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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Facetteneinrichtung für einen Facettenspiegel, einen Facettenspiegel mit einer solchen Facetteneinrichtung und eine Lithographieanlage.
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Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von – wie bisher – brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.
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Die Spiegel reflektieren nicht die gesamte Strahlung einer Lithographieanlage sondern reflektieren nur einen Teil der Strahlung. Dies führt zu einer Erwärmung der Spiegel. Bei der Verwendung von Facettenspiegeln führt dies zur Erwärmung der einzelnen Facetten.
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Die
DE 10 2012 200 733 A1 zeigt einzelne Facetten eines Facettenspiegels, die über Festkörpergelenke ausgerichtet werden können. Die Wärme einer Facette muss dann über das entsprechende Festkörpergelenk abgeführt werden.
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Damit genügend Wärme über das Festkörpergelenk abgeführt werden kann, muss das Festkörpergelenk eine gewisse Dicke (des entsprechenden Wärmeleitungsquerschnitts) aufweisen. Je dicker das Festkörpergelenk ausgebildet ist, desto schlechter ist jedoch die Beweglichkeit der entsprechenden Facette.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Facetteneinrichtung für einen Facettenspiegel für eine Lithographieanlage bereitzustellen, bei der die Facette mit einer hohen Beweglichkeit gelagert ist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung einen Facettenspiegel mit einer solchen Facetteneinrichtung sowie eine Lithographieanlage mit einer solchen Facetteneinrichtung bereitzustellen.
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Demgemäß wird eine Facetteneinrichtung für einen Facettenspiegel für eine Lithographieanlage bereitgestellt, die eine Facette mit einer reflektierenden Oberfläche, und ein Gaslager zum Lagern der Facette aufweist.
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Dadurch, dass die Facetteneinrichtung ein Gaslager zum Lagern der Facette aufweist, ist eine hohe Beweglichkeit der Facette gegeben. Auf ein Festkörpergelenk kann demnach verzichtet werden. „Lagern“ meint hier eine geführte Bewegung der Facette in zumindest einem von sechs Freiheitsgraden (drei translatorische und drei rotatorische). Bevorzugt ist die Facette in lediglich zwei rotatorischen Freiheitsgraden beweglich und in den übrigen vier Freiheitsgraden fest fixiert. Insbesondere entsprechen die zwei rotatorischen Freiheitsgrade einem Verkippen der Facette um zwei zueinander orthogonale Achsen, welche in einer Ebene parallel zur reflektierenden Oberfläche der Facette in deren unverkippten Zustand liegen.
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Dadurch, dass die Facetteneinrichtung eine Facette mit einer reflektierenden Oberfläche aufweist, kann die entsprechende elektromagnetische Strahlung der Lithographieanlage reflektiert werden. Dabei ist die Oberfläche entsprechend behandelt oder entsprechend beschichtet, um die elektromagnetische Strahlung der gewünschten Wellenlänge zu reflektieren.
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Die Facetten können eine beliebige Form aufweisen. Insbesondere können die Facetten eine sechseckige Form aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist das Gaslager ein Basiselement zum Führen von Gas für das Gaslager auf. Das Basiselement führt das Gas auf dem die Facette gelagert ist. Zwischen Basiselement und Facette befindet sich eine Gasschicht. Wird die Facette von einem Träger gehalten, dann befindet sich die Gasschicht zwischen Träger und Basiselement. Vorteilhafterweise wird die Facette durch das Gaslager mit einer hohen Beweglichkeit gelagert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung umfasst diese ferner eine Gaskühlung, die zumindest eine Drossel zum Expandieren von Gas aufweist. Das Gas expandiert nach dem Durchströmen der Drossel. Dabei entzieht es der Umgebung, insbesondere der Facette, Wärme. Besonders vorteilhaft benötigt die hier vorgeschlagene Gaskühlung kein kaltes Kühlmittel, welches durch die Lithographieanlage oder Teile der Facetteneinrichtung geführt werden muss und dort zu Wärmeverzug führt. Gleichzeitig erwärmt sich das Gas im Rahmen des Kühlens der Facette nicht sonderlich. Beispielsweise können sich die Zu- und Abführtemperatur des Gases um nicht mehr als 5 C°, bevorzugt um nicht mehr als 2 C° und noch weiter bevorzugt um nicht mehr als 1 C° voneinander unterscheiden. Der Druckunterschied über die Drossel kann bspw. zwischen 2 und 5 bar, bevorzugt zwischen 1 und 3 bar betragen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung umfasst diese ferner einen Träger zum Halten der Facette, wobei das Gaslager eingerichtet ist, den Träger mit der Facette zu lagern. Vorteilhafterweise ist der Träger ein Bauteil, welches korrespondierend zu dem Basiselement des Gaslagers ausgebildet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung umfasst diese ferner einen Balg, wobei der Träger eine erste Trägerseite und eine zweite Trägerseite aufweist, wobei der Träger an der ersten Trägerseite mit der Facette und an der zweiten Trägerseite an einem Trägerrand mit dem Balg verbunden ist. Der Balg ist eine Art Hülle. Der Balg kann als Faltenbalg, d.h. als gefaltetes Bauteil, ausgebildet sein. Durch den Balg und das Gaslager besitzt die Facette eine gute Postionier- und Ausrichtbarkeit.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung ist der Balg mit einem Halter verbunden und verläuft das Basiselement innerhalb des Halters und innerhalb des Balgs. Vorteilhafterweise verleiht der Halter der Facetteneinrichtung Stabilität.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist der Träger auf der zweiten Trägerseite einen Hohlraum auf. Das Gaslager kann zumindest teilweise innerhalb des Hohlraums angeordnet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist der Träger in dem Hohlraum Lamellen auf. Vorteilhafterweise können die Lamellen das Gas des Gaslagers und/oder das Gas der Gaskühlung geeignet führen. Das Gas des Gaslagers und/oder das Gas der Gaskühlung können so in Richtung eines Gasauslasses geführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist das Gaslager eine Gaslager-Gaszufuhrleitung auf und/oder weist die Gaskühlung eine Gaskühlung-Gaszufuhrleitung auf. Mit der Gaslager-Gaszufuhrleitung kann Gas zum Gaslager geführt werden. Mit der Gaskühlung-Gaszufuhrleitung kann Gas zu der zumindest einen Drossel geführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung verläuft die Gaslager-Gaszufuhrleitung innerhalb des Basiselements. Vorteilhafterweise kann das Gas für das Gaslager das Basiselement an der Stelle, an der das Gaslager ausgebildet wird, verlassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist die Gaskühlung-Gaszufuhrleitung ein Rohr auf und weist das Rohr an einem der Facette zugewandten Ende einen Deckel auf, wobei die zumindest eine Drossel in dem Deckel angeordnet ist. Das Gas zur Kühlung strömt durch die Drossel in Richtung Facette. Vorteilhafterweise kann dann die Facette gekühlt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung verläuft das Basiselement durch das Rohr und ragt durch eine Öffnung des Deckels. Auf diese Weise können Gaslager und Gaskühlung in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist das Basiselement des Gaslagers einen Basiselementabschnitt und der Träger einen Trägerabschnitt auf, wobei der Basiselementabschnitt und der Trägerabschnitt zueinander korrespondierend geformt sind, so dass der Träger verkippbar auf dem Basiselement gelagert ist. Dabei bedeutet „passend geformt“, dass Basiselementabschnitt und Trägerabschnitt eine zueinander korrespondierende Ausbuchtung bzw. Ausnehmung aufweisen. Beispielsweise kann der Basiselementabschnitt eine Ausnehmung aufweisen. Dann weist der Trägerabschnitt die entsprechende Ausbuchtung auf. Auf diese Weise kann der Träger gegen das Basiselement verkippt werden. Die Ausbuchtung und die entsprechende Ausnehmung können kugelförmig sein. Zwischen Basiselementabschnitt und Trägerabschnitt befindet sich die Gasschicht des Gaslagers.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung ist das Gaslager ein Luftlager und/oder ist die Gaskühlung eine Luftkühlung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist diese ferner mehrere Zugstäbe zum Positionieren und/oder Ausrichten der Facette auf. Durch einen Zugstab kann die Kraft von einem Aktor geeignet übertragen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist jeder Zugstab einen Zugdraht zum Positionieren und/oder Ausrichten der Facette auf. Dazu ist jeder Zugdraht zum einen an dem jeweiligen Zugstab und zum anderen an der Facette oder dem mit der Facette verbundenen Träger befestigt. Die Zugdrähte sind dünner als die Zugstäbe. Daher sind die Zugdrähte besser geeignet mit der Facette und/oder mit dem Träger verbunden zu werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist diese ferner eine Aktoranordnung umfassend mehrere Aktoren auf, wobei jeder Aktor mit einem der Zugstäbe verbunden ist. Mittels der Aktoren können die Zugstäbe bewegt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung sind die mehreren Aktoren der Aktoranordnung versetzt angeordnet. Die Aktoren wirken alle in die gleiche Richtung. Dabei bedeutet „versetzt angeordnet“, dass die Aktoren in Wirkrichtung der Aktoren nicht auf einer Linie sondern auf unterschiedlichen Parallelen zu dieser Linie und hintereinander angeordnet sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist die Aktoranordnung eine Ausgleichsfeder auf und ist über die Ausgleichsfeder mit einer Bodenplatte verbindbar. Vorteilhafterweise kann die Aktoranordnung über die Ausgleichsfeder thermisch bedingte Verformungen und/oder Längenänderungen ausgleichen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Facetteneinrichtung weist jeder Aktor einen Aktorstab auf, der mit einer Magnetvorrichtung mit einem der Zugstäbe verbunden ist. Vorteilhafterweise kann der Aktorstab eines Aktors mittels eines Halteelements, eines Zylinders und der Magnetvorrichtung mit einem Zugstab verbunden werden. Dabei weist der Aktorstab ein Gewinde und das Halteelement ein entsprechendes Gegengewinde auf. Aufgrund der Magnetvorrichtung kann die Aktoranordnung schnell und einfach ein- und ausgebaut werden.
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Weiter wird ein Facettenspiegel mit zumindest einer Facetteneinrichtung, wie vorstehend beschrieben, bereitgestellt. Der Facettenspiegel kann mehrere Facetteneinrichtungen, wie vorstehend beschrieben, aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Facettenspiegels weist dieser ferner eine erste Trennebene, eine zweite Trennebene und eine dritte Trennebene auf, wobei sich zwischen der zweiten Trennebene und der dritten Trennebene ein Gaseinlass für das Gaslager der zumindest einen Facetteneinrichtung befindet. Der Facettenspiegel kann so ausgebildet sein, dass sich zwischen der zweiten Trennebene und der dritten Trennebene der Gaseinlass für die Gaslager von mehreren Facetteneinrichtungen befindet. Die Gaslager von mehreren Facetteneinrichtungen werden demnach gleichzeitig versorgt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Facettenspiegels befindet sich zwischen der ersten Trennebene und der zweiten Trennebene ein Gasauslass für das Gaslager der zumindest einen Facetteneinrichtung. Der Facettenspiegel kann so ausgebildet sein, dass sich zwischen der ersten Trennebene und der zweiten Trennebene der Gasauslass für die Gaslager von mehreren Facetteneinrichtungen befindet. Die Gaslager von mehreren Facetteneinrichtungen verwenden demnach den gleichen Auslass.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Facettenspiegels befindet sich zwischen der zweiten Trennebene und der dritten Trennebene ein Gaseinlass für die Gaskühlung der zumindest einen Facetteneinrichtung. Der Facettenspiegel kann so ausgebildet sein, dass sich zwischen der zweiten Trennebene und der dritten Trennebene der Gaseinlass für die Gaskühlungen von mehreren Facetteneinrichtungen befindet. Die Gaskühlungen von mehreren Facetteneinrichtungen werden demnach gleichzeitig versorgt. Weiter können auch die Gaslager und die Gaskühlungen mit dem gleichen Gas versorgt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Facettenspiegels befindet sich zwischen der ersten Trennebene und der zweiten Trennebene ein Gasauslass für die Gaskühlung der zumindest einen Facetteneinrichtung. Der Facettenspiegel kann so ausgebildet sein, dass sich zwischen der ersten Trennebene und der zweiten Trennebene der Gasauslass für die Gaskühlungen von mehreren Facetteneinrichtungen befindet. Die Gaskühlungen von mehreren Facetteneinrichtungen verwenden demnach den gleichen Auslass. Weiter können auch die Gaslager und die Gaskühlungen den gleichen Auslass verwenden.
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Weiter wird eine Lithographieanlage, insbesondere EUV- oder DUV-Lithographieanlage, mit einem Facettenspiegel, wie vorstehend beschrieben, oder mit einer Facetteneinrichtung, wie vorstehend beschrieben, bereitgestellt. EUV steht für „extreme ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. DUV steht für „deep ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 und 250 nm.
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Die für die Facetteneinrichtung beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen gelten entsprechend für den Facettenspiegel sowie die Lithographieanlage, und umgekehrt.
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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.
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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.
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1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage;
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1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage;
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Facettenspiegels;
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3 zeigt eine Schnittansicht des Facettenspiegels aus 2;
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Facetteneinrichtung;
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5 zeigt eine Schnittansicht der Facetteneinrichtung aus 4;
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6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VI aus 5;
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht des in den 4, 5 und 6 gezeigten Trägers;
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8 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VIII aus 5;
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9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts IX aus 4;
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10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Aktoranordnung; und
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts XI aus 3.
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Falls nichts anderes angegeben ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Figuren gleiche oder funktionsgleiche Elemente. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
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1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 100A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind jeweils in einem Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht näher dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem die Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren bzw. Einstellen der optischen Elemente vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein.
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Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV-Lichtquelle 106A auf. Als EUV-Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder ein Synchrotron vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV-Bereich (extrem ultravioletten Bereich), also z.B. im Wellenlängenbereich von 0,1 nm bis 30 nm aussenden. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt und die gewünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV-Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind.
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Das in 1A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf die Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spiegels 136 auf die Photomaske gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 122 oder dergleichen abgebildet wird.
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Das Projektionssystem 104 weist sechs Spiegel M1–M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 122 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1–M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 124 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel der EUV-Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
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1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage 100B, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind von einem nicht näher dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem die Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren bzw. Einstellen der optischen Elemente vorgesehen sind. Die DUV-Lithographieanlage 100B weist ferner eine Steuereinrichtung 126 zum Steuern verschiedener Komponenten der DUV-Lithographieanlage 100B auf. Dabei ist die Steuereinrichtung 126 mit dem Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102, einer DUV-Lichtquelle 106B, einer Halterung 128 der Photomaske 120 (Engl.: reticle stage) und einer Halterung 130 des Wafers 122 (Engl.: wafer stage) verbunden.
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Die DUV-Lithographieanlage 100B weist eine DUV-Lichtquelle 106B auf. Als DUV-Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV-Bereich bei 193 nm emittiert.
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Das in 1B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108B auf eine Photomaske 120. Die Photomaske 120 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 122 oder dergleichen abgebildet wird.
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Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 132 und/oder Spiegel 134 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 122 auf. Dabei können einzelne Linsen 132 und/oder Spiegel 134 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 124 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen und Spiegel der DUV-Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen und/oder Spiegel vorgesehen sein. Insbesondere weist das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 der DUV-Lithographieanlage 100B mehrere Linsen und/oder Spiegel auf. Des Weiteren sind die Spiegel i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
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Der Spiegel M6 der EUV-Lithographieanlage 100A kann als Facettenspiegel 200 ausgebildet sein. Jedoch können auch andere Spiegel der EUV-Lithographieanlage 100A oder der DUV-Lithographieanlage 100B als Facettenspiegel 200 ausgebildet sein.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Facettenspiegels 200. Der Spiegel 200 weist mehrere Facetteneinrichtungen 202 auf. Jede Facetteneinrichtung 202 umfasst eine Facette 204. Zusammen bilden die Facetten 204 die Spiegelfläche 206 des Facettenspiegels 200.
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Der Facettenspiegel weist weiter eine erste Trennebene 208, eine zweite Trennebene 210 und eine dritte Trennebene 212 auf. Zwischen der zweiten Trennebene 210 und der dritten Trennebene 212 befindet sich ein Gaseinlass 214. Zwischen der ersten Trennebene 208 und der zweiten Trennebene 210 befindet sich ein Gasauslass 216. Mit dem Gaseinlass 214 können die Gaslager und/oder die Gaskühlungen der Facetteneinrichtungen 202 mit Gas versorgt werden.
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Unterhalb der dritten Trennebene 212 sind mehrere Aktoranordnungen 218 vorgesehen. Die Aktoranordnungen 218 dienen zum Positionieren und/oder Ausrichten der einzelnen Facetten 204. Weiter weist jede Aktoranordnung 218 eine Ausgleichsfeder 220 auf. Mittels ihrer Ausgleichsfeder 220 ist die jeweilige Aktoranordnung 218 mit einer Bodenplatte 222 verbunden. Die einzelnen Komponenten einer Facetteneinrichtung 202 können sich thermisch bedingt verformen, d.h. insbesondere ihre Länge ändern. Über eine Ausgleichsfeder 220 kann eine solche Längenänderung ausgeglichen werden.
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3 zeigt eine Schnittansicht des Facettenspiegels 200 aus 2. Jede Facetteneinrichtung 202 erstreckt sich von ihrer Facette 204 bis zu ihrer Ausgleichsfeder 220, mit der sie mit der Bodenplatte 222 verbunden ist.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Facetteneinrichtung 202. Die Facetteneinrichtung 202 weist eine Facette 204 mit einer reflektierenden Oberfläche 400 und ein Gaslager zum Lagern der Facette 204 auf. Durch das Gaslager kann die Facette sehr beweglich gelagert werden. Weiter weist die Facetteneinrichtung 202 einen Träger 402, einen Balg 404 und einen Halter 406 auf.
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Der Träger 402 weist eine erste Trägerseite 408 und eine zweite Trägerseite 410 auf. An der ersten Trägerseite 408 ist der Träger 402 mit der Facette 204 verbunden. An der zweiten Trägerseite 410 ist der Träger 402 mit dem Balg 404 verbunden.
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Der Balg 404 ist als Faltenbalg ausgebildet. Dabei handelt es sich um ein elastisches, sich „ziehharmonikaartig“ zusammenfaltendes Element aus Nickel-Cobalt (Herstellungsprozess: Electroforming). Der Balg 404 ist zum Schutz über Elementen der Facetteneinrichtung 202 angebracht, um sie vor Fremdeinflüssen, insbesondere Verschmutzung zu schützen und gegenüber der Umgebung abzudichten.
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Weiter ist der Balg 404 mit dem Halter 406 verbunden. Der Halter 406 dient zur Stabilisierung der Facetteneinrichtung 202. Zudem wird der Halter 406 in der ersten Trennebene 208 befestigt. Der Balg 404 ist beweglich, so dass die Facette 204 verkippbar ist.
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Die Facetteneinrichtung 202 weist ferner einen ersten Zugstab 412, einen zweiten Zugstab 414 und einen dritten Zugstab 416 auf. Mittels der genau drei Zugstäbe 412, 414, 416 kann die Facette 204 positioniert und/oder ausgerichtet werden. Die Zugstäbe werden dazu mit der Aktoranordnung 218 verbunden. Alternativ kann die Facetteneinrichtung 202 auch eine andere Anzahl an Zugstäben 412, 414, 416 aufweisen, um die Facette 204 zu positionieren und/oder auszurichten. Insbesondere kann die Facetteneinrichtung 202 ein, zwei, oder vier, Zugstäbe 412, 414, 416 aufweisen.
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5 zeigt eine Schnittansicht der Facetteneinrichtung 202 aus 4. Die Zugstäbe 412, 414, 416 verlaufen nur durch einen Teil des Halters 406. In 5 nicht gezeigt ist, dass die Zugstäbe jeweils mit einem Zugdraht verbunden sind, der wiederum mit dem Träger 402 verbunden ist. Durch Ziehen an den Zugstäben 412, 414, 416 kann die Facette 204 somit positioniert und/oder ausgerichtet werden.
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Weiter umfasst die Facetteneinrichtung 202 ein Gaslager 500 zum Lagern der Facette 204. Das Gaslager 500 weist ein Basiselement 502 zum Führen von Gas für das Gaslager 500 auf. Zwischen dem Basiselement 502 und dem Träger 402 bildet sich eine Gasschicht aus. In diesem Sinne wird das Gas des Gaslagers 500 durch das Basiselement 502 begrenzt bzw. geführt. Auf dieser Gasschicht ist der Träger 402, der die Facette 204 trägt, gelagert.
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Das Basiselement 502 verläuft innerhalb des Halters 406 und innerhalb des Balgs 404. Der Träger 402 weist auf der zweiten Trägerseite 410 einen Hohlraum 504 auf. Weiter ragt das Basiselement 502 in den Hohlraum 504 des Trägers 402.
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Der Facettenspiegel 200 wird in einer Vakuumumgebung eingesetzt. Das Gaslager 500 und das Vakuum vor der Spiegelfläche 206 bewirken eine Kraft, die auf die Facette 204 ausgeübt wird, und die von dem Basiselement 502 wegzeigt (Z-Richtung). Die Zugdrähte, die an dem Träger 402 ziehen, der wiederum mit der Facette 204 verbunden ist, bewirken eine Kraft auf die Facette 204, die in Richtung des Basiselements 502 (entgegen der Z-Richtung) gerichtet ist. Die beiden genannten Kräfte wirken in entgegengesetzte Richtungen und können sich ausgleichen.
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Der Balg 404 verhindert ein Verdrehen der Facette 204 um eine Achse in Z-Richtung. Mittels der Form des Basiselements 502 und des Trägers 402 an der Stelle des Gaslagers 500 wird eine Bewegung der Facette 204 in einer Richtung senkrecht zur Z-Richtung verhindert. Die Form des Basiselements 502 und des Trägers 402 sowie die Verwendung des Balgs 404 erlauben dagegen ein Verkippen der Facette 204 um zwei orthogonale Achsen, die in einer zur Z-Richtung senkrechten Ebene liegen. Durch unterschiedlich starkes Ziehen an den verschiedenen Zugdrähten (in 5 nicht gezeigt) wird die Facette 204 verkippt.
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6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VI aus 5. Zu sehen ist der Träger 402, der Balg 404 und das Basiselement 502. Der Träger 402 ist an der zweiten Trägerseite 410 an einem Trägerrand 600 mit dem Balg 404 verbunden. Weiter ist ein Zugdraht 626, der mit dem Träger 402 verbunden ist, dargestellt.
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Der Träger 402 trägt die Facette 204, wobei der Träger 402 auf dem Gaslager 500 gelagert ist. Das Basiselement 502 umfasst einen Basiselementabschnitt 602. Der Träger 402 weist einen Trägerabschnitt 604 auf. Zwischen dem Basiselementabschnitt 602 und dem Trägerabschnitt 604 wird die Gasschicht des Gaslagers 500 gebildet. Der Basiselementabschnitt 602 und der Trägerabschnitt 604 weisen aufeinander abgestimmte Formen auf. In 6 ist der Trägerabschnitt 604 beispielsweise in Form eines Kugelabschnitts ausgebildet. Der Basiselementabschnitt 602 weist eine dazu korrespondierende Form auf. Somit ist der Träger 402 verkippbar auf dem Basiselement 502 gelagert.
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Das Gaslager 500 weist eine Gaslager-Gaszufuhrleitung 610 auf. Die Gaslager-Gaszufuhrleitung 610 verläuft innerhalb des Basiselements 502. Im Bereich des Basiselementabschnitts 602 kann die Gaslager-Gaszufuhrleitung 610 ein oder mehrere Kanäle 612 aufweisen. Die Kanäle 612 sorgen für ausreichend Gasdruck im Gaslager 500.
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Wie in 6 gezeigt, weist die Facetteneinrichtung 202 eine Gaskühlung 606 auf. Die Gaskühlung 606 umfasst mehrere Drosseln 608. Nach dem Durchströmen der Drosseln 608 mit Gas expandiert dieses. Die Expansion des Gases führt zur Abkühlung des Gases. Das abgekühlte Gas kühlt den Träger 402. Der Träger 402 kühlt wiederum die Facette 204. Insbesondere kann die Gaskühlung 606 ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Drosseln 608 aufweisen.
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Die Gaskühlung 606 weist eine Gaskühlung-Gaszufuhrleitung 614 auf. Die Gaskühlung-Gaszufuhrleitung 614 umfasst ein Rohr 616. Das Rohr 616 weist an einem der Facette 204 zugewandten Ende 618 einen Deckel 620 auf. Die Drosseln 608 sind in dem Deckel 620 angeordnet.
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Das Basiselement 502 des Gaslagers 500 verläuft durch das Rohr 616. Weiter ragt das Basiselement 502 durch eine Öffnung 622 des Deckels 620. Auf diese Weise können Gaslager 500 und Gaskühlung 606 in einem begrenzten Raum angeordnet werden.
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Der Träger 402 weist in dem Hohlraum 504 mehrere Lamellen 624 auf. Mittels der Lamellen 624 kann das Gas der Gaskühlung 606 und/oder das Gas des Gaslagers 500 in eine vorgesehene Richtung gelenkt werden.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht des in den 4, 5 und 6 gezeigten Trägers 402. Zu sehen ist die Sicht auf die zweite Trägerseite 410. Weiter sind die Lamellen 624 zu sehen, die für die gewünschte Strömung des Gases für das Gaslager 500 und/oder des Gases für die Gaskühlung 606 sorgen.
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8 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VIII aus 5. Zu sehen ist in dieser Figur außerdem der Gasstrom der Gaskühlung 606. Zuerst strömt Gas 800 bei Raumtemperatur durch die Gaskühlung-Gaszufuhrleitung 614 und durch die Drossel 608. Nach dem Durchgang durch die Drossel 608 expandiert das Gas 802 und kühlt den Träger 402 und die Facette 204, wobei die Lamellen 624 den Kühleffekt weiter verbessern. Das Gas 802 expandiert dabei in denselben Hohlraum 504 wie das Gas, das aus dem Gaslager 500 bzw. dem entsprechenden Spalt zwischen dem Träger 402 und dem Basiselement 502 zum Bilden des Gaslagers ausströmt.
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Die beschriebene Gaskühlung 606 kann eine Luftkühlung sein. Weiter kann das beschriebene Gaslager 500 ein Luftlager sein.
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9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts IX aus 4. Dargestellt ist, wie der erste Zugstab 412, der zweite Zugstab 414, der dritte Zugstab 416 und das Rohr 616 der Gaskühlung-Gaszufuhrleitung 614 in den Halter 406 ragen. Weiter weist jeder Zugstab 412, 414, 416 eine Ausgleichsfeder 900 und ein Halteelement 902 auf, wobei das jeweilige Halteelement 902 fest mit dem jeweiligen Zugstab 412, 414, 416 verbunden ist. Die Ausgleichsfedern 900 sind jeweils an dem Halteelement 902 und an der zweiten Trennebene 210 befestigt (siehe 11).
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10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Aktoranordnung 218. Die Aktoranordnung 218 weist einen Aktorträger 1010, mehrere Aktoren 1000 und eine Ausgleichsfeder 220 auf. Sowohl die Aktoren 1000 als auch die Ausgleichsfeder 220 sind an dem Aktorträger 1010 befestigt. Die Ausgleichsfeder 220 ist auf der Seite der Aktoranordnung 218 angeordnet, an der die Aktoranordnung 218 die Bodenplatte 222 kontaktiert (siehe 2 und 3). Die Ausgleichsfeder 220 ist dazu geeignet thermische Längenänderungen der gesamten Facetteneinrichtung 202, insbesondere der Zugdrähte 626 und/oder der Zugstangen 412, 414, 416, auszugleichen. Die Aktoranordnung 218 weist zu jedem Aktor 1000 einen Aktorstab 1002, einen Faltenbalg 1004 und eine Magnetvorrichtung 1006 auf. Prinzipiell können beliebig viele Aktoren 1000 vorgesehen sein. Bevorzugt hat die Aktoranordnung 218 genauso viele Aktoren 1000 wie die Facetteneinrichtung 202 Zugstäbe 412, 414, 416 besitzt.
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Über die Magnetvorrichtung 1006 lässt sich jeder Aktor 1000 mit einem Zugstab 412, 414, 416 verbinden. Der Faltenbalg 1004 jedes Aktors 1000 ist an einem Ende mit einem Halteelement 1008 verbunden. Das Halteelement 1008 ist wiederum mit dem jeweiligen Aktorstab 1002 des entsprechenden Aktors 1000 verbunden. An dem anderen Ende wird der Faltenbalg 1004 mit der dritten Trennebene 212 verbunden. Die Magnetvorrichtung 1006 und das Ende des Zugstabs 412, 414, 416 werden damit innerhalb des Faltenbalgs 1004 verbunden (siehe 11). Der Faltenbalg 1004 ist zum Schutz über der Verbindung mit der Magnetvorrichtung 1006 angebracht, um sie vor Fremdeinflüssen, insbesondere Verschmutzung zu schützen und gegenüber der Umgebung abzudichten.
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Die Aktoren 1000 weisen beispielsweise einen elektrischen Motor und ein Getriebe auf. Weiter sind die Aktoren 1000 direkt und/oder über den Aktorträger 1010 indirekt mit der Ausgleichsfeder 220 verbunden. Die Aktoren 1000 der Aktoranordnung 218 können versetzt angeordnet sein. Dabei sind die Aktoren 1000 und die entsprechenden Aktorstäbe 1002 parallel ausgerichtet. Die Aktorstäbe 1002 liegen jedoch nicht auf einer Linie. Von der Richtung der Aktorstäbe 1002 aus betrachtet, überlappen sich die Aktoren 1000.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts XI aus 3. Zwischen der zweiten Trennebene 210 und der dritten Trennebene 212 befindet sich der Gaseinlass 214. Das Gas für das Gaslager 500 und das Gas für die Gaskühlung 606 werden erst unterschieden, wenn der eine Teil des Gases durch die Gaslager-Gaszufuhrleitung 610 und der andere Teil des Gases durch die Gaskühlung-Gaszufuhrleitung 614 fließt.
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Zwischen der ersten Trennebene 208 und der zweiten Trennebene 210 befindet sich der Gasauslass 216. Auch beim Gasauslass 216 sind das Gas des Gaslagers 500 und das Gas der Gaskühlung 606 wieder vereint.
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Die Ausgleichsfedern 900 der Zugstäbe 412, 414, 416 sind zwischen den Halteelementen 902 und der zweiten Trennebene 210 eingeklemmt. Dadurch wird eine Kraft auf die Zugstäbe 412, 414, 416 ausgeübt, die von der Facette 204 wegzeigt. Diese Kraft kompensiert eine Kraft auf die Facette 204, die durch das Gaslager 500 und aufgrund des Vakuums vor der Spiegelfläche 206 gebildet wird. Dadurch heben sich die auf die Facette 204 einwirkenden Kräfte auf. Durch die zusätzliche Kraft die durch die Aktoren 1000 ausgeübt werden kann, ist es möglich die Facette 204 zu positionieren und/oder auszurichten.
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Die Aktorstäbe 1002 weisen ein Gewinde 1100 auf. Die Halteelemente 1008 weisen ein entsprechendes Gegengewinde 1102 auf. Weiter ragen die Aktorstäbe 1002 durch die Halteelemente 1008, so dass das Gewinde 1100 mit dem Gegengewinde 1102 in Eingriff ist. Das Drehen eines Aktorstabes 1002 durch einen Aktor 1000 bewirkt dann eine Bewegung des Halteelements 1008 relativ zum Aktorstab 1002, da ein Drehen des Halteelements 1008 mittels des Faltenbalgs 1004, der sowohl an dem Halteelement 1008 als auch an der dritten Trennebene 212 befestigt ist, verhindert wird.
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Der Aktorstab 1002 ragt durch das Halteelement 1008 in einen Zylinder 1104. Der Zylinder 1104 ist auf der einen Seite mit dem Halteelement 1008 und auf der anderen Seite mit der Magnetvorrichtung 1006 verbunden. Die Magnetvorrichtung 1006 ist mit einem Zugstab 412, 414, 416 verbunden, so dass eine Bewegung des Halteelements 1008 zu einer Bewegung des Zugstabs 412, 414, 416 führt.
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Obwohl die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Lithographieanlage
- 100A
- EUV-Lithographieanlage
- 100B
- DUV-Lithographieanlage
- 102
- Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
- 104
- Projektionssystem
- 106A
- EUV-Lichtquelle
- 106B
- DUV-Lichtquelle
- 108A
- EUV-Strahlung
- 108B
- DUV-Strahlung
- 110
- Spiegel
- 112
- Spiegel
- 114
- Spiegel
- 116
- Spiegel
- 118
- Spiegel
- 120
- Photomaske
- 122
- Wafer
- 124
- optische Achse des Projektionssystems
- 126
- Steuereinrichtung
- 128
- Halterung der Photomaske
- 130
- Halterung des Wafers
- 132
- Linse
- 134
- Spiegel
- 136
- Spiegel
- 200
- Facettenspiegel
- 202
- Facetteneinrichtung
- 204
- Facette
- 206
- Spiegelfläche
- 208
- erste Trennebene
- 210
- zweite Trennebene
- 212
- dritte Trennebene
- 214
- Gaseinlass
- 216
- Gasauslass
- 218
- Aktoranordnung
- 220
- Ausgleichsfeder
- 222
- Bodenplatte
- 400
- reflektierende Oberfläche
- 402
- Träger
- 404
- Balg
- 406
- Halter
- 408
- erste Trägerseite
- 410
- zweite Trägerseite
- 412
- erster Zugstab
- 414
- zweiter Zugstab
- 416
- dritter Zugstab
- 500
- Gaslager
- 502
- Basiselement
- 504
- Hohlraum
- 600
- Trägerrand
- 602
- Basiselementabschnitt
- 604
- Trägerabschnitt
- 606
- Gaskühlung
- 608
- Drossel
- 610
- Gaslager-Gaszufuhrleitung
- 612
- Kanal
- 614
- Gaskühlung-Gaszufuhrleitung
- 616
- Rohr
- 618
- Ende des Rohrs
- 620
- Deckel
- 622
- Öffnung
- 624
- Lamelle
- 626
- Zugdraht
- 800
- Gas bei Raumtemperatur
- 802
- expandiertes abgekühltes Gas
- 804
- erwärmtes Gas
- 900
- Ausgleichsfeder
- 902
- Halteelement
- 1000
- Aktor
- 1002
- Aktorstab
- 1004
- Faltenbalg
- 1006
- Magnetvorrichtung
- 1008
- Halteelement
- 1010
- Aktorträger
- 1100
- Gewinde
- 1102
- Gegengewinde
- 1104
- Zylinder
- M1–M6
- Spiegel
- Z
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012200733 A1 [0005]