DE102022203393A1

DE102022203393A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Ausrichtung von zwei Komponenten

Info

Publication number: DE102022203393A1
Application number: DE102022203393.0A
Authority: DE
Inventors: Eduard SCHWEIGERT
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-04-06
Filing date: 2022-04-06
Publication date: 2023-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung von zwei Komponenten (31,33) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie, die sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung einen Spanndorn (30) umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ausrichtung von zwei Komponenten (31,33) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie, wobei die Ausrichtung die Verwendung eines Spandorns (30,50) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ausrichtung von Komponenten, insbesondere von Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie.
Für Projektionsbelichtungsanlagen bestehen extrem hohe Anforderungen an die Abbildungsgenauigkeit, die unter Anderem maßgeblich von der Positionierung der optischen Elemente und somit den Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage abhängt.
Die erreichte Genauigkeit der Positionierung der optischen Elemente setzt sich aus einer bei der Montage der optischen Elemente erreichten Vorausrichtung und einer nachfolgenden Positionierung der optischen Elemente durch Manipulatoren zusammen. Die von den Manipulatoren erreichbare Genauigkeit hängt unter anderem auch von einem maximal benötigten Gesamtverfahrweg ab, der auch durch die bei der Vorausrichtung der Komponenten erreichten Genauigkeiten bestimmt wird. Je größer der benötigte Verfahrweg der Manipulatoren, desto geringer die für die Positioniergenauigkeit notwenige Auflösung. Von Generation zu Generation steigende Anforderungen an die Projektionsbelichtungsanlagen bezüglich der Positioniergenauigkeit der optischen Elemente führen daher auch zu immer höheren Anforderungen an die Ausrichtung der optischen Elemente gegenüber einer globalen Referenz in der Montage.
Daneben führt der zunehmend modulare Aufbau der Projektionsbelichtungsanlagen mit dem Ziel, einerseits defekte Module einfach beim Kunden tauschen zu können oder durch weiter entwickelte und verbesserte Module zu ersetzten, zu einer weiteren Erhöhung der Anforderungen an die Genauigkeit der Ausrichtung der optischen Elemente beziehungsweise Komponenten bei der Montage. Die bei einem Tausch beim Kunden erreichten Genauigkeiten sind durch eine fehlende oder eingeschränkte Verfügbarkeit von Messmitteln bei den aus dem Stand der Technik verwendeten Vorrichtungen und Verfahren schlechter als bei einer Erstmontage.
Weiterhin führt auch die Anforderung eines Plug-and-Play-Prozesses beim Kunden, also ein beliebiger Tausch von Komponenten ohne eine im Stand der Technik häufig verwendete Paarung von Modulen zu erhöhten Anforderungen an die Genauigkeit der Ausrichtung der Komponenten zueinander. Diese erhöhten Anforderungen können durch die aktuell im Stand der Technik verwendeten Vorrichtungen und Verfahren zunehmend nicht mehr erfüllt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit welchen eine Ausrichtung von Komponenten mit den geforderten Genauigkeiten realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausrichtung von zwei Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung einen Spanndorn umfasst. Ein Spanndorn ist ein aus dem Bereich Werkzeugmaschinen bekanntes Spannmittel, welches durch eine axiale Bewegung oder Zustellung im Spanndorn eine radiale Ausdehnung des Spanndorns bewirkt. Der Spanndorn umfasst üblicherweise einen Konus mit einer auf diesem angeordneten mit der Außengeometrie des Konus korrespondierenden Spannhülse. Durch eine Relativbewegung des Konus zu der Spannhülse wird diese auf den Konus geschoben und dehnt sich dadurch radial aus. Die Relativbewegung zwischen Konus und Spannhülse wird im Fall eines manuell betätigten Spanndorns von Hand über eine Spannmutter oder Spannschraube realisiert. Alternativ kann der Spanndorn auch hydraulisch, elektrisch beziehungsweise pneumatisch über einen Spannzylinder betätigt werden. Im Fall der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt die radiale Dehnung des Spanndorns nicht zum Verspannen der beiden Komponenten, sondern als Mittel zur Ausrichtung der beiden Komponenten zueinander.
Insbesondere kann der Spanndorn mit einer der beiden Komponenten dauerhaft verbunden sein. Ein Grundkörper des Spanndorns kann auf einer der Komponenten zu einer lokalen oder globalen Referenz ausgerichtet sein.
Weiterhin kann die andere Komponente eine mit dem Außendurchmesser des Spandorns korrespondierende Ausnehmung aufweisen. Diese kann in Form einer Bohrung hohlzylindrisch oder als eine beliebige andere Innenkontur ausgebildet sein.
Daneben kann der Spanndorn derart ausgebildet sein, dass er einen entspannten und einen verspannten Zustand einnehmen kann. Der Spanndorn wird in dem entspannten Zustand zunächst in die Ausnehmung, im Folgenden als Bohrung bezeichnet, der anderen Komponente eingeführt. Dabei kann das Spiel zwischen dem entspannten Spanndorn und der Bohrung derart gewählt sein, dass ein Fügen leicht möglich ist und die insbesondere in einer Vakuumumgebung, wie beispielsweise in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, erhöhte Gefahr einer Kaltverfestigung beim Fügen vermieden werden kann.
Insbesondere kann das Fügespiel zwischen der Bohrung und dem Spanndorn in einem entspannten Zustand größer als oder gleich 30µm sein. Nach dem Fügen kann der Spanndorn in den verspannten Zustand gebracht werden, wodurch das Spiel zwischen dem Spanndorn und der Bohrung verringert wird. Beim Verspannen des Spanndorns kann es, abhängig von der Position der Komponenten zueinander, zu einer Relativbewegung zwischen den Komponenten, also zu einem Ausrichten der Komponenten zueinander, kommen. Das Verspannen des Spanndorns kann vorteilhafterweise die Genauigkeit der Ausrichtung der beiden Komponenten zueinander erhöhen. Die Betätigung des Spanndorns erfolgt im Fall eines manuell betätigten Spanndorn von Hand über eine Spannmutter oder Spannschraube. Alternativ kann der Spanndorn auch hydraulisch, elektrisch beziehungsweise pneumatisch über einen Spannzylinder betätigt werden.
Im verspannten Zustand kann das Fügespiel zwischen der Bohrung und dem Spanndorn kleiner als 30µm, bevorzugt kleiner als 15µm und besonders bevorzugt kleiner als 5µm sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein Spannelement, also beispielsweise eine Spannschraube oder eine Spannmutter des Spanndorns derart mit einer Spannhülse oder einem Grundkörper verbunden sein, dass nur axiale Kräfte übertragen werden können. Diese Entkopplung der Kraftübertragung kann beispielsweise durch ein zwischen einem Zwischenstück und der Spannhülse angeordnete Kugelbahn realisiert werden.
Weiterhin kann die Spannhülse und/oder der Grundkörper mit einer reibungsmindernden Schicht beschichtet sein. Die Beschichtung kann beispielsweise eine keramische Schicht, wie eine sogenannten DLC-Beschichtung (diamond like carbon - diamantähnlicher Kohlenstoff), sein, welche zu einer geringeren Erzeugung von Partikeln führen kann. Dies kann für den Einsatz des Spanndorns in einer Vakuumumgebung oder einer Umgebung mit hohen Anforderungen an die Partikelfreiheit, wie beispielsweise in einem Reinraum, vorteilhaft sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann die Außenkontur der Spannhülse oder die Innenkontur der korrespondierenden Ausnehmung eine ballige Geometrie aufweisen. Diese kann den Vorteil haben, dass beispielsweise zwischen der Bohrung und der Außenkontur der Spannhülse lediglich ein Linienkontakt auftritt, also keine Überbestimmtheit und dadurch ein Verklemmen auftreten kann.
Weiterhin kann die Vorrichtung eine Gewichtskompensationseinheit für eine der Komponenten umfassen. Die Gewichtskompensationseinheit reduziert die Reibkraft zwischen den Komponenten und damit die Kraft, welche der Spanndorn zum Ausrichten der beiden Komponenten zueinander aufbringen muss.
Insbesondere kann die Ausrichtung dadurch mit einer Kontaktkraft von kleiner 1000N, bevorzugt kleiner 100N und besonders bevorzugt von kleiner 10N ausgeführt werden. Die Kontaktkraft ist dabei die auf die Kontaktfläche wirkende Normalkraft zwischen der Spannhülse und dem Grundkörper, welche direkt die Reibkraft bestimmt. Eine Reduzierung der Reibkraft kann vorteilhafterweise zu einer geringeren Partikelgenerierung führen. Weithin kann die Gewichtskompensationseinheit der verschiedenen Komponenten derart ausgerichtet sein, dass unabhängig vom Eigengewicht der Komponenten, die Kraft zur Ausrichtung der Komponenten vergleichbar ist. Dadurch könnte für die Ausrichtung aller Komponenten der gleiche Spanndorn verwendet werden, wodurch eine Kostenersparnis in der Entwicklung und der Fertigung erreicht werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Anzeige zur Anzeige einer erfolgreichen Ausrichtung umfassen. Diese kann durch ein optisches, akustisches oder taktil erfassbares Signal ein sicheres Erreichen der Ausrichtung der beiden Komponenten zueinander im Rahmen der vorbestimmten Genauigkeiten vermitteln. Beispielsweise kann ein Kontrollstift derart in dem Spanndorn angeordnet sein, dass beim Erreichen der vorbestimmten Verspannung und dadurch der Ausrichtegenauigkeit der Kontrollstift mit einer Außenfläche des Spanndorns eben abschließt oder darüber hinaus geht.
Weiterhin kann der Spanndorn einen vorbestimmten maximalen Stellweg aufweisen, welcher beispielsweise über einen festen Anschlag für die Spannschraube oder die Spannmutter realisiert werden kann.
Insbesondere kann der vorbestimmte maximale Stellweg einstellbar sein. Dies kann dann von Vorteil sein, wenn die Toleranzen für den Stellweg auf Grund von der Toleranzkette der verwendeten Bauteile nicht durch eine einfache Montage eingehalten werden kann. Die Einstellung kann beispielsweise unter Verwendung einer Abstimmscheibe, die nach Bedarf in ihrer Dicke angepasst werden kann, realisiert werden. Alternativ kann auch der Anschlag nach einer Vermessung des Stellweges angepasst beziehungsweise nachgearbeitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Spanndorn eine umlaufende Kugelbahn aufweisen. Die mit Kugeln gefüllte Kugelbahn verbindet ein Zwischenstück des Spanndorns mit der Spannhülse und kann nur axiale Kräfte übertragen. Die Spannhülse dreht sich beim Verspannen durch die Kugeln nicht mehr mit. Die dadurch stark reduzierte Relativbewegung von der Spannhülse auf dem Grundkörper reduziert vorteilhaft die Partikelbildung. Die Partikel können durch eine den Spalt zwischen Spannhülse und Grundkörper sowie die teilweise geschlitzte Spannhülse umfassende Dichtung im Spanndorn zurückgehalten werden. Dadurch gibt der Spanndorn nahezu keine Partikel nach außen hin ab und kann als geeignet für Reinräume und Vakuumanwendungen angesehen werden.
Insbesondere kann die Spannhülse einen steifen und einen elastischen Teilbereich aufweisen. Im steifen Teilbereich kann eine erste Hälfte der Kugelbahn angeordnet sein, welche dadurch auch bei der Verspannung des Spanndorns ihren Durchmesser nicht ändert. Der elastische Bereich kann beispielsweise durch Entkopplungsschnitte derart ausgebildet sein, dass beim Verspannen eine flächige Kontaktfläche zwischen der Spannhülse und einem Konus auf dem Grundkörper gewährleistet ist.
Weiterhin kann die Spannhülse einen monolithischen Aufbau aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein den Stellweg bewirkendes Gewinde innenliegend angeordnet sein. Mit innenliegend ist im Sinne der Anmeldung zu verstehen, dass das Gewinde innerhalb eines Volumens angeordnet ist, welches zur Umgebung nahezu vollständig abgeschlossen ist.
Insbesondere kann ein das Gewinde umgebendes Volumen durch mindestens eine Dichtung zur Vermeidung einer Partikelkontamination nach außen hin abgedichtet sein. Diese Ausführungsform kann insbesondere für die Anwendung in Bereichen mit hohen Anforderungen an die Partikelfreiheit, wie sie beispielsweise in Reinräumen und in vielen Vakuumumgebungen gefordert wird, geeignet sein.
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,
3 eine erste schematisch dargestellte Ausführungsform der Erfindung,
4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und
5 ein Detail 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.
Beleuchtet 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° gegenüber der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche, 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 (Gl-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.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Gewindespanndorn 30. Dieser richtet eine erste als optisches Modul 31, welches beispielsweise einen in der 1 oder der 2 erläuterten Spiegel Mx, 117 umfasst, ausgebildete Komponente zu einer als Rahmen 33 ausgebildeten zweiten Komponente aus. Der Gewindespanndorn 30 oder einfach Spanndorn 30, weist einen Grundkörper 35 auf, welcher über Spacer 40 im optischen Modul 31 bezüglich einer nicht dargestellten Referenz in der durch das in der 3 eingezeichnete Koordinatensystem definierten XY-Ebene positioniert ist. Der Grundkörper 35 liegt mit einem Flansch 44 auf einem Absatz 45 einer in dem Modul 31 ausgebildeten Ausnehmung 32 auf. Um ein Verdrehen des Grundkörpers 35 beim Ausrichten des Moduls 31 zu verhindern, ist der Grundkörper 35 mit mehreren, im Schnitt teilweise nicht sichtbaren, Schrauben 36 mit dem Modul 31 verbunden. Dem Flansch 44 in Richtung des Rahmens 33 folgend sind am Umfang des rotationssymmetrisch ausgebildeten Grundkörpers 35 mehrere Konusse 41 hintereinander ausgebildet. Der Grundkörper 35 taucht mit den Konussen 41 durch die Ausnehmung 32 des Moduls 31 in eine den Rahmen 33 durchdringende Ausnehmung 34 ein. Der Grundkörper 35 weist weiterhin ein Durchgangsloch 42 auf, durch welches eine Spannschraube 38 geführt ist, welche auf der Oberseite 43 des Grundkörpers 35 mit einer Spannmutter 39 gehalten wird. Der Grundkörper 35 wird im Bereich der Konusse 41 von einer Spannhülse 37 mit einer zu den Konussen 41 korrespondierend ausgebildeten Innengeometrie umschlossen. Der Kopf 46 der Spannschraube 38 zieht, wie durch die Pfeile in der 3 dargestellt die Spannhülse 37 auf die Konusse 41, sodass die Spannhülse 37 radial ausgedehnt wird. Durch die radiale Ausdehnung der Spannhülse 37 wird das Spiel zwischen dem Modul 31 und dem Rahmen 33 reduziert und die beiden Komponenten 31, 33 zueinander ausgerichtet. Der verspannte Zustand des Spanndorns 30 und damit das verringerte Spiel zwischen den Komponenten 31, 33 ist durch gestrichelte Linien in der 3 verdeutlicht. Der Spanndorn 30 hat also den Vorteil, dass beim ersten Fügen der Komponenten 31, 33 durch den entspannten Zustand der Spannhülse 37 ein relativ großes Spiel zwischen der Spannhülse 37 und der Ausnehmung 34 im Rahmen 33 vorhanden ist. Ein Kaltverscheißen oder Verkanten der beiden Komponenten 31, 33 beim Fügen wird dadurch vorteilhaft vermieden. Wird der Spanndorn 30 nun verspannt, zentriert sich das Modul 31 in der Ausnehmung 34 des Rahmens 33 auf Grund des geringer werdenden Spiels. Dadurch wird eine höhere Genauigkeit bei der Ausrichtung der beiden Komponenten 31, 33, als es mit einem Bolzen und einer Bohrung möglich wäre, erzielt. Dabei kann es zu einer Relativbewegung zwischen den Komponenten 31, 33 kommen. Im Folgenden wird das Modul 31 mit dem Rahmen 33 an nicht dargestellten Punkten miteinander verbunden und zur Vermeidung beziehungsweise zum Lösen von Spannungen die Spannschraube 38 wieder gelöst.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Gewindespanndorns 50, welcher insbesondere für die Verbindung von Komponenten in einer Vakuumumgebung geeignet ist. Der Gewindespanndorn 50, im Folgenden als Spanndorn 50 bezeichnet, umfasst einen Grundkörper 51 mit einem umlaufenden Flansch 52 mit Durchgangslöchern 53 zur Verbindung des Grundkörpers 51 mit einer ersten Komponente (nicht dargestellt). Dem Flansch 52 folgend ist am Grundkörper 51 ein Konus 54 ausgebildet, dessen Oberfläche in der in der 4 dargestellten Ausführungsform drei um 120° versetzt angeordnete Nuten 55 umfasst. Auf der dem Flansch 52 entgegengesetzten Seite des Grundkörpers 51 ist über ein Gewinde 56 eine Welle 57 mit dem Grundkörper 51 verbunden. Die Welle 57 ist konzentrisch zum Konus 54 angeordnet und weist im oberen, dem Grundkörper 51 abgewandten Bereich eine Verdickung 58 mit einem Außengewinde 59 auf. Nach der Verdickung 58 verjüngt sich die Welle 57 zu einem als Kontrollstift 60 ausgebildeten Bereich. Der Kontrollstift 60 taucht in eine Durchgangsbohrung 78 einer Hülse 70 ein, wobei die Länge des Kontrollstiftes 60 derart ausgebildet ist, dass bei einer vorbestimmten Verspannung des Spanndorns 50 die Oberfläche der Hülse 70 und die Oberfläche des als Kontrollstift 60 ausgebildeten Bereichs der Welle 57 eine Ebene bilden. Dieser Zustand ist durch eine gestrichelt dargestellte Verlagerung des Kontrollstifts 60 dargestellt. Der obere Teil der Hülse 70 umfasst einen Außensechskant 72 zur Verspannung des Spanndorns 50. In einer Ausnehmung 71 der Hülse 70 ist im Bereich der Verdickung 58 der Welle 57 ein Innengewinde 73 ausgebildet, mit welchem die Hülse 70 auf die Welle 57 geschraubt wird. In Richtung des Grundkörpers 51 weist die Ausnehmung 71 einen ersten 74 und einen zweiten Absatz 75 auf. Der erste Absatz 74 dient als Begrenzung für die Verspannung des Spanndorns 50, also als Anschlag für die Hülse 70. Der Absatz 74 kommt beim Aufschrauben der Hülse 70 nach einem vorbestimmten Weg mit einer über einen Sprengring 62 an der Welle 57 fixierten Abstimmscheibe 61 in Kontakt, welche ein weiteres Einschrauben der Hülse 70 auf die Welle 57 verhindert. Der zur Verfügung stehende Verfahrweg kann über die Dicke der Abstimmscheibe 61, welche zum Aufschieben auf die bereits montierte Welle 57 geschlitzt ist, eingestellt werden. Alternativ zum Sprengring 62 kann auch ein weiterer Absatz als Anlage für die Abstimmscheibe 61 in der Welle 57 ausgebildet sein. Der zweite Absatz 75 der Hülse 70 drückt auf ein Ende einer Tellerfeder 63, welche sich mit ihrem anderen Ende auf einem Zwischenstück 65 abstützt. Die Tellerfeder 63 wirkt dabei als Übersetzung des Stellweges in eine Kraft und somit weg von einer Wegsteuerung zu einer Kraftsteuerung des Spandorns 50. Die Steifigkeit der Tellerfeder 63 und der Verfahrweg können zur Einstellung der Kraft verwendet werden. Alternativ kann der Absatz 75 nachbearbeitet werden oder zwischen dem Absatz 75 und der Tellerfeder 63 eine weitere Abstimmscheibe (nicht dargestellt) eingesetzt werden, um die Tellerfeder 63 auf eine vorbestimmte Kraft vorzuspannen. Die Tellerfeder 63 ist nicht zwingend erforderlich, da das Prinzip auch als reine Wegsteuerung funktioniert. Das Zwischenstück 65 umfasst eine erste Hälfte 67 einer umlaufenden Kugelbahn 88, wobei die zweite Hälfte 82 der Kugelbahn 88 in einem steifen und umlaufenden Teilbereich 85 einer Spannhülse 80 des Spanndorns 50 ausgebildet ist. Die in der Kugelbahn 88 laufenden Kugeln 66 weisen beispielsweise ein Keramikmaterial auf, welches sich durch eine hohe Härte und geringe Partikelerzeugung auszeichnet. Die Kugeln 66 übertragen die von der Tellerfeder 63 durch das Aufschrauben der Hülse 70 übertragene Kraft in axialer Richtung, also in Richtung der Längsachse des Spanndorns 50, auf die Spannhülse 80. Die Verdrehung der Hülse 70, der Tellerfeder 63 und des Zwischenstücks 65 wird nicht auf die Spannhülse 80 übertragen, wodurch sich die Partikelerzeugung durch ein Reiben der Spannhülse 80 auf dem Konus 54 des Grundkörpers 51 stark reduziert. Zur weiteren Minimierung der Reibung zwischen Spannhülse 80 und Konus 54 ist die Spannhülse 80 an ihrer zum Konus 54 gerichteten Innenseite mit einer keramischen Beschichtung (nicht dargestellt) beschichtet. Die Spannhülse 80 wird in axialer Richtung auf den Konus 54 gedrückt und dehnt sich dabei radial aus, was wie weiter oben bei der 3 bereits erläutert zu einer Verringerung des Spiels zwischen dem Spanndorn 50 und der Bohrung (nicht dargestellt) und dadurch zu einer genaueren Ausrichtung der beiden Komponenten führt. Die Außenkontur 81 des Konus 54 ist, um bei einem ersten Fügen der zweiten Komponente (nicht dargestellt) auf den Spanndorn 50, welcher mit einer ersten Komponente verbunden ist, eine möglichst kleine Kontaktfläche zu erhalten, ballig ausgeführt. Alternativ kann der Konus 54 auch ein lineare Außenkontur aufweisen. Die Kugelbahn 88, welche, wie weiter oben bereits erläutert, zum Teil 82 in einem Teilbereich 85 der Spannhülse 80 ausgebildet ist, darf während des Verspannens nicht radial ausgedehnt werden. Um dennoch die Ausdehnung der Spannhülse 80 beim Verspannen zu ermöglichen, ist der erste, steife Teilbereich 85 von dem zweiten elastischen Teilbereich 86 der Spannhülse 80 durch Entkopplungsschnitte 83, 84 (nur ein Teil des Entkopplungsschnitts 83 in der 4 sichtbar) voneinander entkoppelt. Die Lage und Funktion der Entkopplungsschnitte 83, 84 werden in der 5 im Detail erläutert. Ein Anteil des steifen Teilbereichs 85 verläuft, wie in der 4 durch gestrichelte Linien dargestellt, über die ganze Höhe der Spannhülse 80 und taucht zur Vermeidung einer radialen Dehnung in den weiter oben bereits erläuterten Nuten 55 des Grundkörpers 51 ein. Das Zwischenstück 65 weist radial einen Stift 68 auf, welcher in ein Langloch 77 in einer Flanke 76 der Hülse 70 eintaucht. Der Stift 68 stellt einerseits ein Mitdrehen des Zwischenstücks 65 mit der Hülse 70 sicher, andererseits dient er beim Entspannen des Spanndorns 50 dazu, die Spannhülse 80 vom Konus 54 des Grundkörpers 51 abzuziehen. Der Stift 68 ist im Langloch 77 also derart positioniert, dass er beim Einschrauben keine axialen Kräfte der Hülse 70 auf das Zwischenstück 65 überträgt. Beim Ausschrauben der Hülse 70 hingegen kommt der Stift 68 mit dem unteren Rand des Langlochs 77 in Kontakt und die Spannhülse 80 wird über das Zwischenstück 65 und die Kugeln 66 von dem Konus 54 abgezogen. Durch das in der Ausnehmung 71 der der Hülse 70 angeordnete Gewinde 73 und die zwischen dem Zwischenstück 65 und der Welle 57 beziehungsweise dem Zwischenstück 65 und der Flanke 76 der Hülse 70 angeordneten Dichtungen 64 werden die vom Gewinde 73 erzeugten Partikel eingeschlossen und können nicht in die Umgebung gelangen. Dies ist insbesondere für eine Anwendung im Vakuum und Bereichen mit erhöhten Anforderungen an eine Partikelfreiheit, wie beispielsweise Reinräume oder Vakuumanwendungen von Vorteil. Weiterhin kann eine Abdeckung der Spannhülse 80 und des Spaltes zwischen der Spannhülse 80 und dem Grundkörper 51 auch die trotz der weiter oben erläuterten Beschichtung der Spannhülse 80 an der Kontaktfläche von Spannhülse 80 und Konus 54 erzeugten Partikel auffangen.
5 zeigt eine Detailansicht, in welcher eine Ansicht auf die Innenseite einer abgewickelten Spannhülse 80 dargestellt ist. Im oberen steifen Teilbereich 85 der Spannhülse 80, welcher bereichsweise nahezu über die gesamte Höhe der Spannhülse 80 verläuft, ist die eine Hälfte 82 der Kugelbahn 88 mit den Kugeln 66 angeordnet. Zum besseren Verständnis ist in der 5 der steife Teilbereich 85 mit einer anderen Schraffur als der elastische Teilbereich 86 dargestellt, obwohl die Spannhülse 80 einteilig, also monolithisch, ausgebildet ist. Ein erster u-förmiger Entkopplungsschnitt 83 ermöglicht eine radiale Ausdehnung des oberen Anteils des elastischen Teilbereich 86, wobei ein zweiter Entkopplungsschnitt 84 eine radiale Ausdehnung im unteren Anteil des elastischen Teilbereich 86 ermöglicht. Dadurch ist eine gleichmäßige Anlage der Spanhülse 80 am Konus 54 des Grundkörpers 51 ebenso wie eine Vermeidung einer radialen Dehnung im Bereich der Kugelbahn 88 vorteilhaft sichergestellt.
Der in der 4 und der 5 im Detail erläuterte Spanndorn 50 begründet an sich bereits eine Erfindung und ist auch ohne seine Verwendung in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie als eine eigenständige Erfindung zu verstehen.
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: Gewindespanndorn
31: optisches Modul
32: Ausnehmung Modul
33: Rahmen
34: Ausnehmung Rahmen
35: Grundkörper
36: Schraube
37: Spannhülse
38: Spannschraube
39: Spannmutter
40: Spacer
41: Konus
42: Durchgangsloch
43: Oberseite Grundkörper
44: Flansch
45: Absatz
46: Kopf der Spannschraube
50: Gewindespanndorn
51: Grundkörper
52: Flansch
53: Durchgangslöcher
54: Konus
55: Nut
56: Gewinde
57: Welle
58: Verdickung
59: Außengewinde
60: Kontrollstift
61: Abstimmscheibe
62: Sprengring
63: Tellerfeder
64: Dichtung
65: Zwischenstück
66: Kugel
67: Kugelbahnhälfte
68: Stift
70: Hülse
71: Ausnehmung
72: Sechskant
73: Innengewinde
74: erster Absatz
75: zweiter Absatz
76: Flanke
77: Langloch
78: Durchgangsbohrung
80: Spannhülse
81: Außenkontur Spannhülse
82: Kugelbahnhälfte
83: erster Entlastungsschnitt
84: zweiter Entlastungsschnitt
85: steifer Teilbereich
86: elastischer Teilbereich
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
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008009600 A1 [0039, 0043]
US 2006/0132747 A1 [0041]
EP 1614008 B1 [0041]
US 6573978 [0041]
DE 102017220586 A1 [0046]
US 2018/0074303 A1 [0060]

Claims

Vorrichtung zur Ausrichtung von zwei Komponenten (31,33) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Spanndorn (30) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanndorn (30, 50) mit einer der Komponenten (31) dauerhaft verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Komponente (33) eine mit dem Außendurchmesser des Spandorns (30,50) korrespondierende Ausnehmung (34) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanndorn (30,50) derart ausgebildet ist, dass er einen entspannten und einen verspannten Zustand einnehmen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügespiel zwischen der Ausnehmung (34) und dem Spanndorn (30) in einem entspannten Zustand größer als oder gleich 30µm ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügespiel zwischen der Ausnehmung (34) und dem Spanndorn (30) in einem verspannten Zustand kleiner als 30pm, bevorzugt kleiner als 15µm und besonders bevorzugt kleiner als 5µm ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannelement (38,39,57,70) des Spanndorns (30,50) derart mit einer Spannhülse (37,80) oder einem Grundkörper (35,51) verbunden ist, dass nur axiale Kräfte übertragen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (37,80) und/oder der Grundkörper (35,51) mit einer reibungsmindernden Schicht beschichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (81) der Spannhülse (37,80) oder die Innenkontur der korrespondierenden Ausnehmung (34) eine ballige Geometrie aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Gewichtskompensationseinheit für eine der Komponenten (31,33) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Anzeige (60) zur Anzeige einer erfolgreichen Ausrichtung umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanndorn (30,50) einen vorbestimmten maximalen Stellweg aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte maximale Stellweg einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanndorn (30,50) eine umlaufende Kugelbahn (88) aufweist.
Vorrichtung nach einem der einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (37,80) einen steifen (85) und einen elastischen Teilbereich (86) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (37,80) einen monolithischen Aufbau aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Stellweg bewirkendes Gewinde (59,73) innenliegend angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Gewinde (59,73) umgebende Volumen (71) durch mindestens eine Dichtung (64) zur Vermeidung einer Partikelkontamination nach außen hin abgedichtet ist.
Verfahren zur Ausrichtung von zwei Komponenten (31,33) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung die Verwendung eines Spandorns (30,50) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung mit einer Kontaktkraft von kleiner 1000N, bevorzugt kleiner 100N und besonders bevorzugt von kleiner 10N ausgeführt wird.