DE102022210660A1

DE102022210660A1 - VIBRATION DAMPER AND LITHOGRAPHY SYSTEM

Info

Publication number: DE102022210660A1
Application number: DE102022210660.1A
Authority: DE
Inventors: Anja Bestler; Ronald Faassen; Bernhard Geuppert; Lukas Hege
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-11-11
Filing date: 2022-10-10
Publication date: 2023-05-11

Abstract

Ein Schwingungstilger (400) für ein mit Schwingungen beaufschlagtes System (202), aufweisend eine Tilgermasse (404), ein Dämpfungselement (402), welches die Tilgermasse (404) an das System (202) koppelt, und ein Federelement (410), welches die Tilgermasse (404) ebenfalls an das System (202) koppelt, wobei das Federelement (410) parallel zu dem Dämpfungselement (402) geschaltet ist.A vibration damper (400) for a system (202) subjected to vibrations, having a damper mass (404), a damping element (402) which couples the damper mass (404) to the system (202), and a spring element (410) which the absorber mass (404) is also coupled to the system (202), the spring element (410) being connected in parallel with the damping element (402).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungstilger für eine Lithographieanlage und eine Lithographieanlage mit einem derartigen Schwingungstilger.The present invention relates to a vibration absorber for a lithography system and a lithography system with such a vibration absorber.

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 (Engl.: Extreme Ultraviolet, EUV) 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 production of integrated circuits, EUV (Extreme Ultraviolet, EUV) lithography systems are currently being developed, which emit light with a wavelength in the range from 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm , use. 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.

Im Betrieb, beispielsweise im Belichtungsbetrieb, einer derartigen Lithographieanlage kann es erforderlich sein, Schwingungen von Komponenten der Lithographieanlage, wie beispielsweise einem Sensorrahmen (Eng.: Sensor Frame) oder einem Tragrahmen (Engl.: Force Frame), zu dämpfen. Zum Dämpfen dieser zuvor genannten Schwingungen können sogenannte Schwingungstilger (Engl.: Tuned Mass Damper, TMD) eingesetzt werden. Derartige Schwingungstilger können auf eine spezifische Eigenfrequenz und eine spezifische Dämpfung abgestimmt werden. Ein derartiger Schwingungstilger umfasst eine Tilgermasse und ein Dämpfungselement, zumeist in Form eines Elastomerblocks, mit dessen Hilfe die Tilgermasse an ein zu dämpfendes System angekoppelt wird.In operation, for example in exposure mode, such a lithography system, it may be necessary to dampen vibrations of components of the lithography system, such as a sensor frame (Engl.: Sensor Frame) or a support frame (Engl.: Force Frame). So-called tuned mass dampers (TMD) can be used to dampen these aforementioned vibrations. Vibration absorbers of this type can be tuned to a specific natural frequency and a specific damping. Such a vibration absorber comprises an absorber mass and a damping element, mostly in the form of an elastomer block, with the help of which the absorber mass is coupled to a system to be damped.

Ein Nachteil der Verwendung eines Elastomers für das Dämpfungselement kann jedoch das große Toleranz-Budget, das vorgesehen werden muss, sein. Aufgrund von Chargenschwankungen im Material und dadurch in den mechanischen Eigenschaften, beispielsweise durch Schwankungen bei Rohstoffen, Produktion, Fertigung, und der limitierten Fertigungsgenauigkeit, muss bei der Auslegung des Schwingungstilgers ein hohes Maß an Robustheit vorgesehen werden.However, a disadvantage of using an elastomer for the damping element can be the large tolerance budget that must be provided for. Due to batch fluctuations in the material and thus in the mechanical properties, for example due to fluctuations in raw materials, production, manufacturing, and the limited manufacturing accuracy, a high degree of robustness must be provided for when designing the vibration absorber.

Zudem sind FEM-Simulationen (Finite-Elemente-Methode) des Dämpfungselement beziehungsweise des Schwingungstilgers aufgrund der Komplexität des Materialverhaltens des elastomeren Dämpfungselements nur bedingt aussagekräftig. Dies resultiert zumeist in längeren Entwicklungszeiten, da mehrere Designloops notwendig sind, bis ein derartiger Schwingungstilger seine gewünschten Eigenschaften erreicht. Dies gilt es zu verbessern.In addition, FEM simulations (finite element method) of the damping element or the vibration absorber are only of limited value due to the complexity of the material behavior of the elastomeric damping element. This usually results in longer development times, since several design loops are necessary before such a vibration absorber achieves its desired properties. This needs to be improved.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Schwingungstilger bereitzustellen.Against this background, an object of the present invention is to provide an improved vibration absorber.

Demgemäß wird ein Schwingungstilger für ein mit Schwingungen beaufschlagtes System vorgeschlagen. Der Schwingungstilger umfasst eine Tilgermasse, ein Dämpfungselement, welches die Tilgermasse an das System koppelt, und ein Federelement, welches die Tilgermasse ebenfalls an das System koppelt, wobei das Federelement parallel zu dem Dämpfungselement geschaltet ist.Accordingly, a vibration absorber for a system subjected to vibrations is proposed. The vibration absorber includes an absorber mass, a damping element, which couples the absorber mass to the system, and a spring element, which also couples the absorber mass to the system, with the spring element being connected in parallel with the damping element.

Dadurch, dass zusätzlich ein Federelement vorgesehen ist, ist es im Vergleich zu der ausschließlichen Verwendung eines Elastomers möglich, das Federelement aus einem Metall zu fertigen. Für das Federelement kann somit eine hohe Prozesssicherheit und somit eine geringe Chargenschwankung der Materialeigenschaften erreicht werden. Ferner sind eine sehr präzise Fertigung und auch eine möglichst realitätsnahe Simulation über FEM möglich. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass durch eine bessere Vorhersage der Realität, Kosten und Zeit beim Design des Schwingungstilgers durch eine geringere Anzahl an Designloops gespart werden können.Because a spring element is additionally provided, it is possible to manufacture the spring element from a metal compared to the exclusive use of an elastomer. For the spring element, a high level of process reliability and thus a low batch-to-batch fluctuation in the material properties can thus be achieved. Furthermore, a very precise production and also a simulation that is as realistic as possible via FEM are possible. This advantageously leads to the fact that a smaller number of design loops can be used to save costs and time when designing the vibration absorber as a result of a better prediction of reality.

Das System kann beispielsweise ein Projektionssystem oder Teil eines Projektionssystems der Lithographieanlage sein. Das System kann verschiedene Komponenten der Lithographieanlage, wie beispielsweise einen Sensorrahmen, einen Tragrahmen oder auch ein optisches Element, umfassen. Das Dämpfungselement ist insbesondere zwischen dem System und der Tilgermasse platziert. Das Dämpfungselement kann beispielsweise fest mit dem System und der Tilgermasse verbunden sein. Beispielsweise kann eine Klebeverbindung vorgesehen sein. Das Dämpfungselement kann jedoch auch mit dem System und/oder der Tilgermasse verklemmt sein. Hierzu kann eine Klemmverbindung vorgesehen sein.The system can be a projection system or part of a projection system of the lithography system, for example. The system can include various components of the lithography system, such as a sensor frame, a support frame or an optical element. The damping element is placed in particular between the system and the absorber mass. The damping element can, for example, be permanently connected to the system and the absorber mass. For example, an adhesive connection can be provided. However, the damping element can also be jammed with the system and/or the absorber mass. A clamp connection can be provided for this purpose.

Auch das Federelement ist insbesondere zwischen dem System und der Tilgermasse platziert. Das Federelement kann beispielsweise fest mit dem System und der Tilgermasse verbunden sein. Beispielsweise kann eine Schraubverbindung vorgesehen sein. Das Federelement kann jedoch auch mit dem System und/oder der Tilgermasse verklemmt sein. Hierzu kann eine Klemmverbindung vorgesehen sein. Dass das Dämpfungselement und das Federelement die Tilgermasse an das System „koppeln“ bedeutet vorliegend insbesondere, dass eine Wirkverbindung, insbesondere eine feste Verbindung, zwischen dem Dämpfungselement sowie dem Federelement und dem System beziehungsweise der Tilgermasse vorgesehen ist.The spring element is also placed in particular between the system and the absorber mass. The spring element can, for example, be firmly connected to the system and the absorber mass. At for example, a screw connection can be provided. However, the spring element can also be jammed with the system and/or the absorber mass. A clamp connection can be provided for this purpose. The fact that the damping element and the spring element "couple" the absorber mass to the system means here in particular that an operative connection, in particular a fixed connection, is provided between the damping element and the spring element and the system or the absorber mass.

Das Dämpfungselement und das Federelement sind insbesondere zwei voneinander getrennte Bauteile. Das heißt, dass der Begriff „Element“ dahingehend zu verstehen ist, dass ein Element ein eigenes Bauteil ist und somit das Federelement nicht eine Untereinheit oder ein Bestandteil des Dämpfungselements und umgekehrt ist. Dies schließt jedoch nicht aus, dass auch das Dämpfungselement federnde Eigenschaften aufweist. Eine Gesamtfedersteifigkeit des Dämpfungselements und des Federelements ergibt sich somit insbesondere aus einer Summe der Federsteifigkeit des Dämpfungselements und der Federsteifigkeit des Federelements. Dass das Federelement „parallel“ zu dem Dämpfungselement geschaltet ist, bedeutet insbesondere, dass das Federelement und das Dämpfungselement nebeneinander angeordnet sind. Das Gegenteil wäre eine Reihenschaltung des Federelements und des Dämpfungselements.The damping element and the spring element are in particular two separate components. This means that the term "element" is to be understood in such a way that an element is a separate component and thus the spring element is not a sub-unit or part of the damping element and vice versa. However, this does not rule out the damping element also having resilient properties. An overall spring stiffness of the damping element and the spring element is thus obtained in particular from a sum of the spring stiffness of the damping element and the spring stiffness of the spring element. The fact that the spring element is connected “in parallel” to the damping element means in particular that the spring element and the damping element are arranged next to one another. The opposite would be a series connection of the spring element and the damping element.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Dämpfungselement aus einem elastomeren Werkstoff gefertigt.According to one embodiment, the damping element is made from an elastomeric material.

Beispielsweise kann Gummi oder ein anderes geeignetes Material eingesetzt werden. Vorzugsweise ist das Dämpfungselement durchgehend aus demselben elastomeren Material gefertigt.For example, rubber or another suitable material can be used. The damping element is preferably made of the same elastomeric material throughout.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Dämpfungselement aus einem Perfluorkautschuk oder einem Fluorkautschuk gefertigt.According to a further embodiment, the damping element is made from a perfluoro rubber or a fluoro rubber.

Es kann jedoch auch jedes andere geeignete Elastomer eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird jedoch ein ausgasungsfreies oder zumindest ausgasungsarmes Elastomer verwendet.However, any other suitable elastomer can also be used. However, it is particularly preferred to use an elastomer that is free of outgassing or at least low in outgassing.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Dämpfungselement blockförmig. According to a further embodiment, the damping element is block-shaped.

Beispielsweise kann das Dämpfungselement quaderförmig oder würfelförmig sein. Es kann jedoch auch jede andere beliebige Geometrie zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann das Dämpfungselement auch zylinderförmig, scheibenförmig oder ringförmig sein.For example, the damping element can be cuboid or cube-shaped. However, any other desired geometry can also be used. For example, the damping element can also be cylindrical, disc-shaped or ring-shaped.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Federelement aus einem metallischen Werkstoff gefertigt.According to a further embodiment, the spring element is made from a metallic material.

Vorzugsweise findet Stahl, insbesondere Federstahl, Anwendung. Das Federelement kann jedoch auch aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gefertigt sein.Steel, in particular spring steel, is preferably used. However, the spring element can also be made of a fiber-reinforced plastic material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Federelement stabförmig oder blattförmig.According to a further embodiment, the spring element is rod-shaped or leaf-shaped.

Das Federelement kann ein stabförmiger Federbolzen sein. Das Federelement kann auch eine Blattfeder oder ein Blattfederpaket sein. Für den Fall, dass das Federelement eine Blattfeder ist, kann dieses beispielsweise eine Vorzugsrichtung aufweisen, in der das Federelement biegeweich ist. In allen anderen Richtungen außer der Vorzugsrichtung kann das Federelement dann eine hohe Steifigkeit aufweisen.The spring element can be a rod-shaped spring bolt. The spring element can also be a leaf spring or a set of leaf springs. If the spring element is a leaf spring, it can have a preferred direction, for example, in which the spring element is flexible. In all other directions apart from the preferred direction, the spring element can then have a high degree of rigidity.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schwingungstilger ferner mehrere Dämpfungselemente.According to a further embodiment, the vibration absorber also includes a plurality of damping elements.

Es kann auch genau ein Dämpfungselement vorgesehen sein. Die Anzahl der Dämpfungselemente ist beliebig. Beispielsweise sind zwei oder drei Dämpfungselemente vorgesehen.Exactly one damping element can also be provided. The number of damping elements is arbitrary. For example, two or three damping elements are provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schwingungstilger ferner mehrere Federelemente.According to a further embodiment, the vibration absorber also includes a plurality of spring elements.

Beispielsweise sind drei Federelemente vorgesehen. Es kann jedoch auch genau ein Federelement vorgesehen sein. Beispielsweise stimmt die Anzahl der Federelemente nicht mit der Anzahl der Dämpfungselemente überein. Beispielsweise sind zwei Dämpfungselemente und drei Federelemente vorgesehen.For example, three spring elements are provided. However, exactly one spring element can also be provided. For example, the number of spring elements does not match the number of damping elements. For example, two damping elements and three spring elements are provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform hält das Federelement die Tilgermasse in einer gewünschten Soll-Position.According to a further embodiment, the spring element holds the absorber mass in a desired target position.

Das heißt, dass das Federelement nicht nur zur Steifigkeit beiträgt, sondern auch der Positionierung der Tilgermasse dient. Somit können Kriecheffekte in bestimmte Richtungen minimiert und ungewollte Eigenmoden in unkritischere Frequenzbereiche verschoben werden.This means that the spring element not only contributes to the rigidity, but also serves to position the absorber mass. In this way, creep effects in certain directions can be minimized and unwanted natural modes can be shifted to less critical frequency ranges.

Ferner wird eine Lithographieanlage mit zumindest einem derartigen Schwingungstilger vorgeschlagen.Furthermore, a lithography system with at least one vibration absorber of this type is proposed.

Es kann eine beliebige Anzahl an Schwingungstilgern vorgesehen sein. Die Lithographieanlage kann eine EUV-Lithographieanlage oder eine DUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.Any number of vibration absorbers can be provided. The lithograph position can be an EUV lithography system or a DUV lithography system. EUV stands for "Extreme Ultraviolet" and denotes a working light wavelength between 0.1 nm and 30 nm. DUV stands for "Deep Ultraviolet" and denotes a working light wavelength between 30 nm and 250 nm.

„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 den Schwingungstilger beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Lithographieanlage entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the vibration damper apply correspondingly to the proposed lithography system 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.

1A zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer EUV-Lithographieanlage;
1B zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer DUV-Lithographieanlage;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Anordnung für die Lithographieanlage gemäß 1A oder 1B; und
3 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung für die Lithographieanlage gemäß 1A oder 1B.

Further advantageous refinements and aspects of the invention are the subject matter of the dependent claims and of the exemplary embodiments of the invention described below. The invention is explained in more detail below on the basis of preferred embodiments with reference to the enclosed figures.

1A shows a schematic view of an embodiment of an EUV lithography system;
1B shows a schematic view of an embodiment of a DUV lithography system;
2 shows a schematic view of an embodiment of an arrangement for the lithography system according to FIG 1A or 1B ; and
3 shows a schematic view of a further embodiment of an arrangement for the lithography system according to FIG 1A or 1B .

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. Verdeckte Bauteile sind in den Figuren mit gestrichelten Linien dargestellt.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. Hidden components are shown in the figures with dashed lines.

1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 100A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: Extreme Ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind jeweils in einem nicht gezeigten Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren beziehungsweise Einstellen von optischen Elementen vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein. 1A shows a schematic view of an EUV lithography system 100A, which includes a beam shaping and illumination system 102 and a projection system 104 . EUV stands for "extreme ultraviolet" (Engl .: Extreme Ultraviolet, EUV) and denotes a wavelength of the working light between 0.1 nm and 30 nm. The beam shaping and illumination system 102 and the projection system 104 are each in a vacuum chamber, not shown. Housing provided, each vacuum housing is evacuated by means of an evacuation device, not shown. The vacuum housings are surrounded by a machine room, not shown, in which drive devices are provided for mechanically moving or adjusting optical elements. Furthermore, electrical controls and the like can also be provided in this machine room.

Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV-Lichtquelle 106A auf. Als EUV-Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle (oder ein Synchrotron) vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV-Bereich (extrem ultravioletter Bereich), also beispielsweise im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, aussendet. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt, und die gewünschte Betriebswellenlänge wird aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV-Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind.The EUV lithography system 100A has an EUV light source 106A. A plasma source (or a synchrotron) can be provided as the EUV light source 106A, for example, which emits radiation 108A in the EUV range (extreme ultraviolet range), ie for example in the wavelength range from 5 nm to 20 nm. In the beamforming and illumination system 102, the EUV radiation 108A is collimated and the desired operating wavelength is filtered out of the EUV radiation 108A. The EUV radiation 108A generated by the EUV light source 106A has a relatively low transmissivity through air, which is why the beam guidance spaces in the beam shaping and illumination system 102 and in the projection system 104 are evacuated.

Das in 1A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf eine Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spiegels 122 auf die Photomaske 120 gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.This in 1A The beam shaping and illumination system 102 shown has five mirrors 110, 112, 114, 116, 118. After passing through the beam shaping and illumination system 102 , the EUV radiation 108A is directed onto a photomask (reticle) 120 . The photomask 120 is also designed as a reflective optical element and can be arranged outside of the systems 102, 104. Furthermore, the EUV radiation 108A can be directed onto the photomask 120 by means of a mirror 122 . The photomask 120 has a structure which is imaged on a wafer 124 or the like in reduced form by means of the projection system 104 .

Das Projektionssystem 104 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist sechs Spiegel M1 bis M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1 bis M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel M1 bis M6 der EUV-Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel M1 bis M6 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel M1 bis M6 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.The projection system 104 (also referred to as a projection lens) has six mirrors M1 to M6 for imaging the photomask 120 onto the wafer 124 on. In this case, individual mirrors M1 to M6 of the projection system 104 can be arranged symmetrically to an optical axis 126 of the projection system 104 . It should be noted that the number of mirrors M1 to M6 of the EUV lithography tool 100A is not limited to the illustrated number. More or fewer mirrors M1 to M6 can also be provided. Furthermore, the mirrors M1 to M6 are usually curved on their front side for beam shaping.

1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage 100B, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: Deep Ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 können - wie bereits mit Bezug zu 1A beschrieben - von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein. 1B FIG. 12 shows a schematic view of a DUV lithography system 100B, which comprises a beam shaping and illumination system 102 and a projection system 104. FIG. DUV stands for "deep ultraviolet" (Engl .: Deep Ultraviolet, DUV) and denotes a wavelength of the working light between 30 nm and 250 nm 1A described - be surrounded by a machine room with appropriate drive devices.

Die DUV-Lithographieanlage 100B weist eine DUV-Lichtquelle 106B auf. Als DUV-Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert.The DUV lithography system 100B has a DUV light source 106B. An ArF excimer laser, for example, can be provided as the DUV light source 106B, which emits radiation 108B in the DUV range at, for example, 193 nm.

Das in 1B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108B auf eine Photomaske 120. Die Photomaske 120 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.This in 1B The beam shaping and illumination system 102 shown directs the DUV radiation 108B onto a photomask 120. The photomask 120 is designed as a transmissive optical element and can be arranged outside of the systems 102, 104. The photomask 120 has a structure which is imaged on a wafer 124 or the like in reduced form by means of the projection system 104 .

Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel 130 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Linsen 128 und/oder Spiegel 130 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 128 und Spiegel 130 der DUV-Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 128 und/oder Spiegel 130 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel 130 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.The projection system 104 has a plurality of lenses 128 and/or mirrors 130 for imaging the photomask 120 onto the wafer 124 . In this case, individual lenses 128 and/or mirrors 130 of the projection system 104 can be arranged symmetrically to an optical axis 126 of the projection system 104 . It should be noted that the number of lenses 128 and mirrors 130 of the DUV lithography tool 100B is not limited to the number illustrated. More or fewer lenses 128 and/or mirrors 130 can also be provided. Furthermore, the mirrors 130 are typically curved on their front side for beam shaping.

Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium 132 kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das Medium 132 kann auch als Immersionsflüssigkeit bezeichnet werden.An air gap between the last lens 128 and the wafer 124 can be replaced by a liquid medium 132 having a refractive index>1. The liquid medium 132 can be, for example, ultrapure water. Such a structure is also referred to as immersion lithography and has an increased photolithographic resolution. The medium 132 can also be referred to as an immersion liquid.

Im Betrieb einer wie zuvor erläuterten EUV-Lithographieanlage 100A oder DUV-Lithographieanlage 100B kann es erforderlich sein, Schwingungen von Komponenten, wie beispielsweise einem Tragrahmen (Engl.: Force Frame), einem Sensorrahmen (Engl.: Sensor Frame) oder dergleichen zu dämpfen.During operation of an EUV lithography system 100A or DUV lithography system 100B as explained above, it may be necessary to dampen vibrations of components such as a support frame (force frame), a sensor frame (engl.: sensor frame) or the like.

2 zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung 200 mit einem System 202. Die Anordnung 200 kann Teil eines wie zuvor erläuterten Projektionssystems 104 sein. Das System 202 kann eine oder mehrere der zuvor genannten Komponenten, insbesondere einen Tragrahmen und/oder einen Sensorrahmen, umfassen. Das System 202 ist stark vereinfacht dargestellt als eine Masse 204, einen Dämpfungszylinder 206 und eine Feder 208. Das System 202 kann Schwingungen unterworfen sein. 2 FIG. 12 shows a schematic view of an arrangement 200 with a system 202. The arrangement 200 can be part of a projection system 104 as explained above. The system 202 can include one or more of the aforementioned components, in particular a support frame and/or a sensor frame. The system 202 is shown in simplified form as a mass 204, a damping cylinder 206 and a spring 208. The system 202 may be subject to vibration.

Zum Dämpfen dieser zuvor genannten Schwingungen des Systems 202 kann ein Schwingungstilger 300 (Engl.: Tuned Mass Damper, TMD) eingesetzt werden. Der Schwingungstilger 300 kann auf eine spezifische Eigenfrequenz und eine spezifische Dämpfung abgestimmt werden. Ein derartiger Schwingungstilger 300 ist ein passiver Schwingungsdämpfer, welcher durch eine gezielte Auslegung seiner Steifigkeit auf eine Zieleigenfrequenz abgestimmt werden kann. Diese Zieleigenfrequenz liegt in der Regel bei 92 % der zu dämpfenden Eigenfrequenz des Systems 202.A tuned mass damper (TMD) 300 may be used to dampen these aforementioned vibrations of the system 202 . The vibration absorber 300 can be tuned to a specific natural frequency and a specific damping. Such a vibration damper 300 is a passive vibration damper, which can be tuned to a target natural frequency by a targeted design of its stiffness. This target natural frequency is usually 92% of the natural frequency of the system 202 to be damped.

Der Schwingungstilger 300 ist dabei wie nachfolgend erläutert aufgebaut. An dem schwingenden System 202 ist über ein Dämpfungselement 302, welches in der Regel ein Elastomer ist, eine Schwungmasse oder Tilgermasse 304 angebracht. Das Dämpfungselement 302, das beispielsweise ein Elastomerblock sein kann, ist in der 2 als ein Dämpfungszylinder 306 und eine Feder 308 dargestellt. Der Dämpfungszylinder 306 sorgt für die Dämpfung und die Feder 308 sorgt für die Steifigkeit des Dämpfungselements 302. Der Schwingungstilger 300 wird bevorzugt an der Stelle der größten Amplitude an das System 202 angebunden.The vibration absorber 300 is constructed as explained below. A centrifugal mass or absorber mass 304 is attached to the oscillating system 202 via a damping element 302, which is usually an elastomer. The damping element 302, which can be an elastomeric block, for example, is in the 2 shown as a dampening cylinder 306 and a spring 308 . The damping cylinder 306 ensures the damping and the spring 308 ensures the rigidity of the damping element 302. The vibration absorber 300 is preferably connected to the system 202 at the point of the greatest amplitude.

Die Steifigkeit und Dämpfung zwischen dem System 202 und der Tilgermasse 304 wird zu 100 % über das Dämpfungselement 302 definiert. Die Steifigkeit wird meist über ein Elastomer gewonnen, welches über Bonding oder eine Klemmung fixiert wird. Elastomere können verwendet werden, da diese einen hohen Dämpfungsgrad bei ausreichend hohem Elastizitätsmodul für große Frequenzbereiche aufweisen. Vorteil der Verwendung eines Elastomers für das Dämpfungselement 302 ist dessen breites Frequenzband.The rigidity and damping between the system 202 and the absorber mass 304 is 100% defined by the damping element 302 . The rigidity is usually gained via an elastomer, which is fixed via bonding or clamping. Elastomers can be used because they have a high degree of damping with a sufficiently high modulus of elasticity for large frequency ranges. Advantage of using an Elasto mers for the damping element 302 is its wide frequency band.

Ein Nachteil der Verwendung eines Elastomers für das Dämpfungselement 302 kann jedoch das große Toleranz-Budget, das vorgesehen werden muss, sein. Aufgrund von Chargenschwankungen im Material und dadurch in den mechanischen Eigenschaften, beispielsweise durch Schwankungen bei Rohstoffen, Produktion, Fertigung, und der limitierten Fertigungsgenauigkeit, muss bei der Auslegung des Schwingungstilgers 300 ein hohes Maß an Robustheit vorgesehen werden.However, a disadvantage of using an elastomer for the damping element 302 can be the large tolerance budget that must be provided for. Due to batch fluctuations in the material and thus in the mechanical properties, for example due to fluctuations in raw materials, production, manufacturing, and the limited manufacturing accuracy, a high degree of robustness must be provided for when designing the vibration damper 300 .

Zudem sind FEM-Simulationen (Finite-Elemente-Methode) des Dämpfungselement 302 beziehungsweise des Schwingungstilgers 300 aufgrund der Komplexität des Materialverhaltens des Elastomers des Dämpfungselements 302 nur bedingt aussagekräftig. Dies resultiert zumeist in längeren Entwicklungszeiten, da mehrere Designloops notwendig sind, bis ein derartiger Schwingungstilger 300 seine gewünschten Eigenschaften erreicht. Dies gilt es zu verbessern.In addition, FEM simulations (finite element method) of the damping element 302 or of the vibration absorber 300 are only of limited informative value due to the complexity of the material behavior of the elastomer of the damping element 302 . This usually results in longer development times, since several design loops are necessary before such a vibration damper 300 achieves its desired properties. This needs to be improved.

3 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung 200. Die Anordnung 200 umfasst ein wie zuvor erläutertes schwingendes System 202 mit einer Masse 204, einem Dämpfungszylinder 206 und einer Feder 208. 3 shows a schematic view of a further embodiment of an arrangement 200. The arrangement 200 comprises an oscillating system 202 with a mass 204, a damping cylinder 206 and a spring 208, as explained above.

Die Anordnung 200 umfasst ferner einen mit dem System 202 wirkverbundenen Schwingungstilger 400. Der Schwingungstilger 400 umfasst, wie der Schwingungstilger 300, ein Dämpfungselement 402, das ein Elastomerblock sein kann. Das Dämpfungselement 402 ist vorzugsweise aus einem ausgasungsarmen Elastomer gefertigt. Als ausgasarme Elastomere kommen insbesondere fluorierte Elastomere wie Perfluorkautschuke (FFKM oder FFPM) oder Fluorkautschuke (FKM) zum Einsatz.The arrangement 200 also includes a vibration damper 400 that is operatively connected to the system 202. The vibration damper 400, like the vibration damper 300, includes a damping element 402, which can be an elastomer block. The damping element 402 is preferably made from a low-outgassing elastomer. In particular, fluorinated elastomers such as perfluorinated rubber (FFKM or FFPM) or fluorinated rubber (FKM) are used as low-outgassing elastomers.

In der 3 ist das Dämpfungselement 402 dargestellt als ein Dämpfungszylinder 406 und eine Feder 408. Der Dämpfungszylinder 406 sorgt für die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungselements 402. Die Feder 408 sorgt für die Steifigkeit des Dämpfungselements 402.In the 3 the damping element 402 is shown as a damping cylinder 406 and a spring 408. The damping cylinder 406 provides the damping properties of the damping element 402. The spring 408 provides the stiffness of the damping element 402.

Zusätzlich zu dem Dämpfungselement 402 umfasst der Schwingungstilger 400 ein Federelement 410, das zwischen der Masse 204 und der Tilgermasse 404 platziert ist. Insbesondere ist das Federelement 410 parallel zu dem Dämpfungselement 402 geschaltet.In addition to the damping element 402, the vibration absorber 400 includes a spring element 410, which is placed between the mass 204 and the absorber mass 404. In particular, spring element 410 is connected in parallel with damping element 402 .

Das Federelement 410 kann aus Stahl gefertigt sein. Das Federelement 410 kann jedoch auch aus einem beliebigen anderen Material, wie beispielsweise einem faserverstärkten Kunststoff, gefertigt sein. Das Federelement 410 sorgt für eine zusätzliche Steifigkeit.The spring element 410 can be made of steel. However, the spring element 410 can also be made of any other material, such as a fiber-reinforced plastic. The spring element 410 provides additional rigidity.

Das Federelement 410 kann beispielsweise eine Blattfeder oder eine Zylinderfeder sein. Für den Fall, dass das Federelement 410 eine Blattfeder ist, kann dieses beispielsweise in einer Vorzugsrichtung weich und ansonsten steif sein. Das Federelement 410 kann ein Federbolzen, insbesondere in Form einer elastisch verformbaren Stange, sein.The spring element 410 can be a leaf spring or a cylinder spring, for example. If the spring element 410 is a leaf spring, it can be soft in a preferred direction and otherwise stiff. The spring element 410 can be a spring bolt, in particular in the form of an elastically deformable rod.

Ein Verhältnis aus dem Steifigkeitsanteil des Dämpfungselements 402 und des Federelements 410 wird als „Rubber Fraction“ v („Gummianteil“) bezeichnet. Dieses Verhältnis kann abhängig von der Zielanwendung gewählt werden. Robustere Schwingungstilger 400 verwenden eine höhere Rubber Fraction v, wohingegen Schwingungstilger 400 mit höherer notwendiger Dämpfung der Mode des Systems 202, eine niedrigere Rubber Fraction v verwenden. Abweichungen der Materialeigenschaften des für das Dämpfungselement 402 verwendeten Elastomers um einen Faktor b haben hier einen geringeren Einfluss auf die Eigenfrequenz in Abhängigkeit von der Rubber Fraction v. Für die Gesamtfedersteifigkeit k_ges des Schwingungstilgers 400 ergibt sich dann: $k_{g e s} = k_{410} + k_{402} = (1 - v) * k_{g e s} + ((1 + b) * v) * k_{g e s}$

A ratio of the stiffness component of the damping element 402 and the spring element 410 is referred to as “rubber fraction” v (“rubber component”). This ratio can be chosen depending on the target application. More robust vibration dampers 400 use a higher rubber fraction v, whereas vibration dampers 400 with a higher necessary damping of the system 202 mode use a lower rubber fraction v. Deviations in the material properties of the elastomer used for the damping element 402 by a factor b have less of an influence on the natural frequency as a function of the rubber fraction v. The total spring stiffness k _tot of the vibration absorber 400 is then:

k_{G e s} = k_{410} + k_{402} = (1 - v) * k_{G e s} + ((1 + b) * v) * k_{G e s}

Dabei bezeichnet k₄₁₀ die Federsteifigkeit des Federelements 410 und k₄₀₂ die Federsteifigkeit des Dämpfungselements 402. Für die Eigenfrequenz ω₀ gilt: $ω_{0} = \sqrt{\frac{k_{g e s}}{m}} = \sqrt{\frac{k_{g e s} * (1 - v (1 - (1 + b)))}{m}} = ω * \sqrt{1 + b * v}$

Here, k ₄₁₀ designates the spring stiffness of the spring element 410 and k ₄₀₂ the spring stiffness of the damping element 402. The following applies to the natural frequency ω ₀ :

ω_{0} = \sqrt{\frac{k_{G e s}}{m}} = \sqrt{\frac{k_{G e s} * (1 - v (1 - (1 + b)))}{m}} = ω * \sqrt{1 + b * v}

Dabei steht m für die Masse der Tilgermasse 404. Im Vergleich zu Elastomeren bieten Metalle eine hohe Prozesssicherheit und somit eine geringe Chargenschwankung der Materialeigenschaften, eine sehr präzise Fertigung und mittlerweile auch realitätsnahe Simulationsmöglichkeiten über FEM. Dies führt dazu, dass durch eine bessere Vorhersage der Realität, Kosten und Zeit beim Design des Schwingungstilgers 400 durch eine geringere Anzahl an Designloops gespart werden können.Here, m stands for the mass of the absorber mass 404. Compared to elastomers, metals offer a high level of process reliability and thus low batch-to-batch fluctuations in the material properties, very precise production and meanwhile also realistic simulation options via FEM. The result of this is that a better prediction of reality, costs and time can be saved when designing the vibration absorber 400 due to a smaller number of design loops.

Der Schwingungstilger 400 kann eine beliebige Anzahl an Dämpfungselementen 402 und/oder Federelementen 410 aufweisen. Beispielsweise können dem Schwingungstilger 400 zwei Dämpfungselemente 402 und drei Federelemente 410 zugeordnet sein. Die Dämpfungselemente 402 können ringförmig sein.Vibration absorber 400 can have any number of damping elements 402 and/or spring elements 410 . For example, two damping elements 402 and three spring elements 410 can be assigned to vibration absorber 400 . The damping elements 402 can be ring-shaped.

Die Federelemente 410 können in diesem Fall nicht nur ihren Anteil an der Gesamtfedersteifigkeit k_ges leisten, sondern halten auch die Tilgermasse 404 in Position, insbesondere in einer Soll-Position. Somit können Kriecheffekte in bestimmte Richtungen minimiert und ungewollte Eigenmoden in unkritischere Frequenzbereiche verschoben werden.In this case, the spring elements 410 not only have their share of the overall spring stiffness keit k _tot make, but also keep the absorber mass 404 in position, in particular in a target position. In this way, creep effects in certain directions can be minimized and unwanted natural modes can be shifted to less critical frequency ranges.

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

100A100A: EUV-LithographieanlageEUV lithography system
100B100B: DUV-LithographieanlageDUV lithography system
102102: Strahlformungs- und BeleuchtungssystemBeam shaping and lighting system
104104: Projektionssystemprojection system
106A106A: EUV-LichtquelleEUV light source
106B106B: DUV-LichtquelleDUV light source
108A108A: EUV-StrahlungEUV radiation
108B108B: DUV-StrahlungDUV radiation
110110: SpiegelMirror
112112: SpiegelMirror
114114: SpiegelMirror
116116: SpiegelMirror
118118: SpiegelMirror
120120: Photomaskephotomask
122122: SpiegelMirror
124124: Waferwafers
126126: optische Achseoptical axis
128128: Linselens
130130: SpiegelMirror
132132: Mediummedium
200200: Anordnungarrangement
202202: Systemsystem
204204: MasseDimensions
206206: Dämpfungszylinderdamping cylinder
208208: FederFeather
300300: Schwingungstilgervibration damper
302302: Dämpfungselementdamping element
304304: Tilgermasseabsorber mass
306306: Dämpfungszylinderdamping cylinder
308308: FederFeather
400400: Schwingungstilgervibration damper
402402: Dämpfungselementdamping element
404404: Tilgermasseabsorber mass
406406: Dämpfungszylinderdamping cylinder
408408: FederFeather
410410: Federelement spring element
M1M1: SpiegelMirror
M2M2: SpiegelMirror
M3M3: SpiegelMirror
M4M4: SpiegelMirror
M5M5: SpiegelMirror
M6M6: SpiegelMirror

Claims

Vibration damper (400) for a system (202) subjected to vibrations, having a damper mass (404), a damping element (402) which couples the absorber mass (404) to the system (202), and a spring element (410), which also couples the absorber mass (404) to the system (202), wherein the spring element (410) is connected in parallel to the damping element (402).

vibration absorber claim 1 , wherein the damping element (402) is made of an elastomeric material.

vibration absorber claim 2 , wherein the damping element (402) is made of a perfluoro rubber or a fluoro rubber.

Vibration absorber according to one of Claims 1 - 3 , wherein the damping element (402) is block-shaped.

Vibration absorber according to one of Claims 1 - 4 , wherein the spring element (410) is made of a metallic material.

Vibration absorber according to one of Claims 1 - 5 , wherein the spring element (410) is rod-shaped or leaf-shaped.

Vibration absorber according to one of Claims 1 - 6 , further comprising a plurality of damping elements (402).

Vibration absorber according to one of Claims 1 - 7 , further comprising a plurality of spring elements (410).

Vibration absorber according to one of Claims 1 - 8th , The spring element (410) holding the absorber mass (404) in a desired target position.

Lithography system (100A, 100B) with at least one vibration absorber (400) according to one of Claims 1 - 9 .