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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Facettenspiegels sowie einen entsprechend hergestellten Facettenspiegel, der einen Facettenspiegelgrundkörper und eine Vielzahl von Facettenspiegelelementen aufweist, wobei die Facettenspiegelelemente an dem Facettenspiegelgrundkörper angeordnet sind.
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STAND DER TECHNIK
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Zur Herstellung von miniaturisierten Bauteilen der Elektrotechnik und Mikrostrukturtechnik werden im Rahmen von mikrolithographischen Verfahren Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzt, bei welchen die gewünschten Strukturen durch Abbildung eines Retikels mit entsprechenden Strukturen auf einen Wafer erzeugt werden können. Um immer kleinere Strukturen herstellen zu können, muss die Auflösung derartiger Projektionsbelichtungsanlagen erhöht werden, sodass verstärkt Projektionsbelichtungsanlagen mit Arbeitslicht mit kleineren Wellenlängen, wie beispielsweise im Wellenlängenbereich des extrem ultravioletten Lichts, eingesetzt werden. Extrem ultraviolettes Licht umfasst elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich kleiner als 30 nm, wobei insbesondere Licht mit Wellenlängen von 13,5 nm oder 6 bis 7 nm eingesetzt wird.
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Bei derartigen EUV(extrem ultraviolett)-Projektionsbelichtungsanlagen werden beispielsweise in der Beleuchtungseinheit Facettenspiegelelemente eingesetzt, wie sie exemplarisch in der
WO 2008/101656 A2 beschrieben sind. Die Facettenspiegel umfassen hierbei einen Facettenspiegelgrundkörper, an dem Facettenspiegelelemente mit den jeweiligen Spiegeloberflächen angeordnet sind. Ein entsprechender Facettenspiegel weist eine Vielzahl von Facettenspiegelelementen auf und zwar in einer Anzahl von einigen zehn bis zu mehreren hundert oder gar tausend Facettenspiegelelementen.
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Die Herstellung derartiger Facettenspiegel ist auf Grund der Vielzahl der Facettenspiegelelemente aufwändig und bei manueller Durchführung fehlerbehaftet, sodass ein Bedarf an Verfahren und Vorrichtungen zur einfachen Herstellung von derartigen Facettenspiegeln besteht.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Facettenspiegeln mit einer Vielzahl von Facettenspiegelelementen bereitzustellen, welche die Herstellung des Facettenspiegels vereinfachen.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie mit einem Facettenspiegel mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schlägt vor, die Montage derartiger Facettenspiegel weitgehend zu automatisieren, um bei einer hohen Anzahl von Facettenspiegelelementen in der Größenordnung von mindestens zehn, vorzugsweise hundert oder mehreren hundert Facettenspiegelelementen, vorzugsweise 1000 oder mehr Facettenspiegelelementen eine einfache und fehlerarme Herstellmöglichkeit zu gewährleisten. Hierzu wird vorgeschlagen, die Facettenspiegelelemente oder auch andere Komponenten des Facettenspiegels, wie beispielsweise den Facettenspiegelgrundkörper, Aktuatoren und sonstige Bestandteile eines Facettenspiegels zu kennzeichnen, um mittels einer maschinell identifizierbaren Kennzeichnung eine exakte und definierte, maschinelle Montage des Facettenspiegels zu ermöglichen, die weitgehend automatisiert ist.
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Die Kennzeichnung kann vollständig individualisiert mit einer eigenen Kennzeichnung für jede zu montierende Komponente, insbesondere jedes Spiegelfacettenelement erfolgen oder Gruppen von Komponenten oder Spiegelfacettenelementen mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaftsprofilen können mit einer identischen Kennzeichnung versehen werden. Damit können vor allem gezielt bestimmte Facettenspiegelelemente in einfacher Weise automatisiert auf einem Facettenspiegelgrundkörper angeordnet werden.
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Die Kennzeichnung kann aus alphanumerischen Zeichen oder Strich-Codes oder 2D-Codes, wie beispielsweise dem Data-Matrix-Code, bestehen. Neben optisch identifizierbaren Codes, sind jedoch auch andersartig identifizierbare Codes, wie beispielsweise elektrisch und/oder magnetisch identifizierbare Codes, beispielsweise in der Art eines RFID-Codes (Radio Frequency Identification RFID) möglich, sofern die Dimensionierung des Codes dies erlaubt. Üblicherweise soll die Größe der Kennzeichnung im Bereich von einigen zehn bis einigen hundert µm liegen, um einerseits auf den Komponenten der Facettenspiegel und insbesondere der Facettenspiegelelemente angebracht werden zu können und andererseits von Lesegeräten oder Erfassungsgeräten ermittelt werden zu können.
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Die Kennzeichnung kann auf die Komponenten bzw. Facettenspiegelelemente aufgebracht werden, insbesondere durch Kleben, Streichen, Schreiben, Drucken oder vergleichbare Verfahren. Alternativ oder zusätzlich kann die Kennzeichnung in die Oberfläche einer Komponente eingearbeitet werden, beispielsweise durch Lasermaterialbearbeitung, Fräsen oder Ätzen. Insgesamt kann jegliche geeignete Kennzeichnung verwendet werden, wobei die Kennzeichnung robust gegenüber Kratzern, Stößen, Schmutz, chemischen Reinigungsverfahren, Ultraschallreinigung und dergleichen sein soll.
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Bei der maschinellen Herstellung des Facettenspiegels können die Facettenspiegelelemente oder sonstige Komponenten automatisch einem Lager entnommen werden, um automatisiert zu dem Facettenspiegel montiert zu werden, beispielsweise indem die Facettenspiegelelemente in oder an einem Facettenspiegelgrundkörper angeordnet werden.
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Durch die Kennzeichnung ist es möglich, die Komponenten, wie beispielsweise die Facettenspiegelelemente in einfacher Weise über den gesamten Lebenszyklus, das heißt insbesondere vom Beginn der Herstellung an bis zum Ende der Lebenszeit zu identifizieren, sodass der Status und der Aufenthaltsort der Komponenten zu jeder Zeit in einfacher Weise ermittelt und verfolgt werden können.
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Insbesondere kann durch die vorzugsweise individuelle Kennzeichnung und Identifizierung der Komponenten eine Datenbank erstellt werden, in der die Eigenschaftsmerkmale, wie beispielsweise Form, Größe, Aufbau, Materialzusammensetzung aber auch Messprotokolle über Untersuchungen während der Herstellung als auch Informationen über den Herstellungszustand oder die Lagerposition gesammelt werden können, um sie bei Bedarf den einzelnen Komponenten zuordnen zu können.
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Aufgrund derartiger Informationen kann die Herstellung der Facettenspiegel angepasst an die Eigenschaftsmerkmale erfolgen. So können beispielsweise die geeigneten Facettenspiegelelemente für einen Facettenspiegel, der ein bestimmtes Eigenschaftsprofil aufweisen soll, aufgrund der Informationen über die Eigenschaftsmerkmale jedes einzelnen Facettenspiegelelements zusammengestellt werden und/oder die einzelnen Facettenspiegelelemente, die zur Herstellung eines Facettenspiegels geeignet sind, können aus einem entsprechenden Lager ausgewählt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich die Anordnungspositionen der einzelnen Facettenspiegelelemente auf einem Facettenspiegelgrundkörper gemäß den bekannten Eigenschaftsmerkmalen der Facettenspiegelelemente zu optimieren.
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Darüber hinaus lassen sich auch weitere Optimierungen bei der Herstellung, beispielsweise hinsichtlich der Herstellungszeit, oder für den Facettenspiegel an sich hinsichtlich sonstiger Eigenschaftsmerkmale vornehmen.
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Neben der Anordnung der Facettenspiegelelemente auf einem Facettenspiegelgrundkörper bzw. allgemein der Montage eines Facettenspiegels aus mehreren Komponenten kann auch die Justierung der einzelnen Facettenspiegelelemente zumindest teilweise maschinell erfolgen. Dies gilt auch für die Fixierung der Facettenspiegelelemente nach einer erfolgten Justage beispielsweise durch Kleben, Klemmen, Schweißen oder Löten.
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Eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines Facettenspiegels ist demnach so hergerichtet, dass anhand der Kennzeichnung der einzelnen Komponenten des Facettenspiegels und insbesondere der Facettenspiegelelemente, eine Identifizierung der Komponenten und somit eine gezielte und definierte Montage der Komponenten ermöglicht wird. Die Identifizierung kann hierbei durch eine entsprechend vorgesehene Identifizierungseinheit, beispielsweise eine optische Identifizierungseinheit wie eine Kamera mit einer Bildauswertungssoftware erfolgen, und/oder die Identifizierungsinformation kann in einer Datenbank hinterlegt sein, auf welche die Herstellvorrichtung zugreifen kann. Beispielsweise können die einzelnen Komponenten, deren Eigenschaftsprofil auf Grund ihrer Kennzeichnung aus dem vorangegangen Herstellungsprozess bekannt ist, an definierten Lagerungsorten abgelegt sein, was in der Datenbank hinterlegt ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
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1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Facettenspiegels bei der Herstellung eines entsprechenden Facettenspiegels;
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2 eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Facettenspiegels bei der Herstellung desselben zu einem späteren Bearbeitungszeitpunkt;
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3 eine teilweise Schnittansicht durch einen Facettenspiegel; und in
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4 in den Teilbildern a) bis c) eine Darstellung einer automatisierten Justierung eines Facettenspiegelelements gemäß der Erfindung.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
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1 zeigt eine Darstellung eines Facettenspiegels 1 mit einem Facettenspiegelgrundkörper 2 und mehreren Facettenspiegelelementen 3, 4, 5, 6, die auf dem Facettenspiegelgrundkörper 2 angeordnet sind.
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Darüber hinaus zeigt die 1 eine Vorrichtung 9 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Facettenspiegels mit einer maschinellen Bestückungseinrichtung 10 in Form eines Roboters, der an seinem Roboterarm eine Leseeinrichtung 11 zur Identifizierung der auf dem Facettenspiegelgrundkörper 2 anzuordnenden Facettenspiegelelemente 7 aufweist.
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Gemäß der Darstellung der 1 sind neben den bereits auf den Facettenspiegelgrundkörper 2 angeordneten Facettenspiegelelementen 3 bis 6 nämlich weitere Facettenspiegelelemente 7 in einem Lager 8 angeordnet, aus dem die Bestückungseinrichtung 10 die Facettenspiegelelemente 7 entnehmen und auf dem Facettenspiegelgrundkörper 2 anordnen kann. Dies ist beispielsweise in der 2 gezeigt, bei welcher der Roboter 10 ein weiteres Facettenspiegelelement 7 nachdem er dieses aus dem Lager 8 entnommen hat auf dem Facettenspiegelgrundkörper 2 anordnet.
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Die Vorrichtung 9 umfasst weiterhin eine Steuerung 12, beispielsweis in Form einer in geeigneter Weise programmtechnisch eingerichteten Datenverarbeitungsanlage, mit welcher die Entnahme der Facettenspiegelelemente 7 aus dem Lager 8 und die Anordnung auf dem Facettenspiegelgrundkörper 2 gesteuert werden kann.
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Hierzu kann die Vorrichtung 9 eine zeichnerisch nicht näher dargestellte Datenbank umfassen, in der Informationen über die Facettenspiegelelemente 7 und den herzustellenden Facettenspiegel 1 hinterlegt sind. Die Informationen betreffen Eigenschaftsmerkmale des Facettenspiegels 1 und der Facettenspiegelelemente 7, wie beispielsweise Größe und Form der Facettenspiegelelemente, Aufbau und Zusammensetzung der Facettenspiegelelemente, Informationen über Beschichtungen auf den Facettenspiegelelementen, Informationen über Fehler der Facettenspiegelelemente etc. Allerdings können die Eigenschaftsmerkmale auch Informationen über den Status der Facettenspiegelelemente und den Lagerort betreffen. Beim Status kann es sich insbesondere um Informationen darüber handeln, in welchem Bearbeitungszustand das Facettenspiegelelement ist. Entsprechend können die Eigenschaftsmerkmale der Facettenspiegelelemente 7 mit dem Beginn der Herstellung bzw. mit dem Beginn eines Herstellungsauftrags in der Datenbank hinterlegt werden. So kann beispielsweise die programmtechnisch eingerichtete Steuerung 12 der Vorrichtung 9 Teil eines Warenwirtschaftssystems sein oder auf dessen Informationen zurückgreifen.
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Entsprechend kann beispielsweise beim Eingang eines Auftrags zur Herstellung einer Projektionsbelichtungsanlage oder einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage als Unterauftrag die Herstellung eines bestimmten Facettenspiegels definiert werden, wobei gleichzeitig definiert wird, welche Facettenspiegelelemente 3 bis 7 dieser Facettenspiegel 1 aufweisen soll.
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Die Informationen über die Größe, Form und Beschaffenheit der notwendigen Facettenspiegelelemente 3 bis 7 wird in einer Datenbank hinterlegt, auf welche die Vorrichtung 9 Zugriff hat oder die Teil der Vorrichtung 9 ist. Entsprechend kann die Vorrichtung 9 automatisiert mit der Bestückung eines Facettenspiegelgrundkörpers 2 beginnen, wenn der Vorrichtung 9 aufgrund der Informationen aus der Datenbank bekannt ist, dass alle notwendigen Komponenten in einem fertig bearbeiteten Zustand sind und zur Montage bereit stehen. Sollte jedoch festgestellt werden, dass eine oder einige Komponenten beispielsweise auf Grund von Fehlern in der Produktion nicht zur Verfügung stehen, so kann beispielsweise bei Erreichen von Zeitlimits die Vorrichtung 9 in der Datenbank selbstständig nach Ersatzkomponenten suchen und nach einer Optimierungsroutine eine andersartige Zusammenstellung von Facettenspiegelgrundkörper 2 und Facettenspiegelelementen 3 bis 7 vornehmen, die unterschiedlich zu der ist, die ursprünglich geplant war. Allerdings kann dadurch möglicherweise ein Zeitlimit eingehalten werden.
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Entsprechend können vollständig automatisiert aus dem Lager 8 die notwendigen Facettenspiegelelemente entnommen und auf einem Facettenspiegelgrundkörper angeordnet werden.
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Neben der Optimierung der Auswahl geeigneter Facettenspiegelelemente für die Herstellung eines bestimmten Facettenspiegels 1, die oben anhand einer Optimierung der Herstellungszeit beschrieben worden ist, kann auch prinzipiell eine Anordnungsoptimierung vorgenommen werden, bei welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Facettenspiegels aus den im Lager 8 verfügbaren Facettenspiegelelementen 7 die für den Facettenspiegel 1 optimale Anordnung der für den Facettenspiegel vorgesehenen Facettenspiegelelemente 3 bis 7 bestimmt. Darüber hinaus ist auch eine Kombination mehrerer verschiedener Optimierungsmöglichkeiten denkbar, sodass beispielsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung zum einen die Auswahl optimaler Facettenspiegelelemente aus den vorhandenen Facettenspiegelelementen 7 und zudem die geeignete Zuordnung auf Positionen auf dem Facettenspiegelgrundkörper 2 vornehmen kann. Entsprechend ist auch eine Optimierung hinsichtlich der Ausbeute bei der Produktion der Facettenspiegel bzw. Facettenspiegelelemente erzielen.
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Damit die Handhabung der Facettenspiegelelemente vereinfacht wird und nicht jede Bewegung bzw. Positionsveränderung des Facettenspiegelelements während des Herstellungsprozesses in der Datenbank verändert werden muss, weisen die Facettenspiegelelemente 3 bis 7 Kennzeichnungen auf, die ihre Identifizierung ermöglichen. Auf diese Weise ist es möglich die Facettenspiegelelemente beispielsweise bei der Einlagerung in das Lager 8 zu identifizieren und die entsprechenden Eigenschaftsmerkmale in der Datenbank der Vorrichtung 9 zu hinterlegen. Darüber hinaus ist es mit einer Kennzeichnung auch möglich die in einem Lager 8 bereits hinterlegten Facettenspiegelelemente 7 zu identifizieren und ihnen die zugeordneten Eigenschaftsmerkmale zuzuweisen. Außerdem ermöglicht eine Kennzeichnung die Überprüfung, ob beispielsweise die in der Datenbank hinterlegten Informationen über den Lagerort und die sonstigen Eigenschaftsmerkmale mit dem in dem Lagerort aufgefundenen Facettenspiegelelement übereinstimmen. Entsprechend weist der Roboterarm des Roboters 10 der Ausführungsform der Vorrichtung 9 zur Herstellung eines Facettenspiegels ein Lesegerät 11 auf, mit welchem die Kennzeichnung auf den Facettenspiegelelementen gelesen und somit die einzelnen Facettenspiegelelemente identifiziert werden können.
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Mit den in der Datenbank hinterlegten Informationen kann die Vorrichtung 9 automatisiert die geeigneten Facettenspiegelelemente 7 aus dem Lager 8 entnehmen und in geeigneten Positionen auf dem Facettenspiegelgrundkörper 2 anordnen.
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Die 3 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch einen Facettenspiegelgrundkörper 20 wobei die Anordnung eines Facettenspiegelelements 30 gezeigt ist. Das Facettenspiegelelement 30 umfasst eine Spiegelfläche 33, die auf einem stempelartigen Grundkörper angeordnet ist. Der stempelartige Grundkörper ist in einer Aufnahme des Facettenspiegelgrundkörpers 20 schwenkbar gelagert, wobei Aktuatoren vorgesehen sind, um das Facettenspiegelelement 30 entsprechend zu verkippen. Die Federelemente 31 bewirken eine automatische Rückkehr in die Nullstellung bei nicht aktivierten Aktuatoren.
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Ferner weist das Facettenspiegelelement 30 eine Außenfläche 32 auf, an der, wie schematisch in 3 dargestellt ist, eine Kennzeichnung 34 in Form eines sogenannten DataMatrix-Codes vorgesehen ist, die eine eindeutige Identifizierung des Facettenspiegelelements sowohl während der Herstellung des Facettenspiegelelements selbst, falls die Kennzeichnung bereits zu Beginn oder in einem frühen Stadium der Herstellung des Facettenspiegelelements aufgebracht worden ist, als auch bei der Herstellung des Facettenspiegels und auch später während der gesamten Lebensdauer des Facettenspiegels ermöglicht. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass bei einem erforderlichen Austausch eines Facettenspiegelelements zu einem späteren Zeitpunkt nachvollzogen werden kann, welches Eigenschaftsprofil das einzelne, möglicherweise auszutauschende Facettenspiegelelement aufweisen soll.
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Die 4 zeigt in den Teilbildern a) bis c) einzelne Schritte einer automatisierten Justierung von Facettenspiegelelementen. Die 4 zeigt einen Facettenspiegelgrundkörper 25 mit mehreren Aufnahmen für Facettenspiegelelemente 35. Die Facettenspiegelelemente 35 sollen mit einer bestimmten Ausrichtung der Spiegelfläche angeordnet werden. Zu diesem Zweck wird, wie in Teilbild b) dargestellt ist, mit einer Überwachungseinrichtung, beispielsweise einem Laserstrahl 36 und einer CCD-Kamera 37, die den an der Spiegeloberfläche des Facettenspiegelelements abgelenkten Laserstrahl erfasst, überprüft, ob die Ausrichtung des Facettenspiegelelements 35 der Soll-Position entspricht. Ist die Ist-Position unterschiedlich zu der Soll-Position, wie in Teilbild b) der 4 dargestellt, so kann mittels einer automatisierten Justageeinrichtung der Herstellungsvorrichtung 9, die in eine maschinelle Bestückungseinrichtung 10 integriert sein kann oder zusätzlich zu dieser vorgesehen sein kann, eine Verkippung des Facettenspiegelelements 35 bewirkt werden, bis die Soll-Ausrichtung der Facettenspiegelfläche des Facettenspiegelelements 35 erreicht ist. Beispielsweise kann hierzu die automatische Justagevorrichtung einen entsprechenden Betätigungsarm 38 aufweisen, der gegen einen Hebelarm des Facettenspiegelelements 35 agieren kann.
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Durch die automatische Justagevorrichtung kann eine iterative Annäherung an die Soll-Position erzielt werden, indem immer wieder die Ist-Position gemessen und anschließend eine entsprechende Verkippung durchgeführt wird. Allerdings ist es auch vorstellbar, eine automatische Justagevorrichtung einzusetzen, mit der aufgrund eines Positionsmessergebnisses eine direkte Positionierung in der Sollposition möglich ist. Mit einer derartigen automatischen Justageeinrichtung ist eine Ausrichtung der Spiegeloberfläche bis auf +/–10 µrad möglich.
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Nach der Positionierung in der Sollposition kann zusätzlich eine automatische Fixierung des Facettenspiegelelements beispielsweise durch Verklemmen, Kleben, Löten oder Schweißen durchgeführt werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen realisiert werden, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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