WO2020148023A1 - Schutzvorrichtung für leitungen in einer projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie - Google Patents

Schutzvorrichtung für leitungen in einer projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie Download PDF

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WO2020148023A1
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Tobias Hegele
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • H02G3/0468—Corrugated

Definitions

  • the invention relates to a protective device for lines in a projection exposure line for semiconductor lithography.
  • the lines in the protective devices represent a mechanical connection between the components, which can also transmit unwanted mechanical vibrations.
  • the protective devices must therefore be designed in such a way that they transmit minimal static and dynamic stiffnesses from one component to a component connected to it, i.e. they decouple the components from each other as much as possible.
  • the static rigidity together with a deflection results in a force that acts on both components when the two components move relative to one another.
  • Dynamic stiffness describes the frequency-dependent stiffness of a body, which influences the controllability of components.
  • the protective devices are formed in the prior art, for example, as a corrugated steel surface which are arranged in an arc between two components or subsystems.
  • the corrugated hoses offer sufficient mechanical protection and, if designed appropriately, can also ensure that the minimum bending radius of optical fibers is not exceeded. These have too high a static and dynamic rigidity for the increased requirements in the latest generations of projection exposure systems. Alternative plastic hoses that meet the static and dynamic stiffness requirements tend to strong outgassing and / or do not protect against falling below the bending radius and are therefore not suitable for use in a projection exposure system.
  • the object of the present invention is to provide a device which solves the disadvantages of the prior art described above.
  • a protective device for lines between two components of a projection exposure system for semiconductor lithography, the protective device being firmly connected to both components, comprises at least a first partial area and at least a second partial area, the first partial area and the second partial area for protection against mechanical damage the lines are trained.
  • the first section is at least temporarily set up for mechanical decoupling between the first and second components.
  • the lines, which are protected by the protective device at any time from mechanical damage, the falling below a minimum bending radius being regarded as mechanical damage can be designed as electrical or optical conductors, such as optical fibers, or other supply lines for fluids.
  • the decoupling effect of The first sub-area may not be present at certain times, such as when transporting the connected components, which in turn can improve protection against mechanical damage during transport, since smaller relative movements of the lines are possible and, for example, the lines are prevented from striking in the protective device can.
  • the second section can be designed, for example, as a corrugated hose or as a bent steel tube.
  • the second partial area can comprise several segments.
  • the segments are not directly interrelated sections of the subarea that have the same function, such as protection against mechanical damage and flexibility. These are often constructed almost identically, for example all segments of the second partial area can be designed as a corrugated hose or as a steel tube, a combination of corrugated hose and steel tube also being conceivable. These segments have little or no decoupling properties.
  • a first partial area of the protective device can be arranged between the segments.
  • the segments of the second partial area can be designed with different lengths.
  • Mechanical vibrations that correspond to the frequency of the eigenmodes or resonances of the segments can be transmitted by them to an increased extent, whereby the eigenmodes depend, among other things, on their length.
  • the segments of the second partial area are of different lengths, the mechanical vibrations of a first segment can are only transmitted in a weakened manner from the second segment since these do not excite the second segment in the eigenmodes different from the first segment.
  • the formation of the segments in different lengths can lead to a reduction in the amplitudes for certain frequencies.
  • first partial area can be firmly connected to at least one segment of the second partial area.
  • connection between the first partial area and the at least one segment of the second partial area can be a clamp connection.
  • Clamping devices can also be used for fastening the protective device to the components, that is to say between a component and a first partial area and a component and a second partial area, screw connections or simple plug connections also being conceivable.
  • the first partial area can be connected in a first and in a second position to the at least one segment of the second partial area.
  • the two sub-areas are thus arranged to be movable relative to one another.
  • the first partial area in the first position can firmly connect two segments of the second partial area or a segment of the second partial area with at least one of the two components.
  • the first section can comprise a fastening means and a sleeve, the fastening means being designed for connection to the segments of the second section or the components, whereas the sleeve has no direct connection to the segments of the second section or the components, but these can at least almost completely surround it.
  • two segments of the second partial area in the event that the second partial area comprises two segments, can be connected to one another by the fastening means in such a way that no relative movement between the segments of the second partial area, for example formed as steel tubes, is possible.
  • the first partial area can connect the segment of the second partial area to one of the two components, a relative movement in this first position likewise not being possible.
  • the first partial area in the second position can be firmly connected to a segment of the second partial area or the component.
  • the first section can only be connected to one of the parts mentioned, so that in this position there is no connection between the two segments or se between the segment of the second partial area and the component is present and a relative movement between the two segments of the second partial area or the segment of the second partial area and the component is possible. This enables decoupling between the two components.
  • the sleeve of the first partial area can be positioned in this second position such that the area of the lines that is not enclosed by the second partial area of the protective device can optionally be enclosed at a certain distance from the sleeve. Protection against mechanical damage is also provided in this area.
  • the first position can be used, for example, for the transport of the components and during the assembly of the projection exposure system, with the first sub-area being pushed from the first to the second position after completion of the assembly and thus an almost complete decoupling of the two components from one another can be ensured which are only firmly connected to each other by the lines themselves.
  • the ratio of the static rigidity of the first partial area and the second partial area can be greater than 1.
  • the static rigidity together with the deflection results in a force which acts on both components when the two components move relative to one another, as a result of which a movement can be transmitted from one component to the other component.
  • the lower the static rigidity the lower the forces that are transmitted with the same deflection.
  • This choice of the static stiffness of the first partial area can in particular also ensure that the required minimum bending radii are observed.
  • the ratio of the dynamic stiffness of the first sub-range and the second sub-range in a frequency range from 500 Hz-2000 Hz can be less than 1/10.
  • Dynamic stiffness describes the frequency-dependent stiffness of a body, which influences the controllability of components over a certain frequency range.
  • the first partial area can comprise a material with an internal damping of greater than 20%.
  • This can be, for example, a plastic, such as a perfluorinated rubber, which is also known as FFKM or FKM.
  • the perfluorinated rubber has a very low outgassing rate and is therefore suitable for use in a vacuum.
  • the first partial area can comprise several segments. All segments of the first section can contribute to the decoupling overall effect of the first section.
  • the segments can include, for example, a sleeve and two fastening means.
  • the sleeve can be made of perfluorinated rubber, as a result of which the sleeve has self-damping, that is to say can convert kinetic energy in the material into thermal energy, and thus additionally dampens the transmission of mechanical energy.
  • the perfluor caoutchouc is flexible enough to allow bends in the protective device, but also stiff enough to ensure that the bending radius is not too small.
  • the fastening means can be used to connect the sleeve to a segment of the second partial area or one of the two components.
  • the components and the segments of the first and second partial areas can be arranged one after the other as follows:
  • first component first segment of the second partial area, first segment of the first partial area, second segment of the second partial area, second segment of the first partial area, second component or,
  • the first section can be designed as a coordinated mass damper.
  • the protective device is implemented in a sling from one component to the other component and is arranged, for example, in the lowest point of the sling, this can be designed in such a way that it dampens movements of the sling by the movement of an additional mass.
  • the materials of the protective device can be suitable for vacuum, ie have low outgassing rates. This enables use in the latest generation of projection exposure systems, which are usually operated in vacuum.
  • FIG. 1 shows the basic structure of an EUV projection exposure system in which the invention can be implemented
  • FIG. 2 shows a protective device known from the prior art
  • FIG. 3 shows a first embodiment of the invention
  • FIGS. 4a-d further variants of the first embodiment of the invention
  • FIG. 5a-b another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an example of the basic structure of an EUV projection exposure system 1 for microlithography, in which the invention can be used.
  • the protective device can be arranged, for example, between a controller (not shown) and the projection optics 9.
  • An illumination system of the projection exposure system 1 has, in addition to a light source 3, an illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6.
  • An EUV radiation 14 generated by the light source 3 as optical useful radiation is aligned by means of a collector integrated in the light source 3 such that it passes through an intermediate focus in the area of an intermediate focus plane 15 before it strikes a field facet mirror 2. After the field facet mirror 2, the EUV radiation 14 is reflected by a pupil facet mirror 16. With the aid of the pupil facet mirror 16 and an optical assembly 17 with mirrors 18, 19 and 20, field facets of the field facet mirror 2 are imaged in the object field 5.
  • Illuminated is a reticle 7 arranged in the object field 5, which is held by a schematically illustrated reticle holder 8.
  • a projection optics 9, shown only schematically, serves to image the object field 5 into an image field 10 in an image plane 11.
  • a structure is imaged on the reticle 7 on a light-sensitive layer of a wafer 12 arranged in the region of the image field 10 in the image plane 11, which is held by a wafer holder 13, also shown in sections.
  • the light source 3 can emit useful radiation in particular in a wavelength range between 5 nm and 120 nm.
  • the invention can also be used in a DUV system, which is not shown.
  • a DUV system is basically constructed like the EUV system 1 described above, with mirrors and lenses as optical elements in a DUV system Elements can be used and the light source of a DUV system emits useful radiation in a wavelength range from 100 nm to 300 nm.
  • the invention can also be used between components, one of which is arranged on a so-called force frame and the other on a so-called sensor frame.
  • the force frame is a supporting structure of a projection exposure system that absorbs the forces emanating from the components used, in particular their weight.
  • the sensor frame on the other hand, essentially only carries sensor components and must be optimally decoupled, in particular from mechanical influences of the force frame, in order to ensure, for example, position measurements that are as precise as possible.
  • FIG. 2 shows a protective device 30 known from the prior art, which comprises a corrugated hose 40 and two fastening means 61.
  • the Schutzvorrich device 30 is fastened with the fastening means 61 in each case to one of the two components 60, 60 ', wherein the protective device 30 runs in a loop not specially designated in the figure from one component 60 to the other component 60'.
  • the loop is used to decouple relative movements between the two components 60, 60 ', mechanical vibrations being able to be transmitted from one component 60 to the other component 60' via the corrugated hose 40.
  • the lines 70 protected by the protective device 30 from mechanical damage are indicated by dashed lines.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a first variant of the invention, the protective device 30 comprising a first partial region 31 comprising two segments 32, 32 ′ and a second partial region 33 designed as a corrugated hose 40.
  • a segment 32, 32 'of the first partial area 31 comprises a sleeve 42 and two fastening means 41.
  • the fastening means 41 connect the sleeve 42 to the second partial area 33 and to one of the two components 60, 60'.
  • the sleeve 42 can comprise, for example, plastic, in particular perfluorinated rubber. The flexibility or the low rigidity of the sleeve 42 in io
  • FIGS. 4a-4d show different variants of a protective device 30 according to the invention, the protective devices 30 each being shown without a loop to simplify the illustration.
  • the segments 32, 32 ′′, 32 ′′ of the first partial region 31 are essentially identical to the segments 32, 32 ′ shown in FIG. 3 and each include a sleeve 42 and two fastening means 41.
  • FIG. 4a shows a first variant of the protective device 30, in which the first partial area 31 comprises only one segment 32.
  • the first fastening means 41 connects the sleeve 42 to the component 60 and the second fastening means 41 in turn connects the sleeve 42 to the second partial area 33, which likewise has only one segment 34.
  • the segment 34 is connected to the component 60 'by a fastening means 61.
  • the decoupling effect of the first partial area 31 is almost identical to that described in FIG. 3.
  • FIG. 4b shows a further variant of the protective device 30, the first partial region 31 likewise only having one segment 32. This is arranged between two segments 34, 34 'of the second partial area 33. The segments 34, 34 'are connected to the components 60, 60' by fastening means 61. In this arrangement, it is conceivable to additionally design the first partial region 31 as a coordinated damper.
  • the first section 31 acts in addition to the self-damping and decoupling of the sleeve 42 as a whole as an absorber, which
  • FIG. 4c shows a further variant of the protective device 30, which corresponds to a combination of the variants shown in FIG. 3 and FIG. 4a, that is to say three segments 32, 32 ', 32 "of the first partial region 31 and two segments 34, 34' of the second partial region 33 includes.
  • the segments 32, 32 ', 32 "of the first partial area 31 are each arranged between a component 60, 60' and each segment 34, 34 'of the second partial area 33 or between the segments 34, 34'.
  • FIG. 4d shows a further variant of the protective device 30, which is almost identical to the protective device 30 shown in FIG. 4c with regard to the arrangement of the segments 32, 32 ', 32 ", 34, 34'.
  • the two segments 34, 34 'of the second partial region 33 are of different lengths, as a result of which the transmission of mechanical vibrations, the frequency of which corresponds to a resonance frequency of the first segment 34, is significantly reduced. Due to the different resonance frequencies of the segments 34 and 34 'due to the different lengths, mechanical vibrations of the segment 34 are not completely transmitted by the segment 34'. This effect is achieved, for example in the case of soundproof glazing, by using panes of different thicknesses.
  • the protective device 30 comprises a segment 32 of the first partial area 31, this comprising a fastening means 51 and a sleeve 52. Furthermore, in the example shown, the protective device 30 comprises two segments 34, 34 'of the second partial area 33.
  • the first 31 and the second partial area 33 can include steel tubes 50, 50'. From a functional point of view, the first partial area 31 also includes the area between the two segments 34, 34 'of the second partial area 33.
  • the position of the first partial region 31 shown in FIG. 5a is used, for example, for the transport or when setting up the projection exposure system.
  • the fastening means 51 of the first partial region 31 connects the two segments 34, 34 'of the second partial region 33, the fastening means 51 is designed as a clamping device.
  • the sleeve 52 which is formed in the form of a Rohrab section, has a larger inner diameter than the fastening means 51 and is firmly connected thereto. The inside diameter is chosen so that the sleeve 52 can be moved over it without touching the segments 34, 34 'of the second partial area 33.
  • FIG. 5 b shows the identical arrangement in a second position, in which the first partial region 31 with the fastening 51 is only fastened to one of the segments 34 ′ of the second partial region 33.
  • the sleeve 52 encloses the lines 70, which are shown with a dashed line, in the region between the two segments 34, 34 'of the second partial region 33, in which the lines 70 are not closed by pipes 50, 50'.
  • the sleeve 52 is used in this area to protect the lines 70 from mechanical damage and by a suitable selection of the inner diameter of the sleeve 52 also to avoid falling below a minimum bending radius.
  • the area between the two segments 34, 34 'of the second partial area 33 enables an almost complete decoupling of the two components, which are only connected to one another via the lines 70.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung (30) für Leitungen (70) zwischen zwei Komponenten (60,60') einer Projektionsbelichtungsanlage (1 ) für die Halbleiterl ithographie, wobei die Schutzvorrichtung (30) mit beiden Komponenten (60,60') fest verbunden ist, umfassend mindestens einen ersten Teilbereich (31 ) und mindestens einen zweiten Teilbereich (33), wobei der erste Teilbereich (31 ) und der zweite Teilbereich (33) zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen der Leitungen (70) ausbildet sind. Der erste Teilbereich (31 ) ist dabei zumindest zeitweise zur mechanisehen Entkopplung zwischen der ersten (60) und der zweiten Komponente (60) eingerichtet.

Description

Schutzvorrichtung für Leitungen in einer Proiektionsbelichtungsanlage für die
Halbleiterlithographie
Diese Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2019 200 388.5 in Anspruch, der Inhalt hierin vollumfänglich durch Bezugnahme aufge nommen wird.
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Leitungen in einer Projektionsbelich tungsanlage für die Halbleiterlithographie.
Zwischen den Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage der Halbleitertech nologie werden über Leitungen Energie, Signale und andere Versorgungsmedien untereinander ausgetauscht, wodurch die Subsysteme untereinander verbunden sind. Diese Leitungen verlaufen üblicherweise in Schutzvorrichtungen, um eine Beschädigung der Leitungen während des Transports und dem Montageprozess zu vermeiden. Speziell Lichtwellenleiter zur Übertragung von optischen Signalen müssen vor mechanischer Fremdeinwirkung, wie beispielsweise durch Kollision mit Werkzeugen oder Bauteilen der Komponenten, sowie der Unterschreitung des Mindestbiegeradius geschützt werden.
Die Leitungen in den Schutzvorrichtungen stellen eine mechanische Verbindung zwischen den Komponenten dar, welche auch unerwünschte mechanische Schwin gungen übertragen können. Daher müssen die Schutzvorrichtungen so ausgebildet sein, dass Sie minimale statische und dynamische Steifigkeiten von einer Kompo nente zu einer mit dieser verbundenen Komponente übertragen, also die Komponen ten maximal voneinander entkoppeln. Die statische Steifigkeit ergibt mit einer Auslenkung zusammen eine Kraft, die bei einer Relativbewegung der beiden Kom ponente zueinander auf beide Komponenten wirkt. Die dynamische Steifigkeit beschreibt die frequenzabhängige Steifigkeit eines Körpers, die Einfluss auf die Regelbarkeit von Komponenten hat. Die Schutzvorrichtungen sind im Stand der Technik beispielsweise als Wellschläu che aus Stahl ausgebildet, die in einem Bogen zwischen zwei Komponenten oder Subsystemen angeordnet sind. Die Wellschläuche bieten einen ausreichenden mechanischen Schutz und können bei entsprechender Auslegung auch eine Unter- schreitung des Mindestbiegeradius von Lichtwellenleitern sicherstellen. Diese weisen für die gesteigerten Anforderungen in den neuesten Generationen von Projektionsbelichtungsanlagen eine zu hohe statische und dynamische Steifigkeit auf. Alternative Kunststoffschläuche, die die statischen und dynamischen Steifig keitsanforderungen erfüllen neigen zu starkem Ausgasen und/oder schützen nicht bezüglich der Unterschreitung des Biegeradius und sind daher nicht für den Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage geeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik löst.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung den Merkmalen des unabhängi- gen Anspruchs. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für Leitungen zwischen zwei Komponen ten einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, wobei die Schutzvorrichtung mit beiden Komponenten fest verbunden ist, umfasst mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens einen zweiten Teilbereich, wobei der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich zum Schutz vor mechanischen Beschädigun gen der Leitungen ausbildet sind. Der erste Teilbereich ist dabei zumindest zeitwei se zur mechanischen Entkopplung zwischen der ersten und zweiten Komponente eingerichtet. Die Leitungen, die durch die Schutzvorrichtung zu jedem Zeitpunkt vor mechani scher Beschädigung geschützt sind, wobei auch die Unterschreitung eines minima len Biegeradius als mechanische Beschädigung angesehen wird, können als elektrische oder optische Leiter, wie beispielsweise Lichtwellenleiter, oder andere Versorgungsleitungen für Fluide ausgebildet sein. Die entkoppelnde Wirkung des ersten Teilbereiches kann zu bestimmten Zeitpunkten, wie beispielsweise beim Transport der verbundenen Komponenten, nicht gegeben sein, was wiederum den Schutz vor mechanischer Beschädigung beim Transport verbessern kann, da geringere Relativbewegungen der Leitungen möglich sind und so beispielsweise ein Anschlägen der Leitungen in der Schutzvorrichtung vermieden werden kann. Der zweite Teilbereich kann beispielsweise als Wellschlauch oder aber als gebogenes Stahlrohr ausgebildet sein.
In einer Variante der Erfindung kann der zweite Teilbereich mehrere Segmente umfassen. Die Segmente sind nicht direkt miteinander zusammenhängende Ab schnitte des Teilbereichs, die die gleiche Funktion haben, wie beispielsweise Schutz vor mechanischer Beschädigung und Flexibilität. Diese sind häufig nahezu identisch aufgebaut, beispielsweise können alle Segmente des zweiten Teilbereichs als Wellschlauch oder als Stahlrohr ausgebildet sein, wobei auch eine Kombination aus Wellschlauch und Stahlrohr denkbar ist. Diese Segmente haben nur geringe bezie hungsweise keine entkoppelnden Eigenschaften. Zwischen den Segmenten kann beispielsweise ein erster Teilbereich der Schutzvorrichtung angeordnet sein.
Insbesondere können die Segmente des zweiten Teilbereichs mit unterschiedlichen Längen ausgeführt sein. Mechanische Schwingungen, die der Frequenz der Eigen moden oder Resonanzen der Segmente entsprechen, können von diesen verstärkt übertragen werden, wobei die Eigenmoden unter anderem von deren Länge abhän- gen. Sind die Segmente des zweiten Teilbereichs unterschiedlich lang, können die mechanischen Schwingungen eines ersten Segments nur noch abgeschwächt vom zweiten Segment weiter übertragen werden, da diese das zweite Segment nicht in den vom ersten Segment unterschiedlichen Eigenmoden anregen. Die Ausbildung der Segmente in verschiedenen Längen kann zu einer Reduzierung der Amplituden für bestimmte Frequenzen führen.
Weiterhin kann der erste Teilbereich mit mindestens einem Segment des zweiten Teilbereiches fest verbunden sein. Insbesondere kann die Verbindung zwischen dem ersten Teilbereich und dem mindestens einen Segment des zweiten Teilbereiches eine Klemmverbindung sein. Auch zur Befestigung der Schutzvorrichtung an den Komponenten, also zwischen einer Komponente und einem ersten Teilbereich und einer Komponente und einem zweiten Teilbereich, können Klemmvorrichtungen verwendet werden, wobei auch Schraubverbindungen oder einfache Steckverbindungen denkbar sind.
In einer Variante der Erfindung kann der erste Teilbereich in einer ersten und in einer zweiten Position mit dem mindestens einen Segment des zweiten Teilbereichs verbunden werden. Die beiden Teilbereiche sind also zueinander beweglich ange ordnet.
Insbesondere kann der erste Teilbereich in der ersten Position zwei Segmente des zweiten Teilbereiches oder ein Segment des zweiten Teilbereichs mit mindestens einer der beiden Komponenten fest miteinander verbinden. Der erste Teilbereich kann dabei ein Befestigungsmittel und eine Hülse umfassen, wobei das Befesti gungsmittel zur Verbindung mit den Segmenten des zweiten Teilbereichs bezie hungsweise den Komponenten ausgebildet ist, wogegen die Hülse keine direkte Verbindung mit den Segmenten des zweiten Teilbereichs oder den Komponenten hat, diese aber zumindest nahezu vollständig umgeben kann. In dieser ersten Position können zwei Segmente des zweiten Teilbereichs für den Fall, dass der zweite Teilbereich zwei Segmente umfasst, durch das Befestigungsmittel so mitei nander verbunden werden, dass keine Relativbewegung zwischen den beispielswei se als Stahlrohre ausgebildeten Segmenten des zweiten Teilbereichs mehr möglich ist. Im Fall, dass der zweite Teilbereich nur ein Segment umfasst, kann der erste Teilbereich das Segment des zweiten Teilbereichs mit einer der beiden Komponen ten verbinden, wobei eine Relativbewegung in dieser ersten Position ebenfalls nicht möglich ist.
Weiterhin kann der erste Teilbereich in der zweiten Position mit einem Segment des zweiten Teilbereichs oder der Komponente fest verbunden sein. Der erste Teilbe reich kann dabei nur mit einem der genannten Teile verbunden sein, sodass in dieser Position keine Verbindung zwischen den beiden Segmenten beziehungswei- se zwischen dem Segment des zweiten Teilbereichs und der Komponente vorhan den ist und eine Relativbewegung zwischen den beiden Segmenten des zweiten Teilbereichs oder dem Segment des zweiten Teilbereichs und der Komponente möglich ist. Dadurch kann eine Entkopplung zwischen den beiden Komponenten erreicht werden. Die Hülse des ersten Teilbereichs kann in dieser zweiten Position so positioniert sein, dass der Bereich der Leitungen, der nicht durch den zweiten Teilbereich der Schutzvorrichtung umschlossen wird, gegebenenfalls mit einem gewissen Abstand von der Hülse umschlossen werden kann. Somit ist der Schutz vor mechanischer Beschädigung auch in diesem Bereich gegeben. Die erste Position kann beispielsweise für den Transport der Komponenten und während der Montage der Projektionsbelichtungsanlage verwendet werden, wobei nach Abschluss der Montage, der erste Teilbereich von der ersten in die zweite Position geschoben wird und somit eine nahezu vollständige Entkopplung der beiden Komponenten zueinander gewährleistet werden kann, die nur noch durch die Leitungen selbst fest miteinander verbunden sind.
In einer Variante der Erfindung kann das Verhältnis der statischen Steifigkeit des ersten Teilbereiches und des zweiten Teilbereiches größer als 1 sein. Die statische Steifigkeit ergibt mit der Auslenkung zusammen eine Kraft, die bei einer Relativbe wegung der beiden Komponente zueinander auf beide Komponenten wirkt, wodurch eine Bewegung von einer Komponente auf die andere Komponente übertragen werden kann. Je geringer die statische Steifigkeit, desto geringer die Kräfte, die bei gleicher Auslenkung übertragen werden. Durch diese Wahl der statischen Steifigkeit des ersten Teilbereiches kann insbesondere auch die Einhaltung der erforderlichen Mindestbiegeradien sichergestellt werden. Daneben kann das Verhältnis der dynamischen Steifigkeit des ersten Teilbereiches und des zweiten Teilbereiches in einem Frequenzbereich von 500Hz-2000Hz kleiner als 1/10 sein. Die dynamische Steifigkeit beschreibt die frequenzabhängige Steifig keit eines Körpers, die Einfluss auf die Regelbarkeit von Komponenten über einen bestimmten Frequenzbereich hinweg hat. Des Weiteren kann der erste Teilbereich ein Material mit einer Eigendämpfung von größer als 20% umfassen. Dies kann beispielsweise ein Kunststoff sein, wie ein Perfluorkautschuk, der auch als FFKM bzw. FKM bekannt ist. Der Perfluorkautschuk besitzt eine sehr geringe Ausgasrate und ist daher für die Verwendung im Vakuum geeignet.
In einer Variante der Erfindung kann der erste Teilbereich mehrere Segmente umfassen. Alle Segmente des ersten Teilbereichs können zu der entkoppelnden Gesamtwirkung des ersten Teilbereiches beitragen. Die Segmente können dabei beispielsweise eine Muffe und zwei Befestigungsmittel umfassen. Die Muffe kann aus Perfluorkautschuk ausgestaltet sein, wodurch die Muffe eine Eigendämpfung besitzt, also Bewegungsenergie im Material in Wärmeenergie umwandeln kann, und so die Übertragung von mechanischer Energie zusätzlich dämpft. Der Perfluorkaut schuk ist flexibel genug, um Biegungen in der Schutzvorrichtung zuzulassen, aber auch steif genug, um die Unterschreitung eines zu kleinen Biegeradius sicherzustel- len. Die Befestigungsmittel können zur Verbindung der Muffe mit einem Segment des zweiten Teilbereichs oder einer der beiden Komponenten dienen.
Weiterhin können die Komponenten und die Segmente des ersten und zweiten Teilbereichs wie folgt nacheinander angeordnet sein:
- erste Komponente, Segment des ersten Teilbereichs, Segment des zweiten Teilbe- reichs, zweite Komponente oder,
- erste Komponente, Segment des zweiten Teilbereichs, Segment des ersten Teilbe reichs, zweite Komponente oder,
- erste Komponente, erstes Segment des ersten Teilbereichs, Segment des zweiten Teilbereichs, zweites Segment des ersten Teilbereichs, zweite Komponente oder, - erste Komponente, erstes Segment des ersten Teilbereichs, erstes Segment des zweiten Teilbereichs, zweites Segment des ersten Teilbereichs, zweites Segment des zweiten Teilbereichs, drittes Segment des ersten Teilbereichs, zweite Kompo nente oder, - erste Komponente, erstes Segment des ersten Teilbereichs, erstes Segment des zweiten Teilbereichs, zweites Segment des ersten Teilbereichs, zweites Segment des zweiten Teilbereichs, zweite Komponente oder,
- erste Komponente, erstes Segment des zweiten Teilbereichs, erstes Segment des ersten Teilbereichs, zweites Segment des zweiten Teilbereichs, zweites Segment des ersten Teilbereichs, zweite Komponente oder,
- erste Komponente, erstes Segment des zweiten Teilbereichs, Segment des ersten Teilbereichs, zweites Segment des zweiten Teilbereichs, zweite Komponente.
Bei einer größeren Anzahl von Segmenten des ersten und zweiten Teilbereichs sind weitere Anordnungen möglich. Insbesondere kann der erste Teilbereich als abge stimmter Massendämpfer ausgebildet werden. Im Fall, dass die Schutzvorrichtung in einer Schlinge von einer Komponente zur anderen Komponente ausgeführt ist und beispielsweise im tiefsten Punkt der Schlinge angeordnet ist, kann dieser so ausge- legt sein, dass er Bewegungen der Schlinge durch die Bewegung einer zusätzlichen Masse dämpft.
Weiterhin können die Materialien der Schutzvorrichtung vakuumtauglich sein, also geringe Ausgasraten aufweisen. Dies ermöglicht den Einsatz in Projektionsbelich tungsanalgen der neuesten Generation, die üblicherweise in Vakuum betrieben werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die Erfindung verwirklicht sein kann, Figur 2 eine aus dem Stand der Technik bekannte Schutzvorrichtung,
Figur 3 eine erste Ausführungsform der Erfindung, Figur 4a - d weitere Varianten der ersten Ausführungsform der Erfindung und,
Figur 5a-b eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektions- belichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung Anwendung finden kann. Die Schutzvorrichtung kann beispielsweise zwischen einer nicht dargestellten Steuerung und der Projektionsoptik 9 angeordnet sein. Ein Beleuch tungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1 weist neben einer Lichtquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebe- ne 6 auf. Eine durch die Lichtquelle 3 erzeugte EUV-Strahlung 14 als optische Nutzstrahlung wird mittels eines in der Lichtquelle 3 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 15 einen Zwischenfo kus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 2 trifft. Nach dem Feldfacet tenspiegel 2 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 16 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 16 und einer optischen Baugruppe 17 mit Spiegeln 18, 19 und 20 werden Feldfacetten des Feldfacetten spiegels 2 in das Objektfeld 5 abgebildet.
Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem schema- tisch dargestellten Retikelhalter 8 gehalten wird. Eine lediglich schematisch darge stellte Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in eine Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine licht empfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 ange ordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 13 gehalten wird. Die Lichtquelle 3 kann Nutzstrahlung insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 120 nm emittieren.
Die Erfindung kann ebenso in einer DUV-Anlage verwendet werden, die nicht dargestellt ist. Eine DUV-Anlage ist prinzipiell wie die oben beschriebene EUV- Anlage 1 aufgebaut, wobei in einer DUV-Anlage Spiegel und Linsen als optische Elemente verwendet werden können und die Lichtquelle einer DUV-Anlage eine Nutzstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 300 nm emittiert.
Insbesondere kann die Erfindung auch zwischen Komponenten zur Anwendung kommen, von denen die eine an einem sogenannten Force Frame und die andere an einem sogenannten Sensor Frame angeordnet ist. Bei dem Force Frame handelt es sich um eine Tragstruktur einer Projektionsbelichtungsanlage, die die von den verwendeten Komponenten ausgehenden Kräfte, insbesondere deren Gewichtskräf te aufnimmt. Der Sensor Frame dagegen trägt im Wesentlichen nur Sensorkompo nenten und muss bestmöglich insbesondere von mechanischen Einflüssen des Force Frame entkoppelt sein, um beispielsweise möglichst präzise Positionsmes sungen zu gewährleisten.
Figur 2 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannte Schutzvorrichtung 30, die einen Wellschlauch 40 und zwei Befestigungsmittel 61 umfasst. Die Schutzvorrich tung 30 ist mit den Befestigungsmitteln 61 jeweils an einer der beiden Komponenten 60, 60' befestigt, wobei die Schutzvorrichtung 30 in einer in der Figur nicht geson dert bezeichneten Schlinge von einer Komponente 60 zur anderen Komponente 60' verläuft. Die Schlinge dient zur Entkopplung von Relativbewegungen zwischen den beiden Komponenten 60, 60‘, wobei mechanische Schwingungen über den Well schlauch 40 von einer Komponente 60 zur anderen Komponente 60' übertragen werden können. Die durch die Schutzvorrichtung 30 vor mechanischer Beschädi gung geschützten Leitungen 70 sind mit gestrichelten Linien angedeutet.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Variante der Erfindung, wobei die Schutzvorrichtung 30 einen zwei Segmente 32, 32' umfassenden ersten Teilbereich 31 und einen als Wellschlauch 40 ausgebildeten zweiten Teilbereich 33 umfasst. Ein Segment 32, 32' des ersten Teilbereichs 31 umfasst dabei eine Muffe 42 und zwei Befestigungsmittel 41. Die Befestigungsmittel 41 verbinden die Muffe 42 jeweils mit dem zweiten Teilbereich 33 und mit einer der beiden Komponenten 60, 60‘. Die Muffe 42 kann beispielsweise Kunststoff, insbesondere Perfluorkautschuk umfassen. Die Flexibilität beziehungsweise die geringe Steifigkeit der Muffe 42 im io
Vergleich zu dem zweiten Teilbereich 33 führt einerseits zu einer Entkopplung der beiden Komponenten 60, 60' zueinander, andererseits wird durch die Eigendämp fung der Muffe 42 die Energie, die in Form von mechanischer Schwingungsenergie im System vorhanden ist, reduziert. Die Ausführung des Wellschlauches 40 ist nahezu identisch zu dem in der Figur 2 gezeigten Stand der Technik, wobei auch die Schlinge zur weiteren Entkopplung beibehalten wird. Die Leitungen 70 sind wiede rum als gestrichelte Linien angedeutet.
Figur 4a - 4d zeigen verschiedene Varianten einer erfindungsgemäßen Schutzvor richtung 30, wobei die Schutzvorrichtungen 30 zur Vereinfachung der Darstellung jeweils ohne Schlinge dargestellt sind. Die Segmente 32, 32‘, 32“ des ersten Teilbe reiches 31 sind im Wesentlichen identisch zu den in Figur 3 gezeigten Segmenten 32, 32' und umfassen jeweils eine Muffe 42 und zwei Befestigungsmittel 41.
Figur 4a zeigt eine erste Variante der Schutzvorrichtung 30, bei welcher der erste Teilbereich 31 nur ein Segment 32 umfasst. Dabei verbindet das erste Befesti gungsmittel 41 die Muffe 42 mit der Komponente 60 und das zweite Befestigungsmit tel 41 wiederum die Muffe 42 mit dem zweiten Teilbereich 33, der ebenfalls nur ein Segment 34 aufweist. Das Segment 34 ist mit einem Befestigungsmittel 61 mit der Komponenten 60' verbunden. Die entkoppelnde Wirkung des ersten Teilbereichs 31 ist nahezu identisch zu der in Figur 3 beschriebenen.
Figur 4b zeigt eine weitere Variante der Schutzvorrichtung 30, wobei der erste Teilbereich 31 ebenfalls nur ein Segment 32 aufweist. Dieses ist zwischen zwei Segmenten 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33 angeordnet. Die Segmente 34, 34' sind durch Befestigungsmittel 61 mit den Komponenten 60, 60' verbunden. In dieser Anordnung ist es denkbar, den ersten Teilbereich 31 zusätzlich als abgestimmten Dämpfer auszubilden. Dabei wirkt der erste Teilbereich 31 neben der Eigendämp fung und Entkopplung der Muffe 42 als Ganzes zusätzlich als Tilger, der die
Amplituden in einer Resonanzfrequenz der Schutzvorrichtung 30 auf ein Minimum reduzieren kann. Figur 4c zeigt eine weitere Variante der Schutzvorrichtung 30, die eine Kombination der in Figur 3 und der Figur 4a gezeigten Varianten entspricht, also drei Segmente 32, 32‘, 32“ des ersten Teilbereiches 31 und zwei Segmente 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33 umfasst. Die Segmente 32, 32‘, 32“ des ersten Teilbereichs 31 sind jeweils zwischen einer Komponente 60, 60' und je einem Segment 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33 beziehungsweise zwischen den Segmenten 34, 34' ange ordnet.
Figur 4d zeigt eine weitere Variante der Schutzvorrichtung 30, die hinsichtlich der Anordnung der Segmente 32, 32‘, 32“, 34, 34' nahezu identisch zu der in Figur 4c gezeigten Schutzvorrichtung 30 ausgeführt ist. Die beiden Segmente 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33 sind dabei unterschiedlich lang, wodurch die Weiterleitung von mechanischen Schwingungen, deren Frequenz einer Resonanzfrequenz des ersten Segments 34 entspricht, deutlich reduziert wird. Auf Grund der durch die unterschiedliche Längen voneinander abweichenden Resonanzfrequenzen der Segmente 34 und 34' werden mechanische Schwingungen des Segmentes 34 durch das Segment 34' nicht vollständig übertragen. Dieser Effekt wird beispielsweise bei Schallschutzverglasungen dadurch erreicht, dass unterschiedlich dicke Scheiben verwendet werden.
Figur 5a und b zeigen eine weitere Ausführungsform der Schutzvorrichtung 30. Die Schutzvorrichtung 30 umfasst dabei ein Segment 32 des ersten Teilbereichs 31 , wobei dieses ein Befestigungsmittel 51 und eine Hülse 52 umfasst. Weiterhin umfasst die Schutzvorrichtung 30 im gezeigten Beispiel zwei Segmente 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33. Der erste 31 und der zweite Teilbereich 33 können dabei Stahlrohre 50, 50' umfassen. Darüber hinaus umfasst der erste Teilbereich 31 aus funktioneller Sicht auch den Bereich zwischen den beiden Segmenten 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33.
Die in Figur 5a gezeigte Position des ersten Teilbereichs 31 wird beispielsweise für den Transport oder beim Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage verwendet. In dieser Position verbindet das Befestigungsmittel 51 des ersten Teilbereichs 31 die beiden Segmente 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33, wobei das Befestigungsmittel 51 als Klemmvorrichtung ausgebildet ist. Die Hülse 52, die in Form eines Rohrab schnitts ausgebildet ist, weist einen größeren Innendurchmesser als das Befesti gungsmittel 51 auf und ist mit diesem fest verbunden. Der Innendurchmesser ist dabei so gewählt, dass die Hülse 52, ohne die Segmente 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33 zu berühren, über diese hinwegbewegt werden kann.
Figur 5b zeigt die identische Anordnung in einer zweiten Position, in der der erste Teilbereich 31 mit der Befestigung 51 nur an einem der Segmente 34' des zweiten Teilbereichs 33 befestigt ist. Die Hülse 52 umschließt die Leitungen 70, die gestri chelt dargestellt sind, in dem Bereich zwischen den beiden Segmenten 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33, in dem die Leitungen 70 nicht von Rohren 50, 50' um schlossen sind. Die Hülse 52 dient in diesem Bereich zum Schutz der Leitungen 70 vor mechanischer Beschädigung und durch eine geeignete Auswahl des Innen durchmessers der Hülse 52 auch zur Vermeidung des Unterschreitens eines mini malen Biegeradius. In der zweiten Position ermöglicht der Bereich zwischen den beiden Segmenten 34, 34' des zweiten Teilbereichs 33 eine nahezu vollständige Entkopplung der beiden Komponenten, die nur über die Leitungen 70 miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste
1 Projektionsbelichtungsanlage
2 Facettenspiegel
3 Lichtquelle
4 Beleuchtungsoptik
5 Objektfeld
6 Objektebene
7 Retikel
8 Retikelhalter
9 Projektionsoptik
10 Bildfeld
1 1 Bildebene
12 Wafer
13 Waferhalter
14 EUV-Strahlung
15 Zwischenfeldfokusebene
16 Pupillenfacettenspiegel
17 Baugruppe
18 Spiegel
19 Spiegel
20 Spiegel
30 Schutzvorrichtung
31 erster Teilbereich
32, 32', 32" Segment des ersten Teilbereichs 33 zweiter Teilbereich
34, 34' Segment des zweiten Teilbereichs
40 Wellschlauch
41 Befestigungsmittel
42 Muffe , 50' Rohr
Befestigungsmittel Hülse,60' Komponente
Befestigungsmittel Leitung

Claims

Patentansprüche
1. Schutzvorrichtung (30) für Leitungen (70) zwischen zwei Komponenten
(60,60‘) einer Projektionsbelichtungsanlage (1 ) für die Halbleiterlithographie, wobei die Schutzvorrichtung (30) mit beiden Komponenten (60,60‘) fest ver bunden ist, umfassend mindestens einen ersten Teilbereich (31 ) und mindes tens einen zweiten Teilbereich (33), wobei der erste Teilbereich (31 ) und der zweite Teilbereich (33) zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen der Leitungen (70) ausbildet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (31 ) zumindest zeitweise zur mechanischen Entkopp lung zwischen der ersten (60) und der zweiten Komponente (60) eingerichtet ist und der zweite Teilbereich (33) mehrere Segmente (34,34‘,34“) umfasst.
2. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Segmente (34,34‘,34“) unterschiedliche Längen aufweisen.
3. Schutzvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (31 ) mit mindestens einem Segment (34,34‘,34“) des zweiten Teilbereiches (33) fest verbunden ist.
4. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindung zwischen dem ersten Teilbereich (31 ) und dem mindestens einen Segment (34,34‘,34“) des zweiten Teilbereiches (33) eine Klemmver bindung ist.
5. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (31 ) so eingerichtet ist, dass er in einer ersten und in ei ner zweiten Position mit dem mindestens einen Segment (34,34‘,34“) des zweiten Teilbereichs (33) verbunden werden kann.
6. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (31 ) in der ersten Position zwei Segmente (34,34‘) des zweiten Teilbereiches (33) oder ein Segment (34,34‘) des zweiten Teilbe reichs (33) mit mindestens einer der beiden Komponenten (60,60‘) fest mitei nander verbindet.
7. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (31 ) in der zweiten Position mit einem Segment (34,34‘) des zweiten Teilbereichs (33) oder der Komponente (60,60‘) fest verbunden ist.
8. Schutzvorrichtung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis der statischen Steifigkeit des ersten Teilbereiches (31 ) und des zweiten Teilbereiches (33) größer als 1 ist.
9. Schutzvorrichtung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis der dynamischen Steifigkeit des ersten Teilbereiches (31 ) und des zweiten Teilbereiches (33) in einem Frequenzbereich von 500Hz-2000Hz kleiner als 1/10 ist.
10. Schutzvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (31 ) ein Material mit einer Eigendämpfung von größer als 20% umfasst.
11.Schutzvorrichtung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (31 ) mehrere Segmente (32, 32‘,32“) umfasst.
12. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponenten (60,60‘) und die Segmente (32, 32‘, 32“, 34,34') des ersten (31 ) und zweiten Teilbereichs (33) wie folgt nacheinander angeordnet sind: - erste Komponente (60), Segment (32) des ersten Teilbereichs (31 ), Seg ment (34) des zweiten Teilbereichs (33), zweite Komponente (60‘) oder,
- erste Komponente (60), Segment (34) des zweiten Teilbereichs (33), Seg ment (32) des ersten Teilbereichs (31 ), zweite Komponente (60‘) oder,
- erste Komponente (60), erstes Segment (32) des ersten Teilbereichs (31 ), Segment (34) des zweiten Teilbereichs (33), zweites Segment (32‘) des ers ten Teilbereichs (31 ), zweite Komponente (60‘) oder,
- erste Komponente (60), erstes Segment (32) des ersten Teilbereichs (31 ), erstes Segment (34) des zweiten Teilbereichs (33), zweites Segment (32‘) des ersten Teilbereichs (31 ), zweites Segment (34‘) des zweiten Teilbereichs (33), drittes Segment (32“) des ersten Teilbereichs (31 ), zweite Komponente (60‘) oder,
- erste Komponente (60), erstes Segment (32) des ersten Teilbereichs (31 ), erstes Segment (34) des zweiten Teilbereichs (33), zweites Segment (32‘) des ersten Teilbereichs (31 ), zweites Segment (34‘) des zweiten Teilbereichs (33), zweite Komponente (60‘) oder,
- erste Komponente (60), erstes Segment (34) des zweiten Teilbereichs (33), erstes Segment (32) des ersten Teilbereichs (31 ), zweites Segment (34‘) des zweiten Teilbereichs (33), zweites Segment (32‘) des ersten Teilbereichs (31 ), zweite Komponente (60‘) oder,
- erste Komponente (60), erstes Segment (34) des zweiten Teilbereichs (33), Segment (32) des ersten Teilbereichs (31 ), zweites Segment (34‘) des zwei ten Teilbereichs (33), zweite Komponente (60‘).
13. Schutzvorrichtung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (31 ) als abgestimmter Massendämpfer ausgebildet ist.
14. Schutzvorrichtung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Materialien der Schutzvorrichtung (30) vakuumtauglich sind.
15. Projektionsbelichtungsanlage (1 ) für die Halbleiterlithographie mit einer
Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 14.
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