[發明專利]具有減小的熱形變的半導體光刻的投射曝光設備

有效

• 申請號: 201780062003.X
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN109791372B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: H.比格
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司SMT有限責任公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B7/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王蕊瑞

本發明涉及半導體光刻的投射曝光系統，其包括在操作期間經受熱應力的反射鏡布置。反射鏡布置包括具有光學活動表面(25)的反射鏡載體(23)，該光學活動表面(25)布置在反射鏡載體(23)的覆蓋表面(24)上。為了冷卻，提供了冷卻系統(30)，其集成在反射鏡載體(23)中并且具有冷卻劑穿過其循環的冷卻線(31)。冷卻系統(30)配置為使得光學活動表面(25)可以將引入到反射鏡載體(23)中的熱應力至少部分地排放到反射鏡載體(23)的背離覆蓋表面(24)的后面區域(26)中。此外，冷卻系統(30、60)包括：入口區域(32、62)，其鄰接于反射鏡載體(23、53)的覆蓋表面(24、54)并且具有冷卻劑供應線(35、65)；出口區域(33、63)，其布置在與反射鏡載體(23、53)的覆蓋表面(24、54)相距一距離處并且具有冷卻劑排放線(36、66)；以及一個或多個連接線(34、64)，其將入口區域(32、62)連接到出口區域(33、63)，其中連接線(34、64)配置為使得它們以節流的方式作用在在入口區域(32、62)和出口區域(33、63)之間的冷卻劑的流動上。

本申請要求德國專利申請DE 10 2016 219 357.0的優先權，其內容通過引用全部并入本文中。

本發明涉及半導體光刻的投射曝光設備，特別是EUV投射曝光設備。這樣的設備用于特別是在半導體部件或其他微結構的部件上制造非常精細的結構。所述的設備的操作原理基于：通常通過將掩模(還被稱為掩模母版)上的結構的縮小成像在配置有感光材料的要結構化的元件上、并且通過隨后的其他工藝步驟，以高達納米范圍制造非常精細結構。制造的結構的最小尺寸直接取決于所使用的光的波長。最近，已經越來越多地使用具有發射波長在若干納米(例如在1nm和30nm之間的范圍中，特別是在13.5nm的范圍中)的光源。所描述的波長范圍還被稱為EUV范圍。

為了引導且調節發射的光，使用例如稱為分面反射鏡的反射鏡，該分面反射鏡一般具有多個緊密相鄰、相對小的面積的反射鏡分面或微反射鏡陣列。關于它們的取向，反射鏡分面通常是可單獨或組合式控制的，像是微反射鏡陣列。它們一般布置在例如板型、平坦或彎曲的反射鏡載體的凹陷中。在相關聯的投射曝光設備的操作期間，所使用的反射鏡暴露于高的熱負載并且必須主動地冷卻。熱負載可能來自于入射的電磁、高能輻射，并且特別是當使用微反射鏡陣列時還來自于直接布置在反射鏡下方的電子部件的電功率損失。通常將出現的熱排放到主動冷卻的反射鏡載體中。

在設備的操作期間，照明強度的分布以及因此在分面反射鏡的整個表面之上的熱負載經常改變。可能提及的引起這個的原因的示例可以例如是照明設定的變化(即掩模母版上的電磁輻射的強度分布)或者兩個晶片或兩個批次之間光源的開關。熱負載中的這個變化經常導致形變、特別地導致反射鏡載體的彎曲，這典型地反映在反射鏡表面的取向的變化中、并且因此反映在整個設備的成像質量降低中。發生概述的問題，特別是因為由于系統而在反射鏡布置的照明側出現熱負載。

為了補償在反射鏡布置處的不對稱的能量輸入并且為了減小熱誘導的形變，WO2012126830A1建議提供具有兩個分離的冷卻回路的反射鏡布置，使得反射鏡布置的光學活動表面在至少一個子區域中可以比其他子區域冷卻得更多。然而，這樣具有若干冷卻回路的配置在制造和操作方面是非常復雜的。因此，可期望簡化WO2012126830A1中所示的反射鏡布置，使得單個冷卻回路確保均勻的能量輸入，并且最小化熱誘導的形變。

本發明的目的是指定半導體光刻的投射曝光設備，其甚至在所使用的反射鏡布置上作用的熱負載改變的情況下維持良好成像質量。

該目的是由具有獨立權利要求1的特征的裝置來實現。從屬權利要求關于本發明的有利發展例和變型。

半導體光刻的根據本發明的投射曝光設備包含具有至少一個光學活動表面的至少一個反射鏡布置，該光學活動表面布置在反射鏡載體的頂表面上。反射鏡載體包含具有穿過冷卻線循環的冷卻流體的集成的冷卻系統，所述冷卻流體用于能夠將經由光學活動表面引入到反射鏡載體中的熱負載至少部分地消散到反射鏡載體的遠離頂表面的后面的區域中。