CN117428576A - 生产光刻设备的光学元件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种生产光刻设备(100)的光学元件(200)的方法，包括以下步骤：a)检测(S2)所述光学元件(200)的晶体衬底(202)的表面(208)的高度轮廓(216)，以及b)使用检测的高度轮廓(216)，确定(S3)所述光刻设备(100)的光学系统(102、104)中的光学元件(200)关于偏振辐射(204)入射时的应力引起的双折射的安装取向(δ2、δ4、δ6)，其中所述安装取向(δ2、δ4、δ6)是关于所述光学元件(200)围绕通过所述表面(208)延伸的光学元件的中心轴线(214)的旋转的取向。

Description

生产光刻设备的光学元件的方法
技术领域
本发明涉及一种生产光刻设备的光学元件的方法。
背景技术
优先权申请DE 10 2022 118 146.4的内容通过引用整体并入。
微光刻用于微结构部件的生产，例如集成电路。微光刻工艺利用光刻设备执行，光刻设备具有照明系统和投射系统。这里通过照明系统照明的掩模(掩模母版)的像通过投射系统投射到衬底上，例如硅晶片，衬底涂有光敏层(光刻胶)并布置在投射系统的像平面中，以便将掩模结构转印到衬底的光敏涂层上。
为了确保足够的寿命，光刻设备的光学元件可以由晶体衬底制成，例如氟化钙(CaF2)。立方对称性的晶体如CaF2是光学各向同性的，没有对称性破缺无序。然而，例如，晶体生长过程会由于材料加工或温度梯度而产生应力。这些应力会导致应力引起的双折射，例如在机械应力下。这可以影响由所讨论的光学元件透射的辐射的偏振特性。这导致光刻设备分辨率的限制。
已知的是，在辐射沿晶体衬底的晶格的[111]晶体方向传播的情况下，偏振特性的畸变最小。此外，例如US 6，904，073 B2公开了偏振特性的畸变随光学元件围绕其中心轴线的旋转(“时钟”)而变化，尤其是在旋转角分布中具有六个极小值。因此，通过光学元件的适当旋转取向，可以在透射偏振辐射的情况下最小化应力引起的双折射的影响。然而，用于确定最佳旋转取向的已知方法是不方便的，并且需要复杂的测试设置。
发明内容
在这种背景下，本发明的目的是提供一种生产用于光刻设备的光学元件的改进方法。
相应地，提出了一种生产用于光刻设备的光学元件的方法。该方法包括以下步骤：
a)检测光学元件的晶体衬底的表面的高度轮廓，以及
b)使用检测的高度轮廓，确定光刻设备的光学系统中的光学元件关于偏振辐射入射时的应力引起的双折射的安装取向，其中安装取向具有关于光学元件围绕通过表面延伸的光学元件的中心轴线的旋转的取向。
这样，可以以更简单的方式确定光学元件关于应力引起的双折射的最佳安装取向。特别地，所提出的最佳安装取向的确定可以无缝地插入到生产光学元件的晶体衬底的传统方法中，而没有任何额外的困难。这取代了在任何情况下检测高度轮廓(表面拟合)所需的处理步骤，使得关于最佳安装取向的信息也以简单的方式生成，该信息对于光学元件的用户具有很大的价值。
应力引起的双折射的影响更具体地是由光学元件透射的辐射的偏振特性被改变和畸变。例如，在应力引起的双折射的情况下，通过光学元件的辐射由于偏振方向的改变而遭受对比度的损失。
应力引起的双折射和由此导致的透射辐射的偏振特性的变化随光学元件围绕其中心轴线的旋转而变化(“计时”)。因此，通过光学元件的适当旋转取向，可以在透射偏振辐射的情况下最小化应力引起的双折射的影响。
安装取向特别参照所确定的高度轮廓来确定(例如为其函数)。因此确定的安装取向特别是关于应力引起的双折射的安装取向。使用检测的高度轮廓确定的光学系统中的光学元件的安装取向特别是这样的取向，对于该取向，偏振辐射入射时的应力引起的双折射低和/或最小，使得由光学元件透射的辐射的偏振特性的畸变低。
该方法更特别地用于生产光学元件的晶体衬底。晶体衬底的表面特别是光学元件的端面。晶体衬底的表面可以是平面或曲面。
表面的高度轮廓特别描述了晶体衬底的表面结构。表面的高度轮廓特别地可以用于导出光刻设备的光学系统中的光学元件的安装取向，其对于应力引起的双折射是有利的。
表面的高度轮廓的检测包括例如检测(表面拟合图像的)表面拟合，即检测真实表面的形状与预期表面形状的差异。例如，借助于干涉测量来检测高度轮廓。
所确定的安装取向可以具有例如关于围绕中心轴线旋转的一个或多个旋转角(方位角)的值。
例如，中心轴线是表面的面法线。例如，中心轴线与光学元件的主延伸平面成直角。
例如，中心轴线或旋转轴线是通过光学元件的质心延伸的轴线。例如，中心轴线或旋转轴线是平行于最靠近质心的晶体衬底表面的外表面的表面法线延伸的轴线。中心轴线或旋转轴线的上述特性，不是与成品光学元件的最终几何形状相关，也可以与给出光学元件的最终几何形状的之前过程中的阶段相关。
例如，中心轴线或旋转轴线是光学元件的照明区域在其关于偏振辐射入射的各自位置上的所有法向矢量通过光强加权的总和。
光学系统中光学元件操作中的“偏振辐射入射”包括线偏振、垂直偏振和/或水平偏振辐射入射到光学元件上。例如，偏振辐射是偏振DUV辐射。例如，在光学元件的操作中，朝向光学元件的辐射的传播方向/辐射方向是相对于中心轴线以入射角倾斜的方向。例如，入射角具有30°至60°范围内的值和/或例如45°的值。然而，入射角也可以具有不同的值。
例如，使用所确定的高度轮廓来确定光学元件的安装取向包括，使用所确定的高度轮廓来确定光学系统中的光学元件的安装取向，对于该安装取向，与关于光学元件围绕中心轴线的旋转的其他安装取向相比，偏振辐射入射时的应力引起的双折射低和/或最小。
在一个实施例中，该方法包括在步骤a)之前的以下步骤：
抛光晶体衬底的表面，以便创建表面的高度轮廓。
特别地，表面的抛光创建了表面的高度轮廓，高度轮廓显现了关于偏振辐射入射时应力引起的双折射的有利安装取向。还可以说的是，表面的抛光将晶体衬底中存在的结构显现为有高度轮廓的表面结构，晶体衬底中存在的结构指示和/或导致表面上的应力引起的双折射。
例如，表面的抛光包括抛光晶体衬底一侧上(例如，端面)的整个表面。然而，表面的抛光也可以包括例如仅抛光晶体衬底一侧上(例如端面)的表面的部分。这可以具有这样的优点，即可以省去用于去除高度轮廓的进一步抛光步骤。
在另一实施例中，抛光包括表面的磁流变抛光。
磁流变抛光或磁流变精加工(MRF)用由磁性颗粒、抛光介质和水构成的磁流变流体执行。例如，通过喷嘴将流体连续地施加到旋转的轮上。旋转的轮例如在其轮表面下方具有磁体，以生成改变流体的粘度的磁场。例如，流体的磁性颗粒(例如，铁颗粒)在磁场中对齐并形成附着在轮上的刚性结构，水和磨削颗粒在表面上浓缩成固化的薄抛光层。
例如，将晶体衬底夹在可移动的支架中，并由待处理的表面浸入抛光层中。可移动支架例如还可以包括驱动器件、控制单元等，用于(例如，(全)自动)定位晶体衬底。
在另一实施例中，表面的抛光通过以螺旋方式扫过表面来进行，并且螺旋扫过从表面的外部区域围绕由中心轴线限定的表面中心以螺旋方式朝向中心进行。
表面特别地通过所谓的圆形方法(也称为R-phi方法)抛光。特别地，表面以半径递减的方位角扫过，类似于拾音器扫过留声机唱片的方式。
申请人在实验中已确定，通过圆形方法的抛光去除了表面处的材料，从而创建了有高度轮廓的表面结构，由此可以推断出关于应力引起的双折射的有利的安装取向。换句话说，已发现表面的抛光将晶体衬底中存在的结构显现为有高度轮廓的表面结构，晶体衬底中存在的结构指示和/或导致表面上的应力引起的双折射。
例如，可以通过移动晶体衬底和/或通过移动抛光装置的抛光工具/抛光头部来实现表面的螺旋扫描。
在另一实施例中，通过围绕中心轴线旋转光学元件并同时朝向由中心轴线限定的表面的中心径向地移动抛光工具来抛光表面。
在另一实施例中，该方法包括在步骤b)之后的以下步骤：
在光学元件上标记确定的安装取向。
这允许确定的安装取向在以后的结合点在光学元件本身上读取和/或通过测量装置确定，例如通过商业上可获得的干涉仪来确定。
特别地，在标记操作中，标记被施加到光学元件上，例如在晶体衬底、晶体衬底的外表面、晶体衬底的表面和/或晶体衬底的表面的边缘区域。
标记可以是永久的或非永久的标记。标记例如是喷涂上的(例如用笔、记号笔和/或银记号笔)或雕刻上的(例如通过激光雕刻和/或喷砂雕刻)。
在另一实施例中，在光学元件上确定的安装取向的标记之后，该方法包括抛光表面以去除表面的高度轮廓的步骤，使得光学元件上表示确定的安装取向的标记被保留。
这允许在第一抛光步骤中引入的表面结构，例如通过圆形方法，在第二抛光步骤中被再次去除。这可以实现较低的表面粗糙度，而不失去最佳安装取向的标记。
第二抛光步骤例如通过曲折磁流变抛光来实现。
在另一实施例中，晶体衬底包括具有立方对称性的晶体、单晶、氟化物晶体、氟化钙、氟化镁、氟化钡和/或镥铝石榴石。
具有立方对称性的晶体，例如氟化钙(CaF2)，具有高晶体对称性。单晶(也称为单个晶体)是一种宏观晶体，其单元(原子、离子或分子)形成连续均匀的同质晶格。氟化镁的化学式为MgF2，氟化钡的化学式为BaF2，镥铝石榴石的化学式为LuAG。
在另一实施例中，晶体衬底的表面由晶体衬底的[111]晶面形成。
在另一实施例中，晶体衬底的表面由晶体衬底的[100]晶面、[010]晶面或[001]晶面形成。
晶面[111]、[100]、[010]、[001]的命名对应于基于米勒指数a、b、c的晶格中晶面的命名，这在晶体学中是惯用的。
晶体衬底的表面可以替代地由关于晶体衬底的晶体排序的任何其他平面形成。
在另一实施例中，光学元件包括透射光学元件、部分透射光学元件、分束器、光脉冲延展器的分束器、透镜元件和/或光刻设备的室窗口。
光脉冲延展器也称为光脉冲扩展器。光刻设备的室窗口是例如光刻设备的光源的气体室的室窗口。
在另一实施例中，确定光学元件的安装取向确定光学元件关于光学元件围绕中心轴线旋转的旋转角，对于该角度，与关于光学元件围绕中心轴线旋转的其他旋转角相比，偏振辐射入射时的应力引起的双折射低和/或最小。
例如，还确定了光学元件关于光学元件围绕中心轴线旋转的旋转角的多个值，对于这些值，偏振辐射入射时的应力引起的双折射具有极小值(例如局部极小值)。
在另一实施例中，确定光学元件的安装取向确定了光学元件相对于入射偏振辐射的偏振面的旋转角。
光学元件相对于入射偏振辐射的偏振面的最佳旋转角具有例如0°与90°之间的值。
作为电磁辐射的入射偏振辐射的偏振面例如由线偏振入射辐射的电场矢量形成。
在另一实施例中，确定光学元件的安装取向确定了所确定的表面高度轮廓的高度值的角度分布，其中角度分布的角度对应于关于光学元件围绕中心轴线的旋转的光学元件的各旋转角。
例如，通过确定表面拟合图像来检测表面的高度轮廓，并且在表面拟合图像的预定方位角范围内(例如，在圆形表面的情况下，表面的圆形区段)对高度值或对应于高度值的强度值积分和/或取平均。
在当前情况下的“一”或“一个”不应被必须理解为限于恰好一个元件。相反，也可以提供多个元件，例如两个、三个或更多个。这里使用的任何其他数字也不应被理解为对所述元件的数量有确切的限制。相反，除非另有说明，否则向上和向下的数字偏差是可能的。
本发明的进一步可能的实现还包括以上或以下关于示例性实施例描述的特征或实施例的没有明确提及的组合。在这种情况下，本领域技术人员也将添加单独的方面作为对本发明的各自基本形式的改进或补充。
本发明的其他有利配置和方面是从属权利要求的主题，也是下文描述的本发明的工作示例的主题。在下文中，参照附图基于优选实施例详细地解释本发明。
附图说明
图1示出了DUV光刻设备的一个实施例的示意图；
图2示出了图1的光刻设备的光学元件；
图3以俯视图示出了图2的光学元件；
图4以正视图示出了图2的光学元件；
图5说明了晶格的[111]平面；
图6说明了晶格的[100]平面；
图7说明了晶格的[010]平面；
图8说明了晶格的[001]平面；
图9示出了在光学元件表面上的抛光操作期间图2的光学元件的晶体衬底；
图10示出了类似于图9的视图，说明了抛光图案；
图11示出了抛光之后图9的表面的高度轮廓的灰度图像；
图12示出了图11的高度轮廓中的图像的高度值的角度分布；和
图13示出了说明生产用于光刻设备的光学元件的方法的流程图。
除非有相反的指示，否则在附图中，相同或功能相同的元件被赋予相同的附图标记。还应该注意的是，附图中的图示不一定是真实的比例。
具体实施方式
图1示出了DUV光刻设备100的示意图，光刻设备包括光束整形和照明系统102以及投射系统104(在下文中也称为“投射镜头”)。在这种情况下，DUV代表“深紫外”，表示工作光的波长在30和250nm之间。光束整形和照明系统102和投射系统104优选地各自布置在真空壳体(未示出)中。每个真空壳体借助于抽空装置(未示出)被抽真空。真空壳体被机械室(未示出)包围，其中可以提供用于机械移动或调节光学元件的驱动设备。此外，电控制器等也可以布置在机械室中。
DUV光刻设备100具有光源106。例如，可以提供ArF准分子激光器作为光源106，ArF准分子激光器发射DUV范围中的辐射108，例如193nm。在光束整形和照明系统102中，辐射108被聚焦，并且期望的操作波长(工作光)从辐射108中过滤出。光束整形和照明系统102可以具有光学元件(未示出)，例如反射镜或透镜元件。
在经过光束整形和照明系统102之后，辐射108被引导到光掩模(掩模母版)110上。光掩模110采取透射光学元件的形式，并且可以设置在系统102、104的外部。光掩模110具有通过投射系统104以缩小的形式成像在晶片112上的结构。
投射系统104具有多个透镜元件114、116、118和/或反射镜120、122，用于将光掩模110的图像投射到晶片112上。在这种情况下，投射系统104的单独透镜元件114、116、118和/或反射镜120、122可以相对于投射系统104的光轴124对称布置。应当注意的是，这里所示的透镜元件和反射镜的数量仅是说明性的，并不限于所示的数量。也可以提供更多或更少数量的透镜元件114、116、118和/或反射镜120、122。
最后一个透镜元件(未示出)与晶片112之间的空气间隙可以被折射率大于1的液体介质126替换。例如，液体介质126可以是高纯水。这种设定也被称为浸没式光刻，并且具有增加的光刻分辨率。介质126也可以被称为浸没液体。
作为示例在DUV光刻设备100中使用的ArF准分子激光器作为光源106，以持续时间约20ns的短光脉冲的形式发射辐射。在10mJ或更高的典型脉冲能量的情况下，激光的高功率峰值对光束整形和照明系统102与投射系统104的下游光学元件构成相当大的损害风险。为了避免下游光学器件的损害，可以使用光脉冲延展器(光脉冲扩展器，OPuS)128。光脉冲扩展器128包括一个或多个分束器130(例如，45°分束器)，其耦合输出辐射108的一部分。然后，辐射108的耦合输出部分借助于在高度反射镜(未示出)处的多次反射，相对于由分束器130透射的辐射108的部分经历时间延迟，然后在分束器130处再次反射之后跟随后者。高度反射镜可调节地安装在例如支架132上。
在光脉冲扩展器128中使用的分束器130在这里特别地由立方对称的晶体材料制成，例如氟化钙(CaF2)。
用于DUV光刻设备100的透镜元件，例如透镜元件114、116、118，或者光源106的气体室的室窗口134，也可以由立方对称的晶体材料，例如CaF2制成。
众所周知，光学各向同性晶体，例如由于应力或机械应力，可以导致入射光束的应力引起的双折射。双折射意味着折射率取决于偏振方向。立方晶体如CaF2也可能变成双折射的，例如在机械应力下(应力引起的双折射)，立方晶体本质上是光学各向同性的。这种无序和应力的原因可以源自晶体生长过程、材料加工、机械应力、与安装件的机械接触、操作中不均匀加热导致的温度梯度和/或材料损害(可能与滑动面的出现结合)。
分束器130、透镜元件114、116、118之一、室窗口134或DUV光刻设备100的其他光学元件的应力引起的双折射可以扰乱透射辐射108的偏振特性。特别地，辐射108的两个偏振分量的不同折射可以发生在所讨论的光学元件114、116、118、130、134的表面上，从而导致偏振分量的不同偏折和分开。此外，在通过各自的光学元件130、114、116、118、134时，在透射辐射的偏振分量之间可以出现相位差。结果是模糊的图像，这限制了DUV光刻设备100可达到的分辨率。
作为示例，图2示出了DUV光刻设备100的光学元件200。光学元件200例如是光脉冲扩展器128的分束器130。然而，在其他示例中，它可以是DUV光刻设备100的另一光学元件(例如114、116、118、134)。光学元件200具有晶体衬底202。晶体衬底202包括例如CaF2晶体。在生产就绪的状态下，光学元件200还具有涂层等，涂层等未在图中示出，并且在下文中不进一步描述，因为这涉及用于生产晶体衬底202的工艺，尤其是用于加工晶体衬底202的工艺。
晶体衬底202具有端面206，端面206具有表面208并面向入射辐射204。应注意的是，在端面206已涂覆了涂层(未示出)的状态下，晶体衬底202的表面208——与图中的表示相反(例如图2)——是不可见的。
晶体衬底202的表面208可以由例如晶体衬底202的晶格300的[111]晶面302(图5)形成。替代地，晶体衬底202的表面208也可以由例如晶体衬底202的晶格300的[100]晶面304、[010]晶面306或[001]晶面308形成。在其他示例中，晶体衬底202的表面208也可以由晶体衬底202的晶格300的任何其他平面形成。
在图5至图8中，识别出立方晶体300(例如CaF2单晶)的这些晶面302、304、306、308。晶面302、304、306、308的命名对应于基于米勒指数a、b、c的晶格中晶面的命名，这在晶体学中是惯用的。在图5至8中，晶面302由[abc]＝[111]表示，晶面304由[abc]＝[100]表示，晶面306由[abc]＝[010]表示，晶面308由[abc]＝[001]表示。
如图2所示，入射到光学元件200上的辐射204例如是有传播方向210的线偏振DUV辐射(类似于图1中的辐射108)。辐射204的电场矢量由附图标记E标示。图2中所示的辐射204特别地是垂直偏振的。辐射204的偏振面212由电场矢量E和传播方向210形成。在其他示例中，辐射204例如也可以是水平偏振的。如下文更详细描述，通过光学元件200围绕中心轴线214的适当旋转，即通过光学元件200的旋转角α(方位角α)的适当调节，可以最小化辐射204在通过光学元件200时的偏振特性的扰乱。
图3以俯视图示出了图2的光学元件200。如图3所示，入射辐射204的传播方向210相对于表面208以角度β倾斜。角度β例如是45度。由光学元件200透射的辐射由附图标记204’表示。如果光学元件200是分束器，则还存在辐射204的反射分量，但是为了清楚起见，反射分量未在图中示出。
图4示出了从晶体衬底202的表面208观察的图2的光学元件的正视图(这里还需指出的是，在晶体衬底202的表面208已涂覆了一层或多层涂层的状态下，表面208——与图中所示相反——不再可见)。图4再次说明了光学元件200围绕其中心轴线214的旋转，用于调节角度α。角度α的这种调节也被称为“计时”。图4中额外地示出了0°、90°、180°、270°和360°的角度α值。
下面参照图9至13描述生产用于光刻设备的光学元件的方法。例如，图2至图4所示的光学元件200是为图1所示的DUV光刻设备100生产的。特别地，该方法确定光学系统(例如图1中的光束整形和照明系统102或投射系统104)中光学元件200的安装取向，该取向对于应力引起的双折射是有利的。
在过程的第一步骤S1中，光学元件200的晶体衬底202的表面208被抛光。步骤S1中的抛光尤其以这样的方式实现，即创建表面208的高度轮廓216(见图3中的放大细节)，借助于高度轮廓，晶体衬底202中存在的且表示和/或导致应力引起的双折射的结构在表面208处变得可见，作为有高度轮廓216的表面结构。
为此目的，表面208例如通过使用所谓的圆形方法(R-phi方法)的磁流变抛光方法处理，其中表面208以螺旋图案218(图10)来处理。也可以说，表面208以类似于留声机唱片的方式被扫过，其中拾音器以螺旋图案穿过唱片。
用于磁流变抛光的设备220(图9)具有例如作为工具头部的旋转轮222，其内部有磁体224。通过喷嘴(未示出)，磁流变流体226被连续地施加到旋转轮222。磁流变流体226尤其包括磁性颗粒、抛光介质和水。磁体224生成的磁场改变了流体226的粘度。例如，流体226中的铁颗粒变得对齐并形成附着在轮222的刚性结构，水和磨削颗粒在轮222的表面上浓缩成固化的薄抛光层。用于磁流变抛光的设备220还包括用于保持和围绕其中心轴线214旋转(箭头228)晶体衬底202的支架(未示出)。此外，用于磁流变抛光的设备220还具有用于在光学元件200的径向230上移动轮222的装置(未示出)。
通过在移动方向228(图9)上围绕中心轴线214旋转光学元件200，并且同时朝向由中心轴线214限定的表面208的中心232径向移动抛光工具222，表面208被抛光。这使得抛光头部222对表面208螺旋扫描(图10中的螺旋图案218)。特别地，表面208从表面208的外部区域234(图10)以螺旋方式朝向中心232以抛光的方式处理。
申请人在实验中已确定，通过圆形方法的所述抛光去除了表面208处的材料，从而创建了有指示应力引起的双折射的高度轮廓216(图3)的表面结构。换句话说，所述的抛光精制了晶体衬底202中存在的结构，该结构作为表面208的特性高度轮廓216与应力引起的双折射相关联。因此，这意味着当光学元件200用于光学系统中时，由根据本发明的抛光创建的高度轮廓216对应于应力引起的双折射。相应地，通过评估高度轮廓216，可以确定光学元件200的有利和/或最佳安装取向(尤其是最佳方位角α)。
在该方法的第二步骤S2中，检测在步骤S1中已创建的晶体衬底202的表面208的高度轮廓216。
作为示例，图11示出了在步骤S1中抛光之后表面208的检测表面拟合图像400。例如，通过干涉测量来检测表面拟合图像400。在图11的表面拟合图像400中，表面208的高度轮廓216(图3)在步骤S1中抛光之后以灰度显示。因此，图11中的表面拟合图像400中的灰色阴影对应于不同的高度值。因为表面拟合图像400已例如通过干涉测量确定，所以图11中所示的灰色阴影也可以构成干涉测量中检测的强度，该强度又对应于高度轮廓216的高度值。
由表面拟合图像400检测的高度轮廓216例如(例如，对于CaF2晶体衬底)作为方位角δ的函数，在δ1、δ2、δ3、δ4、δ5和δ6的平均角度值δ处具有六个局部极小值402、404、406、408、410和412(即，高度H或强度I的极小值)。在图11中，为了清楚起见，仅表示在δ2、δ4和δ6的平均角度δ处的三个主极小值404、408和412。图12示出了所有六个极小值402、404、406、408、410和412。需要指出的是，对于由除CaF2之外的材料(例如BaF2或LuAG)制成的晶体衬底202，由表面拟合图像400检测的高度轮廓216也可以具有不同的材料特性。
应注意的是，在图11中的表面拟合图像400中可以看到的三个凹部414是由支架(未示出)导致的。然而，为了记录表面拟合图像400，支架被移除，因此凹部414对于评估不重要。
在该过程的第三步骤S3中，使用所确定的高度轮廓216，即例如使用图11中所示的表面拟合图像400，确定光学系统102、104中的光学元件200的有利安装取向。特别地，确定光学元件200的安装取向，对于该取向，偏振辐射204(图2)入射时的应力引起的双折射最小。安装取向是关于光学元件200围绕其中心轴线214的旋转(方位角旋转)的取向。
特别地，确定光学元件200关于围绕中心轴线214的旋转的旋转角α(图2)，对于该旋转角，偏振辐射204入射时的应力引起的双折射最小。这里，例如，还可以确定旋转角α的多个值，对于这些值，偏振辐射204入射时的应力引起的双折射具有极小值(例如，局部极小值)。此外，相对于入射偏振辐射204的偏振面212(图2)，旋转角α也可以被额外地确定。
如图12所示，通过确定表面208的检测的高度轮廓216(即，例如表面拟合图像400)的高度值H或相应的强度值的角度分布416，来确定光学元件200的安装取向。为此目的，高度值H或强度值I在检测的表面拟合图像400的预定角度范围Δδ(例如，图11的圆形区段418)中积分或平均。应当注意的是，出于说明的原因，图11中的角度范围Δδ和相应的圆形区段418以过大的尺寸示出。此外，积分和/或平均值(例如，高度值H或强度值I)被绘制为360°整圆的整个角度范围内的角度分布416。因此，图12示出了角度分布416中的δ1、δ2、δ3、δ4、δ5和δ6处的六个极小值。
此外，图12显示了改编自文献的曲线图420，其显示了[111]取向的CaF2晶体的固有双折射。如申请人因此能够展示，在描述双折射的曲线图420和借助于检测的高度轮廓216(即来自表面拟合图像400)确定的角度分布416之间，特别是关于六个极小值402、404、406、408、410和412的位置，高度一致是明显的。因此，申请人能够提出一种确定光学元件安装取向的替代方法，该安装取向对于应力引起的双折射是有利的。特别地，关于应力引起的双折射有利的安装取向，即关于应力引起的双折射有利的旋转角α，可以从高度轮廓216的表面拟合图像400直接确定为极小值402至412的一个或多个角度δ1至δ6(尤其是主极小值404、408、412的δ2、δ4、δ6)，而无需额外的测试设置和额外的测试方法。特别地，可以修改抛光表面208(步骤S1)和检测高度轮廓216(表面拟合图像400)的过程步骤，这在任何情况下是需要的，使得也没有任何额外困难地获得关于最佳安装角度α的信息。出于光学元件200“计时”的目的，图12中的每个主极小值404、408、412的角度δ2、δ4、δ6可以被认为是有利的安装角度α(图2)。
在该方法的第四步骤S4中，在光学元件200上标记所确定的有利安装取向，例如角度δ2、δ4、δ6中的一个。这允许在光学元件200本身上读取所确定的有利的安装取向，例如由消费者读取，和/或借助于测量装置，例如商业上可获得的干涉仪来确定。
特别地，在步骤S4中，在步骤S3中确定的一个或多个有利的旋转角δ2、δ4、δ6处，在光学元件200上制作标记424(图2和3)。在所示的示例中，标记424被喷涂在光学元件200的外表面422上(例如用记号笔)。在其他示例中，标记424也可以被刻在光学元件200中和/或制作在表面208的边缘区域中。
在该方法的可选的第五步骤S5中，表面208被再次抛光。该进一步的抛光步骤用于去除在步骤S1中创建的表面208的高度轮廓216。这并没有去除所施加的标记424(图2)，标记指示所确定的安装取向。采用步骤S5使得可能实现表面208的较低的粗糙度。同时，保留了标记424，标记424向用户显示了取向角α，光学元件200应当以该取向角安装到光学系统(例如，102、104，图1)中，以便最小化应力引起的双折射。
尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但是它可以以各种方式修改。
附图标记列表
100 DUV光刻设备
102 光束整形和照明系统
104 投射系统
106 光源
108 辐射
110 光掩模
112 晶片
114 透镜元件
116 透镜元件
118 透镜元件
120 反射镜
122 反射镜
124 光轴
126 介质
128 光脉冲延展器
130 分束器
132 支架
134 室窗口
200 光学元件
202 晶体衬底
204、204’辐射
206 端面
208 表面
210 传播方向
212 偏振面
214 中心轴线
216 高度轮廓
218 螺旋图案
220 设备
222 轮
224 磁体
226 流体
228 旋转方向
230 方向
232 中心
234 区域
300 晶体
302 晶面
304 晶面
306 晶面
308 晶面
310 晶轴
312 晶轴
314 晶轴
316 晶轴
400 表面拟合图像
402 极小值
404 极小值
406 极小值
408 极小值
410 极小值
412 极小值
414 凹部
416 角度分布
418 圆形区段
420 曲线图
422 侧面
424 标记
α 角度
β 角度
δ 角度
δ1 角度
δ2 角度
δ3 角度
δ4 角度
δ5 角度
δ6 角度
a 米勒指数
b 米勒指数
c 米勒指数
E 电场矢量
H 高度值
I 强度值
S1-S5 方法步骤
X 方向
Y 方向
Z 方向

Claims (14)

1.一种生产光刻设备(100)的光学元件(200)的方法，包括以下步骤：
a)检测(S2)所述光学元件(200)的晶体衬底(202)的表面(208)的高度轮廓(216)，以及
b)使用检测的高度轮廓(216)，确定(S3)所述光刻设备(100)的光学系统(102、104)中的光学元件(200)关于偏振辐射(204)入射时的应力引起的双折射的安装取向(δ2、δ4、δ6)，其中所述安装取向(δ2、δ4、δ6)具有关于所述光学元件(200)围绕通过所述表面(208)延伸的所述光学元件(200)的中心轴线(214)的旋转的取向。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括在步骤a)之前的以下步骤：
抛光(S1)所述晶体衬底(202)的表面(208)，以便创建所述表面(208)的高度轮廓(216)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述抛光(S1)包括所述表面(208)的磁流变抛光。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述表面(208)的抛光(S1)通过以螺旋方式扫过所述表面(208)来进行，并且螺旋扫过从所述表面(208)的外部区域(234)围绕由所述中心轴线(214)限定的表面(208)的中心(232)以螺旋(218)方式朝向所述中心(232)进行。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中通过围绕所述中心轴线(214)旋转所述光学元件(200)并同时朝向由所述中心轴线(214)限定的表面(208)的中心(232)径向地移动抛光工具(222)来抛光(S1)所述表面(208)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述方法包括在步骤b)之后的以下步骤：
在所述光学元件(200)上标记(S4)确定的安装取向(δ2、δ4、δ6)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述光学元件(200)上确定的安装取向(δ2、δ4、δ6)的所述标记(S4)之后，所述方法包括抛光(S5)所述表面(208)以去除所述表面(208)的高度轮廓(216)的步骤，使得表示所述光学元件(200)上确定的安装取向(δ2、δ4、δ6)的标记(424)被保留。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述晶体衬底(202)包括立方对称性的晶体(300)、单晶、氟化物晶体、氟化钙、氟化镁、氟化钡和/或镥铝石榴石。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述晶体衬底(202)的表面(208)由所述晶体衬底(202)的[111]晶面(302)形成。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述晶体衬底(202)的表面(208)由所述晶体衬底(202)的[100]晶面(304)、[010]晶面(306)或[001]晶面(308)形成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述光学元件(200)包括透射光学元件(130、114、116、118)、部分透射光学元件(130)、分束器(130)、光脉冲延展器(128)的分束器(130)、透镜元件(114、116、118)和/或所述光刻设备(100)的室窗口(134)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中确定(S3)所述光学元件(200)的安装取向(δ2、δ4、δ6)确定了关于所述光学元件(200)围绕所述中心轴线(214)旋转的所述光学元件(200)的旋转角(α)，对于所述旋转角(α)，与关于所述光学元件围绕所述中心轴线旋转的其他旋转角相比，所述偏振辐射(204)入射时的应力引起的双折射更低和/或最小。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中确定(S3)所述光学元件(200)的安装取向(δ2、δ4、δ6)确定所述光学元件(200)相对于所述入射偏振辐射(204)的偏振面(212)的旋转角(α)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中确定(S3)所述光学元件(200)的安装取向(δ2、δ4、δ6)确定所确定的表面(208)的高度轮廓(216)的高度值(H)的角度分布(416)，以及其中所述角度分布(416)的角度(δ)对应于关于所述光学元件(200)围绕所述中心轴线(214)的旋转的所述光学元件(200)的相应旋转角(α)。
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