专利名称：具有减少的浸没液蒸发效应的光学成像的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学成像布置。本发明可用于微光刻领域，微光刻用于制造微电子电路。因此，本发明进一步涉及光学成像装置，该光学成像装置可使用该光学成像布置等实施。
背景技术：
特别是在微光刻领域，除了使用具有高精度的组件外，还需要使成像装置的组件(例如透镜、反射镜和光栅等的光学元件)的位置和几何形状在操作过程中最高可能程度地保持不变，以实现相应的高成像质量。对精确性的苛刻要求(处于几纳米以下的量级) 依然是减小用于制造微电子电路的光学系统的分辨率的永久性需求的结果，从而推动所制造的微电子电路的小型化。为了实现改进的分辨率，可降低所使用的光波长，如对于工作波长在5nm 20nm(典型地在约13nm)的范围的极UV(EUV)的系统，或可增加所使用的投射系统的数值孔径。将数值孔径显著提高到高于值I的一种可行方式在所谓的浸没系统中实现，其中折射率大于I的浸没介质典型地置于投射系统的最后的光学元件和待曝光的基底之间。数值孔径的进一步提高可利用具有特别高的折射率的光学元件实现。可理解的是，在所谓的单浸没系统中，浸没元件(即在浸没状态，至少部分地与浸没介质接触的光学元件)典型地是最靠近待曝光的基底的最后的光学元件。这里，浸没介质典型地与该最后的光学元件和基底接触。在所谓的双浸没系统中，浸没元件不必是最后的光学元件，即最靠近基底的光学元件。在这种双或多浸没系统中，浸没元件也可通过一个或更多个进一步的光学元件与基底分开。在这种情况下，至少部分地浸没了浸没元件的浸没介质可置于例如光学系统的两个光学元件之间。随着工作波长的降低以及数值孔径的提高，对所使用的光学元件的定位精确性和尺寸精度的要求都在整个操作过程中变得更严格。当然，对整个光学布置的成像误差最小化的要求也提高了。各个光学元件的变形和由此产生的成像误差在本领域中是特别重要的。更具体来说，发现与光学元件接触的浸没液的蒸发效应可在光学元件中引入显著的热干扰，导致在光学元件中相对来说高的局部温度梯度。这些高的局部温度梯度导致在光学元件中引入显著的应力，这既而又导致了提高的成像误差。这些蒸发效应尤其在浸没元件的(理想地)干燥区域是不期望的，该干燥区域在理想的条件下不应被浸没介质润湿。然而，由于在实际的操作条件下，在某些时间点时的待曝光的基底必须执行相对于浸没元件的相当快速的相对运动，动能输送到浸没介质，导致浸没浴的某种激荡运动。这种激荡运动导致这些干燥区域被部分浸没介质(如浸没液薄膜或浸没液溅出物等)非故意地润湿。这些典型地随机分布并难以预测的膜或溅出物往往易于蒸发，导致如上所述的在成像误差方面的不期望的结果。为了解决这个问题，已提出了在浸没元件的这些干燥区域处提供疏水性的涂层以减少浸没液的量，该浸没液可与浸没元件接触足够长以蒸发并由此在浸没元件中引入显著的热紊乱。然而，尽管它们的疏水性性质，使用这样的涂层必须依靠作用在浸没液溅出物或膜上的重力，以提供浸没介质从干燥区域的快速去除。因此，尤其是在不利的几何构型的条件下，这些疏水性的涂层可能不足以在显著的蒸发之前提供浸没介质的快速去除。
发明内容
因此，本发明的目的是分别提供不显示出上述缺点、或至少以较低的程度显示上述缺点的光学布置和光学成像装置。本发明的进一步目的是至少减少所述浸没液蒸发效应,从而改进成像质量。本发明是基于以下发现，即可通过利用电场，可以实现改进的减少浸没液蒸发效应，浸没液响应于电场，使得排斥力至少施加在浸没液的非故意地接触浸没元件的(理想的)干燥区域的部分上。利用该电场，可容易地调节排斥力以将浸没液的不期望的部分快速驱离干燥区域。特别是，该排斥力可与干燥区域的空间取向无关地实现。因此，甚至水平取向的干燥区域也可容易地清除所述浸没液膜或溅出物。换句话说，利用本发明，即使在基 于重力的溶液典型地不提供期望结果的条件下，仍可实现清除所述浸没液膜或溅出物。可理解的是，重力可辅助由根据本发明的电场提供的排斥力。换句话说，由所述电场产生的排斥力分别触发或引起浸没液部分的移动达到这样的程度就已经是足够的，即不期望的浸没液部分离开干燥区域的进一步的移动至少由重力辅助，或在超过某一点时主要地或甚至完全地由重力提供。因此，本发明的目的是用于光学成像方法中的光学布置，其包括光学元件、浸没区和液体排斥装置。在光学成像方法过程中，浸没区与光学元件相邻并用浸没液填充。该光学元件具有第一表面区域和第二表面区域，该第一表面区域在光学成像方法过程中被该浸没液润湿。液体排斥装置至少暂时地在光学成像方法过程中在第二表面的区域中产生电场，该电场适配成在部分浸没液上引起排斥力，该部分浸没液分响应于电场并非故意地接触第二表面区域。该排斥力具有将过部分浸没液从第二表面区域驱离的方向。从而，第二表面区域和该部分浸没液之间的接触时间至少被缩短了，使得减少了如上所述的不期望的蒸发效应。本发明的进一步的目的是用于光学成像方法中的光学元件，其包括光学元件本体、第一表面区域和第二表面区域，该第一表面区域适配成在光学成像方法过程中被响应于电场的浸没液润湿。至少一个导电兀件与光学兀件本体在第一表面区域和第二表面区域中的至少之一的区域中机械连接，该至少一个导电元件适配成参与产生所述电场。本发明的进一步的目的光学成像装置，特别是用于微光刻的光学成像装置，其包括照明装置，用于接收包含投射图案的掩模的掩模装置，包含光学元件组的光学投射装置和用于接收基底的基底装置。该照明装置照明投射图案且光学元件组将投射图案投射到基底。该光学投射装置进一步包含根据本发明的光学布置。本发明的进一步目的为在光学成像方法过程中减少光学元件的表面处的液体蒸发效应的方法，所述方法包括提供光学兀件和浸没液，该光学兀件具有第一表面区域和第二表面区域，该第一表面区域在光学成像方法过程中被浸没液润湿。至少暂时地在光学成像方法过程中，在第二表面的区域中产生电场，该电场在部分浸没液上引起排斥力，所述部分浸没液响应于电场并非故意地接触第二表面区域。该排斥力具有将浸没液的该部分从第二表面区域驱离的方向。本发明的进一步的目的和优选的实施方式将分别从所附的权利要求和以下参考
的对优选的实施方式的说明而变得明晰。所公开的特征(不管是否在权利要求中明确引用)的组合都在本发明的范围内。
图I为根据本发明的光学成像布置的优选实施方式的示意说明，利用该实施方式，可实施根据本发明的减少光学兀件的表面处的液体蒸发效应的方法的优选实施方式；图2为图I的成像装置的一部分的部分截面示意图；
图3为根据本发明的减少光学元件的表面处的液体蒸发效应的方法的优选实施方式的方块图，该实施方式可用图I的光学成像布置实施；图4为根据本发明的光学成像布置的进一步优选的实施方式的一部分的部分截面示意图。
具体实施例方式第一实施方式以下，将参考图I 3描述包括根据本发明的光学布置的优选实施方式的根据本发明的光学成像装置的第一优选实施方式。图I为根据本发明的光学成像装置的优选实施方式的示意表示，其为工作波长为193nm的UV范围的光的微光刻装置101的形式。微光刻装置101包含照明系统102，具有掩模台103的掩模装置，具有光轴104. I的物镜104形式的光学投射系统，和基底装置105。在用微光刻装置101进行的曝光或光学成像方法中，照明系统102用波长为193nm的投射光束(未进一步详细示出)照明布置在掩模台103上的掩模103. I。投射图案形成在掩模104. 3上，通过投射光束经由布置在物镜104内的光学元件，所述投射图案被投射到布置在基底装置105的晶片台105. 2上的晶片形式的基底105. I上。物镜104包含由一系列光学元件107、108形成的光学元件组106。光学元件107、108保持在物镜104的外壳104. 2内。由于193nm的工作波长，光学元件107、108为折射型光学元件如透镜等。位置最接近晶片105. I的最后的光学元件108在光学成像方法过程中为所谓的封闭元件或最后透镜元件。微光刻装置101为浸没系统。因此，在浸没区109中，液体浸没介质109. I (例如高度纯化的水等)布置在晶片105. I和最后的透镜元件109之间。在浸没区109内，提供了浸没介质109. I的浸没浴，该浸没浴在一方面在向下的方向上至少由晶片105. I的实际曝光的部分定界。浸没浴的侧边界至少部分地由浸没框体109. 2 (典型地也称为浸没罩)提供。最后的透镜元件108的至少在曝光过程中被光学使用并位于物镜104的外侧的部分浸没在浸没浴中，使得在本发明的情况中最后的透镜元件108为浸没元件。因此，从最后的透镜元件108离开、在最后的透镜元件108和晶片105. I之间的光路完全位于浸没介质109. I内。
由于浸没介质109. I的值大于I的折射率，实现了数值孔径NA > 1，并且相对于最后的透镜元件和晶片之间具有气体气氛的常规系统来说，改善了分辨率。图2为在浸没元件108的区域中的微光刻装置101的一部分的部分截面示意图，其显示了根据本发明的光学布置110的优选实施方式。如可从图2看出的，浸没元件108 (形成光学布置110的一部分)具有第一表面区域108. I,其在光学成像方法过程中与浸没液109. I (也形成光学布置110的一部分)接触并因此被浸没液109. I润湿。因而，在以下，该第一表面区域108. I也称为浸没元件108的润湿表面区。此外，浸没元件108具有第二表面区域108. 2，其位置与第一表面区域108. I相邻，并在理想的或静态的条件下，在光学成像方法过程中不应与浸没浴接触。因而，在以下，该第二表面区域108. 2也称为浸没元件的(理想的)干燥表面区。但是，由于在微光刻装置101的实际操作条件下，将在某些时间点曝光的晶片 105. I必须相对于浸没元件108执行相当快速的相对运动(在X和y方向上)，动能被传输到浸没介质109. I，导致浸没浴的某种动荡运动。该动荡运动导致干燥表面区108. 2被部分浸没介质如浸没液薄膜、浸没液溅出物或浸没液滴等非故意地润湿，如在图2中以示例性的方式由浸没液滴109. 3表示的那样。这些典型地随机分布且难以预测的膜或溅出物往往易于蒸发，导致在浸没元件108内高的局部温度梯度，因而，导致如以上已详细说明的通过浸没元件108提高引入成像方法中的成像误差的不期望的效应。为了至少减少这些蒸发效应，光学布置111包含液体排斥装置111。液体排斥装置111用于在浸没液109. I的非故意地接触干燥表面区108. 2部分例如浸没液滴109. 3上施加排斥力F。如可从图2中看出，该排斥力F具有有助于快速将非故意地接触干燥表面区108. 2的液滴109. 3驱离干燥表面区108. 2的方向。通过这样的方式，干燥表面区108. 2和液滴109. 3之间的接触时间至少得到了缩短，引起(由部分液滴109. 3或甚至整个液体109. 3的蒸发引起的)浸没元件108的局部冷却减小。在图2中所示的实施方式中的液体排斥装置111通过位于润湿表面区108. I中的导电元件111. I形式的场产生元件实现了该排斥力F。导电元件111. I由形成在浸没元件108的光学元件本体108. 4的外表面108. 3上的涂层形成。涂层111. I由导电材料制成，所述导电材料包括(单独或任意组合)铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铪(Hf)、镍(Ni)，或可用于以装置101进行的特定光学成像应用的任何其它导电材料(即在这里可用于微光刻应用的任何其它导电材料)。导电兀件111. I产生第一电场El,浸没液109. I响应于该电场，引起作用于液滴109. 3上的排斥力F。在所示实施方式中，电场El通过使导电元件111. I静电带电而产生。这通过第一电场产生装置111. 2实现，第一电场产生装置111. 2短暂电接触导电元件111. I以在导电元件111. I上提供静电电荷。导电元件111. I上的静电电荷的极性取决于浸没液和施加到液滴109. 3上的排斥力F。在图2所示的实施方式中，导电元件111. I布置在润湿表面区108. I中，排斥力F由作用在液滴109. 3和导电元件111. I之间的引力提供并由导电元件111. I的静电电荷激励。在图2所示的实施方式中，导电元件111. I具有负(或正)电荷，使得在由带电的元件111. I产生的非均匀的静电场(显示100V/m2 10000V/m2，优选为500V/m2 5000V/m2的电场梯度)和由带电的元件111. I的静电场而电极化的浸没液109. I之间的相互作用中实现期望的排斥力F(即由于带电的元件111. I产生的电场，在用作浸没液109. I的高度纯化的水中显示出电偶极子的取向)。在本发明中，适用以下基本情况。停留在干燥表面区108. 2上并具有半径r = 2mm的浸没液液滴109. 3受到吸引力A(由于其约80 10_3N/m的占主要的表面能SE，得自其表面张力和与表面区108. 2的表面的相互作用)，所述吸引力A根据以下方程处于ImN的量级
权利要求
1.一种用于光学成像方法的光学布置，包括 -光学元件， -浸没区，和 -液体排斥装置； -在所述光学成像方法过程中，所述浸没区的位置与所述光学元件相邻并用浸没液填充； -所述光学元件具有第一表面区域和第二表面区域； -所述第一表面区域在所述光学成像方法过程中被所述浸没液润湿；其中-所述液体排斥装置在所述光学成像方法过程中至少暂时地在所述第二表面的区域中产生电场； -所述电场适配成在所述浸没液的部分上引起排斥力，所述浸没液的部分响应于所述电场且非故意地接触所述第二表面区域； -所述排斥力具有将所述浸没液的所述部分从所述第二表面区域驱离的方向。
2.根据权利要求I所述的光学布置，其中所述电场为静电场。
3.根据权利要求I或2所述的光学布置，其中 -所述液体排斥装置包含至少ー个导电元件； -所述至少一个导电元件的位置与所述光学元件相邻。
4.根据权利要求3所述的光学布置，其中所述至少一个导电元件机械连接至所述光学元件，并机械连接至所述光学元件不同的另ー组件。
5.根据权利要求4所述的光学布置，其中 -所述至少一个导电元件位于所述第一表面区域的区域中； -所述电场配置成使得所述排斥力作为在所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分和所述至少一个导电元件之间的引力。
6.根据权利要求5所述的光学布置,其中 -所述至少一个导电元件具有第三表面区域； -在所述成像方法过程中，所述第三表面区域面对所述浸没流体； -至少覆盖所述第三表面区域的至少ー个覆盖元件； -所述至少一个覆盖元件为电绝缘和亲水性中的至少之一。
7.根据权利要求6所述的光学布置，其中所述至少一个覆盖元件包含选自以下的至少ー种材料ニ氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)、五氧化钽(Ta2O5)。
8.根据权利要求4 7中任一项所述的光学布置,其中 -所述至少一个导电元件位于所述第二表面区域的区域中； -所述电场配置成使得所述排斥力作为所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分和所述至少一个导电元件之间的斥力。
9.根据权利要求8所述的光学布置，其中 -所述至少一个导电元件具有第三表面区域； -在所述成像方法过程中，所述第三表面区域面对所述浸没流体； -至少覆盖所述第三表面区域的至少ー个覆盖元件； -所述至少一个覆盖元件为电绝缘性和疏水性中的至少之一。
10.根据权利要求3 9中任一项所述的光学布置,其中所述至少ー个导电兀件包含选自以下的至少ー种材料铬(Cr)、铝(Al)、铪(Hf)、钛(Ti)、镍(Ni)。
11.根据权利要求3 10中任一项所述的光学布置,其中 -所述液体排斥装置包含至少ー个电场产生装置， -所述电场产生装置至少暂时地电接触所述至少一个导电元件。
12.根据权利要求I 11中任一项所述的光学布置，其中 -所述电场为第一电场，和 -所述液体排斥装置包含至少ー个电场产生装置， -所述电场产生装置在所述光学成像方法过程中至少暂时地产生第二电场； -为了至少增强所述浸没液对所述第一电场的响应性，所述第二电场提供第一效应和第二效应中的至少之ー； -所述第一效应为至少所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分的电极化； -所述第二效应为至少所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分的静电带电。
13.一种用于光学成像方法中的光学元件，包括 -光学元件本体， -第一表面区域，和 -第二表面区域； -所述第一表面区域适配成在所述光学成像方法过程中被响应于电场的浸没液润湿；其中 -在所述第一表面区域和所述第二表面区域中的至少之一中，至少ー个导电元件机械连接至所述光学元件本体， -所述至少一个导电元件适配成參与产生所述电场。
14.根据权利要求13所述的光学元件，其中使所述至少一个导电元件带电以产生静电场，作为所述电场。
15.根据权利要求13或14所述的光学元件，其中 -所述至少一个导电元件位于所述第一表面区域的区域中； -所述电场配置成使得所述排斥力作为所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分和所述至少一个导电元件之间的引力。
16.根据权利要求15所述的光学兀件,其中 -所述至少一个导电元件具有第三表面区域； -所述第三表面区域在所述成像方法过程中面对所述浸没流体； -至少覆盖所述第三表面区域的至少ー个覆盖元件； -所述至少一个覆盖元件为电绝缘性和亲水性中的至少之一。
17.根据权利要求16所述的光学元件，其中所述至少一个覆盖元件包含选自以下的至少ー种材料ニ氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)、五氧化钽(Ta2O5)。
18.根据权利要求13 17中任一项所述的光学元件，其中 -所述至少一个导电元件位于所述第二表面区域的区域中；-所述电场配置成使得所述排斥力作为所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分和所述至少一个导电元件之间的斥力。
19.根据权利要求18所述的光学元件，其中 -所述至少一个导电元件具有第三表面区域； -所述第三表面区域在所述成像方法过程中面对所述浸没流体； -至少覆盖所述第三表面区域的至少ー个覆盖元件； -所述至少一个覆盖元件为电绝缘性和疏水性中的至少之一。
20.根据权利要求13 19中任一项所述的光学元件，其中所述至少ー个导电元件包含选自以下的至少ー种材料铬(Cr)、铝(Al)、铪(Hf)、钛(Ti)、镍(Ni)。
21.ー种光学成像布置，特别是用于微光刻，包括 -照明装置， -掩模装置，其用于接收包含投射图案的掩模， -包含光学元件组的光学投射装置，和 -用于接收基底的基底装置； -所述照明装置，照明所述投射图案； -所述光学元件组，将所述投射图案投射到所述基底上； -所述光学投射装置还包括根据权利要求I 12中任一项所述的光学布置。
22.—种在光学成像方法过程中减少光学兀件表面处的液体蒸发效应的方法,包括 -提供所述光学元件和浸没液； -所述光学元件具有第一表面区域和第二表面区域； -所述第一表面区域在所述光学成像方法过程中被所述浸没液润湿；其中， -在所述光学成像方法过程中至少暂时地在所述第二表面的区域中产生电场； -所述电场在所述浸没液的部分上引起排斥力，所述浸没液的部分响应于所述电场并非故意地接触所述第二表面区域； -所述排斥力具有将所述浸没液的所述部分从所述第二表面区域驱离的方向。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述电场为静电场。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中 -所述电场使用至少ー个导电元件产生； -所述至少一个导电元件的位置与所述光学元件相邻。
25.根据权利要求24所述的方法，其中 -所述至少一个导电元件位于所述第一表面区域的区域中； -产生所述电场使得所述排斥力作为所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分和所述至少ー个导电元件之间的引力。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其中 -所述至少一个导电元件位于所述第二表面区域的区域中， -产生所述电场使得所述排斥力作为所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分和所述至少一个导电元件之间的斥力。
27.权利要求24 26中任一项所述的方法，其中至少暂时地使所述至少一个导电元件电接触以产生所述电场。
28.权利要求22 27中任一项所述的方法，其中 -所述电场为第一电场，和 -在所述光学成像方法过程中至少暂时地产生第二电场， -为了至少增强所述浸没液对所述第一电场的响应性，所述第二电场提供第一效应和第二效应中的至少之一， -所述第一效应为至少所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分的电极化， -所述第二效应为至少所述浸没液的非故意地与所述第二表面区域接触的所述部分的静电带电。
全文摘要
本发明涉及用于光学成像方法的光学布置，其包含光学元件(108)、浸没区(109)和液体排斥装置(111)。在光学成像方法过程中，浸没区与光学元件相邻并用浸没液(109.1)填充。该光学元件具有第一表面区域(108.1)和第二表面区域(108.2)，第一表面区域在光学成像方法过程中被该浸没液润湿。液体排斥装置至少暂时地在光学成像方法过程中在第二表面的区域中产生电场，电场适配成在浸没液的响应于电场并非故意地接触第二表面区域的部分上引起排斥力。该排斥力具有将浸没液的该部分从第二表面区域驱离的方向。
文档编号G03F7/20GK102804071SQ201080028972
公开日2012年11月28日 申请日期2010年5月4日 优先权日2009年5月4日
发明者S.西克斯 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司