DE102015205035A1 - Gas-tight connection and sealing body for projection exposure systems - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine gasdichte Verbindung, speziell in einer Projektionsbelichtungsanlage und einen Dichtkörper zur Anordnung in einer gasdichten Verbindung von zwei zueinander angeordneten Verbindungselementen (1, 2), wobei der Dichtkörper (3) zwischen den Verbindungselementen angeordnet ist und an den Verbindungselementen anliegt und wobei der Dichtkörper (3) aus einem flüssigkristallinen Kunststoff oder aus einem Edelstahlgrundkörper mit einer Beschichtung gebildet ist, wobei die Beschichtung mindestens eine Schicht mit mindestens einem Bestandteil aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die amorphen Kohlenstoff, durch Kathodenzerstäubung abgeschiedenen Kohlenstoff, Polyetheretherketone, Parylene und SiCOH-Schichten umfasst.The present invention relates to a gas-tight connection, especially in a projection exposure apparatus and a sealing body for arrangement in a gas-tight connection of two mutually arranged connecting elements (1, 2), wherein the sealing body (3) is arranged between the connecting elements and rests against the connecting elements and wherein the sealing body (3) is formed from a liquid-crystalline plastic or from a stainless steel basic body with a coating, the coating having at least one layer with at least one constituent selected from the group consisting of amorphous carbon, carbon sputtered by sputtering, polyether ether ketones, parylenes and SiCOH layers.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtkörper zur Anordnung in einer gasdichten Verbindung von zwei zueinander angeordneten Verbindungselementen, wobei der Dichtkörper zwischen den Verbindungselementen angeordnet ist und an den Verbindungselementen anliegt. Außerdem betrifft die Erfindung eine entsprechende gasdichte Verbindung und eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, in der der Dichtkörper bzw. die gasdichte Verbindung eingesetzt werden.The present invention relates to a sealing body for arrangement in a gas-tight connection of two mutually arranged connecting elements, wherein the sealing body is arranged between the connecting elements and bears against the connecting elements. Moreover, the invention relates to a corresponding gas-tight connection and a projection exposure apparatus for microlithography, in which the sealing body or the gas-tight connection are used.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In Anlagen, die unter Hochvakuumbedingungen betrieben werden, wie beispielsweise Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithografie, müssen gasdichte Verbindungen zwischen Bauteilen hergestellt werden, die einerseits die Dichtfunktion bereitstellen können und andererseits für die Umgebungsbedingungen im Hochvakuum bzw. Ultrahochvakuum geeignet sind, also beispielsweise das Vakuum nicht durch Ausgasen oder Abdampfen von Bestandteilen beeinträchtigen dürfen. In plants that are operated under high vacuum conditions, such as projection exposure systems for microlithography, gas-tight connections must be made between components that can provide the sealing function on the one hand and on the other hand are suitable for the ambient conditions in a high vacuum or ultra-high vacuum, so for example, the vacuum by outgassing or evaporation of constituents.
Gleichzeitig müssen die an der gasdichten Verbindung beteiligten Komponenten und insbesondere dafür vorgesehene Dichtkörper, wie Dichtscheiben und dergleichen, Eigenschaften aufweisen, die ihnen die Bereitstellung der Dichtfunktion ermöglichen, wie beispielsweise mechanische Festigkeit, Druckstabilität, Vermeidung von Kaltverschweißungen zwischen den Komponenten, Möglichkeit der einfachen Reinigung usw..At the same time, the components involved in the gas-tight connection and in particular sealing bodies, such as sealing disks and the like, must have properties that enable them to provide the sealing function, such as mechanical strength, pressure stability, avoidance of cold welding between components, possibility of simple cleaning, etc ..
Entsprechend gibt es im Stand der Technik bereits eine Vielzahl von Lösungen für derartige Dichtungsanordnungen und Komponenten dafür, wie sie beispielsweise in der
Obwohl derartige Dichtungen und entsprechende gasdichte Verbindungen bereits gute Ergebnisse liefern, besteht weiterhin ein Bedarf an Verbesserungen, um insbesondere ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil insbesondere für spezielle Anwendungen, wie beispielsweise für Anwendungen in Projektionsbelichtungsanlagen, bereitstellen zu können.Although such gaskets and gas-tight joints already provide good results, there continues to be a need for improvements, in particular to provide a balanced property profile, especially for specific applications, such as for applications in projection exposure equipment.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dichtkörper sowie eine gasdichte Verbindung mit einem entsprechenden Dichtkörper bereitzustellen, welcher insbesondere auch für die Verwendung in Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithografie geeignet ist und den unterschiedlichen Anforderungsaspekten genügt. Insgesamt soll ein entsprechender Dichtkörper bzw. eine gasdichte Verbindung ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil bereitstellen und leicht herstellbar sowie anwendbar sein. It is therefore an object of the present invention to provide a sealing body and a gas-tight connection with a corresponding sealing body, which is particularly suitable for use in projection exposure systems for microlithography and satisfies the different requirements aspects. Overall, a corresponding sealing body or a gas-tight connection should provide a balanced property profile and be easy to produce and to use.
TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Dichtkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine gasdichte Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und eine Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a sealing body with the features of
Gemäß der Erfindung wird ein Dichtkörper für eine gasdichte Verbindung, bei der mindestens zwei zueinander angeordnete Verbindungselemente gasdicht über den Dichtkörper verbunden werden, vorgeschlagen, der aus einem flüssigkristallinen Kunststoff gebildet ist oder aus einem Edelstahl mit einer Beschichtung hergestellt ist. Die Beschichtung kann hierbei mindestens einen Bestandteil aus der Gruppe aufweisen, die amorphen Kohlenstoff, durch Kathodenbestäubung abgeschiedenen Kohlenstoff, Polyetheretherketone (PEEK), Parylene und SiCOH-Schichten umfasst. According to the invention, a sealing body for a gas-tight connection, in which at least two mutually arranged connecting elements are connected in a gas-tight manner via the sealing body, proposed, which is formed from a liquid-crystalline plastic or is made of a stainless steel with a coating. The coating may in this case comprise at least one constituent from the group comprising amorphous carbon, carbon deposited by cathode dusting, polyether ether ketones (PEEK), parylene and SiCOH layers.
Es hat sich gezeigt, dass derartige Dichtkörper, die beispielsweise in Form von Dichtscheiben oder Dichtringen mit oder ohne zusätzlichen Halterungen und Montagehilfen ausgebildet sein können, besonders vorteilhafte Eigenschaftsprofile für die Anwendung von Hochvakuumdichtungen oder Ultrahochvakuumdichtungen bereitstellen.It has been found that such sealing bodies, which may be designed, for example, in the form of sealing disks or sealing rings with or without additional holders and assembly aids, provide particularly advantageous property profiles for the application of high vacuum seals or ultra-high vacuum seals.
Die flüssigkristallinen Kunststoffe können durch aromatische Polyamide oder Polyester gebildet werden, wobei durch die besondere Struktur der flüssigkristallinen Kunststoffe eine besonders gute Eignung für die Verwendung bei Dichtkörpern gegeben ist. The liquid-crystalline plastics can be formed by aromatic polyamides or polyesters, wherein the special structure of the liquid-crystalline plastics makes them particularly suitable for use with sealing bodies.
Die flüssigkristallinen Kunststoffe können zusätzlich Füllmaterialien, wie beispielsweise Glasfasern aufweisen, mit denen das mechanische Verhalten entsprechend angepasst und optimiert werden kann.The liquid-crystalline plastics may additionally have filling materials, such as glass fibers, with which the mechanical behavior can be adjusted and optimized accordingly.
Darüber hinaus kann der Dichtkörper aus Edelstahl gebildet sein, wobei unter Edelstahl Eisenlegierungen gemäß der
Bei den Beschichtungen auf dem Edelstahlgrundkörper kann es sich zumindest teilweise um amorphen Kohlenstoff handeln, der durch physikalische Dampfphasenabscheidung (PVD physical vapor deposition) oder chemische Dampfphasenabscheidung (CVD chemical vapor deposition) und insbesondere plasmaunterstützte Dampfphasenabscheidung (PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition) abgeschieden werden kann. Bei dem durch physikalische Dampfphasenabscheidung (PVD physical vapor deposition) abgeschiedenen Kohlenstoff kann es sich insbesondere um Kohlenstoff handeln, der durch Sputtern (Kathodenzerstäubung) abgeschieden wird. The coatings on the stainless steel base body can be at least partially amorphous carbon, which can be deposited by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD) and in particular plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) , The deposited by physical vapor deposition (PVD physical vapor deposition) carbon may be in particular carbon, which is deposited by sputtering (cathode sputtering).
Die Beschichtung kann zumindest teilweise auch durch Polyetheretherketone PEEK und/oder Parylene gebildet werden. Darüber hinaus sind wasserstoffhaltige Siliziumoxikarbidschichten, wie SiCOH-Schichten, als Beschichtung bzw. Teile der Beschichtung auf dem Edelstahlgrundkörper möglich.The coating can also be formed, at least in part, by polyetheretherketones PEEK and / or parylenes. In addition, hydrogen-containing Siliziumoxikarbidschichten, such as SiCOH layers, as a coating or parts of the coating on the stainless steel base body possible.
Die Beschichtung kann zusätzlich eine Grundierung umfassen, wobei die Grundierung insbesondere durch eine Haftvermittlerschicht gebildet sein kann. Eine entsprechende Haftvermittlerschicht, auch Primer genannt, kann beispielsweise durch organische Lacke gebildet sein. The coating may additionally comprise a primer, wherein the primer may be formed in particular by a primer layer. A corresponding adhesion promoter layer, also called a primer, can be formed for example by organic lacquers.
Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die Edelstahloberfläche vor dem Aufbringen der Beschichtung vorbehandelt wird, um beispielsweise an der Oberfläche vorliegende Oxide zu entfernen.In addition, it is also possible that the stainless steel surface is pretreated prior to application of the coating, for example, to remove oxides present on the surface.
Mit einem entsprechenden Dichtkörper ist es möglich Beschädigungen der Dichtflächen durch unerwünschte Reibung oder das Kaltverschweißen von Komponenten der Dichtverbindung zu verhindern, wobei gleichzeitig eine ausreichende mechanische Stabilität und Belastbarkeit im Bereich der Dichtflächen gegeben ist. Zudem erfüllen die gewählten Materialien das Erfordernis, dass das Hochvakuum oder das Ultrahochvakuum, in denen die entsprechenden Komponenten zumindest teilweise betrieben werden, nicht beeinträchtigt wird und eine ausreichende Dichtwirkung für derartige Anwendungen sichergestellt ist.With a corresponding sealing body, it is possible to prevent damage to the sealing surfaces by undesirable friction or cold welding of components of the sealing compound, at the same time given sufficient mechanical stability and resilience in the area of the sealing surfaces. In addition, the materials chosen fulfill the requirement that the high vacuum or ultra-high vacuum in which the corresponding components are at least partially operated is not impaired and a sufficient sealing effect is ensured for such applications.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in The accompanying drawings show in a purely schematic manner in FIG
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEMBODIMENTS
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent in the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the invention is not limited to these embodiments.
Die
Am ersten Rohr
Wie leicht aus der
Um diesen unterschiedlichen mechanischen Belastungen Stand halten zu können und die gewünschte Funktion des gasdichten Abdichtens zwischen den Rohrenden zu bewerkstelligen, ist die Dichtscheibe
Nach einem Ausführungsbeispiel kann die Dichtscheibe
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches in
Die Beschichtung
Die äußere Teilschicht
Die
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 Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Anmeldung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, it will be understood by those skilled in the art that the invention is not limited to these embodiments, but rather modifications are possible in the manner that individual features omitted or other combinations of features can be realized as long as the scope of protection of the appended claims is not abandoned. The present application includes all combinations of the presented individual features.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erstes Rohr first pipe
- 22
- zweites Rohr second pipe
- 33
- Dichtscheibe sealing washer
- 44
- Gewinde thread
- 55
- Mutter mother
- 66
- Betätigungsabschnitt actuating section
- 77
- Anschlag attack
- 88th
- Öffnung opening
- 99
- Gewinde thread
- 1010
- Grundkörper body
- 1111
- Grundierung primer
- 1212
- äußere Teilschicht outer partial layer
- 2020
- Projektionsbelichtungsanlage Projection exposure system
- 2121
- Lichtquelle light source
- 2222
- Beleuchtungsmodul lighting module
- 2323
- Projektionsobjektiv projection lens
- 2424
- Retikel reticle
- 2525
- Wafer wafer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 8434793 B2 [0004] US 8434793 B2 [0004]
- WO 00/17548 A1 [0004] WO 00/17548 A1 [0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- europäischen Norm EN 10020 [0012] European standard EN 10020 [0012]
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