DE102014224418A1 - Holding device and lithography system - Google Patents
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Abstract
Halteeinrichtung (204, 500, 600) zum Halten eines Elements (206, 504, 604) in einer Fassung (202) in einer Lithographieanlage (100), wobei das Element (206, 504, 604) aus einem ersten Material mit einem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt ist und die Halteeinrichtung (204, 500, 600) aufweist zumindest ein Halteelement (208, 502, 602), das aus einem zweiten Material mit einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt ist, wobei das Halteelement (208, 502, 602) dazu eingerichtet ist, das Element (206, 504, 604) zumindest teilweise in der Fassung (202) zu halten, und zumindest ein Verbindungselement (300, 506, 606), das zwischen dem Element (206, 504, 604) und dem Halteelement (208, 502, 602) angeordnet ist, wobei eine ersten Seite (302) des Verbindungselements (300, 506, 606) mit dem Element (206, 504, 604) und eine zweite Seite (304) des Verbindungselement (300, 506, 606) mit dem Halteelement (208, 502, 602) verbunden ist, wobei das Verbindungselement (300, 506, 606) aus einem Material gefertigt ist, das dazu eingerichtet ist, einen Unterschied zwischen dem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten und dem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten auszugleichen, wobei das Material des Verbindungselements (300, 506, 606) eine Mischung aus einer bindefähigen Metallmatrix und einem inertem Kornmaterial aufweist, wobei sich ein Metallgehalt vom Element (206, 504, 604) zum Halteelement (208, 502, 602) hin derart ändert, dass sich der thermische Ausdehnungskoeffizient des Verbindungselements (300, 506, 606) vom Element (206, 504, 604) zum Halteelement (208, 502, 602) ändert.Holding means (204, 500, 600) for holding a member (206, 504, 604) in a socket (202) in a lithography apparatus (100), the member (206, 504, 604) being made of a first material having a first thermal Expansion coefficient is made and the holding device (204, 500, 600) has at least one holding element (208, 502, 602), which is made of a second material having a second coefficient of thermal expansion, wherein the holding element (208, 502, 602) arranged thereto is to at least partially hold the element (206, 504, 604) in the socket (202), and at least one connecting element (300, 506, 606) connected between the element (206, 504, 604) and the retaining element (208 , 502, 602), wherein a first side (302) of the connecting element (300, 506, 606) with the element (206, 504, 604) and a second side (304) of the connecting element (300, 506, 606) is connected to the holding element (208, 502, 602), wherein the connecting element (300 , 506, 606) is made of a material adapted to compensate for a difference between the first thermal expansion coefficient and the second coefficient of thermal expansion, wherein the material of the connecting element (300, 506, 606) is a mixture of a bondable metal matrix and a inert material, wherein a metal content of the element (206, 504, 604) to the holding element (208, 502, 602) changes such that the coefficient of thermal expansion of the connecting element (300, 506, 606) from the element (206, 504 , 604) to the retaining element (208, 502, 602) changes.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halteeinrichtung zum Halten eines Elements in einer Fassung in einer Lithographieanlage. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Lithographieanlage.The present invention relates to a holding device for holding an element in a socket in a lithography system. Furthermore, the present invention relates to a lithography system.
Bei Lithographieanlagen kann es notwendig sein, Elemente mittels Fassung und verschiedenen Fassungstechniken zu halten. Dabei sind die Fassungstechniken, die sowohl bei Anwendungen für Vakuum-Ultraviolett-Lithographie (VUV-Lithographie) als auch Extrem-Ultraviolett-Lithographie (EUV-Lithographie) Anwendungen üblich sind, häufig derart ausgeführt, dass unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien durch eine Thermalentkopplung (wie zum Beispiel eingebrachte Elastomere, Blattfedern, Festkörpergelenke etc.) kompensiert werden. Beispielsweise beschreibt die
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, dass eine verbesserte Halteeinrichtung sowie eine verbesserte Lithographieanlage bereitzustellen.Against this background, an object of the present invention is to provide an improved holding device and an improved lithography system.
Demgemäß wird eine Halteeinrichtung zum Halten eines Elements in einer Fassung in einer Lithographieanlage bereitgestellt, wobei das Element aus einem ersten Material mit einem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt ist. Die Halteeinrichtung weist zumindest ein Halteelement, das aus einem zweiten Material mit einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt ist, wobei das Halteelement dazu eingerichtet ist, das Element zumindest teilweise in der Fassung zu halten, und zumindest ein Verbindungselement auf, das zwischen dem Element und dem Halteelement angeordnet ist. Eine ersten Seite des Verbindungselements ist mit dem Element und eine zweite Seite des Verbindungselement ist mit dem Halteelement verbunden, wobei das Verbindungselement aus einem Material gefertigt ist, das dazu eingerichtet ist, einen Unterschied zwischen dem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten und dem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten auszugleichen, wobei das Material des Verbindungselements eine Mischung aus einer bindefähigen Metallmatrix und einem inertem Kornmaterial aufweist, wobei sich ein Metallgehalt vom Element zum Halteelement hin derart ändert, dass sich der thermische Ausdehnungskoeffizient des Verbindungselements vom Element zum Halteelement ändert.Accordingly, a holding device is provided for holding an element in a socket in a lithography system, wherein the element is made of a first material having a first thermal expansion coefficient. The holding device has at least one holding element, which is made of a second material having a second coefficient of thermal expansion, wherein the holding element is adapted to hold the element at least partially in the socket, and at least one connecting element, which between the element and the holding element is arranged. A first side of the connecting element is connected to the element and a second side of the connecting element is connected to the holding element, wherein the connecting element is made of a material which is adapted to compensate for a difference between the first thermal expansion coefficient and the second coefficient of thermal expansion the material of the connecting element comprises a mixture of a bondable metal matrix and an inert grain material, wherein a metal content changes from the element to the holding element such that the thermal expansion coefficient of the connecting element changes from the element to the holding element.
In Ausführungsformen ist das Element ein optisches Element wie z. B. ein Spiegel oder einer Linse für lithographisch Anwendungen. Ein entsprechendes optisches Element ist insbesondere eingerichtet lithographische Struktur mit Hilfe von UV-Strahlung, z. B. VUV- oder EUV-Strahlung, abzubilden.In embodiments, the element is an optical element such. As a mirror or lens for lithographic applications. A corresponding optical element is in particular furnished lithographic structure with the aid of UV radiation, for. B. VUV or EUV radiation to map.
Die voranstehend beschriebene Halteeinrichtung weist insbesondere den Vorteil auf, dass thermisch induzierte Spannungen einer stoffschlüssigen verbundenen Fassungstechnik derart minimiert werden, dass eventuelle Überläufe auf ein geringes Aufmaß reduziert werden können. Dies erlaubt insbesondere einen Kostenvorteil durch Materialeinsparung. Des Weiteren hat die Halteeinrichtung einen geringeren Volumenbedarf. Dies erlaubt eine kompaktere Bauweise der Fassung bzw. einer Lithographieanlage, in welcher die Fassung verwendet wird. Zusätzlich wird durch die Materialeinsparung auch Gewicht eingespart. Des Weiteren können Spannungszustände in einem aktiven Bereich des Elements vermieden werden.The retaining device described above has the particular advantage that thermally induced stresses of a cohesive connected fitting technology are minimized in such a way that possible overflows can be reduced to a small oversize. This allows in particular a cost advantage through material savings. Furthermore, the holding device has a lower volume requirement. This allows a more compact design of the socket or a lithographic system in which the socket is used. In addition, the material savings also saves weight. Furthermore, stress states in an active region of the element can be avoided.
Das Verbindungselement der Halteeinrichtung erlaubt den Unterschied zwischen dem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten und dem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten derart auszugleichen, dass eine durch die Fassung thermisch induzierte Spannung in dem Element minimiert wird. Dies wird dadurch ermöglicht, dass am Übergang zwischen den Teilkörpern (Element und Halteelement), die unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben, ein anpassendes Verbindungselement vorgesehen ist, das im Wesentlichen durch einen Verbund aus Kornmaterial mit möglichst geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und einem Matrixmaterial gebildet wird. Das Matrixmaterial kann insbesondere eine ausreichende Bindefähigkeit für das Kornmaterial besitzen, das Kornmaterial nicht angreifen, eine ausreichende mechanische Festigkeit haben, pulverförmig zum Kornmaterial zugemischt werden und bei Heißpresstemperaturen zu einem weitgehend in sich konsistenten Material konsolidiert werden. Dabei kann es jedoch bis zur Anwendungstemperatur der Halteeinrichtung mechanisch stabil sein. Ein solches Verbindungselement ist beispielsweise in der
Bevorzugt verändert sich der thermische Ausdehnungskoeffizient des Verbindungselements stufenlos. Alternativ kann sich der thermische Ausdehnungskoeffizient des Verbindungselements vom Element zum Halteelement hin schrittweise ändern, beispielsweise durch eine Schichtfolge. Preferably, the thermal expansion coefficient of the connecting element changes continuously. Alternatively, the coefficient of thermal expansion of the connecting element may change stepwise from the element to the retaining element, for example by a layer sequence.
Die bindefähige Metallmatrix der Mischung kann beispielsweise durch eine zumindest binäre Metalllegierung gebildet sein. Ferner kann sie zumindest in der zum Element benachbarten Zone einen etwa gleichen oder geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Element (speziell einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der zu keiner oder einer negativen Wärmeausdehnung führt) haben.The bondable metal matrix of the mixture can be formed, for example, by an at least binary metal alloy. Furthermore, at least in the zone adjacent to the element, it can have an approximately equal or lower coefficient of thermal expansion than the element (especially a thermal expansion coefficient which leads to no or a negative thermal expansion).
Unter dem Begriff „thermischer Ausdehnungskoeffizient oder Wärmeausdehnung” wird insbesondere die Proportionalitätskonstante zwischen einer Temperaturänderung und einer relativen Längenänderung eines Festkörpers verstanden. Mit ihm wird demnach die relative Längenänderung bei einer Temperaturänderung beschrieben. Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist eine stoffspezifische Größe. Insbesondere kann der erste thermische Ausdehnungskoeffizient, d. h. der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des Elements, kleiner als der zweite thermische Ausdehnungskoeffizient, d. h. der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des Halteelements, sein.The term "thermal expansion coefficient or thermal expansion" is understood to mean, in particular, the proportionality constant between a temperature change and a relative change in length of a solid. With it, therefore, the relative change in length is described at a temperature change. The thermal expansion coefficient is a substance-specific size. In particular, the first thermal expansion coefficient, i. H. the coefficient of thermal expansion of the material of the element, less than the second thermal expansion coefficient, d. H. the thermal expansion coefficient of the material of the holding element, be.
Ferner kann ein Gradient der thermischen Ausdehnung im Verbindungselement in Richtung senkrecht zu den Fügeflächen bzw. Bindeflächen aufgrund der entsprechend gewählten Materialanteile und/oder Materialarten im Verbindungselement maximal 40%/mm betragen. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Verbindungselement als ein Schichtkörper aus mehr oder minder diskreten Schichten ausgebildet ist, bei dem die Schichtfolge entsprechend gewählt ist. Alternativ oder zusätzlich kann sich der Ausdehnungskoeffizient des Verbindungselements auch mehr oder minder kontinuierlich von der ersten Seite zu der zweiten Seite hin ändern.Furthermore, a gradient of the thermal expansion in the connecting element in the direction perpendicular to the joining surfaces or bonding surfaces due to the correspondingly selected material components and / or material types in the connecting element can amount to a maximum of 40% / mm. This can be achieved in particular in that the connecting element is designed as a layered body of more or less discrete layers, in which the layer sequence is selected accordingly. Alternatively or additionally, the expansion coefficient of the connecting element may also change more or less continuously from the first side to the second side.
Das Kornmaterial kann in eine Legierungsmatrix, insbesondere aus Vielstofflegierungen, eingebettet sein. Insbesondere kann die Legierungsmatrix so ausgewählt sein, dass sie mit dem Kornmaterial beim Zusammensintern einen Verbundwerkstoff bildet, der eine den zu verbindenden Teilkörpern, d. h. dem Element und dem Halteelement, angepasste Wärmeausdehnung aufweisen kann. Beispiele für geeignete Materialen können der
Das Halteelement kann insbesondere direkt in einer Fassung gehalten bzw. mit einer Fassung gekoppelt werden. Alternativ kann das Halteelement auch indirekt, beispielsweise über ein Zwischenelement, mit der Fassung gekoppelt werden. Insbesondere kann die Halteeinrichtung als Zwischeneinrichtung zwischen einer Fassung und dem Element dienen. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung dazu eingerichtet sein, das Element über ein Zwischenelement der Fassung zu verbinden.The holding element can in particular be held directly in a socket or coupled with a socket. Alternatively, the retaining element can also be indirectly, for example via an intermediate element, coupled with the socket. In particular, the holding device can serve as an intermediate device between a socket and the element. For example, the holding device may be configured to connect the element via an intermediate element of the socket.
Unter dem Begriff „Element” kann insbesondere ein beliebiges Element verstanden werden, das in einer Lithographieanlage gehalten wird. Beispielsweise kann das Element ein optisches Element sein, das heißt ein Element, das in einem Strahlengang der Lithographieanlage verwendet wird. Beispielsweise kann das Element eine Linse, ein Spiegel, eine Verzögerungsplatte, ein Glasplättchen, eine Platte, die eingerichtet ist, Eigenschaften eines optischen Strahls zu verändern, eine deformierbare Platte oder ähnliches sein.The term "element" may in particular be understood to mean any element which is held in a lithography system. For example, the element may be an optical element, that is, an element that is used in a beam path of the lithography system. For example, the element may be a lens, a mirror, a retardation plate, a glass plate, a plate configured to change characteristics of an optical beam, a deformable plate or the like.
Das Element kann aus einem ersten Material mit einem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt sein. Insbesondere kann das Element auch aus zwei oder mehreren zusammengefügten Materialien gebildet sein.The element may be made of a first material having a first thermal expansion coefficient. In particular, the element can also be formed from two or more joined materials.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verbindungselement an seiner ersten Seite und seiner zweiten Seite eine Grenzzone auf, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient auf der ersten Seite 30–100%, bevorzugt 35–90%, noch bevorzugter 70–80%, des ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten und auf der zweiten Seite 15–100%, bevorzugt 25–85%, noch bevorzugter 55–75%, des zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten beträgt. Insbesondere kann die Grenzzone auf der ersten und/oder zweiten Seite eine Dicke von zwischen 0,5 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 0,5 und 2 mm, noch bevorzugter zwischen 0,5 und 1 mm aufweisen.According to one embodiment, the connecting element has on its first side and on its second side a boundary zone whose thermal expansion coefficient on the first side 30-100%, preferably 35-90%, more preferably 70-80%, of the first coefficient of thermal expansion and on the second side 15-100%, preferably 25-85%, more preferably 55-75%, of the second thermal expansion coefficient. In particular, the boundary zone on the first and / or second side may have a thickness of between 0.5 mm and 5 mm, preferably between 0.5 and 2 mm, more preferably between 0.5 and 1 mm.
Die Dicke der Grenzzone kann beispielsweise auf der ersten Seite 20–100% und auf der zweiten Seite 10–100% des größten Querschnittsmaßes einer entsprechenden Bindefläche. Unter dem Begriff „Bindefläche oder Fügefläche” wird insbesondere die Fläche verstanden, mit der das Verbindungselement mit dem Element bzw. mit dem Halteelement verbunden bzw. gefügt ist.The thickness of the boundary zone may be, for example, 20-100% on the first side and 10-100% on the second side of the largest cross-sectional dimension of a corresponding bonding surface. The term "bonding surface or joint surface" is understood in particular to mean the surface with which the connecting element is connected or joined to the element or to the retaining element.
Das Material der bindefähigen Metallmatrix kann insbesondere einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, der in etwa gleich zu oder kleiner als der erste thermische Ausdehnungskoeffizient ist. Auch kann der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials der bindefähigen Metallmatrix infinitesimal (d. h. keine Wärmeausdehnung) oder negativ bis zu einer Anwendungstemperatur der Halteeinrichtung sein. In particular, the material of the bondable metal matrix may have a thermal expansion coefficient that is approximately equal to or less than the first thermal expansion coefficient. Also, the thermal expansion coefficient of the material of the bondable metal matrix may be infinitesimal (ie no thermal expansion) or negative up to an application temperature of the fixture.
Das Kornmaterial kann insbesondere einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, der in etwa gleich zu oder kleiner als der erste thermische Ausdehnungskoeffizient ist. Auch kann der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kornmaterials bis zu einer Anwendungstemperatur der Halteeinrichtung eine negative Wärmeausdehnung aufweisen.In particular, the grain material may have a thermal expansion coefficient that is approximately equal to or less than the first thermal expansion coefficient. Also, the thermal expansion coefficient of the grain material may have a negative thermal expansion up to an application temperature of the holding device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das inerte Kornmaterial der Mischung zumindest in der Grenzzone auf der ersten Seite aus einem vom ersten Material verschiedenen Material und hat bis zu einer Anwendungstemperatur der Halteeinrichtung einen geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das erste Material.According to a further embodiment, the inert grain material of the mixture consists, at least in the boundary zone on the first side, of a material different from the first material and has a lower coefficient of thermal expansion than the first material up to an application temperature of the holding device.
Beispielsweise kann das zweite Material einen größer als 2% geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben.For example, the second material may have a thermal expansion coefficient greater than 2% lower.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Kornmaterial des Verbindungselements zumindest in der zum Element benachbarten Grenzzone bis zur Anwendungstemperatur der Halteeinrichtung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 22–95% von demjenigen des ersten Materials auf.According to a further embodiment, the grain material of the connecting element, at least in the boundary zone adjacent to the element up to the application temperature of the holding device, has a thermal expansion coefficient of 22-95% of that of the first material.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der thermische Ausdehnungskoeffizient der Grenzzone auf der erste Seite bis zur Anwendungstemperatur der Halteeinrichtung 35–90%, insbesondere 70–80%, von demjenigen des ersten Materials.According to a further embodiment, the thermal expansion coefficient of the boundary zone on the first side up to the application temperature of the holding device is 35-90%, in particular 70-80%, of that of the first material.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der thermische Ausdehnungskoeffizient der Grenzzone auf der zweiten Seite bis zur Anwendungstemperatur der Halteeinrichtung 25–85%, insbesondere 55–75%, von demjenigen des zweiten Materials.According to a further embodiment, the thermal expansion coefficient of the boundary zone on the second side up to the application temperature of the holding device is 25-85%, in particular 55-75%, of that of the second material.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Anteil des Kornmaterials in dem Matrixmaterial zwischen 5 und 98%.According to another embodiment, a proportion of the grain material in the matrix material is between 5 and 98%.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Element und das Verbindungselement mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der ersten Seite des Verbindungselements und dem Element eine Bindeschicht angeordnet.According to a further embodiment, the element and the connecting element are connected to each other by means of a material connection. According to a further embodiment, a binding layer is arranged between the first side of the connecting element and the element.
Insbesondere kann die Bindeschicht ein Aktivlot oder eine Goldbeschichtung sein. Bevorzugt ist die Verbindung zwischen dem Element und dem Verbindungselement frei von organischen Bestandteilen.In particular, the tie layer may be an active solder or a gold coating. Preferably, the connection between the element and the connecting element is free of organic constituents.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Halteelement und das Verbindungselement mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der zweiten Seite des Verbindungselements und dem Halteelement eine Bindeschicht angeordnet.According to a further embodiment, the holding element and the connecting element are connected to each other by means of a material connection. According to a further embodiment, a bonding layer is arranged between the second side of the connecting element and the retaining element.
Insbesondere ist die Verbindung zwischen dem Halteelement und dem Verbindungselement frei von organischen Bestandteilen. Beispielsweise kann eine Bindeschicht aus einem Aktivlot gebildet sein, beispielsweise kann die Bindeschicht Nickel aufweisen. Insbesondere kann die Bindeschicht auch als aktive Bindeschicht bezeichnet werden.In particular, the connection between the holding element and the connecting element is free of organic constituents. For example, a binding layer may be formed of an active solder, for example, the binding layer may comprise nickel. In particular, the binding layer may also be referred to as an active binding layer.
Bevorzugt kann die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Element und dem Verbindungselement und/oder dem Halteelement und dem Verbindungselement derart gewählt sein, dass sie für eine Anwendung in einer Ultrahochvakuum (UHV) Umgebung geeignet ist.Preferably, the cohesive connection between the element and the connecting element and / or the holding element and the connecting element may be selected such that it is suitable for use in an ultra-high vacuum (UHV) environment.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verbindungselement eine Mehrzahl von Schichten aus unterschiedlichen Korn- und/oder Matrixmaterialen auf.According to a further embodiment, the connecting element has a plurality of layers of different grain and / or matrix materials.
Insbesondere kann jeder Schicht der Mehrzahl von Schichten gesondert hergestellt werden. Die einzelnen Schichten können durch Löten, Diffusionsschweißen oder (isostatisches) Heißpressen vereinigt werden. Bevorzugt kann jeweils eine Bindeschicht zwischen jeweils zwei Schichten der Mehrzahl von Schichten vorgesehen sein. Ferner kann insbesondere zum Element hin eine Bindeschicht vorgesehen sein. Die Bindeschicht kann beispielsweise aus Co; 25 Cr Ti; 19 Mn; 5 Ni; 13 Cu; 7 Cr; 7,5 Mn; 7 Ti; 2 Ni oder auch durch bekanntes Aktivlot oder MnCu- oder MnCo-Basis-Legierungen gebildet sein. Weitere Beispiele für Materialen, die für eine Bindeschicht geeignet sind, sind in der Tabelle 3 der
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jede Schicht einen thermischen Ausdehnungskoeffizient auf und die jeweiligen thermischen Ausdehnungskoeffizienten unterscheiden sich voneinander. Insbesondere können die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Mehrzahl von Schichten abgestuft sein.According to a further embodiment, each layer has a thermal expansion coefficient and the respective coefficients of thermal expansion differ from one another. In particular, the thermal expansion coefficients of the plurality of layers may be graded.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verbindungselement zumindest eine Einlage auf, die mit Hilfe einer Bindeschicht mit dem Matrixmaterial verbunden ist.According to a further embodiment, the connecting element has at least one insert which is connected to the matrix material by means of a bonding layer.
Das Vorsehen von Einlagen in dem Verbindungselement kann zu einer weiteren Spannungsentlastung beitragen. Ferner kann dadurch auch eine Anpassung des Überganges zwischen den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Verbindungsstück verbessert werden. Bevorzugt können eine oder mehrere Einlagen aus nicht metallischem, inertem hochtemperaturfesten Material mit geringer Wärmeausdehnung vorgesehen sein. Insbesondere können die eine oder mehreren Einlagen aus einem Material gebildet sein, dass auch als Kornmaterial verwendet werden kann. Vorzugsweise bestehen die Einlagen aus dem gleichen Material wie das in der Metallmatrix befindliche Kornmaterial.The provision of inserts in the connecting element can contribute to a further stress relief. Furthermore, an adaptation of the transition between the different coefficients of thermal expansion in the connecting piece can thereby also be improved. Preferably, one or more inserts of non-metallic inert high temperature resistant material with low thermal expansion may be provided. In particular, the one or more inserts may be formed of a material that may also be used as a grain material. Preferably, the inserts are made of the same material as the grain material in the metal matrix.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Halteelement zumindest teilweise aus einem metallischen Material gebildet. Beispielsweise kann das Halteelement aus Aluminium, Kupfer, Stahl, einer Stahllegierung wie AlMg5EQF25, X2CrNiMo (1712-2), SF-CuF29, CuSn6H180, CuSn8F39, CuZn40PbF43, X14CrMoS17, X17CrNl16-2, X5CrNi18.10, Ni36/Invar, Reintitan, insbesondere mit den Werkstoffbezeichnungen 3.7025, 3.7035, 3.7055, 3.7065 und/oder aus einer Titanlegierung wie TiAl6V4 gebildet sein.According to a further embodiment, the retaining element is at least partially formed of a metallic material. For example, the holding element made of aluminum, copper, steel, a steel alloy such as AlMg5EQF25, X2CrNiMo (1712-2), SF-CuF29, CuSn6H180, CuSn8F39, CuZn40PbF43, X14CrMoS17, X17CrNl16-2, X5CrNi18.10, Ni36 / Invar, pure titanium, in particular be formed with the material designations 3.7025, 3.7035, 3.7055, 3.7065 and / or of a titanium alloy such as TiAl6V4.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Element zumindest teilweise aus einem Material gebildet, das ausgewählt ist aus der Gruppe: Glas, Glaskeramik und/oder Keramik. Beispielsweise kann das Element aus Si; SiC; SiO2; SiN; Titan-Silikatglas (z. B. ULETM), CaF2; Quarz; Quarzglas (z. B. SuprasilTM); Borosilikatglas (z. B. BK7); Zerodur; MgF2 gebildet sein.According to a further embodiment, the element is at least partially formed from a material which is selected from the group: glass, glass ceramic and / or ceramic. For example, the element of Si; SiC; SiO 2 ; SiN; Titanium silicate glass (eg ULE ™ ), CaF 2 ; Quartz; Fused silica (eg Suprasil ™ ); Borosilicate glass (eg BK7); Zerodur; MgF 2 be formed.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verbindungselement gegen ultraviolette Strahlung, insbesondere bei Wellenlängen unter 300 nm, resistent. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind eine Verbindung des Verbindungselements mit dem Element und eine Verbindung des Verbindungselements mit dem Halteelement gegen ultraviolette Strahlung, insbesondere bei Wellenlängen unter 300 nm, resistent.According to a further embodiment, the connecting element is resistant to ultraviolet radiation, in particular at wavelengths below 300 nm. According to a further embodiment, a connection of the connecting element to the element and a connection of the connecting element to the holding element to ultraviolet radiation, in particular at wavelengths below 300 nm, resistant.
Insbesondere kann das Verbindungselement, die Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Element und die Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Halteelement gegen ultraviolette Strahlung bei Wellenlängen zwischen 5 nm und 300 nm resistent sein.In particular, the connecting element, the connection between the connecting element and the element and the connection between the connecting element and the holding element can be resistant to ultraviolet radiation at wavelengths between 5 nm and 300 nm.
Unter dem Begriff „resistent” wird insbesondere verstanden, dass das Verbindungselement, das Element, das Halteelement und die Verbindungen dazwischen widerstandsfähig gegen ultraviolette Strahlung sind. Insbesondere kann der Begriff „resistent” bedeuten, dass das Verbindungselement, das Element, das Halteelement und die Verbindungen dazwischen einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht standhalten und insbesondere durch das Bestrahlen mit ultraviolettem Licht kein Ausgasen stattfindet. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Halteeinrichtung in einer VUV-Lithographieanlage oder einer EUV-Lithographieanlage eingesetzt werden kann.The term "resistant" is understood in particular to mean that the connecting element, the element, the holding element and the connections between them are resistant to ultraviolet radiation. In particular, the term "resistant" may mean that the connector, member, support member, and interconnects therebetween are susceptible to exposure to ultraviolet light and, in particular, no outgassing occurs by exposure to ultraviolet light. This has the particular advantage that the holding device can be used in a VUV lithography system or an EUV lithography system.
Ferner können das Verbindungselement, das Element, das Halteelement und die Verbindungen dazwischen für eine Verwendung in einem Ultrahochvakuum geeignet sein. D. h. das Verbindungselement, das Element, das Halteelement und die Verbindungen dazwischen können insbesondere derart ausgewählt, dass bei Betriebsbedingungen im UHV kein Ausgasen auftritt. Dies hat ebenfalls den Vorteil, dass die Halteeinrichtung in einer VUV-Lithographieanlage oder einer EUV-Lithographieanlage eingesetzt werden kann.Further, the connector, member, retainer, and connections therebetween may be suitable for use in an ultra-high vacuum. Ie. the connecting element, the element, the holding element and the connections therebetween can in particular be selected such that no outgassing occurs in operating conditions in the UHV. This also has the advantage that the holding device can be used in a VUV lithography system or an EUV lithography system.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Halteelementen gleichmäßig über einen Umfang des Elements verteilt angeordnet, wobei jedes der Mehrzahl von Halteelementen über ein jeweiliges Verbindungselement mit dem Element verbunden ist.According to a further embodiment, a plurality of holding elements are arranged distributed uniformly over a circumference of the element, wherein each of the plurality of holding elements is connected to the element via a respective connecting element.
Des Weiteren wird eine Lithographieanlage mit einer voranstehend beschriebenen Halteeinrichtung vorgeschlagen, wobei das Element ein optisches Element ist. Insbesondere kann eine Anwendungstemperatur oder eine Betriebstemperatur der Halteeinrichtung in einer Lithographieanlage bei 100°C bis 150°C liegen. Furthermore, a lithography system with a holding device described above is proposed, wherein the element is an optical element. In particular, an application temperature or an operating temperature of the holding device in a lithography system can be at 100 ° C. to 150 ° C.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments. The skilled person will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.Further advantageous embodiments and aspects of the invention are the subject of the dependent claims and the embodiments of the invention described below. Furthermore, the invention will be explained in more detail by means of preferred embodiments with reference to the attached figures.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.In the figures, the same or functionally identical elements have been given the same reference numerals, unless stated otherwise. It should also be noted that the illustrations in the figures are not necessarily to scale.
Das Strahlformungssystem
Das Beleuchtungssystem
Die Photomaske
Das Element
Das Element
Insbesondere ist Halteelement
Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten oder Wärmeausdehnungskoeffizienten für ausgewählte Materialien können der nachstehenden Tabelle 1 entnommen werden. Tabelle 1:
Die thermische Ausdehnungskoeffizienten für weitere Materialen sind in der Literatur bekannt und können auch der Tabelle 1 und der Tabelle 2 der
Das Element
Wie in der
Das Verbindungselement
In der
Das Verbindungselement
Beispielweise kann das Halteelement aus Incoloy MA956 (Fe 20 Cr 4,5 Al 0,5 Ti 0,5 Y203) gebildet sein und das Element
Insbesondere kann eine Dicke des Verbindungselements
Das Verbindungselement
Bevorzugt kann die Mischung aus Kornmaterial und Matrixmaterial benachbart zum Element
Ferner kann ein Gradient der thermischen Ausdehnung im Verbindungselement
Die an das Incoloy-Halteelement
Insbesondere kann der Anteil des Kornmaterials in dem Matrixmaterial zwischen 5 und 98% sein.In particular, the proportion of the grain material in the matrix material may be between 5 and 98%.
Insbesondere können eine Gestalt und/oder eine Größe der Körner des Kornmaterials frei wählbar sein. Beispielsweise kann ein Korndurchmesser zwischen 0,01 mm bis 3 mm gewählt werden. Zusätzlich oder alternativ können auch nadelförmige Körner mit einem Durchmesser zwischen 0,001 mm und 0,1 mm und einer Länge bis zu 1 mm verwendet werden. Insbesondere können das Kornmaterial, ein Korndurchmesser und/oder ein Kornanteil innerhalb des Verbindungselements
Das Verbindungselement
Insbesondere kann die Grenzzone auf der ersten und/oder zweiten Seite
Auch kann die Dicke der Grenzzone beispielsweise auf der ersten Seite
Ohne Verbindungsstück
Weitere Beispiele für geeignete Kornmaterial-bindefähige Metallmatrix-Kombinationen für das Verbindungselement
Ferner zeigt die
Die Einlage
Die Oberfläche der keramischen Einlage
Im Folgenden werden Beispiele für Materialen genannt, die als bindefähige Metallmatrix des Verbindungselements verwendet werden können. Zum Beispiel kann die bindefähige Metallmatrix zumindest in der Grenzzone benachbart zum Element aus einer der Legierungen Fe 18,5 Ni 0,01 Mn 0,1 Si 9 Co 4,9 Mo 0,62 Ti 0,1 P 0,05 Ca 0,02 Zr 0,01 S 0,003 B; Fe 30 Ni 8 Cr 25 Co; Fe 3,94 Ni 2,5 Cr 0,01 Mn 0,13 Si 0,168 C 0,39 V 0,026 S 0,01 P; vorzugsweise aus Fe 34 Ni 3,5 Co; Fe 31 Ni 0,38 Mn 6 Co; Fe 32 Ni 5 Co; Fe 39,56 Ni 0,22 Mn 0,12 Si 0,22 Al 0,04 Cu; insbesondere aus Fe 24,5 Ni 1,73 Cr 0,37 Mn 0,2 Si 0,04 C 2,32 Ti; Fe 23,5 Ni 1,77 Cr; Fe 23,5 Ni 1,77 Cr 0,53 Mn 0,34 Si 0,05 C 3,28 Ti; Fe 24,5 Ni 1,73 Cr bestehen. Weitere Beispiele für Materialen der bindefähigen Metallmatrix sind in der Tabelle 2 der
Im Folgenden werden Beispiele für Materialen genannt, die als inertes Kornmaterial des Verbindungselements verwendet werden können. Beispielsweise kann das Kornmaterial des Verbindungselements zumindest in der Grenzzone benachbart zum Element durch B4C; HfC; AlN; BN; HfN; TaN; WC2CO; vorzugsweise durch HfO 2,5 Fe 0,3 Mg 0,1 Ti 0,1 Ca; W2C 25 WC + 2 CO (98 + 2%) ZrB2 + Cr (5 bis 20% Vol.); Ta2O5; W2C + WC (0 bis 60%); ZrO2 0,37 W 0,37 Co 0,37 C 6,4 Ti; insbesondere durch W2C; BaO·TiO2; Nb2O5; Ti2O3; WO2; Nb2O5·V2O5; Ta2O5·V2O5; 2ZnO·V2O5; SrO·ZrO2; und speziell durch ZrO2 6,4 Ti oder ZrO2 2,01 Ti gebildet sein. Weitere Beispiele für Materialen, die als inertes Kornmaterial des Verbindungselements verwendet werden können, sind in der Tabelle 1 der
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described with reference to embodiments, it is variously modifiable.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- EUV-LithographieanlageEUV lithography system
- 102102
- StrahlformungssystemBeam shaping system
- 104104
- Beleuchtungssystemlighting system
- 106106
- Projektionssystemprojection system
- 108108
- EUV-LichtquelleEUV-light source
- 110110
- Kollimatorcollimator
- 112112
- Monochromatormonochromator
- 114114
- EUV-StrahlungEUV radiation
- 116, 118, 124, 126116, 118, 124, 126
- Spiegelmirror
- 120120
- Photomaskephotomask
- 122122
- Waferwafer
- 200200
- Anordnungarrangement
- 202202
- Fassungversion
- 204204
- Halteeinrichtungholder
- 206206
- Elementelement
- 208208
- Halteelementretaining element
- 210210
- Zwischenringintermediate ring
- 212212
- Außenringouter ring
- 214 214
- Randedge
- 300300
- Verbindungselementconnecting element
- 302302
- erste Seitefirst page
- 304304
- zweite Seitesecond page
- 400, 402400, 402
- Schichtenlayers
- 404404
- Bindeschichtbonding layer
- 500, 600500, 600
- Halteeinrichtungholder
- 502, 602502, 602
- Halteelementretaining element
- 504, 604504, 604
- Elementelement
- 506, 606506, 606
- Verbindungselementconnecting element
- 508, 608508, 608
- Einlageinlay
- 510, 510', 610, 610'510, 510 ', 610, 610'
- Bindeschichtbonding layer
- 612, 614, 616612, 614, 616
- Schichtenlayers
- HH
- Haupt-EbeneMain plane
- SS
- Symmetrieachseaxis of symmetry
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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