CN101479665B - 带热衰减装置的光学成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特别是用于微光刻技术的光学成像装置，其包括用于接收包括投影图案的掩模的掩模装置、带有光学元件组的投影装置、用于接收衬底的衬底装置以及浸没区。该光学元件组适合于将投影图案投影到衬底上，并且包含多个光学元件，其中包括浸没元件，衬底在工作期间至少暂时地与该浸没元件邻接。在工作期间，浸没区设置在浸没元件与衬底之间且至少暂时地填充有浸没介质。根据本发明，设有热衰减装置，所述热衰减装置适合于减小在浸没元件的温度分布TE内由浸没介质引起的波动。

Description

带热衰减装置的光学成像装置
技术领域
本发明涉及一种光学成像装置。本发明可用在制造微电子电路所使用的微光刻技术中。本发明还涉及一种光学成像方法，该方法特别是借助根据本发明的光学成像装置来实施。
背景技术
特别是在微光刻领域中，除了使用具有高精度的部件之外，必须在工作期间，在尽可能大的程度上保持成像装置部件的位置和几何尺寸不变，以实现相应高的成像质量，成像装置部件例如为诸如透镜、反射镜和光栅之类的光学元件。处于数量级为几纳米的微小范围内的高精度要求仍然是如下需要的结果：降低在制造微电子电路所使用的光学系统的分辨率以推动待生产的微电子电路的微型化。
为了实现增加的分辨率，可以减小所使用的光的波长，正如这是在超紫外线(EUV)范围内，以范围为13nm的工作波长工作的系统的情况，或者可以增加所使用的投影系统的数值孔径。显著增加数值孔径至超过1的一种可能方案是在所谓的浸没系统中实现，其中，具有大于1的折射率的浸没介质被放置在投影系统的浸没元件与待曝光的衬底之间。利用具有特别高的折射率的光学元件可以进一步增加数值孔径。
应当理解，在所谓的单浸没系统中，浸没元件(即至少部分与浸没介质接触、处于浸没状态的光学元件)通常是最靠近待曝光的衬底的最后一个光学元件。在这里，浸没介质通常与该最后一个光学元件和衬底接触。在所谓的双浸没系统中，浸没元件不一定必须是最后一个光学元件，即最靠近衬底的光学元件。在这样的双浸没系统或多浸没系统中，浸没元件也可以通过一个或多个另外的光学元件与衬底隔开。在这种情况下，浸没元件至少部分浸入在其中的浸没介质可以例如放置在光学系统的两个光学元件之间。
随着工作波长的减小和数值孔径的增大，所用光学元件的定位精度和尺寸精度要求在整个工作中变得更加苛刻。当然，整个光学装置的成像误差最小化要求也提高了。
当然，在这里，在所用光学元件内的温度分布和可能由此最终导致的相应光学元件的变形，以及相应光学元件最终的与温度有关的折射率变化是特别重要的。
从EP 1 477 853 A2(授予Sakamoto)已知，对于EUV系统，主动地抵消反射镜(仅在这样的系统中可使用)由入射光导致的加热并且主动将在反射镜内的给定位置上捕获的温度保持在给定的范围内，该文献的全部公开内容通过引用并入本文。这是通过温度调节装置来进行，该温度调节装置设置在反射镜背面的中央位置上且包括珀耳帖元件或类似元件以提供目标冷却。这个解决方案一方面具有这样的缺点，即不适合用于折射光学元件，正如它们特别是用于上面提到的浸没系统中，因为中央温度调节装置会覆盖光学使用的区域。另一方面，只有在反射镜内的单个位置的温度在考虑到由反射镜吸收的光能的条件下，被可靠地控制在几乎稳定的状态下。环境的其他热影响，特别是不稳定和/或局部变化的热影响分别都仍然没有被考虑，不稳定和/或局部变化的热影响是如可能由浸没介质引入的和可能引起在反射镜内的温度分布中的动态和局部波动的那些影响。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种光学成像装置和一种光学成像方法，该装置和方法不呈现出这些缺点或者至少在更小的程度上呈现出这些缺点，更具体地说，除了考虑到投影光的吸收效应之外，允许以简单的方式实现对作用于光学元件的局部热环境影响的补偿。
本发明是基于这样的发现，即这样的热环境影响，特别是来源于浸没介质的影响在浸没系统中可能引起在相应光学元件的温度分布内的局部波动，这些局部波动相对于投影光的吸收效应是不可忽视的，甚至是相当可观的。根据本发明，已经表明，一方面，如果设有相应的热衰减装置，其除了与吸收有关的波动之外还减小在相应光学元件的温度分布内由相应光学元件的环境引起的波动，这样的热环境影响的期望补偿对于折射系统和折射光学元件也分别如在浸没系统中所使用的那样是可行的。为此目的，根据本发明，在一种包括浸没系统的变形方案中，为浸没元件提供热衰减装置，所述热衰减装置适合于提供特别是在浸没元件的温度分布内由浸没介质引起的波动的减小。通过这种方式，除了考虑吸收效应之外，还可以考虑到在浸没元件的温度分布内尤其是由浸没介质引起的局部波动。
此外，本发明还基于这样的发现，即特别是对于折射元件，可以建立特别考虑到不稳定和/或局部环境影响的相应温度特性模型，并将其用在对温度分布的主动控制中。利用这样的温度特性模型可以预测或估计在对成像过程没有干扰的条件下确实很难在光学使用区域中测得的温度分布，并在温度分布控制中考虑该预测或估计的温度分布。
因此，本发明的一个目的在于提供一种特别是用于微光刻技术中的光学成像装置，其包括用于接收包括投影图案的掩模的掩模装置、具有光学元件组的投影装置、用于接收衬底的衬底装置以及浸没区。该光学元件组适合于将投影图案投影到衬底上，并且包含多个光学元件，其中包括浸没元件，衬底在工作期间至少暂时地与该浸没元件邻接。在工作期间，该浸没区设置在浸没元件与衬底之间，且至少暂时地填充有浸没介质。根据本发明，设有热衰减装置，所述热衰减装置适合于减小浸没元件的温度分布TE内由浸没介质引起的波动。
本发明的另一个目的在于提供一种特别是用于微光刻技术中的光学成像方法，其中，通过光学元件组的光学元件，将投影图案投影到衬底上，光学元件组的浸没元件至少部分浸入在浸没区的范围内与衬底邻接的浸没介质中。根据本发明，通过热衰减装置，减小在浸没元件的温度分布TE内由浸没介质引起的波动。
本发明的另一个目的是提供一种特别是用于微光刻技术中的光学成像装置，其包括用于接收包括投影图案的掩模的掩模装置、具有光学元件组的投影装置、用于接收衬底的衬底装置以及浸没区，其中，光学元件组适合于将投影图案投影到衬底上。光学元件组包含多个光学元件，其中包括至少一个浸没元件，该浸没元件在工作期间至少暂时地浸没在位于浸没区的范围内的浸没介质中。设有热衰减装置，所述热衰减装置适合于减小在浸没元件的温度分布TE内由浸没介质引起的波动，其中，该热衰减装置包括至少一个热退耦装置，用于使浸没元件从其环境的至少一部分中至少部分热退耦。
本发明的又一个目的在于提供一种特别是用于微光刻技术中的光学成像方法，其中，通过光学元件组的光学元件，将投影图案投影到衬底上，光学元件组的浸没元件至少部分浸入在浸没区的范围内的浸没介质中。根据本发明，通过热衰减装置，减小在浸没元件的温度分布TE内由浸没介质引起的波动，其中，通过该热衰减装置提供了浸没元件从其环境的至少一部分中的至少部分热退耦。
本发明的另一个目的在于提供一种特别是用于微光刻技术中的光学成像装置，其包括用于接收包括投影图案的掩模的掩模装置、具有光学元件组的投影装置、用于接收衬底的衬底装置。光学元件组适合于将投影图案投影到衬底上，并且包含多个光学元件，其中包括至少一个热控制光学元件。根据本发明，设有热衰减装置，其与热控制光学元件相关联，所述热衰减装置适合于减小在热控制光学元件的温度分布TE内的波动，其中，为了减小在热控制光学元件内的温度波动，该热衰减装置访问热控制光学元件的温度特性模型。
本发明的又一个目的在于提供一种特别是用于微光刻技术中的光学成像方法，其中，通过光学元件组的光学元件，将投影图案投影到衬底上，这些光学元件包括热控制光学元件。根据本发明，通过热衰减装置，减小在热控制光学元件的温度分布TE内的波动，其中，为了减小在热控制光学元件内的温度波动，访问热控制光学元件的温度特性模型。
由从属权利要求及下面参照附图对优选实施方式的描述中分别都可以看出本发明的其他优选实施方式。所公开的特征的所有组合，不管是否在权利要求书中明确叙述，都落入本发明的保护范围。
附图说明
图1是根据本发明的光学成像装置的一种优选实施方式的示意图，利用该光学成像装置可以实施根据本发明的光学成像方法的一种优选实施方式；
图2是图1的成像装置的一部分的示意性局部剖视图；
图3是示出根据本发明的光学成像装置的另一种优选实施方式的图2细节D的示意性局部剖视图；
图4是示出根据本发明的光学成像装置的另一种优选实施方式的图2细节D的示意性局部剖视图；
图5是示出根据本发明的光学成像装置的另一种优选实施方式的图2细节D的示意性局部剖视图；
图6是示出根据本发明的光学成像装置的另一种优选实施方式的图2细节D的示意性局部剖视图；
图7是示出根据本发明的光学成像装置的另一种优选实施方式的图2细节D的示意性局部剖视图；
图8是示出根据本发明的光学成像装置的另一种优选实施方式的图2细节D的示意性局部剖视图；
图9是可以利用图1的光学成像装置来实施的根据本发明的光学成像方法的一种优选实施方式的框图；
图10是根据本发明的光学成像装置的另一种优选实施方式的示意性局部剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图1至9描述根据本发明的且用于微光刻工艺的光学成像装置的优选实施方式。
图1示出了根据本发明的光学成像装置的一种优选实施方式的示意图，光学成像装置的形式为利用在UV范围内波长为193nm的光来工作的微光刻装置101。
微光刻装置101包括照明系统102、形式为掩模台103的掩模装置、形式为具有光轴104.1的物镜104的光学投影系统和形式为晶片台105的衬底装置。照明系统102用投影光束(没有详细示出)照射设置在掩模台103上的掩模103.1，该投影光束的波长为193nm。在掩模104.3上形成投影图案，该投影图案是用投影光束，通过设置在物镜104内的光学元件投影到形式为设置在晶片台105上的晶片105.1的衬底上。
物镜104包括由一组光学元件107至109形成的光学元件组106。光学元件107至109保持在物镜壳体104.2内。由于工作波长为193nm，光学元件107至109是诸如透镜或类似元件的折射光学元件。在这里，在工作期间最靠近晶片105.1的最后一个光学元件109是所谓的终端元件或最后一个透镜元件。
微光刻装置101是浸没系统。在浸没区110内，液体浸没介质110.1(例如为高纯度的水或类似物)被设置在晶片105.1与最后一个透镜元件109之间。在浸没区110内设有浸没介质110.1的浸池，一方面，该浸池向下至少由晶片105.1实际上需要曝光的部分限定。该浸池的侧向边界至少部分是由浸没框110.2(通常也称作浸没罩)提供。最后一个透镜元件109的至少在曝光期间光学使用的部分和最后一个透镜元件109位于物镜104外侧的部分浸入浸池中，使得最后一个透镜元件109在本发明意义上是浸没元件。因此，从最后一个透镜元件109射出且位于最后一个透镜元件109与晶片之间的光路只位于浸没介质110内。
由于浸没介质的折射率高于1，实现了数值孔径NA大于1，且相对于在最后一个透镜元件与晶片之间使用气体气氛的传统系统，分辨率提高了。
为了实现NA值大于1.4的数值孔径，最后一个透镜元件109优选采用折射率比通常用于这样的透镜元件的石英(SiO)或氟化钙(CaF)的折射率更高的材料。在本实施方式中，最后一个透镜元件109的材料是尖晶石。但是，在其他实施方式中，可以使用其他具有相应高的折射率且适合相应波长的其他透镜材料。这样的透镜材料的例子是LuAG(镥铝石榴石，例如Lu3Al5O12)。此外，应当理解，本发明也可以用于传统的石英或氟化钙透镜的情况。另外，应当理解，可以选择另一个数值孔径。然而，关于高分辨率，数值孔径的值优选至少为1.3。
最后一个透镜元件109使用的尖晶石对折射率具有比传统的石英或氟化钙透镜明显更高的温度灵敏度。因此，有必要在工作期间使最后一个透镜元件的实际温度分布TE保持在窄的变化范围内，这是为了维持给定的理论温度分布TSE，以至少减少由最后一个透镜元件109的折射率的相应变化导致的成像误差，优选甚至使该误差达到最小。
但是，应当理解，特别是在微光刻领域，在具有由石英(SiO)或氟化钙(CaF)制成的光学元件的系统中，浸没元件的温度分布可能发生变化或波动，这些变化或波动是不可以忽视的，以致对于这样的系统，使用本发明也具有很大的好处。
为了满足在给定的理论温度分布TSE周围的这些窄的变化范围，根据本发明设有热衰减装置111。下面主要参照图2至9更加详细地描述该热衰减装置111。图2(局部以高度简化的方式)示出了物镜104位于晶片侧的一端的半剖视图。
在本实施例中，由于热衰减装置110，在微光刻装置101的工作期间与最后一个透镜元件109的给定理论温度分布TSE的最大偏差保持为ΔTE＝1mK。通过这种方式，分别由热致变形和热感应折射率变化导致的成像误差和成像误差变化可以保持得足够低，以实现高成像质量。但是，应当理解，在本发明的其他实施方式中，其他可能更高的最大偏差是可行的，特别是根据所使用材料的热变形特性和热感应折射率变化。优选地，这些最大偏差不超过10mK，因为借此可以实现特别高的成像质量。
在这一点上，应当理解，给定理论温度分布TSE可以任意选择。可以这样选择，使得最后一个透镜元件109在该给定理论温度分布TSE中，至少对于一种成像误差类型具有最小的成像误差。但是，也可这样选择，使得最后一个透镜元件109在该给定理论温度分布TSE中，至少对于一种成像误差类型具有一成像误差，该成像误差具有足够的量来减小或甚至是完全补偿光学元件组106的其他光学元件的相应成像误差，从而至少对于一种成像误差，物镜104的总成像误差达到最小。从EP 0 956 871 A1(Rupp)已知这样的总成像误差最小化，该文献的全部公开内容通过引用并入本文。
热衰减装置111包括多个有源热衰减控制电路和无源热衰减部件。尤其是，它包括用于专门控制浸没介质110.1供给浸没区的供给温度的控制电路，作为第一热衰减控制电路。
为此，该第一热衰减控制电路112包括供给装置112.1、第一温度调节装置112.1、第一温度传感器112.3和控制装置111.1。供给装置112.1通过至少一条供给管线以足够的量和足够的流速向浸没区110供给浸没介质110.1。与控制装置111.1连接的第一温度调节装置112.2设置在浸没介质110.1进入浸没区110的进入点之前不远处，且将浸没介质110.1的温度调节至期望的供给温度TIF。第一温度传感器112.3通过无线和/或至少部分有线的连接装置(为更加清晰而未示出)与控制器111.1连接。
期望的供给温度TIF由控制装置111.1以下面描述的方式确定。第一温度传感器112.3均匀地分布在浸没区域110的周边且作为在本发明意义上的第一确定装置，通过这些第一温度传感器，检测浸没介质110.1在浸没区110的周边处的温度。这些第一温度传感器112.3向控制装置111.1的相关输入端111.2提供相应的第一温度数据。
但是，应当理解，除了通过均匀分布在浸没区110的周边处的第一温度传感器112.3进行直接测量，可以在不同位置处对温度或至少另一个参数进行测量或确定。在估计装置通过相应足够精确的估计(基于该被确定参数与浸没介质110.1在浸没区110的周边处的温度之间足够精确已知的关系)可以从该温度或参数估计出浸没介质在浸没区110的周边处的温度。
从这些第一温度数据，控制装置111.1通过存储的浸没介质110.1的第一温度特性模型确定浸没区110内的实际温度分布TI。在这里，作为其他参数，第一温度特性模型还考虑：(通过第一温度调节装置112.2提供给控制装置111.1的)浸没介质的实际供给温度TIF、(通过供给装置112.1提供给控制装置111.1的)浸没介质110.1的流速、最后一个透镜元件109的实际温度分布TE(以下面要详细描述的方式确定)和(通过照明装置102提供给控制装置)的实际光功率。
从实际温度分布TI，根据在浸没介质110.1内的给定理论温度分布TSI，控制装置111.1确定用于温度调节装置112.2和/或供给装置112.1的第一控制值C。通过该第一控制值C，温度调节装置对供给温度TIF进行调节和/或供给装置112.1对流速进行调节，使得实际温度分布TI接近在浸没介质110内的理论温度分布TSI。
供给温度TIF的确定可以根据实际温度分布TI内的变化量ΔTIE来进行，该变化量是从之前捕获或确定的温度和参数中预期得到的。换句话说，使用温度特性模型，这样的变化量ΔTIE可以在其(完全)出现之前被预见并被抵消。
在本发明意义上，在浸没介质110.1内的实际温度分布TI表示影响最后一个透镜元件110.1的温度的参数P，因为由于浸没介质110.1与最后一个透镜元件109之间的温度梯度，在浸没介质110.1与最后一个透镜元件109之间发生引起最后一个透镜元件的温度变化的热传递。此外，供给温度TIF和/或流速表示在本发明意义上的控制参数，因为它们可以被用于分别影响在浸没介质110.1与最后一个透镜元件109之间的温度梯度和在浸没介质110.1与最后一个透镜元件109之间的热传递。因此，温度调节装置112.2和/或供给装置112.1分别表示在本发明意义上的影响装置。
在这一点上，应当理解，在浸没介质110.1内的给定理论温度分布TSI可以任意方式进行选择。它可以静态方式被规定成，在浸没介质110.1内存在理论温度分布TSI的情况下且在最后一个透镜元件109内存在理论温度分布TSE的情况下，在最后一个透镜元件109和浸没介质110之间不存在温度梯度，因而不存在热传递。
换句话说，如果最后一个透镜元件109在这种情况下处于其理论状态，以这种方式控制的浸没介质110不会将可观的热干扰引入最后一个透镜元件109。但是，如果最后一个透镜元件109在这种情况下处于与其理论状态偏离的状态，在最后一个透镜元件109与浸没介质110.1之间产生温度梯度，抵消最后一个透镜元件109的实际温度分布TE与理论温度分布TSE之间的实际偏差，从而通过以这种方式控制的浸没介质110.1实现了衰减效果。
在浸没介质110.1内的理论温度分布TSI也可以根据最后一个透镜元件109的实际温度分布TE来选择，使得在浸没介质110.1内存在理论温度分布TSI的情况下，在最后一个透镜元件109与浸没介质110.1之间提供给定温度梯度，因而提供给定热传递。优选地，选择在最后一个透镜元件109与浸没介质110.1之间的温度梯度，使得它抵消最后一个透镜元件109的实际温度分布TE与最后一个透镜元件109的理论温度分布TSE的偏差，从而在这里，通过以这种方式控制的浸没介质110.1也实现了热衰减效果。
在这种情况下，通过浸没介质110.1设置的在最后一个透镜元件109与浸没介质110.1之间的温度梯度优选这样选择，使得最后一个透镜元件109的实际温度分布TE与理论温度分布TSE的偏差越大，该温度梯度也越大。换句话说，以这种方式可以实现最后一个透镜元件109的实际温度分布TE和理论温度分布TSE之间的偏差的动态热衰减。
如果在这种情况下，最后一个透镜元件109处于其理论状态，以这种方式控制的浸没介质110.1不会将可观的热干扰引入最后一个透镜元件109。如果不是这样，最后一个透镜元件109的实际温度分布TE和理论温度分布TSE之间的偏差越大，通过以这种方式控制的浸没介质110.1的抵消程度就越大。
热衰减装置111还包括用于专门控制与浸没介质110.1的自由表面110.3接触的气体气氛113.1的温度TA和/或湿度HA和/或流速VA的控制电路113，作为第二热衰减控制电路。
为此，第二热衰减控制电路113包括用于气体气氛113.1的第二供给装置113.2和控制装置111.1。第二供给装置113.2通过至少一条供给管线，以在浸没介质110.1的自由表面110.3处的相应温度和流速提供足够量的气体。第二供给装置113.2将气体气氛113.1的温度和/或湿度和/或流速调节到由控制装置111.1以下面描述的方式确定的期望值。
控制装置111.1以上述方式确定在浸没区110内的浸没介质110.1内的实际温度分布TI。从浸没介质110.1内的实际温度分布TI，控制装置111.1根据浸没介质内的给定理论温度分布TSI，确定用于第二供给装置113.2的第二控制值C。通过该第二控制值C，第二供给装置113.2对气体气氛113.1的温度和/或湿度和/或流速进行调节。
在每种情况下，可以提供调节，使得浸没介质在浸没介质110.1的自由表面110.3处的蒸发量达到最小。优选地，这是通过如下方式来进行：调节气体气氛113.1的温度，使其相当于浸没介质110.1在自由表面110.3处的温度，和将气体气氛113.1的湿度调节至足够高的值，优选调节至完全饱和，以避免浸没介质110.1的蒸发，因而避免来自浸没介质110.1的热传递。
换句话说，在这种变型方案中避免了由于浸没介质110.1在自由表面处110.3的蒸发而将热干扰引入浸没介质，因而也避免了热干扰进入最后一个透镜元件109。
通过第二热衰减控制电路113的控制从属于通过第一热衰减控制电路112的控制。但是，应当理解，在本发明的其他实施方式中，在必要时可以设有主动使用通过由蒸发引起的来自浸没介质110.1的热传递，以抵消在最后一个透镜元件109的实际温度分布TE和理论温度分布TSE之间的偏差，因而实现热衰减效果。
例如，在最后一个透镜元件109的理论状态下，可存在一定的蒸发率，根据最后一个透镜元件109的实际温度分布TE和理论温度分布TSE之间的待衰减的偏差的方向，该蒸发率可以增加或减小，以使浸没介质110.1的实际温度分布TI接近浸没介质的相应变化的理论温度分布TSI，也就是，分别升高或降低温度，因而通过浸没介质110.1与最后一个透镜元件109之间的温度梯度抵消最后一个透镜元件109的实际温度分布TE和理论温度分布TSE之间的偏差。
在这里，气体气氛113.1的温度和/或湿度和/或流速也表示在本发明意义上的控制参数CP，因为通过这些参数，可以分别影响浸没介质110.1与最后一个透镜元件109之间的温度梯度和浸没介质110.1与最后一个透镜元件109之间的热传递。因此，第二供给装置也表示在本发明意义上的影响装置。
在这一点上，应当理解，在这里，浸没介质内的给定理论温度分布TSI也可以按照上面已经描述过的方式任意选择。此外，应当理解，自由表面110.3可以是浸没介质110.1的自由表面的全部或一部分。
热衰减装置111还包括用于专门直接影响最后一个透镜元件109的温度的控制电路114，作为第三热衰减控制电路。
为此，第三热衰减控制电路114包括多个形式为均匀地分布在最后一个透镜元件109周边的珀耳帖元件114.1的第二温度调节装置、第二温度传感器114.2和控制装置111.1。如下面将要详细描述，与控制装置111.1连接的珀耳帖元件114.1(如以下将要详细描述的那样)冷却或加热最后一个透镜元件109，使得最后一个透镜元件109的实际温度分布TE和理论温度分布TSE之间的偏差被抵消，因而同样实现了热衰减效果。
通过均匀地分布在最后一个透镜元件109上且表示在本发明意义上的确定装置的第二温度传感器114.2和114.3，确定最后一个透镜元件109在最后一个透镜元件109的相应位置处的温度。第二温度传感器114.2和114.3向控制装置111.1的相关输入端111.2提供相应的第一温度数据。
应当理解，在这里，温度或至少一个其他参数的测量或确定也可以在不同位置处提供，而不是通过均匀分布在最后一个透镜元件109上的第二温度传感器114.2，114.3的直接测量来提供。在估计装置，通过相应足够精确的估计(基于该被确定参数与最后一个透镜元件109的温度之间的足够精确已知的关系)可以从该温度或参数估计出最后一个透镜元件109的温度。
从这些第一温度数据，控制装置111.1通过存储的最后一个透镜元件109的第一温度特性模型确定最后一个透镜元件109内的实际温度分布TE。在这里，作为其他参数，第一温度特性模型还考虑浸没介质110.1的实际温度分布TI和(通过照明装置102提供给控制装置111.1的)实际光功率。
从最后一个透镜元件109内的实际温度分布TE，控制装置111.1根据在最后一个透镜元件109内的给定理论温度分布TSE确定用于珀耳帖元件114.1的第三控制值C。通过该第三控制值C调节珀耳帖元件114.1的与最后一个透镜元件109的表面相面对的表面的温度。因此，珀耳帖元件114.1加热或冷却最后一个透镜元件109的表面，使得最后一个透镜元件109的实际温度分布TE接近最后一个透镜元件109内的理论温度分布TSE。
在本发明意义上，珀耳帖元件114.1的与最后一个透镜元件109的表面相面对的表面的温度因而表示控制参数PC，因为通过该温度可以影响珀耳帖元件114.1与最后一个透镜元件109之间的热传递。因此，珀耳帖元件114.1表示在本发明意义上的影响装置。
如图3所示，在微光刻装置101的其他变型方案中，作为珀耳帖元件114.1的附加或替代，在透镜元件109的光学上没有使用的区域中，第三热衰减控制电路114可以包括形式为的电阻加热装置114.4的(另一个)第二温度调节装置。如下面要详细说明，与控制装置111.1连接的该电阻加热装置114.4加热最后一个透镜元件109，使得最后一个透镜元件109的实际温度分布TE和理论温度分布TSE之间的偏差被抵消，因而同样实现了热衰减效果。
图3以对应于图2的细节D的示意图示出了根据本发明的微光刻装置101的另一种实施方式的电阻加热装置114.4。如可从图3看出，该电阻加热装置114.4包括多个导电元件114.5，它们适合相互连接且适合与控制装置111.1连接。导电元件114.5埋置在最后一个透镜元件109的表面内。
例如，可以通过将金属粉末(以后形成导电元件114.5)以期望的形状放置在最后一个透镜元件109的表面上，来制造导电元件114.5。然后，例如使用红外线激光器，将该金属粉末加热到这样的程度，使得金属粉末熔化并连接形成导电元件。此外，由于它的较高密度，熔融金属粉末沉入最后一个透镜元件109局部熔化的基体中。
导电元件114.5可以完全地埋置在最后一个透镜元件109的基体内，如图3所示。但是，应当理解，在本发明的其他实施方式中，导电元件114.5可以只是由最后一个透镜元件109的基体部分地包围。在这种情况下，可以设置保护层(如在图3中用虚线轮廓114.6所示)。该保护层114.6可以保护导电元件114.5免受腐蚀性的浸没介质110.1的影响。该保护层114.6可以例如是已经通过溅射工艺，CVD(化学汽相沉积)工艺或类似工艺施加的石英(SiO)层。另外，应当理解，保护层114.6在必要时可以包括导电元件114.5之间的电连接装置以及与控制装置111.1连接的电连接装置。
如已经说明，通过第二温度传感器114.2和114.3(见图2)，在最后一个透镜元件109的相应位置处测得最后一个透镜元件109的温度。第二温度传感器114.2和114.3向控制装置111.1的相关输入端111.2提供相应的第一温度数据。
应当理解，在这里，温度或至少另一个参数的测量或确定也可以在不同位置处提供，而不是通过均匀分布在最后一个透镜元件109上的温度传感器114.2，114.3的直接测量来提供。在估计装置，通过相应足够精确的估计(基于该被确定的参数/温度与最后一个透镜元件109的温度之间的足够精确已知的关系)可以从该测得或确定的温度或参数估计出最后一个透镜元件109的温度。
从这些第一温度数据，控制装置111.1通过存储的最后一个透镜元件109的第一温度特性模型确定最后一个透镜元件109内的实际温度分布TE。在这里，作为其他参数，第一温度特性模型还考虑浸没介质110.1的实际温度分布TI和(通过照明装置102提供给控制装置111.1的)实际光功率。
从最后一个透镜元件109内的实际温度分布TE，根据在最后一个透镜元件109内的给定理论温度分布TSE，控制装置111.1确定用于电阻加热装置114.4的第三控制值C。借助该第三控制值C，通过导电元件114.5内的相应电流来调节电阻加热装置114.4的温度。因此，电阻加热装置114.4加热最后一个透镜元件109，使得实际温度分布TE接近最后一个透镜元件109内的理论温度分布TSE。
应当理解，电阻加热装置114.4可以任意精细的方式分割，例如分成任意数量的可由控制装置111.1选择性控制的区段。通过这种方式，可以实现电阻加热装置114.4内的任意期望温度分布。
因而，导电元件114.5的温度表示在本发明意义上的控制参数CP，因为通过该温度可以影响导电元件114.5与最后一个透镜元件109之间的热传递。因此，导电元件114.5分别表示在本发明意义上的影响装置。
图4以对应于图2的细节D的示意图示出了根据本发明的微光刻装置101的另一种实施方式的电阻加热装置214.4。可以使用该电阻加热装置214.4来代替图3的电阻加热装置114.4。如从图4可见，电阻加热装置214.4包括多个导电元件214.5，它们适合相互连接且适合与控制装置111.1连接。导电元件214.5设置在最后一个透镜元件109的表面上且埋置在保护层214.6内。
导电元件214.5可以采用薄层工艺和/或厚层工艺，以期望的形状施加到最后一个透镜元件109的表面上。随后，它们可以被涂上保护层214.6。
尤其是保护导电元件214.5免受腐蚀性浸没介质110.1的影响的该保护层214.5可以是任意的保护层。例如，该保护层214.6可以是已经通过溅射工艺、CVD(化学汽相沉积)工艺或类似工艺施加的石英(SiO)层。
该保护层214.6也可以包括聚合物材料。聚酰亚胺(PI)材料(例如由
Figure G2007800235537D00161
以
Figure G2007800235537D00162
的名义出售的材料)是特别合适的。应当理解，例如保护层214.6可以由聚酰亚胺载体膜形成，导电元件214.5以期望的形状施加到该载体膜上。然后，该载体膜可以施加到最后一个透镜元件109上，例如粘接到最后一个透镜元件109上。
如从图4可见，保护层214.6包含多个与控制装置111.1连接的另外的温度传感器214.2。这些温度传感器214.2(作为温度传感器114.2、114.3的附加或替代)捕获最后一个透镜元件109在相应位置处的温度。温度传感器214.2向控制装置111.1的相关输入端111.2提供相应的第一温度数据。
电阻加热装置214.4的功能与如上面已经描述的电阻加热装置114.4的功能相同。因此，这里可完全参见上面的说明。特别地，电阻加热装置214.4也可以任意精细的方式分割。
图5以对应于图2的细节D的示意图示出了根据本发明的微光刻装置101的另一种实施方式的辐射加热装置214.4。可以使用该辐射加热装置314.4来替代图3的电阻加热装置114.4。如从图5可见，辐射加热装置314.4包括多个与控制装置111.1连接的加热元件314.5。
加热元件314.5设置在浸没框110.2上。加热元件314.5在控制装置111.1的控制下向最后一个透镜元件109发射目标红外辐射IR，以加热最后一个透镜元件109。加热元件314.5可以通过所谓的空心纤维形成，这些纤维将控制装置111.1的耦合红外辐射源的红外辐射引导至最后一个透镜元件109。
辐射加热装置314.4的功能很大程度上相当于如上面已经描述的电阻加热装置114.4的功能。因此，这里可主要参见上面的说明。
在这里，从最后一个透镜元件109内的实际温度分布TE，控制装置111.1根据最后一个透镜元件109内的给定理论温度分布TSE确定用于辐射加热装置314.4的第三控制值C。通过该第三控制值C调节加热元件314.5的辐射强度。因此，加热元件314.5加热最后一个透镜元件109，使得实际温度分布TE接近最后一个透镜元件109内的理论温度分布TSE。
因而，加热元件314.5的辐射强度表示在本发明意义上的控制参数CP，因为通过该辐射强度可以影响加热元件314.5与最后一个透镜元件109之间的热传递。因此，加热元件314.5分别表示在本发明意义上的影响装置。
应当理解，辐射加热装置314.4可以允许对最后一个透镜元件109进行经过任意精细分割的辐射。换句话说，辐射加热装置314.4可以包括任意数量的可由控制装置111.1选择性控制的区段。通过这种方式，可以通过辐射加热装置314.4提供任意的辐射强度分布。
热衰减控制装置111还包括形式为最后一个透镜元件109的热绝缘涂层115的第一屏蔽装置，该涂层115构成热退耦装置，该热退耦装置的形式为衰减控制装置111的第一无源热衰减部件。
涂层115在最后一个投影元件109的整个表面部分109.1延伸，该表面部分与浸没介质110.1邻接且在将投影图案投影到晶片105上的时候在光学上未被使用。通过该热绝缘涂层115，最后一个透镜元件109和带有浸没介质110.1的浸没区110部分地热退耦，使得至少在最后一个透镜元件109光学使用的表面部分109.2之外，防止浸没介质110.1的热干扰直接在最后一个透镜元件109内传播。
涂层115可以由任何提供足够热绝缘特性的合适材料或材料组合制成。在图2所示的实施方式中，涂层115包括有机材料层，在这里为聚氨酯(PU)树脂，该有机材料层已经通过合适的工艺(例如铸造工艺、上漆工艺等)施加到最后一个透镜元件109的表面部分109.1上。施加之后，可以使用任何已知的表面处理工艺对有机层的表面进行处理，以提供期望的表面粗糙度。
有机层不与最后一个透镜元件109接触的部分或全部表面可以设有合适的反射涂层。该反射涂层反射由晶片105.1和/或浸没介质110.1和/或浸没框110.2等的表面散射的投影光，从而(长期地)防止涂层115的有机层的损坏，该损坏否则可能由这样的散射投影光引起。
屏蔽装置115原则上可以用任何合适的方式进行设计来提供最后一个透镜元件109从其环境，特别是浸没介质中热退耦。特别地，它可以是简单的单层或多层热绝缘装置。如下面将要详细说明，屏蔽装置15也可以是两个或多个层的组合，其中包括至少一个高度导热层和至少一个热绝缘层。在这种情况下，高度导热层可以用于将热传输至最后一个透镜元件的周边(传输至在必要时设在该位置处的散热装置)，从而防止或减小该热被引入最后一个透镜元件中。
优选地，屏蔽装置115在背向最后一个透镜元件109的一侧上可以具有疏水表面。该疏水表面在必要时可以由仅为此原因提供的单独的层形成。通过这种方式，至少在大多数情况下可以避免浸没介质110的单独的液滴或小液滴积聚在最后一个透镜元件109的(必要时有涂层的)表面上。
这样的浸没介质110.1液滴或小液滴可以例如在最后一个透镜109只是暂时被浸没介质110.1弄湿(例如在微光刻装置101的工作期间，由于晶片运动而引起的浸没介质液位改变)的表面区域上形成。疏水表面以有利的方式阻止这样的浸没介质110.1液滴或小液滴在最后一个透镜元件109(在必要时有涂层)的表面上形成。
图6以对应于图2的细节D的示意图示出了根据本发明的微光刻装置101的另一种实施方式的形式为热屏蔽装置415的热退耦装置。可以使用该屏蔽装置415来代替图2的屏蔽装置115。
如从图6可见，屏蔽装置415具有如已在上面提到的多层设计。该屏蔽装置415包括与最后一个透镜元件109紧挨邻接的热绝缘的第一层415.1和与第一层415.1紧挨邻接的高度导热的第二层415.2的组合。此外，疏水的第三层415.3施加在第二层415.2的外表面上。
热绝缘的第一层415.1包括间隔体415.1。该间隔体415.4具有足够刚度，以在微光刻装置101的任何正常工作条件下保持其形状。因而，在正常工作条件下，该间隔体415.4提供最后一个透镜元件109与第二层415.2之间的规定距离。但是，应当理解，在本发明的其他实施方式中，可以设有分开的间隔元件来代替单个间隔体。
该间隔体415.4能透过流体(即气体和/或液体)。例如，可以使用开孔泡沫来形成间隔体415.4。因而，在最后一个透镜元件109的表面与第二层415.2之间限定了空隙，形成第一层415.1。形成第一层415.1的空隙填充有低导热性的流体(例如气体或液体)。在必要时，空隙415.1可以(连续或间隙地)用经过适当温度调节的流体冲洗，以保证第一层415.1的期望热绝缘效果。
为了防止浸没介质110.1进入空隙415.1，在最后一个透镜元件109与第二层415.2之间设置周边密封元件415.5。该密封元件415.5可以是由粘合剂形成的环，该环此外在第二层415.2上提供相对于第一透镜元件109的固定。
第二层415.2由于其高度导热性保证了沿着最后一个透镜元件109的径向方向R的良好热传递。因此，由浸没介质110.1引起的热干扰通过第二层415.2内的相应高程度的热传递得到快速减小或甚至完全补偿。因此，这样的热干扰即使有也只可以以减小的程度向最后一个透镜元件109传播。换句话说，实现了有效的热退耦。这样的热干扰的传播通过热绝缘层415.1进一步减少。换句话说，通过形成本发明意义上的热退耦装置的屏蔽装置415，最后一个透镜元件109有效地从其环境中，特别是从浸没介质110.1热退耦。
为了实现在第二层415.2内的快速热传递，可以在第二层415.2的外周上设置稳定装置415.6。该稳定装置具有高的热容，因而在微光刻装置101的工作期间具有稳定的温度。例如，该稳定装置415.6可以由载热介质回路形成。
疏水的第三层415.3又降低了由于如上面已经描述的浸没介质110.1的积聚的液滴或小液滴的蒸发而形成局部散热装置的可能性。疏水的第三层415.3例如可以由如已提到的聚酰亚胺(PI)材料形成。
图7以对应于图2的细节D的示意图示出了根据本发明的微光刻装置101的另一种实施方式的热屏蔽装置515。可以使用该热屏蔽装置515来代替图2的屏蔽装置115或者代替图6的屏蔽装置415。
如从图7可见，屏蔽装置515具有如上面提到的多层设计。该屏蔽装置515包括与最后一个透镜元件109紧挨邻接的热绝缘的第一层515.1和与第一层515.1紧挨邻接的第二层515.2的组合。
热绝缘的第一层515.1包括多个间隔元件515.4，它们均匀地分布在最后一个透镜元件109的周边上。这些间隔元件515.4具有足够的刚度，以在微光刻装置101的任何正常工作条件下保持它们的形状。因此，间隔元件515.4在正常工作条件下提供了最后一个透镜元件109与第二层515.2之间的固定距离。
间隔元件515.4限定了形成第一层515.1的空隙。形成第一层515.1的空隙填充有低导热的流体(例如气体或液体)。在必要时，空隙515.1可以(连续或间隙地)用经过适当温度调节的流体冲洗，以保证第一层515.1的期望热绝缘效果。
为了防止浸没介质110.1进入空隙515.1，在最后一个透镜元件109与第二层515.2之间设置周边密封元件515.5。该密封元件515.5可以是由粘合剂形成的环，该环此外还在第二层515.2上提供相对于第一透镜元件109的固定。
第二层515.2又提供了沿着最后一个透镜元件109的径向方向R的良好热传递。因此，由浸没介质110.1引起的热干扰通过第二层515.2内的相应高程度的热传递得到快速减小或甚至完全补偿。因此，这样的热干扰即使有也只可以以减小的程度向最后一个透镜元件109传播。换句话说，实现了有效的热衰减效果。这样的热干扰的传播的进一步减少是由热绝缘的第一层515.1提供。换句话说，通过形成本发明意义上的热退耦装置的屏蔽装置515，最后一个透镜元件109有效地从其环境中，特别是从浸没介质110.1中热退耦。
在第二层515.2内的快速热传递是通过在第二层515.2内设置沿径向方向R延伸的通道系统515.7来实现。形式为泵送和温度调节装置515.6的稳定装置提供了载热介质循环，该循环包含载热介质在通道系统515.7内(优选是连续)的流515.8。该流515.8的载热介质是通过稳定装置515.6调节到具有规定的温度和/或流速。
在第二层515.2的第一通道515.9中，流515.8最初沿着径向方向R向第二层515.2的内周处的改道区域515.10行进。在该改道区域515.10处，流515.8的方向被改变，以在第二层515.2的第二通道515.11内向第二层515.2的外周回流。离开第二通道515.11，流515.8回到稳定装置515.6，该流在此处重新调节温度和/或流速，并重新循环到载热介质循环中。
在如图7所示的最简单的情况下，通道系统515.9至515.11由薄型中空体515.2和薄型肋条515.12形成。该薄型肋条515.12位于中空体515.2内并沿着最后一个透镜元件109的径向方向R和周向方向延伸。肋条515.12将第一通道515.9和第二通道515.11隔开。第二通道515.11(载热介质经由该通道重新被沿径向向外传输到稳定装置515.6)优选设置在背向最后一个透镜元件109的一侧上，以实现将热干扰从最后一个透镜元件109的区域中快速移除。但是，应当理解，可以使用能提供这样的热干扰快速移除的这样的通道系统的任何其他合适的结构。
疏水的第三层又可以设置在第二层515.2的外表面上，以降低由于如上面已经描述的积聚的浸没介质110.1的液滴或小液滴的蒸发而形成局部散热装置的可能性。
如图7所示，稳定装置515.6可以与控制装置111.1连接并由其控制。因此，可以有源地控制在屏蔽装置515上的热衰减效果。结果，屏蔽装置515形成了在本发明意义上的有源热退耦装置。
优选地，稳定装置515.6被控制，使得在第二层515.2(形成本发明意义上的热屏蔽元件)面向最后一个透镜元件109的表面处(在微光刻装置101的整个工作过程中)基本上保持给定的温度分布，优选是恒温。为此，在这个表面上可以设置与控制装置111.1连接的其他温度传感器514.2。然后，该控制装置111.1可以使用由温度传感器514.2提供的温度数据，以上述方式来控制稳定装置515.6。
图8以对应于图2的细节D的示意图示出了根据本发明的微光刻装置101的另一种实施方式的热屏蔽装置615。可以使用该屏蔽装置615来代替图2的屏蔽装置115、代替图6的屏蔽装置415或代替图7的屏蔽装置515。
如从图8可见，屏蔽装置615由载热介质615.14的(优选是连续的)流615.13形成，该流设置在最后一个透镜元件109与浸没框110.2之间没有填充浸没介质110.1的间隙部分110.4内。流615.13是由形式为泵送和温度调节装置615.6的稳定装置提供，该稳定装置提供具有规定温度和流速的载热介质。
流615.13最初沿径向方向R流向接触区域615.14。在接触区域615.15内，载热介质615.14与浸没介质110.1接触且在必要时混合。在接触区域615.5的区域内，在浸没框110.2内设有通道615.16。该通道615.16通向接触区域615.5。通过该通道615.16，载热介质615.14和必要时的浸没介质110.1的一部分(必要时与载热介质615.14混合)被从最后一个透镜元件109与浸没框110.2之间的间隙抽出并重新循环回到稳定装置615.6中。
在稳定装置615.6中，在需要时，将与载热介质615.14一起抽出的浸没介质110.1部分从载热介质615.14分离。稳定装置615.6重新调节载热介质615.4的温度和流速并重新循环至载热介质循环中。
稳定装置615.6也以期望的流速向浸没区110提供浸没介质110.1。应当理解，提供至浸没区110的浸没介质110.1的流速和提供至最后一个透镜元件109与浸没框110.2之间的间隙部分110.4的载热介质的流速，以及通道615.16内的流速是相互匹配的，以实现如上面所述的结构(即浸没介质110.1与载热介质615.14在接触区域615.15内接触)。此外，这些流速相互匹配，以避免在最后一个透镜元件109内的不受欢迎的压力波动。
流615.13提供了沿着最后一个透镜元件109的径向方向R离开最后一个透镜元件109的良好热传导。因此，由浸没介质110.1或浸没框110.2引起的热干扰通过流615.13提供的相应高程度的热传导得到快速减小或甚至完全补偿。因此，这样的热干扰即使有也可以只以减小的程度向最后一个透镜元件109传播。换句话说，实现了有效的热衰减效果。这样的热干扰的传播的进一步减少可以由设在最后一个透镜元件上的热绝缘的第一层提供，该第一层在图8中用虚线轮廓615.1表示。换句话说，通过形成本发明意义上的热退耦装置的屏蔽装置615，最后一个透镜元件109有效地从其环境中，特别是从浸没介质110.1中热退耦。
如图8所示，稳定装置615.6可以与控制装置111.1连接并由其控制。因此，可以有源地控制在屏蔽装置615上的热衰减效果。
热衰减装置111还包括环形的第二屏蔽装置116，该第二屏蔽装置设置在最后一个透镜元件109的支架117和倒数第二个透镜元件108的支架118之间，且形成第二无源热衰减部件，从而形成本发明意义上的热退耦装置。
第二屏蔽装置116从两个支架117和118(连接至物镜104的壳体上)的连接区域延伸直到最后一个透镜元件109在将投影图案投影到晶片上的过程中在光学上未使用的表面部分109.3。第二屏蔽装置116还用作珀耳帖元件114.1的载体。
如图2所示的第二屏蔽装置116由高热导材料构成。在两个支架117和118的连接区域内，第二屏蔽装置116与温度稳定的中间元件119连接，该中间元件通过环形通道119.1由例如为水的载热介质通过，该载热介质通过载热介质源119.2保持在恒定的温度下。
通过温度稳定的中间元件119的恒定温度和第二屏蔽装置116的高导热性，在第二屏蔽装置116面向支架117的一侧上产生了近似恒定的温度。因此，实现了支架117和最后一个透镜元件109的一部分与物镜104的其他部分之间的热屏蔽效果，使得在这里，同样实现了对最后一个透镜元件109通过这一侧引入的热干扰的衰减效果。
应当理解，在原则上，第二屏蔽装置116又可以用任何的方式进行设计。特别地，在本发明的其他变型方案中，它也可以被设计成与上面描述的第一屏蔽装置的变型方案类似的简单的单层或多层热绝缘装置。但是，它也可以是两个或多个层的组合，其中包括至少一个高度导热层和至少一个热绝缘层。特别地，在图8所示的实施方式中，在第二屏蔽装置116面向支架117的一侧上可以形成相应的绝缘层。
图9示出了根据本发明的光学成像方法的一种优选实施方式的框图，该方法可以利用微光刻装置101来实施。
首先，在步骤120.1中开始该方法的实施。在步骤120.2中，微光刻装置101的部件彼此相对定位，以实现上面描述的结构。
在步骤120.3中，以上面已经描述的方式，将投影图案的至少一部分投影到晶片105.1上。在步骤120.3中，与投影并行地，如上面已经描述，通过热衰减装置111提供对最后一个透镜元件109的温度分布中由最后一个透镜元件的环境(特别是浸没介质)引起的波动的热衰减。
为此，在步骤120.4中，如上面所述，通过温度传感器112.2，112.3，114.2，114.3确定相应的温度。此外，如上面所述，确定其他参数，例如浸没介质110.1的实际供给温度TIF、浸没介质110.1的流速和照明装置102的实际光功率。
在步骤120.5中，控制装置111确定在浸没区110中浸没介质110.1内的实际温度分布TI和最后一个透镜元件109的实际温度分布TE。如上面所述，这通过存储的温度特性模型和使用在步骤120.3中确定的数据完成。此外，控制装置111确定用于单独的影响装置(例如温度调节装置112.2、供给装置112.1、第二供给装置113.2、珀耳帖元件114.1等)的控制值C。
在这里，温度特性模型表示捕获或者确定的温度以及其他参数(例如浸没介质110.1的流速、照明装置102的光功率等)与在温度特性模型的相应对象内待预期的温度分布之间的关系。
可以已经用经验的方式和/或通过模拟计算，为温度特性模型的相应对象(即最后一个透镜元件109或浸没介质110.1)确定温度特性模型的相应部分。特别是对于在微光刻装置101中有规律重复的情况，可以实现对在浸没区110内的浸没介质110.1内的实际温度分布TI和在最后一个透镜元件109内的实际温度分布TE的足够精确的估计。
在步骤120.6中，使用确定的控制值C，通过以上述方式，通过控制装置111.1控制相应的影响装置(例如温度调节装置112.2、供给装置112.1、第二供给装置113.2、珀耳帖元件114.1等)，来影响控制参数CP。
在步骤120.7中，检查该方法的实施是否需要停止。如果是需要停止的情况，方法的实施在步骤120.3中停止。否则，跳回至步骤120.3。
在上文，已经通过以组合的方式设有多个有源热衰减控制电路112、113、114和无源热衰减部件115、116的例子，对本发明进行了描述。但是，在这里要提到的是，在本发明的其他变型方案中，单个的有源热衰减控制电路和无源热衰减部件都可以单独使用或以任何组合方式使用。
此外，在上文，已经通过最后一个透镜元件109的一部分在成像期间浸入浸没介质110.1中的例子，对本发明进行了描述。但是，应当理解，本发明也可以用在这样的浸没系统中，在这些系统中，至少暂时地填充有浸没介质的浸没区(作为最后一个透镜元件与晶片之间的浸没区的附加或替代)位于光学元件组的两个光学元件之间。这样的多浸没装置系统或双浸系统例如已由WO2006/080212A1，WO2004/019128A2，WO 2006/051689A1，WO 2006/126522A1，WO2006/121008A1和US 7,180,572B1公开，所有这些文献的全部公开内容通过引用并入本文。
图10用与图2的视图相对应的视图示意地示出了可以用在微光刻装置101中的双浸没系统。在这里，透镜元件109不是设置成紧接晶片105.1，而是设置成与形式为位于透镜元件109与晶片105.1之间的另一个光学元件709邻接。浸没区110位于透镜元件109与透镜元件709之间，而填充有另一种浸没介质710的另一个浸没区710位于另一个透镜元件709与晶片105.1之间。
热衰减装置111按照上述的方式构成，以提供对由环境引起的热干扰的热衰减，这些热干扰可能引起透镜元件109的温度分布内的热干扰。应当理解，可以设置另一个热衰减装置，来提供对由环境，特别是浸没介质引起的热干扰的热衰减，这些干扰可能引起另一个透镜元件709的温度分布内的热干扰。该另一个热衰减装置可以按照与热衰减装置111类似的方式进行设计。此外，热衰减装置111也可以被设计成为该另一个透镜元件709提供这样的热衰减。
浸没介质110.1可以与浸没介质610.1相同或者不同。可以使用任何合适的浸没介质。这样的浸没介质的例子为诸如D2O、D2O*、H2O*之类的重水或重氧水，其中O*可以包括同位素O16、O17和O18。这些浸没介质可以按照任意比率混合，以便在相应的浸没区110和710内分别实现期望的折射率，和/或以便在两种浸没介质的折射率之间实现期望的关系和/或在光学元件109、709的折射率与浸没介质110.1、710.1之一或两者之间实现期望的关系。对于这样的混合物的相应例子和折射率值已在US 2006/092533 A1、US 2006/066926 A1和WO 2005/106589 A1中给出，每篇文献的全部公开内容通过引用并入本文。
在上文，已经通过只包括折射光学元件的光学元件组的例子，对本发明进行了描述。但是，在这里要提到的是，特别是在不同波长下进行成像过程的情况下，当然可以使用以单独或任意组合的方式包括折射、反射或衍射光学元件的光学元件组。
此外，要提到的是，在上文，已经通过在微光刻领域中的例子，对本发明进行了描述。但是，应当理解，本发明也可以相应地用于其他任何应用和成像过程。

Claims (53)

1.一种光学成像装置，包括：
用于接收掩模的掩模装置，该掩模包括投影图案，
包括光学元件组的投影装置，
用于接收衬底的衬底装置，以及
浸没区，其中，
所述光学元件组能够将投影图案投影到所述衬底上，
所述光学元件组包含多个具有浸没元件的光学元件，该浸没元件至少被暂时地设置成与所述浸没区邻接，以及
在工作期间，所述浸没区至少暂时地填充有浸没介质或者被设置在形成所述浸没元件的最后一个光学元件与所述衬底之间，
设有热衰减装置，所述衰减装置能够减小在所述浸没元件的温度分布(TE)内由所述浸没介质引起的波动，其中，
所述热衰减装置包括至少一个热退耦装置，该热退耦装置提供所述浸没元件从其环境的至少一部分中的至少部分热退耦，
所述浸没元件包括在将所述投影图案投影到所述衬底上的过程中在光学上使用的第一区域和在光学上未使用的第二区域，并且包括以下特征中的至少一项：
设有作为热退耦装置的第一屏蔽装置，所述第一屏蔽装置使所述第二区域的第一段的至少一部分和所述第二区域的基本上整个第一段中的至少一个与所述浸没介质热屏蔽，其中，所述第一段是所述第二区域与所述浸没介质邻接的整个段，
和
设有作为热退耦装置的第二屏蔽装置，所述第二屏蔽装置使所述第二区域的第二段的至少一部分和所述第二区域的基本上整个第二段中的至少一个与所述投影装置的邻接段热屏蔽，其中，所述第二段是所述第二区域与所述投影装置的所述邻接段邻接的整个段。 
2.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，所述浸没元件是所述光学元件组的多个光学元件中的最后一个光学元件。
3.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，
所述浸没元件由保持装置保持，和
所述第二屏蔽装置还使所述保持装置的至少一部分与其环境热屏蔽。
4.根据权利要求3所述的光学成像装置，其特征在于，所述第二屏蔽装置使基本上整个保持装置与其环境热屏蔽。
5.根据权利要求3所述的光学成像装置，其特征在于，所述第二屏蔽装置使所述保持装置与所述投影装置的邻接段邻接的区域的至少一部分与其环境热屏蔽。
6.根据权利要求5所述的光学成像装置，其特征在于，所述第二屏蔽装置使所述保持装置与所述投影装置的邻接段邻接的整个区域与所述投影装置的所述邻接段热屏蔽。
7.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，所述热退耦装置具有以下特征中的至少一项：
包括至少一个无源热绝缘装置，
和
包括至少一个有源屏蔽装置，该有源屏蔽装置具有至少一个屏蔽元件和与所述屏蔽元件连接的至少一个温度调节装置，其中，所述温度调节装置被设置成使得在所述屏蔽元件的至少一个表面上基本保持可选择的温度分布，
和
包括至少一个有源屏蔽装置，所述至少一个有源屏蔽装置具有至少一个屏蔽元件和连接至所述屏蔽元件的至少一个温度调节装置，所述温度调节装置能够在所述至少一个屏蔽元件的区域内提供载热介质流。
8.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，所述热退耦装置包括背向所述浸没元件的至少一个疏水表面和疏水涂层中 的至少一个。
9.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，
为所述浸没元件给定理论温度分布(TSE)，和
所述热衰减装置能够保持与所述理论温度分布(TSE)的给定最大偏差(ΔTE)。
10.根据权利要求9所述的光学成像装置，其特征在于，所述最大偏差(ΔTE)至少是小于10mK或小于1mK。
11.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，
所述浸没元件具有实际温度分布(TE)以及为所述浸没元件给定的理论温度分布(TSE)，和
所述热衰减装置包括至少一个确定装置、至少暂时地与所述确定装置连接的控制装置和至少暂时地与所述控制装置连接的影响装置，其中，
所述确定装置确定至少一个影响所述实际温度分布(TE)或表示所述实际温度分布(TE)的参数(P)，
所述控制装置根据所述确定的参数(P)和所述理论温度分布(TSE)确定至少一个控制值(C)，以及
所述影响装置根据所述至少一个确定的控制值(C)，对影响所述实际温度分布(TE)的控制参数(CP)进行影响，使得所述实际温度分布TE与所述理论温度分布(TSE)的偏差被抵消。
12.根据权利要求11所述的光学成像装置，其特征在于，包括以下特征中的至少一个：
所述参数(P)是所述浸没介质和所述浸没元件中的一个的至少一个局部温度，
和
所述确定装置包括用于测量所述至少一个局部温度的至少一个温度传感器，
和
所述确定装置包括用于估计所述至少一个局部温度的至少一个 估计装置。
13.根据权利要求11所述的光学成像装置，其特征在于，所述控制参数(CP)是以下各项之一：
所述浸没介质的温度，
所述浸没介质的流速，
与所述浸没介质接触的气体气氛的温度，
与所述浸没介质接触的气体气氛的湿度，
与所述浸没介质接触的气体气氛的流速，
与所述浸没元件可操作地连接的至少一个温度调节元件的温度。
14.根据权利要求11所述的光学成像装置，其特征在于，所述控制装置具有以下特征：
所述控制装置能够使用所述浸没区中的所述浸没元件和/或所述浸没介质的温度特性模型来确定所述控制值(C)。
15.根据权利要求11所述的光学成像装置，其特征在于，所述控制装置包括存储器，在该存储器中存储有表示温度特性模型的模型数据或者存储有用于计算表示所述温度特性模型的模型数据的参数，并且所述控制装置使用所述模型数据来确定所述控制值(C)。
16.根据权利要求11所述的光学成像装置，其特征在于，所述热衰减装置包括作为所述影响装置的至少一个第一温度调节装置，该第一温度调节装置用于调节所述浸没介质施加给所述浸没区的温度。
17.根据权利要求16所述的光学成像装置，其特征在于，
所述控制装置根据待预期的在所述浸没介质内的所述温度分布(TI)的变化量(ΔTIE)来确定用于所述第一温度调节装置的所述控制值(C)，使得所述第一温度调节装置将所述浸没介质施加给所述浸没区的所述温度调节到供给温度(TIF)，其中，
选取所述供给温度(TIF)，使得由于所述待预期的在所述浸没介质内的所述温度分布(TI)的所述变化量(ΔTIE)，在所述浸没介质内的给定温度分布(TSI)将被预期到。 
18.根据权利要求16所述的光学成像装置，其特征在于，所述第一温度调节装置设置在所述浸没介质进入所述浸没区的进口区域中。
19.根据权利要求11所述的光学成像装置，其特征在于，
所述热衰减装置包括作为所述影响装置的一调节装置，该调节装置用于影响所述浸没介质在与邻接的气体气氛接触的接触区域内由蒸发引起的冷却，其中，
所述调节装置调节与所述浸没介质接触的所述气体气氛的至少一个状态参数，且
所述至少一个状态参数是所述气体气氛的温度(TA)、所述气体气氛的湿度(HA)或所述气体气氛的流速(VA)。
20.根据权利要求19所述的光学成像装置，其特征在于，所述控制装置根据所述浸没介质在所述接触区域中的状态来确定用于所述调节装置的所述控制值(C)，使得在所述接触区域内能预期到所述浸没介质的给定的由蒸发引起的冷却和基本上没有由蒸发引起的冷却中的一个。
21.根据权利要求19所述的光学成像装置，其特征在于，所述接触区域基本上在所述浸没介质的整个自由表面上方延伸。
22.根据权利要求7所述的光学成像装置，其特征在于，所述热衰减装置包括作为影响装置的至少一个第二温度调节装置，该第二温度调节装置与所述浸没元件可操作地连接以调节所述浸没元件的温度。
23.根据权利要求11所述的光学成像装置，其特征在于，所述热衰减装置包括作为影响装置的至少一个第二温度调节装置，该第二温度调节装置与所述浸没元件可操作地连接以调节所述浸没元件的温度。
24.根据权利要求23所述的光学成像装置，其特征在于，所述控制装置根据由所述确定装置确定的在所述浸没区内的所述浸没介质内的温度分布(TI)，来确定用于所述第二温度调节装置的所述控制 值(C)，使得所述第二温度调节装置调节所述浸没元件的温度，从而所述实际温度分布(TE)与所述理论温度分布(TSE)的偏差被抵消，该偏差是归因于在所述浸没介质内的所述确定的温度分布(TI)。
25.根据权利要求22所述的光学成像装置，其特征在于，所述第二温度调节装置设置在所述浸没元件的周边区域内。
26.根据权利要求22所述的光学成像装置，其特征在于，所述第二温度调节装置包括以下特征中的至少一项：
包括至少一个珀耳帖元件，
和
包括设置在所述浸没元件处的至少一个电阻加热装置，其中，所述电阻加热装置埋置在所述浸没元件内或者用保护层覆盖以免受所述浸没介质的影响，
和
包括至少一个辐射加热装置，用于向所述浸没元件提供加热辐射。
27.根据权利要求9所述的光学成像装置，其特征在于，所述理论温度分布(TSE)被选择成具有以下特征中的至少一项：
所述浸没元件的至少一种成像误差被减小或达到最小，
和
所述光学元件组的至少一种成像误差被减小或达到最小。
28.根据前述权利要求中任一项所述的光学成像装置，其特征在于，所述浸没元件具有以下特征中的至少一项：
所述浸没元件由具有比石英玻璃折射率更大的折射率和表现出比石英玻璃折射率更高的温度灵敏度中的至少一项的材料制成，
所述浸没元件由尖晶石或LuAG制成。
29.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，所述浸没元件是所述光学元件组在工作期间至少暂时地与所述衬底邻接的最后一个光学元件。
30.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，数值孔 径是至少为1.3和至少为1.4中的至少一项。
31.一种用于微光刻技术的光学成像方法，其中，
通过光学元件组的光学元件将投影图案投影到衬底上，其中，
在浸没区的范围内，将所述光学元件组的浸没元件，至少部分地浸入在浸没介质中，
通过热衰减装置提供在所述浸没元件的温度分布(TE)内由所述浸没介质引起的波动的减小，其中，
通过所述热衰减装置，提供所述浸没元件从其环境的至少一部分中的至少部分热退耦，
所述浸没元件包括在将所述投影图案投影到所述衬底上的过程中在光学上使用的第一区域和在光学上未使用的第二区域，并且包括以下特征中的至少一项：
将所述第二区域的第一段的至少一部分和所述第二区域的基本上整个第一段中的至少一个与所述浸没介质屏蔽，其中，所述第一段是所述第二区域与所述浸没介质邻接的整个段，
和
将所述第二区域的第二段的至少一部分和所述第二区域的基本上整个第二段中的至少一个与所述投影装置的邻接段屏蔽，其中，所述第二段是所述第二区域与所述投影装置的所述邻接段邻接的整个段。
32.根据权利要求31所述的光学成像方法，其特征在于，所述浸没元件是所述光学元件组中的最后一个光学元件，并且与所述衬底邻近。
33.根据权利要求31所述的光学成像方法，其特征在于，
通过保持装置保持所述浸没元件，并且
使所述保持装置的至少一部分和基本上整个保持装置中的至少一个与其环境屏蔽，
和 
使所述保持装置的与所述投影装置的邻接段邻接的区域的至少一部分和所述保持装置的与所述投影装置的邻接段邻接的基本上整个区域中的至少一个与所述投影装置的所述邻接段屏蔽。
34.根据权利要求31所述的光学成像方法，其特征在于，所述热退耦装置具有以下特征中的至少一项：
所述热退耦装置是通过至少一个无源热绝缘装置提供，
和
所述热退耦装置是通过至少一个有源屏蔽装置提供，该有源屏蔽装置具有至少一个屏蔽元件和与所述屏蔽元件连接的至少一个温度调节装置，其中，所述温度调节装置被设置成使得在所述屏蔽元件的至少一个表面上基本保持可选择的温度分布，
和
所述热退耦装置是通过至少一个有源屏蔽装置提供，所述至少一个有源屏蔽装置具有至少一个屏蔽元件和连接至该至少一个屏蔽元件的至少一个温度调节装置，其中所述温度调节装置在所述至少一个屏蔽元件的区域内提供载热介质流。
35.根据权利要求31所述的光学成像方法，其特征在于，
为所述浸没元件给定理论温度分布(TSE)，和
通过所述热衰减装置保持与所述理论温度分布(TSE)的给定最大偏差(ΔTE)。
36.根据权利要求35所述的光学成像方法，其特征在于，所述最大偏差(ΔTE)小于10mK和1mK中的至少一个。
37.根据权利要求31所述的光学成像方法，其特征在于，
所述最后一个浸没元件具有实际温度分布(TE)以及为所述浸没元件给定理论温度分布(TSE)，和
通过所述热衰减装置
确定影响所述实际温度分布(TE)或表示所述实际温度分布(TE)的至少一个参数(P)，
根据所述确定的参数(P)和所述理论温度分布(TSE)，确 定至少一个控制值(C)，以及
根据所述至少一个确定的控制值(C)，对影响所述实际温度分布(TE)的控制参数(CP)进行影响，使得所述实际温度分布(TE)与所述理论温度分布(TSE)的偏差被抵消。
38.根据权利要求37所述的光学成像方法，其特征在于，所述参数(P)是所述浸没介质的至少一个局部温度和所述浸没元件的至少一个局部温度中的一个。
39.根据权利要求38所述的光学成像方法，其特征在于具有以下特征中的至少一项：
测量所述至少一个局部温度，
和
估计所述至少一个局部温度。
40.根据权利要求37所述的光学成像方法，其特征在于，所述控制参数(CP)是以下各项之一：
所述浸没介质的温度，
所述浸没介质的流速，
与所述浸没介质接触的气体气氛的温度，
与所述浸没介质接触的气体气氛的湿度，
与所述浸没介质接触的气体气氛的流速，
与所述浸没元件可操作地连接的至少一个温度调节元件的温度。
41.根据权利要求37所述的光学成像方法，其特征在于，使用在所述浸没区内的所述浸没元件和所述浸没介质中的至少一个的温度特性模型，来确定所述控制值(C)。
42.根据权利要求41所述的光学成像方法，其特征在于，
使用模型数据来确定所述控制值(C)，其中
所述模型数据表示所述温度特性模型或用于计算所述温度特性模型的参数。
43.根据权利要求37所述的光学成像方法，其特征在于，
调节所述浸没介质施加给所述浸没区的温度， 
在所述浸没介质的入口至所述浸没区的区域内调节所述浸没介质的温度，
和
根据待预期的在所述浸没介质内的温度分布(TI)的变化量(ΔTIE)来确定所述控制值(C)，使得将所述浸没介质施加给所述浸没区的所述温度调节到供给温度(TIF)，其中，选取所述供给温度(TIF)，使得由于待预期的在所述浸没介质内的所述温度分布(TI)的所述变化量(ΔTIE)，在所述浸没介质内的给定温度分布(TSI)将被预期到。
44.根据权利要求37所述的光学成像方法，其特征在于，
所述热衰减装置影响所述浸没介质在与邻接的气体气氛的接触区域内由蒸发引起的冷却，其中，
调节与所述浸没介质接触的所述气体气氛的至少一个状态参数，和
所述至少一个状态参数是所述气体气氛的温度(TA)、所述气体气氛的湿度(HA)和所述气体气氛的流速(VA)中的一个。
45.根据权利要求44所述的光学成像方法，其特征在于，根据所述浸没介质在所述接触区域内的状态来确定所述控制值(C)，使得将被预期到在所述接触区域内的所述浸没介质的给定的由蒸发引起的冷却和基本上没有由蒸发引起的冷却中的一个。
46.根据权利要求44所述的光学成像方法，其特征在于，所述接触区域基本上在所述浸没介质的整个自由表面上方延伸。
47.根据权利要求37所述的光学成像方法，其特征在于具有以下特征中的至少一项：
通过所述热衰减装置，直接调节所述浸没元件的温度，
和
在所述浸没元件的周边区域内调节所述浸没元件的温度，
和
根据在所述浸没区内的所述浸没介质内的温度分布(TI)，来确定所述控制值(C)，从而调节所述浸没元件的温度，使得所述实际温度 分布(TE)与所述理论温度分布(TSE)的偏差被抵消，该偏差是归因于在所述浸没介质内的所述确定的温度分布(TI)。
48.根据权利要求47所述的光学成像方法，其特征在于，所述浸没元件的温度能通过以下方式中的至少一个调节：
通过至少一个珀耳帖元件调节，
和
通过设置在所述浸没元件处的至少一个电阻加热装置调节，其中，所述电阻加热装置埋置在所述浸没元件内或者用保护层覆盖以免受所述浸没介质的影响，
和
通过至少一个辐射加热装置调节，用于向所述浸没元件提供加热辐射。
49.根据权利要求37所述的光学成像方法，其特征在于具有以下特征中的至少一项：
选择所述理论温度分布(TSE)，使得所述浸没元件的至少一种成像误差被减小或达到最小，
和
选择所述理论温度分布(TSE)，使得所述光学元件组的至少一种成像误差被减小或达到最小。
50.根据权利要求31所述的光学成像方法，其特征在于具有以下特征中的至少一项：
所述浸没元件是由具有比石英玻璃折射率更大的折射率的材料制成，
所述浸没元件是由具有表现出比石英玻璃折射率更高的温度灵敏度的材料制成，
所述浸没元件是由尖晶石或LuAG制成的。
51.根据权利要求31所述的光学成像方法，其特征在于，数值孔径是至少为1.3和1.4中的至少一项。
52.一种用于微光刻技术的光学成像装置，包括： 
用于接收掩模的掩模装置，该掩模包括投影图案，
包括光学元件组的投影装置，
用于接收衬底的衬底装置，其中，
所述光学元件组能够将投影图案投影到所述衬底上，
所述光学元件组包含多个光学元件，其中包括至少一个热控制光学元件，
其中，
设有热衰减装置，其与所述热控制光学元件相关联，所述热衰减装置能够减小在所述热控制光学元件的温度分布(TE)内的波动，
所述热衰减装置使用所述热控制光学元件的温度特性模型来减小在所述热控制光学元件的温度内的波动，其中所述温度特性模型用于预测或估计所述热控制光学元件中的温度分布(TE)。
53.一种光学成像方法，其中，
通过光学元件组的光学元件将投影图案投影到衬底上，其中，
所述光学元件包括热控制光学元件，
通过热衰减装置减小在所述热控制光学元件的温度分布(TE)内的波动，其中，
使用所述热控制光学元件的温度特性模型来减小在所述热控制光学元件的温度内的波动，其中所述温度特性模型用于预测或估计所述热控制光学元件中的温度分布(TE)。 
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