光学元件、光学系统、光刻系统和操作光学元件的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于光刻系统(100A、100B)的光学元件(200、210、220、230、240)，包括光学表面(201、211、221、231、241)和光敏电阻(202、212、222、232、242)，该光敏电阻具有根据入射到光学表面(201、211、221、231、241)的区域(203、213、223、243)上的光量而变化的光敏电阻值(R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学元件、光学系统、光刻系统和操作光学元件的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]优先权申请DE 10 2020 208 415.7的内容通过引用整体并入。


[0003]本专利技术涉及用于光刻设备的光学元件、光学系统、光刻设备以及用于操作这种光学元件的方法。

技术介绍

[0004]微光刻用于生产微结构部件，例如集成电路。使用具有照明系统和投射系统的光刻设备来执行微光刻工艺。在这种情况下，通过照明系统照明的掩模(掩模母版)的像通过投射系统投射到比如硅晶片的衬底上，该衬底涂覆有光敏层(光致抗蚀剂)并布置在投射系统的像平面中，从而将掩模结构转印到衬底的光敏涂层上。
[0005]特别是在晶片的曝光期间，可能出现投射曝光设备(也称为“投射系统”)的光学元件(反射镜或透镜元件)的非旋转对称的光致加热。这种局部加热会导致光学元件相应的非旋转对称膨胀和光学元件的非旋转对称折射率分布，从而导致光学元件的成像质量降低。
[0006]在对成像质量要求很高的情况下，例如特别是在微光刻中的投射曝光方法中所要求的，所描述的光致成像像差是不能容忍的。
[0007]减少所述像差的一个选择在于加热，更具体地说是反向加热光学元件上的特定点。
[0008]文件US 5,679,946A、US 2003/0169520 A1和US 4,730,900A描述了这种加热。这些文件各自公开了一种光学布置，其包括测量光学元件温度的温度传感器和根据传感器测量的温度加热光学元件的加热元件。
[0009]在所描述的解决方案中，根据所感测的温度在单独的基础上计算反向加热的量，这需要计算能力。此外，通过使用测量的温度分布，照明设置的变化仅在几分钟量级的时间延迟下被检测到。在个别情况下，这不够快，特别是不允许在晶片的照明时间内校正温度。
[0010]例如，在文件US 5,883,704 A中描述了一种替代的解决方案，利用该解决方案，不依赖于关于光学元件的曝光量的信息来补偿光学元件的变形。其中，通过温度控制器改变投射曝光设备的光学元件的温度，使得使用测量图像失真的传感器来检测更好的图像质量。然而，检测图像质量是费力的。此外，曝光只能在温度调节后进行。

技术实现思路

[0011]在此背景下，本专利技术的目的是提供一种用于光刻设备的改进的光学元件。
[0012]根据第一方面，提出了一种用于光刻设备的光学元件。该光学元件包括：
[0013]光学表面；以及
[0014]光敏电阻，具有根据入射到光学表面的区域上的光能的量而变化的光敏电阻值。
[0015]光敏电阻可用于测量入射到光学表面的区域上的光。入射光的测量对于反向加热
没有光入射的点是特别有利的。入射的光能的量直接由光敏电阻值决定。可以省去用于测量温度以便从中导出入射的光能的量的单独的温度传感器。
[0016]当打开投射曝光设备时和/或当改变曝光设置时，可以使用光敏电阻非常快速地检测到光学表面的光吸收，特别是在毫秒范围内。可以以小的时间延迟获得光学表面的区域的完整和可靠的吸收图像、而不必借助于温度测量。
[0017]光学元件可以是反射镜或透镜元件。特别地，光学元件是光刻设备的投射曝光设备的光学元件，例如EUV(“极紫外”)或DUV(“深紫外”)光刻设备。在光刻设备的操作期间，例如在晶片曝光期间，不同量的光能可能入射到光学元件的光学表面的不同区域上，并且可能导致上面已经描述的变形和不期望的光学像差。
[0018]光学表面特别是光学元件的表面，在光刻设备中的操作期间(特别是在芯片生产范围内的曝光期间)，工作光入射到该表面上。因此，光学表面可以是光学元件的被光学暴露的表面。光学表面例如是反射镜表面或透镜元件表面。特别地，光学表面可以被分成多个区域。光学表面的每个区域包括光学表面的至少一部分。举例来说，这些区域可以具有矩形或圆形形状。
[0019]光敏电阻是一种光敏电气部件。光敏电阻值(也称为“光敏阻值”或“电阻值”)是光敏电阻的一个参数，它取决于所吸收的光功率。光敏电阻可以被分配给光学表面的至少一个区域，使得入射到光学表面的该区域上的光能的量与入射到光敏电阻上的光能的量成比例。在这种情况下，光敏电阻例如布置在指定区域的下方。入射到光敏电阻上的光越多，其电阻值越低。该功能的原因在于由半导体(例如，非晶或晶体半导体)构成的光敏电阻层中的内部光电效应。
[0020]特别地，光敏电阻是纳米结构的。光敏电阻的可设想尺寸例如是160
×
200
×
20nm，并且可能另外对其添加金属触点。特别地，光敏电阻应该靠近光学表面布置，使其可以感测入射光。电阻值例如在兆欧姆范围内变化。
[0021]例如包括触点和导体迹线的光敏电阻被施加到光学元件的表面。然后涂上石英层，并且将石英磨平以作为表面处理的一部分。在透镜元件的情况下，特别重要的是，使电阻器的面积足够小，从而不吸收或散射太多入射光。
[0022]光敏电阻尤其被分配给光学表面的区域。这意味着，例如，光敏电阻感测入射到该区域上的光能的量和/或被布置在相应的区域下方。
[0023]根据一个实施例，光敏电阻适于根据光敏电阻值来加热光学元件(尤其是该区域)，使得该加热补偿了由于入射光而发生的光学元件(尤其是该区域)的变形和/由于入射光而发生的折射率变化。
[0024]补偿尤其意味着变形和/或折射率变化的光学效应被减小和/或对称化。其结果是，可以更好地校正变形和/或折射率变化的光学效应。
[0025]光敏电阻特别适于根据光敏电阻值来加热区域，使得由于入射光而输入该区域的热量被减少的电加热功率所补偿。
[0026]光敏电阻的加热特别用于反向加热光学表面上很少光入射或没有光入射的区域。通过光吸收对光学元件的加热可以通过加热该区域来补偿，其结果是，光学元件特别均匀地和/或旋转对称地变形。这可以防止不期望的光学像差。
[0027]特别地，除了感测光能的量之外，光敏电阻还作为加热电阻器工作，其将电能转换
成热能(热)。特别地，光敏电阻的加热功率越高，光越少(大电阻)。在这种情况下，光敏电阻可以由几毫安(mA)的电流激励。由光敏电阻提供加热是有利的，因为例如光敏电阻值的变化对产生的热量有直接影响。因此，反向加热可以轻而易举地实现。
[0028]根据另一实施例，光学元件还包括加热元件，该加热元件适于根据光敏电阻值来加热区域。
[0029]加热元件尤其用于反向加热光学表面上很少光入射或没有光入射的区域。该区域的加热可以补偿由于光吸收引起的光学元件的加热。
[0030]加热元件的加热功率可以与电阻值成比例。为了根据光敏电阻值来加热该区域，加热元件可以直接与电路中的光敏电阻耦合，或者可以替代地接收由控制单元根据电阻值产生的控制信号。
[0031]特别地，加热元件不是光敏电阻。而是，可以提供光敏电阻之外的加热元件。加热元件包括例如电阻加热器，特别是加热丝，或红外加热元件(IR加热元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于光刻设备(100A、100B)的光学元件(200、210、220、230、240)，包括：光学表面(201、211、221、231、241)；以及光敏电阻(202、212、222、232、242)，具有根据入射到所述光学表面(201、211、221、231、241)的区域(203、213、223、243)上的光能的量而变化的光敏电阻值(R
photo
)。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述光敏电阻(202、212、222、232、242)适于根据所述光敏电阻值(R
photo
)来加热所述光学元件(200、210、220、230、240)，使得所述加热补偿由于入射光而发生的所述光学元件(200、210、220、230、240)的变形和/或由于入射光而发生的折射率变化。3.根据权利要求1或2所述的光学元件，还包括：加热元件(214、234)，适于根据所述光敏电阻值(R
photo
)加热所述区域(203、213、223、243)，所述加热元件(214、234)特别地与所述光敏电阻(202、212、222、232、242)并联连接。4.根据权利要求2或3所述的光学元件，其中，所述加热元件(214、234)电连接至电路(217)中的所述光敏电阻(202、212、222、232、242)，并且所述光敏电阻值(R
photo
)的变化改变所述电路(217)的总电阻，使得所述加热元件(214)对所述区域(203、213、223、243)的加热发生变化。5.根据权利要求2至4中任一项所述的光学元件，其中，所述加热元件(214、234)被配置为：对所述区域(203、213、223、243)加热得越多，所述光敏电阻值(R
photo
)越大。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学元件，其中，所述光敏电阻(202、212、222、232、242)和/或所述加热元件(214、234)布置在所述光学元件(200、210、220、230、240)的衬底(207)中，所述衬底(207)布置在所述光学表面(201、211、221、231、241)的所述区域(203、213、223、243)的下方。7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件，其中，所述光学元件包括多个光敏电阻(202、212、222、232、242)和/或多个加热元件(214、234)，一个光敏电阻(202、212、222、232、242)和一个加热元件(214、234)在每种情况下一起形成加热模块(215)，并且每个加热模块(215)适于加热所述光学表面(201、211、221、231、241)的不同区域(203、213、223、243)。8.根据权利要求6和7所述的光学元件，其中，每个加热模块(215)适于由专用电源线(216)供电，并且其中所述电源线(216)布置在所述光学元件(200、210、220、230、240)的所述衬底(207)内并且特别地彼此平行延伸。9.根据权利要求6和7所述的光学元件，包括至少一条电源线(216)，所述电源线连接至多个加热模块(215)并且适于向所述加热模块供电，特别是根据多路复用方法。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学元件，其中，所述光敏电阻(202、212、222、232、242...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
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：