TWI640799B - 光學構件、投影系統、量測系統及極紫外光微影設備 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種光學構件(1)，其包含一光學元件(2)、用以保持光學元件(2)的一架座(3)、以及具有用以將光學元件(2)緊固至架座(3)之緊固區域(14)的複數個緊固元件(12)，其中緊固元件(12)橋接光學元件(2)與架座(3)之間的一空隙(11)，且光學構件(1)包含用以在光學元件(2)的區域中產生至少一淨化氣流(16)的一淨化裝置(15)，該淨化氣流圍繞緊固元件(12)的緊固區域(14)流動。

Description

光學構件、投影系統、量測系統及極紫外光微影設備 【相關專利參照】

本申請案主張2015年10月12日申請之德國專利申請案DE 10 2015 219 671.2的優先權，其整體揭露內容以引用的方式成為本申請案的內容。

本發明關於一光學構件，其包含：一光學元件、用以保持光學元件的一架座、以及具有用以將光學元件緊固至架座之緊固區域的複數個緊固元件，其中緊固元件橋接光學元件與架座之間的一空隙。本發明也關於包含此一構件的投影系統、以及包含此一投影系統的量測系統及EUV微影設備。

已知使用緊固元件用以將光學元件保持在架座上，其中緊固元件具有將光學元件緊固於該處的緊固區域。光學元件可藉由接合劑、特別是藉由黏合劑來緊固至緊固元件。一般而言，光學元件在緊固區域中置於緊固元件上，以在外邊緣支撐光學元件；然而，緊固元件也有可能具 有側向緊固區域以橫向地夾緊光學元件並因此以此方式達成緊固。舉例來說，緊固元件可以腹板(webs)或類似物的方式實施，其可能橋接架座的內邊緣與光學元件的外邊緣之間的空隙。

當使用UV或EUV輻射時，通常需要藉由淨化氣流來保護光學元件的光主動表面，因為光主動表面的汙染可能導致傳輸耗損及光學元件的不可逆損害。特別是當使用波長小於約200nm的輻射時，使用小的淨化氣流或每單位時間小的淨化氣體體積是有利的，因為由於淨化氣體的吸收線，在適當情況下針對所使用輻射必須使用惰性氣體(例如氬)來取代氮。

舉例來說，為了沿光學表面產生淨化氣流，WO 2015/090862 A1已揭露實行提供用以在EUV微影系統中產生氣流的至少一氣體噴嘴，為了將汙染物質從配置在EUV微影系統中的光學表面移除，該氣流在EUV微影系統中形成一氣體渦流。氣流可沿光學表面延伸，以沿光學表面導引氣體渦流。

US 2010/0195076 A1已揭露用於微影之光學裝置的光學薄膜元件，該薄膜元件具有至少一薄膜層及一架座，該架座至少部分地圍繞至少一薄膜層且薄膜層的至少部分邊緣緊固於架座上。提供了至少一張力元件，用於以可調節的方式夾緊薄膜。光學薄膜元件具有一保持器，架座被接收於保持器中，且張力元件具有長度可調整的連接元件於架座及保持器之間。薄膜層可以氣密的方式緊固至保持器，使得薄膜上及保持器上之緊固元件的接觸點之間沒有留下無薄膜空間。

本發明的一目的為提供一光學構件、包含此一光學構件的投影系統、以及包含此一投影系統的量測系統及EUV微影設備，其中改良了以淨化氣體對光學元件的淨化。

本發明之標的

此目的係以在開頭所提出之類型的光學構件來實現，其包含用以在光學元件區域中產生至少一淨化氣流的一淨化裝置，該淨化氣流圍繞緊固元件的緊固區域流動。藉由使淨化氣流圍繞緊固區域流動或藉由將緊固區域配置在由淨化氣體所淨化的體積中，有可能保護它們免於受到來自環境的影響，特別是來自濕氣的影響。

在一具體實施例中，淨化裝置係實施為產生通過空隙的淨化氣流。根據此具體實施例，所提出用以保護緊固區域免於受到來自周圍環境(特別是濕氣)影響的方式為導引一(乾)淨化氣流通過空隙或允許其通過空隙。這使得有可能保護緊固區域免受到濕氣。然而，一般而言，若光學元件的光學使用區域也應同時由淨化氣流淨化時，此解決方案需要相對大量的淨化氣體。

在另一具體實施例中，在光學使用區域之外將一導流元件(其一般為板形)緊固至光學元件及/或架座，並以平面的方式覆蓋(一般為完全地覆蓋)光學元件及架座之間的空隙。由導流元件對空隙的平面覆蓋所能達成的是，流經空隙的淨化氣體的量將顯著地降低，但仍確保足夠的流動圍繞緊固元件的緊固區域。

在另一具體實施例中，導流元件由金屬材料組成，例如不鏽鋼。導流元件可為形式例如為薄片的自支撐元件、或是形式例如為薄膜 的非自支撐元件。由於導流元件係緊固至架座及/或在光學使用區域之外緊固至光學元件，因此導流元件並不需要由對光學構件的使用輻射為透明的材料所形成。

導流元件的材料應選擇使得：第一，它不會將汙染物質排放到周圍環境，以及第二，它對在可到達導流元件之使用輻射的波長的雜散輻射在長時段內是穩定的，使得導流元件的材料不會劣化。兩個需求一般皆可由金屬材料來滿足，特別是不鏽鋼。應理解，導流元件(特別是薄膜的形式)也可由其他材料來形成，例如由用以產生所謂薄皮(pellicle)的材料，其在微影中用以保護晶圓或光罩免受汙染物質。特別地，導流元件的合適材料可由取決於使用輻射之波長的方式來選擇。特別地，可選擇剛性比架座材料更低的材料作為導流元件的材料。

在另一具體實施例中，導流元件以氣密的方式密封空隙。在此具體實施例中，光學元件及架座之間的空隙由導流元件完全覆蓋，其由氣密的(例如金屬)材料所組成，使得導流元件以氣密的方式密封空隙。因此，導流元件完全地密封光學元件及架座之間的空隙，使得緊固區域及緊固元件被保護免於受到環境的影響，其可能發生在導流元件遠離緊固面之側。此外，藉由密封空隙，有可能避免被導引通過空隙的淨化氣流在當其撞擊另一淨化氣流或穿過另一淨化氣流時可能造成的湍流，其中另一淨化氣流可能提供用以例如保護在含有光學構件之光學系統(例如成像光學系統)中的另一光學元件。

一般而言，緊固元件(其可例如為腹板形緊固元件(所謂的「腳」))在導流元件的該側上延伸，淨化氣體也沿該側而沿光學元件被導 引。因此，淨化氣流可沿緊固元件(特別是沿緊固區域)被導引以保護它們免受濕氣及其他環境影響，而無某些淨化氣流能夠經由空隙逸出。因此，當由導流元件完全地密封空隙時，淨化裝置所需的淨化氣體的量可顯著地降低，因為僅需要淨化光學使用區域也形成於其上之光學元件該側上的體積。一般來說，相較於前述的具體實施例，藉由在導流元件的協助下密封空隙可獲得顯著更高的保護因數。保護因數描述環境氣體(一般為空氣)的汙染的比例相對淨化氣體(氮氣、氬氣等)的汙染的比例。舉例來說，若在一給定體積中存在10000個氧分子作為汙染物於環境氣體中且若在光學系統的淨化氣體的相同體積中僅可找到一個氧分子，則保護因數為10000：1。

在一具體實施例中，光學元件透過一接合劑、特別是透過一黏合劑來緊固至緊固元件的緊固區域。黏合連接的特性可能受到環境影響、特別是濕氣而改變。通過吸收水分，黏合劑的體積可能增加，亦即黏合劑可能膨脹，其結果為光學元件相對架座的對準改變，且光學元件或光學構件安裝於其中的光學系統在其光學特性方面有不希望的劣化。當光學元件以不同於黏著連接的方式緊固至架座或緊固元件的緊固區域時，也可能選擇性地發生這類在定向上的變化或一般相對薄的光學元件的形變。緊固元件可具有與架座整合的設計；然而，緊固元件也有可能透過黏著或壓配(force-fit)或互鎖連接而緊固至架座。

在一具體實施例中，光學元件為一反射鏡元件，其具有一基板及施加至基板的一反射塗層。反射鏡的光學使用區域形成反射塗層的一部份或對應於反射塗層施加至基板的區域。反射塗層可施加至基板的表面，其為平面或選擇性地以凸起或凹入的方式彎曲。淨化裝置一般實施為 沿反射塗層的光學使用區域導引該淨化氣流或一淨化氣流。

取代反射鏡，光學元件也可為透射式光學元件，例如透鏡元件。透射式光學元件也具有光學使用區域，於其中輻射以定向方式通過光學元件。在此情況下，薄膜也可在光學使用區域之外緊固至光學元件。

在一發展中，導流元件緊固至基板遠離反射塗層的一側(即下側)。在此情況中，緊固元件一般在導流元件面向反射塗層之該側上延伸。由於光學元件(更準確地說為光學使用區域)由一淨化氣體淨化，淨化氣流也環繞緊固區域流動並因此而保護它們免於受到環境的影響。或者，有可能在面向反射塗層之側上將導流元件緊固至光學元件。在此情況中，有利的是產生沿反射鏡或基板的下側延伸的淨化氣流，以保護緊固區域免受到環境影響。

有各種選擇用以將導流元件緊固至光學元件及/或架座。較佳地，導流元件透過一接合劑、特別是透過一黏合劑於光學使用區域之外緊固至光學元件及/或緊固至架座。

在一具體實施例中，導流元件實施為一薄膜，其在光學使用區域之外緊固至光學元件或架座。薄膜一般不是自支撐的，因此其緊固至架座及光學元件兩者。然而，也應理解到，若使用自支撐導流元件(其形式例如為薄片)來以氣密的方式密封空隙，其可緊固至光學元件及架座兩者。

在一發展中，薄膜透過一接合劑、特別是透過一黏合劑於光學使用區域之外緊固至光學元件。這樣的緊固首先使得可能緊固薄膜而不使光學元件形變，其次一般能夠實現薄膜與光學元件之間的完全密封連接。例如(圓)環形薄膜也可以完全密封的方式黏接至架座。此外，黏合連接 僅需小的安裝空間，因為黏合層的厚度可例如為約20-30μm或更少。舉例來說，可使用基於環氧樹脂的黏合劑以黏接。理想上，黏合僅能施加至最外圍邊緣區域中的光學元件，以不在光學使用區域中產生任何形變。也有可能使用能夠實現黏著連接的其他接合劑(其選擇性地取決於所要連接的材料)來取代黏合劑，例如焊膏或類似物。薄膜或導流元件也有可能藉由壓配或以互鎖連接的方式緊固至光學元件及/或架座。

在另一發展中，接合劑、特別是一黏合劑以鋸齒形軌道的方式施加在光學元件上。在此情況中，黏合劑以圓周方式、一般以圓環形方式沿邊緣區域施加至光學元件，其中鋸齒形軌道相互相對的尖端表示其在徑向方向中的內部或外部最大範圍。藉由以鋸齒形軌道的形式施加黏合劑，有可能避免徑向向內或(選擇性地)徑向向外的作用力在黏合劑固化時延伸至光學元件。為了產生盡可能定義並精準計量的黏合連結，有利的是不像通常一樣使用注射器，而是透過篩網印刷方法將黏合劑施加至光學元件上。應理解到，也有可能透過以鋸齒形軌道的形式實施的黏合劑將不是實施為薄膜的導流元件緊固至光學元件。

在一般形成於具有反射塗層之基板的側面上的淨化體積中存在有相對周圍氣體壓力的小正壓力，即使在淨化氣體通過空隙的情況，如此以確保淨化氣體的恆定流出。此流出的速度必須高於平均擴散速度，以有效避免汙染進入淨化體積。由於由淨化氣體施加至光學元件上的正壓力及由於緊固元件的抗力，光學元件受到作用在光學元件下側的方向及徑向方向中的一產生的張力。因此可能有利的是，在產生徑向預張力之下將薄膜緊固至光學元件，以至少部份地補償光學元件向外之壓力所造成的拱 起。預張力可由黏合劑固化時的收縮而產生。在此情況中，黏合劑一般不以鋸齒狀軌道的形式施加至光學元件上(如前述)，而是以一般具有固定直徑之圓環形軌道的形式。

在另一具體實施例中，薄膜具有小於50μm的厚度。薄膜可以非常薄的方式來實施且厚度可能小於10μm。因此，薄膜可明顯比一般為腹板形的緊固元件的最薄部分更薄，因此緊固至光學元件的薄膜一般無法造成光學元件的明顯傾斜或偏軸。將薄膜連接於例如具有開口之反射鏡的下側上僅需要小的安裝空間，因此由通過開口之使用輻射所撞擊的一組件(例如另一反射鏡)可配置為與反射鏡的下側相距很小的距離。因此，光學元件的自由工作距離僅略為減少。相反地，提供沿反射鏡下側引導的淨化通道可能需要明顯較大的安裝空間。

在另一具體實施例中，一較佳環形間隙形成於導流元件及光學元件之間、或於導流元件及架座之間，供淨化氣流通過。在此處，間隙延伸到由導流元件以平面方式覆蓋之一般為環形的空隙的外部。在此情況中，導流元件為自支撐、一般為板形的組件，例如緊固至架座但未緊固至光學元件(或反過來)的薄片。淨化氣流可經由一般為環形的間隙從光學元件的一側到達光學元件的另一側。間隙的寬度一般明顯小於空隙的寬度，其中間隙寬度一般為小於200μm、較佳為小於20μm。由於(窄)間隙的結果，相較於淨化氣流直接通過(亦即無導流元件)空隙的情況，從光學元件一側到另一側的淨化氣流明顯地減少，並無因此而(明顯地)降低保護因數。即使間隙一般為環形方式的圓周，但間隙也有可能在圓周方向上中斷，亦即導流元件在圓周方向中(至少沿一部份)與光學元件接觸，或導流元件在該部分緊 固至光學元件。

較佳地，在此具體實施例中，架座及/或光學元件具有一凹處，用以接收(板形)導流元件。舉例來說，架座及/或光學元件可具有一突起或一台階，其高度實質對應(板形)導流元件的厚度(選擇性地包含環形間隙的寬度)。這樣，導流元件可整合至架座或整合至光學元件，使得其與架座或與光學元件齊平地終止、或可能只略微突出超過光學元件或超過架座。

在一發展中，光學元件具有至少一開口於光學使用區域中。光學元件可特別為一反射鏡，在其反射塗層中形成有一開口供輻射通過。特別地，開口可形成於基板的圓形(可能為凹入或凸出彎曲的)表面中心，其中反射塗層已施加於基板上。具有一連續開口的這類反射鏡可用於例如在微影計量系統、檢查系統或EUV微影設備中使用的光學系統。在其中使用的該等或各個反射鏡具有相對低的厚度且可以前述的方式緊固至架座。這類反射鏡可選擇性地具有多於一個開口，淨化氣流可通過該開口。

在一具體實施例中，光學構件額外地包含完全覆蓋開口的一透明薄膜。除了或替代對使用輻射通常為非透明且完全覆蓋空隙的薄膜，光學元件中的開口也可由一(選擇性另外的)透明薄膜所覆蓋。在此方式中，淨化氣流可僅沿光學元件的一側被導引，甚至在具有一開口的光學元件的情況中。在此申請案的含意內，透明薄膜係理解為表示由對已嵌入光學構件於其中之光學系統的使用輻射的波長為透明的材料所組成的薄膜。使用輻射一般為波長小於約200nm的UV輻射。若使用在介於約5nm及約35nm之間的EUV波長的輻射作為使用輻射，則透明薄膜將實施為足夠薄，因為實際上對在這些波長的輻射不存在透明材料。在此情況中，透明薄膜具 有足夠低的厚度，使得大部分的EUV輻射仍可通過透明薄膜。

在另一替代具體實施例中，淨化裝置係實施為產生通過開口的淨化氣流。舉例來說，淨化氣流可實質垂直於、或稍微傾斜於在徑向外部邊緣區域(其位在光學使用區域之外)之開口的方向中對準至光學元件。在淨化氣流的適當對準的情況下，淨化氣流沿光學使用區域被導引至光學使用區域的中心或至開口的位置，並通過形成於該處的開口。為了導引淨化氣流，淨化裝置可具有導流裝置，其在開口方向中導引或偏轉淨化氣流。

在一發展中，淨化裝置具有一分配器裝置，用以在第一淨化氣流(較佳被導引通過開口)及第二淨化氣流(導引於空隙中)之間分配淨化氣體。一般而言，在此具體實施例中沒有提供以完全氣密方式密封空隙的導流元件。由例如淨化氣體儲存器所提供的淨化氣體可由分配器裝置分成兩個淨化氣流。為此，分配器裝置可具有例如導流元件。

在一發展中，分配器裝置具有兩個導流元件，其配置在與光學元件相距一距離處，其中一間隙在各個情況下形成於一相應導流元件與光學元件之間，且其中為了兩淨化氣流之間的分配，淨化裝置係實施以允許淨化氣體在光學元件的方向中在兩個導流元件之間流動。導流元件可以氣體密封(「泄漏密封」)的方式來作用，且為此目的，導流元件一般配置為與光學元件相距一小距離以在相應導流元件及光學元件之間形成一間隙。淨化氣體在光學元件的方向中被導引於兩個導流元件之間，且在導流元件及光學元件之間的兩間隙間分配。相應間隙的寬度、以及饋入兩淨化氣流之其中一者的淨化氣體的部分可通過相應導流元件及光學元件之間的 距離來調整。將理解到，一般需要將兩導流元件配置在光學元件的光學使用區域之外，通常在光學元件的圓周邊緣區域中。

本發明的另一態樣係關於投影系統，其具有實施為如前文所述的至少一光學構件。特別地，前文所述的構件可具有一光學元件，其形式為具有一開口或一(中心)孔洞的反射鏡。這類反射鏡可用於在微影應用中的投影系統，例如用以實現光瞳遮蔽。如在投影系統中的傳統做法，這些用以將在物場的一物體成像至在影像場的一影像，其中成像一般以增加或縮小的比例來執行。

本發明的另一態樣係關於EUV微影設備，其具有實施為如前文所述的一投影系統。包含一遮擋投影系統的EUV微影設備已描述於例如WO 2006/069725 A1，其整體內容以參照的方式包含於本申請案的內容。

本發明的另一態樣係關於微影計量系統或檢查系統，其具有實施為如前文所述的至少一光學構件且可配置於例如一投影透鏡中。一物體(例如光罩或晶圓)在計量系統的協助下被照明且一般在投影系統的協助下以放大的比例成像於偵測器上。計量系統(其具有一投影系統，其包含具有至少一開口的一反射鏡)的範例已揭露於例如WO 2012/101269 A1及WO 2013/174686 A1，其整體內容以參照的方式包含於本申請案的內容。選擇性地，光學構件也可配置於用以例如檢查晶圓或光罩的微影檢查系統中，其不具有投影系統。

由下文中基於顯示本發明重要細節之附圖中的圖式而對本發明範例具體實施例的描述以及由申請專利範圍將顯示本發明的其他特徵及優點。個別特徵可分別由自身實現或在本發明一變化形式中以任何組合 一同實現。

1‧‧‧光學構件

2‧‧‧反射鏡

3‧‧‧架座

4‧‧‧中心軸

5‧‧‧中心開口

6‧‧‧基板

7a‧‧‧上側

7b‧‧‧下側

8‧‧‧反射塗層

8a‧‧‧光學使用區域

9‧‧‧使用輻射

10‧‧‧內邊緣

11‧‧‧空隙

12‧‧‧緊固元件

13‧‧‧凸緣狀部分

14‧‧‧緊固區域

15‧‧‧淨化裝置

16‧‧‧淨化氣流

16a‧‧‧第一淨化氣流

16b‧‧‧第二淨化氣流

17‧‧‧分配器裝置

18‧‧‧淨化氣體

19a‧‧‧導流元件

19b‧‧‧導流元件

20a‧‧‧間隙

20b‧‧‧間隙

21‧‧‧薄膜

22‧‧‧黏合劑

22a‧‧‧黏合層

22b‧‧‧黏合層

23‧‧‧鋸齒形軌道

24‧‧‧薄膜

25‧‧‧導流金屬片

26‧‧‧間隙

27‧‧‧凹處

28‧‧‧凹處

101‧‧‧計量系統

102‧‧‧光罩

106‧‧‧物場

107‧‧‧投影系統

108‧‧‧成像光束路徑

109‧‧‧影像場

110‧‧‧偵測器

111‧‧‧物體平面

112‧‧‧影像平面

113‧‧‧主射線

114‧‧‧彗形射線

115‧‧‧彗形射線

116‧‧‧法線

117‧‧‧孔徑光闌

118‧‧‧中間影像

119‧‧‧第一成像部分光束

120‧‧‧第二成像部分光束

121‧‧‧連續開口

122‧‧‧基板

123‧‧‧陰影線

200‧‧‧投影系統

201‧‧‧EUV微影設備

202‧‧‧晶圓

700‧‧‧光闌平面

704‧‧‧光闌平面

10000‧‧‧第一部分透鏡

20000‧‧‧第二部分透鏡

AB‧‧‧遮光光闌

B‧‧‧孔徑光闌

b₁‧‧‧寬度

b₂‧‧‧寬度

CR‧‧‧主射線

d‧‧‧厚度

HA‧‧‧光學軸

M1、M2、M3、M4‧‧‧反射鏡

S‧‧‧間隙寬度

S100-S600‧‧‧反射鏡

V200‧‧‧頂點

V300‧‧‧頂點

ZWISCH‧‧‧中間影像

在示意圖中將描述範例具體實施例，且將於下文中作出解釋。在圖式中：圖1顯示具有淨化裝置之光學構件的示意圖，其產生通過光學元件與架座間之空隙的淨化氣流；圖2a-2c顯示類似於圖1之光學構件的示意圖，其中空隙完全被形式為氣密薄膜的一導流元件所覆蓋；圖3顯示類似於圖1及圖2a-2c之光學構件的示意圖，其中一環形間隙形成於光學元件與覆蓋空隙之片狀形式的導流元件之間；圖4顯示具有一投影系統的一量測系統，其具有如圖1、圖2a-2c或圖3所述的光學構件；以及圖5顯示具有投影系統的EUV微影設備，其具有如圖1、圖2a-2c或圖3所述的光學構件。

在以下的圖式描述中對等效或功能上等效的組件使用相同的元件符號。

圖1示意性地顯示光學構件1，其具有形式為反射鏡2的光學元件以及用以保持反射鏡2的架座3。在所示範例中，反射鏡2具有相對中心軸4為旋轉對稱的設計，其中中心軸4通過反射鏡2的中心延伸。在中心軸4的區域中，反射鏡2具有形式為圓孔的中心開口5。反射鏡2由基板6形成， 在基板6的凹形彎曲上側7a上施加一反射塗層8以反射所使用的輻射9。反射鏡2之上側7a上的區域(其由反射塗層8所覆蓋)為圓形且反射鏡2的徑向內部光學使用區域8a形成於其中。在圖1中，反射塗層8在徑向方向上延伸至反射鏡2的外邊緣。然而，應理解到，反射塗層8可選擇性地不在徑向方向上延伸到反射鏡2的外邊緣，而在此情況下只有在上側7a上施加反射塗層8的部分形成反射鏡2的光學使用區域8a。

使用輻射9可為例如波長一般小於約200nm的UV輻射或波長一般在約5nm至約35nm之間的EUV輻射。若使用輻射9為UV輻射，則有可能例如使用(合成)熔融二氧化矽(SiO₂)或氟化鈣(CaF₂)作為基板6的材料。若使用輻射9為EUV輻射，則一般使用所謂零膨脹材料作為基板6的材料，例如ULE®或Zerodur®。在溫度變化的情況下對基板6的尺寸穩定度的要求略低的應用例子中，也有可能使用金屬、金屬合金、矽或SiSiC作為反射鏡1之基板6的材料。在兩個例子中，反射塗層8一般具有複數個獨立層，其由對使用輻射9具有高折射率及低折射率的材料交替組成。在基板6的下側7b上，基板6為平面且基本上與架座3的下側齊平地終止。

在所示範例中，架座3具有實質圓環形的設計及圓形圓周的內邊緣10。圓環形空隙11形成於架座3的內邊緣10及反射鏡2之同樣是圓形的外邊緣之間。空隙11由複數個腹板形緊固元件12所橋接，其圍繞中心軸4在圓周方向中規則分布配置。在各個情況下，緊固元件12在徑向方向從架座3朝反射鏡2延伸。緊固元件12(其也稱作腹板或腳)具有平行於架座3之內邊緣10而延伸的一部份，該緊固元件12在該部分具有一最小厚度(可約為500μm)以致能反射鏡2在架座3上的彈性安裝。

反射鏡2在其外邊緣上具有一圓周凸緣狀部分13(凸部)，且緊固元件12鄰接其下側。更精確地說，反射鏡2在緊固區域14上倚靠於凸緣狀部分13，其中緊固區域14形成於緊固元件12的上側。在緊固區域14與凸緣狀部分13的下側加入形式為黏合劑22的接合劑，以永久地將反射鏡2連接至架座3、或固定該反射鏡並因而避免經由反射鏡2的側向傾斜或滑動所造成之反射鏡2的不對準。

光學構件1具有淨化裝置15，其在所示範例中係配置於反射鏡2的上側7a的區域中且實施為產生第一淨化氣流16a及第二淨化氣流16b。第一淨化氣流16a沿反射塗層8在徑向方向上從外到內延伸(在該處形成反射鏡2的徑向內部光學使用區域8a)，且通過反射鏡2的中心連續開口5到其下側7b。第二淨化氣流16b沿反射鏡2的外邊緣向外徑向地延伸、在架座3的內邊緣10處偏轉並通過空隙11(其形成於反射鏡2與架座3之間)到反射鏡2的下側7b。

第一淨化氣流16a用以淨化反射塗層8或光學使用區域8a以使汙染物質遠離該處。第二淨化氣流16b用以環繞緊固元件12的緊固區域14流動，使其不與來自周圍的濕氣接觸。這是有利的，因為黏合劑22(其例如基於環氧樹脂)可能由於含水而膨脹，其結果為反射鏡2的對準可能會改變。

在圖1所示的範例中，用以產生兩個淨化氣流16a、16b的淨化裝置15具有一分配器裝置17，用以在第一淨化氣流16a及第二淨化氣流16b之間分配淨化氣體18。舉例來說，淨化氣體18可從圖1中顯示為矩形的淨化氣體儲存器取出。舉例來說，淨化氣體18可為氮氣或惰性氣體(例如氬氣)；氫也可以用作淨化氣體18，特別是在使用輻射9在EUV波長範圍的情況 下。

在所示範例中，分配器裝置17具有兩個導流元件19a、19b，其實施為具有矩形截面的圓環形式。兩個環形導流元件19a、19b配置在與反射鏡2的上側7a相距一距離處，準確地說為在內部光學使用區域8a之外的反射鏡2的徑向外部。導流元件19a、19b與反射鏡2的上側7a僅具有一小距離，使得具有寬度b₁、b₂的間隙20a、20b分別形成於相應導流元件19a、19b與反射鏡2的上側7a之間，該寬度可例如為約0.1mm等級。

淨化裝置15具有一供應線(此處未圖示)以允許淨化氣體18在反射鏡2的方向中從儲存器流動於兩個導流元件19a、19b之間，更精確為流到反射鏡2的上側7a。反射鏡2的上側7a作為淨化氣體18的撞擊區，淨化氣體18在兩個環形間隙20a、20b之間分開，從而形成兩個淨化氣流16a、16b。藉由設定相應間隙20a、20b的寬度b₁、b₂，有可能調整或事先設定在相應淨化氣流16a、16b中分配的淨化氣體18的量。

在圖1所示的光學構件1的範例中，使用兩個淨化氣流16a、16b來在光學使用區域8a及在緊固區域14處淨化反射鏡2，因此需要相對大量的淨化氣體18。在圖2a-2c所示之光學構件1的範例中，淨化裝置15僅產生單一淨化氣流16，其流動過程實質對應於結合圖1所描述之第一淨化氣流16a，即淨化氣流16被導引沿著光學使用區域8a或沿著在反射鏡2之上側7a的反射塗層8。為此，淨化裝置15可具有例如環形氣體噴嘴，其出口孔與反射鏡2的上側7a成一角度對準，如圖2a中的示意顯示。

在圖2a-2c所示的範例中，反射鏡2與架座3之間的環形空隙11完全由形式為薄膜21的導流元件所覆蓋，薄膜21在所示範例中係緊固至 反射鏡2的下側7b及架座3。薄膜21由金屬材料(在所示範例中為不鏽鋼)所組成且以氣密的方式密封架座3與反射鏡2之間的空隙11。

為了以氣密的方式密封空隙11，薄膜21經由黏合劑22緊固至反射鏡2的下側7b及架座3，更精確地說為經由相應的黏合層22a、22b(如可輕易在圖2c中識別)。用以將薄膜21連接至架座3的第二黏合層22b具有圓環形狀且以平面的方式施加在架座3的下側，如可在圖2b及2c中所識別，圖2b及2c分別從下側顯示一半的光學構件1(無薄膜21)以及顯示光學構件1之細節的截面圖。反射鏡2之下側7b上的第一黏合層22a沒有以平面的方式施加，而是以鋸齒形軌道23的形式，如可在圖2b中所識別。黏合劑22或黏合層22a在反射鏡2上的鋸齒形施加使得可避免發生徑向向內作用的張力，其在黏合劑22或黏合層22a在反射鏡2上為平面施加的情況下可能由於黏合劑22在固化時的體積收縮而發生。鋸齒形軌道23具有圓環形的範圍，其中彼此相對的鋸齒形軌道23的尖峰代表其在徑向方向中的最大向內或向外範圍。在本範例中，鋸齒形軌道23藉由網印方法而施加在反射鏡2的下側7b，以便於黏合劑22的精確計量。將理解到，黏合劑22也可選擇性地在必要時透過注射劑來施加，到有助於精確計量用以產生鋸齒形軌道23之黏合劑22的程度。同樣可在圖2b中看出，黏合劑22僅在鄰近反射鏡2之邊緣的徑向外部區域中施加至反射鏡2的下側7b，以不在反射鏡2的光學使用區域8a內產生任何形變。

可看出(特別在圖2c中)，薄膜21具有小於約50μm的小厚度，在所示範例中約在約5μm至約20μm之間。黏合層22a、22b也分別具有例如約20μm等級的小厚度。因此，薄膜21僅需要很小的空間，使得配置在 光學構件1之下的其他光學元件或組件可配置在與反射鏡2或光學構件1相距一小距離處。此外，薄膜21有助於緊固元件12之緊固區域14的有效保護或有效遮蔽，因此提高了保護因數。當時用薄膜21時，緊固區域14也位在由淨化氣流16所淨化的體積中，因此它們由淨化氣流16保護且沒有濕氣可到達緊固區域14。

反射鏡2中的開口5用以讓使用輻射9通過到其他組件，例如到一物體上(例如形式為光罩或晶圓)或到一光學元件上(例如形式為另一反射鏡)，其將於下文中作更詳細的描述。開口5可由另一薄膜24完全覆蓋，薄膜24在圖2a中以虛線繪示且其完全地覆蓋開口5。另一薄膜24對使用輻射9為透明的，亦即另一薄膜24透射入射於其上的使用輻射9的相當大一部分(>95%，特別是>99%)。為此，另一薄膜24可由對使用輻射9為透明的材料所形成。實際上，對於在EUV波長範圍中的使用輻射9並沒有透明的材料，因此另一薄膜24應特別薄，以僅吸收盡可能小的一部份使用輻射9。針對另一薄膜24及針對完全覆蓋空隙11的薄膜21，有可能特別地使用用以產生所謂薄皮(pellicle)的材料，例如在開頭所引用之US 2010/0195076 A1中所述的材料，亦即Si、Zr、Ru、Rh、Nb、Mo、B或氮化矽。

若使用透明薄膜24，淨化氣流16(不同於圖2a所示)不會通過開口5，而是沿反射鏡2的上側7a延伸。在此例中，光學構件1的反射鏡2的上側7a及下側7b係以氣密的方式彼此完全分離，因此在反射鏡2之上側7a上的淨化氣流16不會與另一淨化氣流(其依需求而存在，且用以淨化配置在光學構件1之下側的其他構件)相撞。

圖3顯示光學構件1的另一具體實施例，其具有如圖1所示的 分配器裝置17，以產生第一淨化氣流16a及第二淨化氣流16b。圖3的光學構件1具有形式為導流金屬片25的導流元件，其以平面的方式覆蓋空隙11。導流金屬片25緊固至架座3，但沒有緊固至光學元件2。導流金屬片25與光學元件2的下側7b重疊，因此間隙26形成於光學元件2(更精確地說為其下側7b)與導流金屬片25之間。不同於圖2a-2c所示的範例，導流金屬片25沒有將光學元件2的上側7a上的空間與光學元件2的下側7b上的空間以氣密的方式完全的隔開。第二淨化氣流16b以相對小的流速通過(窄)間隙26(其例如可具有小於100μm的寬度)，且保護在光學元件2的上側7a上的空間以及在腹板狀緊固元件12的緊固區域14免於受到來自光學元件2之下側7b上空間的汙染。

為了在光學元件2的下側7b上使用盡可能小的安裝空間，光學元件2的下側7b具有一階梯狀的具體實施例及一凹處27，凹處27的高度實質上對應導流金屬片25的厚度d(例如約1mm)及環形間隙26的間隙寬度S的總和。在徑向方向中，凹處27比導流金屬片25的自由端稍微更向內延伸(間隙寬度S)，因此間隙26在導流金屬片25的自由端向下彎曲。導流金屬片25藉由黏合劑(此處未圖示)而緊固至架座3。為了保持盡可能小的所需安裝空間，架座3同樣在其下側具有凹處28，該架座的高度對應導流金屬片25的厚度。因此，導流金屬片25與光學元件2的下側7b及與架座3的下側齊平地終止，因此不需要額外的安裝空間。

圖1、圖2a-2c、或圖3所示的光學構件1可用於不同的光學系統中。圖4顯示形式為投影系統107的這樣一光學系統，其整合至一計量系統101中，其中計量系統101除了投影系統107之外還具有照明系統(未示於圖中)及用以照明一物場106的光源。投影系統107實施為如在本文開始處所引 用之WO 2012/101269 A1中的圖3所述。投影系統107將位在物體平面111的物場106成像至位於影像平面112的影像場109，其放大係數為750。形式為光罩102的物體配置於物體平面111中；形式為例如CCD偵測器的偵測器110配置於影像平面112中。投影系統107組態用於波長在13.5nm的EUV波長範圍。

為了視覺化投影系統107的成像光束路徑108，圖4顯示了從在xyz-座標系統的y方向上彼此上下配置的5個物場點發出的主射線113及彗形射線114、115的行進過程。在成像光束路徑108中，主射線113從物體平面111的中心物場點出發，其具有相對在z方向延伸的法線116實際上為0°的一主射線角α。在成像光束路徑108中，投影系統107在物場106及影像場109之間具有四個反射鏡M1至M4。孔徑光闌117配置於成像光束路徑108中的物場106及第一反射鏡M1之間，且中間影像118位於成像光束路徑108中的第一反射鏡M1及第二反射鏡M2之間。第一成像部分光束119及第二成像部分光束120皆通過在成像光束路徑108中之一反射鏡主體中或第一反射鏡M1的基板122中的一連續開口121，該反射鏡主體或基板在圖4中僅在連續開口121周圍示意地繪示。

第一反射鏡M1為前文中結合圖1、圖2a-2c或圖3所進一步描述的一光學構件1的部分。在成像光束路徑108中，開口121由第二反射鏡M2完全遮蔽，如圖4中由兩條虛線陰影線123所示。第一成像部分光束119及第二成像部分光束120皆通過在第一反射鏡M1中的連續開口121且入射在第三反射鏡M3上。

最後，圖5顯示在一成像光學系統中使用在前文結合圖1、 圖2a-2c或圖3所描述的光學構件1，該成像光學系統的形式為EUV微影設備201的遮光投影系統200，EUV微影設備201除了EUV投影系統200還具有照明系統及光源。投影系統200的設置在申請人所申請之WO 2006/069725 A1中有詳細描述(參考其中的圖17)。投影系統200具有六個反射鏡S100到S600，其中四個配置在第一部分透鏡10000中且兩個配置在第二部分透鏡20000中，在其間形成一中間影像ZWISCH。在光路徑中的第二反射鏡S200實施為具有頂點V200的凹面鏡，以獲得低的入射角。第三反射鏡S300實施為具有頂點V300的凸面鏡。

投影透鏡200具有孔徑光闌B，其在第五反射鏡S500及第六反射鏡S600之間配置於光束路徑中的光闌平面700。定義遮蔽(亦即照明場的內半徑)的遮光光闌AB位在第三反射鏡S300及第四反射鏡S400間之光束路徑中的另一光闌平面704。光闌平面700、704與投影透鏡200的入口光瞳共軛且成為主射線CR與投影透鏡200之光學軸HA的交叉點。第五反射鏡S500及第六反射鏡S600各皆具有一開口(未示於圖4中)，且形式為EUV輻射的使用輻射9通過其中。

配置在投影透鏡200的物體平面中的是形式為光罩102的一物體，其以縮小比例成像於影像平面上，其中由EUV微影設備201所曝光的晶圓202配置於影像平面中。第五反射鏡S500及第六反射鏡S600皆為如結合圖1、圖2a-2c或圖3所描述而實施的光學構件1的部分。將理解到，代替第五反射鏡S500及第六反射鏡S600，不具有開口的前四個反射鏡S100到S400可形成如結合圖1、圖2a-2c或圖3所描述而實施的光學構件1的部分。此外，代替反射鏡2，其他反射鏡(例如形式為透鏡元件或類似物的透射式光學元件， 其整合至前文所進一步描述的光學構件1)可由淨化氣體18來淨化。

Claims (20)

1. 一種光學構件，包含：一光學元件，具有至少一開口於一光學使用區域；一架座，用以保持該光學元件，以及複數個緊固元件，具有用以將該光學元件緊固至該架座的緊固區域，其中該緊固元件橋接該光學元件與該架座之間的一空隙，以及一淨化裝置，用以在該光學元件的區域中產生至少一淨化氣流，該淨化氣流圍繞該緊固元件的該緊固區域流動；其中一導流元件在該光學使用區域之外緊固至該光學元件及/或緊固至該架座，且以一平面方式覆蓋該光學元件及該架座之間的該空隙。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中該淨化裝置係實施為產生通過該空隙的一淨化氣流。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學構件，其中該導流元件由一金屬材料構成。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學構件，其中該導流元件以一氣密方式密封該空隙。
5. 如前述申請專利範圍之第1項或第2項所述之光學構件，其中該光學元件透過一接合劑來緊固至該緊固元件的緊固區域。
6. 如前述申請專利範圍之第1項或第2項所述之光學構件，其中該光學元件為一反射鏡，該反射鏡具有一基板及施加至該基板的一反射塗層。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學構件，其中該導流元件係緊固至該基板背離該反射塗層的一側。
8. 如前述申請專利範圍之第1項或第2項所述之光學構件，其中該導流元件實施為一薄膜，該薄膜在該光學使用區域之外緊固至該光學元件及該架座。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學構件，其中該薄膜透過一接合劑以在該光學使用區域之外緊固至該光學元件。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光學構件，其中該接合劑係以一鋸齒形軌道的形式施加在該光學元件上。
11. 如申請專利範圍第8項所述之光學構件，其中該薄膜具有小於50μm的一厚度。
12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學構件，其中一間隙形成於該導流元件與該光學元件之間、或形成於該導流元件與該架座之間，供該淨化氣流的通過。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光學構件，其中該光學元件及/或該架座具有用以接收該導流元件的一凹處。
14. 如申請專利範圍第1項所述之光學構件，更包含完全覆蓋該開口的一透明薄膜。
15. 如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中該淨化裝置實施為產生通過該開口的一淨化氣流。
16. 如前述申請專利範圍之第1項、第2項、第14項及第15項中任一項所述之光學構件，其中該淨化裝置具有一分配器裝置，用以在一第一淨化氣流與被導引於該空隙中的一第二淨化氣流之間分配一淨化氣體。
17. 如申請專利範圍第16項所述之光學構件，其中該分配器裝置具有配置在與該光學元件相距一距離的兩個導流元件，其中一間隙在各個情況下形成於一相應導流元件與該光學元件之間，且其中該淨化裝置係實施為允許該淨化氣體在該光學元件的方向中於該兩個導流元件之間流動，以用於該兩個淨化氣流的分配。
18. 一種投影系統，包含申請專利範圍第1項至第17項之其中一項所述之光學構件。
19. 一種EUV微影設備，包含如申請專利範圍第18項所述之一投影系統。
20. 一種微影計量系統，包含至少一個如申請專利範圍第1項至第17項的其中一項所述之光學構件。