DE102022211799A1 - MANIPULATOR, OPTICAL SYSTEM, PROJECTION EXPOSURE EQUIPMENT AND PROCESS - Google Patents
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Abstract
Ein Manipulator (134, 136) zum Justieren eines optischen Elements (102, 102'), aufweisend eine Magnetbaugruppe (142, 168), die mit dem optischen Element (102, 102') koppelbar ist, und eine Spulenbaugruppe (152, 178), die mit Hilfe der Magnetbaugruppe (142, 168) linear verlagerbar ist, um das optische Element (102, 102') zu justieren, wobei die Spulenbaugruppe (152, 178) zur Eigenfrequenzeinstellung des Manipulators (134, 136) ein austauschbares Masseelement (206, 214) aufweist.A manipulator (134, 136) for adjusting an optical element (102, 102'), having a magnet assembly (142, 168) which can be coupled to the optical element (102, 102'), and a coil assembly (152, 178) which can be displaced linearly with the aid of the magnet assembly (142, 168) in order to adjust the optical element (102, 102'), the coil assembly (152, 178) having an exchangeable mass element (206 , 214).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Manipulator zum Justieren eines optischen Elements, ein optisches System mit einem derartigen Manipulator, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Manipulator und/oder einem derartigen optischen System und ein Verfahren zur Eigenfrequenzeinstellung eines derartigen Manipulators.The present invention relates to a manipulator for adjusting an optical element, an optical system with such a manipulator, a projection exposure system with such a manipulator and/or such an optical system and a method for adjusting the natural frequency of such a manipulator.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to produce microstructured components such as integrated circuits. The microlithography process is carried out using a lithography system which has an illumination system and a projection system. The image of a mask (reticle) illuminated by the illumination system is projected by the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example a silicon wafer, in order to place the mask structure on the light-sensitive coating of the substrate transferred to.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt, Linsen, eingesetzt werden.Driven by the striving for ever smaller structures in the manufacture of integrated circuits, EUV lithography systems are currently being developed which use light with a wavelength in the range from 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm. In such EUV lithography systems, because of the high absorption of light of this wavelength by most materials, reflective optics, ie mirrors, must be used instead of—as hitherto—refractive optics, ie lenses.
Im Belichtungsbetrieb ist es erforderlich, die Spiegel des Projektionssystems zu justieren. Hierzu können Manipulatoren, insbesondere sogenannte Voice Coil Manipulatoren (VCM), eingesetzt werden. Ein derartiger Manipulator bildet ein Feder-Masse-Dämpfer-System, welches den Spiegel von einer festen Welt, insbesondere von einem Tragrahmen (Engl.: Force Frame), entkoppelt. Dies soll die Übertragung von hochfrequenten Vibrationen unterbinden. Hierbei soll die Eigenfrequenz des Manipulators innerhalb einer vorgegebenen Spezifikation liegen. Allerdings kann die geforderte Eigenfrequenz, bedingt durch komplexe Prozessschwankungen und/oder Fertigungsschwankungen, nicht immer in der Spezifikation gehalten werden. Dies kann zu einem kosten- und zeitintensiven Nacharbeitungsprozess an dem Manipulator führen. Dies gilt es zu verbessern.In exposure mode it is necessary to adjust the mirrors of the projection system. Manipulators, in particular so-called voice coil manipulators (VCM), can be used for this purpose. Such a manipulator forms a spring-mass-damper system, which decouples the mirror from a fixed world, in particular from a support frame (Engl .: Force Frame). This is to prevent the transmission of high-frequency vibrations. The natural frequency of the manipulator should be within a given specification. However, due to complex process fluctuations and/or production fluctuations, the required natural frequency cannot always be kept within the specification. This can lead to a costly and time-consuming reworking process on the manipulator. This needs to be improved.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Manipulator zum Justieren eines optischen Elements bereitzustellen.Against this background, an object of the present invention is to provide an improved manipulator for adjusting an optical element.
Demgemäß wird ein Manipulator zum Justieren eines optischen Elements vorgeschlagen. Der Manipulator umfasst eine Magnetbaugruppe, die mit dem optischen Element koppelbar ist, und eine Spulenbaugruppe, die mit Hilfe der Magnetbaugruppe linear verlagerbar ist, um das optische Element zu justieren, wobei die Spulenbaugruppe zur Eigenfrequenzeinstellung des Manipulators ein austauschbares Masseelement aufweist.Accordingly, a manipulator for adjusting an optical element is proposed. The manipulator includes a magnet assembly that can be coupled to the optical element, and a coil assembly that can be linearly displaced with the help of the magnet assembly in order to adjust the optical element, the coil assembly having an exchangeable mass element for adjusting the natural frequency of the manipulator.
Dadurch, dass das austauschbare Masseelement vorgesehen ist, ist es möglich, die Eigenfrequenz des Manipulators durch ein Austauschen oder einen Wechsel des Masseelements derart zu beeinflussen, dass die Eigenfrequenz in einer vorgegebenen Spezifikation liegt. Ein aufwändigen Nachbearbeiten des Manipulators vor einer Integration desselben in ein optisches System, kann entfallen.Because the exchangeable mass element is provided, it is possible to influence the natural frequency of the manipulator by exchanging or changing the mass element in such a way that the natural frequency lies within a predetermined specification. Complex post-processing of the manipulator before it is integrated into an optical system can be omitted.
Haupteinflussfaktor für die Eigenfrequenz ist die Steifigkeit und die Masse eines gesamten Feder-Masse-Dämpfer-Systems des Manipulators. Unter der „Steifigkeit“ ist vorliegend der Widerstand eines Körpers durch eine durch äußere Belastung aufgeprägte elastische Verformung zu verstehen. Die Steifigkeit wird bestimmt durch den verwendeten Werkstoff des Körpers und dessen Geometrie. Da die Anpassung der Steifigkeit aus Prozessgründen, wie beispielsweise Bauraum, Reinigung, Sauberkeit oder dergleichen, hinsichtlich der Kosten und/oder des Nutzens nicht oder nur sehr schwer umsetzbar ist, wird vorliegend die Eigenfrequenz bevorzugt über eine Variation der Masse des Masseelement angepasst.The main influencing factor for the natural frequency is the rigidity and the mass of an entire spring-mass-damper system of the manipulator. In the present context, “rigidity” means the resistance of a body to elastic deformation caused by an external load. The rigidity is determined by the material used for the body and its geometry. Since the adjustment of the rigidity is not or only very difficult to implement for process reasons, such as installation space, cleaning, cleanliness or the like, in terms of costs and/or benefits, the natural frequency is preferably adjusted here by varying the mass of the mass element.
Der Manipulator kann auch als Aktor, Aktuator, Stellelement oder Stellvorrichtung bezeichnet werden. Vorzugsweise bilden jeweils zwei Manipulatoren eine Manipulatoranordnung. Das optische Element kann ein Spiegel, insbesondere ein EUV-Spiegel, sein. Das optische Element kann jedoch auch eine Linse sein. Vorzugsweise ist das optische Element jedoch ein Spiegel und umfasst ein Spiegelsubstrat und eine an dem Spiegelsubstrat angebrachte optisch wirksame Fläche. Die optisch wirksame Fläche ist dazu eingerichtet, Beleuchtungsstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, zu reflektieren. Die optisch wirksame Fläche kann eine Spiegelfläche sein.The manipulator can also be referred to as an actuator, actuator, setting element or setting device. Preferably, two manipulators each form a manipulator arrangement. The optical element can be a mirror, in particular an EUV mirror. However, the optical element can also be a lens. However, the optical element is preferably a mirror and comprises a mirror substrate and an optically effective surface attached to the mirror substrate. The optically effective surface is set up to reflect illumination radiation, in particular EUV radiation. The optically effective surface can be a mirror surface.
Dem Manipulator ist ein Koordinatensystem mit einer ersten Raumrichtung oder x-Richtung, einer zweiten Raumrichtung oder y-Richtung und einer dritten Raumrichtung oder z-Richtung zugeordnet. Die Raumrichtungen sind senkrecht zueinander orientiert. Das optische Element beziehungsweise die optisch wirksame Fläche weist sechs Freiheitsgrade, nämlich drei translatorische Freiheitsgrade jeweils entlang der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung sowie drei rotatorische Freiheitsgrade jeweils um die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung auf. Das heißt, eine Position und eine Orientierung des optischen Elements beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche können mit Hilfe der sechs Freiheitsgrade bestimmt oder beschrieben werden.A coordinate system with a first spatial direction or x-direction, a second spatial direction or y-direction and a third spatial direction or z-direction is assigned to the manipulator. The spatial directions are oriented perpendicular to one another. The optical element or the optically effective surface has six degrees of freedom, namely three translational degrees of freedom in each case along the x-direction, the y-direction and the z-direction, and three rotational degrees of freedom respectively about the x-direction, the y-direction and the z-direction. This means that a position and an orientation of the optical element or the optically effective surface can be determined or described using the six degrees of freedom.
Unter der „Position“ des optischen Elements beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche sind insbesondere dessen beziehungsweise deren Koordinaten oder die Koordinaten eines an dem optischen Element vorgesehenen Messpunkts bezüglich der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung zu verstehen. Unter der „Orientierung“ des optischen Elements beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche ist insbesondere dessen beziehungsweise deren Verkippung bezüglich der drei Raumrichtungen zu verstehen. Das heißt, das optische Element beziehungsweise die optisch wirksame Fläche kann um die x-Richtung, die y-Richtung und/oder die z-Richtung verkippt werden.The “position” of the optical element or the optically effective surface is to be understood in particular as its coordinates or the coordinates of a measuring point provided on the optical element with respect to the x direction, the y direction and the z direction. The “orientation” of the optical element or the optically effective surface is to be understood in particular as its or its tilting with respect to the three spatial directions. This means that the optical element or the optically effective surface can be tilted about the x-direction, the y-direction and/or the z-direction.
Hiermit ergeben sich die sechs Freiheitsgrade für die Position und/oder Orientierung des optischen Elements beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche. Eine „Lage“ des optischen Elements beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche umfasst bevorzugt sowohl dessen beziehungsweise deren Position als auch dessen beziehungsweise deren Orientierung. Der Begriff „Lage“ ist demgemäß durch die Formulierung „Position und Orientierung“ und umgekehrt ersetzbar.This results in the six degrees of freedom for the position and/or orientation of the optical element or the optically effective surface. A “layer” of the optical element or of the optically effective surface preferably includes both its position and its orientation. Accordingly, the term "position" can be replaced by the phrase "position and orientation" and vice versa.
Unter einem „Justieren“ oder „Ausrichten“ des optischen Elements beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche ist vorliegend insbesondere ein Verändern der Lage des optischen Elements beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche zu verstehen. Beispielsweise kann das optische Element mit Hilfe mehrerer derartiger Manipulatoren von einer Ist-Lage in eine Soll-Lage und umgekehrt verbracht werden. Hierzu können beispielsweise sechs Manipulatoren vorgesehen sein, die insbesondere jeweils paarweise zu einer Manipulatoranordnung gruppiert sein können. Die Justierung oder Ausrichtung des optischen Elements beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche kann somit in allen sechs vorgenannten Freiheitsgraden erfolgen.In the present case, “adjusting” or “aligning” the optical element or the optically effective surface is to be understood in particular as changing the position of the optical element or the optically effective surface. For example, the optical element can be moved from an actual position to a target position and vice versa with the aid of a number of such manipulators. For this purpose, for example, six manipulators can be provided, which in particular can each be grouped in pairs to form a manipulator arrangement. The adjustment or alignment of the optical element or the optically effective surface can thus take place in all six aforementioned degrees of freedom.
Die Magnetbaugruppe umfasst vorzugsweise einen Magnet, insbesondere einen Permanentmagnet. Ferner umfasst die Magnetbaugruppe ein Magnetbaugruppengehäuse, an dem der Magnet angebracht ist. Das Magnetbaugruppengehäuse kann rohrförmig sein, wobei der Magnet außenseitig an dem Magnetbaugruppengehäuse angeordnet ist. Die Magnetbaugruppe ist vorzugsweise mit Hilfe ihres Magnetbaugruppengehäuses mit dem optischen Element koppelbar. Zum Koppeln der Magnetbaugruppe beziehungsweise des Magnetbaugruppengehäuses mit dem optischen Element kann ein Manipulatorpin vorgesehen sein, welcher sowohl mit dem optischen Element als auch mit dem Magnetbaugruppengehäuse gekoppelt ist.The magnet assembly preferably includes a magnet, in particular a permanent magnet. The magnet assembly further includes a magnet assembly housing to which the magnet is attached. The magnet assembly housing can be tubular, with the magnet being arranged on the outside of the magnet assembly housing. The magnet assembly can preferably be coupled to the optical element with the aid of its magnet assembly housing. To couple the magnet assembly or the magnet assembly housing to the optical element, a manipulator pin can be provided which is coupled both to the optical element and to the magnet assembly housing.
Dass die Magnetbaugruppe mit dem optischen Element „koppelbar“ ist, bedeutet vorliegend insbesondere, dass die Magnetbaugruppe, beispielsweise mit Hilfe des Magnetbaugruppengehäuse und des Manipulatorpins, fest mit dem optischen Element verbunden werden kann. Hierzu weist das optische Element vorzugsweise mehrere Spiegelbuchsen auf, die rückseitig, der optisch wirksamen Fläche abgewandt, an dem optischen Element vorgesehen sind. Beispielsweise sind drei derartige Spiegelbuchsen vorgesehen. An jede Spiegelbuchse sind bevorzugt zwei derartige Manipulatoren jeweils in Form einer wie zuvor erwähnten Manipulatoranordnung angekoppelt.In the present case, the fact that the magnet assembly can be “coupled” to the optical element means in particular that the magnet assembly can be firmly connected to the optical element, for example with the aid of the magnet assembly housing and the manipulator pin. For this purpose, the optical element preferably has a plurality of mirror sockets, which are provided on the rear side of the optical element, facing away from the optically effective surface. For example, three such mirror sockets are provided. Two such manipulators are preferably coupled to each mirror socket, each in the form of a manipulator arrangement as mentioned above.
Die Spulenbaugruppe umfasst vorzugsweise eine Spule, welche dazu eingerichtet ist, mit der Magnetbaugruppe, insbesondere mit dem Magnet der Magnetbaugruppe, wechselzuwirken. Hierzu wirken zwischen der Spule und dem Magnet sogenannte Lorentzkräfte. Neben der Spule umfasst die Spulenbaugruppe eine Reaktionsmasse. An der Reaktionsmasse kann das Masseelement angebracht werden. Im Betrieb des Manipulators wechselwirkt die Spulenbaugruppe mit der Magnetbaugruppe, so dass sich die Magnetbaugruppe linear oder translatorisch entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu der Spulenbaugruppe bewegt. Diese Bewegung wird auf das optische Element aufgebracht, um dieses zu justieren. Dass die Spulenbaugruppe mit Hilfe der Magnetbaugruppe „linear verlagerbar“ ist, bedeutet vorliegend, dass sich die Spulenbaugruppe im Betrieb des Manipulators entlang einer Geraden relativ zu der Magnetbaugruppe bewegt. The coil assembly preferably includes a coil which is set up to interact with the magnet assembly, in particular with the magnet of the magnet assembly. For this purpose, so-called Lorentz forces act between the coil and the magnet. In addition to the coil, the coil assembly includes a reaction mass. The mass element can be attached to the reaction mass. During operation of the manipulator, the coil assembly interacts with the magnet assembly such that the magnet assembly moves linearly or translationally along a direction of movement relative to the coil assembly. This movement is applied to the optical element in order to adjust it. The fact that the coil assembly can be “linearly displaced” with the help of the magnet assembly means in the present case that the coil assembly moves along a straight line relative to the magnet assembly when the manipulator is in operation.
Darunter, dass das Masseelement „austauschbar“ ist, ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass das Masseelement beliebig oft mit der Spulenbaugruppe, insbesondere mit der Reaktionsmasse, verbindbar und wieder von dieser lösbar ist. Hierzu kann ein Verbindungselement, beispielsweise in Form einer Schraube, vorgesehen sein. Ferner kann das Masseelement auch an die Spulenbaugruppe lösbar angeklemmt sein. Es können mehrere unterschiedliche Masseelemente vorgesehen sein, welche sich in ihren Massen voneinander unterscheiden. Zur Einstellung oder Veränderung der Eigenfrequenz können mehrere Masseelemente mit gleicher Masse oder Masseelemente mit unterschiedlichen Massen an der Spulenbaugruppe angebracht werden, um die gewünschte Eigenfrequenz zu erreichen.In the present case, the fact that the mass element is “exchangeable” is to be understood in particular as meaning that the mass element can be connected to the coil assembly, in particular to the reaction mass, and can be detached from it again as often as desired. A connecting element, for example in the form of a screw, can be provided for this purpose. Furthermore, the mass element can also be detachably clamped to the coil assembly. Several different mass elements can be provided, which differ from one another in their masses. To set or change the natural frequency, several mass elements with the same mass or mass elements with different masses can be attached to the coil assembly in order to achieve the desired natural frequency.
Unter einer „Eigenfrequenzeinstellung“ ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Eigenfrequenz des Manipulators durch ein Austauschen des Masseelements oder mehrerer Masseelemente derart verändert werden kann, dass diese in einer geforderten Spezifikation liegt. Eigenmoden oder Normalmoden sind spezielle Bewegungen eines schwingungsfähigen Systems, vorliegend des Manipulators. Es handelt sich bei Eigenmoden um periodische Bewegungen, bei denen alle Komponenten des Systems die gleiche Frequenz zeigen, wenn das System nach einer Anregung sich selbst überlassen bleibt. Eine solche Frequenz wird als Eigenfrequenz des Systems bezeichnet, die entsprechende Eigenmode auch als Eigenschwingung. Dass die Eigenfrequenz „eingestellt“ oder „verändert“ wird, bedeutet vorliegend insbesondere, dass die Eigenfrequenz je nach Bedarf erhöht oder reduziert wird. Der Begriff „Eigenfrequenzeinstellung“ kann vorliegend durch den Begriff „Eigenfrequenzanpassung“ ersetzt werden.In the present case, a “natural frequency setting” is to be understood in particular as meaning that the natural frequency of the manipulator can be changed by exchanging the mass element or several mass elements in such a way that it lies within a required specification. Eigenmodes or normal modes are special movements of an oscillating system, in this case the manipulator. Eigenmodes are periodic movements in which all components of the system show the same frequency if the system is left to its own devices after an excitation. Such a frequency is called the natural frequency of the system, and the corresponding natural mode is also known as natural oscillation. In the present case, the fact that the natural frequency is “set” or “changed” means in particular that the natural frequency is increased or reduced as required. In the present case, the term “natural frequency setting” can be replaced by the term “natural frequency adjustment”.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Spulenbaugruppe eine Reaktionsmasse auf, wobei das Masseelement lösbar an der Reaktionsmasse angebracht ist. According to one embodiment, the coil assembly has a reaction mass, with the mass element being releasably attached to the reaction mass.
Beispielsweise ist das Masseelement mit der Reaktionsmasse verschraubt und/oder an diese angeklemmt. Beispielsweise kann ein Baukasten mit Masseelementen unterschiedlicher Masse vorgesehen werden, aus dem zur Anpassung der Eigenfrequenz des Manipulators ein geeignetes Masseelement oder mehrere geeignete Masseelemente entnommen und an der Reaktionsmasse angebracht werden. Die Reaktionsmasse ist vorzugsweise rohrförmig oder hohlzylinderförmig, wobei das Magnetbaugruppengehäuse durch die Reaktionsmasse hindurchgeführt sein kann.For example, the mass element is screwed to the reaction mass and/or clamped to it. For example, a modular system with mass elements of different masses can be provided, from which a suitable mass element or several suitable mass elements can be removed and attached to the reaction mass to adapt the natural frequency of the manipulator. The reaction mass is preferably tubular or hollow-cylindrical, it being possible for the magnet assembly housing to pass through the reaction mass.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Spulenbaugruppe mit Hilfe eines Federelements und mit Hilfe eines Dämpfers mit einem Manipulatorgehäuse des Manipulators gekoppelt.According to a further embodiment, the coil assembly is coupled to a manipulator housing of the manipulator with the aid of a spring element and with the aid of a damper.
Das Federelement kann beispielsweise eine Blattfeder oder eine Schraubenfeder sein. Vorzugsweise bilden die Spulenbaugruppe, das Federelement und der Dämpfer ein Feder-Masse-Dämpfer-System des Manipulators. Zur Eigenfrequenzeinstellung des Manipulators wird die Eigenfrequenz dieses Feder-Masse-Dämpfer-Systems angepasst. Es können mehrere Federelemente zum Anbinden der Spulenbaugruppe an das Manipulatorgehäuse vorgesehen sein. Das Manipulatorgehäuse ist mit einer festen Welt, insbesondere mit einem wie zuvor erwähnten Tragrahmen, verbunden.The spring element can be a leaf spring or a helical spring, for example. The coil assembly, the spring element and the damper preferably form a spring-mass damper system of the manipulator. The natural frequency of this spring-mass-damper system is adjusted to adjust the natural frequency of the manipulator. Several spring elements can be provided for connecting the coil assembly to the manipulator housing. The manipulator housing is connected to a fixed world, in particular to a support frame as previously mentioned.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Dämpfer eine Wirbelstrombremse auf.According to a further embodiment, the damper has an eddy current brake.
Insbesondere wird der Dämpfer von einer Wirbelstrombremse gebildet beziehungsweise der Dämpfer ist eine Wirbelstrombremse. Hierdurch kann eine kontaktfreie Dämpfung der Spulenbaugruppe erzielt werden.In particular, the damper is formed by an eddy current brake or the damper is an eddy current brake. In this way, contact-free damping of the coil assembly can be achieved.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Magnetbaugruppe mit Hilfe von Federelementen mit dem Manipulatorgehäuse gekoppelt.According to a further embodiment, the magnet assembly is coupled to the manipulator housing with the aid of spring elements.
Die Federelemente können Blattfedern sein. Das heißt insbesondere, dass die Magnetbaugruppe mit Hilfe der Federelemente von dem Manipulatorgehäuse mechanisch entkoppelt ist. „Mechanisch entkoppelt“ bedeutet vorliegend insbesondere, dass Schwingungen oder Vibrationen des Manipulatorgehäuses mit Hilfe der Federelemente nicht oder zumindest in reduziertem Umfang auf die Magnetbaugruppe übertragen werden.The spring elements can be leaf springs. This means in particular that the magnet assembly is mechanically decoupled from the manipulator housing with the aid of the spring elements. In the present case, “mechanically decoupled” means in particular that oscillations or vibrations of the manipulator housing are not, or at least to a reduced extent, transmitted to the magnet assembly with the aid of the spring elements.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Magnetbaugruppe mit Hilfe von Federelementen mit der Spulenbaugruppe gekoppelt.According to a further embodiment, the magnet assembly is coupled to the coil assembly with the aid of spring elements.
In diesem Fall ist die Magnetbaugruppe vorzugsweise innerhalb der Spulenbaugruppe angeordnet. Die Federelemente können Blattfederelemente sein.In this case, the magnet assembly is preferably located within the coil assembly. The spring elements can be leaf spring elements.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Manipulator ferner einen Manipulatorpin auf, der zumindest abschnittsweise durch die Magnetbaugruppe hindurchgeführt ist, wobei die Magnetbaugruppe mit Hilfe des Manipulatorpins mit dem optischen Element koppelbar ist.According to a further embodiment, the manipulator also has a manipulator pin, which is passed through the magnet assembly at least in sections, it being possible for the magnet assembly to be coupled to the optical element with the aid of the manipulator pin.
Der Manipulatorpin ist insbesondere stabförmig. Wie zuvor erwähnt, wird der Manipulatorpin vorzugsweise mit einer der Spiegelbuchsen des optischen Elements verbunden. Der Manipulatorpin ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise durch das Magnetbaugruppengehäuse hindurchgeführt und fest mit diesem verbunden.The manipulator pin is in particular rod-shaped. As previously mentioned, the manipulator pin is preferably connected to one of the mirror sockets of the optical element. The manipulator pin is preferably passed through the magnet assembly housing at least in sections and is firmly connected to it.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Magnetbaugruppe zumindest abschnittsweise durch die Spulenbaugruppe hindurchgeführt.According to a further embodiment, the magnet assembly is passed through the coil assembly at least in sections.
Beispielsweise kann das Magnetbaugruppengehäuse durch die Spulenbaugruppe hindurchgeführt sein. Das heißt insbesondere, dass die Spulenbaugruppe die Magnetbaugruppe beziehungsweise das Magnetbaugruppengehäuse zumindest abschnittsweise umschließt. Alternativ kann die Magnetbaugruppe auch vollständig innerhalb der Spulenbaugruppe angeordnet sein.For example, the magnet assembly housing can be passed through the coil assembly. This means in particular that the coil assembly encloses the magnet assembly or the magnet assembly housing at least in sections. Alternatively, the magnet assembly can also be arranged entirely within the coil assembly.
Ferner wird ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst ein optisches Element und einen wie zuvor erläuterten Manipulator, wobei die Magnetbaugruppe mit dem optischen Element gekoppelt ist.Furthermore, an optical system for a projection exposure system is proposed. The optical system includes an optical element and a manipulator as previously discussed, wherein the magnet assembly is coupled to the optical element.
Beispielsweise ist die Magnetbaugruppe über den Manipulatorpin fest mit dem optischen Element verbunden. Das optische System kann mehrere derartige optische Elemente aufweisen. Die optischen Elemente sind bevorzugt Spiegel. Die optischen Elemente können jedoch auch Linsen sein. Das optische System kann eine Projektionsoptik oder Teil einer Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage sein. Das optische System kann daher auch als Projektionsoptik oder Projektionsobjektiv bezeichnet werden. Alternativ kann das optische System auch eine Beleuchtungsoptik oder Teil einer derartigen Beleuchtungsoptik sein. Vorliegend wird jedoch davon ausgegangen, dass das optische System eine wie zuvor erwähnte Projektionsoptik oder Teil einer derartigen Projektionsoptik ist. Das optische System umfasst bevorzugt mehrere Manipulatoren.For example, the magnet assembly is firmly connected to the optical element via the manipulator pin. The optical system can have several such optical elements. The optical elements are preferably mirrors. However, the optical elements can also be lenses. The optical system can be a projection optics or part of a projection optics of the projection exposure system. The optical system can therefore also be referred to as projection optics or projection lens. Alternatively, the optical system can also be an illumination optics or part of such an illumination optics. In the present case, however, it is assumed that the optical system is a projection optics as mentioned above or part of such a projection optics. The optical system preferably includes several manipulators.
Gemäß einer Ausführungsform weist das optische System ferner einen ersten Manipulator und einen zweiten Manipulator auf, wobei der erste Manipulator und der zweite Manipulator zusammen eine Manipulatoranordnung des optischen Systems bilden.According to one embodiment, the optical system also has a first manipulator and a second manipulator, the first manipulator and the second manipulator together forming a manipulator arrangement of the optical system.
Das heißt insbesondere, dass der erste Manipulator und der zweite Manipulator zu der Manipulatoranordnung zusammengefasst sind. Der erste Manipulator und der zweite Manipulator bilden so zusammen eine gemeinsame Baugruppe, nämlich die Manipulatoranordnung. Die beiden Manipulatoren einer Manipulatoranordnung sind mit einer gemeinsamen Spiegelbuchse des optischen Elements gekoppelt.This means in particular that the first manipulator and the second manipulator are combined to form the manipulator arrangement. The first manipulator and the second manipulator together form a common assembly, namely the manipulator arrangement. The two manipulators of a manipulator arrangement are coupled to a common mirror socket of the optical element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine erste Bewegungsrichtung des ersten Manipulators schräg zu einer zweiten Bewegungsrichtung des zweiten Manipulators orientiert.According to a further embodiment, a first direction of movement of the first manipulator is oriented at an angle to a second direction of movement of the second manipulator.
Insbesondere bewegt sich der Manipulatorpin des ersten Manipulators entlang der ersten Bewegungsrichtung. Der Manipulatorpin des zweiten Manipulators bewegt sich entlang der zweiten Bewegungsrichtung. Die erste Bewegungsrichtung und die zweite Bewegungsrichtung sind vorzugsweise in einem Neigungswinkel von 60° zueinander orientiert. Der Manipulatorpin des ersten Manipulators und der Manipulatorpin des zweiten Manipulators sind an einer gemeinsamen Spiegelbuchse des optischen Elements angebunden.In particular, the manipulator pin of the first manipulator moves along the first direction of movement. The manipulator pin of the second manipulator moves along the second direction of movement. The first direction of movement and the second direction of movement are preferably oriented at an angle of inclination of 60° to one another. The manipulator pin of the first manipulator and the manipulator pin of the second manipulator are connected to a common mirror socket of the optical element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ferner eine erste Manipulatoranordnung, eine zweite Manipulatoranordnung und eine dritte Manipulatoranordnung auf, wobei das optische Element in sechs Freiheitsgraden justierbar ist, um das optische Element aus einer Ist-Lage in eine Soll-Lage und umgekehrt zu verbringen, und wobei jeder Manipulatoranordnung zwei der sechs Freiheitsgrade zugeordnet sind.According to a further embodiment, the optical system also has a first manipulator arrangement, a second manipulator arrangement and a third manipulator arrangement, the optical element being adjustable in six degrees of freedom in order to move the optical element from an actual position to a desired position and vice versa , and each manipulator arrangement is assigned two of the six degrees of freedom.
Insbesondere sind genau drei Manipulatoranordnungen vorgesehen. Jede Manipulatoranordnung ist bevorzugt einer Spiegelbuchse des optischen Elements zugeordnet. Das optische Element kann somit mit Hilfe der Manipulatoranordnungen aus seiner Ist-Lage in seine Soll-Lage und umgekehrt verbracht werden. Um das optische Element aus der Ist-Lage in die Soll-Lage zu verbringen, umfasst das optische System eine Justiereinrichtung. Die Justiereinrichtung kann die drei Manipulatoranordnungen umfassen. Ferner umfasst die Justiereinrichtung eine Steuer- und Regeleinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Manipulatoranordnungen, insbesondere die Manipulatoren der Manipulatoranordnungen, anzusteuern, um das optische Element zu justieren oder auszurichten.In particular, exactly three manipulator arrangements are provided. Each manipulator arrangement is preferably assigned to a mirror socket of the optical element. The optical element can thus be moved from its actual position to its desired position and vice versa with the aid of the manipulator arrangements. In order to move the optical element from the actual position to the target position, the optical system includes an adjustment device. The adjusting device can include the three manipulator arrangements. Furthermore, the adjustment device includes a control and regulation unit which is set up to control the manipulator arrangements, in particular the manipulators of the manipulator arrangements, in order to adjust or align the optical element.
Weiterhin wird eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem wie zuvor erläuterten Manipulator und/oder einem wie zuvor erläuterten optischen System vorgeschlagen.Furthermore, a projection exposure system with a manipulator as explained above and/or an optical system as explained above is proposed.
Das optische System ist bevorzugt eine Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann jedoch eine Beleuchtungsoptik sein. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet‟’ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.The optical system is preferably projection optics of the projection exposure system. However, the optical system can be illumination optics. The projection exposure system can be an EUV lithography system. EUV stands for "Extreme Ultraviolet" and designates a working light wavelength between 0.1 nm and 30 nm. The projection exposure system can also be a DUV lithography system. DUV stands for "Deep Ultraviolet" and describes a working light wavelength between 30 nm and 250 nm.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Eigenfrequenzeinstellung eines Manipulators zum Justieren eines optischen Elements vorgeschlagen. Dabei weist der Manipulator eine Magnetbaugruppe, die mit dem optischen Element koppelbar ist, und eine Spulenbaugruppe auf, die mit Hilfe der Magnetbaugruppe linear verlagerbar ist, um das optische Element zu justieren. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Erfassen einer Eigenfrequenz des Manipulators, b) Ermitteln, ob die erfasste Eigenfrequenz innerhalb oder außerhalb einer vorgegebenen Spezifikation liegt, c) Austauschen eines Masseelements der Spulenbaugruppe, wenn die erfasste Eigenfrequenz außerhalb der vorgegebenen Spezifikation liegt, und d) Wiederholen der Schritte a) bis c), bis die erfasste Eigenfrequenz innerhalb der vorgegebenen Spezifikation liegt.In addition, a method for adjusting the natural frequency of a manipulator for adjusting an optical element is proposed. In this case, the manipulator has a magnet assembly that can be coupled to the optical element, and a coil assembly that can be linearly displaced with the aid of the magnet assembly in order to adjust the optical element. The method has the following steps: a) detecting a natural frequency of the manipulator, b) determining whether the detected natural frequency is within or outside a predetermined specification, c) replacing a mass element of the coil assembly if the detected natural frequency is outside the predetermined specification, and d) repeating steps a) through c) until the detected natural frequency is within the predetermined specification.
Vorgegeben wird beispielsweise eine gewünschte Eigenfrequenz von 85 Hz. Zunächst wird vor dem Schritt a) ein mittleres Masseelement oder Standard-Masseelement an der jeweiligen Reaktionsmasse montiert. Anschließend erfolgt eine Eingangsmessung in dem Schritt b). Anhand der Eingangsmessung kann in dem Schritt b) beurteilt werden, ob die Eigenfrequenz innerhalb der zulässigen Spezifikation, über der Spezifikation oder unter der Spezifikation liegt. Hierzu kann ein Toleranzfeld vorgegeben werden. Liegt die erzielte Eigenfrequenz innerhalb der Spezifikation, so kann der Manipulator in das optische System integriert werden. Liegt die erzielte Eigenfrequenz oberhalb der Spezifikation, so kann in dem Schritt c) ein Masseelement mit höherer Masse oder ein zusätzliches Masseelement an die jeweilige Reaktionsmasse montiert werden. Anschließend wird wieder der Schritt a) durchgeführt. Je nachdem, ob die erzielte Eigenfrequenz dann in der Spezifikation liegt oder nicht, kann entweder der Manipulator in das optische System integriert werden oder erneut der Schritt c) durchgeführt werden. Die Schritte a) bis c) werden so lange iterativ durchgeführt, bis die Eigenfrequenz in der Spezifikation liegt und der Manipulator in das optische System integriert werden kann. Liegt die erzielt Eigenfrequenz unterhalb der Spezifikation, so kann in dem Schritt c) ein Masseelement mit einer kleineren Masse an die jeweilige Reaktionsmasse montiert werden. Anschließend wird wieder der Schritt a) durchgeführt. Je nachdem, ob die erzielte Eigenfrequenz dann in der Spezifikation liegt oder nicht, kann entweder der Manipulator in das optische System integriert werden oder erneut der Schritt c) durchgeführt werden. Auch in diesem Fall werden die Schritte a) bis c) so lange iterativ durchgeführt, bis die Eigenfrequenz in der Spezifikation liegt und der Manipulator in das optische System integriert werden kann.For example, a desired natural frequency of 85 Hz is specified. First, before step a), a middle mass element or standard mass element is mounted on the respective reaction mass. An input measurement then takes place in step b). Based on the initial measurement, it can be assessed in step b) whether the natural frequency is within the permissible specification, above the specification, or below the specification. A tolerance zone can be specified for this. If the achieved natural frequency is within the specification, the manipulator can be integrated into the optical system. If the achieved natural frequency is above the specification, a mass element with a higher mass or an additional mass element can be mounted on the respective reaction mass in step c). Step a) is then carried out again. Depending on whether the achieved natural frequency is then within the specification or not, either the manipulator can be integrated into the optical system or step c) can be carried out again. Steps a) to c) are carried out iteratively until the natural frequency is within specification and the manipulator can be integrated into the optical system. If the achieved natural frequency is below the specification, a mass element with a smaller mass can be mounted on the respective reaction mass in step c). Step a) is then carried out again. Depending on whether the achieved natural frequency is then within the specification or not, either the manipulator can be integrated into the optical system or step c) can be carried out again. In this case too, steps a) to c) are carried out iteratively until the natural frequency is within specification and the manipulator can be integrated into the optical system.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Manipulator nach dem Schritt d) in ein optisches System, welches das optische Element aufweist, integriert. According to one embodiment, after step d), the manipulator is integrated into an optical system which has the optical element.
Unter „Integrieren“ ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass der Manipulator in das optische System eingebaut wird. Das Verfahren wird insbesondere für jeden Manipulator beziehungsweise für jede Manipulatoranordnung des optischen Systems gesondert durchgeführtIn the present case, “integration” is to be understood in particular as meaning that the manipulator is built into the optical system. The method is carried out separately for each manipulator or for each manipulator arrangement of the optical system
„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 Manipulator beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene optische System, die vorgeschlagene Projektionsbelichtungsanlage und das vorgeschlagene Verfahren entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the manipulator apply correspondingly to the proposed optical system, the proposed projection exposure system and the proposed method and vice versa.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie; -
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems für dieProjektionsbelichtungsanlage gemäß 1 ; -
3 zeigt eine schematische Aufsicht des optischen Systems gemäß2 ; -
4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Manipulators für das optische System gemäß2 ; -
5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Manipulators für das optische System gemäß2 ; -
6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahren zur Eigenfrequenzeinstellung des Manipulators gemäß4 oder 5 .; und -
7 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Verfahren zur Eigenfrequenzeinstellung des Manipulators gemäß4 oder 5 .
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1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography; -
2 shows a schematic view of an embodiment of an optical system for the projection exposure apparatus according to FIG1 ; -
3 shows a schematic top view of the optical system according to FIG2 ; -
4 FIG. 12 shows a schematic sectional view of an embodiment of a manipulator for the optical system according to FIG2 ; -
5 FIG. 12 shows a schematic sectional view of another embodiment of a manipulator for the optical system according to FIG2 ; -
6 shows a schematic block diagram of an embodiment of a method for adjusting the natural frequency of the manipulator according to FIG4 or5 .; and -
7 shows a schematic block diagram of a further embodiment of a method for adjusting the natural frequency of the manipulator according to FIG4 or5 .
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.Elements that are the same or have the same function have been provided with the same reference symbols in the figures, unless otherwise stated. Furthermore, it should be noted that the representations in the figures are not necessarily to scale.
Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.A
In der
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the
Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Γauelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Γauelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Engl.: Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The
Wie beispielsweise aus der
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.The
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics 4 thus forms a double-faceted system. This basic principle is also known as a honeycomb condenser (English: Fly's Eye Integrator).
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.The individual
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.In another embodiment of the illumination optics 4 that is not shown, transmission optics can be arranged in the beam path between the
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the illumination optics 4, the
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The
Bei dem in der
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be free-form surfaces without an axis of rotational symmetry be executed. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. Just like the mirrors of the illumination optics 4, the mirrors Mi can have highly reflective coatings for the
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, By in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe ßx, By der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (8x, ßy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab 6 bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions x, y, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der
Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.In each case one of the
Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The
Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.The
Bei der in der
Das optische System 100 kann eine wie zuvor erläuterte Projektionsoptik 4 oder Teil einer derartigen Projektionsoptik 4 sein. Daher kann das optische System 100 auch als Projektionsoptik bezeichnet werden. Das optische System 100 kann jedoch auch ein wie zuvor erläutertes Beleuchtungssystem 2 oder Teil eines derartigen Beleuchtungssystems 2 sein. Daher kann das optische System 100 alternativ auch als Beleuchtungssystem bezeichnet werden. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass das optische System 100 eine Projektionsoptik 4 oder Teil einer derartigen Projektionsoptik 4 ist. Das optische System 100 ist für die EUV-Lithographie geeignet. Das optische System 100 kann jedoch auch für die DUV-Lithographie geeignet sein.The
Das optische System 100 kann mehrere optische Elemente 102 umfassen, von denen in den
Die optisch wirksame Fläche 106 ist an einer Vorderseite 108 des Substrats 104 vorgesehen. Die optisch wirksame Fläche 106 kann mit Hilfe einer auf die Vorderseite 108 aufgebrachten Beschichtung verwirklicht sein. Die optisch wirksame Fläche 106 ist eine Spiegelfläche. Die optisch wirksame Fläche 106 ist geeignet, im Betrieb des optischen Systems 100 Beleuchtungsstrahlung 16, insbesondere EUV-Strahlung, zu reflektieren. Die optisch wirksame Fläche 106 kann in der Aufsicht gemäß
Der optisch wirksamen Fläche 106 beziehungsweise der Vorderseite 108 abgewandt weist das optische Element 102 eine Rückseite 110 auf. Die Rückseite 110 weist keine definierten optischen Eigenschaften auf. Das heißt insbesondere, dass die Rückseite 110 keine Spiegelfläche ist und somit auch keine reflektierenden Eigenschaften aufweist.The
An der Rückseite 110 sind mehrere Spiegelbuchsen 112, 114, 116 vorgesehen. Es sind eine erste Spiegelbuchse 112, eine zweite Spiegelbuchse 114 und eine dritte Spiegelbuchse 116 vorgesehen. Mit anderen Worten umfasst das optische Element 102 genau drei Spiegelbuchsen 112, 114, 116. Die Spiegelbuchsen 112, 114, 116 können geometrisch identisch aufgebaut sein. Die Spiegelbuchsen 112, 114, 116 sind zylinderförmig und erstrecken sich in der Orientierung der
Das optische Element 102 beziehungsweise die optisch wirksame Fläche 106 weist sechs Freiheitsgrade, nämlich drei translatorische Freiheitsgrade jeweils entlang der ersten Raumrichtung oder x-Richtung x, der zweiten Raumrichtung oder y-Richtung y und der dritten Raumrichtung oder z-Richtung z sowie drei rotatorische Freiheitsgrade jeweils um die x-Richtung x, die y-Richtung y und die z-Richtung z auf. Das heißt, eine Position und eine Orientierung des optischen Elements 102 beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche 106 können mit Hilfe der sechs Freiheitsgrade bestimmt oder beschrieben werden.The
Unter der „Position“ des optischen Elements 102 beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche 106 sind insbesondere dessen beziehungsweise deren Koordinaten oder die Koordinaten eines an dem optischen Element 102 vorgesehenen Messpunkts bezüglich der x-Richtung x, der y-Richtung y und der z-Richtung z zu verstehen. Unter der „Orientierung“ des optischen Elements 102 beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche 106 ist insbesondere dessen beziehungsweise deren Verkippung bezüglich der drei Raumrichtungen x, y, z zu verstehen. Das heißt, das optische Element 102 beziehungsweise die optisch wirksame Fläche 106 kann um die x-Richtung x, die y-Richtung y und/oder die z-Richtung z verkippt werden.The "position" of the
Hiermit ergeben sich die sechs Freiheitsgrade für die Position und/oder Orientierung des optischen Elements 102 beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche 106. Eine „Lage“ des optischen Elements 102 beziehungsweise der optisch wirksamen Fläche 106 umfasst sowohl dessen beziehungsweise deren Position als auch dessen beziehungsweise deren Orientierung. Der Begriff „Lage“ ist demgemäß durch die Formulierung „Position und Orientierung“ und umgekehrt ersetzbar.This results in the six degrees of freedom for the position and/or orientation of the
In der
Um das optische Element 102 aus der Ist-Lage IL in die Soll-Lage SL zu verbringen, umfasst das optische System 100 eine Justiereinrichtung 118. Die Justiereinrichtung 118 ist dazu eingerichtet, das optische Element 102 zu justieren. Unter einem „Justieren“ oder „Ausrichten“ ist vorliegend insbesondere ein Verändern der Lage des optischen Elements 102 zu verstehen. Beispielsweise kann das optische Element 102 mit Hilfe der Justiereinrichtung 118 von der Ist-Lage IL in die Soll-Lage SL und umgekehrt verbracht werden. Die Justierung oder Ausrichtung des optischen Elements 102 kann somit mit Hilfe der Justiereinrichtung 118 in allen sechs vorgenannten Freiheitsgraden erfolgen.In order to move the
Die Justiereinrichtung 118 umfasst mehrere Manipulatoranordnungen 120, 122, 124, die in der
Der ersten Spiegelbuchse 112 ist eine erste Manipulatoranordnung 120 zugeordnet. Der zweiten Spiegelbuchse 114 ist eine zweite Manipulatoranordnung 122 zugeordnet. Der dritten Spiegelbuchse 116 ist eine dritte Manipulatoranordnung 124 zugeordnet. Die Manipulatoranordnungen 120, 122, 124 sind identisch aufgebaut. Nachfolgend wird daher nur auf die erste Manipulatoranordnung 120 beziehungsweise auf die erste Spiegelbuchse 112 eingegangen, die im Folgenden einfach als Manipulatoranordnung 120 beziehungsweise als Spiegelbuchse 112 bezeichnet werden. Alle nachfolgenden Ausführungen betreffend die Manipulatoranordnung 120 sind auf die Manipulatoranordnungen 122, 124 und umgekehrt anwendbar.A
Die Manipulatoranordnung 120 ist über einen Anbindungspunkt 126 mit der Spiegelbuchse 112 gekoppelt. Ferner ist die Manipulatoranordnung 120 über zwei weitere Anbindungspunkte 128, 130 mit einer festen Welt 132 gekoppelt. Die feste Welt 132 kann ein Tragrahmen (Engl.: Force Frame) oder eine sonstige unbewegliche Struktur sein.The
Die Manipulatoranordnung 120 weist zwei Manipulatoren 134, 136, insbesondere einen ersten Manipulator 134 und einen zweiten Manipulator 136, auf. Mit Hilfe aller Manipulatoren 134, 136 aller Manipulatoranordnungen 120, 122, 124 sind die sechs Freiheitsgrade des optischen Elements 102 justierbar. Die Manipulatoren 134, 136 können auch als Stellelemente, Aktuatoren oder Aktoren bezeichnet werden. Insbesondere sind die Manipulatoren 134, 136 sogenannte Voice Coil Manipulatoren (VCM) oder Voice Coil Aktoren (VCA) oder können als solche bezeichnet werden.The
Beide Manipulatoren 134, 136 sind an dem Anbindungspunkt 126 an die Spiegelbuchse 112 angebunden. Ferner sind die Manipulatoren 134, 136, über die Anbindungspunkte 128, 130 an die feste Welt 132 angebunden. Die Manipulatoren 134, 136 sind mit Hilfe einer Steuer- und Regeleinheit 138 der Justiereinrichtung 118 ansteuerbar, um das optische Element 102 zu justieren. Alle Manipulatoren 134, 136 aller Manipulatoranordnungen 120, 122, 124 sind mit der Steuer- und Regeleinheit 138 wirkverbunden, so dass die Steuer- und Regeleinheit 138 mit Hilfe eines geeigneten Ansteuerns der Manipulatoren 134, 136 das optische Element 102 in allen sechs Freiheitsgraden justieren kann. Dies kann basierend auf Sensorsignalen einer nicht dargestellten Sensorik erfolgen, welche die Ist-Lage IL und die Soll-Lage SL des optischen Elements 102 erfassen kann.Both
Der erste Manipulator 134 umfasst ein Manipulatorgehäuse 140, das an die feste Welt 132 angebunden ist. Beispielsweise kann das Manipulatorgehäuse 140 an dem Anbindungspunkt 128 an die feste Welt 132 angebunden sein. Eine Magnetbaugruppe 142 ist über zwei Federelemente 144, 146 an das Manipulatorgehäuse 140 angekoppelt. Die Federelemente 144, 146 können Blattfedern sein. Die Magnetbaugruppe 142 umfasst ein rohrförmiges Magnetbaugruppengehäuse und einen außenseitig an dem Magnetbaugruppengehäuse angebrachten Magneten. Der Magnet kann ein Permanentmagnet sein. Das Magnetbaugruppengehäuse ist mit Hilfe der Federelemente 144, 146 mit dem Manipulatorgehäuse 140 verbunden. Das optische Element 102 ist mit Hilfe eines Federelements 148 an die Magnetbaugruppe 142 angekoppelt.The
Eine ringförmige Spulenbaugruppe 152 läuft um das Magnetbaugruppengehäuse um. Das Magnetbaugruppengehäuse ist somit durch die Spulenbaugruppe 152 hindurchgeführt. Die Spulenbaugruppe 152 umfasst eine Spule und eine Reaktionsmasse, wie später noch erläutert wird. Die Spulenbaugruppe 152 kann sich gegenüber dem Magnetbaugruppengehäuse oder umgekehrt bewegen. An das Magnetbaugruppengehäuse ist ein Manipulatorpin angebunden, der wiederum über den Anbindungspunkt 126 an die Spiegelbuchse 112 angekoppelt ist. Der Manipulatorpin liegt schräg in einer von der y-Richtung y und der z-Richtung z aufgespannten Ebene. Insbesondere ist der Manipulatorpin schräg zu der y-Richtung y und der z-Richtung z geneigt. Der Manipulatorpin ist insbesondere in einem Neigungswinkel α relativ zu der z-Richtung z geneigt. Der Neigungswinkel α kann 60° betragen.An
Die Spulenbaugruppe 152 ist mit Hilfe eines Federelements 156 mit dem Manipulatorgehäuse 140 verbunden. Ferner ist die Spulenbaugruppe 152 mit Hilfe eines Dämpfers 158 mit dem Manipulatorgehäuse 140 gekoppelt. Der Dämpfer 158 kann durch eine Wirbelstrombremse verwirklicht werden. Die Spulenbaugruppe 152, das Federelement 156 und der Dämpfer 158 bilden ein Feder-Masse-Dämpfer-System 160 des ersten Manipulators 134.The
Im Betrieb des ersten Manipulators 134 wirken zwischen der Spulenbaugruppe 152 und der Magnetbaugruppe 142 Lorentzkräfte, wie mit Hilfe eines Pfeils 162 angedeutet ist. Der mit dem Magnetbaugruppengehäuse verbundene Manipulatorpin bewegt sich hierdurch in einer ersten Bewegungsrichtung 164. Die erste Bewegungsrichtung 164 ist in der von der y-Richtung y und der z-Richtung z aufgespannten Ebene angeordnet und schräg zu der y-Richtung y und der z-Richtung z orientiert. Die erste Bewegungsrichtung 164 verläuft entlang des Manipulatorpins.When the
Der zweite Manipulator 136 umfasst ein Manipulatorgehäuse 166, das an die feste Welt 132 angebunden ist. Beispielsweise kann das Manipulatorgehäuse 166 an dem Anbindungspunkt 130 an die feste Welt 132 angebunden sein. Eine Magnetbaugruppe 168 ist über ein Federelement 170 an eine Spulenbaugruppe 178 angekoppelt. Die Spulenbaugruppe 178 umfasst eine Spule und eine Reaktionsmasse, wie später noch erläutert wird. Das Federelement 170 kann eine Blattfeder sein. Die Magnetbaugruppe 168 umfasst ein rohrförmiges Magnetbaugruppengehäuse und einen außenseitig an dem Magnetbaugruppengehäuse angebrachten Magneten. Der Magnet kann ein Permanentmagnet sein. Das Magnetbaugruppengehäuse ist mit Hilfe des Federelements 170 mit der Spulenbaugruppe 178 verbunden. Die Magnetbaugruppe 168 ist mit Hilfe eines Federelements 180 an das optische Element 102 angebunden.The
Die Spulenbaugruppe 178 läuft ringförmig um das Magnetbaugruppengehäuse um. Das Magnetbaugruppengehäuse ist somit durch die Spulenbaugruppe 178 hindurchgeführt. Die Spulenbaugruppe 178 kann sich gegenüber dem Magnetbaugruppengehäuse oder umgekehrt bewegen. An das Magnetbaugruppengehäuse ist ein Manipulatorpin angebunden, der wiederum über den Anbindungspunkt 126 an die Spiegelbuchse 112 angekoppelt ist. Der Manipulatorpin verläuft entlang der z-Richtung z.The
Die Spulenbaugruppe 178 ist mit Hilfe eines Federelements 186 mit dem Manipulatorgehäuse 166 verbunden. Ferner ist die Spulenbaugruppe 178 mit Hilfe eines Dämpfers 190 mit dem Manipulatorgehäuse 166 gekoppelt. Der Dämpfer 190 kann durch eine Wirbelstrombremse verwirklicht werden. Die Spulenbaugruppe 178, das Federelement 186 und der Dämpfer 190 bilden ein Feder-Masse-Dämpfer-System 194 des zweiten Manipulators 136.The
Im Betrieb des zweiten Manipulators 136 wirken zwischen der Spulenbaugruppe 178 und der Magnetbaugruppe 168 Lorentzkräfte, wie mit Hilfe eines Pfeils 196 angedeutet ist. Der mit dem Magnetbaugruppengehäuse verbundene Manipulatorpin bewegt sich hierdurch in einer zweiten Bewegungsrichtung 198, die sich von der ersten Bewegungsrichtung 164 des Manipulatorpins des ersten Manipulators 134 unterscheidet. Die zweite Bewegungsrichtung 198 ist entlang der z-Richtung z orientiert. Die zweite Bewegungsrichtung 198 verläuft entlang des Manipulatorpins.When the
Im Belichtungsbetrieb wird das optische Element 102 an den Manipulatoranordnungen 120, 122, 124 beziehungsweise an den Manipulatoren 134, 136 über das jeweilige als Tiefpassfilter zwischengeschaltetes Feder-Masse-Dämpfer-System 160, 194 zu der festen Welt 132 entkoppelt. Dies soll die Übertragung von hochfrequenten Vibrationen auf die feste Welt 132 und/oder einen Sensorrahmen (Engl.: Sensor Frame) unterbinden. Hierbei ist die Eigenfrequenz ω des jeweiligen Feder-Masse-Dämpfer-Systems 160, 194 besonders wichtig und spezifiziert. Allerdings kann die geforderte Eigenfrequenz ω, bedingt durch komplexe Prozessschwankungen und/oder Fertigungsschwankungen nicht immer in der Spezifikation getroffen werden. Dies kann zu einem kosten- und zeitintensiven Nacharbeitsprozess führen. Dies gilt es zu verbessern.During exposure operation, the
Haupteinflussfaktor für die Eigenfrequenz ω ist die Steifigkeit c und die Masse m des gesamten Feder-Masse-Dämpfer-Systems 160, 194. Es gilt dann:
Da die Anpassung der Steifigkeit c aus Prozessgründen, wie beispielsweise Bauraum, Reinigung, Sauberkeit oder dergleichen, hinsichtlich der Kosten und/oder des Nutzens nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand umsetzbar ist, wird die Eigenfrequenz ω vorliegend über eine Variation von Reaktionsmassen der Spulenbaugruppen 152, 178 angepasst.Since the adjustment of the rigidity c cannot be implemented or can only be implemented with great effort for process reasons, such as installation space, cleaning, cleanliness or the like, in terms of costs and/or benefits, the natural frequency ω is present by varying the reaction masses of the
Nun zurückkehrend zu der
Das Befestigungselement kann eine Schraube sein. Das Masseelement 206 kann plattenförmig oder scheibenförmig sein. Es können beispielsweise mehrere Masseelemente 206 mit identischer Masse an der Reaktionsmasse angebracht werden. Alternativ kann auch ein Baukasten mit Masseelementen 206 unterschiedlicher Masse vorgehalten werden, aus dem dann ein Masseelement 206 mit geeigneter Masse ausgewählt wird, um die gewünschte Eigenfrequenz ω zu erhalten.The fastener can be a screw. The
Nun zurückkehrend zu der
Das Befestigungselement kann eine Schraube sein. Das Masseelement 214 kann plattenförmig oder scheibenförmig sein. Es können beispielsweise mehrere Masseelemente 214 mit identischer Masse an der Reaktionsmasse angebracht werden. Alternativ kann auch ein Baukasten mit Masseelementen 214 unterschiedlicher Masse vorgehalten werden, aus dem dann ein Masseelement 214 mit geeigneter Masse ausgewählt wird, um die gewünschte Eigenfrequenz ω zu erhalten. The fastener can be a screw. The
Vorgegeben wird beispielsweise eine gewünschte Eigenfrequenz ω des jeweiligen Feder-Dämpfer-Masse-Systems 160, 194 von 85 Hz. In einem Schritt S1 wird ein mittleres Masseelement 206, 214 an der jeweiligen Reaktionsmasse montiert. Anschließend erfolgt in einem Schritt S2 eine Eingangsmessung. Anhand der Eingangsmessung kann beurteilt werden, ob die Eigenfrequenz ω innerhalb einer zulässigen Spezifikation, über der Spezifikation oder unter der Spezifikation liegt.A desired natural frequency ω of the respective spring-damper-
Liegt die erzielte Eigenfrequenz ω innerhalb der Spezifikation, so kann in einem Schritt S3 der Manipulator 134, 136 in das optische System 100 integriert werden.If the achieved natural frequency ω is within the specification, the
Liegt die erzielte Eigenfrequenz ω oberhalb der Spezifikation, so kann in einem Schritt S4 ein Masseelement 206, 214 mit höherer Masse oder ein zusätzliches Masseelement 206, 214 an die jeweilige Reaktionsmasse montiert werden. Anschließend wird wieder der Schritt S2 durchgeführt. Je nachdem, ob die erzielte Eigenfrequenz ω dann in der Spezifikation liegt oder nicht, kann entweder der Schritt S3 oder erneut der Schritt S4 durchgeführt werden. Die Schritte S2 und S4 werden so lange iterativ durchgeführt, bis die Eigenfrequenz ω in der Spezifikation liegt und der Manipulator 134, 136 in dem Schritt S3 in das optische System 100 integriert werden kann.If the achieved natural frequency ω is above the specification, a
Liegt die erzielte Eigenfrequenz ω unterhalb der Spezifikation, so kann in einem Schritt S5 ein Masseelement 206, 214 mit einer kleineren Masse an die jeweilige Reaktionsmasse montiert werden. Anschließend wird wieder der Schritt S2 durchgeführt. Je nachdem, ob die erzielte Eigenfrequenz ω dann in der Spezifikation liegt oder nicht, kann entweder der Schritt S3 oder erneut der Schritt S5 durchgeführt werden. Die Schritte S2 und S5 werden so lange iterativ durchgeführt, bis die Eigenfrequenz ω in der Spezifikation liegt und der Manipulator 134, 136 in dem Schritt S3 in das optische System 100 integriert werden kann.If the achieved natural frequency ω is below the specification, a
Das Verfahren gemäß der
In einem Schritt S30 wird das Masseelement 206, 214 der jeweiligen Spulenbaugruppe 152, 178 ausgetauscht oder ersetzt, wenn die erfasste Eigenfrequenz ω außerhalb der vorgegebenen Spezifikation liegt. Die Schritte S10 bis S30 werden gemäß einem Schritt S40 so lange iterativ wiederholt, bis die erfasste Eigenfrequenz ω innerhalb der vorgegebenen Spezifikation liegt. Nach dem Schritt S40 wird der Manipulator 134, 136 in das optische System 100 integriert oder eingebaut.In a step S30, the
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
- 22
- Beleuchtungssystemlighting system
- 33
- Lichtquellelight source
- 44
- Beleuchtungsoptiklighting optics
- 55
- Objektfeldobject field
- 66
- Objektebeneobject level
- 77
- Retikelreticle
- 88th
- Retikelhalterreticle holder
- 99
- Retikelverlagerungsantriebreticle displacement drive
- 1010
- Projektionsoptikprojection optics
- 1111
- Bildfeldimage field
- 1212
- Bildebenepicture plane
- 1313
- Waferwafers
- 1414
- Waferhalterwafer holder
- 1515
- WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
- 1616
- Beleuchtungsstrahlungillumination radiation
- 1717
- Kollektorcollector
- 1818
- Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
- 1919
- Umlenkspiegeldeflection mirror
- 2020
- erster Facettenspiegelfirst facet mirror
- 2121
- erste Facettefirst facet
- 2222
- zweiter Facettenspiegelsecond facet mirror
- 2323
- zweite Facettesecond facet
- 100100
- optisches Systemoptical system
- 102102
- optisches Elementoptical element
- 102'102'
- optisches Elementoptical element
- 104104
- Substratsubstrate
- 106106
- optisch wirksame Flächeoptically effective surface
- 106'106'
- optisch wirksame Flächeoptically effective surface
- 108108
- Vorderseitefront
- 110110
- Rückseiteback
- 112112
- Spiegelbuchsemirror socket
- 114114
- Spiegelbuchsemirror socket
- 116116
- Spiegelbuchsemirror socket
- 118118
- Justiereinrichtungadjustment device
- 120120
- Manipulatoranordnungmanipulator assembly
- 122122
- Manipulatoranordnungmanipulator assembly
- 124124
- Manipulatoranordnungmanipulator arrangement
- 126126
- Anbindungspunktconnection point
- 128128
- Anbindungspunktconnection point
- 130130
- Anbindungspunktconnection point
- 132132
- feste Weltsolid world
- 134134
- Manipulatormanipulator
- 136136
- Manipulatormanipulator
- 138138
- Steuer- und Regeleinheitcontrol and regulation unit
- 140140
- Manipulatorgehäusemanipulator body
- 142142
- Magnetbaugruppemagnet assembly
- 144144
- Federelementspring element
- 146146
- Federelementspring element
- 148148
- Federelementspring element
- 152152
- Spulenbaugruppecoil assembly
- 156156
- Federelementspring element
- 158158
- Dämpfermute
- 160160
- Feder-Masse-Dämpfer-SystemSpring-mass damper system
- 162162
- PfeilArrow
- 164164
- Bewegungsrichtungdirection of movement
- 166166
- Manipulatorgehäusemanipulator body
- 168168
- Magnetbaugruppemagnet assembly
- 170170
- Federelementspring element
- 178178
- Spulenbaugruppecoil assembly
- 180180
- Federelementspring element
- 186186
- Federelementspring element
- 190190
- Dämpfermute
- 194194
- Feder-Masse-Dämpfer-SystemSpring-mass damper system
- 196196
- PfeilArrow
- 198198
- Bewegungsrichtungdirection of movement
- 206206
- Masseelementmass element
- 214214
- Masseelement mass element
- ILIL
- Ist-Lageactual situation
- M1M1
- Spiegelmirror
- M2M2
- Spiegelmirror
- M3M3
- Spiegelmirror
- M4M4
- Spiegelmirror
- M5M5
- Spiegelmirror
- M6M6
- Spiegelmirror
- SLSL
- Soll-Lagetarget position
- S1S1
- SchrittStep
- S2S2
- SchrittStep
- S3S3
- SchrittStep
- S4S4
- SchrittStep
- S5S5
- SchrittStep
- S10S10
- SchrittStep
- S20S20
- SchrittStep
- S30S30
- SchrittStep
- S40S40
- SchrittStep
- xx
- x-Richtungx direction
- yy
- y-Richtungy direction
- ze.g
- z-Richtungz direction
- αa
- Neigungswinkeltilt angle
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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