DE102016225898A1

DE102016225898A1 - Projection exposure apparatus for semiconductor lithography with actuatable faceted mirror

Info

Publication number: DE102016225898A1
Application number: DE102016225898.2A
Authority: DE
Inventors: Hubert Holderer; Arno Schmittner
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-01-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie (400), mit mindesten einer mittels einer hydraulischen Positionsaktuators mit einer Hydraulikflüssigkeit (100, 100‘, 100‘‘) aktuierbaren Komponente. Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Positionsaktuator (100, 100‘, 100‘‘) um eine hydraulische Druckdose, wobei die Druckdose derart ausgestaltet ist, dass sie ihre Längenausdehnung in Aktuierungsrichtung bei einer Druckerhöhung in der Hydraulikflüssigkeit vergrößert.The invention relates to a projection exposure apparatus for semiconductor lithography (400), with at least one component which can be actuated by means of a hydraulic position actuator with a hydraulic fluid (100, 100 ', 100' '). According to the invention, the position actuator (100, 100 ', 100' ') is a hydraulic pressure cell, wherein the pressure cell is designed such that it increases its longitudinal extent in the actuation direction with an increase in pressure in the hydraulic fluid.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Derartige Anlagen werden zur Erzeugung feinster Strukturen insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, einem sogenannten Reticle, auf einem mit photosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element und mittels nachfolgender weiterer Prozessschritte feinste Strukturen bis in den nm-Bereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. In jüngerer Zeit werden vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise im Bereich zwischen 1 nm und 30 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.The invention relates to a projection exposure apparatus for semiconductor lithography, in particular an EUV projection exposure apparatus. Such systems are used to produce very fine structures, in particular on semiconductor components or other microstructured components. The functional principle of the abovementioned systems is based on producing extremely fine structures down to the nm range by means of a generally smaller image of structures on a mask, a so-called reticle, on an element provided with photosensitive material and by means of subsequent further process steps , The minimum dimensions of the structures produced depend directly on the wavelength of the light used. Recently, more and more light sources with an emission wavelength in the range of a few nanometers, for example in the range between 1 nm and 30 nm, in particular in the range of 13.5 nm are used. The described wavelength range is also referred to as EUV range.

Zur Führung und Aufbereitung des emittierten Lichts werden unter anderem sogenannte Facettenspiegel verwendet, welche in der Regel eine Mehrzahl eng benachbarter, relativ kleinflächiger Spiegelfacetten oder Mikrospiegelarrays aufweisen. Die Spiegelfacetten sind wie auch die Mikrospiegelarrays üblicherweise einzeln oder in Gruppen hinsichtlich ihrer Ausrichtung ansteuerbar. Sie sind in der Regel in Ausnehmungen in einem beispielsweise plattenförmigen, ebenen oder gekrümmten Spiegelträger angeordnet.For guiding and processing the emitted light, so-called facet mirrors are used, among others, which generally have a plurality of closely adjacent, relatively small-area mirror facets or micromirror arrays. The mirror facets, like the micromirror arrays, can usually be actuated individually or in groups with respect to their orientation. They are usually arranged in recesses in a plate-shaped, planar or curved mirror carrier, for example.

Werden die oben genannten Facettenspiegel beispielsweise zu Wartungszwecken temporär aus dem Beleuchtungssystem entfernt oder getauscht, so stellt sich vielfach die Aufgabe, nach dem Wiedereinbau der Spiegel eine Justage des Strahlenganges vorzunehmen. Diese Problematik besteht insbesondere deswegen, weil bei freien Lichtwegen zwischen den genannten Facettenspiegeln und den im Lichtweg nachfolgenden Elementen, beispielsweise einem Retikel, in einem Bereich von 1–2m schon kleinste Winkelabweichungen in der Lage der Facettenspiegel zu einer erheblichen Abweichung des von den Spiegeln auf dem Retikel ausgeleuchteten Feldes führen können. Nach dem Stand der Technik werden derartige Abweichungen unter Verwendung sogenannter Spacer, also hochgenau vorgefertigter Abstandshalter korrigiert bzw. justiert. Nachteilig bei dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass Mittels der genannten Spacer nur eine Justage auf diskrete Werte vorgenommen werden kann, so dass sich der Justageprozess vergleichsweise aufwendig gestaltet. Darüber hinaus lässt sich bei dieser Vorgehensweise auch eine zeitliche Drift der Spiegelausrichtung beispielsweise durch Setzen, Alterung und Temperaturänderung nicht beziehungsweise nur schwer korrigieren.If the above-mentioned facet mirrors are temporarily removed or exchanged for maintenance purposes, for example, from the lighting system, it is often the task to make an adjustment of the beam path after the mirrors have been replaced. This problem exists in particular because with free light paths between the facet mirrors and the elements following in the light path, for example a reticle, in a range of 1-2m even the smallest angular deviations in the position of the facet mirror to a significant deviation of the mirrors on the Reticle illuminated field can lead. According to the prior art, such deviations are corrected or adjusted using so-called spacers, that is, highly accurately prefabricated spacers. A disadvantage of this approach, however, is that means of said spacer only an adjustment to discrete values can be made, so that the adjustment process designed comparatively expensive. Moreover, in this approach, a temporal drift of the mirror alignment, for example, by setting, aging and temperature change can not or only difficult to correct.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Möglichkeiten bekannt, die Positionen von Komponenten in Projektionsbelichtungsanlagen feinfühlig zu justieren. So ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 101 15 915 A1 ein hydraulischer Aktuator gezeigt, der sich in seiner Aktuierungsrichtung bei einer Druckerhöhung seiner Hydraulikflüssigkeit verkürzt. Hierzu ist der in der genannten Schrift beschriebene Aktuator derart ausgebildet, dass die die Hydraulikflüssigkeit umgebenden Wandungen eine Art Hebelsystem ausbilden, um die gewünschte Verkürzung zu erreichen. Dieser Lösung ist jedoch immanent, dass sich der Aktuator nach dem Stand der Technik nur mit einer begrenzten Steifigkeit in Aktuierungsrichtung versehen lässt.Various possibilities are already known from the prior art for sensitively adjusting the positions of components in projection exposure apparatuses. For example, in the German patent application DE 101 15 915 A1 a hydraulic actuator shown that shortens in its Aktuierungsrichtung at an increase in pressure of its hydraulic fluid. For this purpose, the actuator described in the cited document is designed such that the walls surrounding the hydraulic fluid form a kind of lever system in order to achieve the desired shortening. However, this solution is inherent in that the actuator according to the prior art can be provided only with a limited rigidity in Aktuierungsrichtung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem hydraulischen Aktuator anzugeben, dessen Steifigkeit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erhöht ist. The object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus for semiconductor lithography with a hydraulic actuator whose rigidity is increased compared to the solutions known from the prior art.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.This object is achieved by a device having the features of independent claim 1. The subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention.

Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie zeigt mindestens eine mittels eines hydraulischen Positionsaktuators mit einer Hydraulikflüssigkeit aktuierbare Komponente, wobei es sich bei dem Positionsaktuator um eine hydraulische Druckdose handelt. Dabei ist die Druckdose derart ausgestaltet, dass sie ihre Längenausdehnung in Aktuierungsrichtung bei einer Volumenerhöhung der in der Druckdose vorhandenen Hydraulikflüssigkeit vergrößert.A projection exposure apparatus according to the invention for semiconductor lithography shows at least one component which can be actuated by means of a hydraulic position actuator with a hydraulic fluid, wherein the position actuator is a hydraulic pressure cell. In this case, the pressure cell is designed such that it increases its length extension in Aktuierungsrichtung at an increase in volume of existing in the pressure cell hydraulic fluid.

Unter der Aktuierungsrichtung wird dabei diejenige Richtung verstanden, in welcher sich der Anbindepunkt des Aktuators an die zu positionierende Komponente bei einer Betätigung des Aktuators bewegt.In this case, the actuation direction is understood to be the direction in which the attachment point of the actuator moves to the component to be positioned when the actuator is actuated.

Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß auf die aus dem Stand der Technik bekannte Kinematik weitgehend verzichtet, so dass der erfindungsgemäße Aktuator eine in Aktuierungsrichtung erhöhte Steifigkeit aufweist.In other words, according to the invention, the kinematics known from the prior art are largely dispensed with, so that the actuator according to the invention has an increased rigidity in the actuation direction.

Dabei kann die Druckdose in einem Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Retikels in mechanischer Wirkverbindung mit mindestens einem Facettenspiegel stehen, so dass die Relativposition des Facettenspiegels gegenüber mindestens einer weiteren Komponente der Projektionsbelichtungsanlage verändert werden kann.In this case, the pressure cell in an illumination system for illuminating a reticle can be in mechanical operative connection with at least one facet mirror, so that the relative position of the facet mirror opposite at least one another component of the projection exposure system can be changed.

Bei dem Facettenspiegel kann es sich insbesondere um einen Pupillenfacettenspiegel handeln.The facet mirror may in particular be a pupil facet mirror.

Der Positionsaktuator kann dabei insbesondere eine Aktuierung parallel zur optischen Achse vornehmen. Für den Fall, dass lediglich ein Aktuator verwendet wird und der Facettenspiegel an anderer Stelle fixiert ist, kommt es zu einer Kippung der optischen Achse und damit zu einer Verschiebung und Rotation des optischen Koordinatensystems und einer Verschiebung des ausgeleuchteten Feldes auf dem im Lichtweg nachfolgenden optischen Element. Falls notwendig kann die Verschiebung des optischen Koordinatensystems durch eine entsprechende gegenläufige Bewegung anderer Aktuatoren kompensiert werden.The position actuator can in particular make an actuation parallel to the optical axis. In the event that only one actuator is used and the facet mirror is fixed elsewhere, there is a tilting of the optical axis and thus to a shift and rotation of the optical coordinate system and a shift of the illuminated field on the optical element following in the optical path , If necessary, the displacement of the optical coordinate system can be compensated by a corresponding opposite movement of other actuators.

Die Verwendung von Aktuatoren anstatt der nach dem Stand der Technik üblichen Spacer vereinfacht einerseits den Austausch einzelner Spiegelmodule bzw. Spiegelträger, da sich in derartigen Fällen sich das Feld, also derjenige Bereich, welcher auf einem Retikel ausgeleuchtet wird, um bis zu ca. 500µm verschieben kann und eine Justage des Feldes in Schritten bis zu 30 µm erforderlich ist. Bei Verwendung eines Aktuators entfällt der nach dem üblichen Stand der Technik erforderliche fein abgestufte Spacer-Satz. Ferner vereinfacht sich durch die erfindungsgemäße Maßnahme auch der Erstaufbau eines Beleuchtungssystems, da auch in diesen Fällen Fehlpositionierungen des Feldes im Bereich von 500µm möglich sind. Nur durch die Verwendung von Manipulatoren ist eine Online-Justage möglich. Darüber hinaus wird nach der Lehre der Erfindung ein modularer Aufbau des Beleuchtungssystems erleichtert. Die Komponenten Feldfacettenspiegelmodul, Pupillenfacettenspiegelmodul und Tragstruktur der Beleuchtungsvorrichtung können unabhängig voneinander realisiert werden und ein Einbau der beiden Spiegelmodule ist nur einmal erforderlich. Ein Austausch von Spacern zur Justage der Spiegelmodule ist im Unterschied zur bisherigen Systemen nach dem Stand der Technik nicht mehr erforderlich, wodurch auch die für den Tausch eines Spiegelmoduls erforderliche Zeit wesentlich verkürzt wird. The use of actuators instead of the spacers customary in the prior art, on the one hand, simplifies the replacement of individual mirror modules or mirror supports, since in such cases the field, ie the area which is illuminated on a reticle, is displaced by up to approximately 500 .mu.m can and an adjustment of the field in steps up to 30 microns is required. When using an actuator eliminates the required according to the usual state of the art finely graduated spacer set. Furthermore, the first construction of a lighting system is simplified by the measure according to the invention, since even in these cases incorrect positioning of the field in the range of 500 .mu.m are possible. Only through the use of manipulators an online adjustment is possible. In addition, a modular construction of the lighting system is facilitated according to the teachings of the invention. The components field facet mirror module, pupil facet mirror module and support structure of the illumination device can be implemented independently of each other and installation of the two mirror modules is required only once. An exchange of spacers for adjusting the mirror modules is no longer required in contrast to the previous systems according to the prior art, whereby the time required for the exchange of a mirror module is significantly shortened.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind drei einzeln ansteuerbare Positionsaktuatoren vorhanden.In an advantageous variant of the invention, three individually controllable position actuators are present.

Für den Fall, in welchem in dieser Konfiguration der Erfindung lediglich ein Aktuator angesteuert wird und die beiden anderen passiv bleiben, ergibt sich eine Verkippung um diejenige Achse, welche durch die beiden passiven Aktuatoren gebildet wird. Bei einem Abstand von ca. 300 mm zwischen dem angesteuerten Aktuator und der Kippachse ergibt sich pro µm Hub eine Winkelschrittweite der Verkippung von 3,3 µrad. Bei einem Lichtweg von ca. 2,5m zwischen einem Pupillenfacettenspiegel und einem Retikel ergibt sich pro µm Hub damit eine Feldverschiebung von ca. 17µm. Damit kann bei einem Gesamthub des Aktuators von +/–60µm eine Fehlpositionierung des Feldes von 1mm ausgeglichen werden.In the case in which in this configuration of the invention, only one actuator is controlled and the other two remain passive, there is a tilt about that axis, which is formed by the two passive actuators. At a distance of approx. 300 mm between the controlled actuator and the tilting axis, there is an angular increment of the tilt of 3.3 μrad per μm stroke. With a light path of approx. 2.5m between a pupil facet mirror and a reticle, this results in a field shift of approx. 17μm per μm of stroke. This can be compensated for a total stroke of the actuator of +/- 60μm an incorrect positioning of the field of 1mm.

Bei dem Positionsaktuator kann es sich insbesondere um eine hydraulische Druckdose mit einer Hydraulikflüssigkeit handeln. Eine derartige Druckdose ermöglicht auf einfache Weise eine stufenlose Positionierung, insbesondere Verkippung des Spiegelträgers. Die gewünschten Hübe können dabei unter Verwendung weniger Zehntel Kubikmillimeter Flüssigkeit unter Drücken weniger bar erreicht werden.The position actuator can in particular be a hydraulic pressure cell with a hydraulic fluid. Such a pressure cell allows a simple way a continuous positioning, in particular tilting of the mirror carrier. The desired strokes can be achieved using a few tenths of a cubic millimeter of liquid under pressures less bar.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Druckdose einen Stator und einen Deckel umfassen, wobei zwischen Stator und Deckel ein Innenvolumen zur Aufnahme der Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist. Dabei kann der Deckel mit einer bereichsweisen Materialabschwächung versehen sein; hierdurch kann bei einer Änderung des im Innenvolumen herrschenden Drucks eine definierte Verformung des Deckels erreicht werden. Die Materialabschwächungen, welche beispielsweise als ringförmige Nut ausgebildet sein können, wirken dabei in der Art von Festkörpergelenken.In a preferred embodiment of the invention, the pressure cell may comprise a stator and a lid, wherein between the stator and the lid, an internal volume for receiving the hydraulic fluid is formed. In this case, the lid may be provided with a material weakening in areas; As a result, a defined deformation of the cover can be achieved with a change in the pressure prevailing in the inner volume. The material weakenings, which may be formed, for example, as an annular groove, thereby acting in the manner of solid joints.

Wenn die Druckdose mit einem mechanischen Anschlag versehen ist, kann erreicht werden, dass eine plastische Deformation der Dose nach innen insbesondere in denjenigen Fällen, in welchen das System drucklos ist und eine Last von außen auf die Dose wirkt, vermieden wird.If the pressure box is provided with a mechanical stop, can be achieved that a plastic deformation of the can inwardly, especially in those cases in which the system is depressurized and a load from the outside acts on the can, is avoided.

Der mechanische Anschlag im Innenvolumen der Druckdose zwischen Stator und Deckel kann in der Weise ausgebildet sein, dass Deckel und Stator über zwei gegenüberliegende Kontaktflächen im Innenvolumen verfügen, welche im Fall einer von außen wirkenden Last mit einander in Kontakt kommen und damit eine weitere Deformation der Druckdose verhindern.The mechanical stop in the inner volume of the pressure cell between the stator and cover may be formed in such a way that the cover and stator have two opposite contact surfaces in the inner volume, which come in contact with each other in the case of an external load and thus a further deformation of the pressure cell prevent.

In einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung weist der Positionsaktuator einen Geberkolben auf, mittels dessen in der in dem Innenvolumen befindlichen Hydraulikflüssigkeit eine Druckänderung bewirkt werden kann. Der Geberkolben kann dabei mittels Aktuatoren wie beispielsweise mittels Schrittmotoren betätigt werden. Eine selbsthemmende Ausführung des Positionsaktuators, bei welche im Stillstand keine Energie verbraucht wird, kann dadurch erreicht werden, dass der Geberkolben über einen Motor mit einer Gewindestange angetrieben wird. Auch die Verwendung einer Stellschraube zur manuellen Einstellung ist möglich.In a further advantageous variant of the invention, the position actuator has a master piston, by means of which a pressure change can be effected in the hydraulic fluid in the internal volume. The master piston can be actuated by means of actuators such as stepper motors. A self-locking design of the position actuator, in which no energy is consumed at standstill, can be achieved in that the master piston is driven by a motor with a threaded rod. The use of a set screw for manual adjustment is also possible.

Dadurch, dass der Positionsaktuator als in sich vorgespanntes System realisiert ist, kann erreicht werden, dass Hübe in positive wie auch in negative Richtung erreicht werden können und dass die Steifigkeit des Aktuators auch auf Zug erhöht wird. The fact that the position actuator is realized as a self-biased system, it can be achieved that strokes can be achieved in the positive as well as in the negative direction and that the rigidity of the actuator is also increased to train.

Hierzu kann ein elastisches Element vorhanden sein, welches sich in einer Nullstellung des Aktuators in einem von seiner Nulllage abweichenden Zustand befindet. Das elastische Element kann beispielsweise als Zugstab ausgebildet sein, welcher an seinem ersten Ende mit dem Stator und mit dem zweiten Ende mit dem Deckel mechanisch verbunden ist.For this purpose, an elastic element may be present, which is in a zero position of the actuator in a deviating from its zero state. The elastic element may be formed, for example, as a pull rod, which is mechanically connected at its first end to the stator and the second end to the lid.

Bei der Hydraulikflüssigkeit kann es sich vorteilhafterweise um Wasser handeln, dass einerseits einen sehr geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten besitzt und andererseits eine sehr geringe Kompressibilität aufweist, was sich positiv auf die Temperatursensitivität und die Steifigkeit des Aktuators auswirkt. Prinzipiell ist auch die Verwendung von anderen Flüssigkeiten oder flüssigen Metallen wie Quecksilber oder Gallium denkbar.The hydraulic fluid may advantageously be water, on the one hand having a very low coefficient of thermal expansion and on the other hand having a very low compressibility, which has a positive effect on the temperature sensitivity and the rigidity of the actuator. In principle, the use of other liquids or liquid metals such as mercury or gallium is conceivable.

Wenn der der Aktuator mindestens einen Flüssigkeitsmengensensor, Drucksensor und/oder Temperatursensor umfasst, kann die Auslenkung des Aktuators aus den seitens der genannten Sensoren gemessenen Parametern bestimmt werden. Hierzu kann in thermisch stabilen Umgebungen auch nur ein Flüssigkeitsmengensensor oder ein Drucksensor genügen.If the actuator comprises at least one liquid quantity sensor, pressure sensor and / or temperature sensor, the deflection of the actuator can be determined from the parameters measured by the said sensors. For this purpose, in thermally stable environments, only a liquid quantity sensor or a pressure sensor can be sufficient.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments and variants of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it

1 eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, bei welcher die Erfindung zur Anwendung kommt; 1 a projection exposure apparatus for semiconductor lithography, to which the invention is applied;

2 einen als hydraulische Druckdose ausgeführten Positionsaktuator, wie er im in 1 gezeigten Beispiel Verwendung finden kann; 2 a position actuator designed as a hydraulic pressure box, as in the in 1 example shown can be used;

3 eine erste Variante der Erfindung; und 3 a first variant of the invention; and

4 eine weitere Variante der Erfindung. 4 another variant of the invention.

1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem 401 der Projektionsbelichtungsanlage 400 weist neben einer Lichtquelle 402 eine Beleuchtungsoptik 403 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 404 in einer Objektebene 405 auf. Beleuchtet wird ein im Objektfeld 404 angeordnetes Retikel 406, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 407 gehalten wird. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 408 dient zur Abbildung des Objektfeldes 404 in ein Bildfeld 409 in einer Bildebene 410. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 406 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 409 in der Bildebene 410 angeordneten Wafers 411, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 412 gehalten wird. Die Lichtquelle 402 kann Nutzstrahlung insbesondere im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm emittieren. 1 shows an example of the basic structure of an EUV projection exposure system 400 for microlithography, in which the invention can find application. A lighting system 401 the projection exposure system 400 points next to a light source 402 an illumination optics 403 for illuminating an object field 404 in an object plane 405 on. Illuminated is a in the object field 404 arranged reticle 406 that of a schematically represented Retikelhalter 407 is held. A merely schematically illustrated projection optics 408 serves to represent the object field 404 in a picture field 409 in an image plane 410 , A structure is shown on the reticle 406 on a photosensitive layer in the area of the image field 409 in the picture plane 410 arranged wafers 411 , by a wafer holder also shown in detail 412 is held. The light source 402 can emit useful radiation, in particular in the range between 5 nm and 30 nm.

Eine mittels der Lichtquelle 402 erzeugte EUV-Strahlung 413 wird mit einem in der Lichtquelle 402 integrierten Kollektor derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 414 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel FAC1 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel FAC1 wird die EUV-Strahlung 413 von einem Pupillenfacettenspiegel FAC2 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels FAC2 und einer optischen Baugruppe 417 mit Spiegeln 418, 419 und 420 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels FAC1 in das Objektfeld 404 abgebildet. Exemplarisch gezeigt in 1 sind drei Positionsaktuatoren 100, mittels welchen der Pupillenfacettenspiegel FAC2 bewegt, insbesondere verkippt werden kann. Die Positionsaktuatoren können dabei mit einen Spiegelträger des Pupillenfacettenspiegels verschraubt sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in der Figur die Tragstruktur, auf welcher die Positionsaktuatoren 100 ruhen, nicht dargestellt. One by means of the light source 402 generated EUV radiation 413 is with one in the light source 402 integrated collector aligned so that they are in the range of a Zwischenfokusebene 414 goes through an intermediate focus before hitting a field facet mirror FAC1. After the field facet mirror FAC1 becomes the EUV radiation 413 reflected by a pupil facet mirror FAC2. With the aid of the pupil facet mirror FAC2 and an optical assembly 417 with mirrors 418 . 419 and 420 field facets of the field facet mirror FAC1 are inserted into the object field 404 displayed. Exemplarily shown in 1 are three position actuators 100 , by means of which the pupil facet mirror FAC2 moves, in particular can be tilted. The position actuators can be screwed to a mirror carrier of the pupil facet mirror. For the sake of clarity, in the figure, the support structure on which the position actuators 100 rest, not shown.

2 zeigt in einer ersten Ausführungsform der Erfindung einen als hydraulische Druckdose 100 ausgeführten Positionsaktuator, wie er im in 1 gezeigten Beispiel Verwendung finden kann. 2 shows in a first embodiment of the invention as a hydraulic pressure box 100 executed position actuator, as in the in 1 example shown can be used.

Die Druckdose 100 umfasst dabei einen Stator 101 und einen mit dem Stator 101 mittels Schrauben 102 verbundenen Deckel 103. Zwischen Stator 101 und Deckel 103 wird ein Innenvolumen 104 ausgebildet, welches beispielsweise über eine Leitung 105 mit einer in der Figur nicht dargestellten Pumpe in Verbindung stehen kann. Die Druckdose 100 steht im eingebauten Zustand über die mechanische Schnittstelle 106 in Kontakt mit einer korrespondierenden Fläche eines Spiegelträgers eines in der 2 nicht dargestellten Spiegels, insbesondere eines Facettenspiegels. Ebenfalls erkennbar aus 2 ist, dass der Deckel 103 mit ringförmigen Nuten 107 versehen ist, welche eine gezielte Materialabschwächung im Deckel 103 darstellen und bewirken, dass sich, sobald das Innenvolumen 104 über die Leitung 105 mit einem druckbeaufschlagten Fluid gefüllt wird, der Deckel 103 definiert verformt und wie durch den Pfeil angedeutet eine Vertikalbewegung der mechanischen Schnittstelle 106 erfolgt. Im Betrieb ist das Innenvolumen 104 des Aktuators 100 mit einem Fluid wie beispielsweise Wasser vollständig angefüllt, so dass auch über kleine Druckänderungen eine feinfühlige, definierte Verformung der Druckdose 100, insbesondere des Deckels 103, erzielt werden kann. Unterhalb der mechanischen Schnittstelle 106 ist die Druckdose 100 mit einem mechanischen Anschlag 108 versehen, der bewirkt, dass in denjenigen Fällen, in welchen eine Last, insbesondere eine Stoßbeanspruchung, auf die Schnittstelle 106 einwirkt, auch in Fällen, in welchen das Innenvolumen 104 nicht befüllt oder druckbeaufschlagt ist, es nicht zu einer Verformung des Deckels 103 nach innen kommt.The pressure cell 100 includes a stator 101 and one with the stator 101 by means of screws 102 connected lid 103 , Between the stator 101 and lid 103 becomes an interior volume 104 formed, which for example via a line 105 can be in communication with a pump not shown in the figure. The pressure cell 100 is in the installed state via the mechanical interface 106 in contact with a corresponding surface of a mirror carrier in the 2 not shown mirror, in particular a facet mirror. Also recognizable 2 is that the lid 103 with annular grooves 107 is provided, which a targeted material weakening in the lid 103 represent and cause itself as soon as the internal volume 104 over the line 105 filled with a pressurized fluid, the lid 103 Defines deformed and as indicated by the arrow a vertical movement of the mechanical interface 106 he follows. In operation is the internal volume 104 of the actuator 100 completely filled with a fluid such as water, so that even with small pressure changes a sensitive, Defined deformation of the pressure cell 100 , especially the lid 103 , can be achieved. Below the mechanical interface 106 is the pressure cell 100 with a mechanical stop 108 ensures that in those cases in which a load, in particular a shock load, on the interface 106 acts, even in cases where the internal volume 104 it is not filled or pressurized, it does not deform the lid 103 comes inside.

3 zeigt eine Variante der Erfindung, bei welcher eine Druckänderung im Innenvolumen 104‘ einer Druckdose 100‘ mittels eines Geberkolbens 109 erzielt wird. Der Geberkolben 109 ist dabei in einer Buchse 111 aktuierbar in der Weise angeordnet, dass er bei Bewegungen in Richtung des Innenvolumens 104‘ oder aus dem Innenvolumen 104‘ heraus Druckänderungen in selbigem bewirkt. Das Übersetzungsverhältnis der Hübe des Geberkolbens 109 und der mechanischen Schnittstelle 106‘ bestimmt sich dabei im Wesentlichen aus dem Flächenverhältnis der Stirnfläche A‘ des Geberkolbens 109 und der bewegbaren Fläche A der Druckdose 100‘. Dies gilt selbstverständlich strenggenommen nur für weitgehend inkompressible Flüssigkeiten wie beispielsweise Wasser. Mittels eines Dichtrings 110 ist der Geberkolben 109 abgedichtet. Eine Aktuierung des Geberkolbens 109 kann auf unterschiedlichste Weisen erfolgen, so ist beispielsweise einerseits eine hydraulische Aktuierung denkbar, aber auch ein Antrieb beispielsweise mittels eines Schrittmotors, eines Elektromagneten oder mittels Piezoaktuatoren ist prinzipiell möglich. 3 shows a variant of the invention, in which a pressure change in the internal volume 104 ' a pressure cell 100 ' by means of a master piston 109 is achieved. The master piston 109 is in a socket 111 actuatable arranged in such a way that it moves in the direction of the internal volume 104 ' or from the internal volume 104 ' out pressure changes in selbigem causes. The gear ratio of the strokes of the master piston 109 and the mechanical interface 106 ' is determined essentially from the area ratio of the end face A 'of the master piston 109 and the movable surface A of the pressure box 100 ' , Of course, strictly speaking, this applies only to largely incompressible liquids such as water. By means of a sealing ring 110 is the master piston 109 sealed. An actuation of the master piston 109 can take place in various ways, so for example a hydraulic actuation on the one hand conceivable, but also a drive, for example by means of a stepping motor, an electromagnet or by means of piezo actuators is possible in principle.

4 zeigt eine Variante der Erfindung, bei welcher in vorteilhafter Weise aus einer Mittellage heraus Hübe in positiver und negativer Richtung aktiviert werden können. Darüber hinaus ist die Steifigkeit des Aktuators 100‘‘ auf Zug in der gezeigten Variante erhöht. Der Aktuator 100‘‘ ist dabei als ein in sich vorgespanntes System realisiert, was im gezeigten Beispiel durch die Verwendung eines Zugstabes 112 erreicht wird, welcher den Stator 101‘‘ mit dem Deckel 103‘‘ verbindet und welcher elastisch ausgebildet ist. Die Vorspannung des Systems wird dabei dadurch erreicht, dass das Innenvolumen 104‘‘ bereits in der Nullstellung des Aktuators 100‘‘ derart mit einem Druck beaufschlagt wird, dass der Zugstab 112 sich bereits in diesem Zustand in einer gedehnten Stellung befindet. Erhöht man nun den Innendruck weiter, so erfolgt die Bewegung in Vertikalrichtung gegen die elastische Federkraft des Zugstabes 112. Umgekehrt kann eine negative Bewegung dadurch realisiert werden, dass aus der Nullstellung heraus der Druck im Innenvolumen 104‘‘ der Druckdose 100‘‘ reduziert wird, so dass durch den Federkraft des Zugstabes 112 die mechanische Schnittstelle 106‘‘ nach unten, also in negative Richtung, gezogen wird. Alternativ kann die Vorspannung dadurch erzielt werden daß die mechanische Schnittstelle 106‘‘ bereits in der drucklosen Stellung des Aktuators 100‘‘ mit einem negativen Weg beaufschlagt wird, so dass der Zugstab 112‘‘ sich bereits in diesem Zustand in gedehntem Zustand befindet. Diese Variante ist insbesondere in denjenigen Fällen vorteilhaft, in welchen der Spiegel und der Positionsaktuator derart zueinander angeordnet sind, dass die Gravitationskraft des Spiegels in die negative Richtung des Aktuators wirkt oder dass die Gravitationskraft senkrecht zur Richtung des Aktuators wirkt, so dass durch die Gravitationskraft keine Rückstellkraft realisiert wird. Ebenfalls erkennbar in 4 sind die exemplarisch eingezeichneten Schweißstellen 113, durch welche eine gasdichte Ausführung des erfindungsgemäßen Aktuators, insbesondere für den Einsatz im Vakuum oder ähnlichen, auf Ausgasen sensitiven Umgebungen, erreicht werden kann. 4 shows a variant of the invention, in which advantageously strokes in a positive and negative direction can be activated from a central position out. In addition, the stiffness of the actuator 100 '' increased to train in the variant shown. The actuator 100 '' is realized as a self-biased system, which in the example shown by the use of a tension rod 112 is reached, which the stator 101 '' with the lid 103 '' connects and which is elastically formed. The bias of the system is thereby achieved that the internal volume 104 '' already in the zero position of the actuator 100 '' is subjected to such a pressure that the tension rod 112 already in this state in a stretched position. If the internal pressure is increased further, the movement in the vertical direction takes place against the elastic spring force of the tension rod 112 , Conversely, a negative movement can be realized by the fact that from the zero position, the pressure in the internal volume 104 '' the pressure box 100 '' is reduced, so that by the spring force of the tension rod 112 the mechanical interface 106 '' down, ie in negative direction, is pulled. Alternatively, the bias can be achieved that the mechanical interface 106 '' already in the unpressurized position of the actuator 100 '' is subjected to a negative path, so that the tension rod 112 '' is already in this state in a stretched state. This variant is particularly advantageous in those cases in which the mirror and the position actuator are arranged to each other such that the gravitational force of the mirror acts in the negative direction of the actuator or that the gravitational force acts perpendicular to the direction of the actuator, so that by the gravitational force no Restoring force is realized. Also recognizable in 4 are the exemplary marked welds 113 , by which a gas-tight embodiment of the actuator according to the invention, in particular for use in a vacuum or similar, on outgassing sensitive environments, can be achieved.

Weiterhin sind in der Figur ein Flüssigkeitsmengensensor 114, ein Temperatursensor 115 und ein Drucksensor 116 gezeigt. Durch Auswerten der von dem Flüssigkeitsmengensensor 114 und/oder dem Drucksensor 116 gemessenen Parameter kann auf den momentanen Auslenkungszustand des Aktuators 100‘‘ geschlossen werden. Bei bekannten elastischen Eigenschaften des Deckels 103‘‘ und/oder geometrischen Verhältnisse im Innenvolumen 104‘‘ kann dann der Auslenkungszustand des Aktuators 100‘‘ leicht bestimmt werden. Der Temperatursensor 115 kann dabei dazu dienen, die ermittelten Werte anhand der gemessenen Temperatur der Hydraulikflüssigkeit zu präzisieren bzw. zu korrigieren.Furthermore, in the figure, a liquid amount sensor 114 , a temperature sensor 115 and a pressure sensor 116 shown. By evaluating the of the liquid quantity sensor 114 and / or the pressure sensor 116 measured parameter can be based on the instantaneous deflection state of the actuator 100 '' getting closed. For known elastic properties of the lid 103 '' and / or geometric relationships in the internal volume 104 '' can then the deflection state of the actuator 100 '' be easily determined. The temperature sensor 115 This can serve to specify or correct the determined values on the basis of the measured temperature of the hydraulic fluid.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10115915 A1 [0004]

Claims

Projection exposure apparatus for semiconductor lithography ( 400 ), with at least one by means of a hydraulic position actuator ( 100 . 100 ' . 100 '' ) actuatable component with a hydraulic fluid, characterized in that it is in the position actuator ( 100 . 100 ' . 100 '' ) is a hydraulic pressure cell, wherein the pressure cell is designed such that it increases its length extension in Aktuierungsrichtung at an increase in volume of existing hydraulic fluid in the pressure cell.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to claim 1, characterized in that the pressure box ( 100 . 100 ' . 100 '' ) in a lighting system ( 401 ) for illuminating a reticle ( 406 ) is in mechanical operative connection with at least one facet mirror (FAC2), so that the relative position of the facet mirror (FAC2) with respect to at least one further component of the projection exposure apparatus (FAC2) 400 ) can be changed.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to claim 2, characterized in that the facet mirror (FAC2) is the pupil facet mirror.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to one of the preceding claims, characterized in that up to three individually controllable position actuators ( 100 . 100 ' . 100 '' ) available.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure box ( 100 . 100 ' . 100 '' ) a stator ( 101 . 101 ' 101 '' ) and a lid, wherein between stator ( 101 . 101 ' 101 '' ) and lid ( 103 . 103 ' 103 '' ) An internal volume for receiving the hydraulic fluid is formed.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to claim 5, characterized in that the lid ( 103 . 103 ' 103 '' ) with a material weakening ( 107 ) is provided.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to claim 6, characterized in that the regional weakening of material ( 107 ) is formed as an annular groove.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to one or more of claims 4 to 7, characterized in that the position actuator ( 100 ) with a mechanical stop ( 108 ) is provided.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to claim 8 and claim 5, characterized in that the mechanical stop ( 108 ) in the internal volume ( 104 ) of the position actuator ( 100 ) between stator ( 101 ) and lid ( 103 ) is trained.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to one or more of claims 5 to 9, characterized in that the position actuator ( 100 ' ) a master piston ( 109 ), by means of which in one in the inner volume ( 104 ' ) located hydraulic fluid, a pressure change can be effected.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to one or more of claims 4 to 10, characterized in that the position actuator ( 100 '' ) is realized as a self-biased system.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to claim 11, characterized in that for biasing the system an elastic element ( 112 ), which is in a zero position of the position actuator ( 100 '' ) is in a state deviating from its zero position.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to claim 12, characterized in that the elastic element ( 112 ) is designed as a tension rod, which at its first end to the stator ( 101 '' ) and with the second end with the lid ( 103 '' ) is mechanically connected.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to one or more of claims 4-13, characterized in that it is the hydraulic fluid is water.

Projection exposure apparatus ( 400 ) according to one or more of claims 4-14, characterized in that the position actuator ( 100 . 100 ' . 100 '' ) at least one of the components liquid quantity sensor ( 114 ), Pressure sensor ( 116 ) and temperature sensor ( 115 ).