包括光学校正布置的用于半导体光刻的投射曝光设备制造技术

技术编号:7329926 阅读:166 留言:0更新日期:2012-05-10 19:07
本发明专利技术涉及一种光学校正布置,包括:至少一个光学元件(2);至少一个辐射装置,其利用用于目标性地局部加热所述光学元件(2)的电磁加热辐射(7),目标性地局部辐射所述光学元件(2),其中,存在用于消散由所述至少一个辐射装置引入到所述光学元件(2)中的热能的装置。本发明专利技术还涉及一种用于半导体光刻的投射曝光设备,包括根据本发明专利技术的光学校正布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包含投射物镜的投射曝光设备,该投射物镜包含光学校正布置。
技术介绍
在用于微光刻现代投射物镜中,利用大量波前操纵器(wavefront manipulator) 校正光学像差。大多数这些操纵器通过光学元件的机械操纵来提供波前校正。这通过位置改变和/或通过光学元件变形来完成。这些操纵器可以校正低阶波前像差,诸如当在所谓的传统设置下使用物镜、且产量约为每小时120个晶片时发生的波前像差。然而,不断提高的产量需求使得必须在物镜中使用更高的光强度,从而发生在光学元件上的热负载也不断增加。此热负载造成波前像差(wavefront aberrations)在透镜的情况下,通过温度相关的折射率和表面变形造成波前像差;在反射镜的情况下,主要由于反射镜基底的热膨胀产生的表面变形造成波前像差。此外,在光刻的发展中,趋势朝向照明设置,诸如双极设置,照明设置特别在接近光瞳的透镜上导致光功率密度的强烈聚集,因此,由于所产生的局部高热负载,造成径向和/或方位角方向的更高阶和高度局部化的波前像差。引言中所提的操纵器只能有限度地补偿这些更高阶和高度局部化的波前像差。对于由光致寿命效应(light-induced lifetime effect)(诸如减短(compaction))所造成的波前像差也是如此,其由于更高光学功率密度而提高。这些波前像差也无法利用至此已知的操纵器有效地进行补偿。目前,更有效地补偿由寿命效应引起的所述波前像差的一种可能方法是使用施加了特殊校正非球面的可更换板。在物镜的寿命内,可反复更换这些补偿板,以在物镜寿命期,合适地处理波前像差的改变。虽然具有校正非球面的补偿板可以补偿像差,但它们却不适合用来补偿快速动态变化的像差。此外,在制作补偿板之前,因此尤其是在将该补偿板装入投射物镜之前,必须知道要补偿的像差。因为装入补偿板继而又引起新的波前像差,所以这里自然不可能完全补偿像差。因此,要解决的存在的问题在于找到一种波前操纵器,利用该波前操纵器,可以尽可能灵活地补偿波前像差(也称为像差),并且在此情况中,尤其是径向和/或方位角方向的更高阶像差,其中,此灵活性被理解为高空间分辨率和高时间分辨率。此问题的一个优选解决方案包括可控制的二维校正非球面,其尤其可补偿径向和/或方位角方向的更高阶像差。如已经提到的,在上文的意义中,已建立的操纵器具体是机械类型。因此,例如,DE 198 24 030 Al说明了一种具有自适应反射镜的折反射投射物镜,其中可以通过致动元件使反射镜变形,从而降低特定像差。EP 678 768和DE198 59 634 Al同样地公开了投射曝光设备,其中利用致动器使透镜或反射镜变形,用于像差校正。然而,由于光束路径中的机械元件造成遮挡和散射光,所以在要操作透镜的情况下,机械的构思仅限于操纵透镜的边缘。限制于透镜边缘构成了可能的校正分布的固有限制,特别是径向级(order)的固有限制,这即使利用复杂的机制也不能克服。例如,诸如在美国专利说明书US 6, 198, 579 Bl中,公布了热操纵器,作为机械操纵器的替代,其中热操纵器同样布置在透镜边缘。然而,在所引用的文件中提出的热操纵器与它们的机械对等物一样在径向级上也出现同样的限制,且另外由于透镜直径上的热传播速度而暗含着相对较长的时间常数。边缘致动的热操纵器因此主要适合于时间上稳定的波前像差的补偿。然而,由于较长的时间常数,因此这种操纵器对于瞬时波前像差的补偿仅在极其有限的程度上适用。此外,DE 198 27 602 Al公开了利用布置在透镜周围的Peltier元件来校正非旋转对称像差的方法,其中Peltier元件影响光学元件的热行为,使得可以在辐射非旋转对称地通过元件的情况下校正所产生的成像像差。同样地,DE 198 59 634 Al公开了校正光学元件(诸如透镜或反射镜)的非对称热负载的装置和方法,其中,同样利用致动器使光学元件变形。US 6 081 388同样公开了利用致动器或限定的机械力使透镜表面变形,使得影响成像像差。此外,US 6 521 877 Bl公开了利用透明电阻层局部地影响光学元件的温度;US 6 466 382 B2中公开了一种替代解决方案,其提出在透镜上施加具有吸收特性的层,所述层具有与有用光的足印(footprint)互补的结构。文件US2007/0019305AUUS2003/0021040 AUW02006/128613 Al、JP2004/246343 AUEP0678768 A2、US6198579B1 以及 DElO 2005 062401 Al 公开了改进光学系统(诸如用于半导体光刻的投射物镜)的成像特性的其它构思。WO 2004/036316公开了一种校正光学元件(诸如反射镜和透镜)的成像像差的方法,其中利用附加辐射改变光学元件的温度,使得减低成像像差。然而,该情况的问题在于光学元件的温度由于附加辐射而整体上升,这对使用所引用的文件中公开的构思的可能性具有负面效应;尤其是相邻透镜和结构(装配件、操纵器、…)的干扰。此效应明显增加了成像/波前像差。另一文件是US2006/0M4940 Al,其利用透镜的热影响实现透镜的折射率和/或形状,其中红外光横向辐射到受热影响的透镜中。这里的缺点同样是光学波导受限布置在透镜的光学利用区域外,因此操纵器与要被操纵的透镜之间具有先天(priori)的远距离。 尤其是,以此方式操纵的透镜的不确定热消散是不利的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于半导体光刻的投射曝光设备,其中可以控制地或管控地且高灵活性地选择校正特性,并对投射曝光设备的光学性能的影响最小。利用包括权利要求1中指定的特征的、用于半导体光刻的投射曝光设备实现此目的。从属权利要求涉及本专利技术的有利变型和具体实施例。根据本专利技术的投射曝光设备呈现了一种布置,其包括至少一个光学元件;以及至少一个辐射装置,其利用用于目标性地局部加热所述光学元件的电磁加热辐射,目标性地局部辐射所述光学元件。此用于加热光学元件的电磁辐射在下文中也称为加热辐射,以便与在投射曝光设备中用来成像的电磁辐射有所区别。用来成像的电磁辐射又称为有用辐射。根据本专利技术实施例,在此情况中,存在用于消散由所述至少一个辐射装置引入到所述光学元件中的热能的装置。在此情况中,用于消散热能的装置可以尤其包含用于形成经过光学元件的至少一个表面的流体的装置。为此目的,光学元件可以具有相邻布置的两个光学部分元件,尤其是平行平面板, 且在其间形成流体可流过的通道。在此情况中,流体可以被定向为平行于光学元件的表面,或者替代地具有垂直于光学元件表面的方向分量。电磁加热辐射可穿过流体流。此外,可将电磁加热辐射引导到光学部分元件的两个形成通道的表面上。在本专利技术的替代实施例中,光学元件具有彼此热接触的至少两个部分元件,且其中第二部分元件具有比第一部分元件高的热导率。在此情况中,第二部分元件与热沉热接触,热沉最终形成用于消散所引入的热能的装置;在此情况中,第一部分元件可以包含石英玻璃,第二部分元件可以包含CaF2。在此情况中,可将加热辐射引导到第一部分元件的远离第二部分元件的一侧上, 或引导到第一部分元件的与第二部分元件热连接的表面上。此外,用于吸收加热辐射的吸收层可以本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:萨沙布莱迪斯特尔奥拉夫康拉迪阿里夫卡齐
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:

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