DE102021203723A1 - CONNECTION ARRANGEMENT, PROJECTION EXPOSURE EQUIPMENT AND METHOD - Google Patents
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Abstract
Eine Verbindungsanordnung (100) zum lötfreien und elektrisch leitenden Verbinden eines Einpresselements (114A, 114B) mit einer Leiterplatte (104), aufweisend eine an einer Öffnung (110) der Leiterplatte (104) vorgesehene Metallhülse (112), und das Einpresselement (114A, 114B), das einen Einpressabschnitt (134), der derart in die Metallhülse (112) eingepresst ist, dass der Einpressabschnitt (134) mit der Metallhülse (112) kaltverschweißt ist, und einen Durchbruch (146) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Einpresselement (114A, 114B) umfasst, wobei der Durchbruch (146) entlang einer Symmetrieachse (132) des Einpresselements (114A, 114B) betrachtet zumindest bis in die Metallhülse (112) geführt ist, so dass die elektrische Verbindung entlang der Symmetrieachse (132) betrachtet auf Höhe der Metallhülse (112) herstellbar ist.A connection arrangement (100) for the solderless and electrically conductive connection of a press-in element (114A, 114B) to a circuit board (104), having a metal sleeve (112) provided at an opening (110) in the circuit board (104), and the press-in element (114A, 114B) which has a press-in section (134) which is pressed into the metal shell (112) in such a way that the press-in section (134) is cold-welded to the metal shell (112), and an aperture (146) for establishing an electrical connection with the press-in element (114A, 114B), wherein the opening (146) viewed along an axis of symmetry (132) of the press-in element (114A, 114B) is guided at least into the metal sleeve (112), so that the electrical connection is viewed along the axis of symmetry (132). can be produced at the height of the metal sleeve (112).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum lötfreien und elektrisch leitenden Verbinden eines Einpresselements mit einer Leiterplatte, eine Projektionsbelichtungsanlage mit zumindest einer derartigen Verbindungsanordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Verbindungsanordnung.The present invention relates to a connection arrangement for the solderless and electrically conductive connection of a press-in element to a printed circuit board, a projection exposure system with at least one such connection arrangement, and a method for producing such a connection arrangement.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to produce microstructured components such as integrated circuits. The microlithography process is carried out using a lithography system which has an illumination system and a projection system. The image of a mask (reticle) illuminated by the illumination system is projected by the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example a silicon wafer, in order to place the mask structure on the light-sensitive coating of the substrate transferred to.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt, Linsen, eingesetzt werden.Driven by the striving for ever smaller structures in the manufacture of integrated circuits, EUV lithography systems are currently being developed which use light with a wavelength in the range from 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm. In such EUV lithography systems, because of the high absorption of light of this wavelength by most materials, reflective optics, ie mirrors, must be used instead of—as hitherto—refractive optics, ie lenses.
In derartigen EUV-Lithographieanlagen ist es erforderlich, verschiedenste Aktuatoren, Sensoren, Kabel und Leiterplatten unter EUV-Bedingungen zu verdrahten. Dabei ist beispielsweise bei einer elektrischen Verbindung zwischen einem Kabel und einer Leiterplatte auf einen geringen Bauraumbedarf zu achten. Es ist aufgrund der EUV-Bedingungen, insbesondere Vakuumumgebung und wasserstoffhaltiger Atmosphäre nur eine begrenzte Materialauswahl möglich. So sind beispielsweise Lötverbindungen ungeeignet.In such EUV lithography systems it is necessary to wire a wide variety of actuators, sensors, cables and printed circuit boards under EUV conditions. In this case, for example, in the case of an electrical connection between a cable and a printed circuit board, attention must be paid to a small installation space requirement. Due to the EUV conditions, in particular the vacuum environment and the atmosphere containing hydrogen, only a limited selection of materials is possible. For example, soldered connections are unsuitable.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Verbindungsanordnung bereitzustellen.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved connection arrangement.
Demgemäß wird eine Verbindungsanordnung zum lötfreien und elektrisch leitenden Verbinden eines Einpresselements mit einer Leiterplatte vorgeschlagen. Die Verbindungsanordnung umfasst eine an einer Öffnung der Leiterplatte vorgesehene Metallhülse und das Einpresselement, das einen Einpressabschnitt, der derart in die Metallhülse eingepresst ist, dass das Einpresselement mit der Metallhülse kaltverschweißt ist, und einen Durchbruch zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Einpresselement umfasst, wobei der Durchbruch entlang einer Symmetrieachse des Einpresselements betrachtet zumindest bis in die Metallhülse geführt ist, so dass die elektrische Verbindung entlang der Symmetrieachse betrachtet auf Höhe der Metallhülse herstellbar ist.Accordingly, a connection arrangement for the solderless and electrically conductive connection of a press-in element to a printed circuit board is proposed. The connection arrangement comprises a metal sleeve provided at an opening of the circuit board and the press-in element, which comprises a press-in section, which is pressed into the metal sleeve in such a way that the press-in element is cold-welded to the metal sleeve, and a breakthrough for establishing an electrical connection with the press-in element, wherein viewed along an axis of symmetry of the press-in element, the opening is made at least as far as the metal sleeve, so that the electrical connection can be made at the height of the metal sleeve when viewed along the axis of symmetry.
Dadurch, dass das Einpresselement mit der Metallhülse kaltverschweißt ist, kann vorteilhafterweise auf eine Lötverbindung verzichtet werden. Dies ermöglicht es, die Verbindungsanordnung auch unter EUV-Bedingungen einzusetzen. Die Kaltverschweißung sorgt somit sowohl für eine mechanische als auch für eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Einpresselement und der Metallhülse. Ferner kann auch auf Steckverbinder verzichtet werden. Diese sind meist aus Kunststoffen gefertigt, die unter EUV-Bedingungen nur sehr bedingt einsetzbar sind. Dadurch, dass die elektrische Verbindung auf Höhe der Metallhülse hergestellt werden kann, kann entlang der Symmetrieachse betrachtet ein möglichst kleiner Bauraum erzielt werden.Due to the fact that the press-in element is cold-welded to the metal sleeve, a soldered connection can advantageously be dispensed with. This makes it possible to use the connection arrangement under EUV conditions. The cold weld thus ensures both a mechanical and an electrically conductive connection between the press-in element and the metal sleeve. Furthermore, plug connectors can also be dispensed with. These are usually made of plastics, which can only be used to a very limited extent under EUV conditions. Due to the fact that the electrical connection can be made at the level of the metal sleeve, the smallest possible installation space can be achieved when viewed along the axis of symmetry.
Die Leiterplatte kann insbesondere jede Art von nicht-flexibler Leiterplatte sein. Beispielsweise kann Keramik, Glas oder FR4 für die Leiterplatte eingesetzt werden. Auf oder an der Leiterplatte können Leiterbahnen vorgesehen sein, die elektrisch leitend mit der Metallhülse verbunden sein können. Die Leiterbahnen können auch in die Leiterplatte eingebettet sein. Die Leiterplatte kann auch als Platine bezeichnet werden. Die Öffnung kann auch als Bohrung oder Durchbruch bezeichnet werden. Die Leiterplatte kann eine Vielzahl von Öffnungen, Bohrungen oder Durchbrüchen aufweisen. Jede Öffnung kann eine derartige Metallhülse aufweisen. Die Metallhülse kann beispielsweise bei der Fertigung der Leiterplatte an der Öffnung angebracht werden. Beispielsweise kann dies durch eine galvanische Abscheidung der Metallhülse erfolgen. Die Metallhülse hat vorzugsweise eine kreiszylinderförmige Innenfläche.In particular, the printed circuit board can be any type of non-flexible printed circuit board. For example, ceramic, glass or FR4 can be used for the printed circuit board. Conductor tracks can be provided on or on the printed circuit board, which can be electrically conductively connected to the metal sleeve. The conductor tracks can also be embedded in the printed circuit board. The printed circuit board can also be referred to as a circuit board. The opening can also be referred to as a bore or breakthrough. The printed circuit board can have a large number of openings, bores or breakthroughs. Each opening can have such a metal sleeve. The metal sleeve can, for example, be attached to the opening during the manufacture of the printed circuit board. For example, this can be done by galvanic deposition of the metal sleeve. The metal sleeve preferably has a circular-cylindrical inner surface.
Eine Kaltschweißverbindung oder Kaltpressschweißverbindung erfolgt unter hohem Druck und im Gegensatz zu anderen Schweißmethoden unterhalb der Rekristallisationstemperatur der Einzelteile. Die beiden Teile, vorliegend das Einpresselement und die Metallhülse, bleiben in festem Zustand, allerdings erfolgt eine plastische Verformung mit einer starken Annäherung der Kontaktflächen der Metallhülse und des Einpresselements. Insbesondere wird dabei die Metallhülse plastisch verformt. Auch das Einpresselement kann plastisch verformt werden. Durch die intensive Berührung der beiden Kontaktflächen erfolgt eine stabile Verbindung des Einpresselements mit der Metallhülse. Diese Kaltschweißverbindung ist elektrisch leitend und verbindet das Einpresselement mechanisch mit der Metallhülse.A cold welded connection or cold pressure welded connection is made under high pressure and, in contrast to other welding methods, below the recrystallization temperature of the individual parts. The two parts, in this case the press-in element and the metal sleeve, remain in a solid state, but plastic deformation occurs with the contact surfaces of the metal sleeve and the press-in element coming very close together. In particular, the metal sleeve is plastically deformed. The press-in element can also be plastically deformed. The intensive contact between the two contact surfaces results in a stable connection between the press-in element and the metal sleeve. This cold The welded connection is electrically conductive and mechanically connects the press-in element to the metal sleeve.
Vorzugsweise ist das Einpresselement rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut. Der Einpressabschnitt selbst hingegen muss nicht rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut sein. Der Durchbruch ist vorzugsweise rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut. Der Durchbruch kann das Einpresselement entlang der Symmetrieachse betrachtet vollständig durchbrechen. In diesem Fall kann der Durchbruch eine Durchgangsbohrung sein. Der Durchbruch kann das Einpresselement auch nur teilweise durchbrechen. In diesem Fall kann der Durchbruch eine Sacklochbohrung sein. Zumindest läuft der Durchbruch jedoch bis in die Metallhülse hinein. Das heißt, dass der Durchbruch entlang der Symmetrieachse betrachtet zumindest abschnittsweise innerhalb der Metallhülse platziert ist.The press-in element is preferably constructed rotationally symmetrically to the axis of symmetry. The press-in section itself, on the other hand, does not have to be rotationally symmetrical to the axis of symmetry. The breakthrough is preferably constructed rotationally symmetrically to the axis of symmetry. The breakthrough can completely break through the press-in element viewed along the axis of symmetry. In this case, the breakthrough can be a through hole. The breakthrough can also only partially break through the press-in element. In this case, the breakthrough can be a blind hole. However, the breakthrough runs at least as far as the metal sleeve. That is to say that the opening, viewed along the axis of symmetry, is placed at least in sections within the metal sleeve.
Der Durchbruch kann ein Gewinde, insbesondere ein Innengewinde, aufweisen. Die elektrische Verbindung mit dem Einpresselement kann mit Hilfe des Durchbruchs beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass in den Durchbruch eine Schraube oder ein Bolzen eingeschraubt wird. Die elektrische Verbindung wird insbesondere dort verwirklicht, wo eine Kraft, beispielsweise eine von einer Schraube auf das Einpresselement aufgebrachte Kraft, auf oder in dem Durchbruch wirkt. Auch eine Durchschraubverbindung kann Anwendung zur Herstellung der elektrischen Verbindung finden. Die elektrische Verbindung kann ein Kabel umfassen, das mit dem Einpresselement, insbesondere mit dem Durchbruch, verbunden ist. Dass die elektrische Verbindung entlang der Symmetrieachse betrachtet „auf Höhe“ der Metallhülse herstellbar ist, bedeutet vorliegend, dass die elektrische Verbindung entlang der Symmetrieachse betrachtet innerhalb der Metallhülse liegt.The opening can have a thread, in particular an internal thread. The electrical connection to the press-in element can be established with the help of the opening, for example by screwing a screw or a bolt into the opening. The electrical connection is implemented in particular where a force, for example a force applied by a screw to the press-in element, acts on or in the opening. A screw-through connection can also be used to produce the electrical connection. The electrical connection can include a cable that is connected to the press-in element, in particular to the opening. The fact that the electrical connection can be established “at the level” of the metal sleeve viewed along the axis of symmetry means here that the electrical connection is located within the metal sleeve when viewed along the axis of symmetry.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Einpressabschnitt vieleckig und umfasst Kanten, die entlang der Symmetrieachse des Einpresselements verlaufen, wobei nur die Kanten mit der Metallhülse kaltverschweißt sind.According to one embodiment, the press-in portion is polygonal and comprises edges running along the axis of symmetry of the press-in element, only the edges being cold-welded to the metal sleeve.
Vorzugsweise ist das Einpresselement im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut. Das Einpresselement weist einen scheibenförmigen Basisabschnitt auf, welcher an der Leiterplatte anliegen kann. Der Basisabschnitt weist einen Außendurchmesser auf, der größer als ein Innendurchmesser der Metallhülse ist. Aus dem Basisabschnitt erstreckt sich der Einpressabschnitt heraus. Der Einpressabschnitt kann beispielsweise würfelförmig oder quaderförmig sein. „Vieleckig“ bedeutet vorliegend beispielsweise dreieckig, viereckig, fünfeckig oder mit beliebig vielen Ecken. Insbesondere ist der Einpressabschnitt entlang der Symmetrieachse betrachtet vieleckig. Das heißt, dass der Einpressabschnitt in einer Aufsicht oder in einem Querschnitt senkrecht zu der Symmetrieachse vieleckig ist. Nur die Kanten des Einpressabschnitts geraten in Kontakt mit der Metallhülse. Hierdurch kann die Flächenpressung an den Kanten erhöht sein, so dass es zur Kaltverschweißung der Kanten des Einpressabschnitts mit der Metallhülse kommt. Ein vollflächiger Kontakt des Einpressabschnitts mit der Metallhülse könnte hingegen dazu führen, dass die Metallhülse aus der Öffnung der Leiterplatte herausgepresst wird. Dies ist unerwünscht.The press-in element is preferably constructed essentially rotationally symmetrically with respect to the axis of symmetry. The press-in element has a disc-shaped base section which can bear against the printed circuit board. The base portion has an outside diameter that is larger than an inside diameter of the metal shell. The press-in section extends out of the base section. The press-in section can be, for example, in the form of a cube or cuboid. In the present case, “polygonal” means, for example, triangular, square, pentagonal or with any number of corners. In particular, the press-in section is polygonal when viewed along the axis of symmetry. That is, the press-fit portion is polygonal in a plan view or in a cross section perpendicular to the axis of symmetry. Only the edges of the press-fit portion come into contact with the metal shell. As a result, the surface pressure at the edges can be increased, so that cold welding of the edges of the press-in section to the metal sleeve occurs. On the other hand, full-area contact of the press-in section with the metal sleeve could result in the metal sleeve being pressed out of the opening in the printed circuit board. This is undesirable.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen die Kanten auf einem gemeinsamen Hilfskreis, wobei ein Durchmesser des Hilfskreises größer als ein Innendurchmesser der Metallhülse ist.According to a further embodiment, the edges lie on a common auxiliary circle, with a diameter of the auxiliary circle being larger than an inner diameter of the metal sleeve.
Wie zuvor erwähnt, umfasst die Metallhülse eine kreiszylinderförmige Innenfläche, welche den zuvor erwähnten Innendurchmesser aufweist. Dadurch, dass der Durchmesser des Hilfskreises zumindest geringfügig größer als der Innendurchmesser der Metallhülse ist, wird beim Einpressen des Einpressabschnitts in die Metallhülse die Metallhülse im Bereich der Kanten plastisch verformt, wodurch es zu der Kaltverschweißung kommt. Auch die Kanten können plastisch verformt werden. Beispielsweise ist der Hilfskreis um wenige Zehntel Millimeter größer als der Innendurchmesser der Metallhülse. Der Durchmesser des Hilfskreises wird dabei jedoch so gewählt, dass die Metallhülse radial nicht von den Kanten durchbrochen wird. Geringfügige Deformationen der Leiterplatte sind hingegen zulässig.As previously mentioned, the metal shell includes a circular cylindrical inner surface having the aforementioned inner diameter. Because the diameter of the auxiliary circle is at least slightly larger than the inner diameter of the metal sleeve, the metal sleeve is plastically deformed in the area of the edges when the press-fit section is pressed into the metal sleeve, which leads to cold welding. The edges can also be plastically deformed. For example, the auxiliary circle is a few tenths of a millimeter larger than the inner diameter of the metal sleeve. However, the diameter of the auxiliary circle is selected in such a way that the metal sleeve is not penetrated radially by the edges. Minor deformations of the printed circuit board, however, are permissible.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Einpressabschnitt entlang der Symmetrieachse betrachtet quadratisch oder sternförmig.According to a further embodiment, the press-in section is square or star-shaped when viewed along the axis of symmetry.
In dem Fall der quadratischen Geometrie weist der Einpressabschnitt vier Kanten auf, die in Kontakt mit der Metallhülse sind. Das heißt insbesondere, dass der Einpressabschnitt im Querschnitt senkrecht zu der Symmetrieachse betrachtet quadratisch ist. Der Einpressabschnitt kann entlang der Symmetrieachse betrachtet jedoch auch dreieckig oder beliebig vieleckig sein. In dem Fall der sternförmigen Geometrie weist der Einpressabschnitt eine beliebige Anzahl von Kanten auf. Beispielsweise können etwa zwanzig Kanten vorgesehen sein. Dadurch, dass eine Vielzahl an Kanten vorgesehen ist, kann im Vergleich zu dem quadratischen Einpressabschnitt für den sternförmigen Einpressabschnitt ein kleinerer Innendurchmesser der Metallhülse gewählt werden. Mit steigender Anzahl der Kanten erhöht sich auch die Stromtragfähigkeit der Verbindung.In the case of the square geometry, the press-in portion has four edges that are in contact with the metal shell. This means, in particular, that the press-in section is square in cross section, viewed perpendicularly to the axis of symmetry. Viewed along the axis of symmetry, the press-in section can, however, also be triangular or any polygonal. In the case of the star-shaped geometry, the press-fit section has any number of edges. For example, about twenty edges can be provided. Because a large number of edges are provided, a smaller inner diameter of the metal sleeve can be selected for the star-shaped press-in section in comparison to the square press-in section. As the number of edges increases, so does the current-carrying capacity of the connection.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Verbindungsanordnung durch das Einpressen des Einpressabschnitts in die Metallhülse entlang der Symmetrieachse betrachtet einen möglichst kleinen Bauraum auf.According to a further embodiment, the connection arrangement has the smallest possible installation space as viewed along the axis of symmetry due to the pressing of the press-in section into the metal sleeve.
Durch die Kombination des Einpresselements mit der an der Leiterplatte vorgesehenen Metallhülse kann im Vergleich zu betriebsintern bekannten Anordnungen eine möglichst geringe Gesamthöhe der Verbindung erreicht werden.The combination of the press-in element with the metal sleeve provided on the printed circuit board makes it possible to achieve the lowest possible overall height of the connection in comparison to arrangements known in-house.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verbindungsanordnung ferner einen Kabelschuh zum Aufnehmen eines Kabels, wobei der Kabelschuh elektrisch leitend mit dem Durchbruch des Einpresselements verbunden ist.According to a further embodiment, the connection arrangement also includes a cable lug for receiving a cable, the cable lug being electrically conductively connected to the opening in the press-in element.
Der Kabelschuh umfasst vorzugsweise einen Hülsenabschnitt, in dem das Kabel aufnehmbar ist. Der Hülsenabschnitt kann an das Kabel angecrimpt sein. Ferner umfasst der Kabelschuh einen mit dem Hülsenabschnitt verbundenen Befestigungsabschnitt. Der Befestigungsabschnitt ist plattenförmig oder scheibenförmig. Der Befestigungsabschnitt kann einen Durchbruch oder eine Bohrung aufweisen. Der Befestigungsabschnitt kann beispielsweise mit dem Einpresselement verschraubt oder vernietet sein.The cable lug preferably includes a sleeve section in which the cable can be accommodated. The barrel portion may be crimped to the cable. Furthermore, the cable lug includes a fastening section connected to the sleeve section. The attachment portion is plate-shaped or disc-shaped. The fastening section can have an opening or a bore. The fastening section can, for example, be screwed or riveted to the press-in element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verbindungsanordnung ferner eine Schraube zum Verschrauben des Kabelschuhs mit dem Einpresselement, wobei die Schraube zumindest abschnittsweise in dem Durchbruch des Einpresselements aufgenommen ist.According to a further embodiment, the connection arrangement also includes a screw for screwing the cable lug to the press-in element, the screw being accommodated at least in sections in the opening of the press-in element.
Hierzu kann das Einpresselement mittig einen Durchbruch aufweisen, welcher ein Innengewinde für die Schraube aufweist. Beispielsweise ist das Innengewinde ein Gewinde M2. Der Durchbruch ist bevorzugt ein Durchgangsloch. Es kann auch eine Durchschraubverbindung vorgesehen sein. In diesem Fall ist eine Mutter für die Schraube erforderlich.For this purpose, the press-in element can have an opening in the middle, which has an internal thread for the screw. For example, the internal thread is an M2 thread. The breakthrough is preferably a through hole. A screw connection can also be provided. In this case, a nut is required for the screw.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verbindungsanordnung ferner eine Unterlegscheibe, die zwischen einem Schraubenkopf der Schraube und einem Befestigungsabschnitt des Kabelschuhs angeordnet ist.According to a further embodiment, the connection arrangement also comprises a washer which is arranged between a screw head of the screw and a fastening section of the cable lug.
Neben dem Schraubenkopf umfasst die Schraube einen Gewindebolzen. Der Gewindebolzen ist durch den zuvor erwähnten Durchbruch des Befestigungsabschnitts des Kabelschuhs hindurchgeführt und mit dem Einpresselement verschraubt. Die Unterlegscheibe sorgt dabei für eine gleichmäßige Kraftverteilung von dem Schraubenkopf auf den Befestigungsabschnitt des Kabelschuhs.In addition to the screw head, the screw includes a threaded bolt. The threaded bolt is passed through the above-mentioned opening in the fastening section of the cable lug and is screwed to the press-in element. The washer ensures an even distribution of force from the screw head to the fastening section of the cable lug.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Metallhülse aus, insbesondere mit Gold, Silber oder Zinn beschichtetem, Kupfer gefertigt.According to a further embodiment, the metal sleeve is made of copper, in particular coated with gold, silver or tin.
Bei chemisch abgeschiedenem Gold wird eine Nickelschicht zwischen dem Kupfer und dem Gold verwendet. Das Gold, Silber oder Zinn kann galvanisch auf der Metallhülse abgeschieden werden. Die Metallhülse kann auch als Kupferhülse bezeichnet werden.Electroless gold uses a layer of nickel between the copper and the gold. The gold, silver or tin can be galvanically deposited on the metal sleeve. The metal sleeve can also be referred to as a copper sleeve.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Einpresselement aus, insbesondere mit Gold, Silber oder Zinn beschichtetem, Messing gefertigt.According to a further embodiment, the press-in element is made of brass, in particular coated with gold, silver or tin.
Es kann auch Bronze als Material für das Einpresselement verwendet werden. Das Gold, Silber oder Zinn kann galvanisch auf dem Einpresselement abgeschieden sein.Bronze can also be used as the material for the press-fit element. The gold, silver or tin can be electroplated on the press-in element.
Ferner wird eine Projektionsbelichtungsanlage mit zumindest einer derartigen Verbindungsanordnung vorgeschlagen.Furthermore, a projection exposure system with at least one such connection arrangement is proposed.
Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine beliebige Anzahl derartiger Verbindungsanordnungen umfassen. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.The projection exposure system can include any number of such connection arrangements. The projection exposure system can be an EUV lithography system. EUV stands for "Extreme Ultraviolet" and designates a working light wavelength between 0.1 nm and 30 nm. The projection exposure system can also be a DUV lithography system. DUV stands for "Deep Ultraviolet" and describes a working light wavelength between 30 nm and 250 nm.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsanordnung zum lötfreien und elektrisch leitenden Verbinden eines Einpresselements mit einer Leiterplatte vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer an einer Öffnung der Leiterplatte vorgesehenen Metallhülse, b) Bereitstellen des Einpresselements, und c) Einpressen eines Einpressabschnitts des Einpresselements in die Metallhülse derart, dass der Einpressabschnitt mit der Metallhülse kaltverschweißt wird, wobei das Einpresselement einen Durchbruch zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Einpresselement umfasst, wobei der Durchbruch entlang einer Symmetrieachse des Einpresselements betrachtet zumindest bis in die Metallhülse geführt ist, so dass die elektrische Verbindung entlang der Symmetrieachse betrachtet auf Höhe der Metallhülse herstellbar ist.In addition, a method for producing a connection arrangement for the solderless and electrically conductive connection of a press-in element to a printed circuit board is proposed. The method comprises the following steps: a) providing a metal sleeve provided at an opening in the printed circuit board, b) providing the press-in element, and c) pressing a press-in section of the press-in element into the metal sleeve in such a way that the press-in section is cold-welded to the metal sleeve, the press-in element comprises an opening for establishing an electrical connection with the press-in element, wherein the opening, viewed along an axis of symmetry of the press-in element, is guided at least into the metal sleeve, so that the electrical connection can be established at the level of the metal sleeve, viewed along the axis of symmetry.
Das Bereitstellen der an der Öffnung der Leiterplatte vorgesehenen Metallhülse kann ein Herstellen der Leiterplatte umfassen. Dabei wird beispielsweise die Metallhülse galvanisch an der Öffnung abgeschieden. Das Bereitstellen des Einpresselements kann ein Herstellen des Einpresselements umfassen. Beispielsweise ist das Einpresselement ein Dreh- und/oder Frästeil. Aufgrund der engen Toleranzen werden typischerweise Dreh- und/oder Frästeile verwendet, die galvanisch und/oder chemisch beschichtet werden. Das Einpressen des Einpresselements in die Metallhülse erfolgt insbesondere entlang der Symmetrieachse des Einpresselements. Dabei wird das Einpresselement unter hohem Druck in die Metallhülse eingepresst, welche sich dadurch plastisch verformt. Auch das Einpresselement kann sich dabei plastisch verformen. Diese plastische Verformung sorgt für eine starke Annäherung der Kontaktflächen des Einpresselements und der Metallhülse. Durch die intensive Berührung der beiden Kontaktflächen erfolgt eine stabile Verbindung des Einpresselements, insbesondere des Einpressabschnitts des Einpresselements, und der Metallhülse. Dabei ist das Einpresselement vorzugsweise aus Messing oder Bronze gefertigt, und die Metallhülse ist vorzugsweise aus Kupfer gefertigt.Providing the metal sleeve provided at the opening of the printed circuit board can include manufacturing the printed circuit board. In this case, for example, the metal sleeve is galvanically deposited at the opening. Providing the press-in element can include manufacturing the press-in element include. For example, the press-in element is a turned and/or milled part. Due to the tight tolerances, turned and/or milled parts are typically used that are galvanically and/or chemically coated. The pressing of the press-in element into the metal sleeve takes place in particular along the axis of symmetry of the press-in element. The press-in element is pressed under high pressure into the metal sleeve, which is then plastically deformed. The press-in element can also deform plastically. This plastic deformation causes the contact surfaces of the press-in element and the metal sleeve to come very close together. The intensive touching of the two contact surfaces results in a stable connection between the press-in element, in particular the press-in section of the press-in element, and the metal sleeve. In this case, the press-in element is preferably made of brass or bronze, and the metal sleeve is preferably made of copper.
Gemäß einer Ausführungsform wird nach dem Schritt c) ein Kabel elektrisch leitend mit dem Durchbruch des Einpresselements verbunden.According to one embodiment, after step c), a cable is electrically conductively connected to the opening of the press-in element.
Das Kabel kann beispielsweise unter einen Schraubenkopf einer in das Einpresselement eingeschraubten Schraube geklemmt sein. Das Kabel kann beispielsweise auch mit dem Einpresselement vernietet sein.The cable can be clamped, for example, under a screw head of a screw screwed into the press-in element. The cable can also be riveted to the press-in element, for example.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Kabel mit Hilfe eines Kabelschuhs elektrisch leitend mit dem Durchbruch des Einpresselements verbunden.According to a further embodiment, the cable is electrically conductively connected to the opening of the press-in element with the aid of a cable lug.
Wie zuvor erwähnt, umfasst der Kabelschuh einen Hülsenabschnitt, welcher auf das Kabel gecrimpt wird. Der Befestigungsabschnitt des Kabelschuhs wird mit Hilfe der zuvor erwähnten Schraube mit dem Einpresselement verschraubt. Dabei wird zwischen dem Schraubenkopf der Schraube und dem Befestigungsabschnitt des Kabelschuhs die Unterlegscheibe vorgesehen. Der Kabelschuh kann mit dem Einpresselement auch vernietet sein. In diesem Fall wird anstelle der Schraube ein Niet vorgesehen.As previously mentioned, the cable lug includes a barrel portion which is crimped onto the cable. The attachment portion of the cable lug is screwed to the press-in member using the aforementioned screw. The washer is provided between the screw head of the screw and the fastening section of the cable lug. The cable lug can also be riveted to the press-in element. In this case, a rivet is provided instead of the screw.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Einpressabschnitt vieleckig und umfasst Kanten, die entlang der Symmetrieachse des Einpresselements verlaufen, wobei nur die Kanten mit der Metallhülse kaltverschweißt werden.According to a further embodiment, the press-in portion is polygonal and comprises edges running along the axis of symmetry of the press-in element, only the edges being cold-welded to the metal sleeve.
Insbesondere kontaktiert der Einpressabschnitt die Metallhülse nur mit Hilfe der Kanten. Hierdurch kann im Bereich der Kanten ein hoher Anpressdruck aufgebaut werden, welcher für eine zuverlässige Kaltverschweißung sorgt.In particular, the press-in section contacts the metal sleeve only with the aid of the edges. As a result, a high contact pressure can be built up in the area of the edges, which ensures reliable cold welding.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist."A" is not necessarily to be understood as being limited to exactly one element. Rather, a plurality of elements, such as two, three or more, can also be provided. Any other count word used here should also not be understood to mean that there is a restriction to precisely the stated number of elements. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible, unless otherwise stated.
Die für die Verbindungsanordnung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Projektionsbelichtungsanlage und für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the connection arrangement apply correspondingly to the proposed projection exposure system and to the proposed method and vice versa.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
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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1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie; -
2 zeigt eine schematische Explosionsansicht einer Ausführungsform einer Verbindungsanordnung für dieProjektionsbelichtungsanlage gemäß 1 ; -
3 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform eines Einpresselements für dieVerbindungsanordnung gemäß 2 ; -
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Einpresselements gemäß3 ; -
5 zeigt eine schematische Aufsicht der Verbindungsanordnung gemäß2 ; -
6 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Einpresselements für dieVerbindungsanordnung gemäß 2 ; -
7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Einpresselements gemäß6 ; und -
8 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen der Verbindungsanordnung gemäß2 .
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1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography; -
2 shows a schematic exploded view of an embodiment of a connection arrangement for the projection exposure apparatus according to FIG1 ; -
3 12 shows a schematic plan view of an embodiment of a press-in element for the connection arrangement according to FIG2 ; -
4 shows a schematic perspective view of the press-in element according to FIG3 ; -
5 shows a schematic top view of the connection arrangement according to FIG2 ; -
6 FIG. 12 shows a schematic top view of a further embodiment of a press-in element for the connection arrangement according to FIG2 ; -
7 shows a schematic perspective view of the press-in element according to FIG6 ; and -
8th shows a schematic block diagram of an embodiment of a method for Making the connection arrangement according to2 .
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.Elements that are the same or have the same function have been provided with the same reference symbols in the figures, unless otherwise stated. Furthermore, it should be noted that the representations in the figures are not necessarily to scale.
Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.A
In der
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the
Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The
Wie beispielsweise aus der
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.The
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics 4 thus forms a double-faceted system. This basic principle is also known as a honeycomb condenser (English: Fly's Eye Integrator).
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.The individual
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 4 that is not shown, transmission optics can be arranged in the beam path between the
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the illumination optics 4, the
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The
Bei dem in der
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. Just like the mirrors of the illumination optics 4, the mirrors Mi can have highly reflective coatings for the
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab 6 bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions x, y, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der
Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.In each case one of the
Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The
Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.The
Bei der in der
In der Projektionsbelichtungsanlage 1 ist es erforderlich, verschiedenste Aktuatoren, Sensoren, Kabel und Leiterplatten unter EUV-Bedingungen zu verdrahten. Dabei ist beispielsweise bei einer elektrischen Verbindung zwischen einem Kabel und einer Leiterplatte auf einen geringen Bauraumbedarf zu achten. Es ist aufgrund der EUV-Bedingungen, insbesondere Vakuumumgebung und wasserstoffhaltiger Atmosphäre, nur eine begrenzte Materialauswahl möglich. So sind beispielsweise Lötverbindungen ungeeignet.In the
In der Öffnung 110 ist eine Metallhülse 112 aufgenommen, welche beispielsweise mit auf der Leiterplatte 104 vorgesehenen Leiterbahnen elektrisch leitend verbunden sein kann. Die Metallhülse 112 ist eine Kupferhülse und kann auch als solche bezeichnet werden. Die Metallhülse 112 wird beispielsweise bei der Herstellung der Leiterplatte 104 an diese angebracht. Die Metallhülse 112 kann galvanisch mit Zinn, Silber oder Gold beschichtet sein. Die Metallhülse 112 selbst kann ebenfalls galvanisch abgeschieden sein (Engl.: Plated Through Hole).A
Die Verbindungsanordnung 100 umfasst ein Einpresselement 114, das in die Metallhülse 112 eingepresst ist. Hierdurch wird das Einpresselement 114 mit der Metallhülse 112 kaltverschweißt. Dies geschieht durch massive Einpresstechnik. Kaltschweißverbindungen oder Kaltpressschweißverbindungen erfolgen unter hohem Druck und im Gegensatz zu anderen Schweißmethoden unterhalb der Rekristallisationstemperatur der Einzelteile. Die beiden Teile bleiben im festen Zustand, allerdings ist eine plastische Verformung mit einer starken Annäherung der Kontaktflächen notwendig. Durch die intensive Berührung der beiden Kontaktflächen erfolgt eine stabile Verbindung der beiden Werkstücke.The
Das Einpresselement 114 kann ein Durchgangsloch oder ein Innengewinde aufweisen. Beispielsweise kann ein Innengewinde M2 Anwendung finden. In das Einpresselement 114 ist eine Schraube 116 eingeschraubt. Anstelle der Schraube 116 kann auch ein Niet vorgesehen sein. Die Schraube 116 umfasst einen scheibenförmigen Schraubenkopf 118 und einen Gewindebolzen 120. Prinzipiell kann jede Art von Schraube 116 verwendet werden. Um den hier nötigen geringen Bauraum zu verwirklichen, wird vorzugsweise eine Schraube 116 mit möglichst kleinem, insbesondere möglichst flachem, Schraubenkopf 118 gewählt.The press-in
Mit Hilfe der Schraube 116 sind eine Unterlegscheibe 122 und ein Kabelschuh 124 mit dem Einpresselement 114 verbunden. Die Unterlegscheibe 122 ist zwischen dem Schraubenkopf 118 und dem Kabelschuh 124 platziert. Der Kabelschuh 124 umfasst einen plattenförmigen Befestigungsabschnitt 126 mit einem Durchbruch für den Gewindebolzen 120 sowie einen Hülsenabschnitt 128, der mit dem Kabel 102 gecrimpt ist.A
Der Kabelschuh 124 wird mit Hilfe der Schraube 116 mit dem Einpresselement 114 elektrisch leitend und mechanisch verbunden. Es kann somit eine lötfreie elektrische Verbindung zwischen dem Kabel 102 und der Leiterplatte 104 hergestellt werden. Hierbei ergibt sich ein möglichst geringer Platzbedarf oberhalb und unterhalb der Leiterplatte 104 bei einem möglichst kleinen elektrischen Übergangswiderstand.The
Das Einpresselement 114A umfasst einen scheibenförmigen Basisabschnitt 130, der auf der Vorderseite 106 der Leiterplatte 104 aufliegt. Der Basisabschnitt 130 ist rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse 132 des Einpresselements 114A aufgebaut. Unterseitig aus dem Basisabschnitt 130 erstreckt sich ein blockförmiger oder quaderförmiger Einpressabschnitt 134 heraus. Der Einpressabschnitt 134 ist in der Aufsicht rechteckförmig. Der Einpressabschnitt 134 kann jedoch in der Aufsicht auch eine andere Geometrie, beispielsweise eine dreieckförmige Geometrie, aufweisen.The press-in
Der Einpressabschnitt 134 weist vier Kanten 136, 138, 140, 142 auf, die parallel zu der Symmetrieachse 132 verlaufen. Die Kanten 136, 138, 140, 142 liegen auf einem gemeinsamen Hilfskreis 144 mit einem Durchmesser d1. Das heißt insbesondere, dass alle Kanten 136, 138, 140, 142 um den halben Durchmesser d1 von der Symmetrieachse 132 beabstandet platziert sind. Der Durchmesser d1 des Hilfskreises 144 ist kleiner als ein Durchmesser des Basisabschnitts 130.The press-in
Mittig wird der Einpressabschnitt 134 von einem rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 132 aufgebauten Durchbruch 146 durchbrochen. Der Durchbruch 146 kann ein Innengewinde für die Schraube 116 aufweisen. Um den Durchbruch 146 kann ein konusförmiger Flansch 148 umlaufen, der sich aus dem Einpressabschnitt 134 heraus entlang der Symmetrieachse 132 erstreckt.The press-in
Zum Verbinden des Einpresselements 114A mit der Metallhülse 112 wird der Einpressabschnitt 134 entlang der Symmetrieachse 132 in die Metallhülse 112 eingepresst, wie in der
Das Einpresselement 114A ist vorzugsweise ein einteiliges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil. „Einteilig“ oder „einstückig“ bedeutet vorliegend, dass das Einpresselement 114A nicht aus unterschiedlichen Bauteilen gebildet ist, sondern ein Bauteil bildet. „Materialeinstückig“ bedeutet vorliegend, dass das Einpresselement 114A durchgehend aus demselben Material gefertigt ist. Bevorzugt ist das Einpresselement 114A aus Messing oder Bronze gefertigt. Das Einpresselement 114A kann galvanisch mit Gold, Silber oder Zinn beschichtet sein.The press-in
Das Einpresselement 114B unterscheidet sich von dem Einpresselement 114A nur durch eine alternative Ausgestaltung des Einpressabschnitt 134. Der Einpressabschnitt 134 des Einpresselements 114B ist nicht quadratisch, sondern vieleckig, insbesondere sternförmig. Beispielsweise weist der Einpressabschnitt 134 vierundzwanzig scharfe Kanten 154 auf, von denen in den
Die Anzahl der Kanten 154 ist beliebig. Die Kanten 154 verlaufen parallel zu der Symmetrieachse 132. Der Einpressabschnitt 134 kann als rändelartig oder gerändelt bezeichnet werden. Die Geometrie des Einpressabschnitts 134 mit der Vielzahl an Kanten 154 kann einen kleineren Durchmesser der Öffnung 110 der Leiterplatte 104 beziehungsweise einen kleineren Innendurchmessers d2 der Metallhülse 112 ermöglichen. Die Funktion des Einpresselements 114B stimmt mit der des Einpresselements 114A überein.The number of
Der Durchbruch 146 kann bei beiden Einpresselementen 114A, 114B auch eine Durchgangsbohrung ohne Innengewinde sein. In diesem Fall kann eine Durchschraubverbindung mit einer Gegenmutter zum Befestigen des Kabelschuhs 124 und der Unterlegscheibe 122 vorgesehen werden. Ferner kann auch eine Nietverbindung eingesetzt werden.In both press-in
Die Verbindungsanordnung 100 kann mehrere Kabelschuhe 124 und somit mehrere Kabel 102 mit einer Metallhülse 112 verbinden. Es können zwei Leiterplatten 104 elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden. Ferner ist auch eine Befestigung anderer Komponenten, wie beispielsweise eines Lüfters, möglich.The
Der Durchbruch 146 dient dem Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Einpresselement 114A, 114B. Hierzu ist der Durchbruch 146 entlang der Symmetrieachse 132 des Einpresselements 114A, 114B betrachtet zumindest bis in die Metallhülse 112 geführt, so dass die elektrische Verbindung entlang der Symmetrieachse 132 betrachtet auf Höhe der Metallhülse 112 herstellbar ist. Das heißt, dass die elektrische Verbindung entlang der Symmetrieachse 132 betrachtet innerhalb der Metallhülse 112 angeordnet ist.The
In einem Schritt S2 wird das Einpresselement 114A, 114B bereitgestellt. Das Bereitstellen kann ein Fertigen des Einpresselements 114A, 114B umfassen. In einem Schritt S3 wird das Einpresselements 114A, 114B in die Metallhülse 112 derart eingepresst, dass der Einpressabschnitt 134 des Einpresselements 114A, 114B mit der Metallhülse 112 kaltverschweißt wird. Insbesondere werden dabei nur die Kanten 136, 138, 140, 142, 154 mit der Metallhülse 112 kaltverschweißt.In a step S2, the press-in
Nach dem Schritt S3 kann das Kabel 102 elektrisch leitend mit dem Einpresselement 114A, 114B, insbesondere mit dem Durchbruch 146, verbunden werden. Hierbei kann das Kabel 102 mit Hilfe des Kabelschuhs 124 elektrisch leitend mit dem Einpresselement 114A, 114B verbunden werden.After step S3, the
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
- 22
- Beleuchtungssystemlighting system
- 33
- Lichtquellelight source
- 44
- Beleuchtungsoptiklighting optics
- 55
- Objektfeldobject field
- 66
- Objektebeneobject level
- 77
- Retikelreticle
- 88th
- Retikelhalterreticle holder
- 99
- Retikelverlagerungsantriebreticle displacement drive
- 1010
- Projektionsoptikprojection optics
- 1111
- Bildfeldimage field
- 1212
- Bildebenepicture plane
- 1313
- Waferwafers
- 1414
- Waferhalterwafer holder
- 1515
- WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
- 1616
- Beleuchtungsstrahlungillumination radiation
- 1717
- Kollektorcollector
- 1818
- Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
- 1919
- Umlenkspiegeldeflection mirror
- 2020
- erster Facettenspiegelfirst facet mirror
- 2121
- erste Facettefirst facet
- 2222
- zweiter Facettenspiegelsecond facet mirror
- 2323
- zweite Facettesecond facet
- 100100
- Verbindungsanordnungconnection arrangement
- 102102
- KabelCable
- 104104
- Leiterplattecircuit board
- 106106
- Vorderseitefront
- 108108
- Rückseiteback
- 110110
- Öffnungopening
- 112112
- Metallhülsemetal sleeve
- 114114
- Einpresselementpress-in element
- 114A114A
- Einpresselementpress-in element
- 114B114B
- Einpresselementpress-in element
- 116116
- Schraubescrew
- 118118
- Schraubenkopfscrew head
- 120120
- Gewindebolzenthreaded bolt
- 122122
- Unterlegscheibewasher
- 124124
- Kabelschuhcable lug
- 126126
- Befestigungsabschnittattachment section
- 128128
- Hülsenabschnittsleeve section
- 130130
- Basisabschnittbase section
- 132132
- Symmetrieachseaxis of symmetry
- 134134
- Einpressabschnittpress-in section
- 136136
- Kanteedge
- 138138
- Kanteedge
- 140140
- Kanteedge
- 142142
- Kanteedge
- 144144
- Hilfskreisauxiliary group
- 146146
- Durchbruchbreakthrough
- 148148
- Flanschflange
- 150150
- InnenflächeInner surface
- 152152
- PfeilArrow
- 154154
- Kante edge
- d1d1
- Durchmesserdiameter
- d2d2
- Innendurchmesserinner diameter
- M1M1
- Spiegelmirror
- M2M2
- Spiegelmirror
- M3M3
- Spiegelmirror
- M4M4
- Spiegelmirror
- M5M5
- Spiegelmirror
- M6M6
- Spiegelmirror
- S1S1
- SchrittStep
- S2S2
- SchrittStep
- S3S3
- SchrittStep
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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