一种光学组件、光刻系统以及光刻投影方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光学组件、光刻系统以及光刻投影方法。
背景技术
现有技术中极紫外光刻系统主要可以包括极紫外光源、光照系统、掩膜工作台、投影系统和晶圆工作台，通常极紫外光通过光照系统照射到掩膜工作台上后，再通过投影系统反射到晶圆工作台。因极紫外光的波长约在10纳米～14纳米，波长较短很容易被材料吸收，因此，在极紫外光通过光照系统、掩膜工作台或投影系统中的光学元件例如反射镜时，会有大量的能量损耗，同时产生热能导致反射镜形变，最终影响极紫外光刻系统制程的稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何有效的解决光学组件由受热变形导致的稳定性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光学组件、光刻系统以及光刻投影方法。
本发明的第一个方面，提供了一种光学组件，其包括：
基底；
反射层，所述反射层位于所述基底上；
热电层，所述热电层位于所述基底背面和/或所述基底与所述反射层之间。
优选的，所述光学组件包括至少一个反射镜元件。
优选的，所述光学组件包括光罩装置或光收集装置。
优选的，形成所述热电层的材料包括石墨烯、碲化铋、碲化铅或硅锗中的任意一种热电材料。
优选的，所述热电层设置为多层，相邻两层热电层之间设置有导热层。
优选的，所述热电层设置为多层，多层热电层连续堆叠设置。
优选的，多层热电层由不同的热电材料组成。
优选的，所述反射层包括布拉格反射层。
优选的，所述光学组件还包括至少一个冷却通道，所述冷却通道被设置为供冷却介质通过。
本发明的第二个方面，提供了一种光刻系统，其包括光源装置、照射装置、图案化装置、投影装置和晶圆支撑装置，其中，
所述照射装置设置为接收并调整所述光源装置生成的辐射束；
所述图案化装置设置为将从所述照射装置接收到的辐射束图案化后，反射到所述投影装置；
所述投影装置设置为将图案化后的辐射束投射到所述晶圆支撑装置，
其中，所述光源装置、照射装置、图案化装置和投影装置中至少一个包括如上任意一项所述的光学组件。
优选的，所述光源装置发出的光源包括极紫外光源。
优选的，所述光刻系统还包括冷却设备，所述冷却设备设置为将所述光源装置、照射装置、图案化装置、投影装置和晶圆支撑装置中的至少一个的温度冷却至预设温度。
本发明的第三个方面，提供了一种光刻投影方法，其包括：
使用照射装置接收并调整光源装置生成的辐射束；
利用图案化装置对从所述照射装置接收到的辐射束图案化，并将图案化后的辐射束反射到投影装置；
利用所述投影装置将图案化后的辐射束投射到晶圆支撑装置，
其中，所述光源装置、照射装置、图案化装置和投影装置中至少一个包括如上任意一项所述的光学组件。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
应用本发明的光学组件，通过在基底101上设置反射层102，在基底101背面和/或基底101与反射层102之间设置热电层103，能够通过热电层103将光学组件中的热能转换为电能，从而及时把热能从光学组件中传导出去，降低了光学组件的温度，避免了光学组件因受热变形，有效提高了光学组件的稳定性。
附图说明
通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：
图1示出了本申请实施例一提供的一种光学组件的剖面结构示意图；
图2示出了本申请实施例一提供的另一种光学组件的剖面结构示意图；
图3示出了本申请实施例一提供的另一种光学组件的剖面结构示意图；
图4(1)示出了本申请实施例二提供的一种光学组件的剖面结构示意图；图4(2)示出了本申请实施例二提供的另一种光学组件的剖面结构示意图；
图5示出了本申请实施例三提供的一种光学组件的剖面结构示意图；
图6示出了本申请实施例四提供的一种光学组件的剖面结构示意图；
图7示出了本申请实施例五提供的一种光刻系统的结构示意图；
图8示出了本申请实施例六提供的一种光刻投影方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
在现有技术中，极紫外光刻系统主要可以包括极紫外光源、光照系统、掩膜工作台、投影系统和晶圆工作台，通常极紫外光通过光照系统照射到掩膜工作台上后，再通过投影系统反射到晶圆工作台。因极紫外光的波长约在10纳米～14纳米，波长较短很容易被材料吸收，因此，在极紫外光通过光照系统、掩膜工作台或投影系统中的光学元件例如反射镜时，会有大量的能量损耗，同时产生热能导致反射镜形变，最终影响极紫外光刻系统制程的稳定性。
有鉴于此，本申请提供了一种光学组件、光刻系统以及光刻投影方法，通过在基底上设置反射层，在基底背面和/或基底与反射层之间设置热电层，使光学组件在连续工作时积聚的大量热能，能够通过热电层将光学组件中的热能转换为电能，从而及时把热能从光学组件中传导出去，降低了光学组件的温度，避免了光学组件因受热变形，有效提高了光学组件的稳定性。
实施例一
本申请实施例提供了一种光学组件，该光学组件包括：
基底101；
反射层102，该反射层102位于基底101上；
热电层103，该热电层103位于基底101背面和/或基底101与反射层102之间。
其中，热电层103可以为利用石墨烯、碲化铋、碲化铅或硅锗中的任意一种热电材料制成。热电材料具有塞贝克效应，能够将光学组件中积累的热能转化为电能，从而以电能的形式将光学组件中的热能传导出去。
参见图1所示，该光学组件中热电层103可以设置为位于基底101与反射层 102之间；参见图2所示，该光学组件中热电层103可以设置为位于基底101背面；参见图3所示，还可以同时在该光学组件的基底101背面和基底101与反射层102之间设置热电层103。
作为一优选示例，参见图3所示，可以同时在基底101背面和基底101与反射层102之间设置热电层103。热电层103设置在基底101与反射层102之间时，热电层103位于靠近反射层102的位置，有利于及时、充分的将反射层102中的热能转化为电能，从而降低光学组件中的温度，避免光学组件的变形。同时在基底101背面设置热电层103，还可以有效的降低基底101中的温度，进而也可以减少光学组件中的热能积累，避免光学组件受热膨胀导致的变形，有利于提高光学组件的稳定性。
以上为本申请实施例一提供的一种光学组件，通过在基底101上设置反射层 102，在基底101背面和/或基底101与反射层102之间设置热电层103，能够通过热电层103将光学组件中的热能转换为电能，从而及时把热能从光学组件中传导出去，降低了光学组件的温度，避免了光学组件因受热变形，有效提高了光学组件的稳定性。
实施例二
在实施例二中，提供了另一种光学组件，与实施例一相比主要区别是热电层 103设置为多层，以下主要对与实施例一中不同的部分进行描述，相同部分将不再赘述。
在实施例二中将基于实施例一中图1示出的光学组件进一步描述。
作为一示例，参见图4(1)所示，图4(1)示出了本申请实施例二提供的一种光学组件，其中热电层103设置为多层，相邻两层热电层103之间设置有导热层104，导热层104可以选择导热系数高于1的绝缘材料，以便于相邻热电层103 之间能够相互补充，将光学组件中积聚的热能最大限度的传到出去，从而有效的提高光学组件的稳定性。
作为另一示例，参见图4(2)所示，图4(2)示出了本申请实施例二提供的另一种光学组件，其中热电层103设置为多层，多层热电层103连续堆叠设置，以便于将光学组件中积聚的热能充分转换为电能，提高热能的转化效率。
需要说明的是，多层热电层103可以为利用相同的热电材料形成，也可以为利用不同的热电材料形成，在本申请实施例中对形成各层热电层103的热电材料类型并不做具体限制。
以上为本申请实施例二提供的一种光学组件，通过将光学组件中的热电层 103设置为多层，可以有效的提高热能的转化效率，将光学组件中积聚的热能最大限度的转换为电能，避免了热能影响光学组件的稳定性。
实施例三
在实施例三中，提供了另一种光学组件，该光学组件可以包括至少一个反射镜元件。作为示例，光学组件可以为光罩装置或收集装置，其中，光罩装置可以为光刻设备中用于生成图案化掩膜的装置，收集装置可以为光刻设备中用于收集光源的装置。
需要说明的是，实施例三提供的光学组件可以为基于实施例一或实施例二中提供的光学组件获得，在实施例三中，将以基于实施例一中图1提供的光学组件为例进行说明。
参见图5所示，图5示出了本申请实施例三提供的一光学组件，与实施例一相比主要区别是反射层102包括布拉格反射层102’。
其中，布拉格反射层102’包含由高、低原子序数材料组成的交替层，作为一具体示例，布拉格反射层102’可以为由具有高原子序数的钼和具有低原子序数的硅组成的钼/硅多层。将反射层102设置为布拉格反射层102’，提高了反射层102 对光束的反射率，从而能够降低热能的积聚，有利于提高光学组件的稳定性。
作为一示例，如图5所示，在本申请实施例提供的光学组件中，基底101的背面还可以设置金属涂层105，在布拉格反射层102’上还可以设置有保护涂层106 以避免连续光照下对布拉格反射层102’的损坏，其中，保护层106可以选择高原子序数的材料，例如钌。
以上为本申请实施例三提供的一种光学组件，其中反射层102设置为布拉格反射层102’，可以提高对光束的反射率，从而能够降低热能的积聚，有利于提高光学组件的稳定性。
实施例四
在实施例四中，提供了另一种光学组件，需要说明的是，实施例四提供的光学组件可以为基于实施例一、实施例二、实施例三或以上实施例任意组合方式形成的方案，在实施例四中，将以基于实施例三中提供的光学组件为例进行说明。
实施例四与实施例三相比主要区别是光学组件还包括至少一个冷却通道 107，以下主要对与实施例三中不同的部分进行描述，相同部分将不再赘述。
参见图6所示，图6示出了本申请实施例提供的另一种光学组件，其中冷却通道107可以设置于基底101中，冷却通道107可以被设置为供冷却介质通过，具体的，冷却介质可以为水或者两相冷却介质，例如，冷却介质可以为具有较高热传导系数的二氧化碳。通过从整个光学组件防止温度升高，可以有效解决光学组件在反射光束过程中受热膨胀，稳定性差的问题。
需要说明的是，冷却通道107还可以设置在相邻热电层103之间的导热层104 中，在本申请实施例中对冷却通道107的位置将不做具体的限定。
以上为本申请实施例四提供的一种光学组件，通过在光学组件中设置冷却通道107，进一步提高了光学组件向外传导热能的能力，有利于避免光学组件受热膨胀，提高了光学组件的稳定性。
综上为本申请实施例提供的光学组件，以下实施例中，将介绍本申请提供的一种光刻系统。
实施例五
参见图7所示，图7示出了本申请实施例提供的一种光刻系统，其包括光源装置701、照射装置702、图案化装置703、投影装置704和晶圆支撑装置705，其中，
照射装置702设置为接收并调整光源装置701生成的辐射束；
图案化装置703设置为将从照射装置702接收到的辐射束图案化后，反射到投影装置704；
投影装置704设置为将图案化后的辐射束投射到晶圆支撑装置705，
其中，光源装置701、照射装置702、图案化装置703和投影装置704中至少一个包括如上所述的光学组件。
其中，光源装置701发出的光源包括极紫外光源，作为示例，极紫外光源的激发源可以为Xe、Sn或Li，选择极紫外光源可以极大的提高光刻的分辨率。
需要说明的是，由于极紫外光具有较短的波长，容易被吸收，因此，在采用极紫外光源的光刻系统中，主要采用全反射式系统。
具体的，在光刻系统中，光源装置701中还可以包括收集装置，用于对极紫外光源辐射出的光束进行收集，该收集装置可以包括至少一个反射镜元件，利用若干个反射镜元件可以将极紫外光收集并聚焦于目标焦点处。
照射装置702可以为设置有多个反射镜，多个反射镜可以对光源装置702收集后的辐射光束进行调整后照射到图案化装置703。
在本申请实施例中，图案化装置702也可以表述为光罩装置，该装置可以形成目标图案，并将目标图案通过投影装置704投影到晶圆支撑装置705的目标位置，其中，投影装置704可以包括多个反射镜。
因采用极紫外光源，光刻系统在连续工作时光束反射会积聚大量的热能，从而导致相应装置中的光学组件受热膨胀，因此，通过在光源装置701、照射装置 702、图案化装置703和投影装置704的至少一个装置中设置如上所述的光学组件，可以有效将热能转换为电能，避免光学组件发生形变，提高了光学组件的稳定性，有利于光刻系统的良好运行。
以上为本申请实施例五提供的一种光刻系统，该光刻系统中包括光源装置 701、照射装置702、图案化装置703、投影装置704和晶圆支撑装置705，其中，通过在光源装置701、照射装置702、图案化装置703和投影装置704的至少一个装置中设置如上所述的光学组件，可以有效将热能转换为电能，避免光学组件发生形变，提高了光学组件的稳定性，有利于光刻系统的良好运行。
实施例六
实施例六提供了另一种光刻系统，与实施例五相比主要区别是光刻系统还包括冷却设备(图中未示出)，该冷却设备设置为将光源装置701、照射装置702、图案化装置703、投影装置704和晶圆支撑装置705中的至少一个的温度冷却至预设温度。
其中，预设温度可以为，根据光刻系统中光学组件不发生形变，稳定性良好时需要的温度进行设置。
冷却设备可以设置为，通过向光源装置701、照射装置702、图案化装置703、投影装置704或晶圆支撑装置705所在的壳体内泵送液氮，使光刻系统中包括光学组件的各部分装置，能通过冷却设备对光学组件进行冷却。从而能够进一步灵活控制光学组件的温度，改善光学组件受热膨胀，影响光刻系统运行稳定性的情况。
作为另一示例，还可以在光刻系统中图案化装置703或晶圆支撑装置705的支撑台中设置其他冷却设备(图中未示出)，例如，可以在晶圆支撑装置705的支撑台中设置与外界连通的封闭式循环管道，在该封闭式循环管道中通入冷却介质，从而达到降低支撑台的温度，减少热能的积累，避免光学组件受热膨胀，有效提高了光刻系统的稳定性。
以上为本申请实施例提供的一种光刻系统，该光刻系统中还可以包括冷却设备，该冷却设备可以设置为将光源装置701、照射装置702、图案化装置703、投影装置704和晶圆支撑装置705中的至少一个所在的壳体内泵送冷却介质，使设置于被冷却壳体内的装置的温度冷却至预设温度。除此之外，冷却设备还可以设置为包括，位于光刻系统中图案化装置703或晶圆支撑装置705的支撑台中与外界连通的封闭式循环管道，在该封闭式循环管道中通入冷却介质。从而能够进一步灵活控制光学组件的温度，改善光学组件受热膨胀，影响光刻系统运行稳定性的情况。
本申请的另一个方面，还提供了一种光刻投影方法，具体请参见实施例七。
实施例七
参见图8所示，图8示出了本申请实施例提供的一种光刻投影方法的流程示意图，其包括：
步骤S801，使用照射装置702接收并调整光源装置701生成的辐射束。
步骤S802，利用图案化装置703对从照射装置702接收到的辐射束图案化，并将图案化后的辐射束反射到投影装置704。
步骤S803，利用投影装置704将图案化后的辐射束投射到晶圆支撑装置705，其中，光源装置701、照射装置702、图案化装置703和投影装置704中至少一个包括前述实施例一至实施例四中任一实施例所述的光学组件。
其中，光学组件可以包括至少一个反射镜元件。
以上为本申请实施例提供的一种光刻投影方法，该方法通过利用包括前述实施例一至实施例四中任一实施例所述的光学组件的装置进行光刻投影，可以避免光学组件受热膨胀、发生变形，有利于提高光学组件的稳定性，提高光刻投影的质量。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
