半导体光刻的投射曝光设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于半导体光刻的投射曝光设备(1)，其包括光学校正元件(20)和用于通过电磁加热辐射(44.x)至少部分地辐照校正元件(20)的光学活性区域(22)的构件，其中光学校正元件(20)在光学活性区域(22)外部配备有至少一个电加热元件(25.x)。少一个电加热元件(25.x)。少一个电加热元件(25.x)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体光刻的投射曝光设备
[0001]本申请要求于2019年11月7日提交的德国专利申请DE 10 2019 217 185.0的优先权，其内容通过引用全部并入本文中。


[0002]本专利技术涉及半导体光刻的投射曝光设备。

技术介绍

[0003]这样的设备用于特别是在半导体部件或其他微结构化部件部分上制造极其精细的结构。所述的设备的操作原理是基于以下：通过总体上将掩模(所谓的掩模母版)上的结构缩小成像在配备有感光材料的要结构化的元件(所谓的晶片)上，制造极其精细结构以至纳米范围。制造的结构的最小尺寸直接取决于所使用的光的波长。最近，已经越来越多地使用具有发射波长在若干纳米，例如在1nm与30nm之间的范围中，特别是在13.5nm的区域中的光源。所描述的波长范围还被称为EUV范围。
[0004]除了使用这些系统以外，还使用波长为193nm的商业建立的系统制造微结构化部件部分。EUV范围的引入以及因此能够制造甚至更小的结构的可能性导致对波长为193nm的系统的光学校正的需求增加。同时增加通量以便提高经济可行性，这通常会导致更大的热负载，因此会增加由热原因引起的成像像差。
[0005]为了校正成像像差，尤其可以使用包括两个平面平行布置的板的操纵器，其表面通过电磁加热辐射的辐照而被加热，并且通过在平面平行板之间流过的气流被整体冷却。通过所用材料(例如石英玻璃)的与温度相关的折射率，将板上的得到的局部可调温度分布转换为补偿成像像差的所需波前效应。
[0006]由本申请人提交且通过引用完全并入本文中的国际专利申请WO 2010/133231 A1公开了这样的具有两个平面平行板的操纵器，在该两个板之间实施有冷却通道，实施为全局散热器(即用于散热)的流体流过该冷却通道。板的局部加热是通过用红外光辐照引起的，光束或是入射在冷却通道的表面上或是入射板上、板的相对外侧上。这些板通过吸收光束而被局部加热。其缺点在于，特别是在板的边缘区域中，只能以非常小的角度进行辐照，这导致吸收不良并因此导致边缘区域的加热不足。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供解决现有技术的上述缺点的设备。
[0008]该目的是通过具有独立权利要求的特征的设备来实现。从属权利要求涉及本专利技术的有利发展例和变型。
[0009]根据本专利技术的用于半导体光刻的投射曝光设备包括光学校正元件和通过电磁加热辐射至少部分地辐照校正元件的光学活性区域的构件，其中根据本专利技术，光学校正元件在光学活性区域外部配备有至少一个电加热元件。光学校正构件例如可以布置在投射曝光设备的成像光学单元中以便校正成像像差。例如，该构件可以是激光器，其中激光可以经由
光学波导引导并且因此可以在光学校正元件的一个或多个位置产生辐照。在这种情况下，电磁加热辐射可以从光学校正元件的侧表面中的一个(即垂直于其光轴)辐照光学校正元件或者辐照在光学校正元件的光学活性表面中的一个上。辐射可以至少部分地由光学校正元件的材料吸收，这导致材料加热。在该上下文中，光学活性区域应被理解为意味着光学校正元件的在操作投射曝光设备期间由使用的光(即，用于将掩模母版的结构成像到晶片上的光)照射的区域。光学活性区域可以取决于操作模式而变化，最大范围由投射曝光设备的光学设计来限定。
[0010]特别地，电加热元件可以仅排他地布置在光学活性区域外部，并且没有电加热元件位于光学活性区域中。
[0011]电加热元件可以包括电阻丝，其中电阻丝的厚度可以为至少1μm、优选地至少5μm并且特别优选地至少10μm。由于电阻丝在光学活性区域外部的布置，因此丝的厚度和高度对光学成像没有影响，并且可以优选地根据它们的效果、电性能和可制造性来设计。
[0012]此外，电加热元件可以布置在光学元件的表面上。这具有电加热元件不阻碍通过光学校正元件的侧表面对光学活性区域的辐照的优点。
[0013]此外，多个电加热元件可以布置在光学校正元件上，使得可以实现加热功率的局部不同的功率密度。这使得可以取决于由激光对光学校正构件的辐照和由使用的光引起的加热来调整电加热元件的加热功率，并且因此在光学校正元件中实现预先确定的温度轮廓。
[0014]特别地，多个加热元件可以具有不同的电性质。在电阻丝的情况下，后者可以关注丝的电阻，而该电阻继而受到所述丝的直径、所述丝的材料或所述丝的单位面积的几何长度的影响。例如，可以通过曲折布置和电阻丝的曲折之间的小距离来增加单位面积的长度。
[0015]此外，可以存在适合于控制多个加热元件的开环/闭环控制，使得可以实现加热功率的局部不同的功率密度。
[0016]特别地，可以存在至少一个温度传感器，其检测光学校正元件的温度。因此，可以基于检测到的温度确定所需的电加热功率。使用多个温度传感器可以有利地提高校正的准确度和速度。
[0017]在本专利技术的一个变型中，光学校正元件可以包括至少一个平面平行板。平面平行板本身在辐射倾斜传输的情况下没有除了图像偏移以外的光学效应，因此在光学系统中均匀温度分布和辐射的垂直传输的情况下它表现出中性行为。
[0018]特别地，光学校正元件可以包括两个平面平行板，在这两个板之间可以实施流体通道。作为示例，空气可以流过流体通道，所述空气的温度有利地低于光学校正元件的温度，因此流体可以用作散热器。因此，由于由使用的光、激光的辐照以及通过在边缘区域中由电加热元件进行加热而在平面平行板中产生的一部分热量可以被耗散，并且可以设定温度轮廓同时在板中具有热力学平衡。两个平面平行板因此可以具有外加的温度轮廓，而在该过程中热量不会发射到投射曝光设备的成像装置。
[0019]在这种情况下，平面平行板可以以2mm和50mm之间的距离彼此平行地布置。该距离尤其可以取决于散热所需的流体量，或者在两个平面平行板都包括电加热元件的情况下，可以取决于其光学效应。
[0020]至少一个平面平行板可以具有的厚度在2mm至20mm之间。厚度同样可以取决于其
光学效果、制造技术方面的要求、机械要求的刚度、热容量以及作为整体的光学校正元件的所需校正效果。
[0021]此外，平面平行板的材料和辐照的波长可以被实施为使得可以实现的辐照在光学活性区域之上的平均吸收率为至少10W，优选地至少50W，特别优选地至少100W。根据流过平面平行板之间的流体的冷却能力，可以增加光学活性区域中的吸收并因此增加供应热量。光学校正元件被有利地实施为使得相对于成像光学单元的界面具有热中性效应，也就是说，由辐照和电加热元件供应的功率不会超过可以通过流体流动和平面平行板的机械连接而耗散的功率。在这种情况下，用于在平面平行板中生成温度轮廓的加热功率可以独立于热中性功率平衡。
[0022]特别地，平面平行板的材料和电磁加热辐射的波长可以被实施为使得吸收率为每100mm的材料的入射功率的10％和20％之间。因此，可以在100瓦、优选60瓦的最大入射功率下实现对整个光学元件的吸收并因此加热。电磁加热辐射的整形和材料吸收性质的变化可以实现随距离恒定的功率输入。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于半导体光刻的投射曝光设备(1)，包括光学校正元件(20)和用于通过电磁加热辐射(44.x)至少部分地辐照所述校正元件(20)的光学活性区域(22)的构件，其中，所述光学校正元件(20)在所述光学活性区域(22)外部配备有至少一个电加热元件(25.x)。2.根据权利要求1所述的投射曝光设备(1)，其中，所述电加热元件(25.x)排他地布置在所述光学活性区域(22)外部并且没有电加热元件(25.x)位于所述光学活性区域(22)中。3.根据权利要求1或2所述的投射曝光设备(1)，其中，所述电加热元件(25.x)包括电阻丝(26.x、27.x、28.x)。4.根据权利要求3所述的投射曝光设备(1)，其中，所述电阻丝(26.x、27.x、28.x)的厚度至少为1μm，优选地至少5μm，特别优选地至少10μm。5.根据前述权利要求中的任一项所述的投射曝光设备(1)，其中，所述电加热元件(25.x)布置在所述光学元件(24)的表面上。6.根据前述权利要求中的任一项所述的投射曝光设备(1)，其中，多个电加热元件(25.x)布置在所述光学校正元件(20)上，使得能够实现加热功率的局部不同的功率密度。7.根据权利要求6所述的投射曝光设备(1)，其中，多个加热元件(25.x)具有不同的电性质。8.根据权利要求6或7所述的投射曝光设备(1)，其中，存在适合于控制多个加热元件(25.x)的开环/闭环控制，使得能够实现所述加热功率的局部不同的功率密度。9.根据前述权利要求中的任一项所述的投射曝光设备(1)，其中，存在至少一个温度传感器(33.x)，其检测所述光学校正元件(20)的温度。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：T格鲁纳，
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：