CN111279265A - 部件的温度控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明关于用于部件的温度控制的方法，其中该部件可在第一系统与第二系统之间转移。根据一方面，该方法包含以下步骤：确定在部件(131)从第一系统(110)转移到第二系统(120)之后所预期的部件(131)的温度的温度漂移；以及修改在第一系统(110)中占主导地位的温度和/或在第二系统(120)中占主导地位的温度，使得在部件(131)从第一系统(110)转移到第二系统(120)之后实际发生的温度漂移相对所预期温度漂移减小。

Description

部件的温度控制的方法
相关专利的交叉引用
本申请案主张2017年10月25日申请的德国专利申请案DE 10 2017 219 151.1以及2018年1月29日申请的德国专利申请案DE 10 2018 201 320.9的优先权。这些申请案的内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明关于部件的温度控制的方法，其中该部件可在第一系统与第二系统之间转移。特别地，本发明可有利地在以下的应用中实现：旨在将温度敏感部件调节到尽可能保持恒定的参考温度，或是旨在避免或至少减少将部件转移到不同的系统或隔室时的温度漂移问题。
背景技术
微光刻用以制造微结构部件，例如集成电路或LCD。微光刻工艺在所谓的投射曝光装置中进行，其包含照明装置和投射镜头。由照明装置所照射的掩模(掩模母版)的像在此情况下通过投射镜头投射到涂有光敏层(光刻胶)并配置在投射镜头的像面中的基板(例如硅晶片)上，以将掩模结构转印到基板的光敏感涂层。
在设计用于EUV范围的投射镜头中(即在例如约13nm或约7nm的波长下)，由于缺乏可用的合适透光折射材料，因此使用反射镜作为用于成像过程的光学部件。
在使用替换部件时(例如在这种测量方法中)所实际出现的一个问题为存在测量结果对温度变化的高度敏感性，其中需要将温度控制到数毫绝对温度(millikelvin)，以实现所需的测量准确度。而这种精确温度控制的实现在实践上又是严峻的挑战。其中一个原因为，一般来说，用于电流测量程序的替换部件来自保持多个不同替换部件的单独保持架，并转移到实际的测量系统或容纳该测量系统的外壳中，其中相关系统(一方面是保持架且另一方面是测量系统)的相应热适应由于存在于两侧并且可能同样受到时间波动的热负载而变得更加困难。
另外，在完成将相应的替换部件转移到测量系统中之后，由于相关的时间常数，其对相应目标温度的接近通常在几个小时的时段内发生，结果为在获得相关替换部件的足够高的温度稳定性之前，需要相对长的时间。
然而，替换部件的温度稳定性不足导致光学性质的不期望变化，例如测量设置中的热诱发折射率变化和机械漂移效应，并因此最终导致测量误差。
在实际应用上，替换部件的温度稳定性的受损和相关的上述问题还可能是由于替换部件在其转移到测量系统期间(即，在往该处的途中)通常也暴露于热负载的事实。这种热负载可源自用于转移的马达(仅作为示例)(且其可例如配置在用于处理替换部件的夹具或机器臂上)，但也可来自相应运输路径环境中的其他部件。在此处，由相关热负载引起的替换部件的热状态的变化可包含加热和/或冷却，其中这些效果也可在替换部件的整个体积上变化地发生，这取决于热负载的相对位置。。
关于现有技术，仅作为示例参考EP 1 531 364 B1。
发明内容
针对上述的背景，本发明的目的为提供一种用于部件的温度控制的方法，其中降低了部件在第一系统和第二系统之间转移的过程中的温度漂移，且至少在很大程度上减少了相关的上述问题。
此目的由独立权利要求的特征来实现。
根据一个方面，根据本发明的用于部件的温度控制的方法(其中该部件可在第一系统与第二系统之间转移)包含以下步骤：
-确定在部件从第一系统转移到第二系统之后所预期的部件的温度的温度漂移；以及
-修改在第一系统中占主导地位的温度和/或在第二系统中占主导地位的温度，使得在部件从第一系统转移到第二系统之后实际发生的温度漂移相对所预期的温度漂移减小。
对于可在第一和第二系统之间转移的部件的温度控制，本发明在此特别基于以下的概念：举例来说，并非通过指定相同的预定温度值来启动两个系统(即，例如将相同温度的冷却水供应给分别指派给该系统的冷却装置)，而是首先确定在部件从第一系统转移到第二系统之后所预期的温度漂移(或温度的时间变化或温度变化)，并在此基础上修改两个系统中的至少一个系统的温度。
根据本发明，关于预期温度漂移的确定以及随后对第一系统和/或第二系统中占主导地位的温度的修改，各种策略都是可能的，这将在下文作更详细的说明。
根据一实施例，可在部件从第一系统转移到第二系统之前和/或之后，使用附接到部件的传感器来执行温度测量。替代地或补充地，也有可能测量当前在第一系统中占主导地位的温度和/或当前在第二系统中占主导地位的温度。此外，可建立一预测模型，用以预测在部件从第一系统转移到第二系统之后，部件的温度随时间的发展(也可能与前述的实施例结合)。
就修改第一系统中占主导地位的温度和/或第二系统中占主导地位的温度的步骤而言，此步骤可通过修改对应的温度调节的预定值来实现，且替代地或补充地，也可通过修改存在于第一系统和/或第二系统中的至少一个结构元件的操作(具有相关热负载的对应变化)来实现。
根据一实施例，该方法还包含以下步骤：
-确定部件在从第一系统到第二系统的过程中所预期的热状态的变化；以及
-在部件转移到第二系统之前执行部件的温度控制，使得至少部分地补偿该预期的变化。
本发明进一步关于用于部件的温度控制的方法，其中所述部件可在第一系统与第二系统之间转移，其中该方法包含以下步骤：
-确定在部件在从第一系统转移到第二系统的过程中所预期的热状态的变化；以及
-在部件转移到第二系统之前执行部件的温度控制，使得至少部分地补偿该预期的变化。
根据一实施例，在温度控制之前，部件转移到与存在于第一系统中的至少一另外的部件分开的区域中。
根据一实施例，确定部件在从第一系统到第二系统的过程中所预期的热状态的变化是通过模拟和/或测量部件在从第一系统到第二系统的过程中所暴露的热负载的影响来实现的。
在本发明的实施例中，部件包含一光学部件，特别是适用于试样几何形状的光学替换部件。用语“适用于试样几何形状”在此处应特别理解为表示，例如在补偿光学单元的情况下，当替换试样时或当要测量具有不同几何形状或形貌的试样时，相关的(光学替换)部件也要被替换。举例来说，光学替换部件可为校准反射镜，其中，取决于待测量的试样，具有不同曲率半径和直径的校准反射镜相互交换。
然而，本发明不限于此，而是原则上也可有利地在以下的其他应用中实现：旨在将温度敏感部件调节到尽可能保持恒定的参考温度、或旨在避免或至少减少在部件转移到不同系统或隔室时的温度漂移问题。
根据一实施例，部件为光刻掩模。第一系统可为用以储存多个光刻掩模的保持架。第二系统可为掩模度量装置，其可用以关于相应结构与标称/期望位置的偏差(“对位(registration)”)和/或关于相应结构的临界尺寸(CD)特征化掩模上的结构。
可从说明书描述和从属权利要求得到本发明的其他构造。
下文将基于附图中所说明的示例性实施例来更详细地解释本发明。
附图说明
在图中：
图1-图5显示用以解释本发明示例性实施例的示意图；以及
图6显示设计用于在EUV中操作的投射曝光装置的示意图。
具体实施方式
首先，图6显示了投射曝光装置的示意图，其被举例给出且设计用于在EUV范围内操作。
根据图6，针对EUV而设计的投射曝光装置10中的照明装置包含场分面反射镜3和光瞳分面反射镜4。来自包含等离子体光源1和集光器反射镜2的光源单元的光被导向至场分面反射镜3。第一望远镜反射镜5和第二望远镜反射镜6在光路径中配置于光瞳分面反射镜4下游。偏转反射镜7配置于光路径中的下游，且该偏转反射镜将入射于其上的辐射导向至在包含六个反射镜21-26的投射镜头的物面中的物场。在物场的位置处，反射式结构承载掩模31配置于掩模台30上，该掩模在投射镜头的协助下成像至像面，其中涂布有感光层(光刻胶)的基板41位于晶片台40上。
在本发明范围内测试的反射镜可例如为投射曝光装置10的任何反射镜，例如投射镜头的反射镜21或22、或者照明装置的反射镜7。
图1仅显示了本发明方法可实现于其中的可能场景的示意图。
在此示例性实施例中，要根据本发明进行温度控制的部件131为适用于试样几何形状的光学替换部件。根据图1，此部件与多个其他的部件(为了简单起见，仅显示了两个部件132和133)一起配置在保持架110中。“120”表示用以测试反射镜(特别是微光刻投射曝光装置的反射镜)的测量装置(容纳在相应的壳体121中)。“140”表示在形成第一系统1l0的保持架中以及在形成第二系统120的测量配置中的热负载(其仅被标出)。如图1中的双头箭头所示，在各个情况下，部件131、132、133......中的一个被转移到测量配置或第二系统120中，以用于干涉测量。
为了在干涉测量期间保持尽可能低的温度漂移效应和测量准确度的相关损害，下文将描述各种实施例。这些实施例的共同之处并不在于例如两个系统110、120从一开始仅调节到相同的预定温度值，而是首先确定在相应部件从第一系统110转移到第二系统120之后所预期的温度漂移(或温度的时间变化或温度变化)，并接着根据该预期的温度漂移修改在第一系统110中占主导地位的温度和/或在第二系统120中占主导地位的温度。
根据第一实施例(在图2的流程图中描述)，温度传感器可直接附接到相关部件131(或132、133、...)，通过该传感器，在部件从第一系统110转移到第二系统120之前或之后，通过相应的温度测量获得对应的温度偏移值(步骤S21和S22)。该温度偏移值又可被使用作为修改在第一系统110或第二系统120中占主导地位的温度的基础(步骤S23)。就后面提到的第一系统110和/或第二系统120中的温度修改而言，该修改可包含修改相应温度调节的预定值和/或修改在相关系统中存在的至少一个结构元件的操作(即相应热负载的变化)。
根据另一实施例(在图3的流程图中描述)，在相关部件131从第一系统110转移到第二系统120之后所预期的部件131(或132、133、...)的温度漂移的确定也可使用出现在相关系统110或120中的位置固定的温度传感器(在图1中用“150”表示)来实现，结果为在各个情况下可测量目前在第一系统110中占主导地位的温度以及目前在第二系统120中占主导地位的温度(步骤S31和S32)。基于这些测量，其在其他实施例中也可结合使用附接到相应部件的传感器的温度测量来执行，根据图2，再次如上所述修改在第一系统110和/或第二系统120中占主导地位的温度。
在另一实施例中(其可再次结合前文参照图2和图3所描述的一或两个实施例来实现)，根据本发明建立一预测模型(如在图4的流程图中所描述)，用以在从第一系统110转移到第二系统120之后预测相关部件131(或132、133、...)的温度随时间的发展(步骤S41)，其中此预测模型再次被使用作为修改(如上所述进行)在第一系统110和/或第二系统120中占主导地位的温度的基础(步骤S42)。
预测模型可基于实验数据建立(例如，关于随时间变化的测量配置的行为或容纳测量配置的壳体的行为，取决于测量配置所进行的测量)和/或基于理论分析建立。在这种情况下，在建立模型期间，可考虑其他传感器的测量信号，例如有关环境温度或无尘室中的温度和/或壳体壁或容纳测量配置的壳体的温度。此外，在建立模型时有可能考虑以下事实：在部件从第一系统110转移到第二系统120之后，由于对现有热负载的接近程度不同，在第一系统、或在保持架中的部件的不同位置可能导致不同的偏移值。以此方式，有可能例如总是在第一系统中进行随后在根据本发明的方法中发生的温度修改，其方式使得对于将被转移到第二系统的相应部件，减小或最小化温度漂移。
在另一实施例中，上述实施例或步骤也可组合如下：
在第一阶段，可类似于图2决定相应的温度偏移值，其中在部件13l从第一系统110转移到第二系统120之前或之后，使用直接附接到相关部件131(或132、133、...)的温度传感器进行相应的温度测量(步骤S21和S22)，接着执行在第一系统110或第二系统120中占主导地位的温度的(第一)修改(步骤S23)。
接着，可使用附接到该部件131的温度传感器继续测量或监视已转移到第二系统120中的相关部件131的温度，并将其使用作为连续调整在第一系统120中占主导地位的温度的基础。这里也可考虑在相对短的时间尺度上可能发生的任何温度变化，这种变化发生在第一和/或第二系统中并可根据图3来确定(步骤S31和S32)。
最后，有可能基于在先前步骤中所获得的数据-以及与测量配置的测量活动有关的任何其他数据-来建立预测模型，其中可使用该模型来预测目前所使用或将来将在测量配置中使用的(替换)部件的温度随时间的进一步发展，且其可使用作为用以修改在第一系统110和/或第二系统120中占主导地位的温度的基础。
在另一实施例中(其将在下文中参照图5进行描述，且可与上述实施例结合实现并可独立于上述实施例实现)，根据本发明也可能考虑到部件131的在转移到第二系统120期间(即在往该处的途中)所暴露的热负载。仅作为示例，这些可为源自位于用以转移部件131的夹具上的马达的热负载。此外，所述光也可为部件131在到第二系统120的路途中所暂时暴露的任何其他热负载。
根据图5，在第一步骤S51中，首先确定在部件131从第一系统110转移到第二系统120期间所预期的热变化。此确定也可作为模拟的一部分或在先前的测量或校准中利用相关热负载的相应知识来执行。
在通过测量或校准来进行确定的情况下，有可能不是从第一系统110转移部件131到第二系统120，而是首先转移校准部件，其中有可能通过所设置的适当温度传感器(例如，设置在校准部件本身或相应的安装件处)而以空间解析的方式来测量加热或冷却。
根据图5，在选择性的另一步骤S52中，仍然位于第一系统110中的部件131被转移到远离在第一系统中的其余部件132、133......的另一区域中，以避免对该部件132、133......造成不想要的热影响或干扰，其中该其他区域可同样位于第一系统110中或在其外部。
接着，在步骤S53中，执行部件131的温度控制以补偿在步骤S51中所确定并在转移到第二系统120期间所预期的热变化。为此目的，仅作为示例，可使用一个或多个加热或冷却元件(例如加热或冷却板、珀耳帖元件等)，其可移动至例如部件131的周围区域或已经存在于该处。该加热或冷却元件也可用于以空间解析的方式(即，在部件131的表面或体积上变化)加热或冷却部件131。同样选择性地，可将一个或多个热屏蔽件移动至部件131与第一系统110中的其余部件132、133......之间的区域中，以进一步最小化该剩余部件132、133......的热影响或干扰。
在部件131的局部受限温度控制的情况下(其意图考虑例如在到第二系统120的过程中所预期的部件131的局部受限加热或冷却)，这是在步骤S53中所期望的，温度控制较佳在步骤S53中仅在开始转移到第二系统120之前立即执行，以避免部件131内由于热传导而可能同时发生的温度均衡。
最后，在步骤S54中，部件131转移到第二系统120中。通过先前在步骤S53中所发生的部件131的适当温度控制，在此转移程序结束时(即在部件131放置在第二系统120中的时间点)，部件131刚好达到该处所需的温度，即在第一系统110和第二系统之间的路途上的转移期间作用在部件131上的热负载通过在步骤S53中为了补偿目的而进行的温度控制而精确地相互抵消。
即使已基于特定的实施例描述了本发明，但许多变化及替代实施例对本领域技术人员而言是显而易见的，例如通过组合和/或交换个别实施例的特征。因此，对本领域技术人员而言，不言而喻地，本发明也同时涵盖这类变化及替代实施例，且本发明的范围仅在附随的专利权利要求及其等同物的含意内受到限制。

Claims (17)

1.一种部件的温度控制的方法，其中该部件能够在第一系统与第二系统之间转移，其中该方法包含以下步骤：
a)确定在该部件(131)从该第一系统(110)转移到该第二系统(120)之后所预期的该部件(131)的温度的温度漂移；
b)修改在该第一系统(110)中占主导地位的温度和/或在该第二系统(120)中占主导地位的温度，使得在该部件(131)从该第一系统(110)转移到该第二系统(120)之后实际发生的温度漂移相对在步骤a)中所确定的预期的温度漂移减小。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)包含：测量当前在该第一系统(110)中占主导地位的温度和/或测量当前在该第二系统(120)中占主导地位的温度。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤a)包含：在该部件(131)从该第一系统(110)转移到该第二系统(120)之前和/或之后，使用附接到该部件的传感器来执行温度测量。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤a)包含：建立预测模型，用以预测在该部件(131)从该第一系统(110)转移到该第二系统(120)之后该部件(131)的温度随时间的发展。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤b)包含：修改在该第一系统(110)和/或该第二系统(120)中存在的温度调节的预定值。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤b)包含：修改在该第一系统(110)和/或该第二系统(120)中存在的至少一个结构元件的操作。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包含以下步骤：
-确定该部件(131)在从该第一系统(110)到该第二系统(120)的过程中所预期的热状态的变化；以及
-在该部件(131)转移到该第二系统(120)之前执行该部件的温度控制，使得至少部分地补偿该预期的变化。
8.一种部件的温度控制的方法，其中该部件能够在第一系统与第二系统之间转移，其中该方法包含以下步骤：
a)确定在该部件(131)在从该第一系统(110)转移到该第二系统(120)的过程中所预期的热状态的变化；以及
b)在该部件(131)转移到该第二系统(120)之前执行该部件的温度控制，使得至少部分地补偿该预期的变化。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在该温度控制之前，该部件(131)转移到与存在于该第一系统(110)中的至少一个另外的部件(132、133)分开的区域中。
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，确定该部件(131)在从该第一系统(110)到该第二系统(120)的过程中所预期的热状态的变化是通过模拟和/或测量该部件(131)在从该第一系统(1l0)到该第二系统(120)的过程中所暴露的热负载的影响来实现。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该部件(131)为光学部件。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，该部件(131)为适用于一试样几何形状的光学替换部件，特别是校准反射镜，其具有适用于该试样几何形状的反射镜曲率和/或适用于该试样几何形状的反射镜直径。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该第一系统(110)为用以储存多个光学替代部件的保持架。
14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，该第二系统(120)为测量配置，用以测试反射镜，特别是用以测试微光刻投射曝光装置的反射镜。
15.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，该部件(131)为光刻掩模。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该第一系统(110)为用以储存多个光刻掩模的保持架。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，该第二系统(120)为掩模度量装置。
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