微光刻的光学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种微光刻的光学系统，光学系统设计为用电磁辐射进行操作，该电磁辐射沿着所使用的光束路径通行穿过光学系统，该光学系统具有：至少一个部件(105)，具有位于所使用的光束路径外部的区域；所述区域具有催化或化学活性层(110)，并且该催化或化学活性层(110)、和/或支撑所述层(110)的基板(230、240)是多孔的。

The optical system of microlithography

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微光刻的光学系统本申请要求2017年7月31日提交的德国专利申请DE102017213121.7的优先权。该德国申请的全部内容通过引用还并入在本申请文本中。专利技术背景
本专利技术涉及微光刻光学系统。
技术介绍
微光刻用于制造例如集成电路或LCD的微结构部件。在包括照明装置和投射镜头的称为投射曝光设备中进行微光刻工艺。在此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至涂有感光层(光刻胶)且设置在投射镜头的像平面中的基板(例如硅晶片)上，以便将掩模结构转印至基板的感光涂层。在这样的微光刻投射曝光设备的操作中，尽管使用高纯度惰性吹扫气体(诸如氮气(N2))，但是例如可能发生特别是碳氢化合物形式的污染物进入投射镜头或其他照明装置的问题。这样的污染物可以继而沉淀在单独光学部件(例如镜头元件或反射镜)上，并且然后引起对操作中通行穿过相应光学系统的电磁辐射的有害吸收，这继而导致相应的光学性质(例如透镜元件的折射率或反射镜的反射率)发生变化。其他不利影响例如是热诱导的形变以及视情况而定对到达掩模或晶片的电磁辐射的均匀性的破坏。如上所述的污染问题实际上难以避免，一个原因特别是提到的碳氢化合物可能穿过光学系统中所使用的密封剂和粘合剂且经由用于所使用的吹扫气体的无法避免的入口进入相应光学系统，使得最大净度的惰性吹扫气体其自身的使用无法在该方面提供一完整的补救办法。具体对于避免这样的污染物进行的相应光学元件的集中清洁导致实际光刻工艺的中断，这对于实质上非常连续的操作而言是不期望的，实质上非常连续的操作的目标为尽可能最大化投射曝光设备的吞吐量。关于现有技术，仅作为示例参考US6,290,180B1、US2007/0264494A1、US2003/0082367A1和EP0887104A1。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供微光刻光学系统，其使得在不会中断操作也不会损害光学系统的吞吐量的情况下有效减少污染物成为可能。该目的由根据独立权利要求的特征的光学系统来实现。本专利技术的微光刻光学系统被设计用沿使用的光束路径通行穿过光学系统的电磁辐射进行操作，该微光刻光学系统具有至少一个部件，该部件具有位于使用的光束路径外部的区域，其中该区域具有催化或化学活性层，并且其中催化或化学活性层、和/或承载所述层的载体是多孔的。本专利技术尤其基于以下概念：通过在系统中能够通过在不用于光学目的(例如用于成像或曝光过程)的区域中提供催化或化学活性层而实现自清洁过程(将在下文中阐明)，消除在相应的光学系统的操作期间一开始所述的碳氢化合物形式的污染物。借助于催化或化学活性层、和/或承载所述层的载体是多孔的，可以提供较大的表面积，并对应地促进污染物或分子的积累和降解过程。催化层尤其可以是光催化层。根据本专利技术使用的催化层的特殊效应是将相对不易挥发性的污染物，例如碳氢化合物，转化为相对易挥发性的污染物(例如，与碳氢化合物相比具有较小的分子量)，或者通过降低能量(例如热能或辐射能)来促进这种转化，该能量是通过催化层裂解所述污染物所需的。结果，所述裂解甚至可以自动进行，或者可以通过操作中的光学系统中出现的电磁辐射的作用来进行。对应的裂解产物则由于其挥发性可以直接被转移走(例如利用出现的吹扫气体)或首先由出现的氧气(O2)和/或水(H2O)的轨迹进行氧化。因此，可以实现将污染物几乎完全分解或转化为二氧化碳(CO2)和水(H2O)，其结果是可以有效避免对光学系统的性能造成与污染物有关的损害。由于催化层的上述效应，即使在没有其他能量供应情况下，或者，利用在操作光学系统的任何情况下出现的电磁辐射，仍然可以实现对污染物的上述转化，在此可以避免操作的重大中断以及光学系统的吞吐量的相关联损害。在具有化学活性层的配置中，该层经由化学反应生成清洁效果，并且可以包括较多的镍氧化物，例如该镍氧化物一旦与污染物接触就会被还原，从而(在上面)氧化所讨论的污染物。本专利技术特别利用以下事实：即使在光学系统的“正常”操作中，例如微光刻投射曝光设备，杂散光形式的电磁辐射也会进入实际使用的光束路径外部的区域。因此，这些区域可以用于定位本专利技术的催化层。换句话说，通过催化或化学活性层的清洁效果可以可靠地避免对实际成像或曝光过程的任何有害影响，因为所述层仅定位于实际使用的光束路径外部的区域中。例如(在不限制本专利技术的情况下)，这些区域可以是框或光阑的子区域(例如内部)。另外，用于施加本专利技术的催化或化学活性层的这些区域还可以是光学元件(特别是透镜元件或反射镜)的位于实际使用的光束路径外部的子区域。在本专利技术的实施例中，除了如上所描述的对杂散光的利用以外，在此还可以因为临时建立适合该目的的照明设定(例如，仅在光学系统轴线的径向外部的环形区域进行照明的极环形照明设定)而带来电磁辐射对催化层的直接作用，其中将电磁辐射指引到本专利技术的催化层上，但不指引到例如投射镜头的像平面中出现的晶片上。根据实施例，借助于本专利技术的(自)清洁过程在光学系统的操作中或至少在不拆卸光学系统的情况下“原位地”实现，从而使得连续降解污染物成为可能，可以避免与附加清洁步骤相关联的时间需求，并且视情况而定，还避免了光刻工艺的不必要中断，使得最终实现投射曝光设备吞吐量的提高。与使用功能层的常规概念相反，根据本专利技术的催化层的使用不是例如用于改进特定材料性质(例如耐腐蚀性)，而是包括引入光学系统的附加功能，由此，例如出于消除不想要的污染物的目的，将通行穿过操作中的光学系统的电磁辐射(例如散射的辐射)用于实现自清洁过程。在一个实施例中，将催化层整合到部件上出现的粘合剂保护层中。该配置的优点是，可以将粘合剂保护层的对应区域中典型较高的辐射强度用于本专利技术的自清洁过程，而且，另外，附加层的施加可以最小化。在一个实施例中，催化或化学活性层已经被施加到对电磁辐射透明的载体。在一个实施例中，催化层的厚度至少为1μm。在催化层或化学活性层的配置有较高厚度的情况下，对应的大量污染物或分子可在光学系统中积累和降解，存在以下可能性：由于在光学未利用区域中或在所使用的光束路径外部对催化或化学活性层的定位，因而同时利用由于催化层的吸收效果而引起的破坏性光损耗的缺乏。在一个实施例中，催化层包括来自具有以下的组的至少一种材料：TiO2、ZnO、WO3、CaTiO3、SnO2、CaTiO3、MoO3、NbO5、Fe2O3、Ta2O5和TixZr1-xO2(其中0＜x＜1)。通过选择这些材料中的一个或多个，可以实现较长寿命的层的少量粒子发射或排气。在一个实施例中，光学系统在多种照明设定下是可操作的，其中在这些照明设定中的至少一个照明设定中，将位于使用的光束路径外部的电磁辐射偏转到催化层上。在一个实施例中，催化或化学活性层、和/或承载该层的载体将光学系统内存在的气体体积分割成两个不同区域。由于该气体体积分割成两个部分，整个气流可以通行穿过讨论中的部件，从而实现与清洁效果相关联的污染物的粘附或化学反应。本专利技术进一步还涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微光刻光学系统，其中所述光学系统设计为用沿着所使用的光束路径通行穿过所述光学系统的电磁辐射进行操作，所述光学系统包括：/n至少一个部件(105)，具有在所使用的光束路径外部的区域；/n其中该区域具有催化或化学活性层(110)；并且/n其中所述催化或化学活性层(110)、和/或承载所述层(100)的载体(230、240)是多孔的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 DE 102017213121.71.一种微光刻光学系统，其中所述光学系统设计为用沿着所使用的光束路径通行穿过所述光学系统的电磁辐射进行操作，所述光学系统包括：
至少一个部件(105)，具有在所使用的光束路径外部的区域；
其中该区域具有催化或化学活性层(110)；并且
其中所述催化或化学活性层(110)、和/或承载所述层(100)的载体(230、240)是多孔的。


2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，与不具有所述催化层(110)的类似系统相比较，所述催化层(110)降低所述光学系统中存在的污染物的裂解和/或氧化所需的能量。


3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，这些污染物包括碳氢化合物。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述部件(105)是光阑或框。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述部件(105)是透镜元件或反射镜。


6.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其特征在于，将所述催化或化学活性层(110)整合到所述部件(105)上存在的粘合剂保护层中。


7.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述催化或化学活性层(110)已经被施加到对于所述电磁辐射透明的载体(230、240)。


8.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述催化层(110)的厚度为至少1μm。


9.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：J格罗斯曼，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE