TW202307477A - 用於生產微影投射曝光裝置的反射鏡的方法 - Google Patents

用於生產微影投射曝光裝置的反射鏡的方法 Download PDF

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Abstract

本發明關於用於生產微影投射曝光裝置(1)的反射鏡(26)的方法,其中提供了具有第一連接表面(29)的第一反射鏡部件(27),並提供了具有第二連接表面(30)的第二反射鏡部件(28)。在第二反射鏡部件(27)中形成冷卻通道(32)及/或輔助通道(40)。第一反射鏡部件(27)和第二反射鏡部件(28)結合在一起使得最初第一連接表面(29)的部分區域和第二連接表面(30)的部分區域接觸並形成一共同接觸表面(38),且藉由在相對於冷卻通道(32)或輔助通道(40)的一橫向方向(39)上繼續將第一反射鏡部件(27)和第二反射鏡部件(28)結合在一起來擴大接觸表面(38)。

Description

用於生產微影投射曝光裝置的反射鏡的方法
本發明關於一種用於生產微影投射曝光裝置的反射鏡的方法。本發明也關於用於生產微影投射曝光裝置的反射鏡的中間產品、關於投射光學單元、以及關於微影投射曝光裝置。
微影投射曝光裝置特別是用於半導體的生產,且通常具有照明光學單元和投射光學單元。照明光學單元從光源的光產生用於對遮罩進行照明所需的光分佈,遮罩通常也稱作光罩。在這種情況下,光應理解為電磁輻射的一般意義,即對特定波長沒有限制。因此,術語「光」和「輻射」將在下文將同義地使用,亦即光源也可稱作輻射源,光分佈也可稱作輻射分佈等。使用投射光學單元,遮罩被成像到光敏材料上,該光敏材料例如施加到晶圓或另一基板,特別是半導體材料。以這種方式,光敏材料以結構化的方式暴露於由遮罩所規定的圖案。由於遮罩具有旨在以高準確度轉移到基板的微小結構元件,因此照明光學單元需要精確地且可再現地產生所需的光分佈,且透過投射光學單元的成像需要精確且可再現地進行。
除了另外的光學元件之外,照明光學單元和投射光學單元在光路中還可具有至少一個反射鏡,該反射鏡通過在其光學表面處的反射以特定方式偏轉光。具體如何發生光偏轉係取決於光學表面的形成,特別是取決於其形式。光學表面可例如形成為金屬層或具有交替折射率的一系列層。
由一個以上的部件形成反射鏡可能是有利的、甚至是必要的,舉例來說,如果反射鏡打算具有冷卻通道、或如果反射鏡打算大於可用於生產反射鏡的材料坯料。
DE 102020208648.6揭露了一種具有冷卻通道的多部件反射鏡,該文獻不是在先的公開案。
由多於一個部件所形成的反射鏡的問題在於,以符合微影光學部件的高要求的方式來連接各個反射鏡部件。舉例來說,連接反射鏡部件時出現的困難是以高準確度使反射鏡部件彼此非常靠近。
本發明的目的為簡化微影投射曝光裝置的反射鏡的生產,特別是使兩個反射鏡部件的連接具有很高的準確度和可再現性。
此外,反射鏡部件應以非常可控的方式結合在一起。特別地,應促進根據給定時間在反射鏡部件的聚集表面的不同位置處形成給定的接近水平。然而,應防止不受控制的方法以及由此導致的反射鏡部件在尚未安排在給定時間進行光學接觸接合的聚集表面的位置處的自發性光學接觸接合。同樣,應防止在所有聚集的表面上同時進行全局光學接觸接合。
此目的通過請求項1的特徵的組合來實現。
在根據本發明的用於生產微影投射曝光裝置的反射鏡的方法中,提供了具有第一連接表面的第一反射鏡部件,以及具有第二連接表面的第二反射鏡部件。冷卻通道及/或輔助通道形成在第二反射鏡部件中。第一反射鏡部件和第二反射鏡部件係結合使得第一連接表面的部分區域和第二連接表面的部分區域開始接觸並形成共同的接觸表面,且接觸表面藉由在相對於冷卻通道或輔助通道的橫向方向上繼續將第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合在一起而擴大。
根據本發明的方法具有以下優點:簡化了微影系統的反射鏡的生產,且可以高水平的準確度和再現性將兩個反射鏡部件連接在一起。使用根據本發明的方法,第二反射鏡部件可以高度受控的方式光學接觸接合到第一反射鏡部件,即由於第二反射鏡部件的材料與第一反射鏡部件的材料之間在共同接觸表面區域中的凡得瓦力而連接到第一反射鏡部件。可以可靠地防止不受控制的光學接觸接合和同時的全局光學接觸接合。取而代之的是,通過在反射鏡部件的連接表面上的不同位置按時間順序、連續地結合在一起,存在連續的光學接觸接合。由於第一反射鏡部件和第二反射鏡部件在相對於冷卻通道或輔助通道的橫向方向上結合在一起,這種連續結合變得更簡單。在此方向上,由於伴隨冷卻通道及/或輔助通道的材料弱化,第二反射鏡部件的變形能力增加,因此簡化了相應所需形狀的形成。
例如,如果此方向與冷卻通道或輔助通道之間的角度大於45°、較佳為大於60°、特佳為大於75°、甚至更佳為大於85°或特別是90°,則可存在第一反射鏡部件和第二反射鏡部件在相對於冷卻通道或輔助通道的橫向方向上的結合。
第二反射鏡部件已經光學接觸接合到第一反射鏡部件上的共同接觸表面與第一和第二連接表面的未光學接觸接合的區域之間的過渡區域也稱作光學接觸接合前部。繼續將第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合在一起具有以下的效果:光學接觸接合前部以受控方式在期望的方向上移動。這種連續的光學接觸接合具有以下優點:在整個光學接觸接合操作期間可非常精確地控制兩個反射鏡部件相對於彼此的相對對準,且可避免不希望的自發性光學接觸接合。此外,在光學接觸接合操作中的任何時候,光學接觸接合前部的區域與周圍區域之間存在連接,因此確保氣體隨時從此區域逸出,且可很大程度地預防連接表面之間的氣體夾雜物。
第一反射鏡部件和第二反射鏡部件可結合使得與第一反射鏡部件的接觸首先發生在第二連接表面鄰接第二反射鏡部件的外輪廓的區域中。類似地,也可將第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合在一起,使得與第一反射鏡部件的接觸首先發生在第二連接表面的中心區域中。這允許使執行光學接觸接合操作的方式適合各自的情況,特別是第二反射鏡部件的形成。
在第二反射鏡部件背離第二連接表面的一側上,可提供用於形成光學表面的區域。
第一反射鏡部件的第一連接表面及/或第二反射鏡部件的第二連接表面可具有曲率。彎曲的第一連接表面及/或第二連接表面特別是當設想在第二反射鏡部件上形成彎曲的光學表面時是有利的,因為這樣可例如實現恆定的厚度,因此可實現第二反射鏡部件的均勻可變形性。此外,可毫不費力地在冷卻通道和光學表面之間產生恆定的距離。曲率可對應於反射鏡的設想光學表面的曲率。
還存在這樣的可能性,即第一反射鏡部件具有第一連接表面,該第一連接表面以平面方式形成或具有大的平均曲率半徑,特別是大於10 m的平均曲率半徑。接著,可使用薄的第二反射鏡部件,特別是具有0.5 mm至10 mm厚度的第二反射鏡部件,其具有以平面方式形成的第二連接表面。如果第二反射鏡部件具有冷卻通道或輔助通道,則從冷卻通道或輔助通道的底部來決定厚度。這種薄的第二反射鏡部件具有的優點是其第二連接表面可以變形,並因此適合於第一反射鏡部件的第一連接表面的形式。這意味著不需要努力生產具有彎曲的第二連接表面的第二反射鏡部件。
對於633 nm的波長λ,第一反射鏡部件的第一連接表面及/或第二反射鏡部件的第二連接表面的形狀與一預定形狀的偏差可小於λ/2,較佳小於λ/10。第一反射鏡部件的第一連接表面及/或第二反射鏡部件的第二連接表面的粗糙度可小於5 nm,較佳小於1 nm。在這種情況下,術語「粗糙度」包含與光滑表面的隨機分佈偏差。精確成型和光滑的連接表面使光學接觸接合更為容易、降低氣體夾雜物的風險、並增加連接的承載能力。在光學接觸接合之前,兩個連接表面之一可與兩個連接表面中的另一個的實際形狀相適配。這樣,可進一步提高準確度。
存在以下的可能性:第一連接表面的曲率形成為凸面且第二連接表面的曲率形成為凹面、或第一連接表面的曲率形成為凹面且第二連接表面的曲率形成為凸面,且當第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合在一起時,凸形曲率的平均曲率半徑的絕對值小於凹形曲率的平均曲率半徑的絕對值。這具有可確保局部順序的光學接觸接合的優點,因為兩個連接表面之間的距離隨著距光學接觸接合前部的距離增加而增加。降低了在離光學接觸接合前部一距離處發生不希望的光學接觸接合的風險。此外,降低了氣體夾雜物的風險。
在將第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合在一起時,凸曲率和凹曲率的平均曲率半徑的不同絕對值可藉由以下產生:在將第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合在一起前處理第一反射鏡部件及/或第二反射鏡部件、或者在將第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合在一起時在第二反射鏡部件上施加力。
第一反射鏡部件的第一連接表面的曲率可能不是旋轉對稱地形成,因此具有不同的平均曲率半徑,及/或第二反射鏡部件的第二連接表面的曲率可能不是旋轉對稱地形成,因此具有不同的平均曲率半徑。
第一反射鏡部件和第二反射鏡部件可沿著第一反射鏡部件的第一連接表面及/或第二反射鏡部件的第二連接表面具有最小絕對值的平均曲率半徑的方向繼續放在一起。因此,可沿最小的平均曲率半徑進行光學接觸接合。這在將連接表面結合在一起和排氣方面具有優勢。此外,冷卻通道及/或輔助通道可以橫向於第一反射鏡部件的第一連接表面及/或第二反射鏡部件的第二連接表面具有最小絕對值的平均曲率半徑的方向延伸。
形成為朝向第一反射鏡部件的第一連接表面的開口的冷卻通道可配置在第一反射鏡部件中。第一反射鏡部件和第二反射鏡部件的結合可繼續,使得接觸表面在平行於第一反射鏡部件的冷卻通道的方向上擴大。這簡化了第一反射鏡部件的第一連接表面和第二連接部件的第二連接表面之間的區域的排氣。
第二反射鏡的冷卻通道及/或輔助通道可形成為朝向第二反射鏡部件的第二連接表面的開口。在這種情況下,輔助通道具有在光學接觸接合期間確保良好的可變形性的優點,即使在沒有形成冷卻通道的第二反射鏡部件的區域中也是如此。
冷卻通道在各個情況下可配置成其縱向範圍的最大部分橫向地位於用於光學表面的區域內。這使得對光學表面的溫度誘導變形具有特別大影響的區域的有效冷卻成為可能。在這種情況下,每個輔助通道可以其縱向範圍的最大部分橫向地位於用於形成光學表面的區域之外。
此外,冷卻通道可平行於光學表面延伸。這使得光學表面的特別均勻的冷卻成為可能。特別地,冷卻通道可延伸到光學表面至1至6 mm的距離內。第二反射鏡部件的第二連接表面與光學表面的形狀偏差最大為3 mm,較佳不超過​​200 μm。
冷卻通道和輔助通道可至少成對地具有基本相同的定向。這樣,輔助通道可作為冷卻通道的延續。
輔助通道可與冷卻通道分開形成。輔助通道可與冷卻通道流體分離。因此,可避免對通過冷卻通道的流體流動產生任何負面的影響。
此外,可將輔助通道流體地連接到反射鏡的環境。這使得在生產期間更容易對第一反射鏡部件和第二反射鏡部件之間的區域進行排氣,並使成品反射鏡中的壓力與環境平衡成為可能,並且防止形成壓力差和相關的不希望的機械效應。然而,作為替代方案,也可將輔助通道與反射鏡的環境分開。以這種方式,可防止污染物進入輔助通道及/或從輔助通道進入環境且例如污染光學表面。例如,輔助通道可藉由可撓性膜與反射鏡的環境隔開。雖然這會產生流體分離,但它確實允許一些壓力耦合。這樣,輔助通道內部與反射鏡環境之間的壓力平衡在一定程度上是可能的。然而,有可能實現輔助通道與環境的更強分離,這也帶來了壓力方面的解耦。在此變型中,也有可能在輔助通道的內部設定與環境壓力無關的期望壓力,該期望壓力例如導致反射鏡的光學表面的變形,並以這種方式實現壓力控制的操縱器。輔助通道與反射鏡環境的分離一般僅在反射鏡部件已經連接之後才發生,以免不利地影響在反射鏡部件連接期間經由輔助通道發生的排氣。
同樣也存在以下的可能性:輔助通道形成為朝向設置用於形成光學表面的第二反射鏡部件的一側的開口。在此具體實施例中不需要考慮可能的冷卻通道的位置。
輔助通道可填充有與第二反射鏡部件的材料不同的材料,同時第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合在一起。這樣的好處為,可更好地處理第二反射鏡部件,因為封閉的表面提供了更大的攻擊面。此外,由於填充材料保護了與輔助通道相鄰的邊緣,因此降低了邊緣處破裂的風險。特別地,輔助通道可填充有彈性材料。這是有利的,因為很大程度地保持了由輔助通道引起的第二反射鏡部件的增加的可變形性。填充材料可在反射鏡部件的熱處理之前再次移除,以形成可承受非常高應力的連接。
輔助通道可在形成光學表面之前平整化。因此,可產生用於形成光學表面的合適基板。輔助通道可藉由材料燒蝕來進行平整化,例如藉由銑削、磨削、拋光等。與從一開始就很薄並且沒有輔助通道的第二反射鏡部件的形式相比,臨時輔助通道具有的優點為,整體的高機械穩定性與以針對性的方式形成的局部材料弱化的情況相結合,以獲得在選定方向上的易變形性。
冷卻通道及/或輔助通道可具有線性輪廓。特別地,冷卻通道及/或輔助通道可彼此等距地配置。相鄰冷卻通道及/或輔助通道之間的淨距離可為15 mm或更小。冷卻通道及/或輔助通道可從靠近第二反射鏡部件的外輪廓的區域橫向地延伸到靠近第二反射鏡部件的外輪廓的截然相反的區域。在冷卻通道及/或輔助通道的這種形成的情況下,有利的是,第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合為使得與第二反射鏡部件的接觸首先發生在鄰接第二反射鏡部件的外輪廓的第二連接表面的區域中。
在一組態中,相鄰冷卻通道開口之間的淨距離不超過15 mm。相鄰冷卻通道開口之間的淨距離較佳不超過5 mm。冷卻通道開口之間的小距離使光學接觸接合期間的可變形性更容易。
冷卻通道的橫向尺寸可為0.2 mm至10 mm。冷卻通道的深度(即大致垂直於第一反射鏡部件的第一連接表面或垂直於第二反射鏡部件的第二連接表面的橫向尺寸)可大於冷卻通道的寬度(即垂直於深度的橫向尺寸)。特別地,冷卻通道的深度可為冷卻通道的寬度的兩倍以上。因此,在相同的流動截面下,由於冷卻通道中的流體的壓力,反射鏡光學表面變形的風險較小,因為由平行於光學表面的冷卻通道所形成的空腔的表面積比例小於具有小深度的寬冷卻通道的情況。
冷卻通道及/或輔助通道也有可能具有環形(ring-shaped)具體實施例或根據環形段形成。特別地,冷卻通道及/或輔助通道可具有環狀(annular)具體實施例或根據環狀段形成。然而,也可根據其他彎曲的曲線來形成冷卻通道及/或輔助通道。至少一些冷卻通道及/或輔助通道可在徑向方向上彼此嵌套。特別地,至少一些冷卻通道及/或輔助通道可同心地配置。在冷卻通道及/或輔助通道的這種形成的情況下,如果第一反射鏡部件和第二反射鏡部件結合為使得與第一反射鏡部件的接觸首先發生在第二連接表面的中心,這是有利的。
第一反射鏡部件可具有比第二反射鏡部件更大的厚度。這使得光學表面的有效冷卻成為可能,同時允許反射鏡具有很高的機械穩定性。
在光學接觸接合之後,第一反射鏡部件和第二反射鏡部件可通過接合相互連接。接合允許以可接受的費用來建立非常牢固和永久的連接。使用接合,第一反射鏡部件的材料可直接連接到第二反射鏡部件的材料。這樣可避免使用黏著劑時出現的缺點。特別地,接合可在第一反射鏡部件的材料和第二反射鏡部件的材料之間產生共價鍵。接合可在非常高的溫度下進行,特別是在第一和第二反射鏡部件的材料的退火點和軟化點之間的溫度下。這可減少在光學接觸接合第一和第二反射鏡部件時由於橫向延伸的冷卻通道及/或輔助通道而可能產生的局部應力。舉例來說,可提供1200°C到1400°C之間的溫度。替代地或附加地,藉由機器人進行的光學接觸接合和特別均勻的光學接觸接合速度,可以實現類似的效果。
輔助通道的平整化可在接合後進行。
本發明還涉及一種用於製造微影投射曝光裝置的反射鏡的中間產品。中間產品的形式為具有第二連接表面的第二反射鏡部件,其中第二連接表面形成為使得它可光學接觸接合到第一反射鏡部件的第一連接表面上。第二反射鏡部件在其與第二連接表面相對的一側上具有輔助通道。
中間產品的優點在於,首先,對於機械加工和處理來說,它總體上具有足夠的機械穩定性,其次,由於輔助通道引起的材料弱化的情況,它在選定方向上或在複數個選定的方向上具有足夠的可變形性。
輔助通道可形成為向周圍開放的凹陷。輔助通道可在相對於第二連接表面的第二反射鏡部件的一側上的大部分範圍(特別是在它們的整個範圍)內各自形成為對周圍環境開放。這使得輔助通道的生產變得非常容易,因為這可藉助例如銑削或磨削工具來實現。
此外,本發明關於微影系統的反射鏡,其包含第一反射鏡部件、第二反射鏡部件、用於反射光的光學表面、複數個冷卻通道及/或複數個輔助通道,第一反射鏡部件和第二鏡部件在第一反射鏡部件的第一連接表面和第二反射鏡部件的第二連接表面的區域中彼此剛性連接,第一反射鏡部件的第一連接表面及/或第二反射鏡部件的第二連接表面具有非旋轉對稱形成的曲率,因此具有不同的平均曲率半徑,冷卻通道及/或輔助通道係橫向於第一反射鏡部件的第一連接表面及/或第二反射鏡部件的第二連接表面具有最小絕對值的平均曲率半徑的一方向延伸。
此外,本發明關於一照明光學單元,其包含使用根據本發明的方法及/或使用根據本發明的中間產品所製造的反射鏡。
此外,本發明關於一投射光學單元,其包含使用根據本發明的方法及/或使用根據本發明的中間產品所製造的反射鏡。
最後,本發明關於一微影投射曝光裝置,其包含根據本發明的照明光學單元及/或根據本發明的投射光學單元。
圖1示意性地顯示了用於EUV投射微影的投射曝光裝置的示例性具體實施例的子午剖面。
在下文中,將參考圖1以示例的方式初步地描述微影投射曝光裝置1的基本部件。對投射曝光裝置1的基本結構及其部件的描述不應作限制性的解釋。
投射曝光裝置1的照明系統2除了包含光源或輻射源3之外,還包含用於照明物體平面6中的物場5的照明光學單元4。在替代的具體實施例中,輻射源3也可提供作為與其餘照明系統分開的獨立模組。在這種情況下,照明系統不包括輻射源3。
對配置在物場5中的遮罩7進行曝光。遮罩7由遮罩保持器8保持。遮罩保持器8可藉由遮罩位移驅動器9來進行位移,特別是在掃描方向上。
在圖1中,繪示了笛卡爾xyz座標系統以幫助解釋。x方向垂直於繪圖平面。y方向水平地運行,且z方向垂直地運行。在圖1中,掃描方向沿y方向運行。z方向垂直於物體平面6。
投射曝光裝置1包含投射光學單元10。投射光學單元10用於將物場5成像到影像平面12中的影像場11中。影像平面12平行於物體平面6。或者,物體平面6和影像平面12之間的角度也可能不同於0°。
遮罩7上的結構被成像到晶圓13的光敏層上,其配置在影像平面12中的影像場11的區域中。晶圓13由晶圓保持器14保持。晶圓保持器14可藉由晶圓位移驅動器15位移,特別是沿y方向。一方面藉由遮罩位移驅動器9對遮罩7進行位移,而另一方面藉由晶圓位移驅動器15對晶圓13進行位移,其可以彼此同步的方式來進行。
輻射源3為EUV輻射源。輻射源3發射EUV輻射16,其在下文中也稱作使用輻射或照明輻射。在所示的示例性具體實施例中,照明輻射16具有在EUV範圍內的波長,特別是在5 nm和30 nm之間的範圍內。輻射源3可為電漿源,例如LPP源(「雷射產生電漿」)或GDPP源(「氣體放電產生電漿」)。它也可為基於同步加速器的輻射源。類似地,輻射源3可為自由電子雷射(FEL)。
從輻射源3射出的照明輻射16由集光器17聚焦。集光器17可為具有一或多個橢圓形及/或雙曲面反射表面的集光​​器。照明輻射16可以掠入射(GI)(即入射角大於45°),或以法線入射(NI)(即入射角小於45°)入射在集光器17的至少一反射表面上。集光器17可被結構化及/或塗佈,一方面用於最佳化其對使用輻射16的反射率,另一方面用於抑制外來光。
在集光器17的下游,照明輻射16傳播通過中間焦平面18中的中間焦點。中間焦平面18可表示具有輻射源3和集光器17的輻射源模組與照明光學單元4之間的分離。
照明光學單元4包含偏轉反射鏡19和在射束路徑中配置在其下游的第一琢面反射鏡(facet mirror)20。偏轉反射鏡19可為平面偏轉反射鏡,也可為具有超出純粹偏轉作用的射束影響效果的反射鏡。替代地或附加地,偏轉反射鏡19可為光譜濾波器的形式,其將照明輻射16的使用光波長與波長與其偏離的外來光分離。如果第一琢面反射鏡20配置在與物體平面6光學共軛的作為場平面的照明光學單元4的一平面中,則它也稱作場琢面反射鏡。第一琢面反射鏡20包含多個單獨的第一琢面21,其在下文中也稱作場琢面。在圖1中僅以示例性方式顯示了這些第一琢面21中的幾個。
第一琢面21可為宏觀琢面的形式,特別是矩形琢面或具有弧形外圍輪廓或部分圓的外圍輪廓的琢面。第一琢面21可為平面琢面的形式,或可為凸形或凹形的彎曲琢面。
舉例來說,從DE 10 2008 009 600 A1中可知,第一琢面21本身也可在各種情況下由多個單獨的反射鏡構成,特別是由多個微反射鏡構成。第一琢面反射鏡20尤其可形成為微機電系統(MEMS系統)。詳細內容可參考DE 10 2008 009 600 A1。
在集光器17和偏轉反射鏡19之間,照明輻射16水平地行進,即沿y方向行進。
在照明光學單元4的射束路徑中,第二琢面反射鏡22配置在第一琢面反射鏡20的下游。如果第二琢面反射鏡22配置在照明光學單元4的光瞳平面中,則它也稱作為光瞳琢面反射鏡。第二琢面反射鏡22也可配置在距照明光學單元4的光瞳平面一定距離處。在這種情況下,第一琢面反射鏡20和第二琢面反射鏡鏡22的組合也稱作鏡面反射器(specular reflector)。鏡面反射器可從US 2006/0132747 A1、EP 1 614 008 B1和US 6,573,978中得知。
第二琢面反射鏡22包含複數個第二琢面23。在光瞳琢面反射鏡的情況下,第二琢面23也稱作光瞳琢面。
第二琢面23同樣可為宏觀琢面,其可例如具有圓形、矩形、或六邊形外圍,或者可為由微反射鏡構成的琢面。在這方面,同樣參考DE 10 2008 009 600 A1。
第二琢面23可具有平面、也可為凸形或凹形彎曲的反射表面。
照明光學單元4因此形成雙琢面系統。此基本原理也稱作蠅眼積分器。
將第二琢面反射鏡22不精確地配置在與投射光學單元10的光瞳平面光學共軛的平面中可能是有利的。特別地,第二琢面反射鏡22可配置成相對於投射光學單元10的光瞳平面傾斜,例如在DE 10 2017 220 586 A1中所作的描述。
在第二琢面反射鏡22的幫助下,各個第一琢面21被成像到物場5中。第二琢面反射鏡22為最後一個射束成形反射鏡,或為實際上在物場5上游的射束路徑中用於照明輻射16的最後一個反射鏡。
在照明光學單元4的另一具體實施例(未顯示)中,特別有助於將第一琢面21成像到物場5中的轉移光學單元可配置在第二琢面反射鏡22和物場5之間的射束路徑中。轉移光學單元可具有恰好一個反射鏡,或者可具有兩個或更多個反射鏡,其在照明光學單元4的射束路徑中一個接一個地配置。特別地,轉移光學單元可包含一或兩個法線入射反射鏡(NI反射鏡)及/或一或兩個掠入射反射鏡(GI反射鏡)。
在圖1所示的具體實施例中,照明光學單元4在集光器17下游包含剛好三個反射鏡,特別是偏轉反射鏡19、第一琢面反射鏡20、和第二琢面反射鏡22。
在照明光學單元4的另一具體實施例中,也不需要偏轉反射鏡19,因此照明光學單元4在集光器17下游可具有剛好兩個反射鏡,特別是第一琢面反射鏡20和第二琢面反射鏡22。
通常,通過第二琢面23或使用第二琢面23和轉移光學單元將第一琢面21成像到物體平面6中只是近似成像。
投射光學單元10包含複數個反射鏡Mi,根據它們在投射曝光裝置1的射束路徑中的排列對其進行編號。
在圖1所示的示例中,投射光學單元10包含六個反射鏡M1至M6。具有四個、八個、十個、十二個或任何其他數量的反射鏡Mi的替代方案也同樣是可能的。投射光學單元10為雙遮蔽光學單元。倒數第二個反射鏡M5和最後一個反射鏡M6在每種情況下都具有通孔,在晶圓13的曝光期間,有助於曝光的輻射通過該通孔從遮罩7傳遞到晶圓13。投射光學單元10的影像側數值孔徑大於0.5,其也可大於0.6,例如為0.7或0.75。
反射鏡Mi的反射表面可為沒有旋轉對稱軸的自由曲面。或者,反射鏡Mi的反射表面可設計為具有反射表面形狀的恰好一個旋轉對稱軸的非球面。就像照明光學單元4的反射鏡一樣,反射鏡Mi可具有用於照明輻射16的高反射塗層。這些塗層可設計為多層塗層,特別是具有鉬和矽的交替層。
投射光學單元10在物場5的中心的y座標和影像場11的中心的y座標之間具有在y方向上的大的物-像偏移。在y方向上,此物-像偏移可具有與物體平面6和影像平面12之間的z距離大致相同的量值。
特別地,投射光學單元10可具有變形形式。特別是,它在x和y方向具有不同的成像比例βx、βy。投射光學單元10的兩個成像比例βx、βy較佳為(βx, βy) = (+/-0.25, +/-0.125)。正的成像比例β意味著沒有影像反轉的成像。負的成像比例β表示具有影像反轉的成像。
因此,投射光學單元10在x方向(即與掃描方向垂直的方向)上以4:1的比例減小尺寸。
投射光學單元10導致在y方向(即在掃描方向)上的尺寸減小8:1。
其他成像比例同樣是可能的。在x方向和y方向上具有相同符號和相同絕對值的成像比例也是可能的,例如具有0.125或0.25的絕對值。
在物場5和影像場11之間的射束路徑中,x方向和y方向的中間影像平面的數量可以相同,或可取決於投射光學單元10的具體實施例而有不同。US 2018/0074303 A1揭露了在x方向和y方向上具有不同數量的這種中間影像的投射光學單元10的示例。
在每種情況下,將其中一個第二琢面23準確地分配給其中一個第一琢面21,用於相應地形成用於照明物場5的照明通道。特別地,這可產生根據科勒原理的照明。在第一琢面21的協助下,將遠場分解為多個物場5。第一琢面21在分別分配給其的第二琢面23上產生中間焦點的複數個影像。
藉由所分配的第二琢面23,第一琢面21在各個情況下以相互疊加的方式成像在遮罩7上,用於照明物場5。物場5的照明尤其是盡可能為均勻的。它較佳具有小於2%的均勻性誤差。可藉由覆蓋不同的照明通道來實現場均勻性。
投射光學單元10的入射光瞳的照明可藉由第二琢面23的配置以幾何方式定義。投射光學單元10的入射光瞳中的強度分佈可藉由選擇照明通道來設定,特別是選擇引導光的第二琢面23的子集來設定。這種強度分佈也稱作照明設定或照明光瞳填充。
可藉由重新分布照明通道來實現以定義方式照明的照明光學單元4的照明光瞳的部分區域中的同樣較佳的光瞳均勻性。
下文將描述物場5、特別是投射光學單元10的入射光瞳的照明的其他方面和細節。
特別地,投射光學單元10可具有同心入射光瞳。同心入射光瞳是可接近的。它也可能是無法接近的。
投射光學單元10的入射光瞳通常無法使用第二琢面反射鏡22進行準確照明。在成像投射光學單元10(其將第二琢面反射鏡22的中心遠心地成像到晶圓13上)的情況下,孔徑射線通常不會在一個點相交。然而,有可能找到成對決定的孔徑射線的距離變得最小的區域。此區域表示入射光瞳或與其共軛的真實空間中的區域。特別是,此區域具有有限曲率。
投射光學單元10對於切向射束路徑和對於矢狀射束路徑可能具有不同的入射光瞳位置。在這種情況下,應該在第二琢面反射鏡22和遮罩7之間提供成像元件,特別是轉移光學單元的光學部件。在此光學部件的協助下,可考慮到切向入射光瞳和​​矢狀入射光瞳的不同位置。
在圖1所示的照明光學單元4的部件的配置中,第二琢面反射鏡121配置在與投射光學單元10的入射光瞳共軛的區域中。第一琢面反射鏡20係配置為相對物體平面6傾斜。第一琢面反射鏡20相對於由偏轉反射鏡19所定義的配置平面以傾斜的方式配置。
第一琢面反射鏡20相對於由第二琢面反射鏡22所定義的配置平面以傾斜的方式配置。
圖2顯示了用於DUV投射微影的投射曝光裝置1的示例性具體實施例的示意圖。DUV在此表示「深紫外光」。特別地,微影系統可設計為使用波長為193 nm的光來操作。
投射曝光裝置1具有照明光學單元4和投射光學單元10。照明光學單元4的內部結構和投射光學單元10的內部結構並未詳細顯示,其在各個情況下可包含例如光學部件、感測器、操縱器等。在投射光學單元10的情況下,反射鏡M係表示為其光學部件的代表。反射鏡M可藉助於由冷卻裝置24所提供的冷卻介質來冷卻。冷卻介質為流體,例如水。補充地或替代地,照明光學單元4可具有冷卻反射鏡M和相關的冷卻裝置24。投射光學單元10及/或照明光學單元4也可具有複數個冷卻反射鏡M和冷卻裝置24。在照明光學單元4的情況下以及在投射光學單元10的情況下,透鏡和另外的反射鏡 - 冷卻的或非冷卻的 - 可例如存在作為另外的光學部件。
類似地,在圖1所示的投射曝光裝置1的示例性具體實施例中也可設置至少一冷卻裝置24,其例如可連接到反射鏡M3。
投射曝光裝置1的操作所需的光由光源3產生。光源3尤其可為準分子雷射,例如氟化氬雷射,其產生波長為193 nm的照明輻射16。
遮罩保持器8配置在照明光學單元4和投射光學單元10之間,其上固定有遮罩7,也稱作光罩。遮罩保持器8具有遮罩位移驅動器9。從輻射的方向看,晶圓保持器14配置在投射光學單元10的下游,其承載了晶圓13或其他基板並且具有晶圓位移驅動器15。
圖2中還進一步顯示了控制裝置25,其連接到照明光學單元4、投射光學單元10、冷卻裝置24、輻射源3、遮罩保持器8或遮罩位移驅動器9、以及晶圓保持器14或晶圓位移驅動器15。類似地,圖1的投射曝光裝置同樣可具有控制裝置25,其可連接到相應的部件。
微影曝光裝置1用於以高準確度將遮罩7成像到晶圓13上。為此,在照明光學單元4的協助下對遮罩7進行照明,且在投射光學單元10的協助下將被照明的遮罩7成像到晶圓13上。特別地,採用以下程序:
照明光學單元4通過其光學部件以精確定義的方式對輻射源3所產生的照明輻射16進行轉換,並將其引導到遮罩7上。根據具體實施例,照明光學單元4可形成為使得其照明整個遮罩7或僅照明遮罩7的部分區域。照明光學單元4能夠照明遮罩7,使得在遮罩7的每個照明點有幾乎相同的光照條件。特別地,對於遮罩7的每個照明點,入射的照明輻射16的強度和角度分佈幾乎相同。
照明光學單元4能夠選擇性地使用多種不同角度分佈的照明輻射16來照明遮罩7。照明輻射16的這些角度分佈也稱作照明設定。通常根據遮罩7上形成的結構元件來選擇所需的照明設定。相對經常使用的是例如偶極或四極照明設定,在這種情況下,照明輻射16分別從兩個或從四個不同方向入射到遮罩7的每個照明點上。根據照明光學單元4的形式,不同的照明設定可例如藉由結合變焦軸錐光學單元的不同繞射光學元件或藉由反射鏡陣列來產生,在每種情況下,反射鏡陣列具有多個小的反射鏡,這些小反射鏡彼此相鄰配置且其角度位置是可單獨調節的。
遮罩7可例如形成為玻璃板,其對照明光學單元4所提供的照明輻射16來說是透明的,且施加有不透明結構,例如以鉻塗層的形式。
投射曝光裝置1形成為使得整個遮罩7由照明光學單元4同時照明,並在單一曝光步驟中由投射光學單元10完全成像到晶圓13上。
或者,投射曝光裝置1也可形成為使得只有遮罩7的部分區域由照明光學單元4同時照明,且遮罩位移驅動器9由控制裝置25啟動,使得在晶圓13的曝光期間,遮罩7相對於照明光學單元4移動,因此,被照明的部分區域在遮罩7上整體移動。晶圓13通過晶圓位移驅動器15的適當調整的啟動而同步地移動,其中還考慮了投射光學單元10的成像特性,因此遮罩7的分別被照明的部分區域係成像到為其提供的晶圓13的部分區域上。遮罩7和晶圓13的這種移動也稱作掃描。
為了能夠將在投射曝光裝置1的兩個具體實施例變體中藉由晶圓13的曝光而產生的潛像轉移到物理結構中,將光敏層施加到晶圓13上。遮罩7的影像是藉由曝光而形成於此光敏層中,且由此可藉助隨後的化學製程在晶圓13上產生永久結構。
遮罩7通常不僅在晶圓13上成像一次,而是一個接一個地多次成像。為此,在遮罩7在晶圓13上的每次成像之後,晶圓保持器14以對應於遮罩7在晶圓13上的影像尺寸的方式橫向地移動。在各個情況下,遮罩7的成像在此可作為一個整體或通過掃描依序地執行。僅當已執行遮罩7在晶圓13上的期望成像數量時,才開始晶圓13的化學處理。
圖3顯示了藉由根據本發明的方法所產生的反射鏡26的示例性具體實施例的示意截面圖。圖4以另一示意截面圖顯示了反射鏡26的相同示例性具體實施例,其中截面是沿圖3中所繪示的截面線A-A截取。為了能夠顯示盡可能多的反射鏡26的細節,截面線A-A在穿過反射鏡26時具有橫向偏移。在圖3中,截面沿圖4所示的截面線B-B引導。在圖3和圖4中,反射鏡26及其組成部分的示意圖並不是按比例的且是高度抽象的,以盡可能清楚地呈現本發明。這也適用於所有其他圖式。
在圖1和2所示的投射曝光裝置1的其中之一的情況中,可使用反射鏡26,其具有下部27和上部28,它們在各個情況下由石英玻璃、摻雜鈦的石英玻璃或玻璃陶瓷製成。選擇術語「下部」和「上部」是因為下部27通常形成得比上部28厚得多,因此可以說是承載著上部28。然而,這些術語與在反射鏡26的安裝狀態下的反射鏡26相對於重力方向的定向沒有任何關係。在投射曝光裝置1的操作期間,上部28可相對於重力方向配置在下部27的上方或下方或旁邊,或相對於其採取一些其他的相對位置。下部27也稱作第一反射鏡部件27,且上部28也稱作第二反射鏡部件28。
藉由將在下文中詳細描述的本發明的方法,下部27和上部28在下部27的連接表面29和上部28的連接表面30的區域中彼此剛性連接。在所示的示例性具體實施例中,下部27的連接表面29以凹入彎曲的方式形成。曲率可為球面、非球面、或根據自由曲面形成。上部28的連接表面30以與下部27的連接表面29互補的方式彎曲,因此具有凸曲率,其可形成為球面、非球面或根據自由曲面。因此,上部28的連接表面30和下部27的連接表面29可緊密接觸地靠在彼此上。作為彎曲形成的替代,下部27的連接表面29和上部28的連接表面30也可以平面方式形成。
在背離其連接表面29並顯示於圖3中底部的一側上,下部27以平面方式形成。在背離其連接表面30並顯示於圖3中頂部的一側上,上部28以凹形彎曲方式形成並有一個具有相同曲率的反射光學表面31。曲率可為球面、非球面或根據自由曲面形成,且具體地可對應於上部28的連接表面30的曲率。即使當連接表面29和30、背離連接表面30的上部28的表面、和光學表面31在每種情況下以旋轉對稱的方式形成時,它們分別在圖3和圖4的截面區域中具有略有不同的曲率,因為這些截面區域形成在距所提到的表面的中心不同的距離處。然而,與曲率半徑的絕對值相比,距離的差異在每種情況下都非常小,因此在圖3和圖4的插圖中察覺不到不同的曲率。
作為對此的替代,也可能以平面方式形成光學表面31。如果下部27的連接表面29和上部28的連接表面30以平面方式形成,情況尤其如此。
光學表面31實施為施加到上部28的塗層。塗層的形成取決於光學表面31旨在對其產生反射效果的波長。在DUV範圍內的期望反射的情況下,即在圖2的反射鏡M的情況下,塗層可形成為鋁層。另一方面,如果打算在EUV範圍內進行反射,例如圖1的反射鏡M3的情況,則塗層可特別地由交替連續的矽和鉬層所形成,可能還有一或多個不同成分的層,例如用作保護層。
上部28還具有複數個細長的冷卻通道32,它們彼此平行且平行於光學表面31,並在光學表面31的區域中橫向延伸且可能稍微超出它。因此,在所示的示例性具體實施例的情況下,冷卻通道32以彎曲方式形成。冷卻通道32向上延伸至光學表面31至約1至6 mm的距離內,並形成為朝向上部28的連接表面30的開口。因此,冷卻通道32在上部28的連接表面30的區域中具有細長的冷卻通道開口33。冷卻通道32的橫向尺寸可約為0.2至10 mm,其中冷卻通道32的深度(即,大致垂直於上部28的連接表面30的尺寸)通常明顯大於寬度(即與上部28的連接表面30大致平行的尺寸)。例如,冷卻通道32的深度可大於冷卻通道32的寬度的兩倍。
在形成非旋轉對稱的上部28的連接表面30的情況下,對於不同的方位角,或者換句話說,相對於不同的方向,它可具有不同的平均曲率半徑。在這種情況下,平均曲率半徑的絕對值最小的方向可橫向於(特別是垂直於)冷卻通道開口33的縱向範圍延伸。下部27的連接表面29和上部28的連接表面30的相互相鄰區域在未連接狀態下可具有略微不同的平均曲率半徑,其中凸形表面區域的平均曲率半徑的絕對值通常小於凹形表面的對應區域的平均曲率半徑。在不同方向的曲率半徑不同的情況下,以下內容應分別適用於每個方向。
下部27具有數個分配器通道34和收集器通道35,其從下部27的連接表面29沿背離連接表面29的下部27的一側的方向延伸至下部27。在下部27之內,分配器通道34通向流體分配器36,而收集器通道35通向流體收集器37。分配器通道34和收集器通道35在每種情況下以階梯形的方式朝向下部27的連接表面29加寬,並在該處分別與兩個冷卻通道開口33的相對端部重疊。換言之,一個分配器通道34分別與兩個冷卻通道開口33的一端重疊,且一個收集器通道35在各個情況下分別與相同的兩個冷卻通道開口33的另外兩端重疊。因此,一個分配器通道34在其一端流體地連接到流體分配器36,並在其另一端連接到兩個冷卻通道32。類似地,一個收集器通道35在其一端流體地連接到流體收集器37,並在其另一端連接到兩個冷卻通道32。
因此可通過流體分配器36向冷卻通道32和分配器通道34供應流體(例如水),其中每個分配器通道34分別供應兩個冷卻通道32,且流體分配器36向所有分配器通道34供應流體。流體流過冷卻通道32,並接著通過收集器通道35流入流體收集器37,通過該流體收集器37可將其移除。在這種情況下,每兩個冷卻通道32的流體分別流入一個收集器通道35,且所有收集器通道35的流體都流入流體收集器37。對流體分配器36的流體供給和從流體收集器37的流體移除可在冷卻裝置24的幫助下發生,為此目的,冷卻裝置24可連接到流體分配器36和流體收集器37。
將所供應流體的溫度調整到低於上部28的溫度可實現流體在流過冷卻通道32時從上部28提取熱量的效果。這種熱量提取尤其旨在補償由於在微影系統操作期間入射在光學表面31上的輻射而引起的熱輸入。由於光學表面31不完全反射入射光,一部分輻射被光學表面31吸收,且取決於光學表面31的形成,也被上部28吸收並轉化為熱。由於光學表面31和上部28具有一定的導熱性,此熱量的一部分被引導到冷卻通道32並可在該處被流體吸收並帶走。這樣,與未冷卻的反射鏡26相比,可以限制由輻射引起的反射鏡26的溫度升高,並可減少由熱膨脹效應引起的光學表面31的變形。因此,也減少了由變形引起的成像像差。
冷卻通道32、分配器通道34、收集器通道35、流體分配器36、和流體收集器37的形成和配置可以各種方式進行修改。例如,冷卻通道32可配置在下部27中且可形成為朝向下部27的連接表面29的開口,因此冷卻通道32在下部27的連接表面29的區域中具有細長的冷卻通道開口33。也可不需要分配器通道34和收集器通道35,且流體分配器36和流體收集器37可直接連接到冷卻通道32等。
為了製造反射鏡26,下部27和上部28被製造為單獨的部件並彼此連接。光學表面31通常僅在連接下部27和上部28之後形成,以達成盡可能高的準確度,特別是在其形狀方面,並避免在連接過程中損壞光學表面31。具有非常低的熱膨脹係數的材料用於製造下部27和上部28。合適的材料例如是石英玻璃、摻雜有氧化鈦的石英玻璃、或特殊的玻璃陶瓷。下部27和上部28可從共同的材料坯料中切出。然而,如果下部27和上部28的材料參數沒有太大差異,則也有可能使用不同的材料坯料。
例如,與氧化鈦混合且在下部27的體積上的平均零交叉溫度為22至25°C之間的的石英玻璃可用於生產下部27。考慮到反射鏡26的冷卻,在微影系統操作期間,零交叉溫度在此處已調整以匹配下部27的預期溫度。取決於生產用於下部27的材料的方法,在22℃時熱膨脹係數的增加較佳小於約1.35至1.8 ppb/K 2
下部27由材料坯料切割出來,然後通過磨削(grinding)和拋光進行加工。下部27的連接表面29在此尤其可形成與光學表面31的預期形狀大致對應的形狀,該光學表面31稍後在上部28上形成。下部27的連接表面29和光學表面31之間的形狀偏差至多為3 mm,較佳不超過200 μm。如果下部27的連接表面29具有圓形外圍邊界,則其直徑通常在20至100 cm之間,下垂度高達直徑的3%。下部27的連接表面29​​的球面基本形狀可疊加任何所需的功能,因此可獲得自由曲面。
對於用於量測的633 nm的波長λ,下部27的連接表面29的拋光可在與特定形狀(圖形)的偏差小於λ/2、較佳小於λ/10的情況下進行。此外,在這種情況下可實現小於5 nm、較佳小於1 nm的粗糙度。在這種情況下,術語「粗糙度」包含與光滑表面的隨機分佈偏差。形狀或圖形偏差被認為包含與特定形狀的長波偏差和短波偏差,以及更多點狀的、非隨機分佈的偏差。長波形狀偏差也可略大於上述λ/2和λ/10的值。然而,關於短波偏差,所提到的值盡可能保持不變。例如,空間頻率為數厘米的偏差不會產生這種破壞性影響。空間頻率低於100 µm的偏差通常更具破壞性。如果作為接合過程的一部分的下部27和上部28的最終連接在非常高的溫度下發生,特別是在高於1000°C的溫度下,則可稍微放寬對粗糙度和形狀偏差的要求,且下部27的連接表面29也可通過研磨(lapping)來加工。根據下部27的材料,所需溫度也可為1200℃或更高。
為避免磨削及拋光劑殘留物變乾,在磨削及拋光後直接沖洗下部27。此外,可進行機械濕式清潔。下部27的表面可另外用溶劑、有機和無機清潔劑、或通過電漿處理等進行清潔。
在加工下部27時,必須確保避免在深度上的損壞,因為少量的水、其他加工劑(例如拋光劑或污染物)會留在微裂紋中,它們可能會蒸發掉並在下部27被加熱時導致局部起泡。為了避免或消除深度上的可能損壞,可使用乾式及/或濕式蝕刻步驟或其他合適的光學加工步驟。此外,可使用漸進式磨削步驟,或進行非接觸式移除,例如通過使用氧電漿進行蝕刻,然後可進行拋光步驟。例如,通過使用氟酸進行短暫蝕刻可證明在深度上不受損傷,這不會導致局部的蝕刻凹坑。氟酸浴同時適合作為用以移除碳氫化合物的清潔步驟。
在磨削和拋光或研磨(lapping)之後,如果適用,分配器通道34和收集器通道35以及流體分配器36和流體收集器37形成在下部27中。根據下部27的形成,冷卻通道32可形成在下部27中。分配器通道34和收集器通道35以及流體分配器36和流體收集器37通常具有橫向尺寸,即橫向於流體流動方向的尺寸,這比冷卻通道32的相應尺寸大得多。
可藉由銑削(milling)、磨削、鑽孔、雷射燒蝕、超聲燒蝕、或蝕刻、或這些方法的組合來形成相應的通道。作為最後的方法步驟,可在每種情況下提供氟酸蝕刻,以避免隨後的裂紋擴展,並在通道中形成一表面,該表面僅以有利於流動的方式略微粗糙化。
為了保護下部27的已經加工的表面、特別是已拋光的表面免於在邊緣處(例如在冷卻通道開口33的外圍)的破裂以及類似的損壞,可在通道形成之前將保護性抗蝕劑施加到下部27的表面。儘管採取了這種預防措施,在邊緣出現的任何破裂都可通過例如在冷卻通道開口33周圍的斜面來進行局部平滑或消除。然而,因為缺口效應,此斜面在流動和強度方面是不利的,應盡量避免。
作為上述程序的替代方案,有可能首先在下部27中形成通道,然後才通過磨削、研磨及/或拋光來加工下部27的表面。然而,這導致在冷卻通道開口33或其他開口的邊緣處出現一定的圓角,因為例如拋光盤具有有限的剛度且凸出到冷卻通道開口33或其他開口中。邊緣處的這種圓角可藉由將與下部27相同材料的佔位件插入或膠合到冷卻通道開口33或其他開口中來抵消。佔位件與下部27的連接表面29一起被磨掉和拋光,並減小了由冷卻通道開口33或其他開口所引起的間隙的寬度。也可用玻璃或陶瓷粉填充的油灰對佔位件和下部27的周圍材料之間的間隙進行灌漿,因此在拋光過程中至多有輕微的凸起,因此在邊緣處幾乎沒有圓角。或者,可藉由機器人拋光或離子束拋光進行局部再加工,以使邊緣處的圓角最小化。在下部27的表面加工之後,再次移除佔位物,如果適用的話,也移除灌漿材料。
為了避免或至少減少邊緣處的圓角,可使用燒蝕或蝕刻方法作為機械表面加工的替代方法。如果在這些方法中,將抗蝕光罩施加到不被加工的區域,則在抗蝕光罩的外圍區域中可能會發生蝕刻不足。這種蝕刻不足的不利影響可藉由適當的機械、雷射燒蝕、或蝕刻再加工來抵消。
具有與針對下部27所述相同或相似特性的材料可用於生產上部28。上部28的材料特性只能在特定範圍內偏離下部27的材料特性。在從材料坯料切割出上部28之後,上部28的表面(特別是連接表面30)可與針對下部27所述類似的方式進行加工,並必須滿足關於形狀偏差和粗糙度的類似要求。如針對下部27所述,如果下部27和上部28的最終連接是在非常高的溫度(特別是高於1000°C或高於1200°C的溫度)下作為接合過程的一部分進行的,那麼對於粗糙度和形狀偏差的要求可以稍微放寬,且上部28的連接表面30可以通過研磨來加工。如果上部28比較薄,也可放寬要求,對於長波形狀偏差也是如此。
取決於具體實施例的變型,上部28可具有冷卻通道32及/或其他通道,例如分配器通道34和收集器通道35。所有這些通道可以與針對下部27所描述類似的方式產生,且可使用類似的措施來減少邊緣處的圓角等。
上部28的厚度通常在10 mm到40 mm之間,但在某些前提條件下也可具有更小的厚度。取決於厚度,可能需要將上部28膠合或光學接觸接合到玻璃基板上作為用於加工的載體材料,以實現足以用於精確加工的剛度。
具有與用於加工下部27的連接表面29的工具相同或非常相似的標稱曲率(nominal curvature)的工具可用於藉由磨削、研磨及/或拋光來加工上部28的連接表面30。選擇性地,在此之後可提供進一步的步驟,其中對下部27的連接表面29和上部28的連接表面30的實際形狀進行量測,並藉由機器人拋光、電漿刻蝕、離子束燒蝕、或壓實高能照射將上部28的連接表面30與下部27的連接表面29局部適配。
在反射鏡26的具體實施例的情況下,其中下部27的連接表面29基本上是平面的或具有非常小的曲率,因此至少一方位角的平均曲率半徑的絕對值大於10 m,有可能使用厚度為0.5 mm至10 mm的較薄的上部28,並以平面方式形成上部28的連接表面30。在這種情況下,上部28在連接到下部27時可能會變形,因此上部28的連接表面30可以適應下部27的連接表面29的形狀。對於連接之前所需的加工,上部28可黏合到足夠硬的載體材料上或光學接觸接合到載體材料上。
作為使用從材料坯料切出的上部28的替代方案,鈦摻雜石英玻璃的薄上部28也可藉由流出(例如在熔融金屬(浮製玻璃)上)、澆注在長的分離邊緣上、壓制和燒結玻璃煙灰或間接地通過灰體來生產。這些方法具有的優點為上部28由幾毫米厚的片材製成,其中可實現關於材料參數的良好均勻性,且可省去機械加工。為了能夠實現與這種片材的下部27和上部28的情況類似的熱膨脹行為,片材的OH含量應偏離至多5%,並且片材的鈦含量與下部27的相應含量應偏離至多0.05%。在以非常薄的片材製造厚度小於2 mm的上部28的情況下,這些要求可進一步放寬一些。
當下部27和上部28的加工完成時,它們可在其連接表面29、30的區域中相互連接。連接分兩個步驟進行:在第一步驟中,上部28係光學接觸接合到下部27上,亦即由於下部27的原子和上部28的原子之間的凡得瓦力,上部28非常靠近下部27以至於附著到下部27。在第二步驟中,通過接合過程加強上部和下部27之間的連接,由此在下部27的原子和上部28的原子之間形成共價鍵,因此上部28和下部27彼此非常牢固地永久連接。
在光學接觸接合之前,對下部27和上部28進行清潔、活化和乾燥,特別是在它們的連接表面29、30的區域中。例如,可藉由蝕刻(例如使用氟酸)、藉由濺鍍、或藉由電漿處理(特別是使用氫或氧電漿)同時地對下部27的連接表面29和上部28的連接表面30進行清潔、燒蝕和活化。
為了光學接觸接合到下部27上,上部28的連接表面30與下部27的連接表面29如此接近,以致由於凡得瓦力而在靠近上部28的表面的原子和靠近下部27的表面的原子之間產生強吸引力,並最終將上部28和下部27彼此連接起來。由於凡得瓦力僅作用於非常短的距離,因此必須使上部28的連接表面30和下部27的連接表面29非常靠近。在相對大的表面積內,這只可能在上部28的連接表面30和下部27的連接表面29非常光滑、具有幾乎完全相同的形狀並且基本上沒有污染物的情況下發生。使上部28的連接表面30和下部27的連接表面29足夠靠近以盡可能防止在連接表面30、29之間夾雜空氣或其他氣體也是非常重要。這些氣體夾雜物也可能在反射鏡26的後期使用過程中產生不利影響。
正是出於這個原因,進行了上述準備並採取了以下更詳細描述的措施,以使連接表面29、30彼此緊密貼靠,並在很大程度上防止氣體夾雜物,從而獲得盡可能最佳的光學接觸接合。將基於圖5對這些措施之一作更詳細的解釋。
圖5以示意截面圖顯示了在將上部28光學接觸接合到下部27上的過程中的快照。截面沿圖4中所繪示的截面線C-C實施,因此垂直於冷卻通道32的縱向範圍。
在所示的示例性具體實施例的情況下,下部27的連接表面29及上部28的連接表面30具有至少近似互補的曲率。從圖5可以看出,上部28的連接表面30沒有在整個表面區域上與下部27的連接表面29平行對齊,而是連接表面29、30在被放在一起時彼此形成一角度,且最初僅在圖5左側所示的其周邊表面區域中彼此相遇。在圖5中,該角度被誇大了,以看出效果。當連接表面被放在一起時,最初上部28和下部27之間僅在連接表面29、30的小區域中接觸,因此最初在上部28和下部27之間僅形成相對較小的接觸表面38。凡得瓦力在接觸表面38內產生它們的吸引效應,使得上部28的連接表面30到下部27的連接表面29的光學接觸接合發生在接觸表面38的區域中。
然後,上部28進一步朝下部27連續地樞轉,並由此變得越來越靠近它,且接觸表面38的尺寸因此而增加。因此,上部28與下部27光學接觸接合的表面積也增加。連接表面29、30的光學接觸接合區域和連接表面29、30的非光學接觸接合區域之間形成的線性過渡在下文中將稱作光學接觸接合前部。在圖5的圖式中,光學接觸接合前部垂直於繪圖平面,且大致平行於冷卻通道32的縱向範圍。這至少適用於光學接觸接合前部穿過繪圖平面相交的區域。光學接觸接合前部可形成為直線或略微彎曲,且隨著上部28靠近下部27,光學接觸接合前部從左向右移動,即上部28對下部27的接近從左到右依次進行。漸進方法在下文中也稱作「滾動」,且在圖5的圖式中,上部28因此從左到右被捲起到下部27。滾動運動的方向在圖5中用箭頭表示,以下稱作滾動方向39。
具有穩定遷移的線性光學接觸接合前部的連續光學接觸接合具有以下效果:氣體連續地從上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間的中間空間排出,因此氣體夾雜物的風險大幅地降低。當上部28的連接表面30已經在整個表面區域上光學接觸接合到下部27的連接表面29上時,光學接觸接合操作結束。
在上部28的連接表面30和下部27的連接表面29不是以旋轉對稱方式形成的示例性具體實施例的情況下,上部28的連接表面30較佳在平行於連接表面29、30具有最小絕對值的平均曲率半徑的方向上捲起至下部27的連接表面29。
藉由使上部28的連接表面30與下部27的連接表面29不具有完全相同的曲率,上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間的中間空間的氣體逸出在一定程度上可變得更加容易。這將基於圖6作出解釋。
從圖5可以看出,滾動方向39橫向於(特別是垂直於)冷卻通道開口33和冷卻通道32的縱向範圍。由於上部28的厚度在冷卻通道32的區域中顯著減小,這些區域以類似於接頭的方式起作用並使上部28更容易在這些區域中彎曲。這具有的結果是,僅需要相對較小的力來將上部28暫時保持在接觸表面38之外,與下部27保持足夠大的距離,以防止在那裡發生光學接觸接合,並使上部28的連接表面30連續地接近下部27的連接表面29。此外,在接觸表面38的區域中,實現了上部28的連接表面30與下部27的連接表面29緊密接觸的更好接合,並因此可實現非常可靠的光學接觸接合。這將基於圖7作更詳細的解釋。
由於橫向延伸的冷卻通道32,在光學接觸結合期間可能形成局部應力。然而,這些應力可通過機器人所執行光學接觸接合和特別均勻的光學接觸接合速度而保持為低。由於在非常高的溫度下進行接合程序,特別是在下部27和上部28的材料的退火點和軟化點之間的溫度下,因此也有可能降低局部應力。舉例來說,可提供1200°C 和 1400°C之間的溫度。
圖6顯示了上部28和下部27的示意截面圖。以類似於圖5的方式選擇了該截面。因此,截面是沿著圖4中繪示的截面線C-C截取的,因此垂直於冷卻通道32的縱向範圍。上部28顯示為與下部27相距非常小的距離且平行於下部27。然而,這並不代表光學接觸接合期間的快照,而是用於說明上部28的連接表面30和下部27的連接表面29的幾何形狀。然而,上部28和下部27顯示在相對於彼此的相對方位角旋轉定向上,它們在光學接觸接合期間採用這種定向,且示意圖的截面平面在光學接觸接合期間平行於滾動方向39延伸。
從圖6可明顯看出,下部27的連接表面29形成為彎曲狀,特別是凹狀彎曲。上部28的連接表面30與下部27的連接表面29相反,因此形成為凸形彎曲。從圖6進一步明顯看出,上部28的連接表面30在圖6的截面中、以及因此在平行於滾動方向39的方向上,比下部27的連接表面29具有更顯著的曲率。換句話說,相對於所述方向,上部28的連接表面30具有比下部27的連接表面29更小的平均曲率半徑絕對值。曲率差在圖6中誇大了,因為否則將無法辨別。
上部28的連接表面30和下部27的連接表面29的不同曲率導致當上部28捲起至下部27時,上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間在光學接觸接合前部之外連續保持楔形間隙,上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間的氣體可通過此間隙逃脫。此外,楔形間隙導致上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間的距離隨著與接觸表面38相距的距離增加而增加,即使上部38沒有主動彎曲遠離下部27。通常,在光學接觸接合過程中,上部28仍然彎曲遠離下部27,以在上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間獲得足夠的距離,該距離隨後在光學接觸接合前部的區域中逐漸減小。只要連接表面29、30的其中一者是凸形彎曲的,其平均曲率半徑的絕對值小於連接表面29、30中為凹形彎曲的其中一者的平均曲率半徑絕對值,就存在所述的設置。
圖7以示意俯視圖顯示了在將上部28光學接觸接合到下部27期間的快照。在與圖5不同的情況下,光學表面31的位置繪示在圖7中,儘管光學表面31通常僅在光學接觸接合之後形成。下部27、上部28和光學表面31的形成(其從頂部看是矩形的)是作為示例選擇的,因為通過這種方式,可以非常說明性地顯示上部28的連接表面30被冷卻通道32大面積覆蓋,即冷卻通道32在上部28的連接表面30的幾乎整個側向區域上的分佈。上部28的連接表面30在圖7中並不直接可見。然而,圖7顯示了上部28,其承載連接表面30且在所示示例性具體實施例中其外輪廓與連接表面30的周邊邊界相匹配。下部27、上部28和光學表面31的實際形狀在每種情況下都可能偏離圖7的示意圖,且取決於例如光學和機械情況、可用的安裝空間等等。
在圖7的示意圖中,滾動方向39從左向右延伸。在圖7中,左側所示的上部28的連接表面30的周邊最初被帶到圖7左側所示的下部27的連接表面29的周邊,直到上部28的連接表面30與下部27的連接表面29接觸。然後,將上部28的連接表面30從左到右捲起至下部27的連接表面29,並因此依次光學接觸接合到其上,即在圖7的示意圖中,光學接觸接合前部從左側和右側延伸。從圖7可進一步看出,冷卻通道32(其配置在上部28中並且形成為朝向上部28的連接表面30的開口)以及特別是冷卻通道開口33的縱向範圍係垂直於滾動方向39延伸。
以垂直於冷卻通道開口33的縱向範圍的滾動方向39將上部28光學接觸接合到下部27上,使得更容易以受控的方式將上部28的連接表面30靠在下部27的連接表面29上。同樣可確保,在接觸表面38的區域中在上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間形成緊密且全區域的接觸,且在接觸表面38的區域之外保持連接表面29、30之間的足夠大的距離。如果冷卻通道32(如在圖7的示例性具體實施例的情況下)延伸到上部28的連接表面30的幾乎整個側面區域,則這種效果尤其顯著,因為在這種情況下實現了上部28的特別好的變形能力。此外,冷卻通道開口33之間的淨距離不超過15 mm,較佳不超過​​5mm,有利於上部28的連接表面30靠在下部27的連接表面29上。
通常,冷卻通道32和冷卻通道開口33僅配置在上部28或下部27中橫向地配置在成品反射鏡26中的光學表面31內的區域內,其中略微超限(亦即這個區域之外的小範圍內)是可能的。因此,上部28的連接表面30上可能存在橫向在光學表面31的區域之外的區域,其中沒有配置冷卻通道32且上部28的可變形性因此低於具有冷卻通道32的區域中的可變形性。此問題在圖7所示的實施例中幾乎不明顯,因為光學表面31以及冷卻通道32靠近上部28的外輪廓延伸。然而,也有反射鏡26的具體實施例,其中光學表面31的橫向尺寸明顯小於上部28的橫向尺寸,且冷卻通道32不靠近上部28的外輪廓延伸。然而,在這種情況下,也有可能在光學表面31的區域的橫向外側獲得與在光學表面31的區域的橫向內側類似的上部28的高變形能力。這將基於圖8作更詳細地解釋。
圖8在對應於圖7的示意圖中顯示了在將上部28光學接觸接合到下部27的過程中的另一快照。為了更容易定向,繪製了光學表面31的輪廓,即使光學表面31直到稍後的時間點才形成。根據圖8的快照再次顯示了具有矩形外輪廓的上部28,且與圖7的快照的不同之處在於,光學表面31具有比上部28小得多的橫向尺寸,且上部28除了冷卻通道32之外還具有輔助通道40。
由於冷卻通道32僅在光學表面31的橫向區域內延伸,沒有冷卻通道32和沒有冷卻通道開口33的區域保留在光學表面31和上部28的外輪廓之間的中間空間中。輔助通道40配置在此區域中。輔助通道40完全或大部分橫向地配置在上部28中用於光學表面31的區域之外,並朝向上部28的連接表面30開放,從而在連接表面30中形成細長的輔助通道開口41。輔助通道40及輔助通道開口41的縱向範圍方向對應於冷卻通道32及冷卻通道開口33的縱向範圍方向,且平行於滾動方向39延伸。輔助通道40之間的淨間距最多與冷卻通道32之間的淨間距一樣大。輔助通道40在光學接觸接合期間完成與冷卻通道32相同的功能,特別是增加上部28的可變形性,以簡化上部28的連接表面30靠在下部27的連接表面29上。因此,如果可能,不具有冷卻通道32的上部28的連接表面30的所有區域都設置有輔助通道40。
可使用與冷卻通道32類似的方式產生輔助通道40,其與冷卻通道32分開形成且不與冷卻通道32流體連接。輔助通道40與環境流體地連接。這可例如藉由將輔助通道40形成為朝向上部28的側表面的開口來實現,或藉由透過下部27中的孔進行排氣來實現,這些孔通向下部27的連接表面29並完全延伸穿過下部27。在將反射鏡26安裝在微影系統中之前,將輔助通道40徹底清潔,例如通過蝕刻和多次沖洗操作。
作為與環境形成流體連接的替代方案,也可關閉輔助通道40。在一變型中,輔助通道40由可撓性膜封閉,這允許與環境有一定的壓力平衡。在另一變型中,輔助通道40填充有流體並封閉使得可以在輔助通道40中建立期望的流體壓力,並以此方式實現壓力控制的操縱器。流體同樣可用於對反射鏡26進行額外的冷卻或加熱。另外還可將加熱絲引入輔助通道40中,以加熱反射鏡26。
藉由在圖8左側所示的其周邊表面附近將上部28的連接表面30和下部27的連接表面29結合在一起來開始光學接觸接合操作,並藉由從左向右進行的滾動運動繼續光學接觸接合操作,直到上部28的連接表面30完全光學接觸接合到下部27的連接表面29上。在這種情況下,冷卻通道32和輔助通道開口41促進上部28在其連接表面30的整個區域中的可變形性。對於其餘部分,關於圖7所作的說明類似地適用。
圖9在對應於圖5的示意圖中顯示了在將上部28光學接觸接合到下部27的過程中的另一快照。根據圖9的快照與根據圖5的快照的不同之處在於上部28的不同組態。與根據圖5的上部28相比,圖9中所示的上部28沒有冷卻通道32。相反地,根據圖9的上部28具有彼此平行延伸的複數個輔助通道40。輔助通道40具有朝向遠離連接表面30的上部28的一側的開口形式,也就是說,根據圖9係朝向上部28的上側,且在那裡具有輔助通道開口41。輔助通道40可以類似於已針對冷卻通道32描述的方式生產,且該輔助通道以彈性材料進行填充,以在光學接觸接合到下部27期間簡化上部28的處理。
使用輔助通道40可獲得類似於使用已經描述的具體實施例中的冷卻通道32獲得的在光學接觸接合期間的良好可變形性,且以類似於已經描述的方式實施光學接觸接合。因此,圖9左側所示的上部28的一側上的連接表面30朝向下部27的連接表面29,從而形成接觸表面38。通過繼續使上部28靠近下部27,接觸表面38不斷擴大,直到上部28的連接表面30的整個區域已經光學接觸接合到下部27的連接表面29。為了簡化靠在下部27的連接表面29上的上部28的連接表面30,滾動方向39在光學接觸接合期間橫向於(特別是垂直於)輔助通道40的縱向範圍。為了上部28的最佳可能變形性的目的,可設置輔助通道40在縱向方向上在上部28的整個橫向範圍上延伸,也就是說,使該輔助通道到達該上部的外輪廓。因此,輔助通道40不限於稍後形成的光學表面31的橫向區域。
在將上部28光學接觸接合到下部27上之後,在下部27和上部28在進一步連接程序的範圍內進行熱處理之前從輔助通道40移除彈性材料。一旦下部27和上部28之間的連接已經完全形成,藉由銑削及/或磨削來移除與輔助通道40相鄰的腹板,並執行拋光步驟以產生合適的基板用於形成光學表面31。
除了輔助通道40,還可使用具有冷卻通道32的上部28來執行所描述的過程。冷卻通道32可使用已描述的方式形成為朝向上部28的連接表面30的開口。如果將當上部28光學接觸接合到下部27上時的滾動方向39選擇為平行於冷卻通道32,則連接表面29、30之間的區域在光學接觸結合期間可以更容易地排氣,因為氣體可接著通過冷卻通道32逸出此區域。輔助通道40垂直滾動方向29延伸,因此也垂直於冷卻通道32。
圖10在對應於圖7的示意圖中顯示了在將上部28光學接觸接合到下部27期間的另一快照。根據圖10的快照與根據圖7的快照的不同之處在於上部28和下部27的不同組態。圖7中所示的上部28具有從頂部看為矩形的形狀,並具有直線形成且相互平行的冷卻通道32和冷卻通道開口33。在那裡的俯視圖中,下部27的連接表面29同樣具有矩形形狀且被上部28完全隱藏。相比之下,圖10所示的上部28在俯視圖中具有圓形外輪廓,且下部27的連接表面29在俯視圖中也是圓形的,但再次被上部28隱藏。另一個區別在於以下事實:根據圖10的上部28沒有冷卻通道32,而是輔助通道40。為了更容易定位,光學表面31的輪廓再次繪製在圖10中,即使直到稍後的時間點才形成光學表面31。
以類似於圖9的方式,在圖10的快照中,輔助通道40也具有朝向背離連接表面30的上部28的一側的開口形式,也就是說,根據圖10係朝向上部28的上側,並在那裡具有輔助通道開口41。輔助通道40可以類似於已針對冷卻通道32描述的方式生產,且該輔助通道填充有彈性材料,以在光學接觸接合到下部27期間簡化上部28的處理。
在輔助通道40的形狀方面與圖9有很大不同。根據圖10的上部28具有複數個輔助通道40,不是線性形成的輔助通道40,而是呈環形且與上部28的圓形外輪廓相匹配且它們彼此同心地佈置。由於上部28在由輔助通道40形成的材料弱化情況的區域中再次特別容易變形,因此上部28的曲率(特別是上部28的連接表面30的曲率)在本具體實施例中可藉由適當的力來改變。
為了匹配下部27和上部28的不同幾何形狀,在圖10的具體實施例中還選擇了將上部28光學接觸接合到下部27上時的不同程序。本質區別在於以下事實:上部28與下部27的光學接觸接合不是在外輪廓附近開始,而是在上部28的中心開始。在具有凸形連接表面30的上部28的情況下,上部28為此變形,使得連接表面30彎曲到更顯著的效果,也就是說,它們的平均曲率半徑的絕對值減小。特別地,這也導致上部28的連接表面30比下部27的連接表面29有更明顯的彎曲,即上部28的連接表面30的平均曲率半徑的絕對值小於下部27的平均曲率半徑的絕對值。
在這種明顯彎曲的狀態下,上部28的連接表面30越來越靠近下部27的連接表面29,上部28和下部27基本上彼此平行地定向。然而,由於上部28的變形,不存在精確的平行度,但是到下部27的連接表面29的距離在上部28的連接表面30的中心處略小於在它的邊緣。因此,在距離方面存在類似的情況,如圖6所示。
隨著它們越來越靠近,最終在上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間存在接觸。這種接觸發生在上部28的連接表面30的中心,因此在那裡形成接觸表面38,且上部28局部地光學接觸接合到下部27上。由於連接表面29、30的不同曲率,上部28的連接表面30和下部27的連接表面29之間的距離也同樣隨著距中心的距離增加而增加,從而防止了不受控制的大面積光學接觸接合。因此,接觸表面38最初被限制在中心及其附近。
接著,將上部28的連接表面30在從中心沿徑向向外依次延伸的區域中壓靠下部27的連接表面29,同時減小上部28的曲率放大變形,結果為接觸表面38的尺寸徑向向外增大,且上部28的連接表面30由此在同心增加的區域中光學接觸接合到下部27的連接表面29上,直到最終在整個區域實現了光學接觸接合。在該過程中,形成了從中心徑向向外移動的光學接觸接合前部。這由用於滾動方向的箭頭39表示。
整體而言,光學接觸接合操作因此藉由將上部28的連接表面30和下部27的連接表面29在上部28的連接表面30的中心處(因此通常也在光學表面31的區域的中心處)放在一起而開始,且藉由徑向向外的滾動運動繼續光學接觸接合操作,直到上部28的連接表面30完全光學接觸接合到下部27的連接表面29上。對於其餘部分,關於圖9所述的內容類似地適用,也就是說,與輔助通道40相鄰的腹板在形成光學表面31之前被燒蝕等等。
由於上部28被製造為具有比下部27的連接表面29略微顯著的曲率的連接表面30,因此可略微減少如所述的光學接觸接合程序所需的上部28的變形。然而,差值不能選擇為太大,以便即使在上部28的外輪廓附近,也就是在上部28的連接表面30與下部27的連接表面29相距一段距離的區域內,也有可能實現可靠的光學接觸接合,即使在上部28的未變形狀態下,由於這個措施,也是如此。
在上部28的凹形連接表面30和下部27的凸形連接表面29的情況下,過程類似地以相反的方向進行,從而再次從中心開始進行光學接觸接合,且滾動是徑向向外進行的。
與圖中所示不同,輔助通道40也可形成為環形段,在每種情況下,複數個環形段能夠再現環形。環或環段不一定是圓形的,也可根據不同形狀的曲線來形成。
前述陳述均關於冷卻通道32(如果存在)配置在上部28中並形成為朝向上部28的連接表面30的開口的具體實施例。然而,冷卻通道32也可分別配置在下部27中並可形成為朝向下部27的連接表面29的開口。然而,在這種情況下,必須通過上部28中的冷卻通道32及/或輔助通道40來確保上部28的足夠變形能力。
可在所有具體實施例中提供平行於滾動方向39延伸的冷卻通道32,用以在光學接觸接合期間協助排氣。
在所有具體實施例中,在將上部28光學接觸接合到下部27上之後,可進行接合過程。在接合過程的範疇內進行熱處理,其中上部28和下部27可選擇性地相互壓靠。以這種方式,可能除了已經存在的共價鍵之外,在上部28的連接表面30和下部27的連接表面29的區域中的原子之間形成共價鍵。這導致上部28和下部27之間的連接的耐用性增加。
在接合過程之後,上部28可被加工至冷卻通道32上方1至10 mm的厚度。
在上部28的厚度減小的加工步驟之後,或是代替此加工步驟,重新加工上部28,使得它在其背離連接表面30且要在其上形成光學表面31的一側上具有高準確度的預定形狀並滿足預定的粗糙度標準。然後,在那裡形成光學表面31。這可例如通過施加鋁層或交替地施加鉬和矽層來進行。
1:投射曝光裝置 2:照明系統 3:輻射源 4:照明光學單元 5:物場 6:物體平面 7:遮罩 8:遮罩保持器 9:遮罩位移驅動器 10:投射光學單元 11:影像場 12:影像平面 13:晶圓 14:晶圓保持器 15:晶圓位移驅動器 16:照明輻射 17:集光器 18:中間焦平面 19:偏轉反射鏡 20:第一琢面反射鏡 21:第一琢面 22:第二琢面反射鏡 23:第二琢面 24:冷卻裝置 25:控制裝置 26:反射鏡 27:下部 28:上部 29:連接表面 30:連接表面 31:光學表面 32:冷卻通道 33:冷卻通道開口 34:分配器通道 35:收集器通道 36:流體分配器 37:流體收集器 38:接觸表面 39:滾動方向 40:輔助通道 41:輔助通道開口 M:反射鏡 M1-M6:反射鏡
下文將根據附圖中所示的示例性具體實施例來更詳細地解釋本發明,其中:
圖1示意性地顯示了用於EUV投射微影的投射曝光裝置的示例性具體實施例的子午剖面;
圖2以示意圖顯示了用於DUV投射微影的投射曝光裝置的示例性具體實施例;
圖3以示意截面圖顯示了已藉由根據本發明的方法生產的反射鏡的示例性元件;
圖4以另一示意截面顯示了圖3所示的反射鏡的第一示例性具體實施例;
圖5以示意截面圖顯示了在上部光學接觸接合到下部的過程中的快照;
圖6顯示了上部和下部的示意截面圖;
圖7以示意性俯視圖顯示了在上部光學接觸接合到下部的過程中的快照;
圖8以對應於圖7的示意圖顯示了在上部光學接觸接合到下部的過程中的另一快照;
圖9以對應於圖5的示意圖顯示了在上部光學接觸接合到下部的過程中的另一快照;以及
圖10以對應於圖7的示意圖顯示了在上部光學接觸接合到下部的過程中的另一快照。
27:下部
28:上部
29:連接表面
30:連接表面
32:冷卻通道
33:冷卻通道開口
38:接觸表面
39:滾動方向

Claims (23)

  1. 一種用於生產一微影投射曝光裝置的一反射鏡的方法,包含:- 提供具有一第一連接表面的一第一反射鏡部件,- 提供具有一第二連接表面的一第二反射鏡部件,- 在該第二反射鏡部件中形成多個冷卻通道及/或多個輔助通道,以及- 藉由將該第一反射鏡部件和該第二反射鏡部件結合在一起來生產該反射鏡,使得最初該第一連接表面的一部分區域和該第二連接表面的一部分區域接觸並形成一共同接觸表面,且藉由在相對於該等冷卻通道或該等輔助通道的一橫向方向上繼續將該第一反射鏡部件和該第二反射鏡部件結合在一起來擴大該接觸表面。
  2. 如請求項1所述之方法,其中該第一反射鏡部件的該第一連接表面及/或該第二反射鏡部件的該第二連接表面具有一曲率。
  3. 如請求項2所述之方法,其中該第一連接表面的該曲率係形成為凸形且該第二連接表面的該曲率係形成為凹形,或者,該第一連接表面的該曲率係形成為凹形且該第二連接表面的該曲率係形成為凹形,以及當該第一反射鏡部件和該第二反射鏡部件結合在一起時,該凸形曲率的一平均曲率半徑的絕對值小於該凹形曲率的一平均曲率半徑的絕對值。
  4. 如請求項2及3的其中一項所述之方法,其中該第一反射鏡部件的該第一連接表面的該曲率不是旋轉對稱形成的,因此具有不同的平均曲率半徑,及/或該第二反射鏡部件的該第二連接表面的該曲率不是旋轉對稱形成的,因此具有不同的平均曲率半徑。
  5. 如請求項4所述之方法,其中沿該第一反射鏡部件的該第一連接表面及/或該第二反射鏡部件的該第二連接表面具有最小絕對值的平均曲率半徑的一方向,繼續將該第一反射鏡部件和該第二反射鏡部件結合在一起。
  6. 如前述請求項的其中任一項所述之方法,其中多個冷卻通道配置在該第一反射鏡部件中,該等冷卻通道形成為朝向該第一反射鏡部件的該第一連接表面的開口。
  7. 如前述請求項的其中任一項所述之方法,其中該第二反射鏡部件的該等冷卻通道及/或該等輔助通道形成為朝向該第二反射鏡部件的該第二連接表面的開口。
  8. 如前述請求項的其中任一項所述之方法,其中該等輔助通道形成為朝向該第二反射鏡部件的一側的開口,該第二反射鏡部件的該側係設置為形成一光學表面。
  9. 如請求項8所述之方法,當該第一反射鏡部件和該第二反射鏡部件結合在一起時,以與該第二反射鏡部件的材料不同的一材料來填充該等輔助通道。
  10. 如請求項8及9的其中一項所述之方法,其中在形成該光學表面之前平整化該等輔助通道。
  11. 如前述請求項的其中任一項所述之方法,其中該等冷卻通道及/或該等輔助通道具有一線性輪廓。
  12. 如請求項1到10的其中一項所述之方法,其中該等冷卻通道及/或該等輔助通道具有一環形實施例或根據多個環形段形成。
  13. 一種用於生產一照明光學單元的方法,包含:- 提供根據請求項1至12的其中任一項所述的一方法所生產的一反射鏡;以及- 生產具有該反射鏡的該照明光學單元。
  14. 一種用於生產一投射光學單元的方法,包含:- 提供根據請求項1至12的其中任一項所述的一方法所生產的一反射鏡;以及- 生產具有該反射鏡的該照明光學單元。
  15. 一種用於生產一微影投射曝光裝置的方法,包含:- 提供根據請求項1至12的其中任一項所述的一方法所生產的一反射鏡;以及- 生產具有該反射鏡的該微影投射曝光裝置。
  16. 一種用於生產一微影投射曝光裝置的一反射鏡的中間產品,其中該中間產品的形式為具有一第二連接表面的一第二反射鏡部件,該第二連接表面形成為可光學接觸接合到一第一反射鏡部件的一第一連接表面上,該第二反射鏡部件在其與該第二連接表面相對的一側上具有多個輔助通道。
  17. 一種照明光學單元,包含根據請求項1至12的其中任一項所述的一方法及/或使用根據請求項16所述的一中間產品所生產的一反射鏡。
  18. 一種投射光學單元,包含根據請求項1至12的其中任一項所述的一方法及/或使用根據請求項16所述的一中間產品所生產的一反射鏡。
  19. 一種微影投射曝光裝置,包含根據請求項17所述的一照明光學單元及/或根據請求項18所述的一投射光學單元。
  20. 一種反射鏡,包含:- 具有一第一連接表面的一第一反射鏡部件,- 具有一第二連接表面的一第二反射鏡部件,以及- 形成在該第二反射鏡部件中的多個冷卻通道及/或多個輔助通道,其中該第一反射鏡部件和該第二反射鏡部件係結合在一起使得最初該第一連接表面的一部分區域和該第二連接表面的一部分區域接觸並形成一共同接觸表面,且藉由在相對於該等冷卻通道或該等輔助通道的一橫向方向上繼續將該第一反射鏡部件和該第二反射鏡部件結合在一起來擴大該接觸表面。
  21. 一種投射照明光學單元,包含如請求項20所述之一反射鏡。
  22. 一種投射光學單元,包含如請求項20所述之一反射鏡。
  23. 一種微影投射曝光裝置,包含如請求項21所述之一照明光學單元及/或如請求項23所述之一投射光學單元。
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AU2002356606A1 (en) * 2001-12-12 2003-06-23 Carl Zeiss Smt Ag Mirror facet and facetted mirror
DE10317667A1 (de) 2003-04-17 2004-11-18 Carl Zeiss Smt Ag Optisches Element für ein Beleuchtungssystem
DE102008009600A1 (de) 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Facettenspiegel zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie
DE102015226531A1 (de) 2015-04-14 2016-10-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik zur Abbildung eines Objektfeldes in ein Bildfeld sowie Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen abbildenden Optik
DE102017220586A1 (de) 2017-11-17 2019-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Pupillenfacettenspiegel, Beleuchtungsoptik und optisches System für eine Projek-tionsbelichtungsanlage
KR20210006346A (ko) * 2018-04-24 2021-01-18 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 방사선 빔을 위한 반사 광학 요소
DE102019217530A1 (de) * 2019-11-13 2019-12-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches element und verfahren zum herstellen eines optischen elements
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