不同厚度的EUV吸收層21。EUV吸收層21例如可由釕、鑰或硅組成，并在此所示的情況下具有例如線性厚度梯度，使得在操作期間，EUV輻射在EUV吸收層21處被局部吸收至不同程度。相對(duì)于入射輻射，反射的輻射尤其具有強(qiáng)度調(diào)制，該強(qiáng)度調(diào)制由在具有EUV吸收層21的多層反射鏡15處的吸收所造成。由于EUV輻射而引起的熱輸入因此局部不同，使得在多層反射鏡15中可出現(xiàn)溫度梯度，該溫度梯度視情況還導(dǎo)致多層反射鏡15的應(yīng)變和變形。因此，尤其由于多層反射鏡15的光學(xué)作用表面9的變形，會(huì)發(fā)生成像像差和波如像差。
[0049]圖4示出具有EUV吸收層21的多層反射鏡15，EUV吸收層具有局部不同厚度，其中，利用對(duì)冷卻回路參數(shù)的適當(dāng)選擇，來實(shí)現(xiàn)空間解析冷卻。為此目的，冷卻回路分為三個(gè)部分冷卻回路，分離的冷卻通道4”連接到各個(gè)部分冷卻回路。因此，這在該示例中形成三個(gè)冷卻區(qū)16、17和18。在操作期間，特別地，對(duì)于每個(gè)冷卻區(qū)，可設(shè)定冷卻介質(zhì)、初始溫度、通流率(throughflow rate)和不同流動(dòng)狀態(tài)的類型,并隨著時(shí)間改變它們。流動(dòng)狀態(tài)可以是層流的或湍流的，或者呈現(xiàn)中間狀態(tài)。舉例來說，可經(jīng)由可調(diào)節(jié)閥來影響流動(dòng)狀態(tài)。在操作期間，特別地，還可實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)特殊狀態(tài):其中在第一情況下，維持恒定的輸入溫度，單獨(dú)地使通流率適配于由吸收的EUV福射產(chǎn)生的能量率(energy rate)。在第二特殊狀態(tài)下，提供恒定的流速，但是可局部不同地調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的輸入溫度。大體來說，冷卻區(qū)中的冷卻率必須抵消由EUV輻射引起的空間解析能量輸入。在圖4所示示例中，基板19同時(shí)實(shí)現(xiàn)冷卻體的功能。
[0050]圖5示出具有局部不同EUV吸收層21以及三個(gè)冷卻區(qū)16、17和18的多層反射鏡
15。各設(shè)有不同大小的接觸面積的三個(gè)連接元件22裝配到基板19。接觸面積觸及多層反射鏡15的基板19。在該示例中，基板19未設(shè)有冷卻通道4，而有分離的冷卻體23，冷卻通道V ^ ^在冷卻體中延伸。例如，利用基板19與冷卻體23之間的接觸面積的大小，可單獨(dú)地設(shè)定三個(gè)冷卻區(qū)16、17和18中的熱傳送系數(shù)，以便能夠抵消因UV輻射引起的空間解析能量輸入。
[0051]圖6示出具有局部不同EUV吸收層21的多層反射鏡15，其中，在此所示三個(gè)冷卻區(qū)16、17和18中的冷卻通道4具有不同的幾何形狀。冷卻通道4在此以曲折方式實(shí)施，并在EUV吸收層21的梯度范圍內(nèi)具有不同的頻率。
[0052]作為圖5和圖6中的示圖的替代例，對(duì)于冷卻區(qū)，在各情況下或部分地使用分離的冷卻回路來代替共同的冷卻回路。
【權(quán)利要求】
1.一種用于半導(dǎo)體光刻的投射曝光設(shè)備的光學(xué)元件，包括光學(xué)作用表面(9)和用于冷卻所述光學(xué)元件的至少一個(gè)冷卻部件，其中，所述冷卻部件連接到至少兩個(gè)分離的冷卻回路，并實(shí)施為使得所述光學(xué)作用表面(9)能夠在至少一個(gè)部分區(qū)域中比在另一部分區(qū)域中以更大的程度被冷卻，其特征在于:所述光學(xué)元件是具有多個(gè)單獨(dú)反射鏡分面(8)的分面反射鏡；具有冷卻通道(4')的微型冷卻器(10)結(jié)合進(jìn)至少一個(gè)單獨(dú)反射鏡分面(8)中；以及所述單獨(dú)反射鏡分面(8)的反射鏡載體(11)包含用于冷卻劑的供給線(12)和排放線(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述微型冷卻器(10)結(jié)合在所述單獨(dú)反射鏡分面(8)的鏡面下方。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)元件，其特征在于，供給線(12)在所述單獨(dú)反射鏡分面⑶的中央?yún)^(qū)域敞開，排放線(13)連接到循環(huán)實(shí)施的邊緣通道。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述冷卻通道(4')通過蝕刻或微銑削制成。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述分面反射鏡的反射鏡承載體(P )連接到另外的冷卻部件。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述反射鏡承載體(I')的冷卻部件構(gòu)造成使得所述反射鏡承載體)能夠在至少一個(gè)部分區(qū)域中比在另一部分區(qū)域中以更大的程度被冷卻。
7.一種用于半導(dǎo)體光刻的投射曝光設(shè)備的光學(xué)元件，包括光學(xué)作用表面(9)和用于冷卻所述光學(xué)元件的至少一個(gè)冷卻部件，其特征在于，所述冷卻部件連接到至少兩個(gè)分離的冷卻回路，并實(shí)施為使得所述光學(xué)作用表面(9)能夠在至少一個(gè)部分區(qū)域中比在另一部分區(qū)域中以更大的程度被冷卻`。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)元件是用于EUV光刻的多層反射鏡，其中，所述多層反射鏡具有反射鏡載體(11，19)，所述反射鏡載體設(shè)有冷卻體(1，23)或?qū)嵤槔鋮s體(1，19)。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述冷卻體(1)具有布置在不同冷卻區(qū)(2,3,16,17,18)中的冷卻通道(4)，用于冷卻單獨(dú)部分區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述不同冷卻區(qū)(2，3)布置在關(guān)于z方向的不同平面中。
11.如權(quán)利要求9或10所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述冷卻通道(4)連接到分離的冷卻回路。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述冷卻通道(4)通過鑄造方法、模制方法、侵蝕、蝕刻或機(jī)加工制造方法而形成。
13.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述冷卻通道(4)實(shí)施為連接到所述冷卻體的冷卻線。
14.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述冷卻線通過熔接、接合或焊接而連接到所述冷卻體。
15.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述冷卻通道(4)以曲折方式實(shí)施，并具有用于不同冷卻區(qū)(2，3，16，17，18)的不同幾何形狀。
16.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述冷卻體(23)經(jīng)由連接元件(22)與所述光學(xué)元件熱接觸，在一個(gè)部分區(qū)域中的較大冷卻借助于連接元件(22)與光學(xué)元件之間的接觸面積大于另一部分區(qū)域的事實(shí)來實(shí)現(xiàn)。
17.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其特征在于，EUV吸收層(21)布置在所述光學(xué)作用表面(9)上，所述EUV吸收層在所述光學(xué)作用表面(9)的不同區(qū)域中具有不同厚度。
18.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其特征在于，存在溫度傳感器。
19.一種用于半導(dǎo)體光刻，尤其是EUV光刻的投射曝光設(shè)備，包括如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件。
【文檔編號(hào)】G02B7/195GK103562797SQ201280024051
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月18日
【發(fā)明者】J.哈特杰斯, D.菲奧爾卡, B.普尼尼-米特勒 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Smt有限責(zé)任公司