DE102015202844A1

DE102015202844A1 - Druckanpassungseinrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102015202844A1
Application number: DE201510202844
Authority: DE
Inventors: Dirk Schaffer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2015-04-09

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Optikanordnung mit mindestens einem optischen Element (8, 9, 10) und einem Gehäuse (1), welches einen Innenraum (15) umschließt, in dem das mindestens eine optische Element angeordnet ist, und den Innenraum von einem umgebenden Raum (16) mit einer Gehäusewand (2) abtrennt, wobei in dem Innenraum des Gehäuses ein zum umgebenden Raum des Gehäuses unterschiedlicher Druck einstellbar ist, wobei in der Gehäusewand zwischen Innenraum und umgebendem Raum mindestens eine Druckanpassungseinrichtung (40) angeordnet ist, die einen Durchgang (3, 30, 41) vom Innenraum zum umgebenden Raum aufweist, in dem eine Dichtung (7, 42) gelagert ist, die den Durchgang gasdicht verschließt und in dem Durchgang in einem begrenzten Bereich hin und her bewegbar ist, wobei die Dichtung so in dem begrenzten Bereich gelagert ist, dass die Dichtung bei Veränderung der Druckverhältnisse zwischen Innenraum und umgebendem Raum entgegen einer Lagerkraft in Abhängigkeit von den Druckunterschieden zwischen Innenraum und umgebendem Raum verschoben wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithografie werden für die mikrolithografische Herstellung von mikrostrukturierten und nanostrukturierten Bauteilen der Mikroelektronik und der Mikrosystemtechnik eingesetzt, wobei mittels der Projektionsbelichtungsanlage Strukturen, die auf einem Retikel ausgebildet sind, über ein Projektionsobjektiv der Projektionsbelichtungsanlage in verkleinernder Weise auf ein entsprechendes Substrat, wie einen Wafer abgebildet werden, um entsprechend durch mikrolithografische Verfahren die Strukturen in dem Substrat auszubilden. Aufgrund der immer kleiner werdenden Strukturbreiten, die mit Projektionsbelichtungsverfahren erzeugt werden sollen, stellen die Projektionsbelichtungsanlagen hoch komplexe Vorrichtungen dar, die mit äußerster Präzession hergestellt und betrieben werden müssen, um keine Abbildungsfehler einzubringen.
Unter anderem können bereits geringste Einflüsse aus der Umgebung Veränderungen an den Abbildungsbedingungen bewirken, die somit entsprechend verhindert oder kompensiert werden müssen. Beispielsweise können Veränderungen der Temperatur und/oder des Umgebungsdrucks zu Kompressionen oder Dehnungen bei Komponenten von Projektionsbelichtungsanlagen führen, die eine Veränderung der Abbildungsbedingungen bewirken. Entsprechend müssen derartige Druckveränderungen ausgeschlossen oder kompensiert werden, um möglichst gleichbleibende Abbildungsbedingungen mit hoher Abbildungsqualität zu gewährleisten. Im Stand der Technik wird dies üblicherweise dadurch erreicht, dass die Projektionsbelichtungsanlagen in klimatisierten Räumen mit möglichst gleichbleibenden Umgebungsbedingungen betrieben werden. Der Einfluss von Druckbelastungen in Projektionsbelichtungsanlagen ist jedoch nicht nur für Druckbelastungen durch die äußere Umgebungsatmosphäre zu beachten, sondern betrifft auch mögliche Druckbelastungen durch Druckunterschiede innerhalb des Gehäuses einer Projektionsbelichtungsanlage. So ist beispielsweise in der US 2006/0238892 A1 beschrieben wie ein Druckausgleich innerhalb des Gehäuses einer Projektionsbelichtungsanlage bzw. eines Projektionsobjektives zwischen den einzelnen darin angeordneten optischen Elementen erfolgen kann.
In der US 4,871,237 A ist demgegenüber beschrieben, wie durch Veränderung der Druckverhältnisse in einem Projektionsobjektiv die Abbildungsbedingungen beeinflusst werden können.
Darüber hinaus ist es im Stand der Technik bekannt das Projektionsobjektiv oder sonstige optische Anordnungen von Projektionsbelichtungsanlagen mit Spülgas zu spülen, um das Eindringen von Verunreinigungen zu vermeiden. In diesem Zusammenhang wird entsprechend auch eine Kontrolle der Druckverhältnisse in den entsprechenden optischen Anordnungen durchgeführt, wie unter anderem in den Dokumenten US 4,690,528 A , US 2003/0020888 A1 , US 2001/0019400 A1 , US 2001/0043319 A1 und US 5,337,097 A beschrieben ist, um kontrollierte Abbildungsbedingungen zu erzielen. Die zitierten Druckschriften zeigen verschiedene Beispiele für optische Anordnungen, in denen innerhalb eines Gehäuses der optischen Anordnung bestimmte Bedingungen des Gasraums eingestellt werden.
Allerdings wird bei all diesen Dokumenten nicht auf das Problem eingegangen, dass durch Veränderung der Druckverhältnisse in der Umgebungsatmosphäre Veränderungen in den Abbildungsbedingungen verursacht werden können, da aufgrund der geänderten Druckverhältnisse mechanische Veränderungen hinsichtlich der Lagerung der optischen Komponenten durch Kompression und/oder Dehnungen verursacht werden können.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit zu schaffen, mit der Einflüsse durch Änderung der Umgebungsdruckbedingungen auf das Abbildungsverhalten von Projektionsbelichtungsanlagen verhindert bzw. zumindest vermindert werden können. Eine entsprechende Vorrichtung soll einfach aufgebaut und einfach betreibbar sein und im Übrigen die Abbildungseigenschaften der Projektionsbelichtungsanlage nicht negativ beeinträchtigen.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor, bei einer Optikanordnung einer Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem optischen Element und einem Gehäuse eine Druckanpassungseinrichtung vorzusehen, mit der der Druck zwischen dem Innenraum des Gehäuses und einem das Gehäuse umgebenden Raum (Außenraum) angepasst werden kann, sodass keine unerwünschten Druckunterschiede oder Druckschwankungen Änderungen bei den Komponenten der Optikanordnung hinsichtlich der Positionierung und/oder Dimension verursachen können, um so negative Einflüsse hinsichtlich der Abbildungsgenauigkeit zu vermeiden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass zwischen dem Innenraum des Gehäuses der Optikanordnung und dem umgebenden Raum keinerlei Druckdifferenz gegeben sein dürfte, sondern dies bedeutet lediglich, dass Veränderungen der Druckdifferenz möglichst vermieden oder ausgeglichen werden sollen und zwar sowohl bei einer gegebenen Druckdifferenz zwischen Innenraum und umgebenden Raum als auch bei einer nicht vorliegenden Druckdifferenz, also einer Druckdifferenz gleich Null.
Die erfindungsgemäße Druckanpassungseinrichtung ist in einer Gehäusewand zwischen Innenraum und dem das Gehäuse umgebenden Raum angeordnet, wobei die Gehäusewand den Innenraum der Optikanordnung mit den darin angeordneten optischen Elementen umschließt.
Die Druckanpassungseinrichtung weist einen Durchgang vom Innenraum der Optikanordnung, also beispielsweise eines Projektionsobjektivs, zum umgebenden Raum auf, wobei in dem Durchgang eine Dichtung gelagert ist, die den Durchgang einerseits gasdicht verschließt und andererseits in dem Durchgang zumindest in einem begrenzten Bereich hin und her bewegbar ist. Die Dichtung ist weiterhin so in dem begrenzten Bereich gelagert, dass die Dichtung bei Veränderung der Druckverhältnisse zwischen Innenraum und umgebendem Raum entgegen einer Lagerkraft in Abhängigkeit von den Druckunterschieden zwischen Innenraum und umgebendem Raum verschoben wird.
Bei der Dichtung kann es sich um eine Flüssigkeitsdichtung handeln, wobei eine Flüssigkeitssäule den Dichtungskörper darstellt. Die Flüssigkeitssäule kann in einem Rohr, welches den Durchgang darstellt, angeordnet sein, wobei das eine Ende des Rohrs mit seiner Öffnung im Innenraum der Optikanordnung angeordnet ist und das andere Ende des Rohrs mit seiner Öffnung in dem das Gehäuse der Optikanordnung umgebenden Raum angeordnet ist.
Die Flüssigkeitssäule kann in dem Durchgangsrohr so gelagert sein, dass in dem Gehäuse ein Überdruck herrscht, der gleich dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule und dem Druck in dem das Gehäuse umgebenden Raum ist. Dadurch wird die Flüssigkeitssäule in dem Durchgangsrohr in einem Gleichgewichtszustand gehalten. Durch Druckveränderung, also beispielsweise Druckerhöhung des Außendrucks, der in dem das Gehäuse umgebenden Raum herrscht, wird die Flüssigkeitssäule dann entsprechend in dem Durchgangsrohr verschoben, und zwar im Fall der Druckerhöhung im Außenraum in Richtung des Innenraums der Optikanordnung. Bei umgekehrten Verhältnissen, also beispielsweise einer Druckerniedrigung im Außenraum, wird die Flüssigkeitssäule in Richtung des Außenraums verschoben.
Praktischerweise ist das Durchgangsrohr U-förmig ausgeführt, sodass die Flüssigkeit in der durch die U-förmige Gestalt gebildeten Senke bzw. der die beiden Schenkel der U-Struktur verbindenden Basis gelagert ist. Die Lagerungskraft der Flüssigkeitssäule wird somit durch die Schwerkraft bereitgestellt. Je nach herrschenden Druckverhältnissen im Innenraum und dem das Gehäuse umgebenden Raum wird die Flüssigkeitssäule dann in dem U-förmigen Rohr entweder in den einen oder in den anderen Schenkel gedrückt.
Entsprechend kann die Menge an Flüssigkeit, das heißt die Größe der Flüssigkeitssäule so gewählt werden, dass der durch die Flüssigkeitssäule erzeugbare hydrostatische Druck die Druckunterschiede zwischen Innenraum und dem das Gehäuse umgebenden Raum kompensieren kann.
Um durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse im Innenraum und in dem Außenraum, der das Gehäuse umgibt, mittels der dort vorhandenen gasförmigen Stoffe die entsprechende Bewegung der Flüssigkeitssäule in dem Rohrdurchgang bewirken zu können, kann die Flüssigkeit insbesondere so ausgewählt werden, dass die Gase sowohl im Innenraum als auch im Außenraum sich nicht oder möglichst wenig mit der Flüssigkeit mischen oder in dieser gelöst werden. Außerdem sollte die Dichte der Flüssigkeit größer sein als die Dichte der Gase in den entsprechenden Gasräumen.
Die Flüssigkeit kann auch aus mehreren, insbesondere sich gegenseitig nicht mischenden Flüssigkeiten bestehen, um entsprechenden den Anforderungen bezüglich der im Innenraum und im Außenraum vorhandenen Gase geeignete Flüssigkeiten an den jeweiligen Grenzflächen zu den Gasräumen bereitzustellen.
Durch das Verschieben der Dichtung, also beispielsweise der Flüssigkeitssäule im Durchgang zwischen Innenraum und Außenraum, wird z.B. bei einer Druckerhöhung im Außenraum die Dichtung in Richtung des Innenraums verschoben, sodass das Volumen des Innenraums verringert wird und entsprechend der Druck im Innenraum ansteigt. Bei einer Verringerung des Drucks im Außenraum bewegt sich die Dichtung in Richtung des Außenraums und das Volumen des Innenraums wird vergrößert, sodass der Druck im Innenraum abnimmt. Entsprechend kann die gewünschte Anpassung des Drucks im Innenraum an veränderte Druckverhältnisse im Außenraum bewirkt werden.
Insbesondere kann die Druckanpassungseinrichtung so ausgebildet sein, dass durch das Verschieben der Dichtung eine an den Innenraum der Optikanordnung angepasste Volumenänderung und somit eine entsprechende Druckänderung im Innenraum stattfindet, die an die auslösende Druckänderung im Außenraum angepasst ist.
Dies kann dadurch bewirkt werden, dass die sich verschiebende Fläche der Dichtung auf die Größe des Innenraums angepasst ist, da unter Annahme der Zustandsgleichung für ein ideales Gas gilt, dass bei konstanter Temperatur das Produkt aus Druck und Volumen konstant ist, sodass bei einer Zunahme des Volumens des Innenraums der Druck absinkt und bei einer Verringerung des Volumens des Innenraums der Druck ansteigt.
Entsprechend können die Schenkel einer U-förmigen Senke bzw. eines U-förmigen Rohrdurchgangs mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sein, wobei insbesondere der Durchmesser des Schenkels, der in dem Innenraum angeordnet ist, auf das Volumen des Innenraums angepasst ist, um die erforderliche Druckänderung bei einer Verschiebung der Flüssigkeitssäule zu bewirken.
Die vorliegende Erfindung lässt sich sowohl bei Optikanordnungen einsetzen, die luftdicht verschlossen sind, als auch bei Optikanordnungen, die mit einem Gas gespült werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
1 eine Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage,
2 eine Schnittansicht eines Teils eines Projektionsobjektivs einer Projektionsbelichtungsanlage aus 1,
3 eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Druckanpassungseinrichtung, wie sie in einer Projektionsbelichtungsanlage Verwendung finden kann,
4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Druckanpassungseinrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage und in
5 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Druckanpassungseinrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage.
AUFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage 100 mit einer Lichtquelle 101, einer Beleuchtungseinheit 102 und einem Projektionsobjektiv 103, wobei die Beleuchtungseinheit 102 mit dem Licht der Lichtquelle 101 ein Retikel 104 beleuchtet, welches die zu erzeugenden Strukturen aufweist. Die beleuchteten Strukturen des Retikels 104 werden mit dem Projektionsobjektiv 103 auf einen Wafer 105 abgebildet, auf dem die Strukturen erzeugt werden sollen.
Die 2 zeigt ein Beispiel einer Optikanordnung einer Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die Erfindung eingesetzt werden kann. Bei der Optikanordnung der 1 kann es sich um ein Projektionsobjektiv 100 einer Projektionsbelichtungsanlage bzw. eines Teils davon handeln, wie sie mit Bezug auf 1 beschrieben worden ist. Die entsprechende Optikanordnung umfasst ein Gehäuse 1, beispielsweise in Form eines Zylinders mit einer umlaufenden Gehäusewand 2, die in der Schnittansicht als zwei Seiten des Gehäuses 1 dargestellt ist.
Das Gehäuse 1 definiert einen Innenraum 15 und einen das Gehäuse umgebenden Raum 16. Im Innenraum 15 und im umgebenden Raum 16 können unterschiedliche Drücke p_i (Innenraum) und p_a (Außenraum) vorliegen. Beispielsweise kann im Innenraum 15 ein gegenüber dem Druck des umgebenden Raums 16 höherer Druck eingestellt sein, sodass auf Grund des Druckunterschieds keine Kontaminationen in das Gehäuse 1 gelangen können.
In dem Gehäuse 1 sind mehrere optische Elemente 8, 9, 10 in Form von optischen Linsen aufgenommen, die in entsprechenden Fassungen 11, 12, 13 gelagert sind. Statt der dargestellten Linsen können natürlich auch andere optische Elemente oder Komponenten im Gehäuse 1 gelagert sein. Während die optischen Elemente 8 und 10 mit ihren Fassungen 11 und 12 den Innenraum 15 bzw. einen Teil davon luftdicht abschließen, können in der Fassung 13 des optischen Elements 9 Durchgangsöffnungen 14 vorgesehen sein, die einen Druckausgleich innerhalb des Innenraums 15 zwischen den Zwischenräumen der optischen Elemente ermöglichen. Selbstverständlich können auch die optischen Elemente 8 und 10 mit den Fassungen 11 und 12 entsprechend gasdurchlässig gelagert sein, sodass über einen größeren Bereich innerhalb des Gehäuses 1, der nicht mehr dargestellt ist, die gleichen Druckverhältnisse vorliegen. Darüber hinaus ist es denkbar, dass das Gehäuse 1 an sich nicht luftdicht abgeschlossen ist, sondern ein Spülgas durch dieses geleitet wird, wobei auch in diesem Fall ein gegenüber dem umgebenden Raum 16 höherer Druck in dem Innenraum 15 eingestellt werden kann.
Anstelle des hier dargestellten Projektionsobjektivs mit optischen Elementen wie Linsen, sind auch andere optische Anordnungen in Projektionsbelichtungsanlagen mit der Erfindung realisierbar, und insbesondere können auch Projektionsbelichtungsanlagen mit der Erfindung eingesetzt werden, bei denen anstelle von optischen Linsen Spiegel verwendet werden.
In der Gehäusewand 2 ist eine Druckanpassungseinrichtung ausgebildet, die bei dem Ausführungsbeispiel der 1 durch ein U-förmiges Durchgangsrohr 3 ausgebildet ist, das sich von dem Innenraum 15 in den umgebenden Raum 16 erstreckt. Der U-förmige Durchgang 3 ist durch ein U-förmiges Rohr gebildet, welches eine Basis 6 und zwei Schenkel 4 und 5 umfasst, die, wie in 2 gezeigt ist, sich nach oben erstrecken, sodass die jeweiligen Endöffnungen 17, 18 des U-förmigen Rohrs nach oben gerichtet sind.
In dem U-förmigen Rohr des Durchgangs 3 befindet sich eine Flüssigkeit 7, die sich in dem U-förmigen Rohr bewegen kann. Auf Grund des im Innenraum 15 herrschenden Drucks p_i, der größer ist als der Druck p_a im umgebenden Raum 16, wird die Flüssigkeit 7 in den Schenkel 5 mit seiner Öffnung 17 im umgebenden Raum 16 gedrückt, bis sich ein Druckgleichgewicht aus Innendruck p_i im Innenraum 15 und Außendruck p_a im Außenraum 16 sowie dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit gegeben ist, welcher durch das Produkt aus Erdbeschleunigung, Dichte der Flüssigkeit und der Höhe der Flüssigkeitssäule gegeben ist, die sich durch den Höhenunterschied h der Flüssigkeitssäulen in den Schenkeln 4 und 5 ergibt.
Kommt es nun zu einer Druckerhöhung ∆p im umgebenden Raum 16 wird der Druck p_a im umgebenden Raum 16 um ∆p erhöht und die Flüssigkeit 7 wird in Richtung des Schenkels 4 des U-förmigen Durchgangs 3, der im Innenraum 15 angeordnet ist, gedrückt.
Durch die Verschiebung der Flüssigkeitssäule in dem U-förmigen Durchgangsrohr 3 wird gleichzeitig das Volumen des Innenraums 15 verkleinert, sodass es zu einem Druckanstieg im Innenraum 15 kommt. Damit wird im Innenraum 15 dem erhöhten Druck p_a + ∆p des umgebenden Raums 16 entgegengewirkt und eine Einwirkung auf die Lagerung der optischen Elemente 8, 9, 10 durch eine Kompression und/oder Positionsveränderung der Fassungen 11, 12 und 13 wird verringert.
Wird nämlich der Druck p_i im Innenraum 15 nicht dem veränderten Druck p_a + ∆p im umgebenden Raum 16 angepasst, so wird beispielsweise durch eine Druckerhöhung p_a + ∆p im umgebenden Raum 16 das Gehäuse 1 mit einem höheren Druck belastet, sodass es auf Grund der dadurch bewirkten Stauchung zu einer Veränderung der Anordnung der Fassungen 11, 12, 13 bzw. der optischen Elemente 8, 9, 10 kommen kann. Die erfindungsgemäße Druckanpassungseinrichtung wirkt jedoch dem veränderten Druck im umgebenden Raum 16 entgegen und der Einfluss der Druckveränderung p_a + ∆p im umgebenden Raum 16 wird verringert.
Da sich der Druck im Innenraum 15 unter der vereinfachenden Annahme der thermischen Zustandsgleichung (p·V = n·R·T mit p gleich Druck, V gleich Volumen, n gleich Stoffmenge, R gleich Gaskonstant und T gleich Temperatur) für ein ideales Gas und unter der Annahme einer konstanten Temperatur so verhält, dass das Produkt aus Druck und Volumen konstant ist, ist es vorteilhaft, wenn die durch die Druckanpassungseinrichtung bewirkte Volumenänderung des Innenraums 15 so angepasst ist, dass die bewirkte Druckänderung möglichst dem veränderten Druck im umgebenden Raum 16 entspricht, sodass die Auswirkungen durch die Druckänderungen kompensiert werden können. Entsprechend kann der U-förmige Durchgang 3 so dimensioniert werden, dass die Verschiebung der Flüssigkeitssäule eine auf den Innenraum 15 angepasste Volumenänderung bewirkt. Entsprechend können die Schenkel 4 und 5 des U-förmigen Durchgangs 3 unterschiedlich dimensioniert sein, wie dies in der 3 dargestellt ist.
Die 3 zeigt wieder einen Teil einer Gehäusewand 2 eines Gehäuses einer optischen Anordnung sowie einen U-förmigen Durchgang 30 zur Bildung einer Druckanpassungseinrichtung mit einem ersten Schenkel 34, der im Innenraum 15 angeordnet ist, und einem zweiten Schenkel 35, der im umgebenden Raum 16 angeordnet ist. Die beiden Schenkel 34 und 35 sind durch die Basis 36 miteinander verbunden und weisen an den Enden der Schenkel 34, 35 Öffnungen 36, 37 auf. Im Falle eines höheren Drucks p_i im Innenraum 15 bildet sich eine Differenz der Flüssigkeitsoberflächen der Flüssigkeit 7 in den beiden Schenkeln 34, 35 aus, die eine Höhe h definiert, welche dem Druckunterschied zwischen dem Innenraum 15 und dem umgebenden Raum 16 entspricht. Kommt es nunmehr zu einer Druckänderung ∆p des Außendrucks p_a im umgebenden Raum 16, so wird mit zunehmendem Druck im umgebenden Raum 16 die Flüssigkeitssäule der Flüssigkeit 7 in Richtung des ersten Schenkels 34 verschoben bzw. in Richtung des zweiten Schenkels 35 verschoben, wenn der Druck im umgebenden Raum 16 erniedrigt wird. Da die Dimension des Durchmessers des ersten Schenkels 34 für die Größe des Innenraums 15 ausreichend dimensioniert ist, wird durch eine Verschiebung der Flüssigkeitssäule zwischen den Schenkeln 34 und 35 eine entsprechende Volumenänderung im Innenraum 15 bewirkt, die eine entsprechende Druckänderung im Innenraum auslöst.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckanpassungseinrichtung 40 in einer Gehäusewand 2, die jedoch anstelle einer Flüssigkeitsdichtung einen Dichtungskörper 42 verwendet, der in einem Durchgang 41 verschiebbar gelagert ist und den Durchgang 41 luftdicht abschließt. In dem Durchgang 41 ist der Dichtungskörper 42 zwischen zwei Federelementen 43 und 44 gehalten, die eine Federkraft bereitstellen, die der mit einem Doppelpfeil gekennzeichneten, möglichen Bewegung des Dichtungskörpers 42 in dem Durchgang 41 entgegensteht. Dadurch kommt es wiederum zu einem Kräftegleichgewicht, gemäß dem der Dichtungskörper 42 in dem Durchgang 41 nur so weit verschoben wird, bis ein Gleichgewicht zwischen dem inneren und dem äußeren Druck p_i und p_a sowie der resultierenden Federkraft der Federn 43, 44 eingestellt ist, wenn beispielsweise der Druck p_i im Innenraum 15 größer ist als der Druck p_a im umgebenden Raum. Wird der Druck p_a im umgebenden Raum 16 verändert, so wird der Dichtungskörper 42 verschoben und durch die Verschiebung des Dichtungskörpers 42 wird gleichzeitig eine Veränderung des Volumens des Innenraums 15 bewirkt, sodass dieselben Effekte auftreten, wie sie bereits vorher für die Ausführungsformen der 2 und 3 beschrieben worden sind. Die Lagerkraft wird hierbei durch die resultierende Federkraft bereitgestellt.
Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckanpassungseinrichtung 40 in einer Gehäusewand 2, die jedoch anstelle einer Flüssigkeitsdichtung eine Membran 45 verwendet, die in einem Durchgang 41 festgehalten ist und den Durchgang 41 luftdicht abschließt. Die Membran 45 stellt dabei durch ihre Nachgiebigkeit in Normalenrichtung eine Federkraft bereit, die der mit einem Doppelpfeil gekennzeichneten, möglichen Bewegung entgegensteht. Dadurch kommt es wiederum zu einem Kräftegleichgewicht, gemäß dem die Membran 45 nur soweit gedehnt wird, bis ein Gleichgewicht zwischen dem inneren und dem äußeren Druck pi und pa sowie der Membranspannung eingestellt ist, wenn beispielsweise der Druck pi im Innenraum 15 kleiner ist als der Druck pa im umgebenden Raum. Wird der Druck pa im umgebenden Raum 16 verändert, so verändert sich die Dehnung der Membran und durch die resultierende Formänderung der Membran wird gleichzeitig eine Veränderung des Volumens des Innenraums 15 bewirkt, sodass dieselben Effekte auftreten, wie sie bereits vorher für die Ausführungsformen der 2, 3 und 4 beschrieben worden sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abweichungen in der Form möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen der Merkmale verwirklicht werden können, solang der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Gehäusewand
3: Durchgang
4: Schenkel
5: Schenkel
6: Basis
7: Flüssigkeit
8: Linse
9: Linse
10: Linse
11: Fassung
12: Fassung
13: Fassung
14: Durchgangsöffnung
15: Innenraum
16: umgebender Raum (Außenraum)
17: Öffnung
18: Öffnung
30: Durchgang
34: Schenkel
35: Schenkel
36: Öffnung
37: Öffnung
40: Druckanpassungseinrichtung
41: Durchgang
42: Dichtungskörper
43: Feder
44: Feder
45: Membran
100: Projektionsbelichtungsanlage
101: Lichtquelle
102: Beleuchtungssystem
103: Projektionsobjektiv
104: Retikel
105: Wafer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2006/0238892 A1 [0003]
US 4871237 A [0004]
US 4690528 A [0005]
US 2003/0020888 A1 [0005]
US 2001/0019400 A1 [0005]
US 2001/0043319 A1 [0005]
US 5337097 A [0005]

Claims

Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Optikanordnung mit mindestens einem optischen Element (8, 9, 10) und einem Gehäuse (1), welches einen Innenraum (15) umschließt, in dem das mindestens eine optische Element angeordnet ist, und den Innenraum von einem umgebenden Raum (16) mit einer Gehäusewand (2) abtrennt, wobei in dem Innenraum des Gehäuses ein zum umgebenden Raum des Gehäuses unterschiedlicher Druck einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gehäusewand zwischen Innenraum und umgebendem Raum mindestens eine Druckanpassungseinrichtung (40) angeordnet ist, die einen Durchgang (3, 30, 41) vom Innenraum zum umgebenden Raum aufweist, in dem eine Dichtung (7, 42) gelagert ist, die den Durchgang gasdicht verschließt und in dem Durchgang in einem begrenzten Bereich hin und her bewegbar ist, wobei die Dichtung so in dem begrenzten Bereich gelagert ist, dass die Dichtung bei Veränderung der Druckverhältnisse zwischen Innenraum und umgebendem Raum entgegen einer Lagerkraft in Abhängigkeit von den Druckunterschieden zwischen Innenraum und umgebendem Raum verschoben wird.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanpassungseinrichtung so ausgebildet ist, dass das Verschieben der Dichtung (7, 42) durch eine Druckänderung im umgebenden Raum eine entsprechende Druckänderung im Innenraum bewirkt.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine Flüssigkeit (7) ist und der Durchgang ein Rohr (3, 30) mit einer U-förmigen Senke ist, in der die Flüssigkeit in Form einer Flüssigkeitssäule gelagert ist.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (7) eine Dichte aufweist, die größer ist als die Dichte von sowohl dem Gas im Innenraum als auch dem umgebenden Raum.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitssäule eine Höhe aufweist, sodass das Gewicht der Flüssigkeitssäule im Bewegungsbereich eine Gewichtskraft ausüben kann, die einer auf die Flüssigkeitssäule ausgeübten Kraft auf Grund von Druckunterschieden zwischen Innenraum und umgebenden Raum entgegen wirken kann.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (7) so gewählt ist, dass sich die Flüssigkeit weder mit dem Gas im Innenraum noch mit dem Gas des umgebenden Raums mischt oder in diesen löst.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitssäule mehrere unterschiedliche, insbesondere nicht miteinander mischbare Flüssigkeiten umfasst.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der U-förmige Durchgang (3, 30) einen ersten Rohrabschnitt mit einem ersten Durchmesser an einem Schenkel (4, 34) des U-förmigen Durchgangs und einen zweiten Rohrabschnitt mit einem zweiten Durchmesser am anderen Schenkel (5, 35) des U-förmigen Durchgangs aufweist, wobei der erste Durchmesser kleiner ist als der zweite Durchmesser.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Rohrabschnitt mit seiner Öffnung (17, 37) im umgebenden Raum angeordnet ist und der andere Rohrabschnitt mit seiner Öffnung (18, 36) im Innenraum.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) luftdicht abgeschlossen ist oder so ausgebildet ist, dass es von einem Spülgas durchströmt wird.