DE102010041468A1 - Assembly of a projection exposure machine for EUV lithography - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie, mit wenigstens einem Aktuator, welcher ein erstes Aktuatorteil (110, 120, ...), dass zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes ausgelegt ist, und ein relativ zudem ersten Aktuatorteil (110, 120, ...) bewegliches zweites Aktuatorteil (130) aufweist, wobei das erste Aktuatorteil (110, 120, ...) innerhalb eines vakuumdichten Gehäuses angeordnet ist, und wobei das zweite Aktuatorteil (130) außerhalb dieses Gehäuses angeordnet ist.The present invention relates to an assembly of a projection exposure system for EUV lithography, with at least one actuator, which has a first actuator part (110, 120, ...) that is designed to generate a variable magnetic field, and a relatively first actuator part (110 , 120, ...) has a movable second actuator part (130), wherein the first actuator part (110, 120, ...) is arranged inside a vacuum-tight housing, and wherein the second actuator part (130) is arranged outside this housing.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie.The present invention relates to an assembly of a projection exposure apparatus for EUV lithography.
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. In this case, the image of a mask (= reticle) illuminated by the illumination device is projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective to project the mask structure onto the mask transfer photosensitive coating of the substrate.
In einer für EUV (d. h. für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von 15 nm) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage werden mangels Vorhandenseins lichtdurchlässiger Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Des Weiteren ist in der Beleuchtungseinrichtung der Einsatz von Spiegelanordnungen bekannt, die zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungssettings eine Vielzahl von in ihrer Position unabhängig voneinander manipulierbaren Einzelspiegeln aufweisen.In a projection exposure apparatus designed for EUV (i.e., for electromagnetic radiation with a wavelength below 15 nm), mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of light-transmissive materials. Furthermore, in the illumination device, the use of mirror arrangements is known which, for generating different illumination settings, have a multiplicity of individual mirrors which can be manipulated independently of one another in their position.
Bei der hierzu erforderlichen Aktuierung der (Einzel-)Spiegel tritt in der Praxis das Problem auf, dass in der unter EUV-Bedingungen verwendeten Atmosphäre (typischerweise ein technisches Vakuum mit inerten, oxidierenden oder reduzierenden Restgasen bzw. Beimischungen) etwa für erforderliche Zuleitungen an sich gebräuchliche Materialien unter EUV-Bedingungen z. B. hohe Ausgasraten aufweisen. Solche Beimischungen können z. B. Sauerstoff, Argon, Wasserstoff, Helium oder Stickstoff aufeisen. Zur Vermeidung einer Degeneration werden vergleichsweise aufwändige und kostenintensive sowie störungsanfällige Aktuatortechniken eingesetzt.In the required actuation of the (single) mirror occurs in practice, the problem that in the atmosphere used under EUV conditions (typically a technical vacuum with inert, oxidizing or reducing residual gases or admixtures) about required supply lines per se common materials under EUV conditions z. B. have high Ausgasraten. Such admixtures can z. As oxygen, argon, hydrogen, helium or nitrogen aufeisen. In order to avoid degeneration, comparatively complex and cost-intensive and fault-prone actuator techniques are used.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie bereitzustellen, welche bei vergleichsweise geringem Aufwand eine wirksame und zuverlässige Aktuierung optischer Bauelemente in der Projektionsbelichtungsanlage ermöglicht.It is an object of the present invention to provide an assembly of a projection exposure apparatus for EUV lithography, which allows for relatively low cost effective and reliable actuation of optical components in the projection exposure apparatus.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the features of
Eine erfindungsgemäße Baugruppe einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie weist auf:
- – wenigstens einen Aktuator, welcher ein erstes Aktuatorteil, das zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes ausgelegt ist, und ein relativ zu dem ersten Aktuatorteil bewegliches zweites Aktuatorteil aufweist;
- – wobei das erste Aktuatorteil innerhalb eines vakuumdichten Gehäuses angeordnet ist, und wobei das zweite Aktuatorteil außerhalb dieses Gehäuses angeordnet ist.
- - At least one actuator, which has a first actuator part, which is designed to generate a variable magnetic field, and a relative to the first actuator part movable second actuator part;
- - Wherein the first actuator part is disposed within a vacuum-tight housing, and wherein the second actuator part is arranged outside of this housing.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird unter „vakuumdicht” vorzugsweise eine Dichtigkeit gegenüber einem Vakuum von wenigstens 10–3 mbar, insbesondere wenigstens 10–5 mbar, und weiter insbesondere wenigstens 10–7 mbar verstanden.For the purposes of the present application, "vacuum-tight" is preferably understood to denote a vacuum of at least 10 -3 mbar, in particular at least 10 -5 mbar, and more particularly at least 10 -7 mbar.
Das erste Aktuatorteil, welches zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes ausgelegt ist, kann insbesondere eine Spule mit wenigstens einer im Betrieb des Aktuators von einem elektrischen Strom durchflossenen Wicklung aufweisen. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. In weiteren Ausführungsformen kann auch ein z. B. über Piezo-Aktuatoren, Spindelantriebe etc. angetriebener, positionsveränderlicher Magnet als erstes Aktuatorteil eingesetzt werden, um am Orte des zweiten Aktuatorteils ein veränderliches Magnetfeld zu erzeugen.The first actuator part, which is designed to generate a variable magnetic field, may in particular comprise a coil having at least one winding through which an electric current flows during operation of the actuator. However, the invention is not limited thereto. In further embodiments, a z. B. piezo-actuators, spindle drives, etc. driven, position-variable magnet can be used as the first actuator part to produce a variable magnetic field at the location of the second Aktuatorteils.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, zur Aktuierung eines optischen Bauteils wie z. B. eines Spiegels – trotz der Einsatzbedingungen im Vakuum bzw. unter der Restgasatmosphäre – stromdurchflossene Wicklungen anstelle von grundsätzlich ebenfalls verwendbaren gedruckten Spulen (= „printed coils”) einzusetzen und hierbei das Prinzip eines Elektromagneten bzw. Lorentz-Aktuators auszunutzen, um das bewegliche Aktuatorteil und damit das zu aktuierende optische Bauteil (z. B. einen Spiegel) mit einer die gewünschte Stellbewegung bewirkenden (Lorentz-)Kraft zu beaufschlagen.The invention is particularly based on the concept for the actuation of an optical component such. B. a mirror - despite the conditions of use in vacuum or under the residual gas atmosphere - current-carrying windings instead of basically also usable printed coils (= "printed coils") use and in this case exploit the principle of an electromagnet or Lorentz actuator to the movable actuator part and thus to act on the optical component (eg a mirror) to be actuated with a (Lorentz) force which brings about the desired adjusting movement.
Dabei wird erfindungsgemäß dem Problem Rechnung getragen, dass die eingangs erläuterte, beim Einsatz in einer Beleuchtungseinrichtung vorhandene Atmosphäre in Verbindung mit den in stromdurchflossenen Leitern typischerweise verwendeten Materialien (Kupferlackdraht bzw. Schellack) infolge Säurebildung zu einer Degeneration bzw. Zerstörung des Kupferlackdrahtes und damit zu Kurzschlüssen in den magnetischen Feldern führt. Dadurch, dass erfindungsgemäß das wenigstens eine (feststehende) Aktuatorteil innerhalb eines separaten evakuierbaren Gehäuses angeordnet ist, wird es nun ermöglicht, im Bereich des Aktuators Standardmaterialien einzusetzen, die an sich für den Einsatz unter den im EUV gegebenen Bedingungen nicht geeignet sind. Erfindungsgemäß kann insbesondere verhindert werden, dass reaktive Stoffe mit der Isolierung von Kupferspulen (insbesondere dem auf dem Kupfer aufgebrachten Schellack) reagieren, was eine Funktionsstörung oder sogar einen Betriebsausfall des Aktuators zur Folge haben kann.In this case, the invention is based on the problem that the initially described, when used in a lighting device atmosphere in connection with the typically used in current-carrying conductors materials (enamelled copper wire or shellac) due to acid formation to degeneration or destruction of the copper wire and thus to short circuits in the magnetic fields. Because according to the invention the at least one (fixed) actuator part is arranged within a separate evacuable housing, it is now possible to use standard materials in the region of the actuator which are not suitable for use under the conditions given in the EUV. According to the invention, it can be prevented in particular reactive substances react with the isolation of copper coils (especially shellac applied on the copper), which may result in malfunction or even failure of the actuator.
Gemäß einer Ausführungsform weist das erste Aktuatorteil einen Polschuh auf, welcher mit einem Deckelabschnitt des Gehäuses monolithisch ausgebildet ist. Ein solcher Polschuh dient in für sich bekannter Weise dazu, die magnetischen Feldlinien, welche vorliegend durch die stromdurchlossene(n) Wicklung(en) erzeugt werden, in einer definierten Form austreten zu lassen und zu verteilen. Die monolithische Ausbildung des Polschuhs mit dem Deckelabschnitt des Gehäuses hat den Vorteil, dass bei der Montage des Gehäuses die zur Erzeugung des Magnetfeldes und damit zur Kraftbeaufschlagung des beweglichen Aktuatorteils benötigte Funktionalität gleich mit aufgebaut wird, also das Gehäuse gewissermaßen eine Doppelfunktion (die vakuumdichte Einhausung des feststehenden Aktuatorteils einerseits und den Aufbau des Aktuators selbst andererseits) wahrnimmt.According to one embodiment, the first actuator part has a pole piece, which is monolithic with a cover portion of the housing. Such a pole piece is used in a manner known per se for letting the magnetic field lines, which are generated in the present case by the current-carrying winding (s), emerge in a defined form and distribute them. The monolithic design of the pole piece with the cover portion of the housing has the advantage that during assembly of the housing required for generating the magnetic field and thus to force the movable Aktuatorteils functionality is built with the same, so the case effectively a double function (the vacuum-tight enclosure of fixed actuator part on the one hand and the structure of the actuator itself on the other hand) perceives.
Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Aktuatorteil ein Permanentmagnet, beispielsweise aus Samarium-Kobalt (SmCo), einem ferritschen Magnetmatrial (z. B. Bariumferrit) oder auch Neodym-Eisen-Bor (Nd-Fe-B), der weiter vorzugsweise mit einer Nickel-Phosphor(NiP)-Beschichtung versehen ist. Diese Materialen haben sich unter den eingangs erläuterten Einsatzbedingungen als geeignet erwiesen, da sie eine höhere Beständigkeit gegenüber reaktiven Gasen besitzen.According to one embodiment, the second actuator part is a permanent magnet, for example made of samarium cobalt (SmCo), a ferrite magnetic material (for example barium ferrite) or else neodymium-iron-boron (Nd-Fe-B), which is more preferably nickel-containing Phosphorus (NiP) coating is provided. These materials have been found to be suitable under the conditions of use described above, since they have a higher resistance to reactive gases.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Baugruppe ferner eine mit Ansteuerungselektronik versehene Platine auf, welche innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.According to one embodiment, the assembly further comprises a board provided with control electronics, which is arranged within the housing.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Gehäuse einen Bodenabschnitt auf, welcher eine Halterung für die Platine ausbildet. Infolge dieser bereits durch das Gehäuse selbst bereitgestellten Halterung wird der Montageprozess der erfindungsgemäßen Baugruppe weiter vereinfacht, da bereits während des Zusammenbaus des Gehäuses eine selbsttätige Halterung der Platine erzielt werden kann, indem für die Halterung der Platine z. B. nur noch das Bodenteil aufgesteckt (z. B. verschraubt) werden muss.According to one embodiment, the housing has a bottom portion, which forms a holder for the board. As a result of this already provided by the housing itself mount the assembly process of the assembly according to the invention is further simplified because even during assembly of the housing, an automatic mounting of the board can be achieved by z for. B. only the bottom part plugged (for example, screwed) must be.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Baugruppe wenigstens ein einen geschlossenen Magnetfeldlinienverlauf erzeugendes Flussführungselement auf.According to one embodiment, the assembly has at least one flux guide element generating a closed magnetic field line profile.
Gemäß einer Ausführungsform ist dieses Flussführungselement mit einem Bodenabschnitt des Gehäuses monolithisch ausgebildet. Da somit das Gehäuse bzw. dessen Bodenabschnitt noch eine weitere Funktion (nämlich die der Erzeugung des erforderlichen magnetischen „Abschlusses”) wahrnimmt, wird der Montageprozess der erfindungsgemäßen Baugruppe weiter vereinfacht.According to one embodiment, this flux guide element is monolithic with a bottom portion of the housing. Thus, since the housing or its bottom portion still performs another function (namely, the generation of the required magnetic "termination"), the assembly process of the assembly according to the invention is further simplified.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Flussführungselement durch die Platine ausgebildet. Eine solche (weiter unten noch näher erläuterte) Ausführungsform hat den Vorteil, dass zusätzliche magnetische „Abschlusselemente” entbehrlich sind und eine weitere Vereinfachung des Montageprozess erreicht wird.According to one embodiment, the flux guide element is formed by the circuit board. Such an embodiment (explained in more detail below) has the advantage that additional magnetic "termination elements" are dispensable and a further simplification of the assembly process is achieved.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Gehäuse einen integrierten Spülgasanschluss auf.According to one embodiment, the housing has an integrated purge gas connection.
Die Erfindung betrifft ferner eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung und/oder das Projektionsobjektiv eine optische Anordnung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aufweist.The invention further relates to a microlithographic projection exposure apparatus having an illumination device and a projection objective, wherein the illumination device and / or the projection objective has an optical arrangement with the features described above.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Montieren einer Baugruppe einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie, insbesondere einer Baugruppe mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- – Bereitstellen eines Deckelteils eines Gehäuses, wobei das Deckelteil monolithisch ausgebildete Polschuhe mit sich daran anschließenden Schenkeln zur Aufnahme jeweils einer Spule aufweist;
- – Anordnen von den Schenkeln jeweils zugeordneten Spulen derart, dass die Spulen über den zugeordneten Schenkeln platziert werden; und
- – Fixieren eines Bodenteils an dem Deckelteil derart, dass ein evakuierbares Gehäuse ausgebildet wird, welche die über den zugeordneten Schenkeln platzierten Spulen umgibt.
- - Providing a cover part of a housing, wherein the cover part monolithically formed pole pieces having adjoining legs for receiving a respective coil;
- Arranging coils associated with the legs such that the coils are placed over the associated legs; and
- - Fixing a bottom part of the lid part such that an evacuable housing is formed, which surrounds the coils placed over the associated legs.
Zu bevorzugten Ausgestaltungen und Vorteilen des Verfahrens wird auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung Bezug genommen.For preferred embodiments and advantages of the method, reference is made to the above statements in connection with the arrangement according to the invention.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Die Baugruppe
Das erste Aktuatorteil
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf
Wie schematisch in
Lediglich beispielhaft (und ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) können die Schenkel
Als Materialien für den Aufbau des Gehäuses kommen sowohl magnetische als auch nicht-magnetische Materialien zum Einsatz. Dabei kann das Deckelteil
Vorzugsweise wird, wie aus
Da die Schenkel
Es wird somit durch die Ausführung der Polschuhe
Im nächsten Fertigungsschritt bei der Montage der Baugruppe
Als Material der Wicklungen in den
Des Weiteren wird im Ausführungsbeispiel die Platine
Grundsätzlich ist ein kontinuierlicher bzw. allmählicher Aufbau des Magnetflusses wünschenswert, um das bewegliche Aktuatorteil
Die in
Optional kann ferner eine umlaufende Verschweißung des Bodenteils
Das Bodenteil
Das Bodenteil
Gemäß einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform kann die Platine
Die Beleuchtungseinrichtung umfasst in Lichtausbreitungsrichtung nach einer schematisch als Plasmaquelle angedeuteten EUV-Strahlungsquelle
Durch die Bewegung der Einzelspiegel
Aufgrund der unabhängigen Aktuierung der Einzelspiegel
Der Feldfacettenspiegel
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.While the invention has been described with reference to specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will become apparent to those skilled in the art. B. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.
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