光学元件和光刻系统技术方案

本发明专利技术涉及用于反射辐射，特别用于反射EUV辐射(2)的光学元件(1)，包括：基板(3)，具有其上施加反射涂层(5)的表面(4)，其中基板(3)中形成至少一个通道(6)，其中冷却介质(7)优选地能够流过所述通道(6)，并且其中基板(3)由石英玻璃，特别是掺钛石英玻璃，或玻璃陶瓷制成。至少一个通道(6)在其上施加反射涂层(5)的表面(4)下方的长度(L)为至少10cm、优选地至少20cm。通道(6)的横截面面积(A)的在通道(6)的长度(L)之上的变化不超过+/

Optical elements and lithography systems

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学元件和光刻系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2019年12月9日提交的德国专利申请DE102019219179.7的优先权，其全部内容通过引用并入本申请中。
[0003]专利技术背景
[0004]本专利技术涉及一种用于反射辐射，特别是用于反射EUV辐射的光学元件，其包括：基板，具有施加反射涂层的表面，具有在基板中形成的至少一个通道，冷却剂优选地能够流过该至少一个通道(即，形成冷却通道)并且基板由熔融石英，特别是掺钛熔融石英，或玻璃陶瓷制成。本专利技术还涉及光刻系统，特别是EUV光刻系统，其具有至少一个这样的光学元件。
[0005]在EUV光刻设备形式的EUV光刻系统中，将反射镜形式的反射光学元件，特别是投射系统的反射镜形式的反射光学元件暴露于高辐射通量。由于EUV辐射源功率较大，辐射到反射镜上的平均功率高达50W，其中三分之一到二分之一被反射涂层的层系统吸收并导致反射镜或基板的区域和局部加热。即使使用所谓的零膨胀材料(例如，以掺钛熔融石英的形式，特别是Asahi Zero，或以玻璃陶瓷的形式，特别是或)，该加热导致施加反射涂层的反射镜的表面的形状变化。这些形状变化尤其可以追溯到(线性)热膨胀系数(CTE)或过零温度(T
ZC
)在基板的体积内的不均匀性，并且追溯到热膨胀系数远离过零温度的显著不为零的事实。
[0006]为了降低EUV光刻系统中反射镜的温度，已知的做法是在基板中引入冷却流体流过的通道。在EUV光刻系统中，这样的通道尤其用于具有由SiSiC(EUV集光器)或铝(掠入射反射镜)制成的基板的反射镜，并且用于支撑结构。通常在制造期间将通道铣削入基板，并且在顶部焊接或烧结覆盖件。
[0007]由于反射镜的悬挂安装和对图像像差的一般不利影响，应避免可以追溯到(通常为液体)冷却剂流动的湍流和振动(“流动引起的振动”，FIV)。然而，铣削通道的内侧通常是带角度的且粗糙的，这对于FIV是不利的。
[0008]DE 10 2017 221 388 A1描述了用于反射辐射的光学元件，该元件的基板具有至少一个管区段，冷却流体能够流过该管区段。基板通过机械致密和烧结，特别是通过热等静压来制造。在一个示例中，冷却流体能够流过的管区段和基板均由玻璃制成，优选地，特别是由掺钛熔融石英制成。
[0009]借助选择性激光诱导蚀刻(SLE)，可以在透明部件部分中产生微通道、异形孔等，其例如由熔融石英、硼硅酸盐玻璃、蓝宝石或红宝石制成，参见例如，“www.ilt.fraunhofer.de/de/mediathek/prospekte/themenbroschuere
‑
selektiveslaseraetzen.html”。在选择性激光诱导蚀刻中，将超短脉冲激光辐射(ps或fs脉冲)形式的光聚焦在透明工件的体积中。在这种情况下，由于多光子过程，脉冲能量仅在聚焦体积内被吸收。在聚焦体积中，在没有裂纹或可能带有微裂纹的情况下，透明材料的光学和化学性质变化，从而使其可被选择性地化学蚀刻。取决于所使用的激光参数，材料的修改可能是微裂纹或其他深度损伤。通过例如借助微扫描仪系统使材料中的焦点偏转，将连续区域进行修改，并且这些连续区域随后可以借助湿法化学蚀刻被移除。在湿法化学蚀刻
的情况下，典型地将部件浸入蚀刻溶液中数周或数月，蚀刻溶液优选地(选择性地)移除经修改的材料。任何期望的中空结构，例如通道，可以通过激光辐射在工件体积中进行扫描或移动来产生。
[0010]在熔融石英以及掺钛熔融石英中选择性激光诱导蚀刻通道的限制在于，与其他透明材料相比，蚀刻选择性相对较低，约为1:500至约1:1500，该其他透明材料(例如蓝宝石)具有1:10000的蚀刻选择性，参见Lightfab GmbH(“www.lightfab.de”)的公开文献“SLE with LightFab 3D Printer”，可从“www.lightfab.de/files/Downloads/SLE_3D_printed_glass.pdf”获取。在蚀刻期间，低蚀刻选择性导致通道在部件边缘的区域中具有比部件体积内部更宽的形式，该部件边缘的区域首先受到蚀刻液体的侵蚀。太宽的区域可能导致部件冷却不均匀，并可能机械地进行：在极端情况下，过强的蚀刻可能导致相邻通道之间的短路。
[0011]基板中的通道还可以用于其他光学系统中(例如用于DUV波长范围的光刻设备中)的冷却的目的，其主要包含透镜元件来代替反射镜。然而，在这种情况下，应用的重点通常不是将通道用于冷却目的，而是将去耦件或致动器集成到相应的通道中。在本申请的上下文中，EUV波长范围被理解为近似5nm和近似30nm之间的波长范围，并且在本申请的上下文中，DUV波长范围被理解为近似30nm和近似370nm之间的波长范围。
[0012]专利技术目的
[0013]本专利技术的目的在于提供光学元件和光刻系统，其中即使在高热负载的情况下也可以进行有效的冷却。

技术实现思路

[0014]该目的通过开篇阐述的类型的光学元件来实现，其中通道在施加反射涂层的表面下方的长度为至少10cm、优选地至少20cm，并且其中通道的横截面面积在施加反射涂层的表面下方的通道长度之上变化不超过+/
‑
20％，优选地不超过+/
‑
10％，特别优选地不超过+/
‑
2％。
[0015]在本申请的上下文中，冷却剂能够流过的通道在最简单的情况下被理解为意味着具有两个对环境开放的端部的通道，即在基板中形成贯穿通道的通道。在基板内提供在接合点处相互连接的多个通道的情况下，(标称)平均通道横截面典型地在每次分成两个或更多个通道时或在每次合并两个或更多个通道时在相应接合点处改变。在这种情况下，通道被理解为意味着两个相邻接合点之间的通道截面，即其(标称)通道横截面是恒定的通道。
[0016]下面，假设冷却剂能够流过通道，这就是为什么通道也被称为冷却通道的原因。然而，应当理解，通道不一定需要用于冷却目的，而是例如可以用于将部件集成到基板中或用于其他应用。
[0017]在根据本专利技术的光学元件中，具有显著长度的至少一个通道用于冷却光学元件。特别地，这样的通道有利于EUV光刻设备的投射系统中的反射镜的有效冷却，所述反射镜具有相对较大的光学使用的反射镜表面，其尺寸例如为10cm
×
10cm至100cm
×
100cm。如上所述，在具有显著变化的横截面的通道的较宽横截面区域中，可能存在部件的不均匀冷却并且可能对部件造成机械损伤。
[0018]在本申请的上下文中，通道的横截面面积变化为+/
‑
x％被理解为意味着与通道的
平均横截面面积A
M
偏差了+/
‑
x％。平均横截面面积A
M
定义为沿通道长度的最大横截面面积A
MAX
和最小横截面面积A
MIN
的均值(A
M
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于反射辐射，特别用于反射EUV辐射(2)的光学元件(1)，包括：基板(3)，具有施加反射涂层(5)的表面(4)，在所述基板(3)中形成至少一个通道(6)，冷却剂(7)优选地能够流过所述至少一个通道(6)，并且所述基板(3)由熔融石英，特别是掺钛熔融石英，或玻璃陶瓷制成，其特征在于，所述通道(6)在施加所述反射涂层(5)的所述表面(4)下方的长度(L)为至少10cm、优选地至少20cm，并且所述通道(6)的横截面面积(A)在所述通道(6)的长度(L)之上的变化不超过+/
‑
20％，优选地不超过+/
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10％，特别优选地不超过+/
‑
2％。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述基板(3)是单片的。3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其中，所述通道(6)的平均横截面面积(A
M
)在100μm2和25mm2之间，特别是在1mm2和25mm2之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述通道(6)的横截面面积(A)具有小于5:1的高度(h)与宽度(b)的比率。5.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，施加所述反射涂层(5)的所述表面(4)在垂直于所述基板(3)的厚度方向(Z)的至少一个方向(X，Y)上的最大范围(E
X
，E
Y
)在10cm和100cm之间。6.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述至少一个通道(6)在距施加所述反射涂层(5)的表面(4)实质恒定的距离(D)处延伸，所述表面特别是弯曲的，所述距离(D)优选地在相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：E伊娃，
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：