光学装置、特别是用于EUV光刻的投影曝光设备、以及具有降低的污染的反射光学元件制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光学装置，特别是一种用于ＥＵＶ光刻的投影曝光设备（１），包括：围住内部空间（１５）的外壳（２）；至少一个布置在所述外壳（２）中的光学元件（４至１０，１２，１４．１至１４．６），特别是反射光学元件；至少一个用于在所述外壳（２）的所述内部空间（１５）中产生真空的真空产生单元（３）；以及至少一个真空外壳（１８，１８．１至１８．１０），布置在所述外壳（２）的所述内部空间（１５）中，并且至少围住所述光学元件（４至１０，１２，１４．１至１４．５）的光学表面（１７，１７．１，１７．２），其中，污染降低单元与所述真空外壳（１８．１至１８．１０）关联，相对于所述内部空间（１５）中的所述污染物质的分压，所述污染降低单元降低至少在所述光学表面（１７，１７．１，１７．２）附近处污染物质的分压，特别是水和／或碳氢化合物的分压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请按照美国法典第35编第119条(a)款要求2006年9月19日提交的德国专利申请10 2006 044 591.0号的优先权，于此通过引用并入了其全部内容。
技术介绍
本专利技术涉及光学装置，尤其是用于EUV光刻的投影曝光设备，其包括围住内部空间的外壳，至少一个特别是布置在外壳中的反射光学元件，以及至少一个用于在外壳的内部空间中产生真空的真空产生单元。本专利技术还涉及具有基底的反射光学元件和导电多层系统，所述导电多层系统在侧面的面向基底一个侧面上包括反射光学表面。已知存在多种其中的光学元件是在外壳的内部空间中在真空条件下操作的光学装置。在EUV投影曝光设备中，典型地，使用反射元件作为光学元件，反射元件特别是反射镜，因为在用于这些应用的约13nm的波长处，已知的光学材料都不能提供足够的透射。在该投影照明仪器中，需要在真空下操作反射镜，因为多层反射镜的使用寿命受限于污染粒子或气体。为达此效果，已知将光学元件分组成三个或更多个互连的外壳部分，通过隔板来划分它们，即具有光源和用于聚焦照明辐射的收集器的第一外壳、具有照明系统的第二外壳部分、以及具有投影光学器件的第三外壳部分，将外壳部分中的压力选择为彼此不同，如US 2005/0030504A1中详细描述的，于此通过引用并入了其全部内容。在此申请的上下文中，术语“外壳”指EUV投影曝光设备整体的外壳和该设备的部分区域，特别上述外壳部分中>的一个。该EUV投影曝光设备或其单独的外壳部分是在真空条件下操作的，其中，利用动态气塞(DGL)用于减少来自光刻胶的释气产物，使得可能实-->现10-1mbar及以上的氢的分压，然而，通常实现约10-3mbar及以下的(总的)压力。在后一压力区，分子运动是自由的，即污染气体能够在整个系统中传播。为此原因，可实现的污染气体的分压受限于真空容器中的所有部件，这些部件存在于光学表面的围绕物中或更远离它们。在本申请的上下文中，污染气体规定为易于在光学表面上形成沉积物的气体，特别是当暴光于EUV辐射时。在这方面，原子量100amu或以上的不挥发性碳氢化合物被当作污染物质处理，而原子量一般在100amu以下的挥发性碳氢化合物，例如甲烷(CH4)，即使被利用EUV光辐照，也通常保持挥发性的，并因此不在光学表面上形成沉积物。已知所有类型的原子、分子以及化合物都具有到达光学表面并粘附于那里的某种可能性。辐射进来的EUV光和作为其结果而产生的光电子(特别是二次电子)一起，这些原子、分子或化合物存在与光学表面反应的某种可能性，这导致了增加的污染、增加的损害以及反射镜的关联的反射损耗，并且因此导致了光学器件的整个透射损耗的增加。此外，作为温度升高、光辐射或电子辐射的结果，粘附分子能够将自己与表面(例如室壁等)分离。此外，污染物也能够沉积在光学表面上，因为光电子(特别是二次电子)在其上产生了过量的电荷，该过量电荷吸引带电的污染粒子。还已知，通过使光学表面与清洁剂接触来至少部分地去除粘附于光学表面的污染物质。以该方式，通过使用原子氢作为清洁气体能够从光学表面去除碳污染物。然而，由于原子氢不仅与碳高度反应，而且与存在于光学表面的环境中的其它物质高度反应(特别是金属，通过形成金属氢化物)的事实，由这些部件通过清洁其自身而释放的污染物可以粘附于光学表面。专利技术目的本专利技术的目的是提供引言部分中所述类型的光学装置以及引言部分中所述类型的反射光学元件，其中，降低了污染物的粘附。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，此目的的满足在于光学装置包括真空外壳，所述真空外壳布置在所述外壳的所述内部空间中，并且围住至少所述光学-->元件的光学表面，其中，污染降低单元与所述真空外壳关联，相对于所述内部空间中的所述污染物质的分压，所述污染降低单元至少降低在所述光学表面附近的污染物质的分压，特别是水和/或碳氢化合物的分压。在本领域现有状况下，单独的光学表面不与光学装置的所有其它非光学材料分开，其它非光学材料例如能够分别包括在EUV光学器件中和关联的光刻曝光设备中。从而，在该装置中，真空条件不仅受光学元件本身的限制，而且受真空系统的所有其它部件的限制。此装置的缺点特别是在于真空环境中所使用的大多数材料是不可烘烤的，使得在外壳中可实现的绝对真空压力受到这些材料的释气的限制。本专利技术从而提出至少部分将光学表面与存在于外壳的其余内部空间中的非光学材料遮蔽开，即通过在内部空间中设置至少一个附加的真空外壳。另一方面，仅提供用于分划内部空间的划分壁本身不会使得将释出污染物质的非光学元件的光学表面分开成为可能，特别是如果所述光学元件是不可烘烤的。附加的真空外壳优选地放置在光学元件上或关联的支架上，并且至少围住光学表面的区域，其中，特别是将含有光学元件的部分体积与外壳的内部空间分开。因为经常在EUV投影曝光设备中使用可倾斜的光学元件，所以真空外壳固定成使得在真空外壳和光学元件的表面之间存在(如果需要)小于5mm的、优选地小于3mm、特别优选地小于1mm的非常小的间隙，或在该位置中安装柔性真空部件(例如特别是波纹形的金属波纹管)，该间隙提供倾斜光学元件所需的作用。在有利的布局中，这些开口具有关于面积和长度的专门的形状，以尽可能降低/抑制污染物从真空外壳的外部到内部的扩散和/或传输。同时，污染降低单元在很大程度上防止存在于真空外壳中或进入所述真空外壳的任何污染粒子/分子到达光学表面。本专利技术从而导致了光学元件的表面附近污染的降低，因为在光学表面附近产生了具有降低数量的污染粒子/分子的微型环境，即超高真空，使得更少粒子/分子能够沉积在光学表面上。为达此效果，降低表面附近的污染粒子/分子的分压，并且以此方式，就考虑这些物质来说，相对于存在于外壳的其余内部空间中和/或真空外壳的其余内部空间中的污染物分压实现更好的真空，是足够的。在此申请的-->上下文中，术语光学表面“附近”涉及距表面小于1cm的距离，优选地小于0.5cm的距离，并且特别地，其也涉及表面自身。表面附近污染物的分压越低，污染升高并且关联的对光学表面的损害发生的可能就越小。在特别优选的实施例中，污染降低单元包括净化单元，用于利用惰性气体来净化所述真空外壳的至少部分区域，所述惰性气体优选地是He、Ne、Ar、Kr、Xe、或H2、N2或其混合物。在此装置中，优选地通过在从10-3mbar至10mbar之间、优选地10-2和10-1mba本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学装置，特别是一种用于ＥＵＶ光刻的投影曝光设备（１，１’），包括：　围住内部空间（１５）的外壳（２）；　至少一个布置在所述外壳（２）中的光学元件（４至１０，１２，１４．１至１４．６），特别是反射光学元件；以及　至少一 个用于在所述外壳（２）的所述内部空间（１５）中产生真空的真空产生单元（３），　其特征在于　至少一个真空外壳（１８，１８．１至１８．１１，１０９），布置在所述外壳（２）的所述内部空间（１５）中，并且至少围住所述光学元件（４至１０， １２，１４．１至１４．５）的光学表面（１７，１７．１至１７．５），其中，污染降低单元与所述真空外壳（１８，１８．１至１８．１１，１０９）关联，相对于所述内部空间（１５）中的所述污染物质的分压，所述污染降低单元至少降低在所述光学表面（１７，１７．１至１７．５）附近的污染物质的分压，特别是水和／或碳氢化合物的分压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2006-9-19 102006044591.01、一种光学装置，特别是一种用于EUV光刻的投影曝光设备(1，1’)，
包括：
围住内部空间(15)的外壳(2)；
至少一个布置在所述外壳(2)中的光学元件(4至10，12，14.1至14.6)，
特别是反射光学元件；以及
至少一个用于在所述外壳(2)的所述内部空间(15)中产生真空的真
空产生单元(3)，
其特征在于
至少一个真空外壳(18，18.1至18.11，109)，布置在所述外壳(2)
的所述内部空间(15)中，并且至少围住所述光学元件(4至10，12，14.1
至14.5)的光学表面(17，17.1至17.5)，其中，污染降低单元与所述真空
外壳(18，18.1至18.11，109)关联，相对于所述内部空间(15)中的所
述污染物质的分压，所述污染降低单元至少降低在所述光学表面(17，17.1
至17.5)附近的污染物质的分压，特别是水和/或碳氢化合物的分压。
2、根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述污染降低单元包括净
化单元(24，111)，用于利用惰性气体来净化所述真空外壳(18，18.1，18.11，
109)的至少部分区域，所述惰性气体优选地是He、Ne、Ar、Kr、Xe、或
H2、N2或其混合物。
3、根据权利要求2所述的光学装置，其中，所述净化单元(24)设计
为产生10-3mbar和10mbar之间、优选地10-2和10-1mbar之间的净化气体压
力。
4、根据权利要求2或3所述的光学装置，其中，在所述真空外壳(18.11)
中设置出口作为抽吸单元(21)，用于产生从所述真空外壳(18.11)的内侧
至所述内部空间(15)的净化气体流，所述出口的布局优选地选择为防止
污染物质从所述内部空间(15)扩散至所述真空外壳(18.11)的内侧。
5、根据任一前述权利要求所述的光学装置，还包括至少一个清洁头
(60)，用于将清洁气体的射流(62)引导至所述光学表面(17.5)，以从所
述光学表面(17.5)去除污染物质。
6、根据权利要求5所述的光学装置，其中，所述清洁头(60)包括激
活单元(61)，所述激活单元(61)用于通过至少部分地激活净化气体流来
产生所述清洁气体的射流，净化气体优选地是分子氢。
7、根据权利要求6所述的光学装置，其中，所述激活单元(61)包括
被加热的灯(61a)。
8、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述真空外壳(18.11)
至少在其内侧的一部分区域中包括具有低原子氢复合速率的材料，优选地
玻璃，特别是石英玻璃。
9、根据权利要求5至8的任一项所述的光学装置，其中，所述真空外
壳(18.11)的内侧仅设置不产生由所述清洁气体引起的释气产物的材料。
10、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，用于测量所述光
学表面(17.4)的污染状况的测量单元(63，64)布置在所述真空外壳内侧。
11、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述真空外壳
(18.11)和所述光学元件(17.3至17.5)耐受高达100℃或更高的烘烤温
度，优选地150℃或更高的烘烤温度。
12、根据权利要求11所述的光学装置，还包括至少一个加热单元(65)，
用于将所述至少一个真空外壳(18.11)加热至所述烘烤温度。
13、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述污染降低单
元设计为在所述光学表面(17，17.1至17.5)处产生小于10-7mbar的水的
分压和/或小于10-9mbar、优选地小于10-13的碳氢化合物的分压、优选地不
挥发性碳氢化合物的分压。
14、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述污染降低单
元设计为产生小于10-9mbar、优选地小于10-11mbar、特别优选地小于
10-13mbar的所述污染物的分压。
15、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述污染降低单
元包括至少一个抽吸单元(21)，用于通过抽吸来从所述真空外壳(18，18.1
至18.11，109)去除污染物质，所述抽吸单元(21)优选地设置在所述光
学表面(17，17.1至17.5)附近，并且优选地固定于所述真空外壳(18，
18.1至18.11，109)上。
16、根据权利要求15所述的光学装置，其中，所述抽吸单元(21)设
计成使得在所述真空外壳(18)中产生基本平行于所述光学表面(17)的
压力梯度。
17、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述真空外壳(18.1；
18)连接至另外的真空外壳(18.2)或连接至所述外壳(2)的其余内部空
间(15)。
18、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述光学元件(4)
的所述光学表面(17)布置于在所述外壳(2)中延伸的束路径(19)中，
其中，所述束路径(19)延伸穿过所述真空外壳(18)中的开口(20)。
19、根据权利要求18所述的光学装置，其中，所述真空外壳(18，18.1
至18.11，109)以类似护套的方式围住所述束路径(19)。
20、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，在所述外壳(2)
中延伸的整个束路径(19)借助于一个或以气密方式彼此连接的多个真空
外壳(18.1至18.11)与所述外壳(2)的其余内部空间(15)基本完全分
开。
21、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述真空外壳(18.2)
至少围住两个光学元件(5，6)的所述光学表面(17.1，17.2)。
22、根据任一前述权利要求所述的光学装置，其中，所述污染降低单
元包括冷却单元(22)，所述冷却单元(22)将所述真空外壳(18)冷却至
小于290K、优选地小于80K、特别优选地小于20K的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：DH埃姆，S米勒伦德，T施泰因，JHJ莫尔斯，BT沃尔斯施里金，D克劳斯，R维尔斯路易斯，MGH迈耶因克，
申请(专利权)人：卡尔蔡司半导体技术股份公司，ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]