本发明专利技术涉及用于浸入式光刻的光学装置，其包含：施加了疏水性涂层(6，7)的至少一个组件(1)，该疏水性涂层(6，7)在操作投影镜期间暴露于紫外辐射，而该至少一个组件(1)在操作投影镜期间至少部分地被浸渍液润湿。该疏水性涂层(6，7)包含至少一层吸收和/或反射波长小于260nm的紫外辐射的抗紫外层(6)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于浸入式光刻的光学装置，其包含至少一个施加了疏水性涂层的组件，该疏水性涂层在操作投影镜期间暴露于紫外辐射，该至少一个组件在操作投影镜期间至少部分地被浸渍液润湿。本专利技术进一步涉及包含该光学装置的投影曝光设备。
技术介绍
一般而言，用液体，特别是水润湿光学组件，这对其光学特性有负面影响。例如，润湿会导致在其表面上形成诸如盐的污染物质。为了防止光学元件被水润湿，或者为了从该光学元件快速去除水，已知为光学元件提供疏水性涂层。在本申请的范畴内，术语“疏水性涂层”如一般情况指的是其表面包括与水的接触角为90°或更大的涂层。JP 2003-161806 A描述了一种具有抗反射涂层的光学元件，其中在玻璃基底的未涂布区域中形成防水层。在该装置中，防水涂层在抗反射涂层附近形成，或者在玻璃基底的侧面缘边上形成。以此方式，可以避免湿气驻留在光学元件与相关支撑结构之间的空间中。US 5，494，712描述了一种用于将聚合物层施加至基底以减少其被水润湿的方法。 该层优选包含一种或多种有机硅化合物，例如硅烷或硅氧烷，并借助等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)进行施加。润湿的问题在显微光刻，特别是浸入式光刻中同样显著。在显微光刻中，出于制造半导体组件的目的，借助投影镜在缩小的规模上将掩模上的结构绘制在感光基底上。为了实现该应用所需的高分辨率，使用紫外波长范围内，一般在250nm以下的照明辐射。为了进一步提高分辨率和景深，在浸入式光刻中，在投影镜的最后光学元件与感光基底之间设置浸渍液，通常是蒸馏水，以提高折射率。在该装置中，投影镜的最后光学元件至少部分地被水润湿，从而在浸入式光刻中更加频繁地使用防水和抗水涂层。JP 2005-268759A公开了一种光学组件，其设置在用于浸入式光刻的投影曝光设备中，并且至少一个表面暴露于照明辐射。该表面包含由二氧化硅(SiO2)、氟化镁(MgF2)或氟化钙(CaF2)制成的粘合层，其上施加有包含无定形氟聚合物的防水层。JP 11-149812描述了一种光学元件，其中将优选包含碳氟化合物聚合物的防水保护层施加至反射增强或反射减弱的多层系统，从而提供保护以防止湿气从周围空气进入。 该保护层的厚度为Inm至lOnm，以防止碳氟化合物聚合物对波长小于250nm的辐射的过度吸收。EP O 895 113 A2描述了一种包含支撑装置和由粘合剂粘合的组件的装配件，该组件透射紫外光谱范围内的辐射。该粘合剂可通过紫外光固化，并且在透明组件与粘合剂之间，在粘合剂的区域内施加一层薄层，该薄层透射适合于固化粘合剂的光谱范围内的光线，其高度反射或吸收来自在由透明组件透射的光谱范围内的有用的光谱范围的紫外光， 从而保护粘合剂不受该波长范围内的紫外辐射。US 2006/0240365公开了一种用于保护水敏感性透镜元件的方法。在该方法中，在透镜表面的边缘区域产生吸收紫外辐射的抗紫外层，该层由金属氧化物组成。另一个保护层施加至金属氧化物层，该另一层例如可以是聚氨酯层。该两层用于保护例如可由水敏感性氟化钙组成的透镜元件不被浸渍液溶解。然而，如上所述，疏水性涂层不仅可用于防止光学表面润湿的目的。而且还可以将疏水性涂层施加至组件上的无法避免被水润湿的位置，从而例如制造基本上为弯月形的水柱(meniscal water column)。例如在使用该透镜前，对用于显微光刻的投影镜在其光学成像特性和任何图像误差方面进行干涉测量的情况下，施加该涂层可以是有利的。对于该测量，将投影镜设置于相应的测量设备上方，并将浸渍液置于该测量设备与投影镜之间，从而可以在实际应用中的经验条件下进行测量。在大多数情况下超纯水用作浸渍液，在该测量设备的光学组件周围具有防止该超纯水流走的环。该环必须具有疏水性表面以制造凸起， 并因此形成向上弯曲的水弯月面。重要的是，一直可靠地确保与透镜的朝向测量设备的最后光学组件的完美接触。在浸渍系统中使用疏水性涂层的一般问题包括在操作投影镜期间照射在该涂层上的紫外辐射可能损坏或损毁该涂层。此外，由于紫外辐射，该涂层的疏水性特性可能退化，因此在极端情况下该涂层会产生亲水性特性。具体而言，实际应用表明目前在具有疏水性表面的环的结构中使用的材料在短时间后已经在其表面特性方面发生改变，随着辐射持续时间的延长，其疏水性特性降低。这尤其涉及使用越来越短的波长，例如193nm及更短波长的激光辐射。这意味着在短期操作之后，已经无法提供稳定的凸起的水弯月面，因此透镜与测量设备之间的浸入柱破损，测量不得不中断。
技术实现思路
本专利技术的目的是，在所述介绍中提及类型的光学装置中提供具有即使在密集且持久的紫外辐射下仍然保持其疏水性特性的疏水性涂层的组件。该目的是通过包含至少一个吸收和/或反射波长小于^Onm的紫外辐射的抗紫外层的疏水性涂层实现的。在该装置中，疏水性涂层例如可以仅包含额外具有疏水性特性的单个抗紫外的吸收和/或反射层，或者该抗紫外的吸收和/或反射层能够保护另一疏水性涂层免受投影镜的紫外辐射。在一个有利的实施方案中，该组件是由紫外范围内的波长上透明的材料制成的光学元件，该光学元件优选形成投影镜的末端元件。在此情况下，该光学元件被浸渍液至少在部分区域内润湿，在该装置中疏水性涂层一般施加至该部分区域以外的光学元件的表面上，以防止光学元件的其他部分被润湿，该部分通常与该润湿的部分区域直接相邻，并且该部分不浸入浸渍液中。在一个优选的改进方案中，疏水性涂层形成于光学元件的光学清晰直径之外。术语光学元件的“光学清晰直径”指的是辐射以针对性的方式通过的区域，即例如就透镜而言有助于成像的区域。具体而言，光学清晰直径可由透镜表面经抛光的区域确定，而该直径以外的区域具有未经抛光的、无光泽的、因此粗糙的表面。一般而言，光学清晰直径内的区域基本上对应于投影镜的末端元件浸入浸渍液中的区域。本专利技术的专利技术人认识到，光学清晰直径以外的光学元件的任何润湿均会对其光学特性具有负面影响，即润湿引起的蒸发造成的低温。因此，在润湿区域内发生散热，这会对光学元件的温度平衡产生负面影响，而例如在透镜作为光学元件的情况下会引起非期望的成像误差。该问题尤其是存在于无光泽的表面上，即特别是光学清晰直径以外，因为液体不会如同经抛光的表面一样也从无光泽的表面流走。此外，本专利技术的专利技术人还认识到，即使在清晰光学直径以外，疏水性涂层也会由于紫外辐射而被损坏，即因为在操作投影镜时在光学元件中产生散射光；这是疏水性涂层包含至少一层抗紫外层的原因。在该装置中，疏水性涂层可以仅包含单层抗紫外疏水层，或者优选地借助于吸收紫外光的抗紫外层，可以保护另一疏水层免受来自光学元件内部的紫外辐射。在一个有利的改进方案中，将反射减弱的涂层施加至光学元件，其中疏水性涂层设置于光学元件未涂布的区域中，优选接近于该反射减弱涂层。一般而言，抗反射涂层至少施加在透镜的清晰光学直径的范围内；该抗反射涂层通常包含若干层，其中高折射率和低折射率的材料交替。在本申请人的PCT/EP2006/005630中描述了抗反射涂层的优选的实例，将其公开的内容并入本申请作为参考及作为本申请的一部分。在一个特别优选的改进方案中，疏水层施加于抗紫外层顶部之上。如上所述，抗紫外且吸收紫外辐射的层保护疏水层受到紫外辐射。以此方式可以防止疏水层退本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：S西克斯，M利尔，R迪辛，B盖尔里奇，M威德曼，A舒伯特，T冯巴本，T伊尔，
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：
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