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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System für eine Lithographieanlage, eine Lithographieanlage mit einem derartigen optischen System sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen optischen Systems.
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Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche eine 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, beispielsweise ein Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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Das Projektionssystem kann eine Vielzahl brechender und/oder reflektierender optischer Elemente, wie beispielsweise Linsen oder Spiegel, aufweisen. Jedes optische Element kann in einer Halteeinrichtung, insbesondere in einer Fassung, aufgenommen beziehungsweise gehalten sein. Hierbei können eine kraft- beziehungsweise reibschlüssige und/oder eine formschlüssige Verbindung zwischen dem optischen Element und der Halteeinrichtung vorgesehen sein. Im Betrieb der Lithographieanlage können die optischen Elemente verfahren und dabei beschleunigt werden. Hierbei ist eine Relativbewegung zwischen dem optischen Element und der diesem zugeordneten Halteeinrichtung unerwünscht.
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Um eine Lagesicherung des optischen Elements gegenüber der Halteeinrichtung zu erreichen, ist eine definierte Klemmkraft erforderlich, mit der das optische Element zwischen zwei Bauteilen der Halteeinrichtung geklemmt ist. Eine aus der Klemmkraft resultierende Reibkraft wirkt beim Beschleunigen des optischen Elements dabei auf das optische Element wirkenden Beschleunigungskräften entgegen. Um eine Bewegung des optischen Elements gegenüber der Halteeinrichtung zu verhindern, ist es daher erforderlich, dass die Reibkraft stets größer oder zumindest gleich den Beschleunigungskräften ist. Die Klemmkraft muss also stets in ausreichender Höhe aufrechterhalten werden.
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Zum Justieren des optischen Elements ist es ferner erforderlich, dass zwischen dem optischen Element und der Halteeinrichtung eine möglichst kleine Kontaktfläche, bevorzugt eine Punkt- oder Linienberührung, gegeben ist. Jedoch ist eine Punkt- oder Linienberührung hinsichtlich der Größe der sogenannten Flächenpressung zwischen zwei Verbindungspartnern ungünstig. Bei einer Überschreitung der zulässigen Flächenpressung kann es zu unerwünschten spannungsinduzierten Veränderungen der optischen Eigenschaften des optischen Elements kommen.
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Es ist also zum Justieren des optischen Elements einerseits eine möglichst kleine Kontaktfläche zwischen dem optischen Element und der Halteeinrichtung und zum Reduzieren der Flächenpressung andererseits eine möglichst große Kontaktfläche erforderlich.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System bereitzustellen.
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Demgemäß wird ein optisches System für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das optische System weist ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil, und ein optisches Element auf, welches zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil kraftschlüssig gehalten und hierzu mit einer Klemmkraft beaufschlagt ist, wobei zumindest eines der Bauteile einen das optische Element kontaktierenden Auflageabschnitt umfasst, welcher eine Formgedächtnislegierung aufweist.
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Insbesondere vergrößern sich bei dem pseudoelastischen Verformen des Auflageabschnitts eine Kontaktfläche zwischen dem optischen Element und zumindest einem der Bauteile sowie ein Radius einer an dem Auflageabschnitt vorgesehenen Verrundung. Diese Flächenvergrößerung führt zu einer Reduzierung der Flächenpressung zwischen dem optischen Element und dem Auflageabschnitt.
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Die Vergrößerung des Radius führt zu einer Reduzierung der Hertzschen Pressung. Hierdurch wird eine Beeinflussung der, insbesondere optischen, Eigenschaften des optischen Elements verhindert. Weiterhin verbessert sich durch die Flächenvergrößerung auch die Wärmeübertragung zwischen dem optischen Element und dem Auflageabschnitt. Es kann also im Vergleich zu bekannten optischen Systemen eine spannungsreduzierte, verbesserte Klemmung bei gleichbleibender Klemmkraft, ein verbesserter Wärmeübergang, da die Kontaktfläche größer wird, und eine reduzierte Flächenpressung erreicht werden.
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Insbesondere ist die Formgedächtnislegierung pseudoelastisch verformbar. Vorzugsweise ist der Auflageabschnitt um einen Klemmweg pseudoelastisch verformt. Eine Halteeinrichtung des optischen Systems kann das erste Bauteil und das zweite Bauteil umfassen. Die Halteeinrichtung kann auch als Fassungseinrichtung bezeichnet werden. Der Auflageabschnitt kann teilweise oder vollständig aus der Formgedächtnislegierung gefertigt sein. Der Auflageabschnitt kann einstückig, insbesondere materialeinstückig, mit einem der Bauteile ausgebildet sein. Das heißt, der Auflageabschnitt und das entsprechende Bauteil sind stoffschlüssig miteinander verbunden und bilden ein einteiliges Bauteil. Bei stoffschlüssigen Verbindungen werden die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten. Stoffschlüssige Verbindungen sind nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel trennen lassen. Alternativ können der Auflageabschnitt und das entsprechende Bauteil zwei voneinander getrennte Bauteile sein, die fest miteinander verbunden sind. Die Bauteile können mit Hilfe von Verbindungselementen, insbesondere Schrauben, miteinander verbunden sein. Mit Hilfe der Verbindungselemente ist das zwischen den Bauteilen angeordnete optische Element mit der Klemmkraft beaufschlagbar. Jedes der Bauteile kann einen Auflageabschnitt umfassen.
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Eine Formgedächtnislegierung ist ein metallischer Werkstoff, welcher zwischen einer Martensit-Struktur und einer Austenit-Struktur umwandelbar ist. Die Formgedächtnislegierung kann eine Austenit genannte Hochtemperaturphase und eine Martensit genannte Niedertemperaturphase aufweisen. Zur Einleitung einer Phasenumwandlung sind die Parameter Temperatur und mechanische Spannung gleichwertig. Das heißt, die Umwandlung kann nicht nur thermisch, sondern auch durch eine aus der Klemmkraft resultierende mechanische Spannung herbeigeführt werden.
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Bei Formgedächtnislegierungen kann zusätzlich zur gewöhnlichen elastischen Verformung eine durch äußere Krafteinwirkung verursachte reversible Formänderung beobachtet werden. Die Ursache dieses Verhaltens ist nicht die Bindungskraft der Atome, sondern eine Phasenumwandlung innerhalb des Werkstoffes. Die Formgedächtnislegierung liegt hierzu in der Hochtemperaturphase mit austenitischem Gefüge vor. Unter äußeren Spannungen bildet sich der kubisch-flächenzentrierte Austenit in den tetragonal verzerrten Martensit um. Bei Entlastung wandelt sich der Martensit wieder in Austenit um. Da während der Umwandlung jedes Atom sein Nachbaratom beibehält, spricht man auch von einer diffusionslosen Phasenumwandlung. Deswegen wird die Eigenschaft als pseudoelastisches Verhalten bezeichnet. Das Material kehrt beim Entlasten durch seine innere Spannung wieder in seine Ursprungsform zurück. Dafür sind keine Temperaturänderungen erforderlich.
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Unter „Pseudoelastizität“ oder „Superelastizität“ ist also eine durch eine äußere Krafteinwirkung verursachte reversible Formänderung der Formgedächtnislegierung zu verstehen, die auf einer diffusionslosen Phasenumwandlung von Austenit in Martensit beruht. Diese Phasenumwandlung ist reversibel. Das heißt, sobald die Kraft nicht mehr wirkt, wandelt sich der Martensit wieder in Austenit um.
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Die Formgedächtnislegierung kann Nickel-Titan (NiTi) oder Kupfer-Zink-Aluminium (CuZnAl) aufweisen. Vorteilhafterweise sind NiTi und CuZnAl geeignete Formgedächtnislegierungen. Weiter kann zur Reduzierung des Hystereseverhaltens unter anderem Titan-Nickel-Kupfer (TiNiCu) und/oder eine Titan-Nickel-Palladium (TiNiPd-Legierung) verwendet werden.
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Die Pseudoelastizität der Formgedächtnislegierung ist insbesondere temperaturabhängig. Die Arbeitspunkte, wann die Pseudoelastizität genutzt werden kann, sind von der Materialbehandlung und der Legierungszusammensetzung abhängig. Beispielsweise kann ein Arbeitspunkt bei 22° C liegen und eine Klemmung in einem Prozesstemperaturbereich von 20° C bis 100° C gewährleisten.
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Gemäß einer Ausführungsform kontaktiert der Auflageabschnitt in einem pseudoelastisch unverformten Zustand das optische Element punkt- oder linienförmig.
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Aufgrund des punkt- oder linienförmigen Kontakts kann das optische Element justiert werden. Bei dem Justieren kann das optische Element relativ zu dem ersten Bauteil und/oder zu dem zweiten Bauteil ausgerichtet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kontaktiert der Auflageabschnitt in dem pseudoelastisch unverformten Zustand das optische Element mit mehr als einem Punkt- beziehungsweise mit mehr als einer Linienberührung punkt- beziehungsweise linienförmig.
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Beispielsweise kontaktiert der Auflageabschnitt das optische Element mit einer Zweipunkt-Berührung. Nach dem pseudoelastischen Verformen des Auflageabschnitts kontaktiert dieser das optische Element nicht mehr an mehreren Punkten sondern mit einer großen Kontaktfläche.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Kontaktfläche zwischen dem Auflageabschnitt und dem optischen Element in dem pseudoelastisch unverformten Zustand des Auflageabschnitts kleiner als eine Kontaktfläche zwischen dem Auflageabschnitt und dem optischen Element in einem pseudoelastisch verformten Zustand des Auflageabschnitts.
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Bei dem pseudoelastischen Verformen des Auflageabschnitts verändert ein Volumen desselben nicht. Es ändert sich nur eine Geometrie des Auflageabschnitts.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil jeweils eine Vielzahl an Auflageabschnitten.
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Beispielsweise können das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil jeweils zwei oder mehr Auflageabschnitte umfassen. Die Auflageabschnitte können beliebig zueinander orientiert sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element formschlüssig in dem ersten Bauteil und/oder in dem zweiten Bauteil aufgenommen.
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Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Insbesondere umfasst das erste Bauteil einen Aufnahmeabschnitt, in dem das optische Element aufgenommen ist. Der Aufnahmeabschnitt kann eine zylinderförmige Innenkontur aufweisen, die zu einer zylinderförmigen Außenkontur des optischen Elements korrespondiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil ringförmig, wobei das zweite Bauteil formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden ist.
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Eine kraftschlüssige Verbindung setzt eine Normalkraft, in diesem Fall die Klemmkraft, auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus. Kraftschlüssige Verbindungen können durch Reibschluss verwirklicht werden. Eine kraftschlüssige Verbindung kann daher auch als reibschlüssige Verbindung bezeichnet werden. Das erste Bauteil kann als Fassung und das zweite Bauteil kann als Klemmring bezeichnet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Auflageabschnitt ringförmig.
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Der Auflageabschnitt kann eine umlaufend geschlossene Kontur aufweisen. Alternativ kann die Kontur auch unterbrochen sein und beispielsweise eine Vielzahl ringförmig angeordnete punktförmige Kontaktstellen umfassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil plattenförmig, wobei das zweite Bauteil formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden ist.
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Das erste Bauteil kann einen plattenförmigen Basisabschnitt aufweisen, wobei sich aus einer dem optischen Element zugewandten Vorderseite desselben zwei leistenförmige Auflageabschnitte heraus erstrecken. Die Auflageabschnitte sind bevorzugt parallel zueinander und voneinander beabstandet angeordnet. Eine jeweilige Höhe der Auflageabschnitte gegenüber der Vorderseite kann variieren. Das heißt, die Auflageabschnitte können gegenüber der Vorderseite leicht geneigt sein. Der Höhenunterschied kann dabei wenige µm betragen. Vorzugsweise sind die Auflageabschnitte gegensinnig geneigt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Auflageabschnitt stegförmig.
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Unter „stegförmig“ ist vorliegend eine rippenförmige Geometrie zu verstehen. Der Auflageabschnitt ist bevorzugt gerade, das heißt, nicht gekrümmt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element ein prismatischer Körper, ein Spiegel oder eine Linse.
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Das optische Element kann elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht, brechen oder reflektieren. Das optische Element kann beispielsweise Quarzglas, optisches Glas oder Calziumfluorid aufweisen oder aus optischen Gläsern, Quarzglas oder Calziumfluorid gefertigt sein. Das optische Element kann beispielsweise zwei einander gegenüberliegend angeordnete optisch wirksame Flächen umfassen. Die optisch wirksamen Flächen können oberflächenmodifiziert, insbesondere beschichtet, sein. Die optisch wirksamen Flächen können plan oder gewölbt, insbesondere sphärisch gewölbt, sein.
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Weiterhin wird eine Lithographieanlage mit einem derartigen optischen System vorgeschlagen.
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Die Lithographieanlage kann mehrere optische Systeme umfassen. Die Lithographieanlage kann eine EUV-Lithographieanlage oder eine DUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „extreme ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. DUV steht für „deep ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
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Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: a) Anordnen eines optischen Elements zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, wobei zumindest eines der Bauteile einen das optische Element kontaktierenden Auflageabschnitt umfasst, welcher eine Formgedächtnislegierung aufweist, b) Beaufschlagen des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils mit einer Klemmkraft, um das optische Element kraftschlüssig zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil zu halten, und c) pseudoelastisches Verformen des Auflageabschnitts.
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Das Verfahren kann auch einen Schritt des Justierens des optischen Elements umfassen, der vor dem Schritt b) durchgeführt wird. Die Schritte b) und c) erfolgen vorzugsweise gleichzeitig. Insbesondere wird der Auflageabschnitt um den Klemmweg pseudoelastisch verformt. Die Klemmkraft kann dadurch aufgebracht werden, dass das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil verbunden, insbesondere verschraubt, wird. Bei dem Schritt a) kann das optische Element in einen Aufnahmeabschnitt des ersten Bauteils eingelegt werden. Die Formgedächtnislegierung wird im Schritt c) pseudoelastisch verformt, wobei sich der Austenit in Martensit umwandelt. Diese Umwandlung muss nicht vollständig erfolgen. Eine teilweise Umwandlung des spannungsinduzierten Martensits kann zur Nutzung des pseudoelastischen Effekts ausreichen. Die Umwandlung ist reversibel. Die Umwandlung ist insbesondere eine spannungsinduzierte Martensitbildung. Da der austenitische Zustand energetisch dem Hochtemperaturzustand entspricht, stellt sich das Material bei Entlastung wieder in diesen ein.
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Gemäß einer Ausführungsform werden das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil vor dem Schritt c) mit einer Einstellkraft beaufschlagt, wobei der Auflageabschnitt mit Hilfe der Einstellkraft elastisch verformt wird.
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Die Einstellkraft ist kleiner oder gleich der Klemmkraft. Bei dem elastischen Verformen des Auflageabschnitts steigt die Einstellkraft solange an, bis das Niveau der pseudoelastischen Verformung erreicht ist. Ab da steigt die Kraft während der pseudoelastischen Verformung entlang der Dehnung nur noch sehr gering an. Dabei können Dehnungen bis zu maximal 8% erreicht werden, während die Klemmkraft erreicht und der Auflageabschnitt pseudoelastisch verformt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem pseudoelastischen Verformen des Auflageabschnitts eine Kontaktfläche zwischen dem Auflageabschnitt und dem optischen Element vergrößert.
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In dem Schritt c) kann auch ein Radius einer das optische Element kontaktierenden Verrundung des Auflageabschnitts vergrößert werden. Hierdurch wird die Hertzsche Pressung reduziert. Die vergrößerte Kontaktfläche führt zu einer verbesserten Wärmeübertragung zwischen dem optischen Element und zumindest einem der Bauteile. Durch die Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung mit dem optischen Element kann in dieses Wärme eingebracht werden, die aus dem optischen Element abzuführen ist, um wärmebedingte Veränderungen der optischen Eigenschaften des optischen Elements zu verhindern. Die vergrößerte Kontaktfläche führt auch zu einer Reduzierung der Flächenpressung.
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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 Ausführungsform einer EUV-Lithographieanlage;
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1B zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer DUV-Lithographieanlage;
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems;
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3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems;
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4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Bauteils für das optische System gemäß 3;
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5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems;
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6 zeigt eine schematische Aufsicht des optischen Systems gemäß 5;
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7 zeigt ein schematisches Kraft-Weg-Diagramm einer Formgedächtnislegierung;
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8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems;
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9 zeigt eine schematische Aufsicht des optischen Systems gemäß 8; und
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10 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines optischen Systems.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Soweit ein Bezugszeichen vorliegend mehrere Bezugslinien aufweist, heißt dies, dass das entsprechende Element mehrfach vorhanden ist. Bezugszeichenlinien, die auf verdeckte Details weisen, sind gestrichelt dargestellt. 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 nm und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind jeweils in einem nicht gezeigten Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem die Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren beziehungsweise 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 ultravioletter Bereich), also beispielsweise im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, aussendet. 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 Strahlungs- 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 eine 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 122 auf die Photomaske 120 gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.
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Das Projektionssystem 104 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist sechs Spiegel M1 bis M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1 bis M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 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 in der Regel 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 nm und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 können – wie bereits mit Bezug zu 1A beschrieben – in einem Vakuumgehäuse angeordnet und/oder von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein.
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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 beispielsweise 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 124 oder dergleichen abgebildet wird.
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Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel 130 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Linsen 128 und/oder Spiegel 130 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 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. Des Weiteren sind die Spiegel in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
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Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines optischen Systems 200. Das optische System 200 kann Teil einer Lithographieanlage 100A, 100B sein. Beispielsweise kann das optische System 200 Teil des Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 oder des Projektionssystems 104 sein. Das optische System 200 umfasst ein optisches Element 300. Das optische Element 300 kann eine brechende, insbesondere lichtbrechende, Optik, beispielsweise eine der Linsen 130, oder eine reflektierende, insbesondere lichtreflektierende, Optik, beispielsweise einer der Spiegel 110, 112, 114, 116, 118, 122, 130 oder M1 bis M6 sein.
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Das in der 2 gezeigte optische Element 300 ist eine Linse. Das optische Element 300 kann im Wesentlichen zylinderförmig mit einer umlaufenden zylindrischen Außenkontur 302 ausgebildet sein. Das optische Element 300 kann ferner optische wirksame Flächen 304, 306 aufweisen. Beispielsweise kann eine erste optisch wirksame Fläche 304 konvex und eine zweite optisch wirksame Fläche 306 plan ausgebildet sein. Es können auch beide optisch wirksamen Flächen 304, 306 konkav oder konvex oder eine der optisch wirksamen Flächen 304, 306 konkav und die andere optisch wirksame Fläche 304, 306 konvex oder plan sein. Eine oder beide der optisch wirksamen Flächen 304, 306 kann sphärisch, das heißt, kugelförmig sein. Das optische Element 300 kann Glas, insbesondere Quarzglas, oder einen beliebigen anderen Werkstoff, beispielsweise Calziumfluorid, aufweisen. Das optische Element 300 kann rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieoder Mittelachse 308 aufgebaut sein.
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Das optische System 200 umfasst weiterhin eine Halteeinrichtung 400 zum Fassen oder Halten des optischen Elements 300. Die Halteeinrichtung 400 kann auch als Fassungseinrichtung bezeichnet werden. Die Halteeinrichtung 400 umfasst ein erstes Bauteil 402 und ein zweites Bauteil 404, zwischen denen das optische Element 300 geklemmt ist. Das erste Bauteil 402 kann eine Fassung sein, in der das optische Element 300 gefasst ist. Die Fassung kann mit dem Bezugszeichen 402 bezeichnet werden. Das zweite Bauteil 404 kann ein Klemmring sein. Der Klemmring kann mit dem Bezugszeichen 404 bezeichnet werden.
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Das erste Bauteil 402 kann einen Aufnahmeabschnitt 406 zum Aufnehmen des optischen Elements 300 aufweisen. Der Aufnahmeabschnitt 406 kann eine zylinderförmige Innenkontur 408 aufweisen. Die Innenkontur 408 korrespondiert zu der Außenkontur 302 des optischen Elements 300. Das optische Element 300 kann mit seiner Außenkontur 302 beispielsweise mit einer Spielpassung in der Innenkontur 408 aufgenommen sein. Der Aufnahmeabschnitt 406 umfasst weiterhin eine Bodenfläche 410, die das optische Element 300 nicht berührt.
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Aus der Bodenfläche 410 heraus in Richtung des optischen Elements erstreckt sich ein Auflageabschnitt 412, auf dem das optische Element 300 aufliegt. Der Auflageabschnitt 412 kann ringförmig um den Aufnahmeabschnitt 406 umlaufen. Der Auflageabschnitt 412 kann einstückig, insbesondere materialeinstückig, mit dem ersten Bauteil 402 ausgebildet sein. Alternativ kann der Auflageabschnitt 412 auch als separates Bauelement ausgebildet sein, das fest mit dem ersten Bauteil 402 verbunden ist. Der Auflageabschnitt 412 weist dem optischen Element 300 zugewandt eine Verrundung 414 auf. Die Verrundung 414 kann beispielsweise einen Radius von einem Millimeter aufweisen. Auf der Verrundung 414 liegt das optische Element 300 mit der optisch wirksamen Fläche 306 linienförmig auf.
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Der Auflageabschnitt 412 umfasst eine Formgedächtnislegierung (FGL) beziehungsweise ist aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt. Das gesamte erste Bauteil 402 kann aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt sein.
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Eine Formgedächtnislegierung ist ein metallischer Werkstoff, welcher zwischen einer Martensit-Struktur und einer Austenit-Struktur umwandelbar ist. Die Formgedächtnislegierung kann eine Austenit genannte Hochtemperaturphase und eine Martensit genannte Niedertemperaturphase aufweisen. Zur Einleitung einer Phasenumwandlung sind die Parameter Temperatur und mechanische Spannung gleichwertig. Das heißt, die Umwandlung kann nicht nur thermisch, sondern auch durch eine mechanische Spannung herbeigeführt werden.
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Beim sogenannten Zweiweg-(Memory)-Effekt können beide Phasen beispielsweise durch Temperaturänderung ineinander übergehen. Beim sogenannten Einweg-(Memory)-Effekt wird eine einmalige Formänderung beim Aufheizen durchgeführt. Das Abkühlen alleine bewirkt jedoch keine Formänderung. Die Formgedächtnislegierung, die für eine Aktorik als Stellelement genutzt werden kann, kann wieder in ihre „Kaltform“ zurückkehren, indem ein Rückstell-Element, beispielsweise in Form einer Feder, verwendet wird.
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Bei Formgedächtnislegierungen kann zusätzlich zur gewöhnlichen elastischen Verformung eine durch äußere Krafteinwirkung verursachte reversible Formänderung beobachtet werden. Die Ursache dieses Verhaltens ist nicht die Bindungskraft der Atome, sondern eine Phasenumwandlung innerhalb des Werkstoffes. Die Formgedächtnislegierung liegt hierzu in der Hochtemperaturphase mit austenitischem Gefüge vor. Unter äußeren Spannungen bildet sich der kubisch-flächenzentrierte Austenit in den tetragonal verzerrten (raumzentriertes beziehungsweise kubisch-raumzentriertes, tetragonal verzerrtes Gitter) Martensit (spannungsinduziertes Martensit) um. Bei Entlastung wandelt sich der Martensit wieder in Austenit um. Da während der Umwandlung jedes Atom sein Nachbaratom beibehält, spricht man auch von einer diffusionslosen Phasenumwandlung. Deswegen wird die Eigenschaft als pseudoelastisches Verhalten bezeichnet. Das Material kehrt beim Entlasten durch seine innere Spannung wieder in seine Ursprungsform zurück. Dafür sind keine Temperaturänderungen erforderlich.
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Die Formgedächtnislegierung kann NiTi oder CuZnAl aufweisen. Vorteilhafterweise sind NiTi und CuZnAl geeignete Formgedächtnislegierungen. Weiter kann zur Reduzierung des Hystereseverhaltens unter anderem TiNiCu und/oder eine TiNiPd-Legierung verwendet werden.
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Das erste Bauteil 402 umfasst weiterhin einen Aufnahmeabschnitt 416 zum Aufnehmen des zweiten Bauteils 404. Der Aufnahmeabschnitt 416 umfasst eine zylindrische Innenkontur 418 sowie eine ebene Bodenfläche 420. Die Bodenflächen 410, 420 können zwei parallel zueinander angeordnete Ebenen bilden. Die Innenkonturen 408, 418 können koaxial zueinander positioniert sein. Zwischen der Bodenfläche 420 und der Innenkontur 408 ist eine Fase 422 vorgesehen.
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Das zweite Bauteil 404 ist in dem Aufnahmeabschnitt 416 aufgenommen. Hierzu weist das zweite Bauteil 404 eine zylindrische Außenkontur 424 auf, die in der Innenkontur 418 des Aufnahmeabschnitts 416 aufgenommen ist. Die Außenkontur 424 kann beispielsweise mit einer Spielpassung in der Innenkontur 418 aufgenommen sein.
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Das zweite Bauteil 404 umfasst einen Auflageabschnitt 426, der linienförmig auf dem optischen Element 300, insbesondere auf der optisch wirksamen Fläche 304 aufliegt. Der Auflageabschnitt 426 kann ringförmig um das zweite Bauteil 404 umlaufen. Der Auflageabschnitt 426 kann von einer umlaufenden Kante des ringförmigen zweiten Bauteils 404 gebildet sein. Der Auflageabschnitt 426 kann einstückig, insbesondere materialeinstückig, mit dem zweiten Bauteil 404 ausgebildet sein. Alternativ kann der Auflageabschnitt 426 auch als separates Bauelement ausgebildet sein, das fest mit dem zweiten Bauteil 404 verbunden ist.
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Der Auflageabschnitt 426 weist dem optischen Element 300 zugewandt eine Verrundung 428 auf. Die Verrundung 428 kann beispielsweise einen Radius von einem Millimeter aufweisen. Die Verrundung 428 liegt auf der optisch wirksamen Fläche 304 des optischen Elements 300 punkt- oder linienförmig auf. Der Auflageabschnitt 426 kann ebenfalls eine Formgedächtnislegierung aufweisen oder aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt sein. Das gesamte zweite Bauteil 404 kann aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt sein. Alternativ kann der Auflageabschnitt 426 auch einen anderen Werkstoff, beispielsweise Stahl, aufweisen.
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Weiterhin umfasst die Halteeinrichtung 400 auch zumindest ein, bevorzugt jedoch eine Vielzahl an Verbindungselementen 430, die das erste Bauteil 402 mit dem zweiten Bauteil 404 verbinden. Das Verbindungselement 430 ist bevorzugt eine Schraube.
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Zum Fassen des optischen Elements 300 in der Halteeinrichtung 400 wird das optische Element 300 zunächst in den Aufnahmeabschnitt 406 des ersten Bauteils 402 eingelegt. Hierbei kann die Außenkontur 302 des optischen Elements 300 mit einer Spielpassung in die Innenkontur 408 des Aufnahmeabschnitts 406 eingepasst sein.
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Die 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems 200. Bei dieser Ausführungsform des optischen Systems 200 ist das optische Element 300 nicht linsen- sondern stabförmig. Beispielsweise ist das optische Element 300 ein prismatischer Körper 310, insbesondere ein prismatischer Calziumfluorid-Körper. Das optische Element 300 ist in zwei Halteeinrichtungen 400 aufgenommen.
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Das erste Bauteil 402, das in einer schematischen perspektivischen Ansicht in der 4 gezeigt ist, sowie das zweite Bauteil 404 sind plattenförmig. Das zweite Bauteil 404 umfasst Greifabschnitte 432, 434, die das optische Element 300 umgreifen. Beispielsweise sind vier Greifabschnitte 432, 434 vorgesehen. Das zweite Bauteil 404 ist mit Hilfe mehrerer Verbindungselemente 430 mit dem ersten Bauteil 402 verbunden. Das zweite Bauteil 404 kann auch in der 4 nicht gezeigte Federelemente aufweisen, mit deren Hilfe das optische Element 300 von einem anderen Bauteil, an dem das zweite Bauteil 404 befestigt ist, mechanisch entkoppelt ist.
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Wie die 4 zeigt, weist das erste Bauteil 402 einen plattenförmigen Basisabschnitt 436 auf, wobei sich aus einer dem optischen Element 300 zugewandten Vorderseite 438 zwei leistenförmige Auflageabschnitte 412 heraus erstrecken. Die Auflageabschnitte 412 sind parallel zueinander und voneinander beabstandet angeordnet. Eine jeweilige Höhe der Auflageabschnitte 412 gegenüber der Vorderseite 438 kann variieren. Das heißt, die Auflageabschnitte 412 können gegenüber der Vorderseite 438 leicht geneigt sein. Der Höhenunterschied kann dabei wenige µm betragen. Vorzugsweise sind die Auflageabschnitte 412 gegensinnig geneigt.
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Die Funktionalität des optischen Systems 200 wird im Folgenden erläutert. Hierzu wird Bezug auf die die 5 und 6 genommen, die das optische System 200 in einer stark abstrahierten Ausführungsform zeigen. Dabei wird im Detail nur auf den Kontakt zwischen dem optischen Element 300 und dem ersten Bauteil 402, insbesondere dem Auflageabschnitt 412 des ersten Bauteils 402, eingegangen. Für das zweite Bauteil 404 und insbesondere den Auflageabschnitt 426 des zweiten Bauteils 404 kann Analoges gelten.
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In den 5 und 6 ist ein Koordinatensystem mit einer x-Richtung oder ersten Raumrichtung x, einer y-Richtung oder zweiten Raumrichtung y, die orthogonal zu der ersten Raumrichtung x angeordnet ist, und einer y-Richtung oder dritten Raumrichtung z, die orthogonal zu der ersten Raumrichtung x und der zweiten Raumrichtung y orientiert ist, gezeigt.
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Das optische Element 300 ist form- beziehungsweise kraftschlüssig in der Halteeinrichtung 400 gefasst. Um eine Lagesicherung des optischen Elements 300, beispielsweise bei einer Beschleunigung des optischen Systems 200, gegenüber der Halteeinrichtung 400 zu erreichen, ist eine definierte Klemmkraft FK erforderlich, mit der das optische Element 300 zwischen den Bauteilen 402, 404 geklemmt ist.
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Eine Reibkraft FR zwischen dem optischen Element 300 und dem Auflageabschnitt 412 ergibt sich dabei im einfachsten Fall aus dem Produkt der Klemmkraft FK mit dem Reibungskoeffizienten. Der Reibungskoeffizient ist ein dimensionsloses Maß für die Reibungs- oder Reibkraft im Verhältnis zur Anpresskraft zwischen zwei Körpern. Die Höhe der Reibkraft FR ist somit von dem Reibungskoeffizienten abhängig.
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Die Reibkraft FR wirkt beim Beschleunigen des optischen Systems 200 dabei auf das optische Element 300 wirkenden Beschleunigungskräften FB entgegen. Solange die Reibkraft FR größer oder zumindest gleich den Beschleunigungskräften FB ist, bewegt sich das optische Element 300 gegenüber der Halteeinrichtung 400 nicht. Das heißt, um eine Relativbewegung des optischen Elements 300 gegenüber der Halteeinrichtung 400 zu verhindern, ist es erforderlich, dass die Klemmkraft FK stets aufrechterhalten wird.
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Zum Justieren des optischen Elements 300 ist es auf der einen Seite erforderlich, dass zwischen dem optischen Element 300 und den Bauteilen 402, 404 eine möglichst kleine Kontaktfläche, bevorzugt eine Punkt- oder Linienberührung, gegeben ist. Eine Linienberührung kann mit Hilfe der an dem Auflageabschnitt 412 vorgesehenen Verrundung 414 erreicht werden. Auf der anderen Seite ist eine Punkt- oder Linienberührung hinsichtlich der Größe der zulässigen Flächenpressung zwischen zwei Verbindungspartnern, beispielsweise dem optischen Element 300 und dem ersten Bauteil 402 beziehungsweise dem zweiten Bauteil 404, ungünstig.
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Unter der Flächenpressung ist die Kraft pro Kontaktfläche zwischen zwei Festkörpern, beispielsweise dem optischen Element 300 und dem ersten Bauteil 402 beziehungsweise dem zweiten Bauteil 404, zu verstehen. Die Höhe der Flächenpressung ist also abhängig von der Größe der Kontaktfläche. Je größer die Kontaktfläche ist, desto geringer ist die Flächenpressung. Für linear-elastische Werkstoffe erfolgt die Berechnung der Flächenpressung üblicherweise auf der Basis der Halbraumtheorie, für spezielle, einfache Körper können die Gleichungen der Hertzschen Pressung angewandt werden.
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Unter der Hertzschen Pressung versteht man die größte Spannung, die in der Mitte der Kontaktfläche zweier elastischer Körper herrscht. Werden zwei starre Körper mit gewölbter Oberfläche gegeneinander gepresst, dann berühren sie sich im idealisierten Fall nur linien- oder punktförmig. Im realen Fall aber entstehen durch die Elastizität an der Berührstelle eine Abplattung und eine Berührungsfläche sowie auf der Kontaktfläche in beiden Körpern eine charakteristische Spannungsverteilung, nämlich die Flächenpressung.
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Nach Hertz können Größe und Form der Kontaktfläche sowie die Höhe und Verteilung der mechanischen Spannungen unter der Kontaktfläche berechnet werden. So hängt die Höhe der Hertzschen Pressung ab von der Kraft, mit der die beiden Körper aufeinander gepresst werden, von ihren Krümmungsradien und von ihrem Elastizitätsmodul. Je größer die Krümmungsradien sind, desto kleiner ist die Hertzsche Pressung.
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Bei dem Kraftschluss zwischen dem optischen Element 300 und dem ersten Bauteil 402 und/oder dem zweiten Bauteil 404 darf die das Material limitierende zulässige Flächenpressung nicht überschritten werden. Beispielsweise kann es bei einer Überschreitung der zulässigen Flächenpressung zu einer spannungsinduzierten Retardierung, das heißt, zu einer Veränderung der optischen Eigenschaften des optischen Elements 300, insbesondere der Polarisation oder der Phase von mit dem optischen Element 300 wechselwirkender elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Licht, kommen, die es zu vermeiden gilt, um die Funktionalität des optischen Systems 200 zu gewährleisten.
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Um einerseits die Justierbarkeit des optischen Elements 300 zu gewährleisten und andererseits die zulässige Flächenpressung nicht zu überschreiten, wird der pseudoelastische Effekt der für den Auflageabschnitt 412 verwendeten Formgedächtnislegierung ausgenutzt. Weiterhin muss auch eine hohe Steifigkeit und eine gute thermische Leitfähigkeit erreicht werden, die durch eine entsprechend große Kontaktfläche zwischen dem optischen Element 300 und dem ersten Bauteil 402 beziehungsweise dem zweiten Bauteil 404 erzielt werden kann. Eine gute thermische Leitfähigkeit ist erforderlich, damit in das optische Element 300 eingebrachte Wärmeenergie von diesem in die Halteeinrichtung 400 eingeleitet werden kann. Hierdurch werden wärmebedingte Spannungen und/oder Deformationen des optischen Elements 300 verhindert.
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Auf das erste Bauteil 402 wird, wie in der 5 gezeigt, eine Einstellkraft FE aufgebracht. Die Einstellkraft FE kann kleiner oder gleich der Klemmkraft FK sein. Die Einstellkraft FE kann auch als Montagekraft bezeichnet werden. Mit Hilfe der Einstellkraft FE kann zwischen dem Auflageabschnitt 412 und dem optischen Element 300 eine initiale Kontaktzone oder eine initiale Kontaktfläche 440 in Form eines Punktes oder einer Linie erzeugt werden. Hierbei wird der Austenit der Formgedächtnislegierung elastisch verformt. Das heißt, es besteht zwischen dem Auflageabschnitt 412 und dem optischen Element 300 eine Punktoder Linienberührung. Durch die geringe Größe der Kontaktfläche 440 kann das optische Element 300 besonders gut justiert werden.
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Hierzu zeigt die 7 schematisch ein beispielhaftes Kraft-Weg-Diagramm der verwendeten Formgedächtnislegierung. Eine Kennlinie 500 der Formgedächtnislegierung zeigt einen zunächst linearen Kraftanstieg 502 einer wirkenden Kraft F bei einer Verformung der Formgedächtnislegierung beispielsweise in der dritten Raumrichtung z. Die Kraft F steigt beispielsweise bis zu der erreichbaren Klemmkraft FK linear an, wobei der Austenit elastisch verformt wird. Die Einstellkraft FE wird dabei geringfügig kleiner oder gleich der Klemmkraft FK gewählt, so dass die Verformung der Formgedächtnislegierung des Auflageabschnitts 412 zum Justieren des optischen Elements 300 nur elastisch und nicht pseudoelastisch erfolgt. Bei dem elastischen Verformen des Auflageabschnitts 412 steigt die Einstellkraft FE solange an, bis das Niveau der pseudoelastischen Verformung erreicht ist. Ab da steigt die Kraft während der pseudoelastischen Verformung entlang der Dehnung nur noch sehr gering an. Dehnungen bis zu maximal 8% können dabei erreicht werden, während die Klemmkraft FK erreicht und der Auflageabschnitt 412 pseudoelastisch verformt wird.
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Wenn das optische Element 300 justiert ist, wird der Auflageabschnitt 412 weiter verformt, wobei der Auflageabschnitt 412 beispielsweise in der dritten Raumrichtung z (analoges kann für die erste Raumrichtung x und/oder die zweite Raumrichtung y gelten) um einen Klemmweg Δz verformt wird. Spätestens jetzt wird die Klemmkraft FK erreicht. Wie die 7 zeigt, weist die Kennlinie 500 der Formgedächtnislegierung ab der Klemmkraft FK ein Kraftplateau 504 auf. Das heißt, bei der Verformung des Auflageabschnitts 412 um den Klemmweg Δz steigt die Klemmkraft FK nicht mehr linear an. Die Formgedächtnislegierung wird pseudoelastisch verformt, wobei sich der Austenit in Martensit umwandelt. Diese Umwandlung ist reversibel. Das Kraftplateau 504 kann leicht ansteigen, da sich die Materialeigenschaften der Formgedächtnislegierung mit einer geometriebedingten Federsteifigkeit des Auflageabschnitts 412 überlagert. In der 7 ist auch noch die Hysterese 506 der Kennlinie 500 gezeigt. Die Einstellkraft FE und die Klemmkraft FK können mit Hilfe des Verbindungselements 430 aufgebracht werden.
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Bei der Verformung des Auflageabschnitts 412 um den Klemmweg Δz ändert sich also die Klemmkraft FK nicht oder nur geringfügig. Es wird ein Gleichkraftverhalten erreicht, bei dem sich die Klemmkraft FK nicht oder nur geringfügig ändert. Allerdings ändert sich die Geometrie des Auflageabschnitts 412, dessen verformter Zustand in der 5 mit dem Bezugszeichen 412' bezeichnet ist. Das Volumen des Auflageabschnitts 412 ändert sich bei der Verformung desselben nicht. Durch die Verformung des Auflageabschnitts 412 vergrößert sich allerdings die initiale Kontaktfläche 440 zu einer finalen Kontaktfläche 440'. Weiterhin vergrößert sich auch ein Radius R414 der Verrundung 414. Die Verrundung nach der Verformung ist mit dem Bezugszeichen 414' bezeichnet. Der Radius nach der Verformung ist mit dem Bezugszeichen R414' bezeichnet.
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Die Pseudoelastizität der Formgedächtnislegierung ist temperaturabhängig. Die Arbeitspunkte, wann die Pseudoelastizität genutzt werden kann, sind von der Materialbehandlung und der Legierungszusammensetzung abhängig. Beispielsweise kann ein Arbeitspunkt bei 22° C liegen und eine Klemmung in einem Prozesstemperaturbereich von 20° C bis 100° C gewährleisten.
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Die Flächenvergrößerung führt zu einer Reduzierung der Flächenpressung zwischen dem optischen Element 300 und dem Auflageabschnitt 412. Die Vergrößerung des Radius R414 führt zu einer Reduzierung der Hertzschen Pressung. Hierdurch wird eine unerwünschte Beeinflussung der, insbesondere optischen, Eigenschaften des optischen Elements 300 verhindert. Weiterhin verbessert sich durch die Flächenvergrößerung auch die Wärmeübertragung zwischen dem optischen Element 300 und dem Auflageabschnitt 412. Es kann also im Vergleich zu bekannten optischen Systemen eine spannungsreduzierte, verbesserte Klemmung bei gleichbleibender Klemmkraft FK, ein verbesserter Wärmeübergang, da die Kontaktfläche 440 größer wird, und eine reduzierte Flächenpressung erreicht werden. Weiter verursacht eine thermische Dehnung beider Partner keine Erhöhung der induzierten Spannung, da der Bereich der prozessbedingten thermischen Dehnung, im Einsatz der Verbindung, innerhalb des pseudoelastischen Dehnungsbereichs liegt.
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Die 8 und 9 zeigen in einer schematischen Schnittansicht und in einer schematischen Aufsicht eine Weiterbildung des optischen Systems 200 gemäß den 5 und 6. Im Folgenden wird nur auf Unterschiede zwischen dem optischen System 200 gemäß den 8 und 9 gegenüber dem optischen System 200 gemäß den 5 und 6 eingegangen.
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Der Auflageabschnitt 412 kontaktiert das optische Element 300 nicht an nur einem Punkt oder nur einer Linie sondern an zwei Punkten oder zwei Linien. Demgemäß sind bei dem Aufbringen der Einstellkraft FE zwei initiale Kontaktflächen 440 vorgesehen, die voneinander beabstandet sind. Beim Verformen des Auflageabschnitts 412 um den Klemmweg Δz verformt sich der Auflageabschnitt 412 derart pseudoelastisch, dass der Auflageabschnitt 412 mit einer großen finalen Kontaktfläche 440' auf dem optischen Element 300 aufliegt. Hierdurch können eine besonders niedrige Flächenpressung beziehungsweise eine besonders niedrige Hertzsche Pressung und ein besonders guter Wärmeübergang erreicht werden.
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Die 10 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines derartigen optischen Systems 200. In einem Schritt S1 wird das optische Element 300 zwischen dem ersten Bauteil 402 und dem zweiten Bauteil 404 angeordnet. Hierbei umfasst zumindest eines der Bauteile 402, 404 den das optische Element 300 kontaktierenden Auflageabschnitt 412, 426, welcher die pseudoelastisch verformbare Formgedächtnislegierung aufweist.
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In einem Schritt S2 werden das erste Bauteil 402 und/oder das zweite Bauteil 404 mit der Klemmkraft FK beaufschlagt, um das optische Element 300 kraftschlüssig zwischen dem ersten Bauteil 402 und dem zweiten Bauteil 404 zu halten. In einem Schritt S3 wird dann der Auflageabschnitt 412, 426 pseudoelastisch verformt. In dem Schritt S3 wird der Auflageabschnitt 412, 426 insbesondere um den Klemmweg Δz pseudoelastisch verformt.
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Obwohl die Erfindung vorliegend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 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
- Spiegel
- 124
- Wafer
- 126
- optische Achse
- 128
- Linse
- 130
- Spiegel
- 132
- Immersionsflüssigkeit
- 200
- optisches System
- 300
- optisches Element
- 302
- Außenkontur
- 304
- optisch wirksame Fläche
- 306
- optisch wirksame Fläche
- 308
- Mittelachse
- 310
- prismatischer Körper
- 400
- Halteeinrichtung
- 402
- Bauteil
- 404
- Bauteil
- 406
- Aufnahmeabschnitt
- 408
- Innenkontur
- 410
- Bodenfläche
- 412
- Auflageabschnitt
- 412'
- Auflageabschnitt
- 414
- Verrundung
- 414'
- Verrundung
- 416
- Aufnahmeabschnitt
- 418
- Innenkontur
- 420
- Bodenfläche
- 422
- Fase
- 424
- Außenkontur
- 426
- Auflageabschnitt
- 428
- Verrundung
- 430
- Verbindungselement
- 432
- Greifabschnitt
- 434
- Greifabschnitt
- 436
- Basisabschnitt
- 438
- Vorderseite
- 440
- Kontaktfläche
- 500
- Kennlinie
- 502
- Kraftanstieg
- 504
- Kraftplateau
- 506
- Hysterese
- F
- Kraft
- FB
- Beschleunigungskraft
- FE
- Einstellkraft
- FK
- Klemmkraft
- FR
- Reibkraft
- M1
- Spiegel
- M2
- Spiegel
- M3
- Spiegel
- M4
- Spiegel
- M5
- Spiegel
- M6
- Spiegel
- R414
- Radius
- R414'
- Radius
- S1
- Schritt
- S2
- Schritt
- S3
- Schritt
- x
- Raumrichtung
- y
- Raumrichtung
- z
- Raumrichtung
- Δz
- Klemmweg
