WO2022078754A1

WO2022078754A1 - Optische komponente und verfahren zur justage der optischen komponente, sowie projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: WO2022078754A1
Application number: PCT/EP2021/076694
Authority: WO
Inventors: Christian Koerner; Fabian Pollok
Original assignee: Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2022-04-21
Also published as: DE102020212870A1; CN116324563A; KR20230082682A

Abstract

Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine optische Komponente (19) mit einem optischen Element (25), welches durch eine als Hexapod ausgebildete Lagerung mit einem Basiselement (27) verbunden ist, und einer Vorrichtung (31) zur Referenzierung eines Kontaktpunktes (29) zwischen mindestens einem Hexapodbein (20) und einem der beiden Elemente (25, 27) in einer Verbindungsebene (28), wobei die Vorrichtung (31) in einer Integrationsrichtung der beiden Elemente (25, 27) zueinander weich ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage (1, 101) für die Halbleitertechnologie sowie ein Verfahren zur Justage einer optischen 10 Komponente (19).

Description

Optische Komponente und Verfahren zur Justage der optischen Komponente, sowie Projektionsbelichtungsanlage

Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 212 870.7 in Anspruch, deren Inhalt hierin vollumfänglich durch Bezugnahme aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine optische Komponente und ein Verfahren zur Justage einer optischen Komponente, sowie eine Projektionsbelichtungsanlage.

Derartige Anlagen werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen, verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, mit einem sogenannten Retikel, auf einem mit photosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. Während bisher die zur Abbildung verwendeten Wellenlängen überwiegend in einem Bereich von 100 nm und 300 nm, im sogenannten DUV-Bereich, lagen, werden in jüngerer Zeit vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.

Die zur Abbildung verwendeten optischen Elemente für die oben beschriebene Anwendung müssen mit höchster Präzision zu optischen Komponenten montiert werden, um beispielsweise die für den Ausgleich von Montagetoleranzen erforderlichen Verfahrwege von Manipulatoren so gering wie möglich zu halten. Die optischen Elemente sind in einem Gehäuse, üblicherweise in einem Objektivgehäuse ange- ordnet und werden mit Hilfe von Referenzpunkten montiert. Unter Referenzpunkten versteht man dabei ausgezeichnete Punkte am Gehäuse, anhand derer die Position und Ausrichtung der optischen Elemente zueinander und relativ zu dem Gehäuse ermittelt werden kann. Insbesondere können die Referenzpunkte als mechanischen Referenzelemente, die beispielsweise pin-förmig oder in Form einer Hülse ausgebildet sein können, ausgebildet sein.

Bei der Integration der optischen Elemente in das Objektivgehäuse und bei deren Justage hat sich die Verwendung von Hexapoden als das am besten reproduzierbare Verfahren herausgestellt. Die Anforderung einer hohen Wiederholgenauigkeit bei der Positionierung eines optischen Elementes, die einen Austausch des optischen Elementes, wie beispielsweise einem Spiegel, mit einer ausreichenden Genauigkeit sicherstellen soll, führt bei der Auslegung einer Entkopplung für die einzelnen Hexapodbeine allerdings zu Restriktionen. Zur Fixierung der X-Richtung und Y- Richtung, die senkrecht zu der in Z-Richtung liegenden Längsachse des Hexapod- beins liegen und eine Verbindungsebene aufspannen, werden im Stand der Technik als Referenzelemente Hülsen eingesetzt. Diese sind mit dem Spiegel oder dem Objektivgehäuse einer optischen Komponente verbunden. Sie dienen als Führung des Hexapodbeins in der Z-Richtung, wozu am Hexapodbein ein Pin ausgebildet ist, welcher in der Hülse geführt wird. Zwischen dem Spiegel und dem Objektivgehäuse ist ein austauschbarer Spacer angeordnet, der zur Justage des optischen Elementes in sechs Freiheitsgraden durch Anpassen der Länge der einzelnen Hexapodbeine ausgetauscht werden kann. Liegt die Integrationsrichtung des optischen Elementes, also die Richtung, in die das optische Element bei seinem Einbau oder Ausbau bewegt wird, nicht parallel zu der Längsachse des Hexapodbeins, so muss das Hexapodbein durch die Zwangsführung des Pins in der Hülse bei der Integration senkrecht zur Längsachse des Hexapodbeins s-förmig deformiert werden. In der Regel wird ein optisches Element gleichzeitig über mehrere, nicht parallele Hexapodbeine mit dem Gehäuse verbunden, so dass dieser Fall zwangsläufig vorkommt. Üblicherweise wird in derartigen Situationen unter Berücksichtigung weiterer Voraussetzungen wie beispielweise des zur Verfügung stehenden Bauraums die Integrationsrichtung derart gewählt, dass keines der Hexapodbeine übermäßig deformiert wird, was im Ergebnis dazu führt, dass jedes Hexapodbein die oben genannte s-förmige Deformation erfährt. Die bei der s-förmigen Deformation entstehenden Spannungen in den Entkopplungsgelenken sind deutlich höher als die durch eine im Betrieb übliche Positionierung des Spiegels auftretenden Spannungen in den Entkopplungselementen. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Entkopplungsgelenke des Hexapodbeins weicher ausgelegt werden müssen, als für die Anbindung der optischen Komponente notwendig beziehungsweise wünschenswert ist. Ein weiterer Nachteil ist die mögliche Erzeugung von Partikeln bei der Zwangsführung des Pins in der Hülse.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Komponente und eine Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Justage einer optischen Komponente anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.

Eine erfindungsgemäße optische Komponente umfasst ein optisches Element, welches durch eine als Hexapod ausgebildete Lagerung mit einem Basiselement verbunden ist. Weiterhin umfasst die optische Komponente eine Vorrichtung zur Referenzierung eines Kontaktpunktes zwischen mindestens einem Hexapodbein und einem der beiden Elemente in einer Verbindungsebene. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung in einer Integrationsrichtung der beiden Elemente zueinander weich ausgebildet. Dabei kann es schon genügen, wenn die Richtung einer daraus resultierenden leichte BewegbarkeitA/erformbarkeit der Vorrichtung eine Komponente in Integrationsrichtung aufweist. Damit kann insbesondere erreicht werden, dass bei der Integration/Demontage des optischen Elementes das Ausmaß der oben beschriebenen s-förmigen Deformation reduziert wird.

Im Fall, dass ein als Spiegel ausgebildetes optisches Element integriert wird, werden bei der Erstmontage zunächst die Hexapodbeine mit dem Basiselement verbunden und nachfolgend der Spiegel integriert, also seinerseits über die Hexapodbeine mit dem Basiselement verbunden. Prinzipiell können die Hexapodbeine auch zuerst mit dem optischen Element beziehungsweise dem Spiegel verbunden werden und nachfolgend können die Hexapodbeine mit dem Basiselement verbunden werden.

Zur Beschreibung des prinzipiellen Vorgehens wird im Folgenden zur Vereinfachung nur auf diejenige Variante eingegangen, bei welcher das optische Element zuerst mit dem Basiselement verbunden wird. Das optische Element und das Hexapodbein werden dann im Zuge der Integration in dem Kontaktpunkt, welcher auf der Verbindungsebene angeordnet ist, verbunden. Unter der Verbindungsebene wird vorliegend die Ebene senkrecht zur Längsachse des Hexapodbeins verstanden, in welcher ein Fußpunkt des Hexapodbeins mit dem optischen Element mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit zueinander ausgerichtet werden müssen. Der Kontaktpunkt zwischen dem Hexapodbein und dem optischen Element in der Verbindungsebene muss unabhängig von der effektiven Länge des Hexapodbeins, welches bei der Integration angepasst wird, an derselben Position am optischen Element liegen. Unter der effektiven Länge des Hexapodbeins wird dabei die Summe aus geometrischer Länge des Hexapodbeines und der Dicke eines bei der Anpassung verwendeten Spacers verstanden. Nachdem das optische Element und die Hexapodbeine erstmals in einer nominellen Position verbunden wurden, kann die beispielsweise als Parallelführung ausgebildete Vorrichtung zwischen dem Hexapodbein und dem optischen Element ebenfalls in ihrer nominellen Position, also ohne dass sie in Integrationsrichtung ausgelenkt ist, montiert werden. Soll im Laufe der Integration die effektive Länge der Hexapodbeine durch den Austausch von Spacern, die zwischen den Hexapodbeinen und dem optischen Element angeordnet sind, eingestellt werden, wird der Kontaktpunkt in der Verbindungsebene durch die Vorrichtung definiert. Gleichzeitig hat die in Integrationsrichtung weiche Vorrichtung den Vorteil, dass ein Spalt für den Austausch des Spacers zwischen dem Hexapodbein und dem optischem Element eingestellt werden kann, ohne eines der Entkopplungselemente des Hexapodbeins zu deformieren und damit Spannungen oder Deformationen in das optische Element einzutragen. Die Hexapodbeine können damit vorteilhaft nach den Anforderungen einer montierten optischen Korn- ponente ausgelegt werden. Weich soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die Steifigkeit in eine Richtung im Vergleich zu der Steifigkeit des Bauteils in die anderen Raumrichtungen kleiner ist.

Weiterhin kann die Vorrichtung mindestens eine Blattfeder umfassen. Insbesondere kann die mindestens eine Blattfeder in der Verbindungsebene angeordnet sein. Die in Richtung ihrer Blattebene steife Blattfeder kann dadurch den Endpunkt des Hexapodbeins in Bezug zu dem optischen Element in der Verbindungsebene definieren. Blattfedern zeichnen sich weiterhin dadurch aus, senkrecht zur Blattebene weich zu sein. Eine Rotationsteifigkeit um die Längsachse ist ebenfalls im Vergleich zu der Steifigkeit in der Blattebene weich und kann eine leichte Rotation des optischen Elementes gegenüber dem Hexapodbein bei der Integration ausgleichen, ohne dabei die Ausrichtung der beiden Bauteile zueinander signifikant zu verändern. In dem Fall, in dem das Hexapodbein von dem optischen Element gelöst wird, kann die Blattfeder leicht in Integrationsrichtung deformiert werden, wodurch der Kontakt zwischen Hexapodbein und optischem Element ohne störende Reibung gelöst werden kann. Das Hexapodbein wird, wie weiter oben beschrieben, in diesem Fall nicht senkrecht zu seiner Längsachse deformiert. Bei dem nachfolgenden Fügen des optischen Elementes mit dem Hexapodbein sind die beiden Bauteile in derselben Ausrichtung zueinander positioniert, wenn die Blattfeder keine Deformation entlang der Längsachse aufweist, also keine Biegung oder einen S-Schlag aufweist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Kinematik mit mindestens zwei Gelenken, die insbesondere als monolithische Gelenke ausgebildet sein können. Die Gelenke können am Übergang zwischen der Kinematik und dem optischen Element beziehungsweise dem Hexapodbein angeordnet sein und mit einer im Verhältnis zu Blattfedern steifen Platte oder Balken verbunden sein, wobei die Gelenke nur eine Bewegung um eine Achse zulassen. Die Funktion entspricht in erster Näherung der Funktion einer Blattfeder, wobei die Drehpunkte der Vorrichtung durch die Anordnung der Gelenke im Gegensatz zur Biegung einer Blattfeder definiert sind und an die Integrationsbewegung des Spiegels angepasst werden können. Weiterhin kann die Vorrichtung als Parallelführung ausgebildet sein. Die Parallelführung hat den Vorteil, dass alle bis auf einen Freiheitsgrad durch die Führung gesperrt sind, also die Ausrichtung des Fußpunktes des Hexapodbeins auf dem optischen Element in der Verbindungsebene immer dann dem Kontaktpunkt entspricht, wenn die Blattfedern keine Biegung oder einen S-Schlag aufweisen, also gerade sind.

Insbesondere kann die Parallelführung Führungselemente mit unterschiedlicher Länge umfassen. Die unterschiedliche Länge der Führungselemente kann dazu genutzt werden, die Parallelführung auf die Trajektorie des optischen Elementes in Bezug auf das Hexapodbein anzupassen, so dass die Führungselemente keinen S- Schlag sondern eine reine Biegung erfahren.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung Mittel zur Einstellung der Position eines Verbindungselementes der Vorrichtung in Richtung der Längsachse der Vorrichtung umfassen. Bei dem Verbindungselement handelt es sich um dasjenige Element, mittels welchem die Vorrichtung mit dem optischen Element verbunden wird. Wird im Rahmen der Integration die effektive Länge des Hexapodbeins durch einen Spacer gegenüber der nominellen Länge verlängert oder verkürzt, ergibt sich daraus einen Beitrag in Richtung der Längsachse der Vorrichtung und einen Beitrag in Integrationsrichtung. Die Position des Verbindungselementes kann zur Korrektur des Beitrages in Richtung der Längsachse der Vorrichtung mit Hilfe der Mittel angepasst werden. Die Änderung in Integrationsrichtung wird durch die Deformation der Blattfedern beziehungsweise der Kinematik der Vorrichtung kompensiert. Dies hat wiederum eine Verkürzung der Vorrichtung in ihrer Längsrichtung zur Folge, wobei der Beitrag in den meisten Fällen nicht signifikant ist und daher vernachlässigt werden kann. Zur Reduzierung der Fehler bei der Wiederholgenauigkeit der Positionierung des Hexapodbeins zu dem optischen Element in der Ebene senkrecht zur Längsachse des Hexapods kann der Beitrag daher weiterhin berücksichtigt werden. Der Beitrag b zur Korrektur der Länge der Vorrichtung berechnet sich aus der Länge I der Blattfeder beziehungsweise der Kinematik der Vorrichtung, der Änderung der Dicke des Spacers a und dem Winkel a der Längsachse des Hexapoden zur Integrationsrichtung des optischen Elementes im Fall einer Blattfeder wie folgt:

S-Schlag_z = a * cos a, was dem Abstand der Vorrichtung zu der Position des Fußpunktes des Hexapods in Integrationsrichtung entspricht.

S-Schlag_y = (3 * S-Schlag_z ²) / (5 * I) b = a * sin a + S-Schlag_Y, welches der zu korrigierenden Länge entspricht.

Im Fall von a = 0,5 mm, I = 100 mm und a = 50° ergibt sich daraus.

S-Schlagz = 0,5 mm * cos 50° = 0,32 mm

S-Schlagy = (3 * (0,32 mm)² / (5*100 mm)) = 6 * 10’⁴ mm = 0,61 pm b = 0,5 mm * sin 50° + 6 * 10-4 = 0,38 mm

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Justage einer optischen Komponente und einer Vorrichtung wie vorne beschrieben umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

- Lösen des Hexapodbeines von dem optischen Element,

- Lösen der Mittel zur Anpassung der Position des Verbindungselementes des optischen Elementes,

- Wegbewegen des optischen Elementes von dem Basiselement,

- Einlegen eines Spacers mit einer vorbestimmten Dicke,

- Bestimmung der neuen Position des Verbindungselementes auf Basis der Dicke des eingelegten Spacers,

- Einstellen der neuen Position des Verbindungselementes durch das Mittel,

- Annähern des optischen Elementes an das Basiselement,

- Fixierung des Hexapodbeines am optischen Element.

Beim Lösen des Hexapodbeines kann durch Lösen von eingefrorenen Spannungen oder auf Grund der Schwerkraft bereits ein Spalt zwischen dem Hexapod und dem optischen Element, welches beispielsweise als Spiegel ausgebildet sein kann, entstehen. Dieser wird beim Wegbewegen (beispielsweise beim Absenken des optischen Elementes im Falle eines hängenden optischen Elementes) derart weit vergrößert, dass der Spacer eingelegt werden kann. Der Spacer verlängert oder verkürzt die effektive Länge des Hexapodbeines, wodurch bei dem Annähern des optischen Elementes an das Basiselement (also im Falle eines hängenden optischen Elementes beim Anheben) nicht die gleiche Position in der Ebene senkrecht zur Längsachse des Hexapodbeins erreicht wird. Zur Kompensation kann die Position des Verbindungselementes auf Basis der Änderung der Dicke des Spacers, wie weiter oben beschrieben bestimmt und mit dem Mittel, welches beispielsweise eine Führung und als Stellschraube ausgebildeten einen Anschlag umfassen kann, eingestellt werden. Werden alle sechs Hexapodbeine in Ihrer Länge angepasst, kann die Position und Ausrichtung des optischen Elements zu dem Basiselement eingestellt werden.

Insbesondere kann bei der Einstellung der Position des Verbindungselementes der Beitrag des S-Schlags in Richtung der Längsachse der Vorrichtung berücksichtigt werden. Durch die Änderung der Dicke des Spacers kommt es abhängig vom Winkel zwischen der Längsachse des Hexapodbeines und der Integrationsrichtung des optischen Elementes zu einem Fehler zweiter Ordnung in der Ebene senkrecht zur Längsachse des Hexapodbeines. Dieser kann, wie die rein geometrische Verschiebung der Position, senkrecht zur Integrationsrichtung ebenfalls korrigiert werden, was zu einer besseren Wiederholbarkeit der Verbindung des Hexapodbeines und des optischen Elementes an derselben Position in der Ebene senkrecht zur Längsachse des Hexapodbeines führt.

Weiterhin kann die Vorrichtung als Parallelführung ausgebildet sein. Die Parallelführung kann die Position zwischen dem Hexapodbein und dem Spiegel bei undeformierten Führungselementen eindeutig definieren und führt dadurch zu einer sehr hohen Widerholgenauigkeit bei der Positionierung der beiden Bauteile zueinander.

Insbesondere kann die Parallelführung Führungselemente unterschiedlicher Länge umfassen. Die Führungselemente der Parallelführung können dabei derart ausgelegt werden, dass diese mit einer einfachen Biegung der Führungselemente der Trajektorie des Spiegels folgen. Parasitäre Kräfte durch einen S-Schlag können dadurch vorteilhaft auf ein Minimum reduziert werden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 den prinzipiellen Aufbau einer DUV-Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die Erfindung verwirklicht sein kann,

Figur 2 den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die Erfindung verwirklicht sein kann,

Figur 3 eine Detailansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten optischen Komponente,

Figur 4a, b eine Darstellung zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Vorrichtung zur Definition einer Position zwischen einem Hexapodbein und einem optischen Element in einer Verbindungsebene,

Figur 5 eine Detailansicht der Vorrichtung, und

Figur 6 ein Flussdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Justageverfahren.

In Figur 1 ist eine exemplarische Projektionsbelichtungsanlage 1 dargestellt, in welcher die Erfindung zur Anwendung kommen kann. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 dient zur Belichtung von Strukturen auf ein mit photosensitiven Materialien beschichtetes Substrat, welches im Allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht und als Wafer 2 bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie beispielsweise Computerchips.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst dabei im Wesentlichen eine Beleuchtungseinrichtung 3 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 8 in einer Objektebene 9, einen Retikelhalter 6 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer Struktur versehenen und in der Objektebene 9 angeordneten Maske, einem sogenannten Retikel 7, durch welches die späteren Strukturen auf dem Wafer 2 bestimmt werden, einen Waferhalter 10 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 2 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 13, mit mehreren optischen Elementen 14, die über Fassungen 15 in einem Objektivgehäuse 16 der Projektionsoptik 13 gehalten sind.

Das grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, dass die in das Retikel 7 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 2 abgebildet werden; die Abbildung wird in der Regel verkleinernd ausgeführt.

Eine Lichtquelle 4 der Beleuchtungseinrichtung 3 stellt einen für die Abbildung des in der Objektebene 9 angeordneten Retikels 7 auf den im Bereich eines Bildfeldes 11 in einer Bildebene 12 angeordneten Wafer 2 benötigten Projektionsstrahl 17 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit, wobei diese insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 100 nm und 300 nm liegt. Als Quelle 4 für diese Strahlung kann beispielsweise ein Laser Verwendung finden. Die Strahlung wird in einer Beleuchtungsoptik 5 der Beleuchtungseinrichtung 3 über optische Elemente 18 derart geformt, dass der Projektionsstrahl 17 beim Auftreffen auf das in der Objektebene 9 angeordnete Retikel 7 das Objektfeld 8 mit den gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen ausleuchtet.

Über den Projektionsstrahl 17 wird ein Bild des Retikels 7 erzeugt und von der Projektionsoptik 13 entsprechend verkleinert auf den in der Bildebene 12 angeordneten Wafer 2 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Dabei können das Retikel 7 und der Wafer 2 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 7 auf entsprechende Bereiche des Wafers 2 abgebildet werden. Die Projektionsoptik 13 weist eine Vielzahl von einzelnen refraktiven, diffraktiven und/oder reflexiven optischen Elementen 14, wie beispielsweise Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen auf, wobei diese optischen Elemente 14 beispielsweise durch eine oder mehrere in der Figur nicht gesondert dargestellte Aktuatoranordnungen aktuiert werden können. Figur 2 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektions- belichtungsanlage 101 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung ebenfalls Anwendung finden kann. Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung einer Struktur auf einem in der Objektebene 109 angeordneten Retikel 107 auf einen im Bildfeld 111 angeordneten Wafer 102 ist vergleichbar mit dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber Figur 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in Figur 2 beginnen also mit 101. Im Unterschied zu einer wie in Figur 1 beschriebenen Durchlichtanlage können auf Grund der geringen Wellenlänge der verwendeten EUV-Strahlung 117 im Bereich von 1 nm bis 120 nm, insbesondere von 13,5 nm, in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 101 zur Abbildung bzw. zur Beleuchtung nur als Spiegel ausgebildete optische Elemente 114, 118 verwendet werden.

Die Beleuchtungseinrichtung 103 der Projektionsbelichtungsanlage 101 weist neben einer Lichtquelle 104 eine Beleuchtungsoptik 105 zur Beleuchtung des Objektfeldes 108 in einer Objektebene 109 auf. Die durch die Lichtquelle 104 erzeugte EUV- Strahlung 117 als optische Nutzstrahlung wird mittels eines in der Lichtquelle 104 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 119 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 120 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 120 wird die EUV-Strahlung 117 von einem Pupillenfacettenspiegel 121 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 121 und einer optischen Baugruppe 122 mit Spiegeln 118 werden die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 120 in das Objektfeld 108 abgebildet. Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 113 unterscheidet sich außer durch den Einsatz von Spiegeln 114 prinzipiell nicht von dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.

Figur 3 zeigt eine Detailansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten optischen Komponente 19, die in einer Schnittdarstellung durch ein Hexapodbein 20 dargestellt ist. Das Hexapodbein 20 verbindet ein im gezeigten Beispiel als Spiegel 25 ausgebildetes optisches Element mit einem als Rahmen 27 ausgebildeten Basiselement und umfasst zwei Entkopolungselemente 22.x, welche dazu ausgebil- det sind, alle Freiheitsgrade außer dem in Richtung der Längsachse 21 des Hexa- podbeins 20 zu entkoppeln. Im gezeigten Beispiel kommt eine serielle Kombination aus zwei in der Figur nicht gesondert bezeichneten Festkörpergelenken zur Anwendung. Das Hexapodbein 20 wird bei der Integration der optischen Komponente 19 zunächst mit dem Rahmen 27 verschraubt. Nachfolgend wird der Spiegel 25 integriert, also in der in der Figur 3 durch einen Pfeil dargestellten Integrationsrichtung I bis zu einem Kontaktpunkt 29 in Richtung des Hexapodbeins 20 bewegt. Der Kontaktpunkt 29, also die Position, in der das Hexapodbein 20 und der Spiegel 25 miteinander verbunden werden, wird durch einen an einem zum Spiegel 25 gerichteten Fußpunkt 23 des Hexapodbeins 20 angeordneten Pin 24 und einer im oder an dem Spiegel 25 angeordneten Hülse 26 definiert. Der Kontaktpunkt 29 liegt in einer sogenannten Verbindungsebene 28, welche senkrecht zur Längsachse 21 des Hexapodbeins 20 orientiert ist. Die Verbindung zwischen Hexapodbein 20 und Spiegel 25 muss während der Integration mehrfach gelöst werden, um über einen zwischen dem Fußpunkt 23 des Hexapodbeins 20 und dem Spiegel 25 angeordneten Spacer 30 die effektive Länge des Hexapodbeins 20 einzustellen, wodurch die Position und die Ausrichtung des Spiegels 25 zum Rahmen 27 justiert werden kann. Der Pin 24 und die Hülse 26 stellen sicher, dass sich der Kontaktpunkt 29 in der Verbindungsebene 28 durch das Einlegen eines Spacers mit einer anderen Dicke in der Verbindungsebene 28 nicht verschiebt. In dem in Figur 3 dargestellten Fall ist die Längsachse 21 des Hexapodbeins 20 in einem von 0° verschiedenen Winkel a zur Integrationsrichtung I ausgebildet, wodurch zum Lösen des Pins 24 aus der Hülse 26 der zum Spiegel 25 gerichtete Fußpunkt 23 des Hexapodbeins 20 in der Verbindungsebene 28 ausgelenkt werden muss. Dadurch wird das Hexapodbein 20 in einem S-Schlag deformiert, wie durch die gestrichelte Linie in Figur 3 angedeutet, wodurch wiederum hohe Spannungen in den Entkopplungselementen 22.x entstehen.

In Figur 4a und 4b sind zur Verdeutlichung der Funktionsweise einer Vorrichtung 31.1 zur Definition eines Kontaktpunktes 29 zwischen einem Hexapodbein 20 und einem optischen Element 25 in einer Verbindungsebene 28 jeweils Detailansichten einer erfindungsgemäßen optischen Komponente 19 dargestellt. Figur 4a zeigt dabei den Zustand nach der ersten Montage der optischen Komponente 19 mit einem ersten Spacer, einem sogenannten nominellen Spacer 30.1. Der Aufbau und die Anordnung von dem Hexapodbein 20, dem als Rahmen 27 ausgebildeten Basiselement und dem als Spiegel 25 ausgebildeten optischen Element sind identisch zu den in Figur 3 dargestellten. Anstelle des in Figur 3 verwendeten Pins 24 umfasst die optische Komponente 19 jedoch im gezeigten Beispiel eine Vorrichtung 31.1 zur Definition des Kontaktpunktes 29 in der Verbindungsebene 28. Die Vorrichtung 31 .1 ist mit einer Hexapodanbindung 34 mit dem Fußpunkt 23 des Hexapodbeins 20 verbunden und umfasst eine Parallelführung 32 mit zwei Blattfedern 33, welche mit der Hexapodanbindung 34 und einem Verbindungselement 35 verbunden sind. Das Verbindungselement 35 verbindet die Vorrichtung 31 .1 mit dem Spiegel 25 und umfasst Mittel zur Einstellung der Länge der Vorrichtung 31.1 in Richtung der Längsachse der Vorrichtung 31.1. Diese umfasst ihrerseits eine Führung 36 und einen Anschlag 37, wobei der zum Verbindungselement 35 gerichtete Fußpunkt 38 der Blattfedern 33 in der Führung 36 in Richtung der Längsachse 39 der Vorrichtung 31 .1 zur Anpassung der Länge der Vorrichtung 31 .1 bewegt werden kann. Der Anschlag 37 kann ebenfalls in Richtung der Längsachse 39 der Vorrichtung 31 .1 bewegt werden und in jeder Position beispielsweise durch eine Klemmung arretiert werden. Der Fußpunkt 38 der Blattfedern 33 und der Anschlag 37 können durch eine Verschraubung (nicht dargestellt) ebenfalls fest miteinander verbunden werden. In der in Figur 4a dargestellten nominellen Position sind die Blattfedern 33 nicht deformiert.

Figur 4b zeigt den Fall, dass die Schnittstelle zwischen dem Hexapodbein 20 und dem Spiegel 25 gelöst wurde und in den dadurch entstandenen Spalt ein Spacer 30 mit einer vorbestimmten Dicke zur Anpassung der effektiven Länge des Hexapodbeins 20 eingeführt wird. Die Blattfedern 33 der Vorrichtung 31 .1 sind durch die Bewegung in Integrationsrichtung, welche in Figur 4b durch einen Doppelpfeil dargestellt ist, in einem S-Schlag deformiert. Die Verbindung zwischen der Führung 36 der Blattfedern 33 und dem Anschlag 37 ist ebenfalls gelöst, so dass die Verkürzung der Blattfedern 33 durch den S-Schlag kompensiert wird. Die Änderung der Dicke des Spacers 30.2 im Vergleich zu dem nominellen Spacer 30.1 in Figur 4a, führt dazu, dass sich bei Beibehaltung der Integrationsrichtung der Spiegel 25 und das Hexapodbein 20 nicht in demselben Kontaktpunkt 29 in der Verbindungsebene 28 berühren. Durch das Einstellen des Anschlags 37 kann die Abweichung kompensiert werden. Die Anpassung der Position des Anschlags 37 auf Basis der Änderung der Dicke des Spacers 30.x, setzt sich dabei aus einem Beitrag in Richtung der Längsachse 39 der Vorrichtung 31 .1 und der Verkürzung der Blattfedern 33 durch einen S-Schlag zusammen. Der S-Schlag wird durch die Kompensation des durch die Änderung der Dicke des Spacers 30.x verursachten Beitrags senkrecht zur Längsachse 39 der Vorrichtung 31.1 durch die Deformation der Blattfedern 33 in Integrationsrichtung bewirkt. Bei der Integration, wird der Fußpunkt 38 der Blattfedern 33 in der Führung 36 bis an den Anschlag 37 geschoben. Der Spiegel 25 ist durch die Parallelführung 32 zwangsgeführt, so dass der Spiegel 25 und das Hexapodbein 20 wieder in demselben Kontaktpunkt 29 wie vor dem Austausch des Spacers 30.x in Kontakt kommen. Der durch die Kompensation der Dicke des Spacers 30.x verursachte S-Schlag verbleibt in den Blattfedern. Die Verschiebung des Anschlags 37 berechnet sich wie folgt:

S-Schlag_z = a * cos a

S-Schlag_y = (3 * S-Schlag_z ²) / (5 * I) b = a * sin a + S-Schlag_Y wobei a der Dickenänderung des Spacers 30.x, a dem Winkel zwischen Längsachse des Hexapodbeins 20 und der Integrationsrichtung I, I der Länge der Blattfedern 33 und b der Änderung der Position des Anschlags entspricht.

Im Fall von a = 0,5 mm, I = 100 mm und a = 50° ergibt sich daraus.

S-Schlagz = 0,5 mm * cos 50° = 0,32 mm

S-Schlagy = (3 * (0,32 mm)²) / (5 * 100 mm)) = 6 * 10-4 mm = 0,61 pm b = 0,5 mm * sin 50° + 6 * 10-4 = 0,38 mm Figur 5 zeigt eine Detailansicht einer alternativen Vorrichtung 31 .2, in der der Spiegel 25 mit dem nur teilweise dargestellten Hexapodbein 20 in einer montierten Position dargestellt ist. Im Unterschied zu der in Figur 4a und 4b beschriebenen Vorrichtung 31 .1 umfasst die Vorrichtung 31 .2 an Stelle der Parallelführung 32 eine Kinematik 40 mit zwei Armen 41 .x mit je zwei Gelenken 42. Die je zwei Gelenke 42 sind jeweils an dem Fußpunkt 38 und an der Hexapodanbindung 34 angeordnet und verbinden die Arme 41 .x mit diesen. Beim Auslenken des Spiegels 19 zum Austausch des Spacers 30.x werden die Arme ausgelenkt und schwenken um die vier Gelenke 42. Die Arme 41 .x sind im Vergleich zu den in Figur 4a, b gezeigten Blattfedern 33.x senkrecht zu ihrer Längsausdehnung relativ steif ausgebildet sind. Weiterhin sind sie derart unterschiedlich lang ausgebildet dass sie für kleine Dickenänderungen der Spacer 30 keine durch die damit verbundene Kreisbewegung um den Fußpunkt 23 des Hexapodbeins 20 verursachte Bewegung in Richtung der Längsachse der Vorrichtung 31.2 durch Deformation ausgleichen müssen. Damit wird das Einbringen von zusätzlichen Spannungen durch die Deformation elastischer Elemente vermieden.

Figur 6 beschreibt ein mögliches Verfahren zur Justage einer optischen Komponente mit einem optischen Element, welches durch eine als Hexapod ausgebildete Lagerung mit einem Basiselement verbunden ist, und einer Vorrichtung zur Definition der Position mindestens eines der Hexapodbeine zu dem Basiselement oder dem optischen Element in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Hexapodbeins, wobei die Vorrichtung in Integrationsrichtung des optischen Elementes weich ausgebildet ist und ein Mittel zur Einstellung der Länge der Vorrichtung umfasst.

In einem ersten Verfahrensschritt 51 wird das Hexapodbein 20 vom optischen Element gelöst.

In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird das Mittel 36, 37 zur Anpassung der Position des Verbindungselementes 35 zu dem optischen Element 25 gelöst.

In einem dritten Verfahrensschritt 53 wird das optische Element 25 abgesenkt. In einem vierten Verfahrensschritt 54 wird ein Spacer 30.2 mit einer vorbestimmten Dicke zwischen dem Hexapodbein 20 und optischem Element 25 eingelegt.

In einem fünften Verfahrensschritt 55 wird die neue Position des Verbindungselementes 35 auf Basis der Dicke des eingelegten Spacers 30.2 bestimmt. In einem sechsten Verfahrensschritt 56 wird die neue Position des Verbindungselementes 35 durch das Mittel 36, 37 eingestellt.

In einem siebten Verfahrensschritt 57 wird das optische Element angehoben.

In einem achten Verfahrensschritt 58 wird das Hexapodbein 20 mit dem optischen Element 25 verbunden.

Die Vorrichtung 31 .x kann auch zwischen dem Hexapodbein 20 und dem Basiselement 37 angeordnet sein, wodurch das Verfahren entsprechend angepasst werden müsste.

Bezugszeichenliste

1 DUV - Projektionsbelichtungsanlage

2 Wafer

3 Beleuchtungseinrichtung

4 Lichtquelle

5 Beleuchtungsoptik

6 Retikelhalter

7 Retikel

8 Objektfeld

9 Objektebene

10 Waferhalter

11 Bildfeld

12 Bildebene

13 Projektionsoptik

14 optische Elemente (Projektionsoptik)

15 Fassungen

16 Objektivgehäuse

17 Projektionsstrahl

18 optische Elemente (Beleuchtungseinrichtung)

19 optische Komponente

20 Hexapodbein

21 Längsachse Hexapodbein

22.x Entkopplung

23 Fußpunkt Hexapodbein

24 Pin

25 Spiegel

26 Hülse

27 Rahmen

28 Verbindungsebene

29 Kontaktpunkt , 30.1 , 30.2 Spacer .x Vorrichtung

Parallelführung .1 , 33.2 Blattfeder

Anbindung Hexapodbein

Verbindungselement

Führung

Anschlag

Fußpunkt Blattfeder

Längsachse Vorrichtung

Kinematik .1 , 41.2 Arm

Gelenk

Verfahrensschritt 1

Verfahrensschritt 2

Verfahrensschritt 3

Verfahrensschritt 4

Verfahrensschritt 5

Verfahrensschritt 6

Verfahrensschritt 7

Verfahrensschritt 8 1 EUV - Projektionsbelichtungsanlage2 Wafer 3 Beleuchtungseinrichtung 4 Lichtquelle 5 Beleuchtungsoptik 6 Retikelhalter 7 Retikel 8 Objektfeld 9 Objektebene 0 Waferhalter Bildfeld

Bildebene

Projektionsoptik optische Elemente (Projektionsoptik)

Fassungen

Objektivgehäuse

Projektionsstrahl optische Elemente (Beleuchtungseinrichtung)

Zwischenfokus

Feldfacettenspiegel

Pupillenfacettenspiegel optische Baugruppe

Claims

Patentansprüche Optische Komponente (19) mit einem optischen Element (25), welches durch eine als Hexapod ausgebildete Lagerung mit einem Basiselement (27) verbunden ist, und einer Vorrichtung (31 ) zur Referenzierung eines Kontaktpunktes (29) zwischen mindestens einem Hexapodbein (20) und einem der beiden Elemente (25,27) in einer Verbindungsebene (28), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (31 ) in einer Integrationsrichtung (I) der beiden Elemente (25,27) zueinander weich ausgebildet ist. Optische Komponente (19) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (31 ) mindestens eine Blattfeder (33) umfasst. Optische Komponente (19) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Blattfeder (33) in der Verbindungsebene angeordnet ist. Optische Komponente (19) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (31 ) eine Kinematik (40) mit mindestens zwei Gelenken (42) umfasst. Optische Komponente (19) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (42) als monolithische Gelenke ausgebildet sind. Optische Komponente (19) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (31 ) als Parallelführung ausgebildet ist. Optische Komponente (19) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelführung Führungselemente mit unterschiedlicher Länge umfasst. Optische Komponente (19) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel (36,37) zur Einstellung der Position eines Verbindungselementes (35) der Vorrichtung (31.x) an das optische Element in Richtung der Längsachse der Vorrichtung (31 ) umfasst. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) für die Halbleitertechnologie mit einer optischen Komponente (19) nach einem der vorangehenden Ansprüche. Verfahren zur Justage einer optischen Komponente (19) mit einem optischen Element (25), welches durch eine als Hexapod ausgebildete Lagerung mit einem Basiselement (27) verbunden ist, und einer Vorrichtung (31 ) zur Definition der Position mindestens eines Hexapodbeines (20) zu dem Basiselement (27) oder dem optischen Element (25) in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Hexapodbeines (20), wobei die Vorrichtung (31 ) ein Mittel zur Einstellung der Länge der Vorrichtung umfasst, mit folgenden Verfahrensschritten:

- Lösen des Hexapodbeines (20) von dem optischen Element (25),

- Lösen der Mittel zur Anpassung der Position des Verbindungselementes (35)

- Wegbewegen des optischen Elementes (25) von dem Basiselement (27),

- Einlegen eines Spacers (30,30.1 ) mit einer vorbestimmten Dicke,

- Bestimmung der neuen Position des Verbindungselementes (35) der Vorrichtung (31 ) auf Basis der Dicke des eingelegten Spacers (30,30.1 ),

- Einstellen der neuen Position des Verbindungselementes (35) durch das Mittel (37),

- Annähern des optischen Elementes (25) an das Basiselement (27),

- Fixierung des Hexapodbeines (20) am optischen Element (25). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einstellung der Position des Verbindungselementes (35) der Beitrag des S-Schlags in Richtung der Längsachse der Vorrichtung (31 ) berücksichtigt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (31 ) als Parallelführung ausgebildet ist. erfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelführung Führungselemente unterschiedlicher Länge umfasst.