DE102023208851A1 - Optisches system und projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

Abstract

Ein optisches System (100) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), aufweisend mehrere Optikbauteile (106), ein Trägerelement (112), das die Optikbauteile (106) trägt, und einen Schwingungstilger (132, 156), der an das Trägerelement (112) angekoppelt ist, wobei der Schwingungstilger (132, 156) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einer erfassten Anregungsfrequenz des Trägerelements (112) eine Anpassung seiner Eigenfrequenz vorzunehmen, um eine Anregung der Optikbauteile (106) zu dämpfen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System.
• 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.
• 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.
• Das Beleuchtungssystem beeinflusst im Belichtungsbetrieb insbesondere den sogenannten k1-Faktor in der Abbeschen Gleichung für die optische Auflösung. Dies beruht auf dem Einfluss des Pupillenfüllgrades auf die optische Abbildung. Für eine gegebene abzubildende Struktur können desto genauer die optimalen Beleuchtungsrichtungen für einen hohen Kontrast ausgewählt werden, je enger das gesamte Licht innerhalb der verfügbaren Einstrahlapertur konzentriert wird. Dabei bilden diese Beleuchtungsrichtungen im Winkelraum nicht notwendig ein zusammenhängendes Gebiet, sondern können sich aus unterschiedlichen Teilbereichen zusammensetzen. Beispiele solcher Winkelraumgebiete sind der Annulus, Dipole unterschiedlicher Form, Vierpolstrukturen sowie Hexapole.
• Zunehmend aber spielen im Rahmen einer Quell Masken Optimierung (Engl.: Source Mask Optimization, SMO) errechnete, deutlich komplexere Verteilungen des Lichts eine Rolle. Um derartige Beleuchtungsverteilungen zu realisieren, muss das Beleuchtungssystem das von einer Lichtquelle eintreffenden Licht verlustarm mit hoher Flexibilität aufteilen.
• Die Verwendung einer Vielzahl von Mikrospiegeln in Form sogenannter mikroelektromechanischer Systeme (Engl.: Micro Electro Mechanical Systems, MEMS) anstelle von Facettenraster mit einigen hundert Facetten macht es möglich, die Freiheitsgrade des Beleuchtungssystems immens zu erhöhen und ermöglicht eine Reduktion des k1-Faktors zur Verbesserung der nutzbaren optischen Auflösung. Wichtig vor allem im EUV-Bereich ist dabei, dass das Licht mit unerreichter Effizienz genutzt werden kann, da durch die filigrane Auflösung Lichtverluste in einem Maße minimiert werden, was mit gröberen Spiegeln nicht erreicht werden kann.
• Dabei kommt es auf eine sehr genaue Ausrichtung der Mikrospiegel im Strahlengang an. Vibrationsanregungen, wie beispielsweise strömungsinduzierten Vibrationen, sind dabei unerwünscht und können die erforderliche sehr genaue Ausrichtung der Mikrospiegel verhindern. Dies gilt generell für Spiegel in Lithographieanlagen. Die Besonderheit bei den Mikrospiegeln liegt jedoch im hierfür maßgeblichen Bereich der wirksamen Anregungsfrequenzen, die aufgrund des Unterschieds in der geometrischen Größe tendenziell höher als in herkömmlichen Spiegeln liegen. Hieraus resultieren geänderte Anforderungen an eine Entkopplung oder Dämpfung solcher Mikrospiegel von Schwingungen aus der Außenwelt. Um die Mikrospiegel vor Vibrationen zu schützen, können Schwingungstilger vorgesehen werden. Aufgrund der kleinen Abmessungen der Mikrospiegel ist es jedoch nicht möglich, direkt an diesen Schwingungstilger anzubringen.
• Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System bereitzustellen.
• Demgemäß wird ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst mehrere Optikbauteile, ein Trägerelement, das die Optikbauteile trägt, und einen Schwingungstilger, der an das Trägerelement angekoppelt ist, wobei der Schwingungstilger dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einer erfassten Anregungsfrequenz des Trägerelements eine Anpassung seiner Eigenfrequenz vorzunehmen, um eine Anregung der Optikbauteile zu dämpfen.
• Dadurch, dass die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers anpassbar ist, kann eine einstellbare Dämpfung verwirklicht werden. Durch die Einstellbarkeit der Eigenfrequenz kann auf mehrere unterschiedliche Schwingungstilger mit unterschiedlichen vorgegebenen Eigenfrequenzen zur Dämpfung unterschiedlicher Anregungen verzichtet werden. Dadurch, dass der Schwingungstilger an das Trägerelement angekoppelt ist, kann auf eine Ankopplung des Schwingungstilgers direkt an die Optikbauteile verzichtet werden.
• Das optische System ist vorzugsweise eine Beleuchtungsoptik oder Teil einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann daher auch als Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage bezeichnet werden. Das optische System kann jedoch auch eine Projektionsoptik oder Teil einer Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage sein. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass das optische System eine Beleuchtungsoptik oder Teil einer Beleuchtungsoptik ist. Die Optikbauteile können Spiegel sein. Die Optikbauteile können jedoch auch Linsen sein.
• Das optische System kann eine beliebige Anzahl derartiger Optikbauteile aufweisen. Beispielsweise sind mehrere 100.000 Optikbauteile vorgesehen, die von einem gemeinsamen Trägerelement getragen werden. Die Optikbauteile zusammen bilden ein optisches Element des optischen Systems. Das optische Element kann insbesondere ein Facettenspiegel, beispielsweise ein Feldfacettenspiegel oder ein Pupillenfacettenspiegel, des optischen Systems sein. Die Optikbauteile sind rasterartig, schachbrettartig oder musterartig angeordnet und bilden zusammen das optische Element. „Rasterartig“, „schachbrettartig“ oder „musterartig“ bedeutet vorliegend, dass die Optikbauteile in Spalten und Zeilen angeordnet sind.
• Vorzugsweise weist jedes Optikbauteil eine optische wirksame Fläche auf. Die optisch wirksame Fläche ist dazu eingerichtet, Beleuchtungsstrahlung, insbesondere EUV-Strahlung, zu reflektieren. Die optisch wirksame Fläche kann eine Spiegelfläche sein. Alle optisch wirksamen Flächen aller Optikbauteile zusammen bilden eine optisch wirksame Fläche, insbesondere eine Spiegelfläche, des optischen Elements. Jede optisch wirksame Fläche jedes Optikbauteils ist um zumindest zwei Raumrichtungen verkippbar. Hierzu können entsprechende Stellelemente oder Aktuatoren vorgesehen sein. Als Stellelemente kommen beispielsweise Piezoelemente zur Anwendung.
• Die optisch wirksamen Flächen der Optikbauteile können beispielsweise rechteckförmig, insbesondere quadratisch, sein. Es kann jedoch auch jede andere beliebige Geometrie vorgesehen sein. Beispielsweise weisen die optisch wirksamen Flächen eine Kantenlänge von etwa 1 mm auf. Um Antriebs-, Sensor- und Mechanikelemente der Optikbauteile mit Technologien zur Herstellung mikroelektromechanischer Systeme (Engl.: Micro Electro Mechanical Systems, MEMS) realisieren zu können, kann ein schichtartiger Aufbau der Optikbauteile gewählt werden. Die Optikbauteile sind insbesondere Mikrospiegel oder MEMS-Spiegel oder können als solche bezeichnet werden.
• Das Trägerelement kann plattenförmig sein. Beispielsweise sind in dem Trägerelement Kühlkanäle vorgesehen, welche zum Temperieren des Trägerelements beziehungsweise des optischen Elements mit einem Kühlmittel, insbesondere mit hochreinem Wasser, durchströmt werden. Hierdurch können strömungsinduzierte Vibrationen oder Schwingungen (Engl.: Flow Induced Vibrations, FIV) in das optische Element beziehungsweise in die Optikbauteile eingebracht werden. Diese strömungsinduzierten Vibrationen können zu einer unerwünschten Anregung der Optikbauteile führen, was deren exakte Ausrichtung verhindert oder zumindest erschwert. Mit Hilfe des Schwingungstilgers kann diese Anregung gedämpft werden. Das Trägerelement kann an einen Tragrahmen (Engl.: Force Frame) des optischen Systems angebunden sein. Der Tragrahmen wiederum kann beispielsweise über einen sogenannten Hexapod mit einer festen Welt des optischen Systems gekoppelt sein.
• Ein Schwingungstilger umfasst grundsätzlich eine Tilgermasse, eine Feder und einen Dämpfer. Die Tilgermasse ist mit Hilfe der Feder und des Dämpfers mit dem zu dämpfenden Bauteil, vorliegend dem Trägerelement, verbunden. Die Feder und der Dämpfer können beispielsweise durch ein Federelement in Form einer Blattfeder oder einer Zylinderfeder verwirklicht werden. Ferner können die Feder und der Dämpfer auch durch einen elastomeren Werkstoff verwirklicht werden. Der Dämpfer kann beispielsweise auch durch eine Wirbelstrombremse verwirklicht werden.
• Dass der Schwingungstilger an das Trägerelement „angekoppelt“ ist, bedeutet vorliegend insbesondere, dass der Schwingungstilger beziehungsweise dessen Tilgermasse beispielsweise über mehrere wie zuvor erwähnte Federelemente mit dem Trägerelement mechanisch verbunden ist. Der Schwingungstilger, insbesondere die Tilgermasse, kann sich gegenüber dem Trägerelement bewegen. Es können mehrere Schwingungstilger vorgesehen sein, mit deren Hilfe Schwingungen, die in unterschiedlichen Raumrichtungen wirken, gedämpft werden können.
• Der Schwingungstilger kann insbesondere selbsttätig oder selbstständig in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz des Trägerelements eine Anpassung seiner Eigenfrequenz dahingehend durchführen, dass die Anregung der Optikbauteile bestmöglich gedämpft wird. Hierzu kann der Schwingungstilger beispielsweise einen Sensor zum Erfassen der Anregungsfrequenz aufweisen. Die Anpassung der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers kann dann mit Hilfe einer dem Schwingungstilger zugeordneten Verstelleinheit erfolgen, welche die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers basierend auf Sensorsignalen des Sensors anpasst. Die Verstelleinheit kann einen Aktuator oder Aktor, beispielsweise in der Form eines Piezoelements, umfassen.
• Unter einer „Anpassung“ der Eigenfrequenz ist insbesondere zu verstehen, dass die Eigenfrequenz je nach Bedarf erhöht oder reduziert wird. Das Anpassen kann dynamisch erfolgen. Unter „dynamisch“ ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Eigenfrequenz im Betrieb, insbesondere im Belichtungsbetrieb, des optischen Systems stets derart verändert oder angepasst wird, dass die Optikbauteile möglichst optimal gedämpft werden.
• Gemäß einer Ausführungsform weist das optische System ferner einen ersten Schwingungstilger mit einer ersten Tilgermasse und einen zweiten Schwingungstilger mit einer zweiten Tilgermasse auf, wobei sich eine Bewegungsrichtung der ersten Tilgermasse von einer Bewegungsrichtung der zweiten Tilgermasse unterscheidet.
• Vorzugsweise ist die erste Tilgermasse ringförmig und läuft vollständig um das Trägerelement um. Die zweite Tilgermasse kann ebenfalls ringförmig sein. Die zweite Tilgermasse läuft um das die Optikbauteile aufweisende optische Elemente vollständig um. Entlang einer Hochrichtung oder z-Richtung des optischen Systems betrachtet kann die zweite Tilgermasse oberhalb der ersten Tilgermasse angeordnet sein. Entlang einer Radialrichtung betrachtet ist die zweite Tilgermasse vorzugsweise innerhalb der ersten Tilgermasse platziert. Alternativ kann auch genau ein Schwingungstilger mit genau einer Tilgermasse vorgesehen sein. Vorzugsweise kann sich die erste Tilgermasse in einer ersten Bewegungsrichtung und in einer senkrecht zu der ersten Bewegungsrichtung orientierten zweiten Bewegungsrichtung hin und her bewegen. Die erste Bewegungsrichtung und die zweite Bewegungsrichtung liegen in einer von einer x-Richtung und einer y-Richtung des optischen Systems aufgespannten Ebene. Die zweite Tilgermasse kann sich in einer von der ersten Bewegungsrichtung und der zweiten Bewegungsrichtung unterscheidenden dritten Bewegungsrichtung bewegen. Die dritte Bewegungsrichtung ist entlang der vorgenannten z-Richtung orientiert. Für den Fall, dass genau eine Tilgermasse vorgesehen ist, kann diese sich beispielsweise in einem Winkel von 45° relativ zu der Hochrichtung bewegen.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwingungstilger eine Verstelleinheit auf, mit deren Hilfe ein die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers beeinflussender Parameter des Schwingungstilgers einstellbar ist.
• Unter dem „Parameter“ kann vorliegend beispielsweise die Steifigkeit eines wie zuvor erwähnten Federelements des Schwingungstilgers oder eine verschiebbare Masse des Schwingungstilgers zu verstehen sein. Die Masse kann Teil der jeweiligen Tilgermasse sein. Die Verstelleinheit kann beispielsweise ein Piezoelement sein oder aufweisen, welches eine Vorspannung des Federelements verändert. Ferner kann mit Hilfe der Verstelleinheit beispielsweise auch die Steifigkeit des Federelements verändert werden. Die Verstelleinheit wird mit Hilfe einer Steuer- und Regeleinheit des Schwingungstilgers angesteuert.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwingungstilger eine Federeinrichtung auf, wobei die Verstelleinheit zum Anpassen der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers dazu eingerichtet ist, die Steifigkeit der Federeinrichtung zu verändern.
• Die Federeinrichtung umfasst zumindest ein Federelement. Beispielsweise erhöht die Verstelleinheit die Steifigkeit des Federelements bei einem Bestromen der Verstelleinheit. Unter der „Steifigkeit“ ist vorliegend der Widerstand eines Körpers, vorliegend des Federelements, gegen eine durch eine äußere Belastung aufgeprägte elastische Verformung zu verstehen. Die Steifigkeit wird bestimmt durch den Werkstoff des Körpers und dessen Geometrie. Alternativ zu einem Piezoelement kann die Verstelleinheit auch eine Formgedächtnislegierung aufweisen. Die Formgedächtnislegierung fungiert dann gleichzeitig als Federelement.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwingungstilger mehrere Federeinrichtungen und mehrere Verstelleinheiten auf, wobei jeder Federeinrichtung eine Verstelleinheit zugeordnet ist, und wobei die Verstelleinheiten dazu eingerichtet sind, die Steifigkeiten der Federeinrichtungen unabhängig voneinander zu verändern.
• Das heißt insbesondere, dass die Verstelleinheiten die Federeinrichtungen beziehungsweise das jeweilige Federelement unterschiedlich versteifen können. Hierdurch ist eine individuelle dynamische Anpassung der Dämpfung der Optikbauteile möglich.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwingungstilger einen Sensor zum Erfassen der Anregungsfrequenz des Trägerelements auf, wobei die Verstelleinheit den die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers beeinflussenden Parameter des Schwingungstilgers basierend auf Sensorsignalen des Sensors einstellt.
• Insbesondere ist jeder Federeinrichtung ein derartiger Sensor zugeordnet. Der Sensor kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor oder ein Abstandssensor sein. Insbesondere kann der Sensor ein kapazitiver Sensor sein. Zur Bewegungsdetektion können auch Interferometer oder Laservibrometer als Sensoren eingesetzt werden. Die Sensoren sind vorzugsweise an dem Trägerelement angebracht. Die zuvor erwähnte Regel- und Steuereinheit kommuniziert mit dem Sensor beziehungsweise mit den Sensoren und ist dazu eingerichtet, Sensorsignale des Sensors auszuwerten und die jeweilige Verstelleinheit entsprechend anzusteuern.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Schwingungstilger dazu eingerichtet, die Anregung der Optikbauteile in einem Frequenzintervall oberhalb von 100 Hz, bevorzugt oberhalb von 200 Hz, weiter bevorzugt oberhalb von 500 Hz, hinsichtlich einer Anregungsamplitude der Optikbauteile um mindestens einen Faktor von 2, bevorzugt um mindestens einen Faktor von 3, weiter bevorzugt um mindestens einen Faktor von 5, zu dämpfen.
• Insbesondere erfasst der Sensor oder die Sensoren zeitabhängig ein Frequenzspektrum der externen Vibrationen oder Anregung und passt auf Basis dieser Informationen den Parameter des Schwingungstilgers derart an, dass die Dämpfungswirkung des Schwingungstilgers in wenigstens einem Teilbereich des erfassten Frequenzspektrums einen Faktor von 2, bevorzugt einen Faktor von 3, weiter bevorzugt einen Faktor von 5, erreicht.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jedes Optikbauteil für sich gegenüber dem Trägerelement um zumindest eine Raumrichtung verkippbar.
• Insbesondere ist jedes Bauteil um die x-Richtung und um die y-Richtung gegenüber dem Trägerelement verkippbar. Wie zuvor erwähnt, kann jedes Optikbauteil zum Verkippen seiner optisch wirksamen Fläche Stellelemente oder Aktuatoren aufweisen.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Optikbauteile mikroelektromechanische Systeme, wobei die Optikbauteile insbesondere Mikrospiegel sind.
• Unter einem „Mikrosystem“ ist vorliegend insbesondere eine miniaturisierte Vorrichtung zu verstehen, deren Komponenten kleinste Abmessungen im Bereich von 1 µm haben und dann im System zusammenwirken. Wie zuvor erwähnt, weisen die Optikbauteile beziehungsweise die optisch wirksamen Flächen der Optikbauteile eine Kantenlänge von etwa 1 mm auf. Zwischen den Optikbauteilen kann ein Abstand von beispielsweise 40 bis 50 µm oder geringer vorgesehen sein. Die Optikbauteile sind zu sogenannten Bricks oder Optikbauteilanordnungen zusammengefasst. Jede Optikbauteilanordnung kann etwa 600 Optikbauteile umfassen. Das optische Element kann demgemäß etwa 400 Optikbauteilanordnungen umfassen. Zwischen den einzelnen Optikbauteilanordnungen kann ein Abstand von 100 µm vorgesehen sein. Weitere beliebige Kombinationen hinsichtlich der Anzahl und der Anordnung der Optikbauteile beziehungsweise der Optikbauteilanordnungen sind möglich.
• Ferner wird eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System vorgeschlagen.
• Die Projektionsbelichtungsanlage kann mehrere derartige optische Systeme aufweisen. Wie zuvor erwähnt, ist das optische System insbesondere eine Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann jedoch auch Teil einer Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 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.
• „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.
• Die für das optische System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Projektionsbelichtungsanlage entsprechend und umgekehrt.
• 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.
• 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.
• 1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie;
• 2 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform eines optischen Systems für die Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1;
• 3 zeigt die Detailansicht III gemäß 2;
• 4 zeigt die Detailansicht IV gemäß 3;
• 5 zeigt eine schematische Schnittansicht des optischen Systems gemäß der Schnittlinie V-V der 2;
• 6 zeigt die Detailansicht VI gemäß 5;
• 7 zeigt die Detailansicht VII gemäß 5;
• 8 zeigt einen Frequenzgang einer Schwingungsanregung;
• 9 zeigt ebenfalls einen Frequenzgang einer Schwingungsanregung; und
• 10 zeigt ebenfalls einen Frequenzgang einer Schwingungsanregung.
• 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.
• 1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht.
• Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.
• In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
• Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
• Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung 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.
• Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
• 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.
• 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.
• 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 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
• Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
• Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
• Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.
• Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
• Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
• Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
• Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
• Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
• Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
• Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
• Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.
• Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
• Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
• Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
• Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
• Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
• Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
• Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung 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.
• Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
• Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
• Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
• Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
• Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung 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 US 2018/0074303 A1 .
• 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.
• 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.
• 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.
• Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
• Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
• Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
• Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem 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.
• Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
• Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
• 2 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform eines optischen Systems 100 für die Projektionsbelichtungsanlage 1. 3 zeigt die Detailansicht III gemäß der 2. 4 zeigt die Detailansicht V gemäß der 3. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht des optischen Systems 100 gemäß der Schnittlinie V-V der 2. Nachfolgend wird auf die 2 bis 5 gleichzeitig eingegangen.
• Das optische System 100 ist Teil der Beleuchtungsoptik 4. Das optische System 100 kann jedoch auch Teil der Projektionsoptik 10 sein. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass das optische System Teil der Beleuchtungsoptik 4 ist. Die Beleuchtungsoptik 4 kann mehrere derartige optische Systeme 100 aufweisen. Das optische System 100 kann einer der Facettenspiegel 20, 22 sein. Daher kann das optische System 100 auch als Facettenspiegel bezeichnet werden. Die Begriffe „optisches System“ und „Facettenspiegel“ können daher vorliegend beliebig gegeneinander getauscht werden. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass das optische System 100 der zweite Facettenspiegel 22 ist.
• Dem optischen System 100 kann das zuvor erwähnte Koordinatensystem mit der ersten Raumrichtung oder x-Richtung x, der zweiten Raumrichtung oder y-Richtung y und der dritten Raumrichtung oder z-Richtung z zugeordnet sein. Die z-Richtung z kann auch als Hochrichtung bezeichnet werden.
• Das optische System 100 weist ein optisches Element 102 auf. Das optische Element 102 ist ein Spiegel. Das optische Element 102 weist eine optisch wirksame Fläche 104 auf. Die optisch wirksame Fläche 104 ist geeignet, Beleuchtungsstrahlung 16, insbesondere EUV-Strahlung, zu reflektieren.
• Wie in der 4 gezeigt, weist das optische Element 102 eine Vielzahl von Optikbauteilen 106 auf. Die Optikbauteile 106 sind Spiegelbauteile oder Mikrospiegel und können auch als solche bezeichnet werden. Die Optikbauteile 106 können als Facettenspiegelbauteile bezeichnet werden. Beispielsweise kann das optische Element 102 etwa 240.000 derartige Optikbauteile 106 aufweisen. Jedes Optikbauteil 106 weist eine optisch wirksame Fläche 108 auf. Die Gesamtheit der optisch wirksamen Flächen 108 bildet die optisch wirksame Fläche 104 des optischen Elements 102. Die optisch wirksamen Flächen 108 sind Spiegelflächen. Die optisch wirksamen Flächen 108 können die zweiten Facetten 23 des zweiten Facettenspiegels 22 sein.
• Die Optikbauteile 106 sind rasterartig, schachbrettartig oder musterartig angeordnet. „Rasterartig“, „schachbrettartig“ oder „musterartig“ bedeutet vorliegend, dass die Optikbauteile 106 in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Jedes Optikbauteil 106 beziehungsweise jede optisch wirksame Fläche 108 weist eine quadratförmige Geometrie mit einer Kantenlänge k106 von etwa 1 mm auf. Grundsätzlich kann die jeweilige optisch wirksame Fläche 108 in der Aufsicht jedoch jede beliebige Geometrie aufweisen. Beispielsweise können die optisch wirksamen Flächen 108 auch rund oder sechseckig sein. Die optisch wirksamen Flächen 108 können ferner auch eine langgestreckte rechteckige Geometrie aufweisen. Die optisch wirksamen Flächen 108 können in der Aufsicht auch gekrümmt, insbesondere bogenförmig gekrümmt, sein. Zwischen den Optikbauteilen 106 kann entlang der x-Richtung x und der y-Richtung y betrachtet ein Abstand von beispielsweise 40 bis 50 µm vorgesehen sein.
• Jede optisch wirksame Fläche 108 jedes Optikbauteils 106 kann mit Hilfe nicht gezeigter Stellelemente um die x-Richtung x und um die y-Richtung y verkippt werden. Ferner kann die jeweilige optisch wirksame Fläche 108 mit Hilfe der Stellelemente auch entlang der z-Richtung z translatorisch oder linear bewegt werden. Die Stellelemente können auch als Aktoren oder Aktuatoren bezeichnet werden. Die Stellelemente können Piezoelemente oder Piezoaktoren sein. Jedem Optikbauteil 106 können vier derartige Stellelemente zum Auslenken oder Verkippen der jeweiligen optisch wirksamen Fläche 108 zugeordnet sein. Um Antriebs-, Sensor- und Mechanikelemente der Optikbauteile 106 mit Technologien zur Herstellung mikroelektromechanischer Systeme (Engl.: Micro Electro Mechanical Systems, MEMS) realisieren zu können, kann ein schichtartiger Aufbau der Optikbauteile 106 gewählt werden.
• Wie die 3 zeigt, sind mehrere Optikbauteile 106 jeweils zu Spiegelbauteilanordnungen oder Optikbauteilanordnungen 110 zusammengefasst. Die Optikbauteilanordnungen 110 sind sogenannte Bricks oder können als Bricks bezeichnet werden. Jede Optikbauteilanordnung 110 umfasst etwa 600 Optikbauteile 106. Demgemäß umfasst das optische Element 102 etwa 400 Optikbauteilanordnungen 110. Weitere beliebige Kombinationen hinsichtlich der Anzahl und der Anordnung der Optikbauteile 106 beziehungsweise der Optikbauteilanordnungen 110 sind möglich. Jede Optikbauteilanordnung 110 ist in der Aufsicht rechteckförmig, insbesondere quadratisch. Die Optikbauteilanordnungen 110 können jeweils eine Kantenlänge k110 von etwa 25 mm aufweisen. Die Optikbauteilanordnungen 110 sind rasterartig angeordnet. Zwischen den einzelnen Optikbauteilanordnungen 110 kann entlang der x-Richtung x und der y-Richtung y jeweils ein Abstand von 100 µm vorgesehen sein.
• Die Optikbauteile 106 sind an ein gemeinsames Trägerelement 112 des optischen Elements 102 angekoppelt. Das Trägerelement 112 kann temperiert, insbesondere gekühlt, sein. Hierzu können Kühlkanäle (nicht gezeigt) durch das Trägerelement 112 hindurchgeführt sein. Durch die Kühlkanäle kann ein Kühlmittel, beispielsweise hochreines Wasser, hindurchgeführt werden, um Wärme von dem optischen System 100 beziehungsweise dem optischen Element 102 abzuführen. Durch das Hindurchführen des Kühlmittels können unerwünschte strömungsinduzierte Vibrationen oder Schwingungen (Engl.: Flow Induced Vibrations, FIV) in das optische Element 102 eingebracht werden. Dies ist unerwünscht.
• Das Trägerelement 112 ist an einen Tragrahmen 114 (Engl.: Force Frame) angebunden. Der Tragrahmen 114 wiederrum ist mit Hilfe eines Hexapods 116 mit einer festen Welt 118 des optischen Systems 100 gekoppelt. Der Hexapod 116 weist hierzu sechs Arme 120, 122, 124, 126, 128, 130 auf, die den Tragrahmen 114 mit der festen Welt 118 koppeln. Die sechs Arme 120, 122, 124, 126, 128, 130 können einen sogenannten Hexapod bilden. Es können jedoch auch andere Lagerungstechniken als ein Hexapod vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine schwimmende Lagerung oder eine Festkörper zu Festkörper Lagerung vorgesehen sein.
• Das optische System 100 umfasst einen ersten Schwingungstilger 132 (Engl.: Tuned Mass Damper, TMD). Der erste Schwingungstilger 132 weist eine ringförmige erste Tilgermasse 134 auf, welche ringförmig um das Trägerelement 112 umläuft. Die erste Tilgermasse 134 kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, gefertigt sein. Die erste Tilgermasse 134 ist rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse 136 aufgebaut. Die Symmetrieachse 136 stimmt mit der z-Richtung z überein oder ist parallel zu dieser angeordnet. Eine Radialrichtung R ist senkrecht zu der Symmetrieachse 136 und von dieser weg in Richtung der ersten Tilgermasse 134 orientiert.
• Neben der ersten Tilgermasse 134 weist der erste Schwingungstilger 132 mehrere erste Federeinrichtungen 138, 140, 142 auf, mit deren Hilfe die erste Tilgermasse 134 mit dem Trägerelement 112 gekoppelt ist. Die Anzahl der ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 ist grundsätzlich beliebig. Zumindest sind jedoch drei erste Federeinrichtungen 138, 140, 142 vorgesehen, die gleichmäßig voneinander beabstandet um die Symmetrieachse 136 herum verteilt angeordnet sind. Es können jedoch auch fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf oder mehr als zwölf derartige erste Federeinrichtungen 138, 140, 142 vorgesehen sein. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass genau drei erste Federeinrichtungen 138, 140, 142 vorgesehen sind.
• Die ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 können Schraubenfedern, Blattfedern oder dergleichen aufweisen. Die ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 können auch aus einem Elastomer, wie beispielsweise Gummi, gefertigt sein. Aufgrund der Ankopplung der ersten Tilgermasse 134 mit Hilfe der ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 an das Trägerelement 112, kann sich die erste Tilgermasse 134 in einer von der x-Richtung x und der y-Richtung y aufgespannten Ebene relativ zu dem Trägerelement 112 bewegen, wie in der 2 mit Hilfe einer ersten Wirkrichtung oder ersten Bewegungsrichtung B1 und einer zweiten Wirkrichtung oder zweiten Bewegungsrichtung B2 angedeutet ist. Die erste Bewegungsrichtung B1 ist entlang und entgegen der x-Richtung x orientiert. Die zweite Bewegungsrichtung B2 ist entlang und entgegen der y-Richtung y orientiert.
• 6 zeigt die Detailansicht VI gemäß der 5.
• Insbesondere zeigt die 6 die erste Federeinrichtung 138. Die ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 sind identisch aufgebaut. Nachfolgend wird nur auf die erste Federeinrichtung 138 eingegangen. Alle Ausführungen betreffend die erste Federeinrichtung 138 sind dementsprechend auf die ersten Federeinrichtungen 140, 142 und umgekehrt anwendbar.
• Wie zuvor erwähnt, koppelt die erste Federeinrichtung 138 die erste Tilgermasse 134 and das Trägerelement 112. Die erste Federeinrichtung 138 weist ein Federelement 144 auf, das die erste Tilgermasse 134 an das Trägerelement 112 anbindet. Neben dem Federelement 144 weist die erste Federeinrichtung 138 einen an dem Trägerelement 112 angebrachten Sensor 146 auf. Der Sensor 146 kann ein Beschleunigungssensor, ein Abstandssensor oder dergleichen sein. Als Sensor 146 kann jedoch auch ein Interferometer oder ein Laservibrometer eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist der Sensor 146 jedoch ein adaptierter Piezo-Beschleunigungssensor. Der Sensor 146 ist dazu eingerichtet, lineare oder translatorische Bewegungen des Trägerelements 112 entlang der Bewegungsrichtungen B1, B2 zu erfassen. Jede erste Federeinrichtung 138, 140, 142 weist ihren eigenen Sensor 146 auf.
• Die erste Federeinrichtung 138 weist eine Steuer- und Regeleinheit 148 auf, die mit Hilfe einer Datenverbindung 150 mit dem Sensor 146 verbunden ist. Die Datenverbindung 150 kann drahtlos oder drahtgebunden sein. Allen ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 kann eine gemeinsame Steuer- und Regeleinheit 148 zugeordnet sein. Alternativ kann auch jeder ersten Federeinrichtung 138, 10, 142 eine eigene Steuer- und Regeleinheit 148 zugeordnet sein. Die Steuer- und Regeleinheit 148 ist dazu eingerichtet, Sensorsignale des Sensors 146 zu erfassen und auszuwerten. Die Steuer- und Regeleinheit 148 kann einen Datenspeicher und/oder einen Rechner aufweisen. Beispielsweise kann die Steuer- und Regeleinheit 148 an dem Trägerelement 112 montiert sein.
• Die Steuer- und Regeleinheit 148 kommuniziert mit einer Verstelleinheit 152. Hierzu ist eine Datenverbindung 154 vorgesehen. Die Datenverbindung 154 kann drahtlos oder drahtgebunden sein. Mit Hilfe der Verstelleinheit 152 kann beispielsweise die Steifigkeit des Federelements 144 verändert werden. Unter der „Steifigkeit“ ist vorliegend der Widerstand eines Körpers, insbesondere des Federelements 144, gegen eine durch äußere Belastung aufgeprägte elastische Verformung zu verstehen. Die Steifigkeit wird bestimmt durch den Werkstoff des Körpers und dessen Geometrie. Anstelle einer Versteifung des Federelements 144 ist es auch möglich, eine motorisch verschiebbare Masse einzusetzen.
• Zum Verändern der Steifigkeit des Federelements 144 kann beispielsweise eine statische Vorspannung des Federelements 144 mit Hilfe der Verstelleinheit 152 beeinflusst werden. In diesem Fall kann die Verstelleinheit 152 beispielsweise ein Motor, insbesondere ein Elektromotor, oder ein Piezoaktor sein. Für den Fall, dass die Verstelleinheit 152 ein Motor ist, ist nur zur Verstellung der Steifigkeit eine Energieversorgung erforderlich. Für den Fall, dass die Verstelleinheit 152 ein Piezoaktor ist, ist eine dauerhafte Energieversorgung notwendig.
• Alternativ oder zusätzlich kann zum Verändern der Steifigkeit des Federelements 144 auch dessen Geometrie verändert werden. Auch in diesem Fall kann die Verstelleinheit 152 ein Motor sein, der nur während des Verstellens der Steifigkeit eine Energieversorgung benötigt. Die Verstelleinheit 152 kann auch eine sogenannte Formgedächtnislegierung aufweisen, mit deren Hilfe die Geometrie und damit die Steifigkeit des Federelements 144 verändert werden kann. Eine derartige Formgedächtnislegierung benötigt eine dauerhafte Energieversorgung.
• Besonders bevorzugt ist die erste Federeinrichtung 138 umfassend das Federelement 144, den Sensor 146, die Steuer- und Regeleinheit 148, die Verstelleinheit 152 und die Datenverbindungen 150, 154 ein aktives System, insbesondere mit Wegrückführung. Die Verstelleinheit 152 ist in diesem Fall ein elektrodynamischer Aktor oder ein Piezoaktor, der dauerhaft mit Energie versorgt wird.
• Das optische System 100 umfasst neben dem ersten Schwingungstilger 132 einen zweiten Schwingungstilger 156. Die beiden Schwingungstilger 132, 156 bilden zusammen eine Schwingungstilgeranordnung 158 des optischen Systems 100. Der zweite Schwingungstilger 156 weist eine ringförmige zweite Tilgermasse 160 auf, welche ringförmig um das optische Element 102 umläuft. Die zweite Tilgermasse 160 kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, gefertigt sein. Die zweite Tilgermasse 160 ist rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 136 aufgebaut. Entlang der z-Richtung z betrachtet ist die zweite Tilgermasse 160 oberhalb der ersten Tilgermasse 134 positioniert. Entlang der Radialrichtung R betrachtet ist die zweite Tilgermasse 160 innerhalb der ersten Tilgermasse 134 angeordnet.
• Neben der zweiten Tilgermasse 160 weist der zweite Schwingungstilger 156 mehrere zweite Federeinrichtungen 162, 164, 166 auf, mit deren Hilfe die zweite Tilgermasse 160 mit dem Trägerelement 112 gekoppelt ist. Die Anzahl der zweiten Federeinrichtungen 162, 164, 166 ist grundsätzlich beliebig. Zumindest sind jedoch drei zweite Federeinrichtungen 162, 164, 166 vorgesehen, die gleichmäßig voneinander beabstandet um die Symmetrieachse 136 herum verteilt angeordnet sind. Es können jedoch auch fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf oder mehr als zwölf derartige zweite Federeinrichtungen 162, 164, 166 vorgesehen sein. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass genau drei zweite Federeinrichtungen 162, 164, 166 vorgesehen sind.
• Die zweiten Federeinrichtungen 162, 164, 166 können Schraubenfedern, Blattfedern oder dergleichen aufweisen. Die zweiten Federeinrichtungen 162, 164, 166 können auch aus einem Elastomer, wie beispielsweise Gummi, gefertigt sein. Aufgrund der Ankopplung der zweiten Tilgermasse 160 mit Hilfe der zweiten Federeinrichtungen 162, 164, 166 an das Trägerelement 112, kann sich die zweite Tilgermasse 160 entlang der z-Richtung z auf- und abbewegen, wie in der 5 mit Hilfe einer dritten Wirkrichtung oder dritten Bewegungsrichtung B3 angedeutet ist. Die dritte Bewegungsrichtung B3 ist entlang und entgegen der z-Richtung z orientiert.
• Anstelle der Bewegungsrichtungen B1, B2, B3 können den Schwingungstilgern 132, 156 oder zumindest einem der Schwingungstilger 132, 156 auch Bewegungsrichtungen oder Wirkrichtungen zugeordnet sein, die in einem bevorzugten Winkel zu der jeweiligen Tilgermasse 134, 160 stehen. Dies kann sich für die Auslegung der Schwingungstilger 132, 156 vorteilhaft ergeben. Diese Bewegungsrichtungen können dann schräg zu der x-Richtung x, der y-Richtung y und/oder der z-Richtung z orientiert sein.
• 7 zeigt die Detailansicht VII gemäß der 5.
• Insbesondere zeigt die 7 die zweite Federeinrichtung 162. Die zweiten Federeinrichtungen 162, 164, 166 sind identisch aufgebaut. Nachfolgend wird nur auf die zweite Federeinrichtung 162 eingegangen. Alle Ausführungen betreffend die zweite Federeinrichtung 162 sind dementsprechend auf die zweiten Federeinrichtungen 164, 166 und umgekehrt anwendbar.
• Vorzugsweise sind die zweiten Federeinrichtungen 162, 164, 166 und die ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 identisch aufgebaut. Da heißt, dass die zweiten Federeinrichtungen 162, 164, 166 - wie die ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 - jeweils ein Federelement 144, einen Sensor 146, der an dem Trägerelement 112 angebracht ist, eine Steuer- und Regeleinheit 148, eine Verstelleinheit 152 und Datenverbindungen 150, 154 aufweist.
• Alle Federeinrichtungen 138, 140, 142, 162, 164, 166 können eine gemeinsame Steuer- und Regeleinheit 148 aufweisen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Das heißt insbesondere, dass jede Federeinrichtung 138, 140, 142, 162, 164, 166 ihre eigene Steuer- und Regeleinheit 148 aufweisen kann. Insbesondere können auch die ersten Federeinrichtungen 138, 140, 142 und die zweiten Federeinrichtungen 162, 164, 166 jeweils eine eigene Steuer- und Regeleinheit 148 aufweisen.
• Die Beleuchtungsoptik 4 beeinflusst im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 insbesondere den sogenannten k1-Faktor in der Abbeschen Gleichung für die optische Auflösung: $$\mathrm{\Delta }=k1\ast \lambda /NA.$$

  
• Dabei ist Δ die auflösbare Strukturgröße, λ die Abbildungswellenlänge und NA die numerische Apertur. Dies beruht auf dem Einfluss des Pupillenfüllgrades auf die optische Abbildung. Für eine gegebene abzubildende Struktur können desto genauer die optimalen Beleuchtungsrichtungen für einen hohen Kontrast ausgewählt werden, je enger die gesamte Beleuchtungsstrahlung 16 innerhalb der verfügbaren Einstrahlapertur konzentriert wird. Dabei bilden diese Beleuchtungsrichtungen im Winkelraum nicht notwendig ein zusammenhängendes Gebiet, sondern können sich aus unterschiedlichen Teilbereichen zusammensetzen. Beispiele solcher Winkelraumgebiete sind der Annulus, Dipole unterschiedlicher Form, Vierpolstrukturen sowie Hexapole.
• Zunehmend aber spielen im Rahmen einer Quell Masken Optimierung (Engl.: Source Mask Optimization, SMO) errechnete, deutlich komplexere Verteilungen eine Rolle. Um derartige Beleuchtungsverteilungen zu realisieren, muss die Beleuchtungsoptik 4 die von der Lichtquelle 3 eintreffenden Beleuchtungsstrahlung 16 verlustarm mit hoher Flexibilität aufteilen. Die Verwendung einer Vielzahl der Optikbauteile 106 anstelle von Facettenraster mit einigen hundert Facetten macht es möglich, die Freiheitsgrade der Beleuchtungsoptik 4 immens zu erhöhen und ermöglichen auf eine Reduktion des k1-Faktors zur Verbesserung der nutzbaren optischen Auflösung. Wichtig vor allem im EUV-Bereich ist dabei, dass die kostbare Beleuchtungsstrahlung 16 mit unerreichter Effizienz genutzt werden kann, da durch die filigrane Auflösung Lichtverluste in einem Maße minimiert werden, welches mit gröberen optischen Elementen nicht erreicht werden kann.
• Dabei kommt es auf eine sehr genaue Ausrichtung der Optikbauteile 106 im Strahlengang an. Vibrationsanregungen, beispielsweise die zuvor erwähnten strömungsinduzierten Vibrationen, sind dabei unerwünscht und können die erforderliche sehr genaue Ausrichtung der Optikbauteile 106 verhindern. Dies gilt generell für optische Elemente in Projektionsbelichtungsanlagen 1. Die Besonderheit bei den Optikbauteilen 106 liegt im hierfür maßgeblichen Bereich der wirksamen Anregungsfrequenzen, die aufgrund des Unterschieds in der geometrischen Größe tendenziell höher als in herkömmlichen optischen Elementen liegen. Hieraus resultieren geänderte Anforderungen an eine Entkopplung oder Dämpfung solcher Optikbauteile 106 von Schwingungen aus der Außenwelt. Ursachen für Schwingungsanregungen im höheren Frequenzbereich, insbesondere von größer als 100 Hz, können im Fluss des Kühlmittels, welcher nicht ideal gleichförmig erfolgt, liegen. Um die Optikbauteile 106 vor Vibrationen zu schützen, sind die Schwingungstilger 132, 156 beziehungsweise die Schwingungstilgeranordnung 158 vorgesehen, wie nachfolgend noch erläutert wird.
• Die Optikbauteile 106 sind gruppiert auf dem Trägerelement 112 angeordnet, wobei das Trägerelement 112 mit Hilfe der Schwingungstilger 132, 156 speziell gegen jenes Frequenzspektrum stabilisiert wird, welches die eigentlichen Optikbauteile 106 stark anregt. Das Trägerelement 112 wird dabei ortsstabil mit angemessener Steifigkeit gehalten. Daher ist keine derart weiche Anbindung des Trägerelements 112 an die feste Welt 118 möglich, dass jegliche Vibrationen unterdrückt würden.
• Grundsätzlich können mit dem Trägerelement 112 Schwingungstilger in Kontakt gebracht werden, welche zu einer effektiven Dämpfung enger Frequenzbereiche führen. Um Anregungen aus einem breiten Frequenzbereich, wie sie realistisch zu erwarten sind, abzufangen, können eine passende Anzahl unterschiedlich dimensionierter Schwingungstilger vorgesehen werden, die insgesamt den gesamten relevanten Frequenzbereich abdecken, wie dies in der 8 gezeigt ist. Dabei muss eine Wechselwirkung zwischen unterschiedlichen Schwingungstilgern eingerechnet werden.
• 8 zeigt die Überdeckung eines Frequenzganges 168 möglicher Schwingungsanregungen (gestrichelte Linie) durch Frequenzintervalle 170, 172, 174, 176, 178, 180, 182, in denen jeweils ein Schwingungstilger Anregungen unter eine mit einer durchgezogenen Linie 184 eingezeichnete tolerable Kopplungsstärke K drückt. Im Beispiel gemäß der 8 gelingt es mit sieben Schwingungstilgern sicherzustellen, dass beliebige Anregungen bei Frequenzen F mit ursprünglich kritischer Kopplungsstärke K abgefangen werden. Die Darstellung gemäß der 8 ist stark vereinfacht. Breiten der Frequenzintervalle 170, 172, 174, 176, 178, 180, 182 können deutlich voneinander abweichen. Ferner wurde eine Wechselwirkung zwischen den Schwingungstilgern vernachlässigt.
• Wenn auch die Schwingungsanregungen generell einem breiten Frequenzband entstammen können, treten zu einem gegebenen Zeitpunkt oftmals nur Beiträge aus einem Teilbereich auf. Über die Zeit können sich die Anregungsfrequenzen verschieben. Schematisch ist dies in den 9 und 10 visualisiert. Entsprechend kann die Anzahl der Schwingungstilger reduziert werden, wenn sich deren Abdeckungsintervall zeitlich anpassen lässt. Dazu ist einerseits eine Messung des aktuell anliegenden Anregungsspektrum erforderlich und andererseits wenigstens einen Freiheitsgrad am Schwingungstilger, der gezielt auf Basis aus der Messung die Lage eines gedämpftes Frequenzintervall an die konkrete Anregungssituation adaptiert.
• 9 zeigt, dass zu einem ersten Zeitpunkt externe Vibrationen gemäß einem ersten Spektrum auftreten, das mit einer strichpunktierten Linie 186 dargestellt ist. 10 zeigt, dass zu einem zweiten Zeitpunkt externe Vibrationen gemäß einem Spektrum auftreten, das mit einer gepunkteten Linie 188 dargestellt ist. Die Linie 188 weicht dabei von der Linie 186 ab.
• Im vorliegenden Fall kann das Anregungsspektrum mit Hilfe der Sensoren 146 ermittelt werden und der jeweilige Schwingungstilger 132, 156 an die konkrete Anregungssituation adaptiert werden. Dies kann für jede Federeinrichtung 138, 140, 142, 162, 164, 166 mit Hilfe der jeweiligen Verstelleinheit 152 gesondert durchgeführt werden. Die Zuordnung zwischen dem zu variierenden Freiheitsgrad und der zugehörigen Position des gedämpften Frequenzintervalls kann dabei vorab durch Simulation und/oder experimentelle Kalibrierung ermittelt worden sein und etwa in einer Vorschautabelle nachgeschlagen werden. Durch eine Anpassung der Eigenfrequenzen der Schwingungstilger 132, 152 mit Hilfe der Verstelleinheiten 152 lässt sich die Anzahl der Schwingungstilger vermindern. Die Anregungsfrequenz wird mit Hilfe der Sensoren 146 gemessen.
• Bedingt durch die dynamische Anregung des Trägerelements 112 können viele sehr unterschiedliche Moden auftreten, die jedoch mit Hilfe der Sensoren 146 messtechnisch erfasst werden können und deren Amplitudendämpfung beispielsweise durch eine Veränderung der Steifigkeit der Federelemente 144 erwirkt werden kann. Durch eine Gewichtung der einzelnen Moden kann eine Korrektur erfolgen beziehungsweise die Ansteuerung zur Versteifung der Federelemente 144 und damit die Amplitudendämpfung erwirkt werden. Basierend auf der Gewichtung erfolgt eine individuelle Anpassung der Steifigkeit der Federelemente 144, wodurch individuell auf verschiedene Anregungen reagiert werden kann.
• Es kann eine Gewichtung für verschiedene Frequenzbereiche durchgeführt werden. Hierbei wird beispielsweise ermittelt, welche Mode gegenüber anderen Moden stärker gedämpft werden soll. Die Gewichtung kann mit Hilfe eines Computerprogramms durchgeführt werden. Es kann dann eine optimale Variante zur Versteifung des Gesamtsystems umfassend die Schwingungstilger 132, 156 ermittelt und implementiert werden. Es besteht somit die Möglichkeit, einer Gewichtung der zur Gesamtwirkung, insbesondere zur Dämpfung, beitragenden Schwingungstilger 132, 156.
• Mit Hilfe der Verstelleinheiten 152 können unterschiedliche Versteifungen der Federeinrichtungen 138, 140, 142, 162, 164, 166 erzielt werden. Es ist somit eine einstellbare Dämpfung möglich. Es kann eine individuelle Modenkorrektur vorgenommen werden. Es erfolgt eine Closed Loop Regelung. Es ist eine horizontale und vertikale Schwingungsdetektion und Schwingungskorrektur möglich.
• Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
• BEZUGSZEICHENLISTE

1

Projektionsbelichtungsanlage

2

Beleuchtungssystem

3

Lichtquelle

4

Beleuchtungsoptik

5

Objektfeld

6

Objektebene

7

Retikel

8

Retikelhalter

9

Retikelverlagerungsantrieb

10

Projektionsoptik

11

Bildfeld

12

Bildebene

13

Wafer

14

Waferhalter

15

Waferverlagerungsantrieb

16

Beleuchtungsstrahlung

17

Kollektor

18

Zwischenfokusebene

19

Umlenkspiegel

20

erster Facettenspiegel

21

erste Facette

22

zweiter Facettenspiegel

23

zweite Facette

100

optisches System

102

optisches Element

104

optisch wirksame Fläche

106

Optikbauteil

108

optisch wirksame Fläche

110

Optikbauteilanordnung

112

Trägerelement

114

Tragrahmen

116

Hexapod

118

feste Welt

120

Arm

122

Arm

124

Arm

126

Arm

128

Arm

130

Arm

132

Schwingungstilger

134

Tilgermasse

136

Symmetrieachse

138

Federeinrichtung

140

Federeinrichtung

142

Federeinrichtung

144

Federelement

146

Sensor

148

Steuer- und Regeleinheit

150

Datenverbindung

152

Verstelleinheit

154

Datenverbindung

156

Schwingungstilger

158

Schwingungstilgeranordnung

160

Tilgermasse

162

Federeinrichtung

164

Federeinrichtung

166

Federeinrichtung

168

Frequenzgang

170

Frequenzintervall

172

Frequenzintervall

174

Frequenzintervall

176

Frequenzintervall

178

Frequenzintervall

180

Frequenzintervall

182

Frequenzintervall

184

Linie

186

Linie

188

Linie

B1

Bewegungsrichtung

B2

Bewegungsrichtung

B3

Bewegungsrichtung

F

Frequenz

k106

Kantenlänge

k110

Kantenlänge

K

Kopplungsstärke

M1

Spiegel

M2

Spiegel

M3

Spiegel

M4

Spiegel

M5

Spiegel

M6

Spiegel

R

Radialrichtung

x

x-Richtung

y

y-Richtung

z

z-Richtung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102008009600 A1 [0053, 0057]
• US 20060132747 A1 [0055]
• EP 1614008 B1 [0055]
• US 6573978 [0055]
• DE 102017220586 A1 [0060]
• US 20180074303 A1 [0074]

Claims (10)

1. Optisches System (100) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), aufweisend mehrere Optikbauteile (106), ein Trägerelement (112), das die Optikbauteile (106) trägt, und einen Schwingungstilger (132, 156), der an das Trägerelement (112) angekoppelt ist, wobei der Schwingungstilger (132, 156) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einer erfassten Anregungsfrequenz des Trägerelements (112) eine Anpassung seiner Eigenfrequenz vorzunehmen, um eine Anregung der Optikbauteile (106) zu dämpfen.
2. Optisches System nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen ersten Schwingungstilger (132) mit einer ersten Tilgermasse (134) und einen zweiten Schwingungstilger (156) mit einer zweiten Tilgermasse (160), wobei sich eine Bewegungsrichtung (B1, B2) der ersten Tilgermasse (134) bei einer Anregung derselben von einer Bewegungsrichtung (B3) der zweiten Tilgermasse (160) bei einer Anregung derselben unterscheidet.
3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwingungstilger (132, 156) eine Verstelleinheit (152) aufweist, mit deren Hilfe ein die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers (132, 156) beeinflussender Parameter des Schwingungstilgers (132, 156) einstellbar ist.
4. Optisches System nach Anspruch 3, wobei der Schwingungstilger (132, 156) eine Federeinrichtung (138, 140, 142, 162, 164, 166) aufweist, und wobei die Verstelleinheit (152) zum Anpassen der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers (132, 156) die Steifigkeit der Federeinrichtung (138, 140, 142, 162, 164, 166) verändert.
5. Optisches System nach Anspruch 4, wobei der Schwingungstilger (132, 156) mehrere Federeinrichtungen (138, 140, 142, 162, 164, 166) und mehrere Verstelleinheiten (152) aufweist, wobei jeder Federeinrichtung (138, 140, 142, 162, 164, 166) eine Verstelleinheit (152) zugeordnet ist, und wobei die Verstelleinheiten (152) dazu eingerichtet sind, die Steifigkeiten der Federeinrichtungen (138, 140, 142, 162, 164, 166) unabhängig voneinander zu verändern.
6. Optisches System nach einem der Ansprüche 3-5, wobei der Schwingungstilger (132, 156) einen Sensor (146) zum Erfassen der Anregungsfrequenz des Trägerelements (112) aufweist, und wobei die Verstelleinheit (152) den die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers (132, 156) beeinflussenden Parameter des Schwingungstilgers (132, 156) basierend auf Sensorsignalen des Sensors (146) einstellt.
7. Optisches System nach einem der Ansprüche 1-6, wobei der Schwingungstilger (132, 156) dazu eingerichtet ist, die Anregung der Optikbauteile (106) in einem Frequenzintervall oberhalb von 100 Hz, bevorzugt oberhalb von 200 Hz, weiter bevorzugt oberhalb von 500 Hz, hinsichtlich einer Anregungsamplitude der Optikbauteile (106) um mindestens einen Faktor von 2, bevorzugt um mindestens einen Faktor von 3, weiter bevorzugt um mindestens einen Faktor von 5, zu dämpfen.
8. Optisches System nach einem der Ansprüche 1-7, wobei jedes Optikbauteil (106) für sich gegenüber dem Trägerelement (112) um zumindest eine Raumrichtung (x, y) verkippbar ist.
9. Optisches System nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Optikbauteile (106) mikroelektromechanische Systeme sind, und wobei die Optikbauteile (106) insbesondere Mikrospiegel sind.
10. Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem optischen System (100) nach einem der Ansprüche 1-9.

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