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反射镜组件和包括其的光学组装件的制作方法

2022-06-12 04:36:13 来源:中国专利 TAG:

反射镜组件和包括其的光学组装件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年9月3日提交的德国专利申请de 10 2019 213 345.2的优先权,其全部内容通过引用并入本技术的内容中。


背景技术:

3.本发明涉及反射镜布置,其包括:基板,该基板包括具有用于反射辐射的反射镜面的正面和背离正面的背面,以及一个或多个致动器布置在该背面上,其形式为一个或多个致动器组件,例如,用于生成反射镜面的变形。吸附水蒸汽的材料、特别是有机材料形成或设置在基板的背面上。吸附水蒸汽的材料优选地形成用于将至少一个致动器固定在基板的背面上的粘合层,所述粘合层特别延伸到致动器之间的间隙中。本发明还涉及光学布置,特别是euv光刻设备或duv光刻设备,其具有至少一个这样的反射镜布置。
4.通过固定在基板背面的致动器,上述反射镜布置使得形成在基板正面的反射镜面能够有针对性地(局部)变形。例如,反射镜面的变形可以例如用于实行其中设置反射镜布置的euv光刻设备或duv光刻设备的像差的有针对性的校正。为此,致动器可以在基板的背面的规则布置或网格(致动器阵列)中固定,但是原理上致动器在基板背面的任何期望布置都是可能的。一般而言,相邻致动器或致动器的相邻组(致动器组装件)在基板的背面的位置不直接相互邻接,而是彼此间隔开;意味着在成对的相邻致动器或致动器组装件之间形成空隙或间隙。
5.us 5,986,795描述了用于euv辐射的可变形反射镜,其中致动器设置在形成反射镜的背面的前板与反应板之间,并且联接到这两个板,以便在可变形反射镜的反射镜面上产生变形。
6.将致动器固定或联接到基板的另一种可能性是将致动器间接(即,经由一个或多个中间层)固定,或例如通过粘合接合直接固定在基板的背面上。在以粘合接合形式固定的情况下,问题在于反射镜布置周围的气体气氛的成分不随时间而恒定,例如当反射镜布置首次引入时或安装到光学布置中或当光学布置进行维护、修复等时。后者的情况特别是当光学布置在真空条件下或使用吹扫气体操作并且仍用于修复、维护等目的时,中断真空或吹扫是必要的。在那种情况下,特别是在反射镜布置的周围环境存在的湿度,换言之周围的水蒸汽的量有变化。
7.如果直接或间接地机械连接到基板的粘合层或另一种吸附水蒸汽的材料,例如有机材料,从周围吸收水分,则该层或该材料膨胀,并且可以将应力引入到材料中。材料中的应力通常会传输到基板,因此基板可能遭受变形,这会导致漂移,即反射镜表面随时间推移引起的(不希望的)变化。因为材料相关的漂移,因此光学布置的束路径中出现像差。其他有机材料可以包含在致动器中和/或形成在致动器上,但是有机材料也可以直接连接到基板的背面或形成在那里的中间层。
8.发明目的
9.本发明的目的是提供反射镜布置以及包括至少一个这样的反射镜布置的光学布
置,其中减少了由反射镜布置周围环境的湿度变化引起的基板变形。


技术实现要素:

10.根据第一方面,该目的通过上述类型的反射镜布置来实现,其中吸附水蒸汽的材料的表面,特别是粘合层的表面,至少部分地、特别是完全地由形成水蒸汽扩散阻挡件的涂层来覆盖。
11.如果周围环境的湿度恒定,则吸附水蒸汽的材料的表面与周围环境相平衡。如果吸附水蒸汽的材料的周围环境的湿度发生变化,则扩散过程在材料中被引发,并且在周围环境的湿度增加的情况下导致材料膨胀并导致上述变形。例如,r.wimmer等人于2013年4月在《木材科学和技术》的第47卷第4期发表的文献《商业木材粘合膜的吸水机制(water sorption mechanisms of commercial wood adhesive films)》描述了用于粘合木材的粘合剂吸水的结果。
12.与本发明的这个方面有关,建议保护材料的表面,在其他方式下该材料表面将不受保护地遭受周围环境湿度波动的影响,通过涂层形式的水蒸汽扩散阻挡件防止水蒸汽渗透。
13.通常有利的是,通过涂层形式的水蒸汽扩散阻挡件整体上减少材料吸附的水蒸汽的量;换句话说,材料比没有涂层的情况下更慢地吸附水蒸汽。换言之,通过用作水蒸汽扩散阻挡件的涂层来延迟水蒸汽渗透到材料中产生改进,因为以这种方法可以减少每单位时间传输到基板的应力或力。
14.用作水蒸汽的扩散阻挡件的涂层可以包括一层或多层。涂层可以施加在材料的暴露表面的整个区域上,但也可以只施加在材料的表面的子区域,也就是说,在材料的表面上存在一些没有施加涂层的区域。在这种情况下,同样减少暴露于周围环境的材料面积,对应地,减少基板中不希望的变形。
15.在未由涂层覆盖的表面区域中,可以可选地采取其他措施以便减少基板的变形,例如,粘合层与基板之间的力解耦,如下文所述。
16.形成水蒸汽扩散阻挡件的涂层还可以用无机材料覆盖表面区域,特别地可以覆盖基板的整个背面以及机械连接到该背面的所有部件,因为这可以简化操作方法。
17.出于易读性的原因,术语“粘合剂”或“粘合层”在下文中经常用于表示任何吸附水蒸汽的材料,特别是有机材料,其直接或间接机械连接到反射镜基板。下面的示例以致动器之间的粘合层为例给出,尽管粘合层也可以在致动器的外边缘之上延伸或者可以位于致动器本身(它们本身)上。
18.粘合层典型地二维地施加到基板的背面,因此不限于相应致动器与基板的背面之间的区域,而是在致动器之间的空隙之上和/或围绕致动器的外边缘区域延伸。在空隙的区域中,粘合层可以比在相应致动器与基板的背面之间的区域中更厚,但是还可以施加足够薄的粘合层以至于在致动器之间的空隙或间隙中的粘合层不会比致动器下方的粘合层更厚或呈现得更薄或仅在空隙中逐渐变小。
19.在一个实施例中,涂层包括至少一个扩散阻挡层,其具有的水蒸汽透过率低于由吸附水蒸汽的材料,特别是由粘合层的材料构成的、相同厚度的层的水蒸汽透过率。因此,该类的扩散阻挡层具有比例如相同厚度的粘合层更低的水蒸汽透过率。水蒸汽透过率(“湿
蒸汽透过率”,mvtr)是水蒸汽透过材料布置的透过率的测量。水蒸汽透过率通过测量在24小时内透过一平方米材料布置的水量来确定。水蒸汽透过率报告为透过的水,以克每平方米每天为单位,即单位为g/(m
2 d)。材料的布置的水蒸汽透过率可以通过直接测量或间接测量来确定,例如,以如h.klumbies等人在《有机电子学(organic electronics)》的2015年第17卷第138-142页发表的文献《由用于有机器件的原子层沉积的氧化铝制成的渗透阻挡件的厚度依赖的阻挡件性能(thickness dependent barrier performance of permeation barriers made from atomic layer deposited alumina for organic devices)》中针对例如通过原子层沉积施加的al2o3描述的方式。材料的水蒸汽透过率还可以通过使扩散阻挡层的材料更不能渗透水蒸汽的表面处理来降低。这种表面处理例如可以是等离子体处理或使用uv辐射的处理。扩散阻挡层的水蒸汽透过率典型地应小于1g/(m
2 d)。
20.在一个实施例中,氢阻挡层包括至少一种选自包含以下的组的材料:al2o3、sio2、ta2o5、tio2、hfo2、zro2、nb2o5、la2o3、al、ta、ti、ru、si
xcyozhv
、聚对二甲苯、特别是卤化的聚对二甲苯、尤其是氟化的聚对二甲苯、含氟聚合物、特别是聚四氟乙烯(teflon或teflon种类,例如来自杜邦的teflon af)以及它们的混合物。该组中的材料具有相对较低的水蒸汽透过率。为了增加扩散阻挡效果,涂层可以包括多个由不同材料构成的扩散阻挡层;换言之,涂层可以是多层涂层。
21.涂层和/或扩散阻挡层的上文较早指出的材料和其他材料可以通过各种涂层技术施加到粘合层,并且分别施加到涂层中出现的任何下卧层。材料可以从气相沉积,例如通过物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd),特别是等离子体增强cvd(pecvd)、原子层沉积(ald)或等离子体ald,通过溅射、通过电弧涂覆、或者通过旋涂或以溶胶凝胶工艺来沉积。可以根据所沉积材料的性质来选择涂层方法的本质。例如,si
xcyozhv
或sicoh可以通过pecvd沉积,使用tmcts(四甲基环四硅氧烷)作为前驱物。为了获得良好的阻挡效果,通常有利的是,扩散阻挡层的材料施加为使得该层具有最大的密度并且具有尽可能少的针孔,水蒸汽可以穿过这些针孔渗透到下卧粘合层中。还可以通过连续执行的两种或更多种上述工艺的组合来施加涂层。
22.在一个实施例中,涂层的表面和/或扩散阻挡层的材料是疏水的。总体地,有利的是涂层的面向周围环境的表面是疏水的,因为以这种方式,如果该涂层或层形成涂层的面向周围环境的表面,则可以进一步减少涂层或相应扩散阻挡层对湿气的吸收。涂层的表面或扩散阻挡层的材料可以例如通过表面处理、例如通过等离子体处理、和/或通过使用uv辐射(可选地脉冲)辐照、通过涂层或通过表面终止来呈现疏水性。
23.在本发明的可与上述方面结合的其他方面中,特别是在致动器之间的空隙中的粘合层的表面至少部分地、特别是完全地由填充材料覆盖,该填充材料的弹性模量小于粘合层的弹性模量。填充材料优选地也是可延展的,这意味着它在负载下是可塑性变形的。
24.使用本发明的这个方面,不会阻止水蒸汽渗透到填充材料中,但是因为填充材料的较低弹性模量,存在力解耦,这意味着虽然填充材料吸附与粘合剂相同或比粘合剂可能更多的水,但是填充材料将比粘合剂显著更少的力传输到基板或到致动器。在该方面的情况下利用的另一个因素在于,在光学元件的周围环境的湿度快速变化时,水蒸汽大部分地渗透到粘合层的上部体积区域中并且在重新建立相对干燥周围环境时再次从上部体积区
域释放到周围环境中。如果填充材料足够厚,则周围环境中湿度的快速变化伴随着水仅渗透到填充材料中,但仅少量渗透到下卧的粘合层,因此在这种情况下,只有减少短期粘合剂漂移(如果有的话)。
25.在一个实施例中,填充材料的弹性模量小于1500mpa,优选小于1000mpa,特别是小于约500mpa。对于典型使用的粘合剂,例如基于环氧树脂的粘合剂,弹性模量在大约3000mpa和6000mpa之间,这意味着填充材料的弹性模量至少小于粘合剂弹性模量的一半。
26.在另一个实施例中,填充材料是疏水的,以防止或显著减少水或水蒸汽渗透到填充材料中。在这种情况下,填充材料是没有永久偶极矩的非极性材料。该材料特别可以是蜡或油脂(例如,真空油脂,即可在真空条件下使用的油脂,或干燥器油脂,即用于密封干燥器的油脂)。
27.填充材料优选地选自包含以下的组:橡胶、液体橡胶、蜡、油脂或液体,特别是(疏水)油。橡胶或弹性体具有低弹性模量。基于合成橡胶的液态橡胶可以通过喷涂、刷涂等方式施加到粘合层的表面。蜡或油脂不仅具有低弹性模量,而且通常具有疏水性质。例如,液体(诸如疏水性油)是完全柔性的,并且可以覆盖粘合层的整个表面,以便保护其免受水的渗透。不同填充材料的垂直或横向组合也是可能的。例如,可以先施加蜡,然后再用油覆盖。替代地或附加地,一些表面区域可以覆盖有弹性体形式的填充材料,而其他表面区域覆盖有蜡。
28.在本发明的其他方面中,特别是在致动器之间的空隙中的吸附水蒸汽的材料的表面至少部分地、特别是完全地由柔性材料、特别是由膜覆盖。柔性材料、特别是膜形式的柔性材料可以被引入致动器之间的空隙中,并且可以连接到或牢固地粘附到粘合剂的表面。膜可以二维地覆盖致动器之间的空隙。特别地,单个膜可以覆盖致动器以及致动器之间的空隙。膜可以粘附到致动器的背离基板的那些表面上,而该膜不会突出到空隙中。替代地,膜可以突出到致动器之间的相应空隙中。在这种情况下,膜或柔性材料可以特别地仅覆盖相应空隙的子区域,这意味着膜被引入致动器之间的空隙中并且不连接到界定空隙的致动器,因此尽管引入膜,但致动器之间的粘合层的一部分表面被暴露。
29.与前面描述的涂层的情况一样,柔性材料或膜还可以形成扩散阻挡件。在这种情况下,例如,膜的材料(可选地结合到膜中的材料的形式、以层的形式)的水蒸汽透过率低于由吸附水蒸汽的材料构成的相同厚度的层的水蒸汽透过率。该膜例如可以是铝层压聚合物膜。然而,这不是必要的,因为膜可以用于粘合层与基板之间的力解耦,换句话说,以中断在粘合剂漂移的情况下将力从粘合剂传输到结构(致动器)的力线和/或将这些线从致动器移开。
30.在一种发展例中,膜突出到相应的空隙中并且膜覆盖在相应空隙中的粘合层中的优选穴形或凹槽形的凹陷部。在膜的该发展例的情况下,膜典型地不固定或至少不直接固定在致动器上,因此粘合层的一部分表面被暴露。在凹陷部的顶部,膜具有自由端,该自由端在发生粘合剂漂移的情况下能够相互靠近和远离地移动,并且以这种方法减少从粘合剂到致动器因此到基板的力的传输。以这种方式,特别是可以减少在短时间内发生的粘合剂漂移(见上文),该漂移主要影响粘合层上部分中的扩散过程。在这种短期粘合剂漂移的情况下,机械应力/大的力主要被引入粘合层的上部分。为了将膜固定在粘合层上,典型地在粘合剂完全干燥之前将该膜放置在粘合层上。为了在粘合层中形成凹陷部,将压力施加到
膜的顶侧上,以便移位凹陷部的区域中的粘合剂。
31.不仅在短时间尺度上发生的粘合剂漂移,其基本上限于粘合层的上部分,而且还存在在较长时间尺度上操作的粘合剂漂移(长期粘合剂漂移)并且因此粘合层的整个体积吸收或释放水。然而,膜到粘合层中的穴形或沟槽形凹陷部中的引入不仅减少粘合层的暴露表面的比例,而且减少由粘合层占据的整个体积。以这种方式,不仅可以减少短期粘合剂漂移,还可以减少长期粘合剂漂移。可以理解的是,不仅粘合层的体积尽可能小,而且粘合层的表面上由膜覆盖的子区域也应该尽可能小,以便最小化通过粘合层施加在致动器上的力。以这种方式,特别是可以减少在平行于粘合层的表面的方向上的力传输,这会在致动器上施加横向力并因此对致动器运用杠杆作用。
32.在本发明的其他方面,其可以可选地与上述方面中的一个或多个方面结合,粘合层不完全覆盖致动器之间的空隙中的基板的背面。在此处描述的方面的情况下,在致动器之间的空隙中来中断粘合层,这意味着粘合层不连续地延伸并且实质上被限制在基板背面上致动器贴附到基板所在的表面区域中。由于上文所述的短期粘合剂漂移,存在应力/存在实质上平行于粘合层的表面延伸的力作用。由于在连续施加粘合层的情况下粘合层的表面实质上平行于基板的背面延伸,因此这种粘合层对限定平行于基板的背面延伸的空隙的致动器施加力作用、抵靠致动器的侧面按压,并且对致动器运用杠杆作用。
33.由于粘合层的中断,在相应的空隙中,粘合层的表面不再平行于基板的背面延伸,这意味着改变了力的方向,以便避免对致动器运用杠杆作用。然而,因为粘合层的中断,典型地增加了粘合层的暴露表面,因此通常同样增加了粘合层的绝对力作用。因此,粘合层对致动器因此对基板的合成力作用取决于被中断的粘合层的特定几何形状。理想地,间断的粘合层不会突出到致动器之间的空隙中;然而,一定的过量粘合剂对于固定接合是不可避免的/是必需的。
34.在本发明的其他方面中,其可以可选地与上文所述的一个或多个方面组合,粘合层在空隙中在致动器上方突出。以这种方法,同样可以实现力解耦,其能够抑制或减少短期粘合剂漂移,因为粘合层的突出部分中的粘合剂能够横向扩展,因此使得粘合剂的力作用能够与致动器解耦。突出粘合层可以特别地与上文较早描述的本发明的一个或多个方面进行组合。例如,粘合层中没有被引入到空隙中的膜覆盖的部分可以在致动器之上突出。粘合层的突出部分的表面也可以全部或部分地由形成氢扩散阻挡件的涂层覆盖。应当理解,本发明的多个方面还可以以不同于在此阐述的方式有利地彼此组合。
35.在另一实施例中,致动器被配置为压电致动器或电致伸缩致动器。致动器可以用于以有针对性的方式在基板中生成非常小的变形。致动器例如可以是线性致动马达,其对基板施加实质逐点的力作用。应当理解,代替所述的致动器,还可以使用其他种类的致动器。致动器可以特别地以网格的方式设置在基板的背面上。
36.本发明的其他方面涉及光学布置,特别是涉及euv光刻设备或duv光刻设备,其包括如上文较早所述的至少一个反射镜布置。出于本技术的目的,光刻设备被认为是可以用在光刻领域中的(光学)设备。除了用于制造半导体部件的光刻设备外,讨论的设备例如可以是检验光刻单元中所使用的光掩模(在下文中还称为掩模母版)的检验系统,以检验要结构化的半导体基板(在下文中还称为晶片),或者可以是用于测量光刻单元或其部件的计量系统,例如用于测量投射系统。
37.光学布置或光刻设备特别可以是euv光刻设备,其被配置为用于在约5nm与约30nm之间的euv波长范围内的波长的使用辐射,或者可以是duv光刻设备,其被配置为用于在约30nm与约370nm之间的duv波长范围内的波长的使用辐射。euv光刻设备的光学元件典型在真空周围环境中操作。通过包括如上较早描述配置的反射镜布置的euv光刻设备,可以节省启动和/或真空破坏时的等待时间,如在打开期间,例如,在减少至少短期粘合剂漂移时:在这种情况下,在湿度变化之后,光刻设备经历更快速的转变到(准)稳态并且可以更快地用于(曝光)操作。应当理解,上面较早描述的反射镜布置的使用不限于光刻设备,而是它还可以有利地用于其他应用中,例如在掩模检查系统中。
38.参考示出对本发明必要的细节的附图,从本发明的示例性实施例的以下描述和从权利要求书中,本发明的其他特征和优点是显而易见的。单独特征可以各由它们本身单独地实现,或者作为本发明的变型中的任何期望的组合中的多个来实现。
附图说明
39.在示意性附图中说明示例性实施例,并且在以下描述中进行解释。附图中:
40.图1示出了具有包括多个用于校正像差的致动器的反射镜的euv光刻单元的示意图,
41.图2示出了具有包括多个用于校正像差的致动器的反射镜的duv光刻单元的示意图,
42.图3示出了图1的具有用于将致动器固定在基板上的粘合层的反射镜布置的示意性截面图,
43.图4示出了具有涂层的反射镜布置细节的示意图,该涂层施加到粘合层的表面并且形成水蒸汽扩散阻挡件,
44.图5示出了类似于图4的示意图,其中粘合层的表面由弹性填充材料覆盖,
45.图6示出了类似于图4的示意图,其中在粘合层中形成由膜覆盖的凹陷部,
46.图7示出了类似于图4的示意图,其中粘合层在致动器之间的空隙中被中断,
47.图8示出了类似于图4的示意图,其中粘合层在空隙中突出在致动器之上,
48.图9示出了粘合层的示意图,其中图6中表示的膜与图8的突出的粘合层相组合,
49.图10示出了图9的粘合层的示意图,该粘合层的涂层用作在所述层的暴露表面上施加的水蒸汽扩散阻挡件。
具体实施方式
50.在附图的以下描述中,相同的附图标记用于相同或功能相同的部件。
51.图1以euv光刻单元1的形式示意性地示出了用于euv光刻的设备的构造,特别是所谓的晶片扫描仪。euv光刻单元1包括用于生成euv辐射的euv光源2,该euv辐射在低于50纳米,特别是在约5纳米与约15纳米之间的euv波长范围内具有高能量密度。euv光源2可以例如被配置为用于生成激光诱导等离子体的等离子体光源的形式。图1中所示的euv光刻单元1被设计用于13.5nm的euv辐射的操作波长。然而,euv光刻单元1还可以被配置为用于euv波长范围内的不同操作波长,例如6.8nm。
52.euv光刻单元1还包括集光器反射镜3,以便聚焦euv光源2的euv辐射以形成成束的
照明束4并且以便以这种方式进一步提高能量密度。照明束4用于通过照明系统10照明结构化物体m,在本例中其具有五个反射光学元件12到16(反射镜)。
53.结构化物体m可以是例如反射光掩模,其具有用于在物体m上产生至少一个结构的反射区域和非反射区域或至少较少反射区域。替代地,结构化物体m可以是多个微反射镜,它们以一维或多维的布置方式布置并且可选地围绕至少一个轴线可移动,以便设定euv辐射在相应反射镜上的入射角。
54.结构化物体m反射部分照明束4并整形投射束路径5,其携载有关结构化物体m的结构信息,并被辐射到投射镜头20中,这在基板w上产生结构化物体m或其相应部分区域的投射图像。基板w(例如晶片)包括半导体材料(例如硅)并且设置在也称为晶片台ws的安装件上。
55.在本示例中,投射镜头20具有六个反射光学元件21到26(反射镜)以便在晶片w上产生结构化物体m处存在的结构的图像。投射镜头20中的反射镜的数量通常在四到八个之间;但是,如果合适的话,也可以仅使用两个反射镜。
56.除反射光学元件3、12至16、21至26以外,euv光刻设备1还包括非光学部件,其例如可以是用于反射光学元件3、12至16、21至26的携载结构、传感器、致动器等。图1示意性地表示了在投射镜头20的第六反射镜26的背面上安装的多个致动器27,以便对该反射镜实行有针对性的变形,并且这样做以补偿通过投射镜头20将结构成像到晶片w上时出现的像差。为了有针对性地驱动致动器27,euv光刻单元1包括控制装置28,该控制装置28例如形式为控制计算机,其经由未在图像中表示的信号线与致动器27通信。
57.图2示出了duv投射曝光单元100的示意性视图,其包括束整形和照明装置102以及投射镜头104。在这种情况下,duv表示“深紫外”,并且表示在30nm与370nm之间的工作光的波长。duv投射曝光单元100包括duv光源106。例如,发射在193nm的duv范围中的辐射108的arf准分子激光器可以配备为duv光源106。
58.在图2中示出的束整形和照明装置102将duv辐射108指引到光掩模120上。光掩模120形成为透射光学元件,并且可以布置在束整形和照明装置102和投射镜头104的外部。光掩模120的结构通过投射镜头104投射到晶片124等上。
59.投射镜头104具有若干透镜元件128、140和/或反射镜130,用于将光掩模120投射到晶片124上。在这种情况下,投射镜头104的单独的透镜元件128、140和/或反射镜130可以关于投射镜头104的光轴126对称地布置。应该注意到,duv投射曝光设备100的透镜元件和反射镜的数目不限于所示的数目。还可以提供更多或更少的透镜元件和/或反射镜。此外,为了束整形,反射镜总体上在其前侧弯曲。
60.最后一个透镜元件140与晶片124之间的气隙可以替换为折射率》1的液态介质132。液态介质132可以是例如高纯水。这样的构造还被称为浸没式光刻,并且具有改进的光刻分辨率。
61.图3以细节图示出了作为对应反射镜布置30的一部分的图1的反射镜26或图2的反射镜130。反射镜布置30包括基板31,在所示示例中基板31由熔融石英或掺钛熔融石英(ule)形成。具有低热膨胀系数或热膨胀系数对温度的非常低依赖性的其他材料同样可以用作基板材料。施加到基板31的正面31a是反射涂层32,该反射涂层32被配置为使得对于指定的入射角范围,入射的euv辐射5或duv辐射108在13.5纳米或例如193.4纳米的工作波长
附近的窄光谱范围内以相对高的反射率被反射。
62.在图1的euv反射镜26的情况下,反射涂层32被配置为使得其充当用于反射euv辐射5的干涉层系统。在这种情况下,反射涂层32交替地包括具有硅形式的第一层材料的第一层以及具有钼形式的第二层材料的第二层。取决于操作波长,不同的第一层材料和第二层材料(例如钼和铍的形式)同样是可能的。
63.图3中所示的反射镜布置30对应地还可以形成在图2所示的duv投射曝光单元100的反射镜130上。这种反射镜130同样包括基板31和反射涂层32。在这种情况下,基板31可以由例如熔融石英构成。在这种情况下,反射涂层32被配置为使得,例如,对于指定的入射角范围,入射的duv辐射5在围绕157nm、193nm、248nm或360nm的duv光源106的工作波长的窄光谱范围内以相对高的反射率被反射。同样在这种情况下,反射涂层32可以被配置为多层系统,以便通过干涉效应生成反射镜130的最大反射率。duv反射镜130可以是金属反射镜、保护性金属发射镜或介电增强金属发射镜。
64.服务于形成在反射涂层32上的反射镜面32a的有针对性的局部变形的是致动器27,其在图3所示的示例的情况下被配置为压电致动器。致动器27通过粘合层33固定在基板31的背面31b上。粘合层33可以直接施加到基板31的背面31b,然而在所示示例中存在施加到基板31的背面31b上的中间层34,并且粘合层33施加到中间层34。中间层34的材料可以包括例如cr、v、si、al、ta、ti、al2o3、ta2o5、tio2、铬氧化物、钒氧化物、la2o3、zro2。
65.在所示示例中,粘合层33(除致动器27的区域外)具有恒定厚度d并且二维地施加在基板31的背面31b。致动器27部分地嵌入粘合层33中并且在粘合层33之上在其顶侧或端面侧突出。致动器27粘附在基板31的背面31b上,以二维网格彼此间隔开。为了简化图示,图3中仅示出了两个直接相邻的致动器27,其中空隙35在他们之间形成。应当理解,在网格中通常存在大量致动器27,其中每一对的相邻致动器27通过空隙25彼此分隔开。致动器27之间的空隙25通常具有相同的宽度,意味着致动器27均匀分布在基板31的背面31b之上。致动器27还可以形成具有间隙或空隙25的组装件,或者多个致动器组装件可以施加在基板31的背面31a上。
66.粘合层33不仅在致动器27下方或在致动器27与基板31的背面31b之间延伸,而且延伸到两个相邻致动器27之间的相应空隙35中。在图3所示的示例的情况下,选择粘合层33的厚度d,使得空隙35几乎完全由粘合层33填充。替代地,粘合层33的厚度d可以选择为使得它不大于致动器27的底侧与基板31的背面31b或中间层34之间的距离。粘合层33还可以更薄或具有不规则的厚度d。
67.图1的euv光刻单元1中的照明系统10的反射光学元件3、12至16以及投射镜头20的反射光学元件21至26设置在有残余气体气氛的真空周围环境中。图2的duv光刻单元100的照明系统102中的反射元件以及投射镜头104中的反射元件130布置在具有h2o残余分压的吹扫周围环境中。在反射镜布置30的周围环境并且因此也在粘合层33的周围环境存在小部分的水蒸汽36,其浓度在euv光刻单元1或duv光刻单元100的稳态操作中基本恒定。一部分水蒸汽36经由表面扩散33a扩散到粘合层33,意味着在恒定的环境湿度下,粘合层33或其表面33a处于动态平衡。在动态平衡中,通过表面33a扩散到粘合层33中的水蒸汽的量与从表面33a流出的水蒸汽36的量相同。向内和向外扩散如图3通过两个垂直延伸的双向箭头指示。
68.在反射镜布置30的周围环境的湿度变化的事件中,干扰动态平衡。这特别是当反射镜布置30的周围环境的水分压突然升高时的情况,如例如可以是在euv光刻单元1或duv光刻单元100的维护、修复等过程中的情况。在环境湿度突然变化的事件中,存在短期的粘合剂漂移,在此期间粘合剂或粘合层33通过表面33a快速吸附或释放水,这导致粘合层33的粘合剂膨胀或收缩,从而在粘合层33中生成应力。在环境湿度突然增加的事件中,粘合层33在其上部吸附水,这引起粘合层33的粘合剂在横向方向上膨胀,即实质上平行于粘合层33的表面33a,并且在该过程中,在粘合层33中生成应力,如图3由水平延伸的双向箭头指示。
69.粘合层33中的应力由图3中的双向箭头指示并且平行于粘合层33的表面33a延伸,该应力导致对应的力输入到两个相邻致动器27的相互面对的侧面上。这种力的输入在致动器27上生成杠杆作用,这导致致动器27的不希望的倾斜并且因此导致基板31的不希望的变形。
70.在图3中所示的反射镜布置30的情况下,不仅由吸附水蒸汽的、通常是有机的材料形成的粘合层33;代替地,有机材料42形成在致动器27上,并且连接到相应致动器27的顶侧或侧面。有机材料42可以包括例如用于致动器27的保护层、绝缘层、用于(电)线的嵌入材料、导电粘合剂或用于电源线的粘合剂。使用吸附水蒸汽36的有机材料42也存在的问题在于,在反射镜布置30的周围环境的湿度变化的情况下,水蒸汽通过表面42a扩散进/出有机材料42,并且这可以导致基板31的变形。
71.存在避免基板31因材料漂移而变形的各种可能性;下面参考图4到图10示例性地基于粘合层33来更详细地描述了许多这样的可能性。
72.在图4所示示例的情况下,形成扩散阻挡件的涂层37施加到相应空隙35中的粘合层33的表面33a上。在空隙35中,涂层37完全覆盖粘合层33的表面33a。在图4中,涂层37由单独的扩散阻挡层38构成,该扩散阻挡层38的水蒸汽透过率tw1小于由粘合层33的材料构成并具有与扩散阻挡层38相同厚度的层的水蒸汽透过率tw2(tw1《tw2)。在所示示例中,扩散阻挡层38的水蒸汽透过率tw1小于1g/(m
2 d);由粘合层33的材料构成并具有与扩散阻挡层38相同厚度的层的水蒸汽透过率tw2的典型地至少高几个数量级。
73.所示示例中的扩散阻挡层38由al2o3形成。替代地或附加地,扩散阻挡层38还可以包括其他材料,例如,这些材料可以选自包括以下的组:sio2、ta2o5、al、ta、ti、ru、si
xcyozhv
、tio2、hfo2、zro2、la2o3、nb2o5、聚对二甲苯、含氟聚合物、特别是聚四氟乙烯以及它们的混合物。涂层37或扩散阻挡层38可以不同方式施加到粘合层33的表面33a——例如,通过气相沉积,即通过pvd、cvd,诸如通过等离子体增强cvd,通过ald、通过等离子ald、通过溅射、通过电弧涂覆、或者通过旋涂或在溶胶-凝胶工艺中来施加。施加涂层37或扩散阻挡层38时的过程参数通常被选择为使得它可以以高密度并且尽可能在没有针孔的情况下施加到粘合层33的表面33a上。
74.为了使涂层37更不渗透水蒸汽36,形成涂层37的顶侧的扩散阻挡层38的表面38a可以进行表面处理。表面处理可以是例如等离子体处理或用例如uv波长范围内的短波、可选的脉冲辐射来辐照表面38a,或者可以通过涂层或表面终止来产生。表面处理的特别可能的效果是扩散阻挡层38的表面38a具有疏水性质,即,它是防水的。附加地或替代地,扩散阻挡层38本身可以由疏水材料形成,诸如含氟聚合物,例如,包括特别是含teflon的含氟聚合物,例如,它可以由来自杜邦的teflon af形成。
75.为了增加作为扩散阻挡件的效果,涂层37可以具有两个或更多个由不同材料制成的扩散阻挡层38,可选地以不同过程施加。特别有利的是,由单个扩散阻挡层38构成的涂层37具有足以造成扩散阻挡层38脱层的风险的厚度。涂层37或扩散阻挡层38的典型厚度位于大约10nm至100μm的数量级。还可以有利地将多个扩散阻挡层38叠层地施加,因为一层中的针孔或缺陷不会在下一层中的针孔或缺陷中继续存在。
76.图5示出了反射镜布置30的示例,其中粘合层33的表面33a在两个相邻致动器27之间的空隙35中由填充材料39完全覆盖,填充材料39的弹性模量e1低于粘合层33的弹性模量e2。在所示示例中,填充材料39的弹性模量e1小于1500mpa,优选地小于1000mpa,特别是小于约500mpa。相反地,基于环氧树脂的粘合层33的粘合剂的弹性模量e2例如典型地位于大约3000mpa至大约6000mpa的数量级。在所示示例中,填充材料39是固体,更具体地是弹性体(橡胶)。在如图5所示的示例中,确实没有防止水渗透到填充材料39中,而是因为其较低的弹性模量e1,因此与粘合层33的情况相比,弹性填充材料39向两个相邻的致动器27传输相对小的力。填充材料33同样可以可选地形成扩散阻挡件;换言之,除了相对低的弹性模量e1以外,该材料的水蒸汽透过值tw1可以低于水蒸汽透过值tw2。
77.代替橡胶,填充材料39还可以包括不同的弹性和/或可延展材料,例如蜡或油脂——例如真空油脂。填充材料39还可以是液体,特别是非极性液体——例如油。有利的是,填充材料39本身是疏水的,例如对于油脂或油来说通常是这种情况。填充材料39的表面39a通过表面处理可选地被赋予疏水性,例如通过等离子体处理或通过用uv辐射辐照。
78.图5示出了反射镜布置30的示例,其中膜40形式的柔性材料被引入相邻致动器27之间的空隙35中。膜40突出到空隙35中,这意味着所述膜从两个致动器27的顶侧在基板31的背面31a的方向上向下延伸。在如图5所示的示例中,膜40覆盖形成在粘合层33中的穴形凹陷部41。在图5所示示例中,凹陷部41在空隙35中延伸直到近似致动器27的底侧的水平面。由于凹陷部41,位于空隙35内的粘合剂的体积减小。这是有利的,以便减少所谓的长期粘合剂漂移,其中粘合层33的整个体积吸附或释放水并且导致基板31中的应力。
79.在如图5所示的示例中,膜40没有连接到两个相邻的致动器27。以这种方式,在粘合层33的表面33a之上略微向上突出的膜40的自由端能够在发生粘合剂漂移时朝向彼此和远离彼此移动,这在图5中由两个水平双向箭头指示。膜40同样可以形成扩散阻挡件,这意味着它由防止或减少水蒸汽渗透到粘合层33中的材料构成或包括该材料。膜40可以包括例如铝层压聚合物膜。膜40还可以由疏水材料形成或者可以具有疏水表面40a以减少水的吸附。膜40可以具有疏水涂层,例如teflon af,例如特别是在表面40a上,该涂层附加地用作扩散阻挡件。
80.将膜40施加到粘合层33上还可以在以下事件中是有用的:与图5中的图示相比,粘合层33具有厚度d,该厚度d对应于相应致动器27的底侧与基板31的背面31a或中间层34的顶侧之间的距离。在这种情况下,膜40典型地突出到空隙35中,但不会在粘合层33中形成凹陷部。在这种情况下,膜40可以完全覆盖,特别是空隙35或空隙35中的粘合层33的表面33a。
81.除了粘合层33的粘合剂对致动器27施加的力的量,另一个相关因素是施加在致动器27上的力的力方向;就关于杠杆作用而言,垂直于致动器27的侧面取向的力方向(参见图3)是特别有害的。因为,在短期粘合剂漂移的事件中,在水的吸附和释放的背景下,力方向实质上平行于粘合层33的表面33a,减少基板31变形的一种可能性是改变粘合层33的表面
33a相对于致动器27或相对于基板31的背面31b的取向。
82.在如图7所示的示例中,这是通过在致动器27之间的相应空隙35中的粘合层33的中断来实现的;换言之,层33没有完全覆盖空隙35。由于粘合层33的中断,空隙35中的粘合层的表面33a相对于基板30的背面31a和致动器27的侧面对角地取向。因此,粘合层33对水的吸附的力作用也相对于致动器27的侧面对角地取向,如图7由两个双向箭头指示。然而,由于空隙35中的粘合层33的中断,与连续的粘合层33相比,粘合层33的表面33a增加了。因此,在图7所示的示例的情况下,有必要选择粘合层33的几何形状,使得尽管表面33a扩大且因此力的绝对量更大,但是由致动器27施加在基板31上的力作用通过粘合层33的表面33a的适当陡峭取向来减小。
83.在图8中描述的示例中,致动器27与在粘合层33的粘合剂中生成的力作用之间存在解耦。这是借助于以下事实来实现的:在两个相邻致动器27之间的空隙35中,粘合层33在致动器27之上突出,更具体地在它们的顶侧之上突出。因此,与图3中的图示相比,粘合层33不具有均匀的厚度d;替代地,其厚度在空隙35中增加了粘合层33的突出部分的厚度。在吸附水时,其中粘合层33在水平方向上受到力作用,粘合层33可以在相应的空隙35上横向膨胀,如图8由两个双向箭头指示。以这种方法,可以有效减少从粘合层33传输至致动器27进而传输至基板31的力。
84.在图8所示示例的情况下,可以补偿短期粘合剂漂移,仅粘合层33的上部分参与扩散过程。为了减少长期的粘合剂漂移,图8所示的突出粘合层33可以用如图9所示的覆盖粘合层33中的凹陷部41的膜40来部分覆盖。在图9所示的反射镜布置30的情况下,因此,将图8和图6中阐述的措施进行组合。在这种情况下,可以通过膜40的覆盖减少空隙35中的粘合层33的体积,因此也减少粘合层33的长期粘合漂移。
85.最后,图10示出了反射镜布置30,其中除了图9中阐述的措施以外,粘合层33的表面33a的突出部分——未由膜40覆盖的部分——被涂层37覆盖,更具体地由扩散阻挡层38覆盖。在膜40也形成扩散阻挡件的情况下,粘合层33的表面33a在这种情况下被完全保护以防止水蒸汽36的渗透。
86.粘合剂漂移和/或粘合剂漂移对基板的作用可以通过上文较早描述的措施之一或通过这些措施中的两种或更多个的组合来减少。以这种方法,可以减少归因于粘合剂漂移的euv光刻单元1或duv光刻单元100的像差。euv光刻单元1或duv光刻单元100的启动还可以在反射镜布置30的周围环境的湿度变化之后加速,因为以上述方式减少达到稳定状态所需的时间,在该稳定状态下粘合层33与周围环境处于动态平衡。
再多了解一些

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