[发明专利]用于确定微光刻光学系统的光学元件的加热状态的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于确定微光刻光学系统中的光学元件的加热状态的方法和设备，其中使用至少一个非接触传感器(330、430、531、532、533、534、631、632)，所述至少一个非接触传感器基于从所述光学元件(301、401、402、403、501、502、503、504、601)接收电磁辐射，并且其中，由所述传感器(330、430、531、532、533、534、631、632)捕获的辐射范围变化，以确定所述光学元件中的温度分布。

本申请要求于2018年7月25日提交的德国专利申请DE 10 2018 212 400.0的优先权。该DE申请的内容通过引用并入本申请文本中。

发明背景

技术领域

本发明涉及一种用于确定微光刻光学系统中光学元件的加热状态的方法和设备。

背景技术

例如，微光刻用于制造微结构部件，诸如集成电路或LCD。微光刻过程在称为投射曝光设备的设施中实行，该设备包括照明装置和投射镜头。在这种情况下，将通过照明装置照明的掩模(＝掩模母版)的图像通过投射镜头投射到基板(例如硅晶片)上，该基板涂覆有光敏层(光致抗蚀剂)且在投射镜头的像平面中布置，以便将掩模结构转印到基板的光敏涂层上。

在针对EUV范围(即在例如约13nm或约7nm的波长处)设计的投射镜头中，由于缺乏可用的光透射折射材料，因而反射镜用作成像过程的光学部件。实际上出现的一个问题是，由于吸收由EUV光源发射的辐射等原因，EUV反射镜变热且经受相关联的热膨胀或形变，这继而可能对光学系统的成像性质产生负面影响。

考虑到这种效果的一种已知方法是使用具有超低热膨胀的材料(“超低膨胀材料”)，例如由康宁公司出售的名称为ULE^TM的硅酸钛玻璃作为反射镜基板材料，并且在光学有效表面附近的区域中设置所谓的零交叉温度。在这个零交叉温度处(例如，对于ULE^TM的位于9＝30℃附近)，热膨胀系数在其温度依赖性中具有零交叉，在零交叉附近反射镜基板材料不发生热膨胀或仅发生可忽略不计的热膨胀。

然而，实际上，这里出现的问题是，EUV反射镜在微光刻投射曝光设备的操作期间被曝光以局部地且时间地改变入射电磁辐射的强度，特别是该局部地改变由于使用具有在相应的EUV反射镜的光学有效表面之上变化的强度的照明设置，其中相关的EUV反射镜典型地特别是在微光刻曝光过程开始时从相对较低的温度加热到其在光刻过程中达到的操作温度。

克服上述问题并且特别是避免由改变引入到EUV反射镜中的热量和相关联的光学像差引起的表面变形的一种方法包括使用例如基于红外辐射的预加热器。通过这样的预加热器，可以在有用的EUV辐射的吸收相对较低的阶段中发生主动反射镜加热，其中，所述主动反射镜加热随着有用的EUV辐射的吸收增加而对应地降低。

在维持反射镜温度尽可能恒定(典型地上述的零交叉温度)的目标的情况下执行这样的预加热器的操作的调节需要掌握在各个情况下在相关的反射镜上入射的辐射功率，使得可以相应地调整预加热功率。为此，使用温度传感器(除由于安装空间而并不总是实用的红外相机)，例如以热电偶或基于电阻的(例如NTC)温度传感器的形式，其典型地可以以力匹配或粘合的方式安装在相应的反射镜的不同位置处。

然而，通过安装这样的热电偶，可能首先在反射镜基板中引起不希望的机械应力，其中此外——特别是当需要大量温度传感器来确定反射镜内空间变化的温度分布时——制造复杂性显著增加并且可能损害反射镜的机械稳定性。

关于现有技术，仅作为示例参考DE 36 05 737 A1和DE 10 2005 004 460 A1。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于确定微光刻光学系统中的光学元件的加热状态的方法和设备，其能够尽可能准确地掌握加热状态且同时避免上述问题。

该目的通过根据独立专利权利要求1的特征的方法和根据配合的专利权利要求13的特征的设备实现。