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Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, bei welcher eine erste Komponente über ein auf einer ersten Seite der Komponente angeordnetes Verbindungselement mit einer weiteren Komponente der Projektionsbelichtungsanlage mechanisch verbunden ist.
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So können beispielsweise Linsenfassungen oder Spiegel typischerweise mittels Verbindungselementen an ihren Rändern mit einer Tragstruktur der Projektionsbelichtungsanlage verbunden werden. Dabei werden üblicherweise in Ausnehmungen der Komponente Buchsen eingeklebt, in welchen dann ein sogenanntes Buchsengelenk eingesetzt werden kann, welches den mechanischen Kontakt bzw. die mechanische Verbindung zu einer Trag- oder auch einer Aktuierstruktur herstellt.
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Aufgrund der nicht unerheblichen Massen der beteiligten Komponenten, wie auch der vielfältigen an die Komponenten zu stellenden Erfordernisse, beispielsweise, die Komponenten zur Korrektur von Abbildungsfehlern schnell zu bewegen, treten im Bereich der Fügeflächen - also derjenigen Kontaktflächen der gefügten Komponenten, über welche Kräfte und Momente zur Halterung oder Aktuierung eingeleitet werden - und in angrenzenden Bereichen der beteiligten Komponenten erhebliche mechanische Beanspruchungen auf, welche zu Deformationen Anlass geben können. Wenn nun diese Deformationen denjenigen Bereich eines optischen Elementes erreichen, welcher zur Reflexion oder Refraktion der Nutzstrahlung der Projektionsbelichtungsanlage verwendet wird, kann dies zu dynamisch oder auch statisch auftretenden Abbildungsfehlern führen, wodurch sich insgesamt die Ausbeute der zugehörigen Projektionsbelichtungsanlage an fehlerfreien erzeugten Halbleiterstrukturen verringert.
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In der Vergangenheit wurden unterschiedlichste Ansätze unternommen, dieser Problematik zu begegnen. So ist beispielsweise in der US-Offenlegungsschrift
US2006/0192328 A1 eine Projektionsbelichtungsanlage für die Haltleiterlithographie gezeigt, bei welcher eine gewisse Deformationsentkopplung im Bereich der genannten Fügeflächen dadurch erreicht wird, dass in den an die Fügeflächen angrenzenden Bereichen der verwendeten Komponenten Ausnehmungen, also gezielte lokale Materialabschwächungen, geschaffen sind, welche Deformationen bei Lagerung oder mechanischer Manipulation der entsprechenden Komponente im Wesentlichen auf den Bereich der Fügefläche und angrenzende Bereiche beschränken.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, weitere Varianten zur Deformationsentkopplung von Komponenten in Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere zur Deformationsentkopplung von Spiegeln, anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie zeigt eine erste Komponente, welche mittels eines auf einer ersten Seite der ersten Komponente angeordneten Verbindungselementes über eine Fügefläche mit einer weiteren Komponente der Projektionsbelichtungsanlage mechanisch verbunden ist. Die erste Komponente weist mindestens eine Ausnehmung auf, durch welche die Einleitung von Deformationen aus dem Fügebereich in weitere Bereiche der ersten Komponente vermindert wird. Unter dem Fügebereich wird dabei derjenige Bereich verstanden, welcher sich unterhalb der Fügefläche bis zu einer der Fügefläche gegenüberliegenden Seite der ersten Komponente erstreckt.
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Wie bereits oben erwähnt ist die Fügefläche diejenige Fläche, über welche Kräfte und Momente in die erste Komponente eingeleitet werden. Sie ist eine Fläche auf der ersten Komponente und beispielsweise mit einer Buchse oder einem Buchsengelenk verbunden, welche bzw. welches ihrerseits bzw. seinerseits mit einer Tragstruktur mechanisch verbunden ist.
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Erfindungsgemäß ist diese Ausnehmung auf eine der Fügefläche liegenden Seite der ersten Komponente angeordnet. Handelt es sich also beispielsweise bei der ersten Komponente um ein optisches Element oder einen Spiegel, welcher über ein Verbindungselement mit der Tragstruktur der zugehörigen Projektionsbelichtungsanlage verbunden ist, so ist eine deformationsentkoppelnde Struktur auf der dem Verbindungselement abgewandten Seite des Spiegels angeordnet. So kann beispielsweise ein Multilayerspiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage für den EUV Bereich derart ausgebildet sein, dass er von seiner rückwärtigen Seite her an beispielsweise drei Punkten gehalten bzw. mechanisch aktuiert wird und sich auf seiner Vorderseite, also derjenigen Seite, welche mit der in der Projektionsbelichtungsanlage zu Abbildung verwendeten elektromagnetischen Strahlung beaufschlagt wird, Ausnehmungen, wie beispielsweise Nuten oder Gräben befinden. Derartige Ausnehmungen können vorteilhafterweise im Randbereich des Spiegels gegenüber den Verbindungselementen, welche sich typischerweise ebenfalls im Randbereich des Spiegels befinden, angeordnet sein. Durch diese Maßnahme kann insbesondere eine erhöhte Designfreiheit bei der Gestaltung der mechanischen Verbindung zwischen Spiegel und Tragstruktur geschaffen werden, da ein Bereich des Spiegels für Elemente zur Deformationsentkopplung, also im vorliegenden Fall für Nuten, nutzbar gemacht wird, welche bislang für diese Funktion noch nicht verwendet wurde.
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Insbesondere kann es sich wie bereits erwähnt bei der Ausnehmung um eine Nut handeln, welche mindestens abschnittsweise außerhalb des Fügebereiches verläuft. Wird also die mechanische Verbindung zwischen den beiden genannten Komponenten mittels einer zylindrischen, in eine entsprechende Aussparung der ersten Komponente eingeklebten Buchse realisiert, so kann die Nut ringförmig oder auch unterbrochen außerhalb des Fügebereiches auf der der Buchse abgewandten Seite des optischen Elementes verlaufen.
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Es sind auch Anwendungsfälle denkbar, bei welchen eine Nut oder eine andere Form von Materialabschwächung oder Ausnehmung mindestens abschnittsweise oder auch vollständig innerhalb des Fügebereiches verläuft.
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Ebenso sind kombinierte Anordnungen denkbar, in welchen auf der ersten Seite der ersten Komponente eine weitere Nut vorhanden ist, welche mindestens abschnittsweise außerhalb des Fügebereiches verläuft.
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Wie bereits erwähnt, kann das Verbindungselement eine Buchse umfassen, welche in einer Aussparung der ersten Komponente angeordnet ist. Alternativ hierzu kann das Verbindungselement auch unter Verwendung eines sogenannten Buchsengelenkes realisiert sein, welches direkt in der üblicherweise für die Buchse vorgesehenen Aussparung der ersten Komponente angeordnet, insbesondere verschraubt ist. Auch eine Kombination aus einem verschraubten Buchsengelenk und einer Buchse zur Realisierung des Verbindungselementes ist denkbar.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, in welcher die Erfindung zur Anwendung kommen kann,
- 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung,
- 3 eine erste Variante zu der in 2 gezeigten Ausführungsform,
- 4 eine kombinierte Variante mit einer zusätzlichen Nut,
- 5 eine Ausführungsform mit einem direkt verschraubten Buchsengelenk,
- 6 eine Variante zu der in 5 gezeigten Darstellung; und
- 7 eine kombinierte Verwendung von Buchse und Buchsengelenk.
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1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 weist neben einer Lichtquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6 auf. Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in eine Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist. Die Lichtquelle 3 kann Nutzstrahlung insbesondere im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm emittieren.
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Eine mittels der Lichtquelle 3 erzeugte EUV-Strahlung 14 wird mittels eines in der Lichtquelle 3 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 15 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 16 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 16 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 17 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 17 und einer optischen Baugruppe 18 mit Spiegeln 19, 20 und 21 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 16 in das Objektfeld 6 abgebildet.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einer ersten Komponente 30, beispielsweise einem Multilayerspiegel 30 für die EUV-Lithographie, wobei auf einer ersten Seite 31 des Multilayerspiegels 30 eine Buchse 340 als Teil eines Verbindungselementes befestigt ist. Die Buchse 340 ist über eine mit einer in der Figur nicht bezeichneten Kleberschicht versehene Fügefläche 35 in eine Aussparung 33 des Multilayerspiegels 30 eingesetzt. Dabei ist in 2 ein unterhalb der Fügefläche 35 befindlicher sogenannter Fügebereich 36 durch eine gestrichelte Darstellung hervorgehoben. Im gezeigten Beispiel wird die angestrebte Deformationsentkopplung dadurch erreicht, dass um den Fügebereich 36 herum auf einer der Fügefläche 35 gegenüberliegenden Seite 32 des Multilayerspiegels 30 eine Ausnehmung 38 in Form einer umlaufenden Nut vorgesehen ist. Dadurch wird in einem dem Fügebereich 36 benachbarten Bereich 37 des Spiegels 30 eine gezielte Materialabschwächung erreicht, welche eventuell auftretende mechanische Beanspruchungen aufnimmt und weitgehend unterbindet, dass Deformationen in denjenigen Bereich des Spiegels 30 eingetragen werden, in welchem eine Reflektion des Nutzlichtes der Projektionsbelichtungsanlage 1 stattfindet. Gut erkennbar in 2 ist, dass die Nut 38 sich außerhalb des Fügebereiches 36 befindet.
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Im Unterschied hierzu ist in 3 zusätzlich auf der ersten Seite 31.3 des Spiegels 30.3 eine weitere Nut 39 angeordnet, welche sich außerhalb des auch in dieser Figur gestrichelt angedeuteten Fügebereiches 36.3 befindet. Darüber hinaus verläuft die auf der der Buchse 340 gegenüberliegenden Seite 32.3 befindliche Nut 38.3 - im Unterschied zu der in 2 gezeigten Ausgestaltung - hier innerhalb des Fügebereiches 36.3 selbst. Die gezeigte Kombination zweier Nuten 38.3, 39 ermöglicht eine besonders effiziente und raumsparende Form der Deformationsentkopplung.
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4 zeigt eine Variante der Erfindung, die sich gegenüber der in 3 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass sich beide Nuten 38.4, 39.4 außerhalb des Fügebereiches 36.4 befinden. Für den Fall, dass die Nuten nicht als vollständig umlaufende Ringnuten ausgebildet, sondern segmentiert realisiert sind, ist eine Ausführungsform denkbar, bei welchen die beiden segmentierten Ringnuten einander gegenüberliegend und gegeneinander verdreht ausgebildet sind, wobei beide Ringnuten den selben Abstand von dem Fügebereich 36.4 haben. Insbesondere bei vergleichsweise dünnen Spiegeln 30.4 ist die in 4 gezeigte Art der Deformationsentkopplung auch aus Fertigungssicht umsetzbar und vorteilhaft. Ebenso tragen größere Spiegelmassen und die daraus resultierenden größeren Fügeflächen zu einer guten Umsetzbarkeit der gezeigten vorteilhaften Geometrien bei.
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In 5 ist eine Variante der Erfindung gezeigt, bei welcher auf eine Buchse 340 verzichtet wird und ein Verbindungselement in Form eines Buchsengelenks 34 direkt in einer Aussparung 33.5 eines Spiegels 30.5 angeordnet, im gezeigten Beispiel verschraubt, wird. Hierdurch entfällt die Fügestelle zwischen Buchse und Spiegel, so dass eine mechanische Entkopplung im Spiegelmaterial selbst zu erfolgen hat, was durch die erwähnten und bereits gezeigten Lösungen ermöglicht wird. Entsprechend ist in 5 außerhalb des Fügebereiches 36.5 auf der dem Buchsengelenk 34 gegenüber liegenden Seite 32.5 des Spiegels 30.5 eine umlaufende Ringnut 38.5 ausgebildet, welche die gewünschte Deformationsentkopplung weitgehend leistet. Um Spannungen im Spiegelkörper durch die mechanische Anbindung zu minimieren, ist in dem in 5 gezeigten Beispiel eine Klemmplatte 40 vorgesehen. Die Fügefläche 35.5 ist im gezeigten Beispiel weit in das Innere der Aussparung verlagert; die Ringnut 38.5 befindet sich jedoch auch in diesem Fall auf einer der Fügefläche 35.5 gegenüber liegenden Seite des Spiegels 30.5.
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In 6 ist eine gegenüber der in 5 dargestellten Anordnung dahingehend modifizierte Variante gezeigt, dass auf der ersten Seite 31.6 der ersten Komponente 30.6 eine weitere umlaufende Nut 39.6 angeordnet ist. Zwischen den beiden umlaufenden Nuten 38.6, 39.6 ergibt sich ein abgeschwächter Materialbereich, der in der Art eines Festkörpergelenks oder auch einer Blattfeder zur Deformationsentkopplung beiträgt.
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7 zeigt eine Variante, bei welcher eine beispielsweise aus einem keramischen Material verwendete Buchse 340 verwendet wird, in welche ein Buchsengelenk 34 unter Verwendung einer Klemmplatte 40 verschraubt wird. Spiegel 30.7 und Buchse 340 sind hierbei als die erste Komponente aufzufassen, was durch die Reihenfolge der Fügeschritte gewährleistet ist. Die Buchse 340 wird im Zuge des Fügens zuerst mit dem Spiegel 30.7 verbunden. Anschließend wird das Buchsengelenk 34 mittels der Klemmplatte 40 an die aus Spiegel 30.7 und Buchse 340 gebildete erste Komponente angebunden. Bezüglich des Fügeschritts Klemmplattenanbindung verläuft eine ringförmige Ausnehmung 39.7 im gezeigten Beispiel außerhalb des Fügebereiches 36.7.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2006/0192328 A1 [0004]
