光学系统、光刻装置与方法与流程

本发明是关于一种光学系统、一种具有此光学系统的光刻装置、以及一种用于制造此光学系统的方法。相关申请的交互引用优先权申请案de 10 2021 212 553.0的内容整个并入本文供参考。

背景技术：

1、微光刻技术用于产生微结构部件，诸如，例如集成电路。微光刻技术制程是利用具有照明系统和投射系统的光刻装置来实施。借助于照明系统所照射的掩模(掩模版)的像在这情况下是借助于投射系统投射到基板(例如硅晶圆)上，其涂覆一光敏层(光刻胶)并配置在投射系统的像平面中，以将掩模结构转印到基板的光敏涂覆层。

2、在产生集成电路中更小结构的需求的推动下，现开发利用波长范围在0.1nm至30nm中(特别是13.5nm)的光的euv光刻装置。由于大部分的材料会吸收此波长的光，故必须在此euv光刻装置中使用反射光学单元(即反射镜)来代替迄今为止一直在使用的折射光学单元(即透镜)。

3、euv光刻装置中所使用的光学元件或模块特别是应具有非常高等级的洁净度，因为即使是非常小的颗粒都会因euv辐射的短波长而影响辐射。因此，这些元件或模块(其除光学表面以外还具有电子组件)是在具有高洁净度等级的洁净室环境中组装。此类模块的电子组件一般是要在大气压力下工作，这即是这些模块必须要整合于一合适壳体中的原因。此步骤也是在洁净室条件下实施，以避免对配置在模块上的光学元件的污染。在洁净室条件下产生模块的一问题在于，从个别部件产生光学模块的工作人员在穿着洁净室所需的工作服时会有受限的视力和受限的移动自由度。更甚，还无法使用所有所需的工具。此外，在洁净室中的工作服的静电充电风险增加，这可能导致在电子组件上放电并可能损坏所述电子组件。因此，洁净室中的工作条件会使光学模块的产生更为困难，而迄今为止仅能通过提高注意并且因而降低工作速度来部分降低额外风险。

技术实现思路

1、鉴于此背景，本发明的一目的在于提供一种改良的光学系统、以及一种用于产生光学系统的改良方法。

2、根据一第一方面，提出了一种用于光刻装置的光学系统(特别是微镜配置)。该光学系统包含多个可致动的个别反射镜、真空密封壳体、以及电子装置，该电子装置整合于该真空密封壳体并配置成个别致动每一个别反射镜。该电子装置具有多个电子模块，其可释放地安装在该真空密封壳体中，且每一者具有多个互连的电子和/或电气部件。所述多个电子模块中的至少一个特定电子模块具有印刷电路板，该特定电子模块的电子和/或电气部件配置于印刷电路板上，且其中该印刷电路板配置在该特定电子模块的框体上，其中该框体具有至少一个紧固部分(fastening section)，其设置成将该特定电子模块可释放地安装于该真空密封壳体中、和/或连接该特定电子模块至该电子装置的另外电子模块，其中该特定电子模块的该至少一个紧固部分在安装于真空密封壳体中的状态下接触该真空密封壳体和/或该另外电子模块的对应紧固部分。

3、此光学系统的优势在于，该特定电子模块更容易让工作人员操作，而且可大幅降低该特定电子模块在安装期间受损坏的风险。在这情况下，特定电子模块的框体使得电子模块在安装期间更容易及更安全地操作；特别是，借助于于紧固部分，电子模块可安全且稳定紧固在真空密封壳体及电子装置中，其中可使用比传统电子模块所用者更易于操作的紧固构件，例如直接紧固至印刷电路板。

4、较佳地，如上述的必须由工作人员在洁净室中安装至真空密封壳体中的所有电子模块具有特定电子模块的特征。然而，这些特征可不同地形成于不同的电子模块中。

5、此光学系统的进一步优势在于，该电子装置能够被再次拆开，即个别的电子模块能够自真空密封壳体中移除。当在调试或功能性测试的范围内发现有一个或多个电子模块故障时，这会是必要的。通过特定电子模块的特征，移除也会显著被简化。

6、举例而言，该光学系统为微镜阵列。在本文中，各微镜被分配有至少一个致动器/传感器单元，其配置成移位微镜和/或感测微镜的位置和对准。电子装置配置成控制阵列的所有微镜。为此目的，电子装置可具有分层结构，其具有从高层(例如中央控制单元)到低层(包含个别的致动器/传感器单元)的树状结构。电子装置可具有多重类似的电子模块，例如，诸如致动器/传感器单元，其每一者应单独安装在电子装置中。

7、真空密封壳体配置成收容电子装置，并将其保持在大气压力下，即使光学系统整体是安装在一真空壳体中。真空密封壳体具有紧固部分，其配置成将电子装置和/或个别电子模块(特别是特定电子模块)紧固于真空密封壳体中。真空密封壳体可特别是由金属构成。此外，真空密封壳体具有一可开启的翻盖或盖体，其中电子模块可在翻盖或盖体开启状态下安装于真空密封壳体中、或从真空密封壳体中移除。在翻盖或盖体的封闭状态下可保持壳体的真空密封性。多个可致动的个别反射镜配置在真空密封壳体的外部。

8、各自的电子模块可释放安装在真空密封壳体中，其可理解为意指在安装状态下，各自的电子模块连接到真空密封壳体、或电子装置的其他电子模块，使得其能够在不受破坏的情况下被移除。特别是，所使用连接或紧固元件并不具有整体的结合，而是具有互锁或摩擦连接，诸如螺纹连接、夹具或闩锁元件。

9、特别是，各自的电子模块包含印刷电路板，电子和/或电气部件配置其上。各自的电子模块的电子和/或电气部件可包含传统组成部件(诸如电容器、线圈或电阻器)和半导体组成部件(诸如二极管或晶体管)。特别是，电子组成部件可更包含集成电路，诸如处理器等、或电力电子组件。

10、特别是，电子装置包含一个或多个致动器/传感器设备，其每一者分配给光学系统的多个个别反射镜中的一者。各自的致动器/传感器设备可被配置成移位所分配的个别反射镜、感测所分配的个别反射镜的位置、或是移位及感测所分配的个别反射镜的位置。

11、特别是，特定电子模块的框体赋予特定电子模块一定的机械稳定性。特别是，框体为刚性结构。特别是，框体包含塑料、金属、复合材料等。特别是，框体是由塑料(诸如热塑性塑料)、由金属(诸如铝、不锈钢、铜或黄铜)、或复合材料(诸如碳纤维材料)制成。特别是，制造框体的材料具有高于10gpa、较佳高于50gpa的剪切模量，高于20gpa、较佳高于80gpa的杨氏模量，以及高于50gpa、较佳高于100gpa的容积模量(bulk modulus)。

12、框体设计成固持该特定电子模块的印刷电路板。该特定电子模块的其他元件(诸如含有插槽和/或插头的接口)同样可紧固至框体。特别是，框体具有比传统印刷电路板的机械稳定性和扭矩阻抗性更高的机械稳定性和扭矩阻抗性。因此，框体形成该特定电子模块的机械组装的较佳攻击点。

13、框体可形成为不同的几何形状，特别是作为形成脊柱类型的一单细长型元件、或作为印刷电路板的边缘、或作为具有与电子模块的印刷电路板实质相同形状的板件。

14、框体具有至少一个紧固部分，其用于将该特定电子模块紧固于真空密封壳体中、和/或紧固至电子装置的另外电子模块。各自的紧固部分形成作为例如框体中的钻孔，螺丝可被引导通过钻孔，以将电子模块和真空密封壳体、或另外电子模块螺纹连接一起。此外，紧固部分可形成作为例如突出部或凹口，其中该真空密封壳体或另外电子模块的对应元件接合于该突出部或凹口，并因而固定该特定电子模块。

15、使用框体来固定电子模块的优点在于，由于与印刷电路板相比，框体赋予电子模块高稳定性，因此可仅在数个点(例如在仅一点处、或仅两点处)上进行牢固且稳定的紧固。由于框体的高机械稳定性，使得可在框架的每一紧固点处使用高保持力。此外，与传统印刷电路板上的紧固部分相比，紧固部分可具有广泛的实施例，因此例如可使用较大的螺丝，其因而容易处理。举例而言，可选择直径大于4mm的螺丝。

16、根据光学系统的一实施例，该特定电子模块具有数个固持构件和/或数个保护元件，其中各自的固持构件配置成于该特定电子模块安装在真空密封壳体中时牢靠固持该特定电子模块，且其中各自的保护元件配置成保护该特定电子模块的电子和/或电气部件的至少一子集合不受机械破坏和/或静电放电。

17、由于固持构件特别是针对牢靠固持电子模块而设置，使得工作人员可例如将合适的工具抵靠该特定电子模块放置，以例如将电子模块带到正确的安装位置而安装于真空密封壳体中。因此，工作人员不需要用戴有手套的手来抓取电子模块，这就是会降低破坏电子模块的部件的静电放电风险的原因。

18、通过保护元件，使得在传统电子模块的情况中以未受保护方式配置在电路板上的电子和/或电气部件可被覆盖并因而受保护。特别是，保护元件提供了机械保护以及抵抗静电放电保护两者。

19、举例而言，固持构件包含手柄，该手柄设计成特别用于固持电子模块，即例如具有比印刷电路板更高的机械稳定性，并且与电子模块的电子和/或电气部件电气绝缘。因此，在特定电子模块的安装或移除期间，工作人员可不犹豫地使用固持构件来固持电子模块。

20、举例而言，保护元件为平面元件，诸如片材或塑料板，其部分覆盖各自的电子模块。配置在保护元件下方的电子和/或电气部件因此不暴露而是受到覆盖，因而受到保护。保护元件本身较佳是牢靠连接到该特定电子模块；然而，其也能可释放地配置在电子模块上，例如其可紧固至电子模块。

21、根据光学系统的一实施例，固持构件包含用于工具的容座(receptacle)，使得在该工具连接到容座时，该特定电子模块可由该工具固持。

22、特别是，容座配置成建立对工具的可释放连接。因此，该工具可基于安装或移除电子模块的目的而连接到容座，并且随后可再次释放。因此，该工具是针对与特别是各自容座的使用而特别设计。也可说容座和工具具有彼此相对应的功能性元件，例如具有内螺纹的钻孔、以及对应的外螺纹。固持构件进一步整合于电子模块中，使得安装电子模块所需要的力可通过容座施加，而不破坏电子模块。

23、根据光学系统的一实施例，该保护元件设计为一平面刚性元件，其在至少一侧上部分覆盖印刷电路板。

24、根据光学系统的另一实施例，该保护元件在至少一侧上完全覆盖该印刷电路板。

25、根据光学系统的另一实施例，该保护元件包含塑料、金属、和/或复合物。

26、根据光学系统的另一实施例，各自的保护元件具有一绝缘层。

27、优点在于，该特定电子模块的电子和/或电气部件可由工作人员带有手套的手拿取、或由工作人员触碰，而无电子和/或电气部件上静电放电的风险。

28、电气绝缘层可整合于保护元件的外或内表面上、和/或以三明治形式整合于保护元件中。

29、根据另一实施例，固持构件整合于框体中。

30、这确保可经由固持构件对该特定电子模块传递大的力，而不会损坏所述电子模块的印刷电路板。举例而言，固持构件设计为具有内螺纹的钻孔，合适工具能够被拧入其中。这种螺纹连接是可靠，且易于建立和再次释放。固持构件也可设计为可夹持区段，其可利用合适的夹钳或虎钳来抓握或夹持，其中框体在固持构件的区域中具有特别稳定的设计，使得可靠夹持所需的夹持力可以被框体吸收而不损坏。

31、根据光学系统的另一实施例，保护元件紧固至框体。

32、此措施也有助于保护印刷电路板和特定电子模块的电子和/或电气部件。

33、根据光学系统的另一实施例，框体与该特定电子模块的电子和/或电气部件直接热接触，并配置成消散电子和/或电气部件在光学系统的工作期间所产生的热能，并将所述热能传送至电子模块和/或真空密封壳体的散热器(heatsink)。

34、也可说框体是用作电子模块的相应部件的散热器。

35、框体较佳在部件和散热器之间的部分中具有高导热性，导热性例如是大于或等于200w/mk，较佳是大于或等于400w/mk。

36、电子模块或真空密封壳体的散热器特别是一种主动冷却式散热器。举例而言，冷却剂流经散热器。

37、根据光学系统的另一实施例，框体包含金属。举例而言，框体是由金属构成。

38、金属可为纯金属(例如铜或铝)、或合金(例如黄铜或不锈钢)。框体可在截面基础上由不同的材料构成，例如在需要高稳定性的区域中由不锈钢构成，在需要良好导热性的区域中由铜构成。

39、根据光学系统的另一实施例，光学系统设置用于euv光刻装置的真空壳体中。为此目的，光学系统于符合iso 14644-1的等级6或更高级的洁净室中组装。

40、这确保了光学系统所需的洁净度。然而，在洁净室中组装的缺点是组装变得更加困难。首先，这是因为洁净室所需的工作服，特别是带有手套的全身套装和带有面罩的头套，其次，也是因为可用于组装的工具选择有限。为了抵消该影响，电子模块具有多个上述特征中的至少一些。

41、在洁净室中组装形成光学系统的电子装置的个别电子模块特别是预先组装的电子模块。即，这些是在洁净室外部的另一产生设备中由各自的个别部件所产生，例如电气和/或电子部件、印刷电路板、框体、固持构件、和/或保护元件。各自的电子模块在于其他产生设备中产生之后经清洁，特别是经湿式化学清洁。此清洁确保各自的电子模块不含有会污染洁净室的颗粒。特别是，与洁净室相同的洁净度等级也适用电子模块清洁后的洁净度。为了将各自的电子模块从其他产生设备运送到洁净室，其以气密方式进行封装，例如焊接成箔。封装最初需要从洁净室中的电子模块移除。在这工作步骤中，工作人员的手套经常会带有静电。如果没有保护元件，静电电荷会经由相应模块的(未受保护的)部件从手套放电，并且损坏这些部件。这由保护元件来避免；此外，可使用对应的固持构件，使得工作人员不需要以其手套来抓取各自的电子模块。

42、光学系统较佳是投射曝光装置的投射光学单元。然而，光学系统也可为照明系统。投射曝光装置可为euv光刻装置。euv表示“极紫外光”，代表工作光的波长介于0.1nm和30nm之间。投射曝光装置也可为duv光刻装置，duv表示“深紫外光”，并且代表工作光的波长介于30nm和250nm之间。

43、根据第二方面，提出一种光刻装置，其包含根据第一方面的光学系统。

44、特别是，光刻装置设计为euv光刻装置，并且包含一个或多个真空壳体。特别是，光学系统配置于多个真空壳体中的一者。举例而言，光学系统设计为微镜阵列或作为分面反射镜(facet mirror)。

45、根据第三方面提出了一种用于制造光刻装置的光学系统的方法。在第一步骤中，提供多个个别反射镜。在第二步骤中，提供真空密封壳体。在第三步骤中，提供多个电子模块，其中每一电子模块具有多个互连的电子和/或电气部件，且其中所述多个电子模块中的至少一个特定电子模块具有印刷电路板，该特定电子模块的电子和/或电气部件配置于其上。该印刷电路板配置于该特定电子模块的框体上，其中该框体具有至少一个紧固部分，其设置成将该特定电子模块可释放地安装于该真空密封壳体中、和/或将该特定电子模块连接到该电子装置的另外电子模块，其中该特定电子模块的该至少一个紧固部分在安装于真空密封壳体中的状态下接触该真空密封壳体和/或该另外电子模块的对应紧固部分。在第四步骤中，所述多个电子模块在洁净室条件下安装于该真空密封壳体中，其中各紧固部分与各对应的紧固部分接触，使得所述电子模块一起形成电子装置，其配置成个别致动各个个别反射镜。在第五步骤中，将该电子装置耦接到独立反射镜，以提供该光学系统。第五步骤也于洁净室条件下实施。

46、针对光学系统所描述的实施例和特征也对应于所提出的方法，反之亦然。

47、在本案中的“一”并非必须理解为仅限于一个元件；相反，也可设置多个元件，例如两、三或更多个。在本文中所使用的任何其他数值也不应被理解为对于所述数字的元件作精准限制。相反，除非有相反的说明，否则可能有向上或向下的数值偏差。

48、本发明的进一步可能实施方式也包括未明确提及的关于例示实施例的上述或下述任何特征或实施例的组合。在这情况下，本领域技术人员也将增加个别方面作为对本发明的各个基本形式的改良或补充。