CN112534355A - 液压成形冷却装置的弯曲方法和弯曲的液压成形冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于微光刻投射印刻系统的冷却装置的弯曲方法，该方法包括以下步骤：提供特别地未弯曲的冷却装置(100)，其包括至少一个腔体(108)；至少在所述冷却装置(100)的待弯曲的一个区域中用液态低温介质(110)填充所述至少一个腔体(108)；使所述冷却装置(100)冷却，使得在所述腔体(108)中存在的介质(110)冷却至低于其熔化温度，并且至少部分地固化；弯曲所述冷却装置(100)，使得至少部分固化的介质(110)防止所述腔体(108)在弯曲期间封闭。

Description

液压成形冷却装置的弯曲方法和弯曲的液压成形冷却装置

发明背景

本发明涉及用于液压成形的冷却装置的弯曲方法并且涉及弯曲的液压成形冷却装置。本发明还涉及微光刻投射曝光设备，其包括至少一个弯曲的液压成形冷却装置。

微光刻用于制造诸如集成电路或LCD的微结构部件。在包括照明装置和投射镜头的称为投射曝光设备的安装件中实行微光刻过程。在这种情况下，通过投射镜头将通过照明装置照明的掩模(＝掩模母版)的像投射至涂覆有感光层(＝光致抗蚀剂)且布置在投射镜头的像平面中的基板(例如硅晶片)上，以便将掩模结构转印至基板的感光涂层。

在针对DUV范围(即在例如193nm或248nm的波长处)设计的投射镜头中，透镜元件优选地用作成像过程的光学元件。

在针对EUV范围(即，例如近似13nm或7nm的波长处)设计的投射镜头中，由于缺少可用的合适光透射折射材料，因而将反射镜用作成像过程的光学部件。

在EUV和DUV投射曝光设备中，使用液压成形的(优选地板状)的冷却装置，以便冷却和/或热屏蔽在微光刻投射曝光设备的束路径中和周围的部件。由此形成所谓的迷你环境。迷你环境应理解为是意味着确立为临界的空间体积的物理分离或封装，以便产生限定的环境条件。因此，在EUV投射曝光设备中，迷你环境可以在其任务/功能之中包括以下：

-屏蔽称为传感器框架的构件，使其免受源自系统中的杂散光、反射镜致动器、传感器和/或加热的氢气的热；

-容纳束路径以保护光学表面，特别是反射镜免受污染。

液压成形的，优选地板状的冷却装置优选地形成为所谓的枕板。术语液压成形的，优选地板状的冷却装置和枕板在下文中同义地使用。从现有技术中已知枕板的制造，并且因此下面仅基于图1、2和3对其进行简单描述。

典型地(在这方面也参见图1)，为了制造在一侧成型的枕板100，将厚度为约1-1.5mm的较薄的高等级钢片102放置在厚度为3-4mm的较厚的高等级钢片104上，并且在没有间隙的情况下被夹紧，为此，取决于机器类型来使用所谓的压紧装置。取决于应用，材料强度以及材料可以变化。随后，板状片102、104在焊缝106处彼此焊接。在这种情况下，焊接图案取决于各种因素，诸如取决于期望的冷却能力和冷却介质的期望的流速。可以各种各样地设计焊接图案，许多变化是可能的。例如，在图2中示出了简单的规律焊接图案。圆形焊缝106将上片102焊接到下片104(在图2中看不到)，并且在操作期间提供所需的压缩稳定性。焊缝106的布置指示腔体108，特别是冷却通道，允许它们自身液压成形的程度(参见下一段)。图3示出了具有阻挡体112的冷却装置100。通过阻挡体112，可以产生特定的冷却介质流。因此，所有腔体108(在图3中都看不到)可以以限定的方式配备有冷却介质。这些阻挡体112可以避免所谓的死水区域。

在焊接操作之后，将入口管和出口管附接到枕板。为此，连接点向外张开，并且冷却连接通过激光或TIG(钨极惰性气体)焊接来焊接。随后，通过所谓的液压成形(通过气体、水或类似介质使用压力成形)来产生冷却通道的几何形状。在液压成形期间，由于高压且由于所用介质的类型，较薄的片102以枕的方式扩展。在该方面参见图1。较厚的(下)片104在操作期间不变形。取决于使用的焊接图案，需要30至100bar之间的压力，以便在上片102与下片104之间形成腔体108。图1中，可以看出，焊缝106的布置在液压成形之后引起枕状。通常，枕板100在液压成形之后不弯曲，因为通过焊缝106的布置而特别形成为冷却通道108的腔体108可以通过弯曲过程再次封闭(在这方面参见图4)。弯曲半径114在此起主要作用。必须选择的弯曲半径114越小，则冷却通道108将不期望地封闭的可能性就越大。在图4中，在弯曲点处布置的冷却通道108由于弯曲而再次封闭。较薄的片102和较厚的片104在弯曲点处再次彼此接触。虚线示出了弯曲之前的枕板100的轮廓。实现示出了弯曲之后的枕板100的轮廓。

弯曲半径小于50mm的弯曲枕板不能通过液压成形直接产生。弯曲的枕板的直接液压成形只可能具有50mm以上的非常大的弯曲半径。此外，直接过程需要极高的压力。半径小于50mm的预弯曲枕板完全无法成本高效地液压成形。如果还假定必须制造用于微光刻投射曝光设备的非柱状形式的枕板，则在液压成形期间必须使用凹模，因为预弯曲的枕板由于在冷却通道中的高压力而具有向后弯曲到原始状态中的趋势。此外，在弯曲枕板的直接液压成形中，必须使用高压力，使得在激光焊缝中可能出现断裂。

由于上述问题，液压成形的冷却装置通常仅在它们已经被制造之后才弯曲。待冷却的元件必须至少在某些区域中由液压成形冷却装置封闭。由于在微光刻投射曝光设备中有限的安装空间，弯曲的液压成形冷却装置必须具有小于100mm的窄弯曲半径，特别地低至5mm。

为了在冷却装置的弯曲期间保持液压成形腔体打开，可以用沙子填充腔体。腔体中的沙子确保在弯曲期间不会将液压成形区域再次拉在一起，并且为冷却介质创建不期望的阻挡体。因为腔体的间隙由于激光焊接和液压成形而非常窄，因此不可能清洁冷却回路并且也不可能100％移除沙粒。在用沙子的颗粒污染的枕板或过滤器的操作期间，具有较小横截面的其他回路被这些俘获的沙子的颗粒堵塞的风险非常大。使用油混合物作为冷却介质也是有问题的，因为污染的风险将非常大且只有相当大的努力才能将油混合物再次从冷却装置的冷却通道中移除而没有任何留下。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供解决上述问题的用于液压成形冷却装置的弯曲方法和弯曲的液压成形冷却装置。

根据本发明，该目的通过用于微光刻投射曝光设备的冷却装置的弯曲方法来实现，该方法具有以下步骤：

-提供特别地未弯曲的冷却装置，其包括至少一个腔体；

-至少在冷却装置的要弯曲的区域中用液态低温介质填充至少一个腔体；

-使冷却装置冷却，使得在腔体中存在的介质冷却至低于其熔化温度，并且从而至少部分地固化；

-弯曲冷却装置，使得至少部分固化的介质防止腔体在弯曲期间特别地通过其相反的力封闭。

在一个实施例中，至少一个腔体是通过液压成形来制造的。这是特别有利的，因为可以通过液压成形特别容易地制造枕状的枕板。腔体的数目和布置由焊缝的数目和布置来设定。

在一个实施例中，在弯曲期间维持小于100mm，优选地小于50mm的弯曲半径。这是特别有利的，因为由于有限的安装空间，为了在微光刻投射曝光设备中使用冷却装置，需要小于50mm、低至只有5mm的小弯曲半径。

在一个实施例中，低温介质包括水和至少一个活性成分的混合物和/或至少一个活性成分在水中的溶液。在这种情况下，活性成分含有特别是仲醇乙氧基化物的至少一种表面活性剂和/或特别是磷酸钾、硅酸钠或钠盐的至少一种盐。与使用纯水相比，上述低温介质是有利的，因为液态低温介质当其通过活性成分的作用冷却时固化成的冰晶的晶粒尺寸比当其通过特别是纯去离子水冷却时更小。凝固的低温介质可以比冷冻的纯去离子水更好地塑性变形。在冷却装置的弯曲期间，凝固的低温介质分解成比冷冻纯水，特别是冷冻纯去离子水更小的碎片。在特别优选的实施例中，活性成分包括每升混合物中总量15克的仲醇乙氧基化物、磷酸钾、硅酸钠且同时还有钠盐。

在一个实施例中，冷却装置的冷却通过浸入液化气体中，特别是液氮中来执行。这是有利的，因为具有低温介质的冷却装置非常快地冷却并且因此低温介质同时固化。

在一个实施例中，弯曲是沿着弯曲装置执行。弯曲装置可以是弯曲机，即，成形机械工具。在弯曲机中，包括固化的低温介质的冷却的冷却装置从其原始形状弯曲为成形件。可以通过选择成形件来设定期望的弯曲半径。

在一个实施例中，在弯曲步骤之后，将填充有固化的低温介质的冷却装置加热，使得低温介质再次被液化，并且可以从冷却装置中的至少一个腔体中至少几乎完全移除液化的低温介质，而没有任何留下。这是有利的，因为作为结果，在使用枕板期间，冷却介质，优选地冷却水可以特别良好地流过冷却通道。

根据本发明，开篇陈述的目的还通过弯曲液压成形冷却装置来实现，该装置包括由上述方法制造的至少一个腔体。

在一个实施例中，冷却装置包括彼此连接的两个或更多个腔体。这是特别有利的，因为冷却装置的枕状结构由多个腔体形成。枕状结构允许冷却介质均匀地流过整个冷却装置。

在一个实施例中，至少一个腔体由彼此焊接的两个片形成，特别地由较薄的片和较厚的片形成。片中的一个(特别是较厚的片)面向微光刻投射曝光设备中的束路径的一侧设置凸纹。这是特别有利的，因为通过设置凸纹减少了杂散光在束路径中的传播。

在一个实施例中，弯曲半径小于约100mm，优选地小于约50mm。这是有利的，因为在这样小的弯曲半径的情况下，弯曲的枕板还可以用在微光刻投射曝光设备中大幅受限的安装空间中。

在一个实施例中，冷却装置布置为用于冷却和/或热屏蔽微光刻投射曝光设备中的束路径中和/或周围的部件。这是有利的，因为作为结果可以创建在上述迷你环境的意义下的限定的环境。

根据本发明，开篇陈述的目的还通过具有照明装置和投射镜头的微光刻投射曝光设备来实现，该投射曝光设备包括至少一个弯曲的液压成形冷却装置。

附图说明

下面参考附图更详细地解释各种示例性实施例。附图和附图中示出的元件相对于彼此的相对尺寸不应视为按比例绘制。而是，单独元件可以尺寸放大或尺寸缩小地显示，以允许更好地表示他们且更好地理解。

图1以截面图示出了根据现有技术的未弯曲的冷却装置的细节的示意图。

图2以平面图示出了根据现有技术的未弯曲的冷却装置的示意图。

图3以平面图示出了根据现有技术的未弯曲的冷却装置的示意图。

图4以截面图示出了在弯曲的区域中具有堵塞腔体的弯曲的冷却装置的细节的示意图。

图5以截面图示意性地示出了根据本发明的在弯曲的区域中具有腔体的弯曲的冷却装置的细节，该腔体填充有固化的低温介质。

图6以截面图示出了根据本发明的在弯曲的区域中具有腔体的弯曲的冷却装置的细节的示意图，该腔体已经没有低温介质。

图7以截面图示出了根据本发明的在弯曲的区域中具有腔体的弯曲的冷却装置的细节的其他示意图，该腔体中已经没有低温介质。

图8示出了根据本发明的用于制造弯曲的冷却装置的方法步骤。

图9示出了包括多个根据本发明的弯曲的冷却装置的EUV系统。

图10示出了可以包括根据本发明的弯曲的冷却装置的DUV系统。

实施发明的最佳方式

图1、2和3示出了现有技术中实质上未弯曲的冷却装置100的示意图。说明书的背景部分中已经更加详细地描述上述图。

图4示出了弯曲的冷却装置100的细节的示意图，在弯曲之前，冷却装置100还未填充有低温介质110。在这种情况下，弯曲半径114在100mm至5mm的范围中。实线示出了弯曲之后的冷却装置100的轮廓。虚线示出了弯曲之前的冷却装置100的轮廓。可以看出，腔体108已经变成在弯曲区域中至少部分堵塞。在图中未示出的冷却介质，优选地冷却水，在该堵塞区域中无法再流动。

图5示出了弯曲的冷却装置100的细节的示意图，在弯曲之前，根据本发明的冷却装置100已经填充有低温介质110。低温介质110已经固化，并且即使在弯曲区域中，低温介质也使腔体108在弯曲期间保持打开。在这种情况下，弯曲半径114位于100mm至5mm的范围内。

图6示出了根据图5的弯曲的冷却装置100的细节的示意图。在图6中，已经移除低温介质110。即使在弯曲区域中，腔体108也是打开的。在这种情况下，弯曲半径114位于100mm至5mm的范围内。

图7示出了根据图6的弯曲的冷却装置100的细节的示意图。除了图6以外，在图7中，较厚的片104面向微光刻投射曝光设备中的束路径的一侧还配备有凸纹112。

图8示出了根据本发明的用于制造冷却装置100的方法。

第一步骤S1涉及提供实质上未弯曲的冷却装置100，其包括至少一个腔体108。通过液压成形制造至少一个腔体108。该未弯曲的冷却装置100在图1、2和3中示出，在说明书的背景部分中已经对其进行更详细的描述。

在第二步骤S2中，至少在冷却装置100的要弯曲的区域中，至少一个腔体108填充有液态低温介质110。

在第三步骤S3中，冷却装置100被冷却，使得在腔体108中存在的低温介质110冷却至低于其熔化温度，并且从而至少部分地固化。低温介质110是水和至少一种活性成分的混合物和/或至少一种活性成分在水中的溶液，该活性成分包括特别是仲醇乙氧基化物的至少一种表面活性剂和/或特别是磷酸钾、硅酸钠或钠盐的至少一种盐。冷却装置100的冷却通过浸入液化气体中，特别是液氮中来执行。

在第四步骤S4中，冷却装置100被弯曲。至少部分固化的低温介质110防止腔体108在弯曲期间封闭。在弯曲期间，维持了小于100mm，优选地小于50mm的弯曲半径114。在该方面参见图5。

在第五步骤S5中，将填充有固化的低温介质110的弯曲的冷却装置100加热，使得低温介质110再次被液化，并且可以从至少一个腔体108中至少几乎全部移除液化的低温介质100，而没有任何留下。图6和7示出了最终结果。

根据图9，针对EUV设计的微光刻投射曝光设备300中的照明装置包括场分面反射镜303和光瞳分面反射镜304。来自包括等离子体光源301和集光器反射镜302的光源单元的光被指引到场分面反射镜303上。第一望远镜反射镜305和第二望远镜反射镜306布置在光瞳分面反射镜304下游的光路中。掠入射反射镜307布置在光路的下游，掠入射反射镜307将入射在其上的辐射指引到包括六个反射镜351-356的投射镜头的物平面中的物场上。在物场的位置处的掩模台320上布置的是承载反射结构的掩模321，该掩模的像借助于投射镜头投射到像平面中，在该像平面中涂覆有感光层(光致抗蚀剂)的基板361在晶片台360上。大致示意性地示出了实质上携载投射镜头的反射镜的力框架380以及实质上用作投射镜头的反射镜的位置的参考的传感器框架370。作为示例示出了一些弯曲的枕板100，其实质上包围EUV束路径。为了整体清楚起见，图9中未示出枕板100的弯曲。

图10示出了DUV投射曝光设备400的示意性视图，该设备包括束成形和照明装置402以及投射镜头404。在这种情况下，DUV表示“深紫外”，并且表示在30nm与250nm之间的工作光的波长。

DUV投射曝光设备400包括DUV光源406。例如，发射DUV范围中(例如在193nm)的辐射408的ArF准分子激光器可以配备为DUV光源406。

在图10中示出的束成形和照明装置402将DUV辐射408指引到光掩模420上。光掩模420形成为透射式光学元件，并且可以布置在束成形和照明装置402和投射镜头404的外部。光掩模420具有通过投射镜头404将其缩小的像投射到晶片424等上的结构。

投射镜头404具有若干透镜元件428、440和/或反射镜430，用于将光掩模420投射到晶片424上。在这种情况下，投射镜头404的单独的透镜元件428、440和/或反射镜430可以关于投射镜头404的光轴426对称地布置。应该注意到，DUV投射曝光设备400的透镜元件和反射镜的数目不限于所图示的数目。还可以提供更多或更少的透镜元件和/或反射镜。此外，为了束成形，反射镜总体上在其前侧弯曲。

最后一个透镜元件440与晶片424之间的气隙可以替换为具有折射率＞1的液态介质432。液态介质432例如可以是高纯水。这样的构造还被称为浸没式光刻，并且具有增大的光刻分辨率。

虽然已经基于具体实施例描述了本发明，但是例如通过组合和/或交换单独实施例的特征，许多的变型和替代性实施例对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，对于本领域技术人员而言，不言而喻的是，本发明还包括这样的变型和替代性实施例，并且本发明的范围仅限于由所附的专利权利要求及其等同物提供。

附图标记列表

100 特别地板状的冷却装置(＝枕板)

102 较薄的片

104 较厚的片

106 焊缝

108 腔体(＝冷却通道)

110 低温介质

112 凸纹

114 弯曲半径

300 EUV投射曝光设备(＝EUV系统)

301 至360EUV投射曝光设备的部分

370 传感器框架

380 力框架

400 DUV投射曝光设备(＝DUV系统)

402至440 DUV投射曝光设备的部分

Claims (13)

1.一种用于微光刻投射曝光设备的冷却装置的弯曲方法，具有以下步骤：

-提供特别地未弯曲的冷却装置(100)，其包括至少一个腔体(108)；

-至少在所述冷却装置(100)的待弯曲区域中用液态低温介质(110)填充所述至少一个腔体(108)；

-使所述冷却装置(100)冷却，使得在所述腔体(108)中存在的所述介质(110)冷却至低于其熔化温度，并且从而至少部分地固化；

-弯曲所述冷却装置(100)，使得至少部分固化的介质(110)防止所述腔体(108)在弯曲期间封闭。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个腔体(108)通过液压成形来产生。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述弯曲期间维持小于近似100mm，优选地小于近似50mm的弯曲半径(114)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述介质(110)包括水和至少一个活性成分的混合物和/或至少一个活性成分在水中的溶液，所述活性成分包括至少一种表面活性剂，特别是仲醇乙氧基化物，和/或至少一种盐，特别是磷酸钾、硅酸钠或钠盐。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述冷却装置(100)的冷却通过浸入液化气体中，特别是液氮中来执行。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述弯曲步骤之后，将填充有所述至少部分固化的介质(110)的所述冷却装置(100)加热，使得所述介质(110)再次被液化，并且至少几乎完全从所述至少一个腔体(108)中移除所液化的介质(110)，而没有任何留下。

7.一种弯曲的冷却装置(100)，通过权利要求6所述的方法制造，包括至少一个腔体(108)。

8.根据权利要求7所述的冷却装置，其中，所述冷却装置(100)包括彼此连接的两个或更多个腔体(108)。

9.根据权利要求7或8所述的冷却装置，其中，所述至少一个腔体(108)由彼此焊接的两个片形成，特别地由较薄的片(102)和较厚的片(104)形成。

10.根据权利要求9所述的冷却装置，其中，所述片中的一个，特别是较厚的片(104)的面向所述微光刻投射曝光设备中的束路径的一侧包括凸纹(112)。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的冷却装置，其中，所述弯曲半径(114)小于近似100mm，优选地小于近似50mm。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的冷却装置，其中，所述冷却装置(100)布置为用于冷却和/或热屏蔽所述微光刻投射曝光设备(300、400)中的束路径中和/或周围的部件。

13.一种用于DUV范围(400)或用于EUV范围(300)的微光刻投射曝光设备，包括至少一个根据权利要求7至12中任一项所述的弯曲的，特别地液压成形的冷却装置(100)。

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