TWI793201B - 用於一構件之溫度控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於用於一構件之溫度控制的方法，其中該構件可在第一系統及第二系統之間轉移。根據一態樣，方法包含以下步驟：確定在構件(131)從第一系統(110)轉移到第二系統(120)之後所預期的構件(131)的溫度的溫度漂移；以及修改在第一系統(110)中占主導地位的一溫度及/或在第二系統(120)中占主導地位的一溫度，使得在構件(131)從第一系統(110)轉移到第二系統(120)之後實際發生的溫度漂移相對所預期溫度漂移減小。

Description

用於一構件之溫度控制的方法
[相關專利參照]本申請案主張2017年10月25日申請的德國專利申請案DE 10 2017 219 151.1以及2018年1月29日申請的德國專利申請案DE 10 2018 201 320.9的優先權。這些申請案的內容以引用的方式併入本文。
本發明關於用於一構件之溫度控制的方法，其中該構件可在第一系統及第二系統之間轉移。特別地，本發明可有利地在以下的應用中實現：旨在將溫度敏感構件調節到盡可能保持恆定的參考溫度，或是旨在避免或至少減少將構件轉移到不同的系統或隔室時的溫度漂移問題。
微影用以製造微結構構件，例如積體電路或LCD。微影製程在所謂的投射曝光裝置中進行，其包含照明裝置和投射透鏡。由照明裝置所照射的光罩(遮罩)的影像在此情況下藉由投射透鏡投射到塗有光敏層(光阻劑)的基板(例如矽晶圓)上並配置在投射透鏡的影像平面中，以將光罩結構轉移到基板的光敏感塗層。
在設計用於EUV範圍的投射透鏡中(即在例如約13nm或約7nm的波長下)，由於缺乏可得的合適透光折射材料，因此使用反射鏡作為 用於成像程序的光學構件。
在使用替換構件時(例如在這種量測方法中)所實際出現的一個問題為存在量測結果對溫度變化的高度敏感性，其中需要將溫度控制到數毫絕對溫度(millikelvin)，以實現所需的量測準確度。而這種精確溫度控制的實現在實踐上又是嚴峻的挑戰。其中一個原因為，一般來說，用於電流量測程序的替換構件來自裝有多個不同替換構件的一單獨保持架，並轉移到實際的量測系統或容納該量測系統的外殼中，其中相關系統(一方面是保持架且另一方面是量測系統)的相應熱適應由於存在於兩側並且可能同樣受到時間波動的熱負載而變得更加困難。
另外，在完成將相應的替換構件轉移到量測系統中之後，由於相關的時間常數，其對相應目標溫度的接近通常在幾個小時的時段內發生，結果為在獲得相關替換構件的足夠高的溫度穩定性之前，需要相對長的時間。
然而，替換構件的溫度穩定性不足導致光學性質的不期望變化，例如量測設置中的熱誘發折射率變化和機械漂移效應，並因此最終導致量測誤差。
在實際應用上，替換構件的溫度穩定性的受損和相關的上述問題還可能是由於替換構件在其轉移到量測系統期間(即，在往該處的途中)通常也暴露於熱負載的事實。這種熱負載可源自用於轉移的馬達(僅作為示例)(且其可例如配置在用於處理替換構件的夾具或機器臂上)，但也可來自相應運輸路徑環境中的其他構件。在此處，由相關熱負載引起的替換構件的熱狀態的變化可包含加熱及/或冷卻，其中這些效果也可在替換構件的整個體積上變化地發生，這取決於熱負載的相對位置。。
關於現有技術，僅作為示例參考EP 1 531 364 B1。
針對上述的背景，本發明的目的為提供一種用於構件的溫度控制的方法，其中降低了構件在第一系統和第二系統之間轉移的過程中的溫度漂移，且至少在很大程度上減少了相關的上述問題。
此目的由申請專利範圍獨立項的特徵來實現。
根據一態樣，根據本發明之用於構件的溫度控制的方法(其中該構件可在第一系統及第二系統之間轉移)包含以下步驟：-確定在構件從第一系統轉移到第二系統之後所預期的構件的溫度的溫度漂移；以及-修改在第一系統中占主導地位的一溫度及/或在第二系統中占主導地位的一溫度，使得在構件從第一系統轉移到第二系統之後實際發生的溫度漂移相對所預期的溫度漂移減小。
對於可在第一和第二系統之間轉移的構件的溫度控制，本發明在此特別基於以下的概念：舉例來說，並非藉由指定相同的預定溫度值來啟動兩個系統(亦即，例如將相同溫度的冷卻水供應給分別指派給該系統的冷卻裝置)，而是首先確定在構件從第一系統轉移到第二系統之後所預期的溫度漂移(或溫度的時間變化或溫度變化)，並在此基礎上修改兩個系統中的至少一系統的溫度。
根據本發明，關於預期溫度漂移的確定以及隨後對第一系統及/或第二系統中占主導地位的溫度的修改，各種策略都是可能的，這將在下文作更詳細的說明。
根據一具體實施例，可在構件從第一系統轉移到第二系統之前及/或之後，使用附接到構件的感測器來執行溫度量測。替代地或補充地，也有可能量測當前在第一系統中占主導地位的溫度及/或當前在第二系統中占主導地位的溫度。此外，可建立一預測模型，用以預測在構件從第一系統轉移到第二系統之後，構件的溫度隨時間的發展(也可能與前述的具體實施例結合)。
就修改第一系統中占主導地位的溫度及/或第二系統中占主導地位的溫度的步驟而言，此步驟可藉由修改對應的溫度調節的預定值來實現，且替代地或補充地，也可藉由修改存在於第一系統及/或第二系統中的至少一結構元件的操作(具有相關熱負載的對應變化)來實現。
根據一具體實施例，方法更包含以下步驟：-確定構件在從第一系統到第二系統的過程中所預期的的熱狀態的一變化；以及-在構件轉移到第二系統之前執行構件的溫度控制，使得至少部分地補償該預期的變化。
本發明進一步關於用於構件的溫度控制的方法，其中構件可在第一系統及第二系統之間轉移，其中方法包含以下步驟：-確定在構件在從第一系統轉移到第二系統的過程中所預期的熱狀態的一變化；以及-在構件轉移到第二系統之前執行構件的溫度控制，使得至少部分地補償該預期的變化。
根據一具體實施例，在執行溫度控制之前，構件轉移到與存在於第一系統中的至少一另外的構件分開的區域中。
根據一具體實施例，確定構件在從第一系統到第二系統的過程中所預期的熱狀態的變化是通過模擬及/或量測構件在從第一系統到第二系統的過程中所暴露的熱負載的影響來實現。
在本發明的具體實施例中，構件包含一光學構件，特別是適用於試樣幾何形狀的光學替換構件。用語「適用於試樣幾何形狀」在此處應特別理解為表示，例如在補償光學單元的情況下，當替換試樣時或當要量測具有不同幾何形狀或拓樸的試樣時，相關的(光學替換)構件也要替換。舉例來說，光學替換構件可為校準反射鏡，其中，取決於待量測的試樣，具有不同曲率半徑和直徑的校準反射鏡相互交換。
然而，本發明不限於此，而是原則上也可有利地在以下的其他應用中實現：旨在將溫度敏感構件調節到盡可能保持恆定的參考溫度、或旨在避免或至少減少在構件轉移到不同系統或隔室時的溫度漂移問題。
根據一具體實施例，構件為一微影光罩。第一系統可為用以儲存複數個微影光罩的保持架。第二系統可為光罩計量裝置，其可用以特徵化光罩上關於相應結構與標稱/期望位置的偏差(「對位」)及/或關於相應結構的臨界尺寸(CD)的結構。
可從說明書描述和申請專利範圍附屬項得到本發明的其他組態。
下文將基於附圖中所說明的範例具體實施例來更詳細地解釋本發明。
1:電漿光源
2:集光器反射鏡
3:場琢面反射鏡
4:瞳琢面反射鏡
5:第一伸縮式反射鏡
6:第二伸縮式反射鏡
7:偏折反射鏡
10:投射曝光裝置
21:反射鏡
22:反射鏡
23:反射鏡
24:反射鏡
25:反射鏡
26:反射鏡
30:光罩台
31:光罩
40:晶圓台
41:基板
110:第一系統
120:第二系統
121:殼體
131:構件
132:構件
133:構件
140:熱負載
150:溫度感測器
在圖式中：圖1-圖5顯示用以解釋本發明範例具體實施例的示意圖；以及圖6顯示設計用於在EUV中操作的投射曝光裝置的示意圖。
首先，圖6顯示了投射曝光裝置的示意圖，其係通過示例的方式給出且設計用於在EUV範圍內操作。
根據圖6，針對EUV而設計的投射曝光裝置10中的照明裝置包含場琢面反射鏡3及瞳琢面反射鏡4。來自包含電漿光源1及集光器反射鏡2之光源單元的光被導向至場琢面反射鏡3。第一伸縮式反射鏡5及第二伸縮式反射鏡6在光路徑中配置於光瞳琢面反射鏡4下游。偏折反射鏡7配置於光 路徑中的下游，且該偏折反射鏡將撞擊於其上的輻射導向至在包含六個反射鏡21-26的投射透鏡的物體平面中的物場。在物場的位置處，反射式結構承載光罩31配置於光罩台30上，該光罩在投射透鏡的協助下成像至影像平面，其中塗佈有感光層(光阻)的基板41位於晶圓台40上。
在本發明範疇內測試的反射鏡可例如為投射曝光裝置10的任何反射鏡，例如投射透鏡的反射鏡21或22、或者照明裝置的反射鏡7。
圖1僅顯示了本發明方法可實現於其中的可能場景的示意圖。
在此示例性具體實施例中，要根據本發明進行溫度控制的構件131為適用於試樣幾何形狀的光學替換構件。根據圖1，此構件在保持架110中與複數個其他的構件(為了簡單起見，僅顯示了兩個構件132和133)配置。「120」表示用以測試反射鏡(特別是微影投射曝光裝置的反射鏡)的量測裝置(容納在相應的殼體121中)。「140」表示在形成第一系統110的保持架中以及在形成第二系統120的量測配置中的熱負載(其僅被標出)。如圖1中的雙頭箭頭所示，在各個情況下，構件131、132、133……中的其中一者轉移到量測配置或第二系統120中，以用於干涉量測。
為了在干涉量測期間保持盡可能低的溫度漂移效應和量測準確度的相關損害，下文將描述各種具體實施例。這些具體實施例的共同之處並不在於例如兩個系統110、120從一開始僅調節到相同的預定溫度值，而是首先確定在相應構件從第一系統110轉移到第二系統120之後所預期的一溫度漂移(或溫度的時間變化或溫度變化)，並接著根據該預期的溫度漂移修改在第一系統110中占主導地位的一溫度及/或在第二系統120中占主導地位的一溫度。
根據第一具體實施例(在圖2的流程圖中描述)，溫度感測器可直接附接到相關構件131(或132、133、...)，藉由該感測器，在構件從第一系統110轉移到第二系統120之前或之後，通過相應的溫度量測獲得對應 的溫度偏移值(步驟S21和S22)。該溫度偏移值又可使用作為修改在第一系統110或第二系統120中占主導地位的溫度的基礎(步驟S23)。就後面提到的第一系統110及/或第二系統120中的溫度修改而言，該修改可包含修改相應溫度調節的預定值及/或修改在相關系統中存在至少一個結構元件的操作(即在相應熱負載的變化)。
根據另一具體實施例(在圖3的流程圖中描述)，在相關構件131從第一系統110轉移到第二系統120之後所預期的構件131(或132、133、...)的溫度漂移的確定也可使用出現在相關系統110或120中的位置固定的溫度感測器(在圖1中用「150」表示)來實現，結果為在各個情況下可量測目前在第一系統110中占主導地位的溫度以及目前在第二系統120中占主導地位的溫度(步驟S31和S32)。基於這些量測，其在其他具體實施例中也可結合使用附接到相應構件的感測器的溫度量測來執行(根據圖2)，再次如上述修改在第一系統110及/或第二系統120中占主導地位的溫度。
在另一具體實施例中(其可再次結合前文參照圖2和圖3所描述的一或兩個具體實施例來實現)，根據本發明建立一預測模型(如在圖4的流程圖所描述)，用以在從第一系統110轉移到第二系統120之後預測相關構件131(或132、133、...)的溫度隨時間的發展(步驟S41)，其中此預測模型再次使用作為修改(如上所述進行)在第一系統110及/或第二系統120中占主導地位的溫度的基礎(步驟S42)。
預測模型可基於實驗資料建立(例如，關於隨時間變化的量測配置的行為或容納量測配置的殼體的行為，取決於量測配置所進行的量測)及/或基於理論分析建立。在這種情況下，在建立模型期間，可考慮其他感測器的量測信號，例如有關環境溫度或無塵室中的溫度及/或殼體壁或容納量測配置的殼體的溫度。此外，在建立模型時有可能考慮以下事實：在構件從第一系統110轉移到第二系統120之後，由於對現有熱負載的接近程度不同，在第一系統、或在保持架中的構件的不同位置可能導致不同的偏 移值。以此方式，有可能例如總是在第一系統中進行隨後在根據本發明的方法中發生的溫度修改，其方式使得對於將被轉移到第二系統的相應構件，減小或最小化溫度漂移。
在另一具體實施例中，上述具體實施例或步驟也可組合如下：在第一階段，可類似於圖2決定相應的溫度偏移值，其中在構件131從第一系統110轉移到第二系統120之前或之後，使用直接附接到相關構件131(或132、133、...)的溫度感測器進行相應的溫度量測(步驟S21和S22)，接著執行在第一系統110或第二系統120中占主導地位的溫度的(第一)修改(步驟S23)。
接著，可使用附接到該構件131的溫度感測器繼續量測或監視已轉移到第二系統120中的相關構件131的溫度，並將其使用作為連續調整在第一系統120中占主導地位的溫度的基礎。這裡也可考慮在相對短的時間尺度上可能發生的任何溫度變化，這種變化發生在第一及/或第二系統中並可根據圖3來確定(步驟S31和S32)。
最後，有可能基於在先前步驟中所獲得的資料-以及與量測配置的量測活動有關的任何其他資料-來建立預測模型，其中可使用該模型來預測目前所使用或將來將在量測配置中使用的(替換)構件的溫度隨時間的進一步發展，且其可使用作為用以修改在第一系統110及/或第二系統120中占主導地位的溫度的基礎。
在另一具體實施例中(其將在下文中參照圖5進行描述，且可與上述具體實施例結合實現並可獨立於上述具體實施例實現)，根據本發明也可能考慮到構件131的在轉移到第二系統120期間(即在往該處的途中)所暴露的熱負載。僅作為示例，這些可為源自位在用以轉移構件131的夾持臂上的馬達的熱負載。此外，該燈也可為構件131在到第二系統120的過程中所暫時暴露的任何其他熱負載。
根據圖5，在第一步驟S51中，首先確定在構件131從第一系統110轉移到第二系統120期間所預期的熱變化。此確定也可作為模擬的一部分或在先前的量測或校準中利用相關熱負載的相應知識來執行。
在通過量測或校準來進行確定的情況下，有可能不是從第一系統110轉移構件131到第二系統120，而是首先轉移校準構件，其中有可能藉由所設置的適當溫度感測器(例如，設置在校準構件本身或相應的安裝件)而以空間解析的方式來量測加熱或冷卻。
根據圖5，在選擇性的另一步驟S52中，仍然位於第一系統110中的構件131被轉移到遠離在第一系統中的其餘構件132、133、...的另一區域中，以避免對該構件132、133、……造成不想要的熱影響或干擾，其中該其他區域可同樣位於第一系統110中或在其外部。
接著，在步驟S53中，執行構件131的溫度控制以補償在步驟S51中所確定並在轉移到第二系統120期間所預期的熱變化。為此目的，僅作為示例，可使用一或多個加熱或冷卻元件(例如加熱或冷卻板、珀耳帖元件等)，其可移動至例如構件131的周圍區域或已經存在於該處。該加熱或冷卻元件也可用於以空間解析的方式(即，在構件131的表面或體積上變化)加熱或冷卻構件131。同樣選擇性地，可將一或多個熱屏蔽移動至構件131與第一系統110中的其餘構件132、133、……之間的區域中，以進一步最小化該剩餘構件132、133、……的熱影響或干擾。
在構件131的局部受限溫度控制的情況下(其意圖考慮例如在到第二系統120的過程中所預期的構件131的局部受限加熱或冷卻)，這是在步驟S53中所期望的，溫度控制較佳在步驟S53中僅在開始轉移到第二系統120之前立即執行，以避免構件131內由於熱傳導而可能同時發生的溫度均衡。
最後，在步驟S54中，構件131轉移到第二系統120中。藉由先前在步驟S53中所發生的構件131的適當溫度控制，在此轉移程序結束時 (即在構件131放置在第二系統120中的時間點)，構件131剛好達到該處所需的溫度，即在第一系統110和第二系統之間轉移的過程中作用在構件131上的熱負載藉由在步驟S53中為了補償目的而進行的溫度控制而相互抵消。
即使已基於特定的具體實施例描述了本發明，但許多變化及替代具體實施例對熟此技藝者而言是顯而易見的，例如藉由組合及/或交換個別具體實施例的特徵。因此，對熟此技藝者而言，不言而喻地，本發明也同時涵蓋這類變化及替代具體實施例，且本發明的範疇僅在附隨的申請專利範圍及其均等物的含意內受到限制。
110:第一系統
120:第二系統
121:殼體
131:構件
132:構件
133:構件
140:熱負載
150:溫度感測器

Claims (16)

  1. 一種用於一構件的溫度控制的方法，其中該構件可在一第一系統及一第二系統之間轉移，其中該方法包含以下步驟：a)確定在該構件從該第一系統轉移到該第二系統之後所預期的該構件的一溫度的一溫度漂移；b)修改在該第一系統中占主導地位的一溫度及/或在該第二系統中占主導地位的一溫度，使得在該構件從該第一系統轉移到該第二系統之後實際發生的一溫度漂移相對在步驟a中所確定的預期的該溫度漂移減小；其中該構件為適用於一試樣幾何形狀的一光學替換構件。
  2. 一種用於一構件的溫度控制的方法，其中該構件可在一第一系統及一第二系統之間轉移，其中該方法包含以下步驟：a)確定在該構件從該第一系統轉移到該第二系統之後所預期的該構件的一溫度的一溫度漂移；b)修改在該第一系統中占主導地位的一溫度及/或在該第二系統中占主導地位的一溫度，使得在該構件從該第一系統轉移到該第二系統之後實際發生的一溫度漂移相對在步驟a中所確定的預期的該溫度漂移減小；其中該構件為一微影光罩；其中該第一系統為用以儲存複數個微影光罩的一保持架。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，其中步驟a包含量測當前在該第一系統中占主導地位的一溫度及/或量測當前在該第二系統中占主導地位的一溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，其中步驟a包含在該構件從該第一系統轉移到該第二系統之前及/或之後，使用附接到該構件的一感測器來執行多個溫度量測。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，其中步驟a包含建立一預測模型，用以預測在該構件從該第一系統轉移到該第二系統之後該構件的溫度隨時間的發展。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，其中步驟b包含修改在該第一系統及/或該第二系統中存在的一溫度調節的預定值。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，其中步驟b包含修改在該第一系統及/或該第二系統中存在的至少一個結構元件的操作。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，其中該方法更包含以下步驟：-確定該構件在從該第一系統到該第二系統的過程中所預期的的熱狀態的一變化；以及-在該構件轉移到該第二系統之前執行該構件的溫度控制，使得至少部分地補償該預期的變化。
  9. 一種用於一構件的溫度控制的方法，其中該構件可在一第一系統及一第二系統之間轉移，其中該方法包含以下步驟：a)確定在該構件在從該第一系統轉移到該第二系統的過程中所預期的熱狀態的一變化；以及 b)在該構件轉移到該第二系統之前執行該構件的溫度控制，使得至少部分地補償預期的該變化；其中該構件為適用於一試樣幾何形狀的一光學替換構件。
  10. 一種用於一構件的溫度控制的方法，其中該構件可在一第一系統及一第二系統之間轉移，其中該方法包含以下步驟：a)確定在該構件在從該第一系統轉移到該第二系統的過程中所預期的熱狀態的一變化；以及b)在該構件轉移到該第二系統之前執行該構件的溫度控制，使得至少部分地補償預期的該變化；其中該構件為一微影光罩；其中該第一系統為用以儲存複數個微影光罩的一保持架。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的方法，其中在執行溫度控制之前，該構件轉移到與存在於該第一系統中的至少一另外的構件分開的一區域中。
  12. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的方法，其中確定該構件在從該第一系統到該第二系統的過程中所預期的熱狀態的一變化是通過模擬及/或量測該構件在從該第一系統到該第二系統的過程中所暴露的熱負載的影響來實現。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項或第9項或第10項所述的方法，其中該第二系統為一量測配置，用以測試一反射鏡。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，中該第二系統用以測試一微影投射曝光裝置的該反射鏡的該量測配置。
  15. 如申請專利範圍第2項或第10項所述的方法，其中該第二系統為一光罩計量裝置。
  16. 如申請專利範圍第1項或第9項所述的方法，其中該構件為一校準反射鏡，其具有適用於該試樣幾何形狀的一反射鏡曲率及/或適用於該試樣幾何形狀的一反射鏡直徑。
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