通过电子辐射改变光学元件的表面形状的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通过电子辐射改变光学元件(14)的表面(12)的形状的装置(10)。装置(10)包括电子辐射单元(16)，该电子辐射单元(16)以局部分辨的能量剂量分布(36)将电子辐射到表面(12)上，以便于在光学元件(14)中产生局部材料压缩。装置(10)还包括控制单元(32)，该控制单元(32)由通过质量函数(50)的最小化的优化过程，从光学元件(14)的表面形状的指定目标的变化(34)确定空间分辨的能量剂量分布(36)，使得将光学元件的表面形状的目标变化和实际变化之间的差异最小化，该实际的变化基于所确定的规范产生。质量函数(50)包含将局部压缩转换为表面(12)的产生的形状变化的转换项(42)，该局部压缩在表面(12)的区域中描述材料压缩。转换项(42)考虑由局部压缩产生的表面凹陷(20)和表面(12)的变形二者，该表面(12)的变形基于平行于表面(12)作用的力而产生。本发明专利技术还涉及对应的方法和微光刻的投射镜头。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过电子辐射改变光学元件的表面形状的装置相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月4日的德国专利申请102016203591.6的优先权。该专利申请的全部公开内容通过引用并入本申请中。
本专利技术涉及通过电子辐射改变光学元件的表面形状的装置及方法。此外，本专利技术涉及微光刻的投射镜头以及检查微光刻的基板的检查单元(诸如掩模母版检查单元或晶片检查单元)，其各包括通过上述提及的方法制造的光学元件。
技术介绍
从现有技术已知，由于电子辐射，在非晶材料的情况下会发生材料致密化。就此而言，一种方法在于由于电子束的能量输入使表面附近的电子键重新分布，因此发生材料的压缩。该效应可以用于处理光学元件。作为示例，WO2011/020655A1描述了通过电子辐射，均匀压缩反射镜的基板的或者已经提供有反射涂层的基板的整个表面。在表面的附近的均匀致密化带来表面的一致的凹陷而不会显著改变光学表面形状。该措施可以防止在使用期间由高能辐射进一步压缩反射镜中的部分区域，例如用EUV辐射(极紫外波长范围中的辐射)的微光刻的投射镜头。DE102012212199A1还公开了通过电子辐射来进行由玻璃或陶瓷构成的微结构化或纳米结构化构件的表面结构化。为此，可以将具有在要制造的最小结构的区域中的直径的电子束指引到表面的已选择的部分区域，以便于实现局部致密化并且因此表面的局部凹陷对应于期望的表面结构化。此外，给定用电子束处理微光刻的投射曝光设备的光学元件的描述。可以由适当实现的致密化和光学元件的光学表面的形状的伴随的变化，来补偿由老化效应引起的投射曝光设备的成像像差。为了控制电子辐射，常规操作是首先确定能量剂量分布，该能量剂量分布由辐射引入到光学元件中并且适合由于带来材料的致密化而导致光学元件的表面形状的期望校正。根据现有技术，通过模拟入射能量剂量分布对表面形状的变化的影响来确定能量剂量分布。所述模拟是基于由电子辐射带来的局部压缩和由此带来的光学元件的表面凹陷之间的所假设的线性关系。在由电子辐射处理光学元件的表面期间的一个问题是，表面的实际实现的形状校正会偏离于期望的形状校正，其例如由于引入的材料应力而由光学元件的变形带来。该偏离造成的问题特别是因为，EUV光刻的投射曝光设备的反射镜元件的校正期间的窄的公差的预先定义。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是提供解决前述问题的装置和方法，并且特别地可以通过电子辐射以高精度实现光学元件的表面形状的预先定义的期望变化。根据本专利技术的解决方案上述目的可以根据本专利技术例如由通过电子辐射改变光学元件的表面形状的装置来实现，其中该装置包括电子辐射单元和控制单元：该电子辐射单元配置为，出于在光学元件中产生局部材料致密化的目的以局部分辨的能量剂量分布将电子辐射到表面上；以及该控制单元配置为，由通过优值函数的最小化的优化，从光学元件的表面形状的预先定义的期望的变化确定用于控制电子辐射单元的局部分辨的能量剂量分布的预先定义，该优值函数的最小化包含寻找变量或自变量，具有该变量或自变量的优值函数具有最小值。在这种情况下，确定局部分辨的能量剂量分布的预先定义，使得将光学元件的表面形状的期望的变化和实际变化之间的差异最小化，所述实际的变化是由于所确定的预先定义带来的。优值函数包含将局部压缩转换到光学元件的表面的产生的形状变化中的转换项，该局部压缩描述在表面的面积元素的区域中的材料致密化。在这种情况下，转换项配置为，考虑由面积元素的区域中的局部压缩引起的表面凹陷和表面的至少一个区段的变形的二者，该至少一个区段的面积是面积元素的面积的几倍，所述变形由于平行于表面作用的力由局部压缩引起。本专利技术基于以下观点：在光学元件的材料中的局部压缩的情况下，除了局部表面凹陷以外，在光学元件的主体中还诱导应力，该应力可以导致表面的形变远远超过压缩的局部区域。根据本专利技术通过考虑由于平行于表面作用的力所引起的光学元件的形变而进行优化计算来确定局部分辨的能量剂量分布的预先定义，使得以相当大改进的精确度来实现光学元件的表面形状的预先定义的期望的变化是可能的。换言之，通过解决优化问题执行对局部分辨的能量剂量分布的确定。在这种情况下，计算出取决于局部分辨的能量剂量的表面变化并且将其适配于预先定义的期望的变化。优化使用期望的变化作为输入，并且将为了实现期望的变化的最佳局部分辨的能量剂量分布作为结果输出。在这种情况下，通过改变优值函数的变量或自变量使还称为目标函数的优值函数的值最大化。能量剂量应当被理解为意味着通过电子辐射引入到光学元件中的每个面积的能量。能量剂量的适当单位是例如J/mm2。所提到的局部分辨的能量剂量分布在此应该被理解为意味着每个面积引入的能量的分布e(x，y)，其为光学元件的表面的表面坐标x、y的函数。面积元素可以例如是在由电子辐射单元辐射期间由均匀的能量剂量冲击的光学元件的表面的面积区段。就此而言，面积元素可以具有例如由电子辐射单元辐射到表面上的电子束的横截面的范围。如所提及的，转换项不仅考虑由局部压缩引起且直接发生在压缩的区域中的光学元件的表面的凹陷，而且考虑表面的至少一个区段的变形(特别是光学元件的整个表面的变形)，该至少一个区段与由直接凹陷影响的区域相比较扩大了数倍。该变形是由于由电子辐射发起的压缩在所有空间方向上描述材料致密化。在平行于表面延伸的方向上的材料致密化在光学元件中产生应力，这然后导致所提及的变形。转换项可以特别地是线性运算符A，其在下文中还称为压缩灵敏度运算符。在这种情况下，在整个表面的产生的形状变化h(x，y)和局部分辨的压缩g(x，y)之间假设以下线性关系：Ag＝h。例如具有该关系和表面形状的期望的变化b的以下表达式可以用作优值函数：||Ag-b||2。作为示例优化问题结果如下：||Ag-b||2→min。基于由控制单元所确定的能量剂量分布的预先定义e(x,y)，可以确定例如通过电子辐射单元辐射到光学元件的表面上的电子束在表面的单独位置处的相应驻留时间。替代地，针对表面的单独位置，还可以确定强度控制的电子束的强度。所述强度描述每个单位时间入射在面积元素上的电子数目。依据根据本专利技术的一个实施例，在优值函数中，局部压缩被描述为能量剂量分布的函数，并且控制单元配置为出于优化优值函数的目的改变能量剂量分布。因此，在这种情况下，能量剂量分布是优化所基于的优值函数的变量。在这种情况下，根据一个示例性实施例，在优值函数中，压缩g(x，y)被描述为能量剂量分布e(x,y)的函数，如下：g(x，y)＝ccpeα(x，y)。在这种情况下，参数ccp和α是取决于电子能量、光学元件的层构成和层厚度的常数。在压缩g(x,y)和能量剂量分布e(x,y)之间的这个关系可以用运算上简单的方式来实现。依据根据本专利技术的其他实施例，在优值函数中通过幂级数展开描述局部压缩，其中能量剂量分布在至少两个不同的幂次中起到作为基系统的功能。局部压缩g(x,y)还可以表示为能量剂量分布e(x,y)的函数并且以展开系数ai表示如下：g(e)＝a1e+a2e2+a3e3+...+aMeM。特别地，在一个优选的实施例中，局部压缩g(x，y)描述如下：g＝a1e+a2e2，其中e是能量剂量分布并且a1和a2是幂级数展开的展开系数。使用多项式或幂级数展开，使得取决于所用的幂的数目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过电子辐射改变光学元件的表面的形状的装置，包括：‑电子辐射单元，配置为出于在所述光学元件中产生局部材料致密化的目的以局部分辨的能量剂量分布将电子辐射到所述表面上，以及‑控制单元，配置为由通过优值函数的最小化的优化，从所述光学元件的表面形状的预先定义的期望变化确定所述局部分辨的能量剂量分布的预先定义，以控制所述电子辐射，使得将所述光学元件的表面形状的期望变化和实际变化之间的差异最小化，所述实际变化是由于所确定的预先定义而带来，其中所述优值函数包含将局部压缩转换为所述光学元件的表面的产生的形状变化的转换项，所述局部压缩描述在所述表面的面积元素的区域中的材料致密化，其中所述转换项配置为考虑由所述面积元素的区域中的所述局部压缩引起的表面凹陷和所述表面的至少一个区段的变形二者，所述至少一个区段的面积是所述面积元素的面积的倍数，由于平行于所述表面作用的力由所述局部压缩引起所述变形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 DE 102016203591.61.一种通过电子辐射改变光学元件的表面的形状的装置，包括：-电子辐射单元，配置为出于在所述光学元件中产生局部材料致密化的目的以局部分辨的能量剂量分布将电子辐射到所述表面上，以及-控制单元，配置为由通过优值函数的最小化的优化，从所述光学元件的表面形状的预先定义的期望变化确定所述局部分辨的能量剂量分布的预先定义，以控制所述电子辐射，使得将所述光学元件的表面形状的期望变化和实际变化之间的差异最小化，所述实际变化是由于所确定的预先定义而带来，其中所述优值函数包含将局部压缩转换为所述光学元件的表面的产生的形状变化的转换项，所述局部压缩描述在所述表面的面积元素的区域中的材料致密化，其中所述转换项配置为考虑由所述面积元素的区域中的所述局部压缩引起的表面凹陷和所述表面的至少一个区段的变形二者，所述至少一个区段的面积是所述面积元素的面积的倍数，由于平行于所述表面作用的力由所述局部压缩引起所述变形。2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述优值函数中，所述局部压缩被描述为所述能量剂量分布的函数，并且所述控制单元配置为出于通过所述优值函数优化的目的改变所述能量剂量分布。3.根据权利要求2所述的装置，其中在所述优值函数中通过幂级数展开描述所述局部压缩，其中所述能量剂量分布在至少两个不同的幂次中起到作为基系统的功能。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元配置为出于通过所述优值函数优化的目的改变所述局部压缩。5.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述转换项是积分运算符。6.根据权利要求5所述的装置，还包括配置为通过所述有限元方法确定所述转换项的确定单元。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述确定单元配置为考虑所述光学元件的几何形状和/或所述光学元件的在光学布置中的使用的位置来确定所述转换项。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述确定单元配置为基于在所述光学元件的表面之上以局部分辨的方式描述所述压缩的压缩分布来执行所述转换项的确定，其中所述压缩分布通过多项式基来表示。9.根据权利要求1或8所述的装置，还包括配置为通过以下确定所述转换项的确定单元：-基于在所述光学元件的表面之上以局部分辨的方式描述所述压缩的压缩分布来确定所述光学元件的表面的产生的形状变化，所述压缩分布通过多项式基...

【专利技术属性】
技术研发人员：W保尔斯，F阿勒斯，M韦泽，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE