DE102016210698A1 - Optical arrangement and method for operating the optical arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung (1), insbesondere für die EUV-Lithographie, umfassend: mindestens ein Gehäuse (4a), in dem mindestens ein reflektierendes optisches Element (13, 14, 15) angeordnet ist, welches einen Grundkörper (13b, 14b, 15b) aufweist, an dem eine reflektierende Oberfläche (13a, 14a, 15a) gebildet ist, sowie mindestens einen Halter (21a, 21b; 22a, 22b; 23a, 23b), an dem der Grundkörper (13b, 14b, 15b) des reflektierenden optischen Elements (13, 14, 15) bevorzugt beweglich gelagert ist. Die optische Anordnung (1) umfasst mindestens eine Hülle (16), die zumindest den mindestens einen Halter (21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b) und bevorzugt den Grundkörper (13b, 14b, 15b) des reflektierenden optischen Elements (13, 14, 15) zumindest teilweise umhüllt und die einen Umgebungsraum (20), in dem zumindest ein von der Hülle (16) umhüllter Abschnitt des Halters, insbesondere der gesamte Halter (21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b) angeordnet ist, gegen einen Innenraum (19) des Gehäuses (4a) abdichtet, in dem sich die reflektierende Oberfläche (13a, 14a, 15a) des reflektierenden optischen Elements (13, 14, 15) befindet, wobei die Hülle (16) mindestens einen flexiblen Abschnitt (16a) zur Ermöglichung einer Bewegungsmanipulation des optischen Elements (13, 14, 15) aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen optischen Anordnung (1).The invention relates to an optical arrangement (1), in particular for EUV lithography, comprising: at least one housing (4a), in which at least one reflective optical element (13, 14, 15) is arranged, which has a main body (13b, 14b , 15b) on which a reflective surface (13a, 14a, 15a) is formed, and at least one holder (21a, 21b; 22a, 22b; 23a, 23b) on which the base body (13b, 14b, 15b) of reflective optical element (13, 14, 15) is preferably movably mounted. The optical arrangement (1) comprises at least one sheath (16) which comprises at least the at least one holder (21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b) and preferably the base body (13b, 14b, 15b) of the reflective optical element (13 , 14, 15) at least partially enveloped and the an ambient space (20) in which at least one of the sheath (16) wrapped portion of the holder, in particular the entire holder (21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b) is arranged , seals against an interior (19) of the housing (4a) in which the reflective surface (13a, 14a, 15a) of the reflective optical element (13, 14, 15) is located, the shell (16) having at least one flexible portion (16a) for enabling movement manipulation of the optical element (13, 14, 15). The invention also relates to a method for operating such an optical arrangement (1).
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung, insbesondere für die EUV-Lithographie, umfassend: mindestens ein Gehäuse, in dem mindestens ein reflektierendes optisches Element angeordnet ist, welches einen Grundkörper aufweist, an dem eine reflektierende Oberfläche gebildet ist, sowie mindestens einen Halter, an dem der Grundkörper des reflektierenden optischen Elements bevorzugt beweglich gelagert ist.The invention relates to an optical arrangement, in particular for EUV lithography, comprising: at least one housing, in which at least one reflective optical element is arranged, which has a base body, on which a reflective surface is formed, and at least one holder on which the main body of the reflective optical element is preferably movably mounted.
Unter einer optischen Anordnung für die EUV-Lithographie bzw. unter einem EUV-Lithographiesystem wird im Sinne dieser Anmeldung ein optisches System verstanden, welches auf dem Gebiet der EUV-Lithographie eingesetzt werden kann. Neben einer EUV-Lithographieanlage, welche zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dient, kann es sich bei dem optischen System beispielsweise um ein Inspektionssystem zur Inspektion einer in einer EUV-Lithographieanlage verwendeten Photomaske (im Folgenden auch Retikel genannt), zur Inspektion eines zu strukturierenden Halbleitersubstrats (im Folgenden auch Wafer genannt) oder um ein Metrologiesystem handeln, welches zur Vermessung einer EUV-Lithographieanlage oder von Teilen davon, beispielsweise zur Vermessung eines Projektionssystems, eingesetzt wird.For the purposes of this application, an optical arrangement for EUV lithography or an EUV lithography system is understood to mean an optical system which can be used in the field of EUV lithography. In addition to an EUV lithography system, which is used for the production of semiconductor devices, the optical system can be, for example, an inspection system for inspecting a photomask used in an EUV lithography system (also referred to below as a reticle) for inspecting a semiconductor substrate to be patterned (described in US Pat Hereinafter also referred to as wafers) or a metrology system which is used for measuring an EUV lithography system or parts thereof, for example for measuring a projection system.
Bei der Verwendung von EUV-Strahlung bei Wellenlängen im Bereich zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm beispielsweise in EUV-Lithographieanlagen stellt die Kontamination von reflektierenden optischen Elementen durch kontaminierende Stoffe ein besonderes Problem dar. Kontaminierende Stoffe können beispielsweise in einer EUV-Lichtquelle erzeugt werden, bei der ein Target-Material, beispielsweise in Form von Zinn-Tröpfchen, zur Erzeugung der EUV-Strahlung verwendet wird und bei der ein Teil der Zinn-Tröpfchen verdampft und in die Gasphase übergeführt wird. Kontaminierende Stoffe können aber auch von in der Umgebung der reflektierenden optischen Elemente angeordneten, in der Regel nicht-optischen Bauteilen erzeugt werden, wenn diese kontaminierende Stoffe ausgasen bzw. in die Umgebung freisetzen.When using EUV radiation at wavelengths in the range between about 5 nm and about 30 nm, for example in EUV lithography systems, the contamination of reflective optical elements by contaminants is a particular problem. Contaminating substances can, for example, in an EUV light source in which a target material, for example in the form of tin droplets, is used to generate the EUV radiation and in which part of the tin droplets are vaporized and converted into the gas phase. However, contaminants can also be generated by components which are arranged in the vicinity of the reflecting optical elements, as a rule non-optical components, if they outgas or release into the environment contaminants.
In der
In der
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Bei den weiter oben vorgeschlagenen Lösungen ist es erforderlich, dass nicht nur die in dem Innenraum des Teilgehäuses bzw. des Vakuumgehäuses vorhandenen Bauteile hohe Sauberkeitsanforderungen erfüllen, um die Kontamination der dort vorhandenen reflektierenden optischen Oberflächen zu vermeiden, sondern auch die restlichen, in dem Innenraum des Gehäuses angeordneten Bauteile. Dies führt jedoch zu einem hohen Reinigungsaufwand und beschränkt zudem die Auswahl der Komponenten und der Materialien, die in der Umgebung der optischen Elemente verwendet werden dürfen. Durch die Notwendigkeit der Unterdrückung von Kontaminationen (Partikeln und Ausgasung) aus der unmittelbaren Umgebung der reflektierenden optischen Elemente wird die optische Anordnung sehr komplex. In the solutions proposed above, it is necessary that not only the existing in the interior of the sub-housing or the vacuum housing components meet high cleanliness requirements to avoid contamination of the existing reflective optical surfaces, but also the remaining, in the interior of the Housing arranged components. However, this leads to a high cleaning effort and also limits the selection of components and the materials that may be used in the environment of the optical elements. The necessity of suppressing contaminants (particles and outgassing) from the immediate surroundings of the reflective optical elements makes the optical arrangement very complex.
Aufgrund der in der Regel vorhandenen Verbindung zum Innenraum des Gehäuses können durch die „Mini-environments“ Kontaminationen in der Regel nur teilweise verhindert werden, d.h. aufgrund der Spalte bzw. Öffnungen sind die Unterdrückungsraten insbesondere bei Zn oder Sn enthaltenden Molekülen ggf. nicht immer ausreichend. Auch ist es bei dieser Lösung erforderlich, die Bauteile, die in dem Mini-Environment um die optischen Oberflächen der reflektierenden optischen Elemente herum angeordnet sind, sehr sauber zu konstruieren, herzustellen und ggf. aufwändig auf die Sauberkeit zu kontrollieren, z.B. durch Ausgasungsmessungen. Auf allgemein übliche technische Lösungen wie Schmierung, die Anordnung von Elektronik-Platinen, in der unmittelbaren Nähe der optischen Oberflächen muss in der Regel vollständig verzichtet werden.Due to the usually existing connection to the interior of the housing contamination can be prevented by the "mini-environments" usually only partially, i. due to the gaps or openings, the suppression rates may not always be sufficient, in particular for molecules containing Zn or Sn. Also, in this solution, it is necessary to construct very cleanly the components arranged in the mini-environment around the optical surfaces of the reflective optical elements, to manufacture and, if necessary, to control them for their cleanliness, e.g. by outgassing measurements. Generally common technical solutions such as lubrication, the arrangement of electronic boards, in the immediate vicinity of the optical surfaces must be completely eliminated as a rule.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Anordnung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen optischen Anordnung bereitzustellen, bei denen Kontaminationen an reflektierenden Oberflächen von optischen Elementen reduziert werden, wobei gleichzeitig die Flexibilität bei der Auswahl von in der Nähe der optischen Elemente angeordneten Bauelementen erhöht wird.The object of the invention is to provide an optical arrangement and a method for operating such an optical arrangement in which contaminations are reduced at reflecting surfaces of optical elements, at the same time increasing the flexibility in the selection of arranged in the vicinity of the optical elements components ,
Gegenstand der ErfindungSubject of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Anordnung der eingangs genannten Art, welche mindestens eine Hülle aufweist, die zumindest den mindestens einen Halter und bevorzugt den Grundkörper des reflektierenden optischen Elements zumindest teilweise umhüllt und einen Umgebungsraum, in dem zumindest ein von der Hülle z.B. ringförmig umhüllter Abschnitt des mindestens einen Halters, inbesondere der gesamte Halter, angeordnet ist, gegen einen Innenraum des Gehäuses abdichtet, in dem sich die optische Oberfläche des reflektierenden optischen Elements befindet, wobei die Hülle zur Ermöglichung einer Bewegungsmanipulation des optischen Elements mindestens einen flexiblen Abschnitt aufweist.This object is achieved by an optical arrangement of the type mentioned, which has at least one sheath which at least partially surrounds at least the at least one holder and preferably the body of the reflective optical element and an ambient space in which at least one of the sheath e.g. annularly enveloped portion of the at least one holder, in particular the entire holder is arranged, seals against an inner space of the housing in which the optical surface of the reflective optical element is located, wherein the sleeve for facilitating movement manipulation of the optical element has at least one flexible portion ,
Durch die Hülle kann der Innenraum mit der reflektierenden Oberfläche vakuumtechnisch gegen den Umgebungsraum abgedichtet bzw. abgegrenzt werden, so dass der in dem Umgebungsraum angeordnete Halter bzw. Abschnitt des Halters, sowie dort ggf. vorhandene Bauteile wie Befestigungselemente, Antriebe bzw. Aktuatoren, Elektronik, Sensorik etc. in den kritischen Bereich in oder in der Nähe des Strahlengangs, in dem im Betrieb der optischen Anordnung die reflektierende Oberfläche angeordnet ist, keine kontaminierende Stoffe emittieren bzw. ausgasen können. Bei den kontaminierenden Stoffen kann es sich sowohl um makroskopische Partikel, z.B. um Späne, als auch um mikroskopische Partikel bzw. um atomare oder molekulare Kontaminanten handeln.Through the envelope, the interior with the reflective surface can be vacuum-sealed or delimited from the surrounding space, so that the holder or section of the holder arranged in the surrounding space, as well as possibly existing components such as fastening elements, drives or actuators, electronics, Sensors in the critical area in or near the beam path, in which the reflective surface is arranged in the operation of the optical arrangement, can emit or outgas no contaminants. The contaminants may be both macroscopic particles, e.g. to deal with chips, as well as microscopic particles or atomic or molecular contaminants.
Anders als bei den bestehenden Lösungen werden auf diese Weise kontaminierende Stoffe nicht unterdrückt, sondern es wird deren Eindringen in den Strahlengang und somit dem Erreichen der reflektierenden Oberflächen vorgebeugt. Auf diese Weise können bessere und ggf. kostengünstigere Halter bzw. Halterungen sowie Antriebe bzw. Aktuatoren für die reflektierenden optischen Elemente eingesetzt werden. Durch den Einsatz verbesserter Halter bzw. Aktuatoren können die Positionen der reflektierenden optischen Elemente besser beherrscht werden. Auch ergeben sich ggf. große Einsparungen beim Design, der Fertigung und der Herstellung der optischen Anordnung, insbesondere, wenn es sich bei dieser um eine EUV-Lithographieanlage handelt. In dem Umgebungsraum können zudem die ggf. „schmutzigeren“ technischen Lösungen verwendet werden, die bei der Erfüllung der bislang an die in der Nähe der reflektierenden optischen Elemente angeordneten Bauteile gestellten Sauberkeitsanforderungen nicht möglich wären.Unlike the existing solutions contaminants are not suppressed in this way, but it is their penetration into the beam path and thus the achievement of the reflective surfaces prevented. In this way, better and possibly more cost-effective holders or holders as well as drives or actuators for the reflective optical elements can be used. Through the use of improved holders or actuators, the positions of the reflective optical elements can be better controlled. Also, if necessary, there are great savings in the design, manufacture and manufacture of the optical assembly, especially if this is an EUV lithography equipment. In addition, the potentially more "dirty" technical solutions which would not be possible in the fulfillment of the cleanliness requirements previously imposed on the components arranged in the vicinity of the reflective optical elements can be used in the surrounding space.
Bei einem reflektierenden optischen Element, welches vergleichsweise groß ist und welches daher ggf. mehrere Halter aufweist, kann jeder Halter einzeln – typischer Weise ringförmig – mit einer flexiblen Hülle umgeben werden. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, dass das reflektierende optische Element bzw. dessen Grundkörper selbst durch die Hülle mechanisch nicht bzw. nur an den Stellen belastet wird, an denen der Grundkörper des optischen Elements durch den Kontakt mit den Haltern bereits ohnehin mechanisch beansprucht wird. Gegebenenfalls kann ein jeweiliger Halter nur teilweise, d.h. nur entlang eines Abschnitts in dem Umgebungsraum angeordnet sein, in dem dieser von der Hülle umgeben ist. In diesem Fall weist der Halter typischer Weise einen starr mit dem Grundkörper des optischen Elements verbundenen Abschnitt auf, der gemeinsam mit dem Grundkörper bewegbar ist und an dem die Hülle befestigt ist. Ein Teilbereich dieses Abschnitts ragt in diesem Fall typischer Weise in den Innenraum hinein und ist nicht von der Hülle umgeben. Ein starr mit einem Gehäusebauteil des Gehäuses der optischen Anordnung verbundener weiterer Abschnitt des Halters sowie ein Teilbereich des mit dem Grundkörper des optischen Elements verbundenen Abschnitts des Halters ist typischer Weise in dem Umgebungsraum angeordnet und von der Hülle umgeben. Typischer Weise befindet sich innerhalb des mit der Hülle umgebenen Abschnitts des Halters, d.h. in dem Umgebungsraum, ein Aktuator zur Bewegung Halters bzw. des optischen Elements.In the case of a reflective optical element which is comparatively large and which therefore may have a plurality of holders, each holder can be surrounded individually, typically annular, with a flexible envelope. It proves to be advantageous that the reflective optical element or the base body itself is not burdened by the shell mechanically or only at the points where the main body of the optical element is already mechanically stressed by the contact with the holders already. Optionally, a respective holder may be only partially, ie only arranged along a portion in the surrounding space in which it is surrounded by the shell. In this case, the holder typically has a portion rigidly connected to the main body of the optical element, which is movable together with the main body and to which the shell is attached. A portion of this section typically projects into the interior and is not surrounded by the shell in this case. A further portion of the holder rigidly connected to a housing component of the housing of the optical arrangement and a portion of the portion of the holder connected to the main body of the optical element is typically arranged in the surrounding space and surrounded by the casing. Typically, it is inside the shell Surrounding portion of the holder, ie in the surrounding space, an actuator for moving the holder or the optical element.
Bei dem Grundkörper des Spiegels handelt es sich typischer Weise um ein Substrat, auf das eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist. Der Grundkörper kann aber auch weitere Bauteile aufweisen, die mit dem Substrat in Verbindung stehen und die typischer Weise gemeinsam mit diesem relativ zu dem Gehäuse bewegt werden. Handelt es sich bei der optischen Anordnung um ein EUV-Lithographiesystem, so ist die reflektierende Oberfläche typischer Weise an einer Beschichtung gebildet, die entweder für normalen Einfall, d.h. für EUV-Strahlung, die unter Einfallswinkeln von typischer Weise weniger als ca. 45° zur Flächennormalen auf die Oberfläche des reflektierenden optischen Elements auftrifft, oder für streifenden Einfall, d.h. für EUV-Strahlung, die unter Einfallswinkeln von typischer Weise mehr als ca. 60° zur Flächennormalen auf die Oberfläche des reflektierenden optischen Elements auftrifft.The base body of the mirror is typically a substrate to which a reflective coating is applied. However, the base body can also have further components which are connected to the substrate and which are typically moved together with the latter relative to the housing. When the optical assembly is an EUV lithography system, the reflective surface is typically formed on a coating that is suitable for either normal incidence, i. for EUV radiation incident on the surface of the reflective optical element at angles of incidence typically less than about 45 ° to the surface normal, or for grazing incidence, i. for EUV radiation impinging on the surface of the reflective optical element at angles of incidence typically greater than about 60 ° to the surface normal.
Im ersten Fall handelt es sich bei der reflektierenden Beschichtung typischer Weise um eine Mehrlagen-Beschichtung. Eine solche Mehrlagen-Beschichtung weist in der Regel alternierende Einzelschichten aus einem ersten Material und einem zweiten Material mit unterschiedlichen Brechungsindizes auf. Die reflektierende Mehrlagen-Beschichtung und somit für die Einzelschichten verwendeten Materialien sind typischer Weise für die Reflexion von EUV-Strahlung bei einer vorgegebenen Wellenlänge optimiert, die in der Regel der Nutzwellenlänge des EUV-Lithographiesystems entspricht, in dem das optische Element eingesetzt wird. Bei EUV-Strahlung, die eine Wellenlänge von ca. 13,5 nm aufweist, handelt es sich bei den Materialien typischer Weise um Silizium und Molybdän.In the first case, the reflective coating is typically a multilayer coating. Such a multilayer coating generally has alternating individual layers of a first material and a second material with different refractive indices. The multilayer reflective coating, and thus materials used for the monolayers, are typically optimized for reflection of EUV radiation at a given wavelength, which generally corresponds to the useful wavelength of the EUV lithography system in which the optical element is employed. For EUV radiation, which has a wavelength of approximately 13.5 nm, the materials are typically silicon and molybdenum.
Eine reflektierende Beschichtung, die für streifenden Einfall ausgebildet ist, weist typischer Weise ein Maximum der Reflektivität bei mindestens einem Einfallswinkel auf, der größer als 60° ist. Eine derartige reflektierende Beschichtung ist typischer Weise aus mindestens einer Schicht aus einem Material gebildet, das eine geringe Brechzahl und eine geringe Absorption für die unter streifendem Einfall auftreffende EUV-Strahlung aufweist. Die reflektierende Beschichtung kann ein metallisches Material enthalten bzw. aus einem metallischen Material gebildet sein, beispielsweise aus Mo, Ru oder Nb.A reflective coating designed for grazing incidence typically has a maximum of reflectivity at at least an incident angle greater than 60 °. Such a reflective coating is typically formed of at least one layer of a material that has a low refractive index and low absorption for the grazing incidence EUV radiation. The reflective coating may include a metallic material or be formed of a metallic material, for example Mo, Ru or Nb.
Bei einer Ausführungsform verbindet die Hülle, in welcher der mindestens eine Halter angeordnet ist, den Grundkörper des reflektiven optischen Elements mit dem Gehäuse. Sind in dem Gehäuse mehrere reflektierende optische Elemente angeordnet, so können diese jeweils einzeln mit einer Hülle gegen die jeweilige Halterung bzw. gegen den Innenraum abgedichtet werden, in dem sich der Strahlengang befindet.In one embodiment, the shell, in which the at least one holder is arranged, connects the main body of the reflective optical element to the housing. If a plurality of reflective optical elements are arranged in the housing, they can each be individually sealed with a sleeve against the respective bracket or against the interior in which the beam path is located.
Bei einer Ausführungsform umhüllt die Hülle einen im Betrieb der optischen Anordnung in dem Innenraum des Gehäuses gebildeten Strahlengang, in dem die mindestens eine reflektierende Oberfläche angeordnet ist, vollständig und dichtet den Strahlengang im Innenraum des Gehäuses gegen den Umgebungsraum ab. In diesem Fall ist der Strahlengang vollständig mit einer (ggf. flexiblen, s.u.) Hülle umhüllt bzw. umgeben, in der idealer Weise lediglich die reflektierenden Oberflächen der reflektierenden Elemente angeordnet sind, so dass die Hülle eine (nahezu) hermetische Abdichtung des Innenraums gegen den Umgebungsraum bildet.In one embodiment, the sheath envelops a beam path formed in the interior of the housing during operation of the optical arrangement, in which the at least one reflective surface is arranged, completely and seals the beam path in the interior of the housing from the surrounding space. In this case, the beam path is completely enveloped or surrounded by a (optionally flexible) cover, in which ideally only the reflective surfaces of the reflective elements are arranged, so that the cover has a (nearly) hermetic seal against the interior Environmental space forms.
Bei einer Weiterbildung besteht die Hülle, die den Strahlengang umgibt, aus flexiblen Abschnitten, d.h. die Hülle weist keine starren Abschnitte auf. In diesem Fall kann der Strahlengang beispielsweise von einer im Wesentlichen röhrenförmigen Hülle umgeben sein, in der idealer Weise nur die reflektierenden Oberflächen der reflektierenden optischen Elemente angeordnet sind. Bei der Hülle kann es sich in diesem Beispiel um ein flexibles Kunststoffbauteil handeln bzw. die Hülle kann aus mehreren flexiblen Kunststoffbauteilen zusammengesetzt sein, die beispielsweise als Folien (z.B. aus Kapton® oder aus Teflon®) ausgebildet sind. Die Hülle, welche lediglich flexible Abschnitte aufweist, ist in der Regel lösbar in dem Gehäuse bzw. an den reflektierenden optischen Elementen, genauer gesagt an deren Grundkörpern, angebracht und kann daher auf einfache Weise ausgetauscht werden, sofern dies erforderlich ist.In a further development, the envelope which surrounds the beam path consists of flexible sections, ie the envelope has no rigid sections. In this case, the beam path may, for example, be surrounded by a substantially tubular shell in which ideally only the reflecting surfaces of the reflective optical elements are arranged. The shell may in this example be a flexible plastic component or the shell may be composed of a plurality of flexible plastic components, which are formed, for example, as films (eg Kapton® or Teflon® ). The sheath, which has only flexible portions, is usually detachably mounted in the housing or on the reflective optical elements, more precisely on their basic bodies, and can therefore be exchanged in a simple manner, if necessary.
Verläuft der Strahlengang der optischen Anordnung durch zwei oder mehr Gehäuse, kann ggf. der gesamte Strahlengang der optischen Anordnung durch eine einzige zusammenhängende Hülle eingehüllt werden, die in der Regel mehrere miteinander verbundene flexible Abschnitte aufweist. Beispielsweise kann bei einer optischen Anordnung in Form einer EUV-Lithographieanlage der Strahlengang von einer EUV-Lichtquelle, die in einem ersten Gehäuse angeordnet ist, über ein Beleuchtungssystem, welches ein zweites Gehäuse bildet, zu einer Maske, die ggf. in einem weiteren Gehäuse angeordnet ist, vollständig von der Hülle umgeben werden. Gleiches gilt für den Strahlengang, der von der Maske zu einem lichtempfindlichen Substrat (Wafer) führt, d.h. dieser kann in zwischen der Maske und dem Wafer liegenden Gehäusen, beispielsweise einem Projektionssystem, ebenfalls vollständig von der flexiblen Hülle umgeben sein.If the optical path of the optical arrangement runs through two or more housings, the entire optical path of the optical arrangement may possibly be enveloped by a single coherent envelope, which as a rule has a plurality of interconnected flexible sections. For example, in the case of an optical arrangement in the form of an EUV lithography system, the beam path can be arranged from an EUV light source, which is arranged in a first housing, via an illumination system, which forms a second housing, to form a mask, which is optionally arranged in a further housing is completely surrounded by the shell. The same applies to the beam path leading from the mask to a photosensitive substrate (wafer), i. this can also be completely surrounded by the flexible sheath in housings lying between the mask and the wafer, for example a projection system.
Bei einer Ausführungsform steht der Innenraum des Gehäuses mit mindestens einer Vakuum-Pumpe in Verbindung und ist bevorzugt gasdicht von dem Umgebungsraum getrennt. Die Vakuum-Pumpe dient zur Erzeugung eines Vakuums in dem Innenraum, der zur Verbindung mit der Vakuum-Pumpe typischer Weise eine Öffnung aufweist. Die Vakuum-Pumpe(n) pumpen in der Regel nur den Innenraum, d.h. diese werden typischer Weise nicht auch zum Pumpen des Umgebungsraums verwendet, da zu diesem Zweck in der Regel eigene Vakuum-Pumpen verwendet werden. Umgibt die Hülle den Strahlengang in dem Gehäuse vollständig, ist die Öffnung für die Vakuum-Pumpe in der Hülle gebildet. Eine weitere Öffnung in dem Innenraum bzw. in der Hülle ist typischer Weise für den Einlass eines Hintergrundgases in den Innenraum vorgesehen. In der Hülle bzw. im Gehäuse können ggf. weitere Öffnungen vorgesehen sein, die für den Durchtritt des Strahlengangs beispielsweise zu einem weiteren Gehäuse dienen. In der Regel bzw. im Normalbetrieb besteht keine Verbindung zu dem Umgebungsraum, das Herstellen einer solchen Verbindung kann aber ggf. erforderlich sein, wenn ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum und dem Umgebungsraum erfolgen soll (s.u.).In one embodiment, the interior of the housing communicates with at least one vacuum pump and is preferably gas-tightly isolated from the ambient space. The vacuum Pump is used to create a vacuum in the interior, which typically has an opening for connection to the vacuum pump. The vacuum pump (s) usually pump only the interior, ie they are typically not used for pumping the ambient space, as are used for this purpose usually own vacuum pumps. If the envelope completely surrounds the beam path in the housing, the opening for the vacuum pump is formed in the envelope. A further opening in the interior or in the shell is typically provided for the inlet of a background gas into the interior. If necessary, further openings can be provided in the shell or in the housing, which openings serve for the passage of the beam path, for example, to a further housing. Usually, or in normal operation, there is no connection to the ambient space, but the production of such a connection may possibly be necessary if a pressure equalization between the interior and the surrounding space is to take place (see below).
Bei einer Ausführungsform weist das Gehäuse mindestens eine Öffnung zum Durchtritt des Strahlengangs auf und die mindestens eine Öffnung ist durch einen weiteren flexiblen Abschnitt der Hülle abgedichtet. Bei dem weiteren flexiblen Abschnitt der Hülle kann es sich insbesondere um ein Kunststoffbauteil in Form einer (flexiblen) Membran handeln, d.h. um eine sehr dünne, flexible Folie. Obwohl für Strahlung im EUV-Wellenlängenbereich grundsätzlich keine transparenten Materialien existieren, kann der weitere flexible Abschnitt bzw. die Membran eine Dicke aufweisen, die so gering ist, dass der Strahlengang durch die Membran hindurch treten kann, ohne dass hierbei ein erheblicher Anteil der EUV-Strahlung absorbiert wird. Der flexible Abschnitt bzw. die Membran kann beispielsweise eine Dicke von 50 µm oder weniger, ggf. von 10 µm oder weniger, insbesondere von 1 µm oder weniger aufweisen. Eine solche Membran wird auch als so genanntes Pellicle bezeichnet und wird in der Lithographie zum Schutz von Wafern oder von Masken vor kontaminierenden Stoffen eingesetzt, beispielsweise wie dies in der
Bei dem Material der Membran kann es sich beispielsweise um Si, Zr, Ru, Rh, Nb, Mo, B oder Siliziumnitrid handeln, wie dies in der
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Halter mehrerer reflektierender optischer Elemente in einem gemeinsamen Umgebungsraum angeordnet. Unter einem gemeinsamen Umgebungsraum wird im Sinne dieser Anmeldung ein Umgebungsraum verstanden, der mehrere Teilbereiche aufweist, die durch Öffnungen miteinander in Verbindung stehen oder der durch den in dem Gehäuse verbleibenden Raum außerhalb der Hülle gebildet ist. In dem gemeinsamen Umgebungsraum herrscht typischer Weise ein im Wesentlichen einheitlicher Druck und der gemeinsame Umgebungsraum kann daher typischer Weise mit Hilfe einer einzigen Vakuum-Pumpe evakuiert werden. Es versteht sich, dass an Stelle eines gemeinsamen Umgebungsraums ggf. auch mehrere gasdicht voneinander getrennte Umgebungsräume in der optischen Anordnung vorgesehen sein können.In a further embodiment, the holders of a plurality of reflective optical elements are arranged in a common surrounding space. For the purposes of this application, a common ambient space is understood to mean an ambient space which has a plurality of partial areas which communicate with one another through openings or which are formed by the space remaining in the housing outside the enclosure. Typically, a substantially uniform pressure prevails in the common ambient space, and the common ambient space can therefore typically be evacuated using a single vacuum pump. It is understood that instead of a common environment space, if necessary, a plurality of gas-tight separated environmental spaces may be provided in the optical arrangement.
Wird der Umgebungsraum gasdicht von dem „sauberen“ Innenraum getrennt, so fallen nicht nur die strengen Sauberkeitsanforderungen an den Umgebungsraum weg, es entfallen auch die Gasmengen, die aus dem „sauberen“ Innenraum ansonsten durch „Gas Dynamic Locks“ in den Umgebungsraum gelangen. Deshalb kann der Umgebungsraum mit viel kleineren und günstigeren Vakuumpumpe(n) evakuiert werden, Diese Vakuumpumpe(n) können ein vergleichsweise kleineres Saugvermögen aufweisen und müssen (genauso wie die anderen Komponenten des Umgebungsraums) weniger strenge Sauberkeitsanforderungen erfüllen.If the ambient space is separated from the "clean" interior in a gastight manner, then not only the strict cleanliness requirements for the surrounding space are eliminated, but also the quantities of gas which otherwise escape from the "clean" interior through "gas dynamic locks" into the surrounding space. Therefore, the ambient space can be evacuated with much smaller and cheaper vacuum pump (s). These vacuum pump (s) can have a comparatively smaller pumping speed and must (as well as the other components of the environmental space) meet less stringent cleanliness requirements.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse, in dem das mindestens eine optische Element angeordnet ist, doppelwandig ausgebildet, wobei sich der Umgebungsraum zumindest teilweise in einem Zwischenraum des doppelwandigen Gehäuses erstreckt. Bei der doppelwandigen Ausbildung des Gehäuses können Teilbereiche des gemeinsamen Umgebungsraums, die sich in dem Gehäuse befinden und an denen der bzw. die Halter eines jeweiligen reflektierenden optischen Elements innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, über den Zwischenraum miteinander verbunden werden.In a further embodiment, the housing in which the at least one optical element is arranged, double-walled, wherein the surrounding space extends at least partially in a space of the double-walled housing. In the case of the double-walled construction of the housing, partial regions of the common surrounding space, which are located in the housing and on which the holder (s) of a respective reflective optical element are arranged within the housing, can be connected to one another via the intermediate space.
Grundsätzlich kann die Hülle aus flexiblen und aus steifen Abschnitten bestehen. Der bzw. die flexiblen Abschnitte ermöglichen eine Bewegungsmanipulation der reflektierenden optischen Elemente in dem Gehäuse oder ggf. zumindest eine mechanische Entkopplung des bzw. der reflektierenden optischen Elemente vom Gehäuse bzw. vom Rest der optischen Anordnung. Die steifen Abschnitte der Hülle können beispielsweise durch Abschnitte an den Innenseiten der Innenwand des Gehäuses gebildet sein oder durch steife Abschnitte der Hülle, welche beispielsweise dazu dienen können, einen flexiblen Abschnitt der Hülle mit dem Gehäuse bzw. mit der Innenwand des Gehäuses verbinden.Basically, the shell may consist of flexible and stiff sections. The flexible section (s) allow movement manipulation of the reflective optical elements in the housing or optionally at least mechanical decoupling of the reflective optical element (s) from the housing or remainder of the optical assembly. The rigid portions of the sheath may be formed, for example, by portions on the insides of the inner wall of the housing or by rigid portions of the sheath which For example, serve to connect a flexible portion of the shell with the housing or with the inner wall of the housing.
Bei einer Ausführungsform ist mindestens ein flexibler Abschnitt der Hülle durch einen Balg, bevorzugt aus einem metallischen Material, gebildet. Der flexible Abschnitt ist in diesem Beispiel typischer Weise aus einem dünnen Metallblech oder einer oder mehreren dünnen Metallfolien gebildet, die einen Membran-Balg oder einen gewellten Balg bilden. Ein gewellter metallischer Balg wird typischer Weise hydraulisch aus einer dünnwandigen Röhre geformt. Ein metallischer Membranbalg, gelegentlich auch Membranfaltenbalg genannt, wird in einigen Arbeitsgängen individuell aus mehreren gewellten Metallringen zusammengeschweißt. Außerdem existieren auch galvanisch geformte Metallbälge, die in der Regel vergleichsweise klein sind und die z.B. aus Nickel bestehen können. Die hier beschriebenen metallischen Bälge weisen in der Regel eine Dicke bzw. eine Wandstärke zwischen ca. 0,1 mm und 0,2 mm auf. Bei dem metallischen Material handelt es sich vorzugsweise um Edelstahl, Aluminium, Inconel® (einer korrosionsbeständigen Legierung auf Nickelbasis) oder um andere Metalle, die gegenüber Strahlung, insbesondere gegen EUV-Strahlung, und gegenüber anderen Einflüssen, beispielsweise Wasserstoff-Radikalen, die unter dem Einfluss von EUV-Strahlung in dem Innenraum erzeugt werden, beständig sind.In one embodiment, at least one flexible portion of the shell is formed by a bellows, preferably of a metallic material. The flexible portion in this example is typically formed from a thin sheet of metal or one or more thin metal foils forming a diaphragm bellows or corrugated bellows. A corrugated metal bellows is typically hydraulically formed from a thin-walled tube. A metallic diaphragm bellows, sometimes called diaphragm bellows, is individually welded together in several operations from several corrugated metal rings. In addition, there are also galvanically shaped metal bellows, which are usually relatively small and can be made of nickel, for example. The metallic bellows described here generally have a thickness or a wall thickness between about 0.1 mm and 0.2 mm. The metallic material is preferably stainless steel, aluminum, Inconel ® (a corrosion-resistant nickel-based alloy) or other metals which the to radiation, in particular EUV radiation and over other influences, for example, hydrogen radicals, which under Influence of EUV radiation generated in the interior are resistant.
Bei einer Ausführungsform ist mindestens ein flexibler Abschnitt der Hülle durch ein flexibles Kunststoffbauteil gebildet. Als flexible Kunststoffbauteile können insbesondere dünne Kunststoffbauteile verwendet werden, beispielsweise in Form von Folien, insbesondere in Form von Kapton®-Folie (d.h. einer Polyimid-Folie) oder in Form von Teflon®(d.h. Polytetrafluorethen)-Folie. Diese weisen den Vorteil auf, dass sie kostengünstig verfügbar sind. Flexible Kunststoffbauteile, beispielsweise aus Gummi, können ebenfalls in Form von Bälgen ausgebildet sein, die üblicher Weise als Faltenbälge bezeichnet werden. Derartige Faltenbälge können vergleichsweise dickwandig sein und beispielsweise eine Wandstärke von ca. 1 mm oder mehr aufweisen.In one embodiment, at least one flexible portion of the shell is formed by a flexible plastic component. As flexible plastic components thin plastic components may be used in particular, for example in the form of films, in particular in the form of Kapton ® film (ie, a polyimide film) or in the form of Teflon ® (ie polytetrafluoroethylene) film. These have the advantage that they are available at low cost. Flexible plastic components, such as rubber, may also be formed in the form of bellows, which are commonly referred to as bellows. Such bellows can be comparatively thick-walled and, for example, have a wall thickness of about 1 mm or more.
Bei einer Weiterbildung weist das Kunststoffbauteil zumindest an seiner dem Innenraum zugewandten Seite eine Abschirmung oder eine Schutzschicht auf. Zum Schutz gegen die oben genannten Einflüsse kann auf ein jeweiliges Kunststoffbauteil zumindest an seiner dem Innenraum zugewandten Seite eine Schutzschicht aus Al, Ru, Mo, Pt oder dergleichen aufgebracht werden bzw. die Schutzschicht kann auf das Kunststoffbauteil auflaminiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Kunststoffbauteil mit einer Abschirmung z.B. aus Edelstahl oder aus Aluminium abgedeckt werden. Um auch in diesem Fall eine Flexibilität der Hülle zu gewährleisten, kann die Abschirmung beispielsweise zwei Teilbereiche aufweisen, die an unterschiedlichen Enden des flexiblen Abschnitts der Hülle befestigt sind und deren freie Enden sich unter Bildung eines Spalts gegenseitig überlappen.In a development, the plastic component has at least on its side facing the interior a shield or a protective layer. For protection against the above-mentioned influences, a protective layer of Al, Ru, Mo, Pt or the like can be applied to a respective plastic component at least on its side facing the interior or the protective layer can be laminated onto the plastic component. Alternatively or additionally, the plastic component may be provided with a shield e.g. be covered in stainless steel or aluminum. For example, in order to ensure flexibility of the sheath in this case, the shield may have two portions which are attached to different ends of the flexible portion of the sheath and whose free ends overlap each other to form a gap.
Bei einer weiteren Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Kunststoffbauteil zumindest an der dem Innenraum zugewandten Seite elektrisch leitend oder dieses weist eine elektrisch leitende Schicht auf. Das Kunststoff-Material des Kunststoffbauteils kann ggf. selbst elektrisch leitend sein, es ist aber auch möglich, auf das Kunststoffbauteil (mindestens) eine elektrisch leitende Schicht aufzulaminieren bzw. das Kunststoffteil mit einer elektrisch leitenden Beschichtung zu versehen, um elektrostatische Aufladungseffekte zu vermeiden. Die elektrisch leitende Schicht kann ggf. gleichzeitig die Schutzschicht bilden.In a further development of the embodiment described above, the plastic component is electrically conductive at least on the side facing the interior, or this has an electrically conductive layer. The plastic material of the plastic component may itself be electrically conductive, but it is also possible to laminate on the plastic component (at least) an electrically conductive layer or to provide the plastic part with an electrically conductive coating to avoid electrostatic charging effects. If necessary, the electrically conductive layer can simultaneously form the protective layer.
Bei einer weiteren Weiterbildung weist das flexible Kunststoffbauteil eine Dicke von 50 µm oder weniger, ggf. von 10 µm oder weniger, insbesondere von 1 µm oder weniger auf. Insbesondere wenn ein flexibler Abschnitt der Hülle benötigt wird, welcher im Strahlengang angeordnet ist, z.B. um eine Öffnung in dem Gehäuse abzudichten, ist die Verwendung eines Kunststoffbauteils mit geringer Dicke, z.B. in Form einer Folie bzw. einer dünnen Membran, günstig.In a further development, the flexible plastic component has a thickness of 50 μm or less, possibly of 10 μm or less, in particular of 1 μm or less. In particular, if a flexible portion of the envelope is needed, which is arranged in the beam path, e.g. To seal an opening in the housing, the use of a plastic component of small thickness, e.g. in the form of a film or a thin membrane, low.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die optische Anordnung mindestens einen Aktuator zur Bewegung des reflektierenden optischen Elements in dem Innenraum des Gehäuses, wobei der Aktuator in dem Umgebungsraum angeordnet ist. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann nicht nur der Halter, sondern auch ein Aktuator zur Bewegung des optischen Elements in dem Umgebungsraum angeordnet sein. Der Aktuator kann dazu dienen, das optische Element entlang eines jeweiligen Verschiebewegs in drei Richtungen zu verschieben sowie das optische Element zusätzlich um drei Achsen zu drehen bzw. zu verkippen. In der Regel ist der gesamte Aktuator, d.h. sowohl dessen passive Bauteile als auch dessen aktive Bauteile, in dem Umgebungsraum angeordnet. Als Aktuator kann beispielsweise ein Lorentz-Aktuator dienen, der aktive Bauteile wie Spulen und/oder bewegliche Magnete aufweist, die zur Erzeugung von magnetischen Feldern dienen, die mit passiven, z.B. ferromagnetischen Bauteilen zusammenwirken, die in der Regel an dem Grundkörper des jeweiligen reflektierenden optischen Elements angebracht bzw. mit diesem verbunden sind. Ein jeweiliger Halter kann beispielsweise eines oder mehrere dünnwandige Bauelemente z.B. in Form von Töpfen aus Materialien wie Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Keramik, etc. aufweisen, die so dünn sind, dass die für die Bewegung des optischen Elements verwendeten Magnetfelder ohne große Verluste durch diese hindurch treten können.In a further embodiment, the optical arrangement comprises at least one actuator for moving the reflective optical element in the interior of the housing, wherein the actuator is arranged in the surrounding space. As described above, not only the holder but also an actuator for moving the optical element may be disposed in the surrounding space. The actuator may serve to displace the optical element along a respective displacement path in three directions and to additionally rotate or tilt the optical element about three axes. As a rule, the entire actuator, ie both its passive components and its active components, is arranged in the surrounding space. As an actuator, for example, can serve a Lorentz actuator having active components such as coils and / or movable magnets, which serve to generate magnetic fields, which interact with passive, such as ferromagnetic components, which are usually on the main body of the respective reflective optical Elements are attached or connected to this. A respective holder may, for example, one or more thin-walled components, for example in the form of pots of materials such as stainless steel, aluminum, copper, ceramic, etc., which are so thin that for the movement of the optical Elements used magnetic fields without major losses can pass through them.
Die Hülle sollte an dem Grundkörper auf eine Weise befestigt werden, die eine übermäßige mechanische Beanspruchung und eine damit einhergehende Deformation des Grundkörpers des reflektierenden optischen Elements verhindert. Hierzu bestehen verschiedene Möglichkeiten:
Bei einer Ausführungsform weist der Grundkörper des reflektierenden optischen Elements zur Befestigung der Hülle einen umlaufenden Kragen auf. Der Grundkörper weist typischer Weise eine erste, dem Innenraum zugewandte Seite auf, an dem die reflektierende Oberfläche gebildet ist, sowie eine zweite, dem Umgebungsraum zugewandte Seite, an der typischer Weise der bzw. die Halter angreifen. Der Kragen läuft typischer Weise an einer umlaufenden Seitenfläche des Grundkörpers um. Der umlaufende Kragen ist typischer Weise aus dem Material des Grundkörpers gefertigt und der Grundkörper ist in der Regel mit dem Kragen einteilig ausgebildet. Bei dem Material des Grundkörpers kann es sich um ein so genanntes Nullausdehnungs-Material handeln, beispielsweise um titandotiertes Quarzglas oder um eine Glaskeramik, beispielsweise um Zerodur®. Der Grundkörper kann aber auch aus einem anderen Material, z.B. aus herkömmlichem Quarzglas, gebildet sein.The sheath should be attached to the body in a manner that prevents excessive mechanical stress and concomitant deformation of the body of the reflective optical element. There are several possibilities for this:
In one embodiment, the base body of the reflective optical element for fastening the envelope has a circumferential collar. The base body typically has a first side facing the interior space, on which the reflective surface is formed, and a second side facing the surrounding space, to which the holder (s) typically engage. The collar typically runs around a circumferential side surface of the body. The circumferential collar is typically made of the material of the body and the body is generally formed integrally with the collar. The material of the base body may be a so-called zero-expansion material, for example, titanium-doped silica glass or a glass ceramic, for example, Zerodur ®. The base body can also be made of a different material, for example of conventional quartz glass.
Die Hülle kann zur Befestigung an dem Kragen einen Abschnitt aufweisen, der den Kragen übergreift, um eine formschlüssige Verbindung zu erzeugen, es ist aber auch möglich, dass kein den Kragen übergreifender Abschnitt an der Hülle vorgesehen ist, z.B. wenn die Schwerkraft die Unterseite des Kragens gegen die Hülle drückt und bereits auf diese Weise eine dichtende Wirkung zwischen dem Kragen und der Hülle erzielt wird. In diesem Fall kann ggf. auf eine zusätzliche Fixierung der Hülle an dem Kragen verzichtet werden.The sheath may have a portion for attachment to the collar which engages over the collar to produce a positive connection, but it is also possible that no portion extending beyond the collar is provided on the sheath, e.g. when gravity presses the underside of the collar against the shell and already in this way a sealing effect between the collar and the shell is achieved. In this case, it may be possible to dispense with an additional fixation of the shell on the collar.
Die Hülle kann auch stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben, an dem Grundkörper befestigt werden. Die bei der stoffschlüssigen Verbindung in dem Grundkörper entstehenden Spannungen und Deformationen können experimentell oder durch Rechnungen bestimmt und erforderlichenfalls bei der Herstellung des Grundkörpers vorgehalten werden. Es versteht sich, dass die stoffschlüssige Verbindung der Hülle mit dem Grundkörper insbesondere auch an dem Kragen des Grundkörpers erfolgen kann, um ggf. auftretende Deformationen zu verringern.The shell can also be firmly bonded, for example by gluing, to the base body. The resulting in the cohesive connection in the body tensions and deformations can be determined experimentally or by calculation and, if necessary, kept in the production of the body. It is understood that the cohesive connection of the shell with the base body can be made in particular also on the collar of the base body in order to reduce any deformations that may occur.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die optische Anordnung ein Federelement zur klemmenden Befestigung der Hülle an den Grundkörper des reflektierenden optischen Elements. Die Hülle kann an dem Grundkörper festgeklemmt werden, wozu bevorzugt ein Federelement verwendet wird. Bei dem Federelement kann es sich beispielsweise um einen Sprengring oder um eine Spiralfeder (Zugfeder) handeln, die bevorzugt die Umfangsfläche des Grundkörpers ringförmig umgibt, so dass diese gut definierte Kräfte auf den Grundkörper des reflektierenden optischen Elements ausübt. Die durch die Federkraft erzeugten Deformationen können ebenfalls bei der Herstellung des Grundkörpers des reflektierenden optischen Elements berücksichtigt bzw. vorgehalten werden. Das Federelement kann an dem Grundkörper ggf. an dem dort vorhandenen Kragen angebracht werden, das Vorsehen eines Kragens ist aber nicht zwingend erforderlich.In a further embodiment, the optical arrangement comprises a spring element for clamping the sleeve to the base body of the reflective optical element. The shell can be clamped to the body, for which purpose preferably a spring element is used. The spring element may be, for example, a snap ring or a spiral spring (tension spring), which preferably surrounds the peripheral surface of the base body in an annular manner, so that it exerts well-defined forces on the base body of the reflective optical element. The deformations generated by the spring force can also be taken into account or kept in the production of the body of the reflective optical element. The spring element may optionally be attached to the main body on the existing there collar, the provision of a collar is not mandatory.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die optische Anordnung mindestens eine Überdruckklappe zum Ausgleichen einer Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und dem Umgebungsraum. Die Überdruckklappe kann in der Hülle selbst, beispielsweise in einem starren Abschnitt der Hülle, gebildet sein, oder diese kann in das Gehäuse integriert sein. Die Überdruckklappe soll verhindern, dass eine Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsraum und dem Innenraum zu groß wird. Grundsätzlich ist es günstig, wenn der Druck in dem Innenraum und der Druck in dem Umgebungsraum ungefähr gleich groß sind. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das bzw. die reflektierenden optischen Elemente großen, unkontrollierten mechanischen Kräften ausgesetzt werden, die durch eine solche Druckdifferenz entstehen. Die unvermeidbaren Druckdifferenzen können durch die weiter oben beschriebenen elastischen Abschnitte der Hülle, z.B. in Form von Balgen, reduziert bzw. kontrolliert werden. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Überdruckklappe(n) sich in beide Richtungen (d.h. nach Innen und nach Außen) öffnen lassen, d.h. diese öffnen sich sowohl bei einer ausreichend großen Druckdifferenz, bei welcher der Druck in dem Umgebungsraum größer ist als in dem Innenraum als auch umgekehrt, d.h. wenn der Druck in dem Innenraum größer ist als der Druck in dem Umgebungsraum. Je größer die Überdruckklappen ausgebildet sind, desto kleiner ist die typischer Weise die Druckdifferenz, welche die reflektierenden optischen Elemente und die Hülle belasten kann. Die Überdruckklappen können insbesondere für den Fall, dass diese eine vergleichsweise große Oberfläche aufweisen, für den Transport, das Abpumpen, das Belüften, für den Service und für Havarie-Fälle eingesetzt werden.In a further embodiment, the optical arrangement comprises at least one overpressure flap for compensating a pressure difference between the interior space and the surrounding space. The overpressure flap may be formed in the shell itself, for example in a rigid portion of the shell, or it may be integrated into the shell. The overpressure flap is intended to prevent a pressure difference between the surrounding space and the interior from becoming too great. In principle, it is favorable if the pressure in the interior and the pressure in the surrounding space are approximately equal. In this way, it is possible to prevent the reflective optical element (s) from being exposed to large, uncontrolled mechanical forces resulting from such a pressure difference. The unavoidable pressure differences can be reduced or controlled by the above-described elastic portions of the sheath, for example in the form of bellows. It has proven to be advantageous if the pressure flap (s) can be opened in both directions (ie inwards and outwards), ie they open both at a sufficiently large pressure difference at which the pressure in the surrounding space is greater than in the interior as well as vice versa, ie when the Pressure in the interior is greater than the pressure in the ambient space. The greater the overpressure flaps are formed, the smaller is typically the pressure differential which can stress the reflective optical elements and the envelope. The overpressure flaps can be used in particular for the case that they have a comparatively large surface, for transport, pumping, venting, for the service and for accident cases.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Anordnung wie sie weiter oben beschrieben ist, umfassend: Einstrahlen von Strahlung, insbesondere von EUV-Strahlung, auf die reflektierende Oberfläche des mindestens einen reflektierenden optischen Elements, sowie Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Gehäuses und dem Umgebungsraum, wobei ein Druck in dem Innenraum größer ist als ein Druck in dem Umgebungsraum. Zumindest während des Betriebs der optischen Anordnung ist es günstig, wenn der Druck in dem Innenraum, in dem der Strahlengang verläuft, größer ist als der Druck in dem Umgebungsraum, damit kontaminierende Stoffe nicht von dem Umgebungsraum in den Innenraum gelangen können, beispielsweise wenn an der Hülle Undichtigkeiten auftreten.The invention also relates to a method for operating an optical arrangement as described above, comprising: irradiating radiation, in particular of EUV radiation, onto the reflective surface of the at least one reflective optical element, and generating a pressure difference between the interior of the housing and the ambient space, wherein a pressure in the inner space is greater than a pressure in the surrounding space. At least during the operation of the optical arrangement, it is favorable if the pressure in the interior space in which the beam path extends is greater than the pressure in the surrounding space, so that contaminants can not escape from the surrounding space into the interior, for example if at Sheath leaks occur.
Bevorzugt liegt die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem Innenraum und dem Druck in dem Umgebungsraum bei weniger als 100 Pa, bevorzugt bei weniger als 50 Pa, insbesondere bei weniger als 10 Pa. Der Druck in dem Innenraum beträgt typischer Weise weniger als ca. 100 Pa. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist es günstig, wenn der Druck in dem Innenraum größer ist als der Druck in dem Umgebungsraum. Allerdings sollte die Druckdifferenz nicht zu groß sein, um durch die Druckdifferenz hervorgerufene Kräfte auf die Hülle und auf die reflektierenden optischen Elemente zumindest im Betrieb der optischen Anordnung möglichst klein zu halten.Preferably, the pressure difference between the pressure in the internal space and the pressure in the ambient space is less than 100 Pa, preferably less than 50 Pa, in particular less than 10 Pa. The pressure in the interior is typically less than about 100 Pa. As described above, it is favorable if the pressure in the interior space is greater than the pressure in the surrounding space. However, the pressure difference should not be too great to keep caused by the pressure difference forces on the shell and on the reflective optical elements at least in the operation of the optical arrangement as small as possible.
Bei einer weiteren Variante wird dem Innenraum ein Gas zugeführt, welches sich von einem in dem Umgebungsraum vorhandenen Gas unterscheidet, d.h. das dem Innenraum zugeführte bzw. dort befindliche Gas weist eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung als das in dem Umgebungsraum befindliche Gas auf. Die gasdichte Abdichtung zwischen dem Innenraum mit dem Strahlengang und dem Umgebungsraum mit den Haltern, Aktuatoren, Platinen, Kabeln u.ä. ermöglicht die Verwendung von unterschiedlichen Gasarten in den beiden Räumen, d.h. unabhängig voneinander. Während der Innenraum mit dem Strahlengang bevorzugt mit hochreinem Wasserstoff (dem andere hochreine Gase beigemengt werden können) gespült werden, kann der restliche Raum, d.h. der Umgebungsraum, ohne Spülung betrieben oder ggf. mit günstigeren Gasen gespült werden. Diese andere Gasen (Luft, trockene Luft, Stickstoff, Formiergas, Edelgase, Gemische) müssen nicht zwingend so rein sein wie das dem Innenraum zugeführte Gas. Die Materialien und Komponenten, die in dem Umgebungsraum angeordnet sind, müssen insbesondere nicht mehr beständig gegen Wasserstoff sein.In a further variant, a gas is supplied to the interior, which differs from a gas present in the surrounding space, i. the gas supplied to the interior has a different chemical composition than the gas in the surrounding space. The gas-tight seal between the interior with the beam path and the surrounding space with the holders, actuators, circuit boards, cables u.ä. allows the use of different types of gas in the two spaces, i. independently of each other. While the interior with the beam path is preferably purged with high purity hydrogen (to which other high purity gases may be added), the remaining space, i. the ambient space, operated without rinsing or possibly rinsed with cheaper gases. These other gases (air, dry air, nitrogen, forming gas, noble gases, mixtures) need not necessarily be as pure as the gas supplied to the interior. In particular, the materials and components disposed in the environmental space no longer need to be resistant to hydrogen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigtEmbodiments are illustrated in the schematic drawing and will be explained in the following description. It shows
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.In the following description of the drawings, identical reference numerals are used for identical or functionally identical components.
In
Als EUV-Lichtquelle
Die im Strahlerzeugungssystem
Die reflektierenden optischen Elemente
Um das Auftreffen von kontaminierenden Stoffen auf die reflektierenden optischen Oberflächen
Bei dem in
Die Hülle
In
Bei der Auswahl der Technologie und der Materialien für entsprechende Bauteile wie die Halter
Bei der Bewegung der reflektierenden optischen Elemente
Die optischen Elemente
Um Kräfte, die auf die flexible Hülle
Wie weiter oben beschrieben wurde, sind die Hülle
Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung einer Schutzschicht
Um eine elektrostatische Aufladung zu verhindern, kann ein jeweiliger flexibler Abschnitt
Bei dem in
Um den Verlust der Strahlungsleistung der EUV-Strahlung
Anders als bei dem in
Anders als bei dem in
Bei dem in
Bei dem in
Wie in
Für die Befestigung des flexiblen Abschnitts
Wie in
Der Kragen
Wie in
Die in
Zusammenfassend können durch die Verwendung der Hülle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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