DE102023208854A1 - COOLING DEVICE FOR COOLING A POSITION-SENSITIVE COMPONENT OF A LITHOGRAPHY SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Kühlvorrichtung (102) zum Kühlen einer positionssensitiven Komponente (114) einer Lithographieanlage (1), aufweisend:eine Kühlleitung (130) zum Transportieren einer Kühlflüssigkeit (128) zu oder von der positionssensitiven Komponente (114),ein Trägerelement (138), an welchem die Kühlleitung (130) befestigt ist, undEntkopplungsmittel (200, 300, 400, 500, 800) zur Schwingungsentkopplung der Kühlleitung (130) von dem Trägerelement (138).Cooling device (102) for cooling a position-sensitive component (114) of a lithography system (1), comprising: a cooling line (130) for transporting a cooling liquid (128) to or from the position-sensitive component (114), a carrier element (138) on which the cooling line (130) is attached, and decoupling means (200, 300, 400, 500, 800) for vibration decoupling of the cooling line (130) from the support element (138).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer positionssensitiven Komponente einer Lithographieanlage, ein Entkopplungssystem und eine Lithographieanlage mit einer derartigen Kühlvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung einer Lithographieanlage.The present invention relates to a cooling device for cooling a position-sensitive component of a lithography system, a decoupling system and a lithography system with such a cooling device and a method for operating a cooling device of a lithography 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.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 means of the projection system onto a substrate, for example a silicon wafer, which is coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, in order to project the mask structure onto 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. Da die meisten Materialien Licht dieser Wellenlänge absorbieren, müssen bei solchen EUV-Lithographieanlagen reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.Driven by the pursuit of ever smaller structures in the production 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. Since most materials absorb light of this wavelength, reflective optics, i.e. mirrors, must be used in such EUV lithography systems instead of - as before - refracting optics, i.e. lenses.
Die Anforderungen an die Genauigkeit und Präzision der Abbildungseigenschaften von Lithographieanlagen steigen ständig an. Aus dynamischer Sicht gilt es im Zuge dessen den Einfluss von Störeinträgen auf die Bewegung verschiedener positionssensitiver Bauteile der Lithographieanlage zu minimieren. The demands on the accuracy and precision of the imaging properties of lithography systems are constantly increasing. From a dynamic perspective, it is important to minimize the influence of interference on the movement of various position-sensitive components of the lithography system.
Beispielsweise ist eine sehr genaue Positionierung von optischen Komponenten, insbesondere Spiegeln, der Lithographieanlage erforderlich. Dynamische Störanregungen von optischen Komponenten können zum Beispiel durch die Bewegung anderer Bauteile der Lithographieanlage oder durch akustische Störungen erzeugt werden. Akustische Störungen werden beispielsweise als Druckschwankungen von Kühlflüssigkeiten in Kühlleitungen einer Kühlvorrichtung der Lithographieanlage übertragen.For example, very precise positioning of optical components, in particular mirrors, of the lithography system is required. Dynamic interference from optical components can be generated, for example, by the movement of other components of the lithography system or by acoustic interference. Acoustic disturbances are transmitted, for example, as pressure fluctuations of cooling liquids in cooling lines of a cooling device in the lithography system.
Mit weiterer Zunahme der Komplexität von Lithographieanlagen sind weitere dynamische Störanregungen innerhalb und außerhalb des Systems zu erwarten, sodass zusätzliche Mechanismen für deren Unterdrückung bzw. Kompensierung wünschenswert und erforderlich sind.As the complexity of lithography systems continues to increase, further dynamic interference excitations inside and outside the system are to be expected, so that additional mechanisms for their suppression or compensation are desirable and necessary.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Kühlvorrichtung für eine Lithographieanlage, eine entsprechende Lithographieanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung einer Lithographieanlage bereitzustellen.Against this background, an object of the present invention is to provide an improved cooling device for a lithography system, a corresponding lithography system and a method for operating a cooling device of a lithography system.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer positionssensitiven Komponente einer Lithographieanlage vorgeschlagen. Die Kühlvorrichtung weist auf:
- eine Kühlleitung zum Transportieren einer Kühlflüssigkeit zu oder von der positionssensitiven Komponente,
- ein Trägerelement, an welchem die Kühlleitung befestigt ist, und
- Entkopplungsmittel zur Schwingungsentkopplung der Kühlleitung von dem Trägerelement.
- a cooling line for transporting a cooling liquid to or from the position-sensitive component,
- a support element to which the cooling line is attached, and
- Decoupling means for vibration decoupling of the cooling line from the carrier element.
Mithilfe der Entkopplungsmittel wird eine Übertragung von mechanischen Schwingungen zwischen der Kühlleitung und dem Trägerelement reduziert oder verhindert. Somit wird im Fall einer mechanischen Schwingung des Trägerelements diese Schwingung nicht oder kaum auf die Kühlleitung übertragen. Des Weiteren wird auch im Fall einer mechanischen Schwingung der Kühlleitung diese Schwingung nicht oder kaum auf das Trägerelement übertragen.With the help of the decoupling means, a transmission of mechanical vibrations between the cooling line and the carrier element is reduced or prevented. Thus, in the event of a mechanical vibration of the carrier element, this vibration is not or hardly transmitted to the cooling line. Furthermore, even in the event of a mechanical vibration of the cooling line, this vibration is not or hardly transmitted to the carrier element.
Beispielsweise kann also insbesondere mithilfe der Entkopplungsmittel ein Eintrag von mechanischen Schwingungen von dem Trägerelement auf die Kühlleitung vermieden werden. Außerdem kann eine Erzeugung von akustischen Störungen, d. h. Druckschwankungen der Kühlflüssigkeit, durch mechanische Schwingungen des Trägerelements vermieden werden. Da die Kühlleitung zu der positionssensitiven Komponente hin oder von ihr weg führt, kann durch die vorgeschlagenen Entkopplungsmittel vermieden werden, dass mechanische oder akustische Schwingungen über die Kühlleitung bzw. über die Kühlflüssigkeit an die positionssensitive Komponente übertragen werden. Insbesondere kann die Übertragung von mechanischen Schwingungen durch die Kühlleitung oder die Übertragung von akustischen Schwingungen durch die Kühlflüssigkeit an die positionssensitive Komponente reduziert oder verhindert werden.For example, the introduction of mechanical vibrations from the carrier element onto the cooling line can be avoided, particularly with the help of the decoupling means. In addition, the generation of acoustic disturbances, i.e. H. Pressure fluctuations in the coolant can be avoided due to mechanical vibrations of the carrier element. Since the cooling line leads to or away from the position-sensitive component, the proposed decoupling means can prevent mechanical or acoustic vibrations from being transmitted to the position-sensitive component via the cooling line or via the cooling liquid. In particular, the transmission of mechanical vibrations through the cooling line or the transmission of acoustic vibrations through the cooling liquid to the position-sensitive component can be reduced or prevented.
Die positionssensitive Komponente der Lithographieanlage kann eine optische oder eine mechanische Komponente der Lithographieanlage, z. B. einer Projektionsoptik der Lithographieanlage, sein. Die positionssensitive Komponente ist insbesondere ein Bauteil, das im Betrieb der Lithographieanlage mit nur kleinen Toleranzen auf einer genauen Position gehalten werden muss.The position-sensitive component of the lithography system can be an optical or a mechanical component of the lithography system, e.g. B. a projection optics of the lithography system. The position-sensitive component is in particular a component that is used during operation of the lithography system must be held in an exact position with only small tolerances.
Die positionssensitive Komponente der Lithographieanlage ist beispielsweise ein Spiegel der Lithographieanlage, z. B. ein Spiegel der Projektionsoptik der Lithographieanlage. Die Spiegel einer Projektionsoptik einer EUV-Lithographieanlage sind üblicherweise mittels Aktoren an einem Tragrahmen beweglich befestigt, um eine Position des jeweiligen Spiegels genau anpassen zu können.The position-sensitive component of the lithography system is, for example, a mirror of the lithography system, e.g. B. a mirror of the projection optics of the lithography system. The mirrors of a projection optics of an EUV lithography system are usually movably attached to a support frame by means of actuators in order to be able to precisely adjust the position of the respective mirror.
Die positionssensitive Komponente der Lithographieanlage kann auch eine Rahmenstruktur sein, die als (z. B. optische) Referenz dient. Die positionssensitive Komponente kann zum Beispiel ein Sensorrahmen der Lithographieanlage, z. B. der Projektionsoptik der Lithographieanlage, sein. Ein Sensorrahmen weist üblicherweise eine Sensorvorrichtung zum Messen einer aktuellen Position einer oder mehrerer optischer Komponenten der Lithographieanlage relativ zu dem Sensorrahmen auf. Der Sensorrahmen ist beispielsweise bezüglich eines Tragrahmens der optischen Komponente(n) schwingungsentkoppelt gelagert. Die Sensorvorrichtung umfasst z. B. einen oder mehrere Sensoren, wie zum Beispiel Interferometer und/oder andere Messvorrichtungen zum Erfassen einer Position der optischen Komponente(n). Die optische Komponente(n) kann/können beispielsweise Reflektorelemente aufweisen zum Reflektieren eines von den Sensoren ausgesendeten Lichts (z. B. Laserlichts). Beispielswiese dienen der eine oder die mehreren Sensoren zum Erfassen einer Position der optischen Komponente(n) in sechs Freiheitsgraden. Die sechs Freiheitsgrade umfassen insbesondere drei Translationsfreiheitgrade (z. B. in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen) und drei Rotationsfreiheitgrade (z. B. bezüglich einer Rotation um die drei zueinander senkrechten Raumrichtungen).The position-sensitive component of the lithography system can also be a frame structure that serves as a (e.g. optical) reference. The position-sensitive component can be, for example, a sensor frame of the lithography system, e.g. B. the projection optics of the lithography system. A sensor frame usually has a sensor device for measuring a current position of one or more optical components of the lithography system relative to the sensor frame. The sensor frame is, for example, mounted in a vibration-decoupled manner with respect to a support frame of the optical component(s). The sensor device includes e.g. B. one or more sensors, such as interferometers and / or other measuring devices for detecting a position of the optical component (s). The optical component(s) can, for example, have reflector elements for reflecting light emitted by the sensors (e.g. laser light). For example, the one or more sensors are used to detect a position of the optical component(s) in six degrees of freedom. The six degrees of freedom include in particular three translational degrees of freedom (e.g. in three mutually perpendicular spatial directions) and three rotational degrees of freedom (e.g. with respect to a rotation about the three mutually perpendicular spatial directions).
Durch die vorgeschlagenen Entkopplungsmittel kann eine größere Präzession der optischen Eigenschaften bzw. der Referenzeigenschaften der positionssensitiven Komponente und damit eine bessere Abbildungseigenschaft der Lithographieanlage erreicht werden. Zudem können Störanregung auch bei zunehmend komplexer werdenden Lithographieanlagen mit einer zunehmenden Anzahl an Störquellen besser kompensiert werden.The proposed decoupling means can achieve greater precession of the optical properties or the reference properties of the position-sensitive component and thus better imaging properties of the lithography system. In addition, interference excitation can be better compensated for in increasingly complex lithography systems with an increasing number of interference sources.
Die Lithographieanlage ist zum Beispiel eine EUV- oder eine DUV-Lithographieanlage. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm. Weiterhin steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.The lithography system is, for example, an EUV or a DUV lithography system. EUV stands for “extreme ultraviolet” (EUV) and refers to a wavelength of work light in the range from 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm. Furthermore, DUV stands for “deep ultraviolet” (Engl .: deep ultraviolet, DUV) and refers to a wavelength of work light between 30 nm and 250 nm.
Die EUV- oder DUV-Lithographieanlage umfasst ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem. Insbesondere wird mit der EUV- oder DUV-Lithographieanlage das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) 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.The EUV or DUV lithography system includes an illumination system and a projection system. In particular, with the EUV or DUV lithography system, the image of a mask (reticle) illuminated by the lighting system is projected by means of the projection system onto a substrate, for example a silicon wafer, which is coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system to transfer the mask structure to the photosensitive coating of the substrate.
Die Kühlleitung ist beispielsweise eine Rohrleitung zum Durchleiten der Kühlflüssigkeit. Die Kühlflüssigkeit ist oder umfasst beispielsweise Wasser. Die Kühlleitung dient beispielsweise zum Transportieren der Kühlflüssigkeit zu und/oder von der positionssensitiven Komponente. Die Kühlleitung dient beispielsweise zum Transportieren der Kühlflüssigkeit von einer Kühleinheit der Kühlvorrichtung zu der positionssensitiven Komponente und/oder von der positionssensitiven Komponente (zurück) zur Kühleinheit. Die Kühlvorrichtung kann auch mehr als eine Kühlleitung aufweisen.The cooling line is, for example, a pipeline for passing the cooling liquid through. The coolant is or includes, for example, water. The cooling line is used, for example, to transport the cooling liquid to and/or from the position-sensitive component. The cooling line serves, for example, to transport the coolant from a cooling unit of the cooling device to the position-sensitive component and/or from the position-sensitive component (back) to the cooling unit. The cooling device can also have more than one cooling line.
Die Kühlvorrichtung dient insbesondere zur Vermeidung hoher Temperaturen und Temperaturschwankungen der positionssensitiven Komponente.The cooling device serves in particular to avoid high temperatures and temperature fluctuations of the position-sensitive component.
Insbesondere Spiegel einer EUV-Lithographieanlage (als Beispiel für positionssensitive Komponenten) erwärmen sich infolge einer Absorption der energiereichen EUV-Strahlung. Dadurch hervorgerufene hohe Temperaturen und Temperaturschwankungen im Spiegel und damit einhergehende thermische Verformungen des Spiegels können zu Wellenfrontaberrationen führen und damit die Abbildungseigenschaften der Spiegel beeinträchtigen. Zur Vermeidung von thermisch induzierten Deformationen können Spiegel der Lithographieanlage aktiv gekühlt werden.In particular, mirrors of an EUV lithography system (as an example of position-sensitive components) heat up as a result of absorption of the high-energy EUV radiation. The resulting high temperatures and temperature fluctuations in the mirror and the associated thermal deformations of the mirror can lead to wavefront aberrations and thus impair the imaging properties of the mirror. To avoid thermally induced deformations, mirrors of the lithography system can be actively cooled.
Die Kühlvorrichtung kann auch (zusätzlich oder stattdessen) zum Kühlen beispielsweise eines Sensorrahmens (als Beispiel einer positionssensitiven Komponente) dienen. Dadurch kann eine Erwärmung des Sensorrahmens durch Wärmestrahlung verhindert werden. Wärmestrahlung wird insbesondere durch von Spiegeloberflächen oder Strukturelementen absorbiertes Arbeitslicht der Lithographieanlage verursacht. Weitere Wärmequellen können beispielsweise Aktoren und Heizköpfe sein. Mithilfe der Kühlvorrichtung kann eine stabile Temperaturumgebung für den Sensorrahmen geschaffen werden. Dadurch kann eine Positionsmessung des Spiegels oder der mehreren Spiegel mit Hilfe der von dem Sensorrahmen gehaltenen Sensorvorrichtung mit einer höheren Genauigkeit durchgeführt werden.The cooling device can also serve (in addition or instead) to cool, for example, a sensor frame (as an example of a position-sensitive component). This can prevent the sensor frame from heating up due to thermal radiation. Heat radiation is caused in particular by working light from the lithography system that is absorbed by mirror surfaces or structural elements. Other heat sources can be, for example, actuators and heating heads. The cooling device can be used to create a stable temperature environment for the sensor frame. As a result, a position measurement of the mirror or the multiple mirrors can be carried out with greater accuracy using the sensor device held by the sensor frame.
Durch das Trägerelement übertragene mechanische Schwingungen können zu dynamischen Störanregungen, d. h. Druckschwankungen, der Kühlflüssigkeit führen. Diese werden über einen Kühlmittelschall (Wasserschall, longitudinale Wasserschallwelle) durch den gesamten Kühlkreislauf übertragen. Diese Art von dynamischen Störanregungen wird auch flussinduzierte Vibrationen (Engl. „Flow Induced Vibrations“, FIV) genannt. Durch Wasserschall wird die Störanregung an die gekühlte positionssensitive Komponente weitergeleitet. Dies verursacht, dass die Position der positionssensitiven Komponente von einer Sollposition abweicht.Mechanical vibrations transmitted through the carrier element can lead to dynamic disturbances, ie pressure fluctuations, in the coolant. These are transmitted through the entire cooling circuit via coolant sound (water sound, longitudinal water sound wave). This type of dynamic disturbance excitation is also called flow-induced vibrations (FIV). The interference excitation is passed on to the cooled position-sensitive component through water sound. This causes the position of the position-sensitive component to deviate from a target position.
Das Trägerelement kann eine beliebige Trägerstruktur des gesamten Kühlkreislaufs sein, an der die Kühlleitung befestigt ist. Das Trägerelement ist beispielsweise ein Abschnitt einer Rahmenstruktur und/oder Trägerstruktur der Lithographieanlage, an der die Kühlleitung befestigt ist.The support element can be any support structure of the entire cooling circuit to which the cooling line is attached. The carrier element is, for example, a section of a frame structure and/or carrier structure of the lithography system to which the cooling line is attached.
Das Trägerelement ist beispielsweise ein Störanreger einer mechanischen Schwingung, die durch die Entkopplungsmittel nicht oder kaum auf die Kühlleitung übertragen wird. In anderen Beispielen kann auch die Kühlleitung ein Störanreger einer mechanischen Schwingung sein, die durch die Entkopplungsmittel nicht oder kaum auf das Trägerelement übertragen wird.The carrier element is, for example, a disturbance exciter of a mechanical vibration, which is not or hardly transmitted to the cooling line by the decoupling means. In other examples, the cooling line can also be a disruptive exciter of a mechanical vibration that is not or hardly transmitted to the carrier element by the decoupling means.
In Ausführungsformen sind die Entkopplungsmittel dazu eingerichtet, das Übertragen mechanischer Schwingungen zwischen der positionssensitiven Komponente und dem Trägerelement in einem Frequenzbereich von 1 bis 2 kHz, 1 bis 1 kHz, 1 bis 800 Hz, 1 bis 500 Hz, 1 bis 400 Hz, 1 bis 200 Hz, 1 bis 100 Hz und/oder 50 bis 150 Hz zu dämpfen und/oder zu unterdrücken.In embodiments, the decoupling means are designed to transmit mechanical vibrations between the position-sensitive component and the carrier element in a frequency range of 1 to 2 kHz, 1 to 1 kHz, 1 to 800 Hz, 1 to 500 Hz, 1 to 400 Hz, 1 to 200 Hz, 1 to 100 Hz and/or 50 to 150 Hz to attenuate and/or suppress.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die Entkopplungsmittel mindestens ein Entkopplungselement, insbesondere mindestens ein elastisches Element, zur Schwingungsentkopplung der Kühlleitung von dem Trägerelement auf.According to one embodiment, the decoupling means have at least one decoupling element, in particular at least one elastic element, for vibration decoupling of the cooling line from the carrier element.
Das mindestens eine Entkopplungselement dient insbesondere zur Schwingungsisolierung zwischen der positionssensitiven Komponente und dem Trägerelement.The at least one decoupling element serves in particular for vibration isolation between the position-sensitive component and the carrier element.
Das mindestens eine elastische Element ist insbesondere dazu eingerichtet, sich bei Krafteinwirkung (z. B. Zug- oder Druckbelastung) elastisch (reversibel) zu verformen. Dadurch wird eine auf das elastische Element einwirkende Kraft zumindest teilweise in eine Rückstellkraft umgewandelt, anstatt durch das elastische Element hindurch übertragen zu werden. Bei Wegfall der Krafteinwirkung kehrt das elastische Element in seine ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück.The at least one elastic element is in particular designed to deform elastically (reversibly) when force is applied (e.g. tensile or compressive load). As a result, a force acting on the elastic element is at least partially converted into a restoring force instead of being transmitted through the elastic element. When the force is removed, the elastic element returns to its original, undeformed shape.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine elastische Element ein Federelement und/oder ein Elastomermaterial auf.According to a further embodiment, the at least one elastic element has a spring element and/or an elastomer material.
Das Federelement umfasst zum Beispiel eine Schraubenfeder, eine Blattfeder oder eine andere Art von Feder. Ein Vorteil von Blattfedern ist, dass sie niedrige Bauformen aufweisen.The spring element includes, for example, a coil spring, a leaf spring or another type of spring. One advantage of leaf springs is that they have a low design.
Das Elastomermaterial ist insbesondere ein elastisch verformbarer Kunststoff, der eine schwingungsdämpfende Eigenschaft hat. Das Elastomermaterial umfasst zum Beispiel Gummi, Kautschuk, Naturkautschuk, Silikonkautschuk, Fluorkautschuk (FKM), Perfluorkautschuk (FFKM), Polytetrafluorethylen (PTFE), Fluorothermoplastisches Polymer (THV) z. B. aus Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen und Vinylidenfluorid) und/oder ein anderes Elastomermaterial. Fluorkautschuk ist aufgrund seiner geringen Ausgasung besonders gut für eine Anwendung im Vakuum geeignet.The elastomer material is in particular an elastically deformable plastic that has a vibration-damping property. The elastomeric material includes, for example, rubber, caoutchouc, natural rubber, silicone rubber, fluororubber (FKM), perfluororubber (FFKM), polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorothermoplastic polymer (THV) e.g. B. from tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and vinylidene fluoride) and / or another elastomer material. Fluororubber is particularly suitable for use in vacuum due to its low outgassing.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kühlleitung an dem Trägerelement mithilfe der Entkopplungsmittel schwingungsentkoppelt befestigt.According to a further embodiment, the cooling line is attached to the support element in a vibration-decoupled manner using the decoupling means.
Beispielsweise ist die Kühlleitung an dem Trägerelement ausschließlich mithilfe eines oder mehrerer Entkopplungselemente der Entkopplungsmittel schwingungsentkoppelt befestigt.For example, the cooling line is attached to the support element in a vibration-decoupled manner exclusively using one or more decoupling elements of the decoupling means.
Beispielsweise umfasst die Kühlvorrichtung Befestigungsmittel zum Befestigen der Kühlleitung an dem Trägerelement. Die Befestigungsmittel weisen insbesondere das mindestens eine Entkopplungselement, z. B. das mindestens eine elastische Element, auf.For example, the cooling device comprises fastening means for fastening the cooling line to the support element. The fastening means in particular have at least one decoupling element, e.g. B. the at least one elastic element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Entkopplungsmittel zum aktiven Schwingungsentkoppeln der Kühlleitung von dem Trägerelement eingerichtet.According to a further embodiment, the decoupling means are set up to actively decouple vibrations of the cooling line from the carrier element.
Dadurch kann über die passive Schwingungsentkopplung durch ein elastisches Element, wie beispielsweise ein Federelement oder Elastomermaterial, hinaus eine aktive Anpassung an die auftretende dynamische Störung und/oder eine aktive Dämpfung im Frequenzbereich einer Eigenfrequenz des elastisches Element erreicht werden. Die aktive Schwingungsentkoppelung erfolgt beispielsweise durch eine Aktoreinrichtung mit einem oder mehreren Aktoren zum Bewegen der Kühlleitung und/oder des Trägerelements.As a result, beyond the passive vibration decoupling by an elastic element, such as a spring element or elastomeric material, an active adaptation to the occurring dynamic disturbance and/or an active damping in the frequency range of a natural frequency of the elastic element can be achieved. The active vibration decoupling is carried out, for example, by an actuator device with one or more actuators for moving the cooling line and/or the carrier element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Entkopplungsmittel mindestens ein Entkopplungselement mit einer Eigenfrequenz auf, und sind die Entkopplungsmittel zum aktiven Dämpfen einer Schwingung der Kühlleitung und/oder des Trägerelements in einem Frequenzbereich, welcher die Eigenfrequenz umfasst, eingerichtet.According to a further embodiment, the decoupling means have at least one decoupling element with a natural frequency and are the decoupling means for active damping a vibration of the cooling line and / or the carrier element in a frequency range which includes the natural frequency.
Dadurch kann eine Entkopplungseigenschaft des mindestens einen Entkopplungselements bei seiner Eigenfrequenz (Resonanzfrequenz) verbessert werden. Insbesondere kann die typischerweise vorhandene Resonanz des mindestens einen Entkopplungselements aktiv unterdrückt werden. Als Folge wird eine unerwünscht hohe Übertragung im Bereich der Resonanzfrequenz signifikant reduziert. Dies ermöglicht insbesondere eine starke Unterdrückung höherer Frequenzen.This allows a decoupling property of the at least one decoupling element to be improved at its natural frequency (resonance frequency). In particular, the typically present resonance of the at least one decoupling element can be actively suppressed. As a result, undesirably high transmission in the resonance frequency range is significantly reduced. This enables strong suppression of higher frequencies in particular.
Die Eigenfrequenz des Entkopplungselements liegt beispielsweise zwischen 1 Hz und 20 Hz und/oder zwischen 1 Hz und 30 Hz. Die Entkopplungsmittel sind beispielsweise zum aktiven Dämpfen einer Schwingung der Kühlleitung und/oder des Trägerelements in einem Frequenzbereich von 1 Hz bis 800 Hz und/oder 1 Hz und 150 Hz eingerichtet.The natural frequency of the decoupling element is, for example, between 1 Hz and 20 Hz and/or between 1 Hz and 30 Hz. The decoupling means are, for example, for actively damping a vibration of the cooling line and/or the carrier element in a frequency range of 1 Hz to 800 Hz and/or 1 Hz and 150 Hz set up.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Entkopplungsmittel eine Aktoreinrichtung zum Bewegen der Kühlleitung und/oder des Trägerelements auf zum aktiven Schwingungsentkoppeln der Kühlleitung von dem Trägerelement. According to a further embodiment, the decoupling means have an actuator device for moving the cooling line and/or the carrier element in order to actively decouple the vibrations of the cooling line from the carrier element.
Beispielsweise ist die Kühlleitung mithilfe der Aktoreinrichtung beweglich (z. B. an dem Trägerelement) befestigt, um die Position der Kühlleitung einstellen zu können. Die Aktoreinrichtung umfasst insbesondere einen oder mehrere Aktoren (Aktuatoren) zum Ändern der Position der Kühlleitung. Beispielsweise dient die Aktoreinrichtung dazu, die Position der Kühlleitung relativ zu dem Trägerelement zu ändern (z. B. einen Abstand zwischen der Kühlleitung und dem Trägerelement zu ändern).For example, the cooling line is movably attached (e.g. to the support element) using the actuator device in order to be able to adjust the position of the cooling line. The actuator device includes in particular one or more actuators (actuators) for changing the position of the cooling line. For example, the actuator device serves to change the position of the cooling line relative to the carrier element (e.g. to change a distance between the cooling line and the carrier element).
Beispielsweise weist die Aktoreinrichtung einen oder mehrere piezoelektrische Aktoren auf, z. B. in Form von dünnen Platten, Folien oder Schichten. Durch die Schwingungen kommt es in den piezoelektrischen Elementen aufgrund von Längenänderungen zur Erzeugung von elektrischen Spannungen, die zum Beispiel über Steuerleitungen einer Rechen- und/oder Auswerteeinheit (z. B. einer Ermittlungseinrichtung) zugeleitet werden. Entsprechend der Größe und Form der Schwingungen werden über die Rechen- und/oder Auswerteeinheit (z. B. die Ermittlungseinrichtung) zum Beispiel über Steuerleitungen Spannungsimpulse zu einem oder mehreren piezoelektrischen Aktoren der Aktoreinrichtung zugeleitet. Bei Spannungsauferlegung kommt es in den piezoelektrischen Elementen als Aktoren zu Längenänderungen. Insbesondere werden durch die (z. B. über die Steuerleitung) eingebrachten Impulse die piezoelektrischen Elemente derart angeregt, dass „Gegenschwingungen“ auftreten, welche aufgrund ihrer Größe und Form die durch die Störung auftretenden Schwingungen kompensieren oder wenigstens erheblich dämpfen.For example, the actuator device has one or more piezoelectric actuators, e.g. B. in the form of thin plates, films or layers. The vibrations cause electrical voltages to be generated in the piezoelectric elements due to changes in length, which are fed, for example, via control lines to a computing and/or evaluation unit (e.g. a detection device). Depending on the size and shape of the vibrations, voltage pulses are fed to one or more piezoelectric actuators of the actuator device via the computing and/or evaluation unit (e.g. the determination device), for example via control lines. When voltage is applied, length changes occur in the piezoelectric elements as actuators. In particular, the piezoelectric elements are excited by the pulses introduced (e.g. via the control line) in such a way that “counter-vibrations” occur, which, due to their size and shape, compensate for or at least significantly dampen the vibrations caused by the disturbance.
Die Kühlvorrichtung kann zum Beispiel eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der Aktoreinrichtung aufweisen. Das Ansteuern der Aktoreinrichtung erfolgt insbesondere durch das Übertragen eines Steuersignals an die Aktoreinrichtung. Die Aktoreinrichtung kann in Ausführungsformen eine Aktorik eines Regelkreises der Kühlvorrichtung darstellen. Die Aktoreinrichtung kann beispielsweise auch zum Realisieren einer Vorsteuerung eingesetzt werden.The cooling device can, for example, have a control device for controlling the actuator device. The actuator device is controlled in particular by transmitting a control signal to the actuator device. In embodiments, the actuator device can represent an actuator system of a control circuit of the cooling device. The actuator device can also be used, for example, to implement a pilot control.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Entkopplungsmittel eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder einer Position der Kühlleitung und/oder des Trägerelements auf.According to a further embodiment, the decoupling means have a sensor device for detecting a movement, in particular acceleration, and/or a position of the cooling line and/or the carrier element.
Die Sensoreinrichtung kann in Ausführungsformen eine Sensorik eines Regelkreises der Kühlvorrichtung darstellen. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise (zusätzlich oder stattdessen) auch zum Erfassen einer Störgröße (z. B. einer mechanischen Schwingung des Trägerelements und/oder der Kühlleitung) zum Realisieren einer Vorsteuerung eingesetzt werden.In embodiments, the sensor device can represent a sensor system of a control circuit of the cooling device. The sensor device can, for example (in addition or instead) also be used to detect a disturbance variable (e.g. a mechanical vibration of the carrier element and/or the cooling line) in order to implement a pilot control.
Die Sensoreinrichtung umfasst beispielsweise einen oder mehrere Sensoren. Die Sensoreinrichtung umfasst beispielsweise einen oder mehrere Beschleunigungssensoren. Die Sensoreinrichtung kann jedoch beispielsweise auch zusätzlich oder stattdessen einen oder mehrere andere Sensoren wie beispielsweise piezoelektrische Sensoren, kapazitive Sensoren und/oder optische Sensoren aufweisen.The sensor device includes, for example, one or more sensors. The sensor device includes, for example, one or more acceleration sensors. However, the sensor device can also, for example, additionally or instead have one or more other sensors, such as piezoelectric sensors, capacitive sensors and/or optical sensors.
Die Sensoreinrichtung kann insbesondere einen oder mehrere piezoelektrische Sensoren aufweisen zum Erfassen von mechanischen Schwingungen über Längenänderungen, welche als elektrisches Signal ausgegeben werden können.The sensor device can in particular have one or more piezoelectric sensors for detecting mechanical vibrations via changes in length, which can be output as an electrical signal.
Die Bewegung und/oder Position der Kühlleitung ist zum Beispiel eine Bewegung und/oder Position der Kühlleitung relativ zu dem Trägerelement. Die Bewegung und/oder Position des Trägerelements ist zum Beispiel eine Bewegung und/oder Position des Trägerelements relativ zu der Kühlleitung.The movement and/or position of the cooling line is, for example, a movement and/or position of the cooling line relative to the carrier element. The movement and/or position of the carrier element is, for example, a movement and/or position of the carrier element relative to the cooling line.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Entkopplungsmittel zum Regeln einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position der Kühlleitung und/oder des Trägerelements eingerichtet.According to a further embodiment, the decoupling means are set up to regulate a movement, in particular acceleration, and/or position of the cooling line and/or the carrier element.
Alternativ oder zusätzlich umfassen die Entkopplungsmittel in dieser Ausführungsform:
- eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Stellgröße basierend auf einer Abweichung eines Istwerts von einem Sollwert einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position der Kühlleitung und/oder des Trägerelements, und
- eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern einer Aktoreinrichtung zum Bewegen der Kühlleitung und/oder des Trägerelements basierend auf der ermittelten Stellgröße.
- a determination device for determining a manipulated variable based on a deviation of an actual value from a setpoint of a movement, in particular acceleration, and/or position of the cooling line and/or the carrier element, and
- a control device for controlling an actuator device for moving the cooling line and/or the carrier element based on the determined manipulated variable.
Alternativ oder zusätzlich sind die Entkopplungsmittel in dieser Ausführungsform zum Vorsteuern einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position von einer von der Kühlleitung und dem Trägerelement basierend auf einer erfassten Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position von der anderen von der Kühlleitung und dem Trägerelement eingerichtet.Alternatively or additionally, the decoupling means in this embodiment are for pre-controlling a movement, in particular acceleration, and/or position of one of the cooling line and the carrier element based on a detected movement, in particular acceleration, and/or position of the other of the cooling line and the Support element set up.
Beispielsweise sind die Entkopplungsmittel entweder zum Regeln einer Bewegung und/oder Position der Kühlleitung oder zum Regeln einer Bewegung und/oder Position des Trägerelements eingerichtet.For example, the decoupling means are set up either to regulate a movement and/or position of the cooling line or to regulate a movement and/or position of the carrier element.
Beispielsweise entspricht eine Führungsgröße des Regelverfahrens (Sollwert der Bewegung und/oder Position) einer Ruhestellung der Kühlleitung (wenn das Trägerelement der Störanreger ist) oder einer Ruhestellung des Trägerelements (wenn die Kühlleitung der Störanreger ist). Eine Ruhestellung entspricht einer Beschleunigung von Null oder einer konstanten Position des entsprechenden Elements.For example, a reference variable of the control method (setpoint of the movement and/or position) corresponds to a rest position of the cooling line (if the carrier element is the interference exciter) or a rest position of the support element (if the cooling line is the interference exciter). A rest position corresponds to zero acceleration or a constant position of the corresponding element.
Beispielsweise ist die Ermittlungseinrichtung (Regler-Einrichtung) dazu eingerichtet, eine Stellgröße derart zu ermitteln, dass basierend auf der ermittelten Stellgröße eine Gegenbewegung zur Störanregung mithilfe einer Aktoreinrichtung verursacht wird. Insbesondere wird eine Gegenbewegung der Kühlleitung verursacht, wenn das Trägerelement der Störanreger ist. Weiterhin wird eine Gegenbewegung des Trägerelements verursacht, wenn die Kühlleitung der Störanreger ist.For example, the determination device (controller device) is set up to determine a manipulated variable in such a way that, based on the determined manipulated variable, a countermovement to the disturbance excitation is caused using an actuator device. In particular, a countermovement of the cooling line is caused if the carrier element is the interference exciter. Furthermore, a countermovement of the carrier element is caused if the cooling line is the source of interference.
In dem Fall, in dem die Entkopplungsmittel (zusätzlich zum Regeln oder anstatt eines Regelns) zum Vorsteuern eingesetzt werden, kann entweder das Trägerelement der Störanreger und die Kühlleitung das zu beruhigende Element sein oder umgekehrt. Im Folgenden wird lediglich als Beispiel das Trägerelement als Störanreger betrachtet. Wenn also die Entkopplungsmittel zum Vorsteuern einer Bewegung und/oder Position der Kühlleitung als das zu beruhigende Element eingerichtet sind, kann über eine Aktoreinrichtung eine Gegenbewegung der Kühlleitung verursacht werden, bevor sich eine Abweichung der Bewegung und/oder Position der Kühlleitung von einer Sollposition bemerkbar macht. Beispielsweise umfassen die Entkopplungsmittel eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Bewegung und/oder Position des Trägerelements als Störanreger. Beispielsweise umfassen die Entkopplungsmittel eine Steuereinrichtung zum Ermitteln einer Stellgröße für eine Vorsteuerung der Position der Kühlleitung basierend auf der erfassten Bewegung und/oder Position des Trägerelements.In the case in which the decoupling means (in addition to regulating or instead of regulating) are used for pre-control, either the carrier element can be the interference exciter and the cooling line can be the element to be calmed, or vice versa. In the following, the support element is considered as a disturbance exciter merely as an example. If the decoupling means are set up to pre-control a movement and/or position of the cooling line as the element to be calmed, a counter-movement of the cooling line can be caused via an actuator device before a deviation of the movement and/or position of the cooling line from a target position becomes noticeable . For example, the decoupling means include a sensor device for detecting a movement and/or position of the carrier element as a disturbance exciter. For example, the decoupling means include a control device for determining a manipulated variable for pre-controlling the position of the cooling line based on the detected movement and/or position of the carrier element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kühlvorrichtung einen an der Kühlleitung angeordneten Schwingungstilger auf.According to a further embodiment, the cooling device has a vibration absorber arranged on the cooling line.
In dieser Ausführungsform dienen die Entkopplungsmittel dazu, die Kühlleitung als zu beruhigendes Element von dem Trägerelement als Störanreger zu entkoppeln. Trotz der Schwingungsentkopplung durch die Entkopplungsmittel kann eine Restschwingung von dem Trägerelement zu der Kühlleitung übertragen werden. Dadurch, dass zusätzlich ein Schwingungstilger (Engl. „tuned mass damper“) an der Kühlleitung angeordnet wird, kann eine mechanische Schwingung der Kühlleitung weiter reduziert werden. Damit können Störanregungen der positionssensitiven Komponente über die Kühlleitung bzw. die Kühlflüssigkeit noch besser verhindert werden.In this embodiment, the decoupling means serve to decouple the cooling line as an element to be calmed from the carrier element as a disturbance exciter. Despite the vibration decoupling by the decoupling means, a residual vibration can be transmitted from the carrier element to the cooling line. By additionally arranging a tuned mass damper on the cooling line, mechanical vibration of the cooling line can be further reduced. This means that interference excitations from the position-sensitive component via the cooling line or the cooling liquid can be prevented even better.
Der Schwingungstilger umfasst insbesondere mindestens ein Tilgermassenelement (Tilgermasse) und ein Tilgerfederelement (Tilgerfeder). Insbesondere ist das mindestens eine Tilgermassenelement mittels des mindestens einen Tilgerfederelements an der Kühlleitung angebracht. Durch den Schwingungstilger kann beispielsweise eine Schwingung der Kühlleitung in einem schmalbandigen Frequenzbereich getilgt werden. Insbesondere wird ein Frequenzbereich, in dem der Schwingungstilger eine Schwingung der Kühlleitung dämpfen kann, durch eine Eigenfrequenz (Responsefrequenz) des Schwingungstilgers vorgegeben. Die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers hängt insbesondere von der Masse des mindestens einen Tilgermassenelements und der Ausgestaltung des mindestens einen Tilgerfederelements ab.The vibration absorber includes in particular at least one absorber mass element (absorber mass) and one absorber spring element (absorber spring). In particular, the at least one absorber mass element is attached to the cooling line by means of the at least one absorber spring element. The vibration absorber can, for example, cancel out a vibration in the cooling line in a narrow-band frequency range. In particular, a frequency range in which the vibration absorber can dampen a vibration of the cooling line is specified by a natural frequency (response frequency) of the vibration absorber. The natural frequency of the vibration absorber depends in particular on the mass of the at least one absorber mass element and the design of the at least one absorber spring element.
Der Schwingungstilger ist beispielsweise zur Dämpfung in einem schmalbandigen Frequenzbereich zwischen 1 Hz und 800 Hz eingerichtet. Der Schwingungstilger ist beispielsweise zur Dämpfung der Eigenfrequenzen der beteiligten Bauteile (z. B. der Rohrleitung oder der Rahmenstrukturen) und für sehr schmalbandige Anregungen (z. B. durch eine Pumpe und/oder Turbopumpe mit einer Anregungsfrequenz zwischen 390 Hz und 400 Hz und Harmonische davon) eingerichtet.The vibration absorber is set up, for example, for damping in a narrow-band frequency range between 1 Hz and 800 Hz. The vibration absorber is, for example, for damping the natural frequencies of the components involved (e.g. the pipeline or the frame structures) and for very narrow-band excitations (e.g. from a pump and/or turbopump with an excitation frequency between 390 Hz and 400 Hz and harmonics of which) set up.
In Ausführungsformen kann die Kühlvorrichtung auch mehr als einen an der Kühlleitung angeordneten Schwingungstilger aufweisen. Bei den mehreren an der Kühlleitung angeordneten Schwingungstilgern kann es sich auch um voneinander unterschiedliche Schwingungstilger handeln, die dazu eingerichtet sind, eine mechanische Schwingung in entsprechend voneinander unterschiedlichen Frequenzbereichen zu dämpfen.In embodiments, the cooling device can also have more than one vibration absorber arranged on the cooling line. The several vibration absorbers arranged on the cooling line can also be vibration absorbers that are different from one another and are designed to dampen a mechanical vibration in correspondingly different frequency ranges.
Bei dem Schwingungstilger oder bei einem, mehreren oder allen der mehreren Schwingungstilgern kann es sich um passive Schwingungstilger handeln. Vorteilhaft bei passiven Schwingungstilgern ist, dass sie keine Energie und/oder keinen Strom verbrauchen. Dies hat den Vorteil, dass keine Leitungen zu den Bauteilen erforderlich sind. Zudem wird keine Wärmeleistung über solche Leitungen eingebracht.The vibration absorber or one, several or all of the several vibration absorbers can be passive vibration absorbers. The advantage of passive vibration absorbers is that they do not consume any energy and/or electricity. This has the advantage that no cables to the components are required. In addition, no heat output is introduced via such lines.
Bei dem Schwingungstilger oder bei einem, mehreren oder allen der mehreren Schwingungstilgern kann es sich auch um aktive Schwingungstilger handeln. Bei aktiven Schwingungstilger werden, zum Beispiel mit elektromagnetischen oder elektrodynamischen Aktoren, gezielt Gegenkräfte in die Kühlleitung eingeleitet, um eine Schwingung der Kühlleitung zu dämpfen. Aktive Schwingungstilger können dazu eingerichtet sein, eine Gegenkraft in Abhängigkeit von wirkenden Anregungskräften (z. B. in Abhängigkeit einer erfassten Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position der Kühlleitung) aufzubringen. Beispielsweise kann eine aufzubringende Gegenkraft in Bezug auf eine Richtung, eine Frequenz bzw. einen Frequenzbereich, eine Phase und/oder eine Amplitude einer erfassten Schwingung der Kühlleitung ermittelt werden.The vibration absorber or one, several or all of the several vibration absorbers can also be active vibration absorbers. With active vibration absorbers, for example with electromagnetic or electrodynamic actuators, counterforces are specifically introduced into the cooling line in order to dampen vibration of the cooling line. Active vibration absorbers can be set up to apply a counterforce depending on acting excitation forces (e.g. depending on a detected movement, in particular acceleration, and/or position of the cooling line). For example, a counterforce to be applied can be determined in relation to a direction, a frequency or a frequency range, a phase and/or an amplitude of a detected vibration of the cooling line.
In Ausführungsformen kann die Kühlvorrichtung auch einen sogenannten „robust mass damper“ aufweisen, der eine breitbandige Dämpfung ermöglicht.In embodiments, the cooling device can also have a so-called “robust mass damper”, which enables broadband damping.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine weitere Kühlvorrichtung zum Kühlen einer positionssensitiven Komponente einer Lithographieanlage vorgeschlagen. Die Kühlvorrichtung weist auf:
- eine Kühlleitung zum Transportieren einer Kühlflüssigkeit zu oder von der positionssensitiven Komponente,
- ein Trägerelement, an welchem die Kühlleitung befestigt ist, und
- einen Schwingungstilger, welcher an der Kühlleitung angeordnet ist und zum Tilgen einer von dem Trägerelement auf die Kühlleitung übertragenen Schwingung eingerichtet ist,
- wobei insbesondere der Schwingungstilger ein Tilgermassenelement und ein Tilgerfederelement umfasst.
- a cooling line for transporting a cooling liquid to or from the position-sensitive component,
- a support element to which the cooling line is attached, and
- a vibration absorber which is arranged on the cooling line and is set up to cancel a vibration transmitted from the carrier element to the cooling line,
- wherein in particular the vibration absorber comprises an absorber mass element and an absorber spring element.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Entkopplungssystem für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das Entkopplungssystem weist auf:
- eine positionssensitive Komponente, und
- eine wie vorstehend beschriebene Kühlvorrichtung.
- a position-sensitive component, and
- a cooling device as described above.
Das Entkopplungssystem kann beispielsweise auch eine Regelungsvorrichtung zum Regeln einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position der Kühlleitung und/oder des Trägerelements aufweisen. Die Regelungsvorrichtung kann zum Beispiel eine Ermittlungseinrichtung (Regler-Einrichtung) umfassen zum Ermitteln einer Stellgröße. Die Regelungsvorrichtung kann zum Beispiel weiterhin eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern einer Aktoreinrichtung basierend auf der Stellgröße umfassen.The decoupling system can, for example, also have a control device for regulating a movement, in particular acceleration, and/or position of the cooling line and/or the carrier element. The control device can, for example, include a determination device (controller device) for determining a manipulated variable. The control device can, for example, further comprise a control device for controlling an actuator device based on the manipulated variable.
Zum Realisieren einer Vorsteuerung kann das Entkopplungssystem beispielsweise (zusätzlich oder statt einer Regelungsvorrichtung) auch eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position der Kühlleitung und/oder des Trägerelements aufweisen. Die Steuervorrichtung kann zum Beispiel eine Ermittlungseinrichtung (Steuereinrichtung) zum Ermitteln einer Stellgröße umfassen. Die Steuervorrichtung kann zum Beispiel weiterhin eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern einer Aktoreinrichtung basierend auf der Stellgröße umfassen.To implement a pilot control, the decoupling system can, for example (in addition to or instead of a control device), also have a control device for controlling a movement, in particular acceleration, and/or position of the cooling line and/or the carrier element. The control device can, for example, comprise a determination device (control device) for determining a manipulated variable. The control device can, for example, further comprise a control device for controlling an actuator device based on the manipulated variable.
Die jeweilige vorstehend oder nachstehend beschriebene Einrichtung, wie beispielsweise die Regelungsvorrichtung, die Ermittlungseinrichtung und die Ansteuereinrichtung, kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einrichtung zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einrichtung als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als ein Algorithmus, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein. Ferner kann die entsprechende Einrichtung auch als Teil eines übergeordneten Steuerungssystems der Lithographieanlage ausgebildet sein.The respective device described above or below, such as the control device, the determination device and the control device, can be implemented in terms of hardware and/or software. In the case of a hardware implementation, the respective device can be designed, for example, as a computer or as a microprocessor. In the case of a software implementation, the respective device can be designed as a computer program product, as a function, as a routine, as an algorithm, as part of a program code or as an executable object. Furthermore, the corresponding device can also be designed as part of a higher-level control system of the lithography system.
Gemäß einem vierten Aspekt wird eine Lithographieanlage, insbesondere eine EUV-Lithographieanlage, vorgeschlagen. Die Lithographieanlage umfasst eine wie vorstehend beschriebene Kühlvorrichtung und/oder ein wie vorstehend beschriebenes Entkopplungssystem.According to a fourth aspect, a lithography system, in particular an EUV lithography system, is proposed. The lithography system comprises a cooling device as described above and/or a decoupling system as described above.
Die positionssensitive Komponente ist bevorzugt eine positionssensitive Komponente einer Projektionsoptik der Lithographieanlage (Projektionsbelichtungsanlage). Die positionssensitive Komponente kann jedoch auch eine positionssensitive Komponente eines Beleuchtungssystems der Lithographieanlage sein.The position-sensitive component is preferably a position-sensitive component of a projection optics of the lithography system (projection exposure system). However, the position-sensitive component can also be a position-sensitive component of a lighting system of the lithography system.
Gemäß einem fünften Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung vorgeschlagen. Die Kühlvorrichtung ist zum Kühlen einer positionssensitiven Komponente einer Lithographieanlage eingerichtet. Das Verfahren weist den Schritt auf:
- Schwingungsentkoppeln der Kühlleitung von dem Trägerelement.
- Vibration decoupling of the cooling line from the support element.
Gemäß einer Ausführungsform des fünften Aspekts
weist das Schwingungsentkoppeln ein aktives Schwingungsentkoppeln auf, und/oder
weist das Schwingungsentkoppeln ein Regeln und/oder Vorsteuern einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position der Kühlleitung und/oder des Trägerelements auf.According to an embodiment of the fifth aspect
the vibration decoupling has active vibration decoupling, and/or
The vibration decoupling involves regulating and/or pre-controlling a movement, in particular acceleration, and/or position of the cooling line and/or the carrier element.
In Ausführungsformen umfasst das Regeln der Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position der Kühlleitung und/oder des Trägerelements:
- Erfassen eines Istwerts einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder einer Position der Kühlleitung und/oder des Trägerelements,
- Ermitteln einer Stellgröße basierend auf einer Abweichung des erfassten Istwerts von einem vorbestimmten Sollwert, und
- Ansteuern einer Aktoreinrichtung zum Bewegen der Kühlleitung und/oder des Trägerelements basierend auf der ermittelten Stellgröße.
- Detecting an actual value of a movement, in particular acceleration, and/or a position of the cooling line and/or the carrier element,
- Determining a manipulated variable based on a deviation of the recorded actual value from a predetermined setpoint, and
- Controlling an actuator device for moving the cooling line and/or the carrier element based on the determined manipulated variable.
„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.In the present case, “on” is not necessarily to be understood as limiting it to exactly one element. Rather, several elements, such as two, three or more, can also be provided. Any other counting word used here should not be understood to mean that there is a limitation to exactly the number of elements mentioned. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible, unless otherwise stated.
Die für die Kühlvorrichtung (erster Aspekt) beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die weiteren Aspekte (zweiter bis fünfter Aspekt) entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the cooling device (first aspect) apply accordingly to the other aspects (second to fifth aspect) 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.
-
1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie gemäß einer Ausführungsform; -
2 zeigt eine Projektionsoptikvorrichtung und eine Kühlvorrichtung der Projektionsbelichtungsanlage aus1 gemäß einer Ausführungsform; -
3 zeigt eine an einem Trägerelement befestigte Kühlleitung der Kühlvorrichtung aus2 mit Entkopplungsmitteln zum Schwingungsentkoppeln der Kühlleitung und des Trägerelements gemäß einer ersten Ausführungsform; -
4 zeigt eine Draufsicht eines Befestigungsmittels aus3 ; -
5 zeigt eine an einem Trägerelement befestigte Kühlleitung der Kühlvorrichtung aus2 mit Entkopplungsmitteln zum Schwingungsentkoppeln der Kühlleitung und des Trägerelements gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
6 zeigt eine an einem Trägerelement befestigte Kühlleitung der Kühlvorrichtung aus2 mit Entkopplungsmitteln zum Schwingungsentkoppeln der Kühlleitung und des Trägerelements gemäß einer dritten Ausführungsform; -
7 zeigt eine an einem Trägerelement befestigte Kühlleitung der Kühlvorrichtung aus2 mit Entkopplungsmitteln zum Schwingungsentkoppeln der Kühlleitung und des Trägerelements gemäß einer vierten Ausführungsform; -
8 zeigt ein Blockschaltbild eines Regelkreises zum Regeln einer Bewegung und/oder Position der Kühlleitung oder des Trägerelements aus6 oder 7 ; -
9 zeigt schematisch funktionelle Komponenten eines Entkopplungssystems der Projektionsbelichtungsanlage aus1 gemäß einer Ausführungsform; -
10 zeigt eine an einem Trägerelement befestigte Kühlleitung der Kühlvorrichtung aus2 mit Entkopplungsmitteln zum Schwingungsentkoppeln der Kühlleitung und des Trägerelements gemäß einer fünften Ausführungsform; -
11 zeigt eine an einem Trägerelement befestigte Kühlleitung der Kühlvorrichtung aus2 mit einem an der Kühlleitung befestigten Schwingungstilgers gemäß einer Ausführungsform; und -
12 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Kühlvorrichtung einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß einer Ausführungsform.
-
1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography according to one embodiment; -
2 shows a projection optics device and a cooling device of theprojection exposure system 1 according to one embodiment; -
3 shows a cooling line of the cooling device attached to a support element2 with decoupling means for vibration decoupling of the cooling line and the support element according to a first embodiment; -
4 shows a top view of afastener 3 ; -
5 shows a cooling line of the cooling device attached to a support element2 with decoupling means for vibration decoupling of the cooling line and the support element according to a second embodiment; -
6 shows a cooling line of the cooling device attached to a support element2 with decoupling means for vibration decoupling of the cooling line and the support element according to a third embodiment; -
7 shows a cooling line of the cooling device attached to a support element2 with decoupling means for vibration decoupling of the cooling line and the support element according to a fourth embodiment; -
8th shows a block diagram of a control circuit for controlling a movement and/or position of the cooling line or thecarrier element 6 or7 ; -
9 shows schematically functional components of a decoupling system of theprojection exposure system 1 according to one embodiment; -
10 shows a cooling line of the cooling device attached to a support element2 with decoupling means for vibration decoupling of the cooling line and the support element according to a fifth embodiment; -
11 shows a cooling line of the cooling device attached to a support element2 with a vibration absorber attached to the cooling line according to one embodiment; and -
12 shows a flowchart of a method for operating a cooling device of a projection exposure system according to an embodiment.
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.In the figures, identical or functionally identical elements have been given the same reference numerals, 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-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.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
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.With the help of the
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 a further embodiment of 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
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 designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. 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. The mirrors Mi, like the mirrors of 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, 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 8 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. Die Projektionsoptik 10 kann jedoch beispielsweise auch in X-Richtung X zu einer Verkleinerung im Verhältnis 8:1 führen.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 image scales are also possible. Image scales of 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.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.By arranging 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
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.It may be that the projection optics have 10 different positions of the entrance pupil for the tangential and sagittal beam paths. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the
Bei der in der
In
Die Kühlvorrichtung 102 dient zum Kühlen verschiedener Komponenten der Projektionsoptikvorrichtung 100. Die Kühlvorrichtung 102 dient insbesondere zum Kühlen positionssensitiver Komponenten der Projektionsoptikvorrichtung 100, wie beispielsweise eines oder mehrerer der Spiegel 114, 116 und/oder des Sensorrahmens 110.The
Die Kühlvorrichtung 102 umfasst eine Kühleinheit 126 zum Kühlen einer Kühlflüssigkeit 128. Die Kühlvorrichtung 102 umfasst außerdem eine oder mehrere Kühlleitungen 130 zum Transportieren der Kühlflüssigkeit 128 von der Kühleinheit 126 zu der zu kühlenden Komponente (z. B. dem Spiegel 114 als Beispiel einer zu kühlenden positionssensitiven Komponente) und zurück zur Kühleinheit 126. Die Kühlvorrichtung 102 umfasst zudem ein oder mehrere Pumpen 132 zum Erzeugen einer erforderlichen Kühlmittelflussrate der Kühlflüssigkeit 128 durch einen von der Kühlvorrichtung 102 gebildeten Kühlkreislauf 134. Die Kühlvorrichtung 102 umfasst weiterhin ein oder mehrere Ventile (nicht gezeigt) zum Steuern des Kühlflusses.The
In dem in
Die Kühlleitung 130 ist über den gesamten Kühlkreislauf 134 an verschiedenen Stellen an einer Rahmenstruktur (Trägerstruktur) 104, 106, 108, 110 und 112 der Projektionsoptikvorrichtung 100 befestigt. In
Werden mechanische Schwingungen von dem Trägerelement 138 (z. B. der Rahmenstruktur 108 oder einer anderen Rahmenstruktur 104-112) auf die Kühlleitung 130 übertragen, kann es zu einer Störanregung der Kühlleitung 130 und/oder der Kühlflüssigkeit 128 in der Kühlleitung 130 kommen. Eine solche Störanregung kann zu einer Positionsabweichung einer gekühlten Komponente, wie beispielsweise des Spiegels 114 (z. B. M1), von einer Sollposition führen. Dadurch können Abbildungseigenschaften der Projektionsoptikvorrichtung 100 (
Zur Vermeidung einer Übertragung von mechanischen Schwingungen von dem Trägerelement 138 (z. B. der Rahmenstruktur 108 oder einer anderen Rahmenstruktur 104-112) auf die Kühlleitung 130 umfasst die Kühlvorrichtung 102 Entkopplungsmittel 200, 300, 400, 500, 800 (
In den
Die Entkopplungsmittel 400 gemäß der dritten Ausführungsform umfassen ähnlich wie in
Die Sensoreinrichtung 408 umfasst insbesondere ein oder mehrere Sensoren zum Erfassen der Bewegung und/oder Position der Kühlleitung 130. Beispielsweise umfasst die Sensoreinrichtung 408 einen oder mehrere Beschleunigungssensoren zum Erfassen einer Beschleunigung der Kühlleitung 130.The
Außerdem umfassen die Entkopplungsmittel 400 eine Aktoreinrichtung 410 zum Bewegen der Kühlleitung 130. Die Aktoreinrichtung 410 umfasst insbesondere einen oder mehrere Aktoren zum Ausüben einer Kraft F auf die Kühlleitung 130. Die Aktoren der Aktoreinrichtung 410 können beispielsweise als Piezoelemente oder als elektromagnetische Aktoren realisiert werden.In addition, the decoupling means 400 include an
Beispielsweise weist das mindestens eine Federelement 406 eine Eigenfrequenz fR (Resonanzfrequenz) auf, bei der eine Schwingungsentkopplung ungenügend ist. For example, the at least one
Weiterhin sind die Entkopplungsmittel 400 beispielsweise zum aktiven Dämpfen einer Schwingung der Kühlleitung 130 in einem Frequenzbereich, welcher die Eigenfrequenz fR des Federelements 406 umfasst, eingerichtet.Furthermore, the decoupling means 400 are set up, for example, to actively dampen a vibration of the
Die Entkopplungsmittel 500 gemäß der vierten Ausführungsform (
Die Sensoreinrichtung 508 der Entkopplungsmittel 500 gemäß der vierten Ausführungsform umfasst ein oder mehrere Piezoelemente 512, welche zwischen der Kühlleitung 130 und dem Trägerelement 138 angeordnet sind. Durch beispielsweise eine Änderung der Länge L eines Piezoelements 512 kann über eine Spannungsänderung an Kontakten (nicht gezeigt) des Piezoelements 510 eine Bewegung (z. B. Schwingung) der Kühlleitung 130 detektiert werden. Weiterhin können Aktoren der Aktoreinrichtung 510 beispielsweise auch als Piezoelemente 514 realisiert werden. Optional kann auch ein und dasselbe / dieselben Piezoelement(e) 512, 514 (z. B. zeitlich nacheinander) sowohl als Sensor als auch als Aktor verwendet werden.The sensor device 508 of the decoupling means 500 according to the fourth embodiment comprises one or more piezo elements 512, which are arranged between the cooling
Die Entkopplungsmittel 400, 500 gemäß der dritten und vierten Ausführungsform (
Im Folgenden wird der Regelkreis 600 beispielhaft als zum Regeln der Beschleunigung y(t) der Kühlleitung 130 (
Der Regelkreis 600 basiert auf einer Rückkopplungsregelung (Feedbackregelung), die durch eine Regler-Einrichtung 602 und eine Regelstrecke 604 realisiert ist. Die Regelstrecke 604 umfasst eine Aktorik 606 zum Manipulieren der Beschleunigung y(t) der Kühlleitung 130. Die Aktorik 606 ist insbesondere durch die Aktoreinrichtung 410, 510 (
Die Regler-Einrichtung 602 bildet zusammen mit der Regelstrecke 604 die Feedbackregelung und sorgt dafür, dass eine Abweichung e(t) eines Istwerts y(t) der Beschleunigung von einem Sollwert r(t) der Beschleunigung der Kühlleitung 130 auf einem möglichst kleinen Wert, im Idealfall auf null, gehalten wird. Der Sollwert r(t) kann insbesondere ein statischer Wert sein (r(t) = const.).The controller device 602, together with the controlled
In
Die Entkopplungsmittel 400, 500 umfassen ein oder mehrere Entkopplungselemente, wie beispielsweise Federelemente 406, 506 (
Zusätzlich oder alternativ zu der in
Die Entkopplungsmittel 800 umfassen zum Beispiel, ähnlich wie die Entkopplungsmittel 500 (
Zur Vorsteuerung umfassen die Entkopplungsmittel 800 (statt oder zusätzlich zur Sensoreinrichtung 808) eine weitere Sensoreinrichtung 812 zum Erfassen einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position des Trägerelements 138 als Störanreger. Zudem umfassen die Entkopplungsmittel 800 eine Steuereinrichtung 612 (
Der Schwingungstilger 902 umfasst insbesondere mindestens ein Tilgermassenelement 904 und ein Tilgerfederelement 906. Insbesondere ist das mindestens eine Tilgermassenelement 904 mittels des mindestens einen Tilgerfederelements 906 an der Kühlleitung 130 angebracht. Durch den Schwingungstilger 902 kann beispielsweise eine Schwingung der Kühlleitung 130 in einem schmalbandigen Frequenzbereich gedämpft werden.The
Die Kühlvorrichtung 900 kann zum Beispiel nur den einen oder die mehreren Schwingungstilger 902 und keine Entkopplungsmittel aufweisen. In diesem Fall dient die Kühlvorrichtung lediglich zur Tilgung einer Schwingung an Ort und Stelle, jedoch nicht zur Schwingungsentkopplung zwischen dem Trägerelement 138 und der Kühlleitung 130. Alternativ kann die Kühlvorrichtung 900 zusätzlich zu dem einen oder den mehreren Schwingungstilgern 902 auch Entkopplungsmitteln 200, 300, 400, 500 und/oder 800 aufweisen. In diesem Fall dient die Kühlvorrichtung zur Schwingungsentkopplung zwischen dem Trägerelement 138 und der Kühlleitung 130 und zusätzlich zur Tilgung einer Schwingung der Kühlleitung 130. Das Bezugszeichen 908 in
Im Folgen wird ein Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung 102 (
Das Schwingungsentkoppeln kann beispielsweise ein aktives Schwingungsentkoppeln aufweisen. Das Schwingungsentkoppeln kann zum Beispiel ein Regeln einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder Position der Kühlleitung 130 und/oder des Trägerelements 138 basierend auf dem in
Im Folgen wird mit Bezug zu
In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird ein Istwert y(t) einer Bewegung, insbesondere Beschleunigung, und/oder einer Position der Kühlleitung 130 und/oder des Trägerelements 138 erfasst.In a first step S1 of the method, an actual value y(t) of a movement, in particular acceleration, and/or a position of the
In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird eine Stellgröße u(t) basierend auf einer Abweichung e(t) des erfassten Istwerts y(t) von einem vorbestimmten Sollwert r(t) ermittelt (
In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens wird eine Aktoreinrichtung 410, 510, 810 (
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 SYMBOL LIST
- 11
- ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
- 22
- BeleuchtungssystemLighting system
- 33
- Lichtquellelight source
- 44
- BeleuchtungsoptikIllumination optics
- 55
- ObjektfeldObject field
- 66
- ObjektebeneObject level
- 77
- RetikelReticule
- 88th
- RetikelhalterReticle holder
- 99
- RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
- 1010
- ProjektionsoptikProjection optics
- 1111
- BildfeldImage field
- 1212
- BildebeneImage plane
- 1313
- Waferwafers
- 1414
- Waferhalterwafer holder
- 1515
- WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
- 1616
- BeleuchtungsstrahlungIllumination radiation
- 1717
- Kollektorcollector
- 1818
- ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
- 1919
- UmlenkspiegelDeflecting mirror
- 2020
- erster Facettenspiegelfirst facet mirror
- 2121
- erste Facettefirst facet
- 2222
- zweiter Facettenspiegelsecond facet mirror
- 2323
- zweite Facettesecond facet
- 100100
- ProjektionsoptikvorrichtungProjection optics device
- 102102
- KühlvorrichtungCooling device
- 104104
- Rahmenstrukturframe structure
- 106106
- Rahmenstrukturframe structure
- 108108
- Rahmenstrukturframe structure
- 110110
- Rahmenstruktur (Sensorrahmen)Frame structure (sensor frame)
- 112112
- Rahmenstruktur (Tragrahmen)Frame structure (support frame)
- 114114
- SpiegelMirror
- 116116
- SpiegelMirror
- 126126
- KühleinheitCooling unit
- 128128
- Kühlflüssigkeitcoolant
- 130130
- KühlleitungCooling line
- 132132
- Pumpepump
- 134134
- KühlkreislaufCooling circuit
- 136136
- BefestigungFastening
- 138138
- Abschnitt (Trägerelement)Section (support element)
- 200200
- Entkopplungsmitteldecoupling agent
- 202202
- BefestigungsmittelFasteners
- 204204
- Rohrschellepipe clamp
- 206206
- elastisches Elementelastic element
- 208208
- ElastomermaterialElastomeric material
- 300300
- Entkopplungsmitteldecoupling agent
- 302302
- BefestigungsmittelFasteners
- 304304
- Rohrschellepipe clamp
- 306306
- FederelementSpring element
- 308308
- Dämpfungdamping
- 400400
- Entkopplungsmitteldecoupling agent
- 402402
- BefestigungsmittelFasteners
- 404404
- Rohrschellepipe clamp
- 406406
- FederelementSpring element
- 408408
- SensoreinrichtungSensor device
- 410410
- AktoreinrichtungActuator device
- 500500
- Entkopplungsmitteldecoupling agent
- 502502
- BefestigungsmittelFasteners
- 504504
- Rohrschellepipe clamp
- 506506
- FederelementSpring element
- 508508
- SensoreinrichtungSensor device
- 510510
- AktoreinrichtungActuator device
- 512512
- PiezoelementPiezo element
- 514514
- PiezoelementPiezo element
- 600600
- Regelkreiscontrol loop
- 602602
- Regler-EinrichtungRegulator setup
- 604604
- RegelstreckeControlled system
- 606606
- AktorikActuators
- 608608
- SensorikSensor technology
- 610610
- VorsteuerungPilot control
- 612612
- SteuereinrichtungControl device
- 700700
- EntkopplungssystemDecoupling system
- 702702
- RegelungsvorrichtungControl device
- 704704
- ErmittlungseinrichtungInvestigation facility
- 706706
- AnsteuereinrichtungControl device
- 800800
- Entkopplungsmitteldecoupling agent
- 802802
- BefestigungsmittelFasteners
- 804804
- Rohrschellepipe clamp
- 806806
- FederelementSpring element
- 808808
- SensoreinrichtungSensor device
- 810810
- AktoreinrichtungActuator device
- 812812
- SensoreinrichtungSensor device
- 900900
- KühlvorrichtungCooling device
- 902902
- SchwingungstilgerVibration absorber
- 904904
- TilgermassenelementAbsorber mass element
- 906906
- Tilgerfederelementabsorber spring element
- 908908
- Dämpfungdamping
- AA
- Signalsignal
- e(t)e(t)
- Abweichungdeviation
- FF
- KraftPower
- M1-M6M1-M6
- SpiegelMirror
- r(t)r(t)
- SollwertSetpoint
- S1-S3S1-S3
- VerfahrensschritteProcedural steps
- u(t)u(t)
- Stellgrößemanipulated variable
- uv(t)uv(t)
- Stellgrößemanipulated variable
- XX
- RichtungDirection
- y(t)y(t)
- Istwertactual value
- YY
- RichtungDirection
- ZZ
- RichtungDirection
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102017220586 A1 [0095]DE 102017220586 A1 [0095]
- US 20180074303 A1 [0109]US 20180074303 A1 [0109]
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---|---|---|---|
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DE102022209874 | 2022-09-20 |
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---|---|
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---|---|---|---|
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---|---|
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-
2023
- 2023-09-12 DE DE102023208854.1A patent/DE102023208854A1/en active Pending
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