[发明专利]光学系统中的、尤其是微光刻投射曝光设备中的光学布置

说明书

相关申请的交叉引用

本发明主张2009年9月30日提交的德国专利申请DE 102009045193.5以及2009年9月30日提交的美国临时申请No.61/247,090的优先权。通过引用将这些申请的内容合并到这里。

技术领域

本发明涉及光学系统中的光学布置，尤其是微光刻投射曝光设备中的光学布置。

背景技术

微光刻用于产生微结构组件，例如集成电路或液晶显示器(LCD)。微光刻工艺在具有照明装置及投射物镜的所谓投射曝光设备中执行。在此情况下，为了将掩模结构转移到基板上的光敏涂层，通过投射物镜将利用照明装置照明的掩模(＝掩模母版)成像到基板(例如硅晶片)上，基板涂有光敏层(光刻胶)并设置在投射物镜的像平面上。

在光学系统(例如上述的投射曝光设备)操作期间，尤其是在全局或局部高热负载的情况下，发生如下问题：温度敏感组件(例如反射镜、透镜、或支架组件)或其他(子)系统的温度上升(所述温度上升与高热负载及其吸收关联)会造成光学系统的成像质量的破坏。

这样的一个示例为光学系统中出现的温度敏感元件(例如位置传感器)的损坏，或上述投射曝光设备的成像光束路径中的温度敏感子系统的损坏。

因此，例如，在针对EUV范围(即波长小于15nm，例如约13.5nm)设计的投射物镜中，因为缺乏合适的透光折射材料，所以使用反射镜作为成像过程的光学组件，已知除了承载反射镜及反射镜致动器的承载结构之外，还提供测量结构，其典型地设置在承载结构之外，且意在确保热及机械稳定地固定位置传感器或用于确定反射镜位置的其他测量系统。所述测量结构的不期望发热问题更严重，这是因为在投射曝光设备操作期间加热的反射镜与位置传感器之间的距离相对较小，此距离可以在约1-100mm的范围中。

US 2005/0018154A1公开了在微光刻投射曝光设备中提供至少一个热屏蔽，该热屏蔽意在吸收反射镜和/或其承载结构所发射的热，该热通过与热屏蔽机械接触的热转移回路散掉。

发明内容

本发明的目的在于提供光学系统中的光学布置，尤其是微光刻投射曝光设备中的光学布置，其可以对抗不期望的热输入而有效地保护温度敏感组件。

根据独立权利要求1的特征实现此目的。

光学系统中的根据本发明的一种光学布置，尤其是微光刻投射曝光设备中的光学布置，包括：

至少一个发热子系统，在光学系统操作期间发射热；

第一热屏蔽，设置成至少部分吸收发热子系统所发射的热；

第一冷却装置，与第一热屏蔽机械接触，并被设计成将来自第一热屏蔽的热散掉；以及

第二热屏蔽，至少部分吸收第一热屏蔽所发射的热，同样地，所述第二热屏蔽与将来自第二热屏蔽的热散掉的冷却装置机械接触。

发热子系统可为例如单独(individual)组件，如光学元件，尤其是反射镜，或支架元件。在此情况中，“光学元件”一词在本申请的意义中包括任何光学元件，尤其也包括折射元件(例如透镜或棱镜)、分束器、或光栅。

然而，本发明不限于此，并从而还可包括其它任何热源。此外，子系统也可具有多个光学元件，其从而被整体上视为热源，例如上述投射曝光设备的照明系统，或任何其他子系统。尤其是，利用根据本发明的布置，可保护投射曝光设备的投射物镜不受入射在发热照明装置的部分上的热的影响到如下程度：可以保持投射物镜中的成像光束路径尽可能地不受温度波动的影响，以及至少可基本避免成像质量的破坏。

特别地，本发明基于除了提供第一热屏蔽之外还提供第二热屏蔽的构思。以此方式，屏蔽要保护的温度敏感组件(例如位置传感器)或其它要保护的温度敏感子系统(例如上述投射曝光设备的成像光束路径)免受通常存在于第一热屏蔽区域中的温度不均匀的影响，至如下程度：由于第一热屏蔽的热发射而导致的可能仍然保留在第二热屏蔽上的任何残热要么可忽略，要么与存在于第一热屏蔽上的残热相比大大降低。除了降低所述残热，在此情况下，根据本发明的布置的另一期望效果在于第二热屏蔽上的温度的均匀化(在均匀分布的意义上)。