DE102021213864A1

DE102021213864A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schutz einer Klebstoffverbindung

Info

Publication number: DE102021213864A1
Application number: DE102021213864.0A
Authority: DE
Inventors: Dirk Schaffer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-12-07
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2022-07-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz einer Klebstoffverbindung (38) zwischen einer Komponente (Mx, 117) und einem Anbauteil (37) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie vor Beschädigung durch eine mechanische Einwirkung. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Klebstoff (39) durch eine von außen wirkende Kraft beaufschlagt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (30) zum Schutz einer Klebstoffverbindung (38) mit einem Gehäuse (31), welches das die Klebstoffverbindung (38) umgebende Volumen (40,41) zumindest teilweise umschließt, wobei die Vorrichtung (30) mindestens ein Mittel (42,43,40,41,47) umfasst, welches dazu eingerichtet ist, im Klebstoff (39) eine Druckspannung zu bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz einer Klebstoffverbindung, insbesondere zum Schutz vor mechanischer Einwirkung, beispielsweise durch Ultraschallreinigung.
Die ständige Weiterentwicklung und die damit verbundene zunehmende Komplexität von Projektionsbelichtungsanlagen führt dazu, dass immer mehr Komponenten, wie zum Beispiel optische Elemente, aber auch Referenzstrukturen, wie beispielsweise Referenzrahmen für Sensoren, Anbauteile umfassen, die auf Grund der Materialeigenschaften oder der Fertigbarkeit an Grundelemente angeklebt werden müssen.
Zur Ermöglichung von Korrekturen von durch das Verkleben verursachten Deformationen an den Komponenten, insbesondere bei optischen Elementen, wird ein Großteil der Klebungen vor Ende der Fertigung ausgeführt. Die danach erforderlichen Fertigungsverfahren sind nach einer eventuellen Korrektur der Deformationen oftmals mit einer Reinigung der Komponenten verbunden, die üblicherweise im Ultraschallbad erfolgt. Im Ultraschallbad sind die Klebungen durch Abdichtungen vor dem Reinigungsmedium, wie zum Beispiel Wasser, geschützt, werden aber mechanischen Einwirkungen in Form von schwingenden Belastungen durch den auftreffenden Ultraschall ausgesetzt. Die damit verbundenen Zugkräfte können zu Teilablösungen an den Klebstoffverbindungen und sogar zum vollständigen Versagen der Klebstoffverbindung führen. Insbesondere können die mit den Schwingungen verbundenen Wechselbelastungen, also abwechselnde Druckkräfte und Zugkräfte, auch zu einer Vorschädigung im Klebstoff führen, ohne dass diese Schädigungen äußerlich sichtbar werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Schutz von Klebstoffverbindungen vor Beschädigung durch mechanische Einwirkung, insbesondere vor schwingenden Belastungen, anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schutz einer Klebstoffverbindung zwischen einer Komponente und einem Anbauteil einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie vor Beschädigung durch eine mechanische Einwirkung zeichnet sich dadurch aus, dass der Klebstoff durch eine von außen wirkende Kraft beaufschlagt wird.
Diese insbesondere als Druckkraft auf die Klebstoffverbindung wirkende Kraft erhöht vorteilhafterweise eine innere Druckspannung im Klebstoff. Die innere Druckspannung ist eine mechanische Eigenspannung in dem Klebstoff, welcher sich im Temperaturgleichgewicht befindet und auf welchen keine äußeren Kräfte oder Momente einwirken. Eine zur Vorschädigung oder zum teilweisen oder vollständigen Ablösen der Klebstoffverbindung führende durch schwingende Belastung bewirkte Zugspannung muss diese innere Druckspannung zunächst überwinden. Die innere Druckspannung wird durch die von außen über die Kraft und die Kontaktfläche aufgebrachte Druckspannung, welche auch als Flächenpressung bezeichnet wird, erhöht, wodurch der Klebstoff höheren Zugspannungen ohne Vorschädigung oder Versagen widerstehen kann.
Neben den inneren Druckspannungen spielt bei der Klebstoffverbindung auch die Haftkraft zwischen dem Klebstoff und dem Anbauteil beziehungsweise der Komponente eine entscheidende Rolle. Auch hierbei kann die zur Ablösung notwendige Kraft durch das Aufbringen einer Kraft auf die Klebstoffverbindung erhöht werden.
Insbesondere kann die Kraft durch ein elastisches Element, insbesondere eine Feder, bewirkt werden. Eine Feder hat den Vorteil, dass sie ein verhältnismäßig einfaches und günstiges Bauteil ist, welches mit geringem Konstruktionsaufwand in eine bestehende Vorrichtung, welche beispielsweise die Klebstoffverbindung vor einem Reinigungsmedium schützt, integriert werden kann. Die Feder kann dabei zwischen einem Gehäuse, welches das Volumen um die Klebstoffverbindung umschließt und dem Anbauteil oder der Komponente angeordnet sein und dadurch eine Kraft auf die Klebstoffverbindung ausüben. Diese Kraft bewirkt eine Erhöhung der Druckspannung im Klebstoff.
Weiterhin kann die Kraft durch ein mit Druck beaufschlagtes Fluid bewirkt werden.
Daneben kann die Kraft durch einen Aktuator bewirkt werden.
Insbesondere kann der Aktuator als Balg ausgebildet sein, welcher mit einem Fluid gefüllt ist. Der Druck im Balg kann durch Beaufschlagung des Fluids mit Druck von außen, wie beispielsweise durch eine mit dem Balg verbundene Druckerzeugungseinheit, erzeugt werden. Die dadurch bewirkte Kraft kann auf das Anbauteil und/oder die Komponente übertragen werden, welche ihrerseits die Kraft auf die Klebstoffverbindung übertragen, so dass eine erhöhte Druckspannung im Klebstoff bewirkt werden kann. Alternativ kann ein im Balg eingeschlossenes Fluid durch Deformation des Balgs komprimiert werden, wodurch der Balg ähnlich der weiter oben beschriebenen Feder wirkt.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Aktuator als Piezoelement ausgebildet sein. Dieses kann durch eine Ansteuerung angesteuert werden und durch eine Beaufschlagung mit Spannung eine Kraft auf das Anbauteil bewirken.
Weiterhin kann sich das mit Druck beaufschlagte Fluid in direktem Kontakt mit dem Klebstoff befinden. Dabei kann die Klebstoffverbindung das sie umgebende Volumen in mindesten zwei voneinander getrennte Teilvolumina unterteilen, so dass der zwischen den beiden Teilvolumina wirkende Druckunterschied auf die Klebstoffverbindung wirkt. Zur Erzeugung dieses Druckunterschiedes kann mindestens ein Teilvolumen mit Druck beaufschlagt werden. Der Druckunterschied ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass die auf die Klebstoffverbindung wirkende resultierende Kraft eine Druckspannung im Klebstoff bewirkt.
Daneben kann die im Klebstoff erzeugte Druckspannung einstellbar sein. Die Einstellbarkeit kann beispielsweise durch die Höhe des beaufschlagten Drucks im Balg oder des Druckunterschiedes zwischen den Teilvolumina realisiert werden. Im Fall der Feder kann der Federweg einstellbar ausgebildet sein.
Insbesondere kann das Verfahren bei der Ultraschallreinigung einer Komponente mit Anbauteil der Projektionsbelichtungsanlage angewendet werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schutz einer Klebstoffverbindung umfasst ein Gehäuse, welches das die Klebstoffverbindung umgebende Volumen zumindest teilweise umschließt, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung mindestens ein Mittel, welches dazu eingerichtet ist, im Klebstoff eine Druckspannung zu bewirken, umfasst.
Insbesondere kann das Mittel als elastisches Element, insbesondere als Feder, ausgebildet sein. Eine Feder hat den Vorteil, dass sie eine einfache und kostengünstige Lösung darstellt und leicht in eine bestehende Vorrichtung zum Schutz der Klebstoffverbindung vor einem Reinigungsmedium integriert werden kann.
Daneben kann das Mittel als ein Aktuator ausgebildet sein. Der Aktuator kann durch eine Längenänderung oder im Fall eines krafterzeugenden Aktuators direkt eine Kraft auf das Anbauteil und/oder die Komponente ausüben. Der Aktuator kann sich dabei am Gehäuse abstützen. Das Gehäuse kann beispielsweise durch eine umschließende Spange und eine Schraube vergleichbar einer Schraubzwinge oder durch eine durch ein durch das Gehäuse, das Anbauteil und die Komponente geführte Spannschraube verspannt werden. Die Schnittstellen der Spannschraube zum Gehäuse können durch eine Dichtung abgedichtet werden.
Insbesondere kann der Aktuator als Balg ausgebildet sein. Wie weiter oben bereits erläutert, kann der Balg mit einer Druckerzeugungseinheit verbunden sein, so dass die durch den Balg erzeugte Kraft einstellbar ist. Alternativ kann der Balg als geschlossenes Volumen ausgebildet sein, wodurch er vergleichbar zu der weiter oben erläuterten Feder wirken kann.
Alternativ kann der Aktuator als Piezoelement ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass Piezoelemente üblicherweise gekapselt ausgebildet sind, so dass keinerlei von dem Aktuator stammende Verunreinigung in den Bereich der Klebstoffverbindung und der Komponente gelangen kann. Weiterhin können Piezoelemente hohe Kräfte erzeugen und als Kraftaktuator wirken.
Weiterhin kann das Mittel als ein die Klebstoffverbindung zumindest teilweise umgebendes Gehäuse mit einem mit Druck beaufschlagbaren Volumen ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Druckspannungen im Klebstoff direkt durch eine Anpassung des Drucks in dem umgebenden Volumen bewirkt werden können.
Daneben kann die Klebstoffverbindung vollständig mit dem umgebenden Volumen in Kontakt stehen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Klebstoffverbindung eine von beiden Seiten zugängliche Ausnehmung in einer Komponente verschließt.
Insbesondere kann die Klebstoffverbindung an zwei unterschiedliche mit Druck beaufschlagbare Volumina angrenzen. Je nach Ausführung der Komponente, des Anbauteils und der Klebstoffverbindung kann das Gehäuse in zwei Teilvolumen unterteilt sein, welches jedes für sich mit Druck beaufschlagt werden kann. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die auf die Klebstoffverbindung wirkende Kraft eine Druckspannung im Klebstoff bewirkt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
2 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Projektionslithografie,
3a,b eine erste Ausführungsform der Erfindung,
4a,b eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und
5a,b eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sind hierbei nicht einschränkend verstanden.
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.
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.
In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
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.
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 verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 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 (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.
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 Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
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 Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
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.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.
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 US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
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 DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
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 Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
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.
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.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 22.
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.
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.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
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, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung 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 kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung 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 β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung 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 sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 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 Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.
Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 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.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 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.
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.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist.
Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
In 2 zeigt schematisch im Meridionalschnitt eine weitere Projektionsbelichtungsanlage 101 für die DUV-Projektionslithografie, in welcher die Erfindung ebenfalls zur Anwendung kommen kann.
Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung ist vergleichbar mit dem in 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in 2 beginnen also mit 101.
Im Unterschied zu einer wie in 1 beschriebenen EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 können auf Grund der größeren Wellenlänge der als Nutzlicht verwendeten DUV-Strahlung 116 im Bereich von 100 nm bis 300 nm, insbesondere von 193 nm, in der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 101 zur Abbildung beziehungsweise zur Beleuchtung refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elementen 117, wie beispielsweise Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen verwendet werden. Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst dabei im Wesentlichen ein Beleuchtungssystem 102, einen Retikelhalter 108 zur Aufnahme und exakten Positionierung eines mit einer Struktur versehenen Retikels 107, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 113 bestimmt werden, einen Waferhalter 114 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 113 und einem Projektionsobjektiv 110, mit mehreren optischen Elementen 117, die über Fassungen 118 in einem Objektivgehäuse 119 des Projektionsobjektives 110 gehalten sind.
Das Beleuchtungssystem 102 stellt eine für die Abbildung des Retikels 107 auf dem Wafer 113 benötigte DUV-Strahlung 116 bereit. Als Quelle für diese Strahlung 116 kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung 116 wird in dem Beleuchtungssystem 102 über optische Elemente derart geformt, dass die DUV-Strahlung 116 beim Auftreffen auf das Retikel 107 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 110 mit dem Objektivgehäuse 119 unterscheidet sich außer durch den zusätzlichen Einsatz von refraktiven optischen Elementen 117 wie Linsen, Prismen, Abschlussplatten prinzipiell nicht von dem in 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.
3a zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, in welcher eine Vorrichtung 30 mit einem Gehäuse 31 zum Schutz von Klebstoffverbindungen 38 dargestellt ist. Das Gehäuse 31 umfasst ein Gehäuseoberteil 32 und ein Gehäuseunterteil 33 und umschließt einen Teil einer in der 3a und in allen weiteren Figuren als optisches Element, wie beispielsweise ein in der 1 oder der 2 erläuterter Spiegel Mx, 117, ausgebildeten Komponente. Das Gehäuseoberteil 32 und das Gehäuseunterteil 33 sind gegeneinander und zur Komponente Mx, 117 mit einer Dichtung 34 abgedichtet und umschließen die beiden in der in der 3a dargestellten Ausführungsform gebildeten Teilvolumina 40, 41 um die Klebstoffverbindung 38. Die Klebstoffverbindung 38 verbindet ein Anbauteil 37 mit der Komponente Mx, 117 und wird durch das Gehäuse 31 vor einem Reinigungsmedium (nicht dargestellt) im Ultraschallbad (nicht dargestellt) geschützt. Das Gehäuse 31 wird auf seiner Oberseite und auf seiner Unterseite von einer Spange 35 umfasst und kann durch eine in der Spange 35 angeordnete Schraube 36 zusammengedrückt werden, so dass die Dichtungen 34 ihre Dichtwirkung erreichen. Zwischen der zu den umschlossenen Teilvolumina 40, 41 gerichteten Innenseite des Gehäuseoberteils 32 und dem Anbauteil 37 ist eine Druckfeder 42 derart angeordnet, dass diese beim Schließen und dem Verspannen des Gehäuses 31 zusammengedrückt wird, wodurch eine Kraft auf das Anbauteil 37 bewirkt. Diese Kraft wird über das Anbauteil 37 auf die Klebstoffverbindung 38 übertragen, so dass im Klebstoff 39 eine Druckspannung bewirkt wird. Eine Druckspannung ist eine einen inneren Druck erzeugende mechanische Eigenspannung in einem Material, welches sich im Temperaturgleichgewicht befindet und auf das keine äußeren Kräfte oder Momente einwirken. Eine zur Vorschädigung oder zum teilweisen oder vollständigen Ablösen des Klebstoffs 39 führende Zugspannung muss diese innere Druckspannung zunächst überwinden. Die genannte innere Druckspannung wird durch die von außen über die Kraft und die Kontaktfläche aufgebrachte Druckspannung, welche auch als Flächenpressung bezeichnet wird, erhöht, wodurch der Klebstoff 39 vorteilhafterweise höheren Zugspannungen ohne Vorschädigung oder Versagen widersteht. Neben den Druckspannungen im Klebstoff 39 spielt bei der Klebstoffverbindung 38 auch die Haftkraft zwischen dem Klebstoff 39 und dem Anbauteil 37 beziehungsweise der Komponente Mx, 117 eine weitere Rolle. Auch die Haftkraft wird durch die auf die Klebstoffverbindung 38 aufgebrachte Kraft erhöht. Das zu Grunde liegende Prinzip kann mit einer Vorspannung bei einer Schraubenverbindung zur Vermeidung eines Losdrehens bei schwingender Belastung verglichen werden.
3b zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche auf dem gleichen Prinzip wie die in der 3a erläuterte Ausführungsform basiert. Die Kraft wird auch durch eine Druckfeder 42 auf das Anbauteil 37 aufgebracht. Das Gehäuse 31 weist in der in der 3b dargestellten Ausführungsform eine zentral angeordnete Durchgangsbohrung 44 auf, die durch beiden Gehäuseteile 32, 33, das Anbauteil 37 und die Komponente Mx, 117 verläuft. Eine zum Verspannen der Gehäuseteile 32, 33 verwendete Spannschraube 45 wird durch die Durchgangsbohrung 44 geführt und mit Dichtungen 34 gegen das Gehäuse 31 abgedichtet. Durch diese Anordnung ist ein erstes Teilvolumen 40 zwischen dem Gehäuseoberteil 32, dem Anbauteil 37, der Klebstoffverbindung 38 und der Komponente Mx, 117 ausgebildet. Ein zweites Teilvolumen 41 ist zwischen dem Gehäuseunterteil 33, dem Anbauteil 37, der Klebstoffverbindung 38 und der Komponente Mx, 117 ausgebildet. Das untere Teilvolumen 41 sollte dabei immer einen kleineren oder vergleichbaren Druck wie im oberen Teilvolumen 40 aufweisen, um keine entgegen der Federkraft der Druckfeder 42 wirkende Kräfte auf die Klebstoffverbindung 38 zu erzeugen. Dies kann beispielsweise durch eine außerhalb des Gehäuses 31 verlaufende Verbindung (nicht dargestellt) der beiden Teilvolumina 40, 41, welche einen Druckausgleich zwischen den beiden Teilvolumina 40, 41 bewirkt, realisiert werden.
Die 4a und 4b zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung, in welchen die in der 3a und der 3b erläuterte Druckfeder 42 durch einen als Balg 43 oder alternativ als Piezoelement 47 ausgebildeten Aktuator ersetzt ist. Der als Balg 43 ausgebildete Aktuator kann durch eine nicht dargestellte Druckerzeugungseinheit mit Druck beaufschlagt werden und dadurch eine Kraft auf das Anbauteil 37 und damit wie weiter oben erläutert eine Druckspannung im Klebstoff 39 der Klebstoffverbindung 38 bewirken. Der Balg 43 kann Metall oder Kunststoff aufweisen und ist durch das Material und/oder seine Form, wie beispielsweise bei einem Faltenbalg, elastisch. Alternativ zu einem regelbaren Druck im Balg 43 kann der Balg 43 auch passiv mit einem geschlossenen Volumen mit einem vorbestimmten Innendruck ausgebildet sein. In diesem Fall wird durch die Kompression des eingeschlossenen Volumens beziehungsweise über die Elastizität des Balgmaterials, vergleichbar zu der in den 3a und 3b erläuterten Druckfeder 42, beim Verschließen und Verpressen des Gehäuses 31 eine Kraft bewirkt. Alternativ wird das Piezoelement 47 von einer nicht dargestellten Ansteuerungseinheit angesteuert, wodurch durch die Ansteuerung des Piezoelementes 47 eine Kraft auf das Anbauteil 37 bewirkt wird.
Die 5a und 5b zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die auf den Klebstoff 39 wirkende Kraft beziehungsweise die Druckspannungen durch einen Druckunterschied zwischen dem ersten und zweiten Teilvolumen 40, 41 bewirkt werden.
Im Fall der in der 5a erläuterten Ausführungsform ist das zweite Teilvolumen 41 bereits durch das Anbauteil 37, eine Aussparung 46 in der Komponente Mx, 117 und der Klebstoffverbindung 38 nach außen hin abgeschlossen. Entlüftungsbohrungen für im Vakuum eingesetzte Komponenten Mx, 117, welche üblicherweise die beiden Teilvolumen 40, 41 verbinden, können für den Reinigungsprozess gasdicht verschlossen werden. Das erste Teilvolumen 40 kann nach dem Verschließen und Verspannen des Gehäuses 31 mit Druck beaufschlagt werden und ist dazu mit einer nicht dargestellten Druckerzeugungseinheit verbunden. Der erhöhte Druck auf das Anbauteil 37 und die Klebstoffverbindung 38 bewirkt eine Druckspannung im Klebstoff 39.
Im Fall der in der 5b erläuterten Ausführungsform sind beide Teilvolumina 40, 41 von dem Gehäuse 31, dem Anbauteil 37, einem Teil der Komponente Mx, 117 und der Klebstoffverbindung 38 umschlossen und können dadurch von außen mit Druck beaufschlagt werden. Wie bereits anhand der 3b erläutert, muss der Druck im unteren Teilvolumen 41 kleiner als im oberen Teilvolumen 40 ausgebildet sein, um eine Druckspannung im Klebstoff 39 der Klebstoffverbindung 38 zu bewirken. Dies kann durch eine teilweise Evakuierung des unteren Teilvolumens 41 und/oder eine Druckbeaufschlagung des oberen Teilvolumens 40 bewirkt werden. Es kann auch in beiden Teilvolumen 40,41 gegenüber dem Außendruck ein leichter Überdruck eingestellt werden, um das Eindringen von Reinigungsmedium zusätzlich zu erschweren. Für den Druckunterschied gilt dabei das bereits oben Erläuterte. Im Fall eines Reinigungsverfahrens der Komponente Mx, 117 wird die Druckspannung im Klebstoff 39 der Klebstoffverbindung 38 vor der Reinigung, also bevor eine schwingende Belastung auf die Klebstoffverbindung 38 wirkt, erhöht, wodurch die Klebstoffverbindung 38 vor einer Vorschädigung oder einer teilweise oder vollständigen Ablösung geschützt ist.
Bezugszeichenliste

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Strahlungsquelle
4: Beleuchtungsoptik
5: Objektfeld
6: Objektebene
7: Retikel
8: Retikelhalter
9: Retikelverlagerungsantrieb
10: Projektionsoptik
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Wafers
14: Waferhalter
15: Waferverlagerungsantrieb
16: EUV-Strahlung
17: Kollektor
18: Zwischenfokusebene
19: Umlenkspiegel
20: Facettenspiegel
21: Facetten
22: Facettenspiegel
23: Facetten
30: Vorrichtung
31: Gehäuse
32: Gehäuseoberteil
33: Gehäuseunterteil
34: Dichtung
35: Spange
36: Schraube
37: Anbauteil
38: Klebstoffverbindung
39: Klebstoff
40: Volumen 1
41: Volumen 2
42: Druckfeder
43: Balg
44: Durchgangsbohrung
45: Spannschraube
46: Aussparung
47: Piezoelement
101: Projektionsbelichtungsanlage
102: Beleuchtungssystem
107: Retikel
108: Retikelhalter
110: Projektionsoptik
113: Wafers
114: Waferhalter
116: DUV-Strahlung
117: optisches Element
118: Fassungen
119: Objektivgehäuse
M1-M6: Spiegel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008009600 A1 [0037, 0041]
US 2006/0132747 A1 [0039]
EP 1614008 B1 [0039]
US 6573978 [0039]
DE 102017220586 A1 [0044]
US 2018/0074303 A1 [0058]

Claims

Verfahren zum Schutz einer Klebstoffverbindung (38) zwischen einer Komponente (Mx, 117) und einem Anbauteil (37) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie vor Beschädigung durch eine mechanische Einwirkung, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (39) durch eine von außen wirkende Kraft beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft durch ein elastisches Element, insbesondere eine Feder (42), bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft durch ein mit Druck beaufschlagtes Fluid bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft durch einen Aktuator (43,47) bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator als Balg (43) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator als Piezoelement (47) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Druck beaufschlagte Fluid in direktem Kontakt mit dem Klebstoff (39) ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Klebstoff (39) erzeugte Druckspannung einstellbar sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei der Ultraschallreinigung einer Komponenten (Mx,117) der Projektionsbelichtungsanlage (1,101) angewendet wird.
Vorrichtung (30) zum Schutz einer Klebstoffverbindung (38) mit einem Gehäuse (31), welches das die Klebstoffverbindung (38) umgebende Volumen (40,41) zumindest teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (30) mindestens ein Mittel (42,43,40,41) umfasst, das dazu eingerichtet ist, im Klebstoff (39) eine Druckspannung zu bewirken.
Vorrichtung (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als elastisches Element, insbesondere als Feder (42), ausgebildet ist.
Vorrichtung (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als ein Aktuator (43,47) ausgebildet ist.
Vorrichtung (30) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator als ein Balg (43) ausgebildet ist
Vorrichtung (30) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator als Piezoelement (47) ausgebildet ist.
Vorrichtung (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als ein die Klebstoffverbindung (38) zumindest teilweise umgebendes Gehäuse (31) mit einem mit Druck beaufschlagbaren Volumen (40) ausgebildet ist.
Vorrichtung (30) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das die Klebstoffverbindung (38) vollständig mit dem umgebenden Volumen (40,41) in Kontakt steht.
Vorrichtung (30) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffverbindung (38) an zwei unterschiedliche mit Druck beaufschlagbare Volumina (40,41) angrenzt.