WO2022171538A1 - System und projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

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WO2022171538A1
WO2022171538A1 PCT/EP2022/052742 EP2022052742W WO2022171538A1 WO 2022171538 A1 WO2022171538 A1 WO 2022171538A1 EP 2022052742 W EP2022052742 W EP 2022052742W WO 2022171538 A1 WO2022171538 A1 WO 2022171538A1
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decoupling
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decoupling elements
forces
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PCT/EP2022/052742
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Marwene Nefzi
Jens Kugler
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a system for a projection exposure system and a projection exposure system with such a system.
  • Microlithography is used to produce microstructured components such as integrated circuits.
  • the microphotography 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 means of the illumination system is projected by means of the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example a silicon wafer, in order to project the mask structure onto the light-sensitive coating of the to transfer substrate.
  • a lithography system which has an illumination system and a projection system.
  • the image of a mask (reticle) illuminated by means of the illumination system is projected by means of the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example a silicon wafer, in order to project the mask structure onto the light-sensitive coating of the to transfer substrate.
  • a light-sensitive layer photoresist
  • EUV lithography systems (Engl .: Extreme Ultraviolet, EUV) are currently being developed, which light with a wavelength in the range from 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm, use.
  • EUV lithography systems must because of the high absorption of most Ma materials of light of this wavelength reflective optics, ie mirrors, instead of - as before - refractive optics, ie lenses, who used the.
  • an object of the present invention is to provide an improved system for a projection exposure system.
  • the system comprises a first component, a second component, and a decoupling device which is designed to decouple the second component in more than one degree of freedom from mechanical excitations of the first component, wherein the decoupling device comprises first decoupling elements, which have a positive stiffness, and second decoupling elements, which have a negative stiffness, and wherein the decoupling device comprises a third component which is arranged between the first component and the second component.
  • first decoupling elements are provided with the positive rigidity and the second decoupling elements with the negative rigidity, it is possible to achieve a partial rigidity for the respective degree of freedom. As a result, a low decoupling frequency can be made possible even with a larger mass.
  • the components can be integral components of the system.
  • the first component is a support frame (force frame) of the projection exposure system
  • the second component is a sensor frame (engl. sensor frame) of the projection exposure system.
  • the first component can therefore also be referred to as a support frame.
  • the second component can be referred to as a sensor frame.
  • one of the components can also be an optical element or the like.
  • the system can include any components or frames.
  • the system is preferably a projection system or projection optics of the projection exposure system or part of a projection system.
  • the system can also be a lighting system or part of a lighting system.
  • the system can be an optical system or can be referred to as an optical system.
  • the fact that the decoupling device is set up to "decouple" the second component from the first component means in the present case in particular that the decoupling device is set up to prevent movements, in particular vibrations or oscillations, which act on the first component, on the second component are transferred.
  • a coordinate system with a first spatial direction or c-direction, a second spatial direction or y-direction and a third spatial direction or z-direction is preferably assigned to the system.
  • the first spatial direction can also be referred to as the depth direction.
  • the second spatial direction can also be referred to as the width direction or horizontal direction.
  • the third spatial direction can also be referred to as the vertical direction.
  • the decoupling device is set up to enable decoupling of the second component from the first component not in exactly one but in more than one degree of freedom, ie in at least two degrees of freedom.
  • These two degrees of freedom can be, for example, a translational degree of freedom and a rotational degree of freedom.
  • the first component is moved translationally relative to the second component by a mechanical excitation from the outside.
  • the mechanical excitations can be vibra- tions or vibrations acting on the first component.
  • the first component for example, performs a tilting or rotational movement with respect to the second component.
  • the fact that the first decoupling elements have a “positive” rigidity means that the first decoupling elements generate a force when they are deformed or deflected, which counteracts the deformation or deflection.
  • a coil spring that is lengthened generates a force that counteracts this change in length.
  • a “negative” rigidity is to be understood as meaning the property that the second decoupling elements generate a force when they are deformed or deflected, which force acts in the direction of the deformation or deflection.
  • a prestressed compression spring has such a negative rigidity. With an elongation of such a pre-stressed compression spring, it generates a force that acts in the direction of the change in length.
  • Prestressed leaf springs or two magnetic elements that face each other either with their south poles or north poles also have a negative stiffness. The negative stiffness and the positive stiffness ben in particular, so that the decoupling device has a zero stiffness ⁇ speed.
  • the decoupling device is configured to decouple the second component from mechanical excitations of the first component in six degrees of freedom.
  • the decoupling device can also be set up to decouple the second component only in three, four or five degrees of freedom from mechanical excitations of the first component.
  • the decoupling device is suitable for decoupling at least two degrees of freedom.
  • the first decoupling elements are spring elements, with the second decoupling elements being magnetic elements or prestressed spring elements.
  • the first decoupling elements can be, for example, coil springs, leaf springs or leaf spring assemblies.
  • the first decoupling elements are compression springs.
  • the second decoupling elements are, for example, magnetic elements in the form of permanent magnets.
  • the second decoupling elements can also be prestressed coil springs, plate springs or plate spring assemblies.
  • the second decoupling elements are particularly preferably pretensioned helical springs. "Preloaded" means in particular ⁇ special that the spring elements are mounted under a preload. In the case of prestressed compression springs, these are pressed together or compressed , for example.
  • the second decoupling elements are arranged in pairs.
  • the second decoupling elements are then arranged in pairs if they are designed as magnetic elements.
  • Two magnetic elements are always combined to form a pair of magnetic elements.
  • the magnet elements of a pair of magnet elements are arranged in such a way that either their north poles or their south poles are arranged facing one another, so that the magnet elements of a magnet element pair repel one another. Accordingly, an air gap is arranged between the magnetic elements of a pair of magnetic elements.
  • the decoupling device includes a third component, which is arranged between the first component and the second component.
  • the third component can also be referred to as an intermediate component or intermediate frame.
  • the third component is preferably operatively connected to the first component, with the second component being operatively connected to the third component.
  • the first decoupling elements and the second decoupling elements are arranged between the first component and the third component.
  • the first decoupling elements designed as spring elements are preferably arranged in such a way that they are oriented along the third spatial direction or z-direction. For example, four first decoupling elements are provided, which are placed at corners of the third component. The first decoupling elements are preferably placed between the third component and horizontally arranged arm sections of the first component.
  • the second decoupling elements are in the event that these elements are designed as Magnetele, arranged such that the pairs of magnetic elements Magnetic element pair repel viewed along the second spatial direction or y-direction. Viewed along the second spatial direction, the pairs of magnetic elements are placed on both sides of the third component. A magnet element of each pair of magnet elements is firmly connected to the first component. If the second decoupling elements are prestressed spring elements, these spring elements are coupled to the third component with the aid of pressure rods. The pressure rods are articulated with the help of solid bodies, on the one hand, with the third component and, on the other hand, with the respective prestressed spring element.
  • the second decoupling elements are in a state of equilibrium. This means that the second decoupling elements, which are arranged on both sides of the third component, generate forces acting only in the second spatial direction or y-direction, which cancel each other out, since the magnet element pairs are arranged on both sides of the third component.
  • the second decoupling elements apply forces to the third component, which act against forces applied to the third component by the first coupling elements.
  • the forces of the first decoupling elements and the second coupling elements cancel each other out, so that a force-free deflection of the third component relative to the first component and vice versa is possible.
  • the second component is suspended from the third component with the aid of third decoupling elements which bring about a decoupling of the second component from the third component in a horizontal direction.
  • the horizontal direction corresponds to the second spatial direction or the y-direction.
  • "Suspended" in the present case means in particular that the decoupling elements cannot transmit compressive forces, only tensile forces.
  • the third decoupling elements transfer a weight force of the second component to the third component.
  • the third decoupling elements are traction cables.
  • the traction cables can be arranged in the manner of a parallelogram. For example, at least three traction cables are provided. Four traction cables can also be provided.
  • the traction cables can be steel cables or plastic cables, for example. Chains can also act as traction ropes.
  • the third decoupling elements are tension rods, the third decoupling elements having a positive rigidity.
  • the third decoupling elements are preferably each connected to the second component and the third component with the aid of solid joints.
  • the system also includes fourth decoupling elements, which are each arranged between the second component and the third component and between the second component and the first component, the fourth decoupling elements having a negative stiffness.
  • the tension rods can transfer small transverse forces in the horizontal direction.
  • the fourth decoupling elements are provided. hen.
  • the fact that the third decoupling elements have a positive stiffness and the fourth decoupling elements have a negative stiffness results in zero stiffness along the horizontal direction or y-direction. Adequate decoupling of the second component from the first component in the horizontal direction is therefore also possible.
  • the fourth decoupling elements are magnetic elements.
  • the magnetic elements are preferably arranged in pairs in pairs of magnetic elements.
  • the magnet elements of a magnet element pair are arranged such that either their south poles or their north poles are arranged opposite one another, so that the magnet elements of the respective magnet element pair repel each other.
  • a pair of magnetic elements is arranged between the second component and the third component.
  • a second pair of magnetic elements is placed between the second component and the first component, viewed along the z-direction.
  • the system further comprises a fourth component, which is arranged between the first component and the fourth decoupling elements, which are arranged between the second component and the first component, the fourth component being separated from the first component is decoupled.
  • the fourth construction part can be plate-shaped, for example.
  • four fifth coupling elements are provided, which store the fourth component on the first component.
  • the fifth decoupling elements are spring elements.
  • the fifth decoupling elements are preferably compression springs. Particularly soft spring elements are preferably used for the fifth decoupling elements.
  • the first decoupling elements are designed to apply first forces to the third component when they are deflected, which forces are oriented counter to a direction of deflection of the first decoupling elements, with the second decoupling elements being designed to apply second forces to the third component when they are deflected Apply component, which are oriented in a deflection direction of the second decoupling elements, and the first forces and the second forces cancel each other out, so that the third component is force-free from steerable.
  • the deflection of the third component relative to the first component can take place in that the first component moves and/or tilts relative to the third component, for example due to vibration.
  • the second decoupling elements are initially in a state of equilibrium in which they apply oppositely oriented forces acting along the y-direction to the third component. These forces cancel each other out.
  • the second decoupling elements move out of their equilibrium position, as a result of which they apply obliquely oriented forces to the third component, which in a horizontal zontal force component and can be broken down into a vertical force component.
  • the first decoupling elements When the first component is deflected, the first decoupling elements are also deformed, so that they also apply forces to the third component.
  • the forces of the first decoupling elements always act along the z-direction. These forces applied by the first decoupling elements act in opposition to the vertical force components of the forces applied by the second decoupling elements.
  • the vertical force components and the forces applied by the first decoupling elements cancel each other out.
  • the horizontal force components of the obliquely acting forces of the second decoupling elements also cancel each other out. As a result, the force-free deflectability of the third component is given.
  • the projection exposure system can be an EUV lithography system or a DUV lithography system.
  • EUV stands for "Extreme Ultraviolet” and denotes a working light wavelength between 0.1 nm and 30 nm.
  • DUV stands for "Deep Ultraviolet” and denotes a working light wavelength between 30 nm and 250 nm.
  • FIG. 1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography
  • FIG. 2 shows a schematic view of an embodiment of a system for the projection exposure apparatus according to FIG. Y,
  • Fig. 3 shows another schematic view of the system according to Fig. 2;
  • Fig. 4 shows schematically forces acting on an intermediate component of the system according to Fig. 1;
  • Fig. 5 shows another schematic view of the system according to Fig. Y
  • FIG. 6 shows schematically forces acting on an intermediate component of the system according to FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a schematic view of a further embodiment of a system for the projection exposure system according to FIG.
  • Fig. 8 shows a further schematic view of the system according to Fig. T
  • Fig. 9 shows schematically forces acting on an intermediate component of the system according to Fig. 7;
  • FIG. 10 shows a schematic view of a further embodiment of a system for the projection exposure system according to FIG. 1.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a projection Behchtungsstrom 1 (lithography system).
  • an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6.
  • the light source 3 can also be provided as a module that is separate from the rest of the illumination system 2 . In this case, the lighting system 2 does not include the light source 3 .
  • a reticle 7 arranged in the object field 5 is exposed.
  • the reticle 7 is held by a reticle holder 8 .
  • the reticle holder 8 can be displaced via a reticle displacement drive 9, in particular in a scanning direction.
  • 1 shows a Cartesian coordinate system with a c-direction x, a y-direction y and a z-direction z.
  • the x-direction x runs perpendicular to the plane of the drawing.
  • the y-direction y runs horizontally and the z-direction z runs vertically.
  • the scanning direction runs along the y-direction y.
  • the z-direction z runs perpendicular to object plane 6.
  • the projection exposure system 1 includes projection optics 10.
  • the projection optics 10 are used to image the object field 5 in an image field 11 in an image plane 12.
  • the image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, there is also an angle different from 0° between the object plane 6 and the image plane 12 possible.
  • a structure on the reticle 7 is imaged onto a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the region of the image field 11 in the image plane 12 .
  • the wafer 13 is held by a wafer holder 14 .
  • the wafer holder 14 can be displaced in particular along the y-direction y via a wafer displacement drive 15 .
  • the displacement of the reticle 7 on the one hand via the reticle displacement drive 9 and on the other hand of the wafer 13 via the wafer displacement drive 15 can be synchronized with one another.
  • the light source 3 is an EUV radiation source.
  • the light source 3 emits in particular EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light.
  • the useful radiation 16 has, in particular, a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm a DPP source (Engl7 Gas Discharged Produced Plasma). It can also be a synchrotron-based radiation source.
  • at the light Source 3 can be a free-electron laser (FEL).
  • the illumination radiation 16 emanating from the light source 3 is bundled by a collector 17 ei.
  • the collector 17 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces.
  • the at least one reflection surface of the collector 17 can be used in grazing incidence (Grazing Incidence, Gl), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with incidence angles smaller than 45° the illumination radiation 16 is applied to who.
  • Gl grazing Incidence
  • NI normal incidence
  • the collector 17 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress stray light.
  • the intermediate focal plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the light source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.
  • the illumination optics 4 includes a deflection mirror 19 and a first facet mirror 20 downstream of this in the beam path.
  • the deflection mirror 19 can be a flat deflection mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect.
  • the deflection mirror 19 can be designed as a spectral filter which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from stray light of a different wavelength.
  • the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4 that is optically conjugate to the object plane 6 as a field plane, it is also referred to as a field facet mirror.
  • the first facet mirror 20 includes a large number of individual first facets 21, which are also referred to as a field facet. cette can be designated. Some of these first facets 21 are shown in FIG. 1 only by way of example.
  • the first facets 21 can be embodied as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour.
  • the first facets 21 can be embodied as planar facets or alternatively as convexly or concavely curved facets.
  • the first facets 21 themselves can each also be composed of a large number of individual mirrors, in particular a large number of micro-mirrors.
  • the first facet mirror 20 can be designed in particular as a microelectromechanical system (MEMS system). Reference is made to DE 10 2008 009 600 A1 for details.
  • MEMS system microelectromechanical system
  • the lighting device radiation 16 runs horizontally, ie along the y-direction y.
  • a second facet mirror 22 is arranged downstream of the first facet mirror 20 in the beam path of the illumination optics 4. If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 4 . In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1, EP 1 614 008 B1 and US Pat. No. 6,573,978.
  • the second facet mirror 22 includes a plurality of second facets 23. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 23 are also referred to as pupil facets.
  • the second facets 23 can also be macroscopic facets, which can have round, rectangular or hexagonal borders, for example, or alternatively they can be facets composed of micromirrors. In this regard, reference is also made to DE 10 2008 009 600 A1.
  • the second facets 23 can have plane or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.
  • the illumination optics 4 thus forms a double-faceted system.
  • This basic principle is also known as a honeycomb condenser (English: Fly's Eye Integrator).
  • the second facet mirror 22 can be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as is described in DE 10 2017220 586 A1, for example.
  • the individual first facets 21 are imaged in the object field 5 with the aid of the second facet mirror 22 .
  • the second facet mirror 22 is the last beam-forming or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.
  • transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5, which are used in particular for imaging PHg of the first facets 21 in the object field 5 contributes.
  • the transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 4 .
  • the transmission optics can include, in particular, one or two mirrors for normal incidence (NP mirrors, normal incidence mirrors) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GP mirrors, grazing incidence mirrors).
  • the illumination optics 4 has exactly three mirrors after the collector 17, namely the deflection mirror 19, the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.
  • the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the illumination optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.
  • the imaging of the first facets 21 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and transmission optics in the object plane 6 is regularly only an approximate imaging.
  • the projection optics 10 includes a plurality of mirrors Mi, which are numbered according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1 .
  • the projection optics 10 includes six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or a different number of mirrors Mi are also possible.
  • the projection optics 10 are doubly obscured optics.
  • the penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the lighting 16.
  • the projection optics 10 has an image-side numerical aperture which is greater than 0.5 and which can also be greater than 0.6 and which can be 0.7 or 0.75 for example.
  • Reflective surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without a rotational axis of symmetry.
  • 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 can have highly reflective coatings for the illumination radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.
  • the projection optics 10 has a large object-image offset in the y-direction y between a y-coordinate of a center of the object field 5 and a y-coordinate of the center of the image field 11.
  • This object-image offset in the y-direction y can be about as large as a z-distance between the object plane 6 and the image plane 12.
  • the projection optics 10 can in particular be anamorphic. In particular, it has different image scales ⁇ x, ⁇ y in the x and y directions x, y.
  • a positive image scale ß means an image without image reversal.
  • a negative sign for the imaging scale ß means imaging with image reversal.
  • the projection optics 10 thus leads in the c-direction x, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction, to a reduction in the ratio 4 1.
  • the projection optics 10 lead to a reduction of 8J in the y-direction y, ie in the scanning direction.
  • Imaging scales are also possible.
  • the number of intermediate image planes in the x and y directions x, y in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or, depending on the design of the projection optics 10, can be different. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions x, y are known from US 2018/0074303 A1.
  • one of the second facets 23 is assigned to precisely one of the first facets 21 in order to form a respective illumination channel for illuminating the object field 5 .
  • lighting can result according to Köhler's principle.
  • the far field is broken down into a large number of object fields 5 with the aid of the first facets 21 .
  • the first facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the second facets 23 assigned to them.
  • the first facets 21 are each imaged onto the reticle 7 by an associated second facet 23 in a superimposed manner in order to illuminate the object field 5 .
  • the illumination of the object field 5 is as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by superimposing different lighting channels.
  • the illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be defined geometrically. through By selecting the illumination channels, in particular the subset of the second facets 23 that guide light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as illumination setting or illumination pupil filling.
  • a likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.
  • the projection optics 10 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.
  • the entrance pupil of the projection optics 10 cannot regularly be exactly illuminated with the second facet mirror 22 .
  • the aperture rays often do not intersect at a single point.
  • a surface can be found in which the distance between the aperture rays, which is determined in pairs, is minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in position space. In particular, this surface shows a finite curvature.
  • the projection optics 10 may have different positions of the entrance pupil for the tangential and for the sagittal beam path.
  • an imaging element in particular an optical construction element of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7 . With the help of this optical element the different position of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil must be taken into account.
  • the second facet mirror 22 is arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 10 .
  • the first facet mirror 20 is arranged tilted to the object plane 6 .
  • the first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane which is defined by the deflection mirror 19 .
  • the first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 22 .
  • FIG. 2 and FIG. 3 each show a schematic view of an embodiment of a system 100A for the projection exposure system 1.
  • the system 100A can be, for example, projection optics 10 as explained above or part of the projection optics 10.
  • the system 100A is assigned a coordinate system as mentioned above with a first spatial direction or c-direction x, a second spatial direction or y-direction y and a third spatial direction or z-direction z.
  • the system 100A comprises a first component 102 and a second component 104.
  • the components 102, 104 can be any components of the projection optics 10. It is subsequently assumed that the first component 102 is a support frame (force frame). The first component 102 is therefore referred to below as the support frame.
  • the second component 104 is a sensor frame and is referred to as such below.
  • the sensor frame 104 can carry a sensor system (not shown).
  • the support frame 102 has a substantially U-shaped structure extending along the c-direction x. However, the support frame 102 can have any geometry.
  • the support frame 102 includes a base Section 106 and two wall sections 108, 110 which are provided on the side of the Basisab ⁇ section 106. Arm sections 112, 114 protrude from the wall sections 108, 110 and extend in the direction of the respectively opposite wall section 108, 110.
  • the sensor frame 104 is shown in a highly simplified form as a block-shaped or cuboid component . However, the sensor frame 104 can have any desired geometry.
  • the sensor frame 104 is arranged inside the support frame 102 . This means that the support frame 102 surrounds the sensor frame 104 at least in sections.
  • the system 100A includes a decoupling device 200A , which is suitable for preventing a mechanical excitation of the support frame 102 from being transmitted to the sensor frame 104 from the outside.
  • the decoupling device 200A thus decouples the sensor frame 104 from the support frame 102.
  • the decoupling device 200A includes an intermediate component 202 which is switched between the support frame 102 and the sensor frame 104 in a force path.
  • the intermediate component 202 is block-shaped or cuboid-shaped. However, the intermediate member 202 may have any geometry. In the present case, the intermediate component 202 is an intermediate frame and is also referred to as such in the following.
  • the intermediate frame 202 is coupled to the sensor frame 104 with the aid of flexible third decoupling elements 204, 206.
  • the third decoupling elements 204, 206 can be referred to as ropes or traction ropes.
  • Flexible in this context means that the third decoupling elements 204, 206 can only transmit tensile forces oriented counter to the z-direction z, for example resulting from a weight of the sensor frame 104. No forces can be transmitted in the other directions x, y.
  • four third decoupling elements 204, 206 can be provided be spaced apart along the y-direction y and along the c-direction x. However, only three third decoupling elements 204, 206 can also be provided.
  • the third decoupling elements 204, 206 are at connection points 208,
  • connection points 208, 210 are spaced apart from one another along the y-direction y.
  • the third decoupling elements 204, 206 are connected to the sensor frame 104 with the aid of connection points 211, 214. Further connection points (not shown) are also provided, which are arranged at a distance from the connection points 208, 210 viewed along the c-direction x.
  • the third decoupling elements 204, 206 can be cables, in particular steel cables or plastic cables, which are suspended in the intermediate frame 202 and the sensor frame 104.
  • the decoupling device 200A also includes first decoupling elements 216, 218, which are arranged between the intermediate frame 202 and the support frame 102 at ⁇ .
  • the first decoupling elements 216, 218 are spring elements and can also be referred to as such.
  • Four first decoupling elements 216, 218 are preferably provided, with a first decoupling element 216, 218 being attached to each corner of the intermediate frame 202 in the event that the intermediate frame 202 is square.
  • the first decoupling elements 216, 218 are placed between the arm sections 112, 114 of the support frame 102 and the intermediate frame 202. The arm sections 112, 114 therefore carry the first decoupling elements 216, 218.
  • the first decoupling elements 216, 218 weighs a weight of the intermediate frame 202 and the aforementioned weight of the sensor frame 104, which via the third Ent ⁇ coupling elements 204, 206 on the Intermediate frame 202 is transmitted.
  • the first decoupling elements 216, 218 are coil springs. However, the first decoupling elements 216, 218 can also be plate springs or plate springs. The first decoupling elements 216, 218 can be pulled apart along the z-direction z and can be compressed counter to the z-direction z.
  • the first decoupling elements 216, 218 can be compression springs. However, the term "compression springs" does not exclude the possibility that the first decoupling elements 216, 218 can also be pulled apart.
  • the decoupling device 200A has second decoupling elements 220,
  • the second decoupling elements 220, 222, 224, 226 are magnetic elements and can also be referred to as such.
  • the second decoupling elements 220, 222, 224, 226 are permanent magnets.
  • the second decoupling elements 220, 222, 224, 226 are in the form of pairs of magnetic elements 228, 230 placed on either side of the intermediate frame 202.
  • the intermediate frame 202 is viewed along the y-direction y between the second decoupling elements 222, 224 placed.
  • the second decoupling elements 220, 222 form a first pair of magnetic elements 228.
  • the second decoupling elements 224, 226 form a second pair of magnetic elements 230.
  • the second decoupling elements 220, 226 are firmly connected to the support frame 102.
  • the second decoupling elements 222, 224 are firmly connected to the intermediate frame 202's.
  • an air gap 232, 234 is provided between the second decoupling elements 220, 222 and the second decoupling elements 224, 226 in each case.
  • Each second decoupling element 220, 222, 224, 226 has a north pole N and a south pole S.
  • the second decoupling elements 220, 222, 224, 226 are placed in such a way that the north pole N and the south pole S are arranged next to one another viewed along the y-direction y.
  • the second decoupling elements 220, 222, 224, 226 of each pair of magnetic elements 228, 230 are arranged in such a way that the south poles S face each other. are arranged.
  • the second decoupling elements 220, 222, 224, 226 of each pair of magnetic elements 228, 230 thus repel each other.
  • FIG. 2 shows the system 100A in an equilibrium position in which the support frame 102 is undeflected.
  • the south poles S of the second decoupling elements 220, 222, 224 , 226 are placed opposite one another.
  • 3 shows the system 100A in a deflected state .
  • the support frame 102 In the deflected state, the support frame 102 is deflected, for example by vibrations, as indicated in FIG. 3 by an arrow 236 . Due to its deflection, the support frame 102 moves downwards against the z-direction z in the orientation of FIG. 3 .
  • the intermediate frame 202 Due to its mass inertia, the intermediate frame 202 initially remains in its initial position, as a result of which the support frame 102 moves away from the intermediate frame 202 and the first decoupling elements 216, 218 are lengthened.
  • the lengthening of the first decoupling elements 216, 218 causes each first decoupling element 216, 218 to apply a force F216, F218 to the intermediate frame 202.
  • the forces F216, F218 are oriented counter to the z-direction z. The forces F216, F218 therefore counteract the deflection of the first decoupling elements 216, 218.
  • the second decoupling elements 220 , 226 assigned to the support frame 102 are deflected relative to the second decoupling elements 222 , 224 which are assigned to the intermediate frame 202 .
  • Forces F222, F224 acting on the intermediate frame 202 are generated, which are oriented obliquely to the forces F216, F218.
  • FIG. 4 shows the forces F216, F218, F222, F224 acting on the intermediate frame 202 in a highly schematic manner.
  • the forces F222, F224 acting at an angle can each be broken down into a horizontal force component F222h, F224h and a vertical force component F222v, F224v.
  • the horizontal force components F222h, F224h counteract and in the y-direction y.
  • the horizontal force components F222h, F224h are equal and act in opposite directions, so that the horizontal force components F222h, F224h cancel each other out.
  • the intermediate frame 202 is therefore force-free in the horizontal direction or along and counter to the y-direction y.
  • the vertical force components F222v, F224v act along the z-direction z and thus counter to the forces F216, F218.
  • the vertical force components F222v, F224v and the forces F216, F218 are equal.
  • the vertical force components F222v, F224v and the forces F216, F218 thus cancel each other out.
  • the intermediate frame 202 is therefore always force-free. This freedom from force results in a very low natural frequency.
  • the first decoupling elements 216, 218 have a positive rigidity viewed in the z-direction z. This means that the forces F216, F218 are oriented counter to a deflection direction of the first decoupling elements 216, 218 or counter to a deflection direction of the intermediate frame 202 relative to the supporting frame 102 or vice versa. In contrast to this, the magnet element pairs 228, 230 have a negative rigidity when viewed in the z-direction z.
  • FIG. 5 shows a further view of the system 100A, with the support frame 102 being excited in this case by twisting or tilting relative to the sensor frame 104, as indicated by an arrow 236 .
  • the first decoupling element 216 is compressed and the first decoupling element 218 is lengthened.
  • the first decoupling element 216 applies a force F216 acting in the z-direction z to the intermediate frame 202 .
  • the first decoupling element 218 applies a force F218 acting counter to the z-direction z to the intermediate frame 202 .
  • the forces F216, F218 are oriented opposite to one another.
  • the second decoupling element 222 applies to the intermediate frame 202 a force F222 that is oriented obliquely downward to the right in the orientation of FIG. 5 .
  • the second decoupling element 224 applies a force F224 oriented obliquely to the top left in the orientation of FIG. 5 onto the intermediate frame 202 .
  • FIG. 6 shows the forces F216, F218, F222, F224 acting on the intermediate frame 202 in a highly schematic manner.
  • the force F216 acts in the z-direction z.
  • the force F218 acts against the z-direction z and thus also against the force F216.
  • the forces F222, F224 acting obliquely can each be broken down into a horizontal force component F222h, F224h and a vertical force component F222v, F224v.
  • the horizontal force components F222h, F224h counteract and in the y-direction y.
  • the horizontal force components F222h, F224h are equal and act in opposite directions, so that the horizontal force components F222h, F224H cancel each other out. In the horizontal direction
  • the intermediate frame 202 is therefore force-free, either along or counter to the y-direction y.
  • the vertical force component F222v acts against the z-direction z.
  • the vertical force component F224v acts along the z-direction z.
  • the vertical force component F222v and the force F216 cancel each other out. Accordingly, the vertical force component F224v and the force F218 cancel each other out.
  • the intermediate frame 202 is therefore force-free. This results in zero rigidity of the decoupling device 200A even when the support frame 102 is rotated.
  • FIG. 7 and FIG. 8 each show a schematic view of a further embodiment of a system 100B for the projection exposure apparatus 1.
  • the system 100B essentially corresponds in terms of its structure to that of the optical system 100A . Therefore, only the differences between the systems 100A, 100B will be discussed below.
  • the system 100B differs from the system 100A only in that the system 100B has a further embodiment of a decoupling device 200B.
  • the decoupling device 200B includes an intermediate frame 202, as explained above, which is supported via the first decoupling elements 216, 218 on a support frame 102, as explained above. Furthermore, the decoupling device 200B has second decoupling elements 238, 240 in the form of spring elements, which are oriented perpendicular to the first decoupling elements 216, 218.
  • the second decoupling elements 238, 240 are helical springs. However, the second decoupling elements 238, 240 can also be disk springs or stacks of disk springs.
  • the second decoupling elements 238, 240 are prestressed compression springs.
  • the second decoupling elements 238, 240 can also be referred to as spring elements.
  • Compression rods 242, 244 are provided between the second decoupling elements 238, 240 and the intermediate frame 202, each of which can bring a compressive force from the second decoupling elements 238, 240 onto the intermediate frame 202.
  • the pressure rod 242 is connected via a solid joint 246 to the second decoupling element 238 and via a solid joint 248 to the intermediate frame 202 .
  • the pressure rod 244 is connected via a solid joint 250 to the intermediate frame 202 and via a solid joint 252 to the second decoupling element 240 .
  • a “solid body joint” is to be understood here as a region of a component which allows a relative movement between two rigid body regions by bending.
  • decoupling device 200B The functionality of the decoupling device 200B is explained below.
  • 7 shows the system 100B in an equilibrium position in which the support frame 102 is undeflected.
  • the pressure rods 242, 244 are arranged horizontally and thus run along the y-direction y.
  • the second decoupling elements 238, 240 apply pressure forces to the intermediate frame 202 via the pressure rods 242, 244, which forces are of the same magnitude and are oriented in opposite directions, so that they cancel each other out.
  • FIG. 8 shows the system 100B in a deployed state.
  • the support frame 102 In the deflected state, the support frame 102 is deflected, for example by vibrations, as indicated by an arrow 236 in FIG.
  • the support frame 102 moves due to its deflection in the orientation of FIG. 8 against the z-direction z down.
  • the intermediate frame 202 Due to its inertia, the intermediate frame 202 initially remains in its starting position, as a result of which the support frame 102 is moved away from the intermediate frame 202 and the first decoupling elements 216, 218 are lengthened.
  • the lengthening of the first decoupling elements 216, 218 causes that each first decoupling element 216, 218 applies a force F216, F218 to the intermediate frame 202.
  • the forces F216, F218 are oriented counter to the z-direction z. The forces F216, F218 therefore counteract the deflection of the first decoupling elements 216, 218.
  • the forces F238, F240 acting at an angle can each be broken down into a horizontal force component F238h, F240h and a vertical force component F238v, F240v.
  • the horizontal force components F238h, F240h counteract and in the y-direction y.
  • the horizontal force components F238h, F240h are equal and act in opposite directions, so that the horizontal force components F238h, F240h cancel each other out.
  • the intermediate frame 202 is therefore force-free in the horizontal direction or along and counter to the y-direction y.
  • the vertical force components F238v, F250v act along the z-direction z and thus counter to the forces F216, F218.
  • the vertical force components F238v, F240v and the forces F216, F218 are equal.
  • the vertical force components F238v, F240v and the forces F216, F218 thus cancel each other out.
  • the intermediate frame 202 is therefore always force-free. This freedom from force results in a very low natural frequency.
  • the first decoupling elements 216, 218 have a positive rigidity viewed in the z-direction z. This means that the forces F216, F218 counter to a deflection direction of the first decoupling elements 216, 218 hung, against a deflection direction of the intermediate frame 202 ge ⁇ compared to the support frame 102 are oriented.
  • the prestressed second decoupling elements 238, 240 have a negative rigidity. This means that the forces F238, F240, in particular the vertical force components F238v, F240v, are oriented in a deflection direction of the intermediate frame 202 with respect to the supporting frame 102. This results in a zero rigidity of the decoupling device 200A in the z-direction z. The same applies to a rotation of the support frame 102, as shown in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 10 shows a schematic view of a further embodiment of a system 100C for the projection exposure system 1.
  • the system 100C essentially corresponds in terms of its structure to that of the optical system 100A. Therefore, only the differences between the systems 100A, 100C will be discussed below.
  • the system 100C includes a decoupling device 200C, the structure of which is essentially the same as that of the decoupling device 200A.
  • the system 100C does not include any third decoupling elements 204, 206 in the form of cables with which the sensor frame 104 is suspended from the intermediate frame 202.
  • third decoupling elements 254, 256 are provided in the form of tension rods, which are coupled to the intermediate frame 202 via solid joints 258, 260 and to the sensor frame 104 via solid joints 262, 264.
  • four third decoupling elements 254, 256 can be provided.
  • the third decoupling elements 254, 256 can also be referred to as tension rods.
  • the fourth decoupling elements 266, 268, 270, 272 are magnetic elements and can also be referred to as such.
  • the fourth decoupling element 266 is attached to the intermediate frame 202 .
  • the fourth decoupling element 268 is attached to the sensor frame 104 .
  • the fourth decoupling elements ⁇ 266, 268 form a magnetic element pair 274.
  • the fourth decoupling elements ⁇ 266, 268 are placed such that their south poles S or north poles N are arranged opposite one another.
  • the fourth decoupling element 270 is attached to the intermediate frame 202 ⁇ introduced.
  • the fourth decoupling element 272 is attached to a plate-shaped construction ⁇ part 276, which is placed between the support frame 102 and the intermediate frame 104 ⁇ .
  • the component 276 is decoupled from the support frame 102 via very soft fifth decoupling elements 278 , 280.
  • the fourth decoupling elements 270, 272 form a pair of magnetic elements 282.
  • the fourth decoupling elements 270, 272 are placed in such a way that their south poles S or north poles N are arranged opposite one another.
  • a parallelogram can be implemented.
  • this parallelogram guide is combined with the pairs of magnetic elements 274, 282.
  • the magnetic element ⁇ pairs 274, 282 coupling of the intermediate frame 202 to the support frame 102 ⁇ can be prevented.
  • the function of the system 100C otherwise corresponds to the function of the system 100A.

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Abstract

Ein System (100A, 100B, 100C) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), aufweisend ein erstes Bauteil (102), ein zweites Bauteil (104), und eine Entkopplungseinrichtung (200A, 200B, 200C), die dazu eingerichtet ist, das zweite Bauteil (104) in mehr als einem Freiheitsgrad von mechanischen Anregungen des ersten Bauteils (102) zu entkoppeln, wobei die Entkopplungseinrichtung (200A,200B, 200C) erste Entkopplungselemente (216, 218), die eine positive Steifigkeit aufweisen, und zweite Entkopplungselemente (220, 222, 224, 226, 238, 240), die eine negative Steifigkeit aufweisen, umfasst, und wobei die Entkopplungseinrichtung (200A, 200B, 200C) ein drittes Bauteil (202), das zwischen dem ersten Bauteil (102) und dem zweiten Bauteil (104) angeordnet ist, umfasst.

Description

SYSTEM UND PROJEKTIONSBELICHTUNGSANLAGE
Die vorhegende Erfindung betrifft ein System für eine Projektionsbelichtungsan- lage und eine Projektionsbehchtungsanlage mit einem derartigen System.
Der Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2021 201 203.5 wird durch Bezug nahme vollumfän glich mit einbezogen.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrohthogra- phieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Be leuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindhchen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Sub strat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstel lung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen (Engl.: Extreme Ultraviolet, EUV) entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Ma terialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt wer den.
Die Forderung nach einer hohen numerischen Apertur führt zu größeren Opti ken und somit zu größeren Projektionssystemen, die empfindlich gegenüber me chanischen Anregungen werden. Daher sind weiche Vibrationsisolatoren erfor- derlich. Größere Massen bedingen allerdings steife Federn, so dass die gewichts resultierende Auslenkung keine hohen Spannungen hervorruft. Diese wider sprüchlichen Forderungen machen die Auslegung von klassischen Federsyste men sehr herausfordernd.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes System für eine Projektionsbelichtungsanlage bereitzustehen.
Demgemäß wird ein System für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschla gen. Das System umfasst ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil, und eine Ent kopplungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das zweite Bauteil in mehr als einem Freiheitsgrad von mechanischen Anregungen des ersten Bauteils zu ent koppeln, wobei die Entkopplungseinrichtung erste Entkopplungselemente, die eine positive Steifigkeit aufweisen, und zweite Entkopplungselemente, die eine negative Steifigkeit aufweisen, umfasst, und wobei die Entkopplungseinrichtung ein drittes Bauteil, das zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil angeordnet ist, umfasst.
Dadurch, dass die ersten Entkopplungselemente mit der positiven Steifigkeit und die zweiten Entkopplungselemente mit der negativen Steifigkeit vorgesehen sind, ist es möglich, um den jeweihgen Freiheitsgrad eine Nuhsteifigkeit zu er reichen. Hierdurch kann eine niedrige Entkopplungsfrequenz auch bei einer größeren Masse ermöglicht werden.
Die Bauteile können behebige Komponenten des Systems sein. Beispielsweise ist das erste Bauteil ein Tragrahmen (Engl. Force Frame) der Projektionsbelich- tungsanlage, und das zweite Bauteil ist ein Sensorrahmen (Engl. Sensor Frame) der Projektionsbelichtungsanlage. Das erste Bauteil kann daher auch als Trag rahmen bezeichnet werden. Das zweite Bauteil kann dementsprechend als Sen sorrahmen bezeichnet werden. Es kann jedoch auch eines der Bauteile ein optisches Element oder dergleichen sein. Prinzipiell kann das System beliebige Komponenten oder Rahmen umfas sen. Das System ist vorzugsweise ein Projektionssystem oder eine Projektionsop tik der Projektionsbelichtungsanlage oder ein Teil eines Projektionssystems. Das System kann jedoch auch ein Beleuchtungssystem oder Teil eines Beleuchtungs systems. Das System kann ein optisches System sein oder als optisches System bezeichnet werden.
Dass die Entkopplungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das zweite Bauteil von dem ersten Bauteil zu "entkoppeln" bedeutet vorhegend insbesondere, dass die Entkopplungseinrichtung dazu eingerichtet ist, zu verhindern, dass Bewegun gen, insbesondere Vibrationen oder Schwingungen, die auf das erste Bauteil wirken, auf das zweite Bauteil übertragen werden.
Vorzugsweise ist dem System ein Koordinatensystem mit einer ersten Raum richtung oder c-Richtung, einer zweiten Raumrichtung oder y-Richtung und ei ner dritten Raumrichtung oder z-Richtung zugeordnet. Die erste Raumrichtung kann auch als Tiefenrichtung bezeichnet werden. Die zweite Raumrichtung kann auch als Breitenrichtung oder horizontale Richtung bezeichnet werden. Die drit te Raumrichtung kann auch als Hochrichtung oder vertikale Richtung bezeich net werden.
Dem Koordinatensystem sind sechs Freiheitsgrade zugeordnet, wobei jeweils ein linearer oder translatorischer Freiheitsgrad entlang beziehungsweise entgegen einer der zuvor genannten Raumrichtung vorgesehen ist. Somit ergeben sich drei translatorische Freiheitsgrade. Ferner ist um jede Raumrichtung ein rotato rischer Freiheitsgrad, also eine Drehung, vorgesehen. Somit ergeben sich drei rotatorische Freiheitsgrade. Insgesamt sind daher sechs Freiheitsgrade vorgese hen. Die Entkopplungseinrichtung ist dabei dazu eingerichtet, nicht in genau einem, sondern in mehr als einem Freiheitsgrad, das heißt in zumindest zwei Freiheits graden, eine Entkopplung des zweiten Bauteils von dem ersten Bauteil zu er möglichen. Diese beiden Freiheitsgrade können beispielsweise ein translatori scher Freiheitsgrad und ein rotatorischer Freiheitsgrad sein. Bei dem translato rischen Freiheitsgrad wird beispielsweise das erste Bauteil durch eine mechani sche Anregung von außen translatorisch gegenüber dem zweiten Bauteil bewegt. Die mechanischen Anregungen können auf das erste Bauteil wirkende Schwin gungen oder Vibrationen sein. Bei dem rotatorischen Freiheitsgrad vollzieht das erste Bauteil beispielsweise eine Kipp- oder Rotationsbewegung bezüghch des zweiten Bauteils.
Darunter, dass die ersten Entkopplungselemente eine "positive" Steifigkeit auf weisen, ist vorhegend zu verstehen, dass die ersten Entkopplungselemente bei einer Verformung oder Auslenkung derselben eine Kraft erzeugen, welche der Verformung oder der Auslenkung entgegenwirkt. Beispielsweise erzeugt eine Schraubenfeder, die gelängt wird, eine Kraft, die dieser Längenänderung entge genwirkt.
Im Gegensatz hierzu ist unter einer "negativen" Steifigkeit die Eigenschaft zu verstehen, dass die zweiten Entkopplungselemente bei einer Verformung oder Auslenkung derselben eine Kraft erzeugen, welche in Richtung der Verformung oder Auslenkung wirkt. Beispielsweise weist eine vorgespannte Druckfeder eine derartige negative Steifigkeit auf. Bei einer Längung einer derartigen vorge spannten Druckfeder erzeugt diese eine Kraft, die in Richtung der Längenände rung wirkt. Auch vorgespannte Blattfedern oder zwei Magnetelemente, die ent weder mit Ihren Südpolen oder Nordpolen einander zugewandt sind, weisen eine negative Steifigkeit auf. Die negative Steifigkeit und die positive Steifigkeit he- ben sich insbesondere auf, so dass die Entkopplungseinrichtung eine Nullsteifig¬ keit aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Entkopplungseinrichtung dazu eingerich¬ tet, das zweite Bauteil in sechs Freiheitsgraden von mechanischen Anregungen des ersten Bauteils zu entkoppeln.
Die Entkopplungseinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, das zweite Bau¬ teil nur in drei, vier oder fünf Freiheitsgraden von mechanischen Anregungen des ersten Bauteils zu entkoppeln. Die Entkopplungseinrichtung ist jedoch für eine Entkopplung von zumindest zwei Freiheitsgraden geeignet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die ersten Entkopplungselemente Federelemente, wobei die zweiten Entkopplungselemente Magnetelemente oder vorgespannte Federelemente sind.
Die ersten Entkopplungselemente können beispielsweise Schraubenfedern, Blattfedern oder Blattfederpakete sein. Insbesondere sind die ersten Entkopp¬ lungselemente Druckfedern. Die zweiten Entkopplungselemente sind beispiels¬ weise Magnetelemente in Form von Permanentmagneten. Alternativ können die zweiten Entkopplungselemente auch vorgespannte Schraubenfedern, Tellerfe¬ dern oder Tellerfederpakete sein. Besonders bevorzugt sind die zweiten Entkopp¬ lungselemente vorgespannte Schraubenfedern. "Vorgespannt" bedeutet insbe¬ sondere, dass die Federelemente unter einer Vorspannung montiert sind. Im Falle von vorgespannten Druckfedern sind diese beispielsweise zusammenge¬ drückt oder komprimiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die zweiten Entkopplungselemente paarweise angeordnet. Insbesondere sind die zweiten Entkopplungselemente dann paarweise angeord net, wenn diese als Magnetelemente ausgebildet sind. Dabei sind immer zwei Magnetelemente zu einem Magnetelementpaar zusammengefasst. Die Magne telemente eines Magnetelementpaares sind derart angeordnet, dass entweder deren Nordpole oder deren Südpole einander zugewandt angeordnet sind, so dass die Magnetelemente eines Magnetelementpaares einander abstoßen. Zwi schen den Magnetelementen eines Magnetelementpaares ist dementsprechend ein Luftspalt angeordnet.
Die Entkopplungseinrichtung umfasst ein drittes Bauteil, das zwischen dem ers ten Bauteil und dem zweiten Bauteil angeordnet ist.
Das dritte Bauteil kann auch als Zwischenbauteil oder Zwischenrahmen be zeichnet werden. Vorzugsweise ist das dritte Bauteil mit dem ersten Bauteil wirkverbunden, wobei das zweite Bauteil mit dem dritten Bauteil wirkverbun den ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die ersten Entkopplungselemente und die zweiten Entkopplungselemente zwischen dem ersten Bauteil und dem dritten Bauteil angeordnet.
Vorzugsweise sind die als Federelemente ausgebildeten ersten Entkopplungs elemente derart angeordnet, dass diese entlang der dritten Raumrichtung oder z-Richtung orientiert sind. Beispielsweise sind vier erste Entkopplungselemente vorgesehen, welche an Ecken des dritten Bauteils platziert sind. Dabei sind die ersten Entkopplungselemente vorzugsweise zwischen dem dritten Bauteil und horizontal angeordneten Arm ab schnitten des ersten Bauteils platziert.
Die zweiten Entkopplungselemente sind für den Fall, dass diese als Magnetele mente ausgebildet sind, derart angeordnet, dass die Magnetelementpaare eines Magnetelementpaares sich entlang der zweiten Raumrichtung oder y-Richtung betrachtet abstoßen. Die Magnetelementpaare sind entlang der zweiten Raum richtung betrachtet beidseits an dem dritten Bauteil platziert. Ein Magnetele ment jedes Magnetelementpaares ist fest mit dem ersten Bauteil verbunden. Für den Fall, dass die zweiten Entkopplungselemente vorgespannte Federelemente sind, sind diese Federelemente mit Hilfe von Druckstäben mit dem dritten Bau teil gekoppelt. Die Druckstäbe sind mit Hilfe von Festkörper gelenken zum einen mit dem dritten Bauteil und zum anderen mit dem jeweiligen vorgespannten Federelement verbunden.
In einem unausgelenkten Zustand des ersten Bauteils oder des dritten Bauteils befinden sich die zweiten Entkopplungselemente in einem Gleichgewichtszu stand. Das heißt, die zweiten Entkopplungselemente, die beidseits des dritten Bauteils angeordnet sind, erzeugen nur in der zweiten Raumrichtung oder y- Richtung wirkende Kräfte, die sich gegenseitig aufheben, da die Magnetele mentpaare beidseits des dritten Bauteils angeordnet sind.
Sobald die zweiten Entkopplungselemente aus dem Gleichgewichtszustand gera ten, beispielsweise bei einer schwingungsbedingten Auslenkung des ersten Bau teils gegenüber dem dritten Bauteil, bringen die zweiten Entkopplungselemente Kräfte auf das dritte Bauteil auf, welche gegen von den ersten Kopplungsele menten auf das dritte Bauteil aufgebrachten Kräften wirken. Die Kräfte der ers ten Entkopplungselemente und der zweiten Kopplungselemente heben sich ge genseitig auf, so dass eine kraftfreie Auslenkung des dritten Bauteils gegenüber dem ersten Bauteil und umgekehrt möglich ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Bauteil mit Hilfe von dritten Entkopplungselementen, die eine Entkopplung des zweiten Bauteils von dem dritten Bauteil in einer horizontalen Richtung bewirken, an dem dritten Bauteil aufgehängt. Die horizontale Richtung entspricht, wie zuvor erwähnt der zweiten Raumrich- tung beziehungsweise der y-Richtung. "Aufgehängt" bedeutet vorliegend insbe sondere, dass die Entkopplungselemente keine Druckkräfte, sondern nur Zug kräfte übertragen können. Beispielsweise übertragen die dritten Entkopplungs- elemente eine Gewichtskraft des zweiten Bauteils auf das dritte Bauteil.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die dritten Entkopplungselemente Zugseile.
Die Zugseile können parallelogrammartig angeordnet sein. Beispielsweise sind zumindest drei Zugseile vorgesehen. Es können auch vier Zugseile vorgesehen sein. Die Zugseile können beispielsweise Stahlseile oder Kunststoffseile sein. Auch Ketten können als Zugseile fungieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die dritten Entkopplungselemente Zugstäbe, wobei die dritten Entkopplungselemente eine positive Steifigkeit auf weisen.
Die dritten Entkopplungselemente sind vorzugsweise jeweils mit Hilfe von Fest körpergelenken mit dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das System ferner vierte Ent kopplungselemente, die jeweils zwischen dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil sowie zwischen dem zweiten Bauteil und dem ersten Bauteil angeordnet sind, wobei die vierten Entkopplungselemente eine negative Steifigkeit aufwei sen.
Die Zugstäbe können in der horizontalen Richtung geringe Querkräfte übertra gen. Um diese zu kompensieren sind die vierten Entkopplungselemente vorgese- hen. Dadurch, dass die dritten Entkopplungselemente eine positive Steifigkeit und die vierten Entkopplungselemente eine negative Steifigkeit aufweisen, ergibt sich entlang der horizontalen Richtung oder y-Richtung eine Nullsteifig keit. Es ist somit auch eine ausreichende Entkopplung des zweiten Bauteils von dem ersten Bauteil in der horizontalen Richtung möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die vierten Entkopplungselemente Magnetelemente.
Vorzugsweise sind die Magnetelemente paarartig in Magnetelementpaaren an geordnet. Die Magnetelemente eines Magnetelementpaares sind derart angeord net, dass entweder deren Südpole oder deren Nordpole einander gegenüberlie gend angeordnet sind, so dass sich die Magnetelemente des jeweiligen Magne telementpaares gegenseitig abstoßen. Beispielsweise ist entlang der z-Richtung betrachtet ein Magnetelementpaar zwischen dem zweiten Bauteil und dem drit ten Bauteil angeordnet. Ein zweites Magnetelementpaar ist entlang der z- Richtung betrachtet zwischen dem zweiten Bauteil und dem ersten Bauteil plat ziert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das System ferner ein viertes Bauteil, das zwischen dem ersten Bauteil und den vierten Entkopplungselemen ten, die zwischen dem zweiten Bauteil und dem ersten Bauteil angeordnet sind, angeordnet ist, wobei das vierte Bauteil mit Hilfe von fünften Entkopplungsele menten von dem ersten Bauteil entkoppelt ist.
Mit Hilfe der fünften Entkopplungselemente kann somit verhindert werden, dass Anregungen des ersten Bauteils auf dasjenige vierte Entkopplungselement aufgebracht werden, welches dem ersten Bauteil zugeordnet ist. Das vierte Bau teil kann beispielsweise plattenförmig sein. Vorzugsweise sind vier fünfte Ent- kopplungselemente vorgesehen, welche das vierte Bauteil an dem ersten Bauteil lagern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die fünften Entkopplungselemente Federelemente.
Vorzugsweise sind die fünften Entkopplungselemente Druckfedern. Für die fünf ten Entkopplungselemente werden vorzugsweise besonders weiche Federelemen te eingesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die ersten Entkopplungselemente dazu eingerichtet, bei einer Auslenkung derselben erste Kräfte auf das dritte Bauteil aufzubringen, welche entgegen einer Auslenkungsrichtung der ersten Entkopplungselemente orientiert sind, wobei die zweiten Entkopplungselemente dazu eingerichtet sind, bei einer Auslenkung derselben zweite Kräfte auf das dritte Bauteil aufzubringen, welche in einer Auslenkungsrichtung der zweiten Entkopplungselemente orientiert sind, und wobei sich die ersten Kräfte und die zweiten Kräfte gegenseitig aufheben, so dass das dritte Bauteil kraftfrei aus lenkbar ist.
Die Auslenkung des dritten Bauteils gegenüber dem ersten Bauteil kann dadurch erfolgen, dass sich das erste Bauteil, beispielsweise vibrationsbedingt, gegenüber dem dritten Bauteil bewegt und/oder verkippt. Wie zuvor erwähnt, befinden sich die zweiten Entkopplungselemente zunächst in einem Gleichge wichtszustand, in welchem diese entlang der y-Richtung wirkende gegensinnig orientierte Kräfte auf das dritte Bauteil aufbringen. Diese Kräfte heben sich ge genseitig auf. Sobald das dritte Bauteil ausgelenkt wird, beispielsweise durch ein Verdrehen des ersten Bauteils gegenüber dem dritten Bauteil, geraten die zweiten Entkopplungselemente aus ihrer Gleichgewichtslage, wodurch diese schräg orientierte Kräfte auf das dritte Bauteil aufbringen, welche in einen hori- zontalen Kraftanteil und in einen vertikalen Kraftanteil zerlegbar sind. Bei der Auslenkung des ersten Bauteils werden auch die ersten Entkopplungselemente verformt, so dass diese ebenfalls Kräfte auf das dritte Bauteil aufbringen. Die Kräfte der ersten Entkopplungselemente wirken stets entlang der z-Richtung. Diese von den ersten Entkopplungselementen aufgebrachten Kräfte wirken ent gegen der vertikalen Kraftanteile der von den zweiten Entkopplungselementen aufgebrachten Kräfte. Die vertikalen Kraftanteile sowie die von den ersten Ent kopplungselementen aufgebrachten Kräfte heben sich gegenseitig auf. Ferner heben sich auch die horizontalen Kraftanteile der schräg wirkenden Kräfte der zweiten Entkopplungselemente gegenseitig auf. Hierdurch ist die kraftfreie Aus lenkbarkeit des dritten Bauteils gegeben.
Ferner wird eine Projektionsbelichtungsanlage mit zumindest einem derartigen System vor geschlagen.
Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage oder eine DUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für "Extreme Ultraviolet" und be zeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. DUV steht für "Deep Ultraviolet" und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
"Ein" ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genann te Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichun gen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteihges angegeben ist. Die für das System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Projektionsbelichtungsanlage entsprechend und umgekehrt.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht expli zit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausfüh rungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungs beispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzug ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelich- tungsanlage für die EUV-Projektionslithographie;
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Systems für die Projektionsbelichtungsanlage gemäß Fig. Y,
Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Ansicht des Systems gemäß Fig. 2;
Fig. 4 zeigt schematisch Kräfte, die auf ein Zwischenbauteil des Systems gemäß Fig. 1 wirken;
Fig. 5 zeigt eine weitere schematische Ansicht des Systems gemäß Fig. Y,
Fig. 6 zeigt schematisch Kräfte, die auf ein Zwischenbauteil des Systems gemäß Fig. 5 wirken; Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Systems für die Projektionsbehchtungsanlage gemäß Fig. L
Fig. 8 zeigt eine weitere schematische Ansicht des Systems gemäß Fig. T,
Fig. 9 zeigt schematisch Kräfte, die auf ein Zwischenbauteil des Systems gemäß Fig. 7 wirken; und
Fig. 10 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Systems für die Projektionsbelichtungsanlage gemäß Fig. 1.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Be zugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendi gerweise maßstabsgerecht sind.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbehchtungsanlage 1 (Litho graphieanlage). Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektions belichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objekt ebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In die sem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht.
Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverla- gerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar. In der Fig. 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer c-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x- Richtung x verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y ver läuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der Fig. 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Ob jektebene 6.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Pro jektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in ei ner Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alterna tiv ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsan trieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Wafer- verlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Licht quelle 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 zwi schen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl7 Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl7 Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Licht- quelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron- Laser, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von ei nem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollek tor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexions flächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, Gl), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Ein fallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt wer den. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht struktu riert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strah lengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spie gel mit einer über die reine Umlenkungs Wirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzhch kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungs strahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 an geordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 um- fasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im auch als Feldfa- cetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der Fig. 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 Al bekannt ist, können die ers ten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbe sondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Fa cettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 Al verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuch tungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 Al, der EP 1 614 008 Bl und der US 6,573,978. Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facet ten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein kön nen, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 Al verwiesen.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav ge krümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly‘s Eye Integra tor) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017220 586 Al beschrieben ist.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungs strahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Ob jektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbil- düng der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufwei sen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeord net sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NPSpiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GPSpiegel, Grazing Incidence Spiegel) um fassen.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der Fig. 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfahen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem KoUektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 bezie hungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Ob jektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durch nummeriert sind.
Bei dem in der Fig. 1 dargestehten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel Ml bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer an deren Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuch- tungsstrahhmg 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die bei spielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotations symmetrieachse 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 Be leuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer- Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Sili zium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y- Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y- Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebe ne 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy in x- und y- Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (ßx, ßy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaß- stab ß bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in c-Richtung x, das heißt in Richtung senk recht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4 1. Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu ei ner Verkleinerung von 8J.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwi schenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 Al.
Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.
Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möghchst ho mogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuch tungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuch tung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Aus- wähl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuch teter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objekt feldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 be schrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zwei ten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projek tionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Apertur strahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Ein trittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bau element der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuch¬ tungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 defi¬ niert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen jeweils eine schematische Ansicht einer Ausführungs¬ form eines Systems lOOAfür die Projektionsbelichtungsanlage 1. Das System 100A kann beispielsweise eine wie zuvor erläuterte Projektionsoptik 10 oder Teil der Projektionsoptik 10 sein. Dem System 100A ist ein wie zuvor erwähntes Ko¬ ordinatensystem mit einer ersten Raumrichtung oder c-Richtung x, einer zwei¬ ten Raumrichtung oder y-Richtung y und einer dritten Raumrichtung oder z- Richtung z zugeordnet.
Das System 100A umfasst ein erstes Bauteil 102 und ein zweites Bauteil 104.
Die Bauteile 102, 104 können beliebige Komponenten der Projektionsoptik 10 sein. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass das erste Bauteil 102 ein Trag¬ rahmen (Engl.: Force Frame) ist. Das erste Bauteil 102 wird daher nachfolgend als Tragrahmen bezeichnet. Das zweite Bauteil 104 ist ein Sensorrahmen (Engl.: Sensor Frame) und wird nachfolgend als solcher bezeichnet. Der Sensorrahmen 104 kann eine Sensorik (nicht gezeigt) tragen.
Der Tragrahmen 102 weist eine im Wesenthchen U-förmige Struktur auf, die sich entlang der c-Richtung x erstreckt. Der Tragrahmen 102 kann jedoch jede beliebige Geometrie aufweisen. Der Tragrahmen 102 umfasst einen Basisab- schnitt 106 und zwei Wandabschnitte 108, 110, die seitlich an dem Basisab¬ schnitt 106 vorgesehen sind. Aus den Wandabschnitten 108, 110 ragen jeweils Armabschnitte 112, 114 heraus, die sich in Richtung des jeweils gegenüberlie¬ genden Wandabschnitts 108, 110 erstrecken.
Der Sensorrahmen 104 ist stark vereinfacht als blockförmiges oder quaderförmi¬ ges Bauteil dargestellt. Der Sensorrahmen 104 kann jedoch jede beliebige Geo¬ metrie aufweisen. Der Sensorrahmen 104 ist innerhalb des Tragrahmens 102 angeordnet. Das heißt, der Tragrahmen 102 umgibt den Sensorrahmen 104 zu¬ mindest abschnittsweise.
Das System 100A umfasst eine Entkopplungseinrichtung 200A, die geeignet ist, zu verhindern, dass eine mechanische Anregung des Tragrahmens 102 von au¬ ßen auf den Sensorrahmen 104 übertragen wird. Die Entkopplungseinrichtung 200A entkoppelt somit den Sensorrahmen 104 von dem Tragrahmen 102. Die Entkopplungseinrichtung 200A umfasst ein Zwischenbauteil 202, welches in ei¬ nen Kraftpfad zwischen den Tragrahmen 102 und den Sensorrahmen 104 ge¬ schaltet ist. Das Zwischenbauteil 202 ist blockförmig oder quaderförmig. Das Zwischenbauteil 202 kann jedoch jede behebige Geometrie aufweisen. Im vorlie¬ genden Fall ist das Zwischenbauteil 202 ein Zwischenrahmen und wird nachfol¬ gend auch so bezeichnet.
Der Zwischenrahmen 202 ist mit Hilfe von biegeweichen dritten Entkopplungs¬ elementen 204, 206 mit dem Sensorrahmen 104 gekoppelt. Die dritten Entkopp¬ lungselemente 204, 206 können als Seile oder Zugseile bezeichnet werden. "Bie¬ geweich" in diesem Zusammenhang bedeutet, dass die dritten Entkopplungsele¬ mente 204, 206 nur entgegen der z-Richtung z orientierte Zugkräfte, beispiels¬ weise resultierend aus einer Gewichtskraft des Sensorrahmens 104, übertragen können. In den übrigen Richtungen x, y können keine Kräfte übertragen werden. Es können beispielsweise vier dritte Entkopplungselemente 204, 206 vorgesehen sein, die entlang der y-Richtung y und entlang der c-Richtung x voneinander be- abstandet angeordnet sind. Es können jedoch auch nur drei dritte Entkopp- lungselemente 204, 206 vorgesehen sein.
Die dritten Entkopplungselemente 204, 206 sind an Anbindungspunkten 208,
210 an den Zwischenrahmen 202 angebunden. Die Anbindungspunkte 208, 210 sind entlang der y-Richtung y voneinander beabstandet platziert. Ferner sind die dritten Entkopplungselemente 204, 206 mit Hilfe von Anbindungspunkten 211, 214 an den Sensorrahmen 104 angebunden. Es sind noch weitere Anbin¬ dungspunkte (nicht gezeigt) vorgesehen, die entlang der c-Richtung x betrachtet von den Anbindungspunkten 208, 210 beabstandet angeordnet sind. Die dritten Entkopplungselemente 204, 206 können Seile, insbesondere Stahlseile oder Kunststoffseile, sein, welche in den Zwischenrahmen 202 und den Sensorrahmen 104 eingehängt sind.
Die Entkopplungseinrichtung 200A umfasst ferner erste Entkopplungselemente 216, 218, die zwischen dem Zwischenrahmen 202 und dem Tragrahmen 102 an¬ geordnet sind. Die ersten Entkopplungselemente 216, 218 sind Federelemente und können auch als solche bezeichnet werden. Vorzugsweise sind vier erste Entkopplungselemente 216, 218 vorgesehen, wobei für den Fall, dass der Zwi¬ schenrahmen 202 viereckig ist, an jeder Ecke des Zwischenrahmens 202 ein ers¬ tes Entkopplungselement 216, 218 angebracht ist. Die ersten Entkopplungsele¬ mente 216, 218 sind zwischen den Armabschnitten 112, 114 des Tragrahmens 102 und dem Zwischenrahmen 202 platziert. Die Armabschnitte 112, 114 tragen also die ersten Entkopplungselemente 216, 218. Auf den ersten Entkopplungs¬ elementen 216, 218 lastet eine Gewichtskraft des Zwischenrahmens 202 und die zuvor erwähnte Gewichtskraft des Sensorrahmens 104, die über die dritten Ent¬ kopplungselemente 204, 206 auf den Zwischenrahmen 202 übertragen wird. Die ersten Entkopplungselemente 216, 218 sind Schraubenfedern. Die ersten Entkopplungselemente 216, 218 können jedoch auch Tellerfedern oder Tellerfe derpakete sein. Die ersten Entkopplungselemente 216, 218 sind zum einen ent lang der z-Richtung z auseinanderziehbar und zum anderen entgegen der z- Richtung z komprimierbar. Die ersten Entkopplungselemente 216, 218 können Druckfedern sein. Der Begriff "Druckfedern" schließt jedoch nicht aus, dass die ersten Entkopplungselemente 216, 218 auch auseinandergezogen werden kön nen.
Die Entkopplungseinrichtung 200A weist zweite Entkopplungselemente 220,
222, 224, 226 auf. Die zweiten Entkopplungselemente 220, 222, 224, 226 sind Magnetelemente und können auch als solche bezeichnet werden. Die zweiten Entkopplungselemente 220, 222, 224, 226 sind Permanentmagnete. Die zweiten Entkopplungselemente 220, 222, 224, 226 sind in Form von Magnetelementpaa ren 228, 230 beidseits des Zwischenrahmens 202 platziert. Der Zwischenrahmen 202 ist entlang der y-Richtung y betrachtet zwischen den zweiten Entkopplungs elementen 222, 224 platziert. Dabei bilden die zweiten Entkopplungselemente 220, 222 ein erstes Magnetelementpaar 228. Die zweiten Entkopplungselemente 224, 226 bilden ein zweites Magnetelementpaar 230.
Die zweiten Entkopplungselemente 220, 226 sind fest mit dem Tragrahmen 102 verbunden. Die zweiten Entkopplungselemente 222, 224 sind fest mit dem Zwi schenrahmen 202 verbunden. Dabei ist zwischen den zweiten Entkopplungsele menten 220, 222 und den zweiten Entkopplungselementen 224, 226 jeweils ein Luftspalt 232, 234 vorgesehen. Jedes zweite Entkopplungselement 220, 222, 224, 226 weist einen Nordpol N und einen Südpol S auf. Die zweiten Entkopplungs elemente 220, 222, 224, 226 sind derart platziert, dass der Nordpol N und der Südpol S entlang der y-Richtung y betrachtet nebeneinander angeordnet sind. Die zweiten Entkopplungselemente 220, 222, 224, 226 jedes Magnetelementpaa res 228, 230 sind dabei derart angeordnet, dass die Südpole S einander zuge- wandt angeordnet sind. Die zweiten Entkopplungselemente 220, 222, 224, 226 jedes Magnetelementpaares 228, 230 stoßen sich somit ab.
Die Funktionalität der Entkopplungseinrichtung 200A wird nachfolgend erläu¬ tert. Die Fig. 2 zeigt das System 100A in einer Gleichgewichtslage, in dem der Tragrahmen 102 nicht ausgelenkt ist. In der Gleichgewichtslage sind die Südpo¬ le S der zweiten Entkopplungselemente 220, 222, 224, 226 einander gegenüber¬ liegend platziert. Die Fig. 3 zeigt das System 100A in einem ausgelenkten Zu¬ stand. In dem ausgelenkten Zustand wird der Tragrahmen 102, beispielsweise durch Vibrationen, ausgelenkt, wie in der Fig. 3 mit Hilfe eines Pfeils 236 ange¬ deutet ist. Der Tragrahmen 102 bewegt sich aufgrund seiner Auslenkung in der Orientierung der Fig. 3 entgegen der z-Richtung z nach unten.
Aufgrund seiner Massenträgheit verbleibt der Zwischenrahmen 202 zunächst in seiner Ausgangsposition, wodurch sich der Tragrahmen 102 von dem Zwischen¬ rahmen 202 wegbewegt und die ersten Entkopplungselemente 216, 218 gelängt werden. Das Längen der ersten Entkopplungselemente 216, 218 bewirkt, dass jedes erste Entkopplungselement 216, 218 eine Kraft F216, F218 auf den Zwi¬ schenrahmen 202 aufbringt. Die Kräfte F216, F218 sind entgegen der z-Richtung z orientiert. Die Kräfte F216, F218 wirken also entgegen der Auslenkung der ersten Entkopplungselemente 216, 218.
Bei dem Auslenken des Tragrahmens 102 werden die dem Tragrahmen 102 zu¬ geordneten zweiten Entkopplungselemente 220, 226 gegenüber den zweiten Entkopplungselementen 222, 224, die dem Zwischenrahmen 202 zugeordnet sind, ausgelenkt. Es werden auf den Zwischenrahmen 202 wirkende Kräfte F222, F224 erzeugt, welche schräg zu den Kräften F216, F218 orientiert sind.
Fig. 4 zeigt sehr stark schematisiert die auf den Zwischenrahmen 202 wirkenden Kräfte F216, F218, F222, F224. Wie zuvor erwähnt, wirken die Kräfte F216, F218 entgegen der z-Richtung z. Die schräg wirkenden Kräfte F222, F224 lassen sich jeweils in einen horizontalen Kraftanteil F222h, F224h und in einen verti kalen Kraftanteil F222v, F224v zerlegen. Die horizontalen Kraftanteile F222h, F224h wirken entgegen und in der y-Richtung y. Die horizontalen Kraftanteile F222h, F224h sind gleich groß und wirken gegensinnig, so dass sich die horizon talen Kraftanteile F222h, F224h gegenseitig aufheben. In horizontaler Richtung beziehungsweise entlang und entgegen der y-Richtung y ist der Zwischenrahmen 202 also kraftfrei.
Die vertikalen Kraftanteile F222v, F224v wirken entlang der z-Richtung z und damit entgegen den Kräften F216, F218. Die vertikalen Kraftanteile F222v, F224v und die Kräfte F216, F218 sind gleich groß. Die vertikalen Kraftanteile F222v, F224v und die Kräfte F216, F218 heben sich somit auf. Der Zwischen rahmen 202 ist demnach stets kraftfrei. Aus dieser Kraftfreiheit resultiert eine sehr geringe Eigenfrequenz.
Die ersten Entkopplungselemente 216, 218 weisen in der z-Richtung z betrachtet eine positive Steifigkeit auf. Das heißt, dass die Kräfte F216, F218 entgegen ei ner Auslenkungsrichtung der ersten Entkopplungselemente 216, 218 bezie hungsweise entgegen einer Auslenkungsrichtung des Zwischenrahmens 202 ge genüber dem Tragrahmen 102 oder umgekehrt orientiert sind. Die Magnetele mentpaare 228, 230 weisen im Gegensatz hierzu in der z-Richtung z betrachtet eine negative Steifigkeit auf.
Das heißt, dass die Kräfte F222, F224, insbesondere die vertikalen Kraftanteile F222v, F224v, in einer Auslenkungsrichtung des Zwischenrahmens 202 gegen über dem Tragrahmen 102 orientiert sind. Es ergibt sich dadurch in der z- Richtung z eine Nullsteifigkeit der Entkopplungseinrichtung 200A. In horizonta ler Richtung beziehungsweise in der y-Richtung y kann mit Hilfe einer Paral- lelanordnung der dritten Entkopplungselemente 204, 206 in Form von Seilen eine sehr niedrige Entkopplungsfrequenz erreicht werden.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ansicht des Systems 100A, wobei der Tragrahmen 102 in diesem Fall durch eine Verdrehung beziehungsweise eine Verkippung gegen¬ über dem Sensorrahmen 104 angeregt wird, wie mit Hilfe eines Pfeils 236 ange¬ deutet ist. Bei der Verdrehung des Tragrahmens 102 wird das erste Entkopp¬ lungselement 216 komprimiert und das erste Entkopplungselement 218 gelängt. Hierdurch bringt das erste Entkopplungselement 216 eine in der z-Richtung z wirkende Kraft F216 auf den Zwischenrahmen 202 auf. Das erste Entkopp¬ lungselement 218 bringt eine entgegen der z-Richtung z wirkende Kraft F218 auf den Zwischenrahmen 202 auf. Die Kräfte F216, F218 sind einander entge¬ gengesetzt orientiert.
Das zweite Entkopplungselement 222 bringt eine in der Orientierung der Fig. 5 schräg nach rechts unten orientierte Kraft F222 auf den Zwischenrahmen 202 auf. Entsprechend bringt das zweite Entkopplungselement 224 eine in der Ori¬ entierung der Fig. 5 schräg nach links oben orientierte Kraft F224 auf den Zwi¬ schenrahmen 202 auf.
Fig. 6 zeigt sehr stark schematisiert die auf den Zwischenrahmen 202 wirkenden Kräfte F216, F218, F222, F224. Wie zuvor erwähnt, wirkt die Kraft F216 in der z-Richtung z. Die Kraft F218 wirkt entgegen der z-Richtung z und damit auch entgegen der Kraft F216. Die schräg wirkenden Kräfte F222, F224 lassen sich jeweils in einen horizontalen Kraftanteil F222h, F224h und in einen vertikalen Kraftanteil F222v, F224v zerlegen. Die horizontalen Kraftanteile F222h, F224h wirken entgegen und in der y-Richtung y. Die horizontalen Kraftanteile F222h, F224h sind gleich groß und wirken gegensinnig, so dass sich die horizontalen Kraftanteile F222h, F224H gegenseitig aufheben. In horizontaler Richtung be- ziehungsweise entlang und entgegen der y-Richtung y ist der Zwischenrahmen 202 also kraftfrei.
Der vertikale Kraftanteile F222v wirkt entgegen der z-Richtung z. Der vertikale Kraftanteil F224v wirkt entlang der z-Richtung z. Der vertikale Kraftanteil F222v und die Kraft F216 heben sich gegenseitig auf. Dementsprechend heben sich auch der vertikale Kraftanteil F224v und die Kraft F218 gegenseitig auf.
Der Zwischenrahmen 202 ist also kraftfrei. Es ergibt sich somit auch bei der Verdrehung des Tragrahmens 102 eine Nullsteifigkeit der Entkopplungseinrich¬ tung 200A.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen jeweils eine schematische Ansicht einer weiteren Aus¬ führungsform eines Systems 100B für die Projektionsbelichtungsanlage 1. Das System 100B entspricht von seinem Aufbau her im Wesentlichen dem des opti¬ schen Systems 100A. Daher wird nachfolgend nur auf Unterschiede zwischen den Systemen 100A, 100B eingegangen. Das System 100B unterscheidet sich von dem System 100A nur dadurch, dass das System 100B eine weitere Ausfüh¬ rungsform einer Entkopplungseinrichtung 200B aufweist.
Die Entkopplungseinrichtung 200B umfasst ein wie zuvor erläuterten Zwischen¬ rahmen 202, der sich über die ersten Entkopplungselemente 216, 218 an einen wie zuvor erläuterten Tragrahmen 102 abstützt. Ferner weist die Entkopplungs¬ einrichtung 200B zweite Entkopplungselemente 238, 240 in Form von Federele¬ menten auf, welche senkrecht zu den ersten Entkopplungselementen 216, 218 orientiert sind. Die zweiten Entkopplungselemente 238, 240 sind Schraubenfe¬ dern. Die zweiten Entkopplungselemente 238, 240 können jedoch auch Tellerfe¬ dern oder Tellerfederpakete sein. Die zweiten Entkopplungselemente 238, 240 sind vorgespannte Druckfedern. Die zweiten Entkopplungselemente 238, 240 können auch als Federelemente bezeichnet werden. Zwischen den zweiten Entkopplungselementen 238, 240 und dem Zwischenrah men 202 sind Druckstäbe 242, 244 vorgesehen, die jeweils eine Druckkraft von den zweiten Entkopplungselementen 238, 240 auf den Zwischenrahmen 202 auf bringen können. Der Druckstab 242 ist über ein Festkörper gelenk 246 an das zweite Entkopplungselement 238 und über ein Festkörper gelenk 248 an den Zwischenrahmen 202 angebunden. Dementsprechend ist der Druckstab 244 über ein Festkörper gelenk 250 an den Zwischenrahmen 202 und über ein Festkörper gelenk 252 an das zweite Entkopplungselement 240 angebunden. Unter einem "Festkörper gelenk" ist vorliegend Bereich eines Bauteils zu verstehen, welcher eine Relativbewegung zwischen zwei Starrkörperbereichen durch Biegung er laubt.
Die Funktionahtät der Entkopplungseinrichtung 200B wird nachfolgend erläu tert. Die Fig. 7 zeigt das System 100B in einer Gleichgewichtslage, in dem der Tragrahmen 102 nicht ausgelenkt ist. In der Gleichgewichtslage sind die Druckstäbe 242, 244 horizontal angeordnet und verlaufen somit entlang der y- Richtung y. Die zweiten Entkopplungselemente 238, 240 bringen über die Druckstäbe 242, 244 Druckkräfte auf den Zwischenrahmen 202 auf, die gleich groß und entgegengesetzt orientiert sind, so dass diese sich aufheben.
Die Fig. 8 zeigt das System 100B in einem ausgelenkten Zustand. In dem ausge lenkten Zustand wird der Tragrahmen 102, beispielsweise durch Vibrationen, ausgelenkt, wie in der Fig. 8 mit Hilfe eines Pfeils 236 angedeutet ist. Der Trag rahmen 102 bewegt sich aufgrund seiner Auslenkung in der Orientierung der Fig. 8 entgegen der z-Richtung z nach unten.
Aufgrund seiner Massenträgheit verbleibt der Zwischenrahmen 202 zunächst in seiner Ausgangsposition, wodurch sich der Tragrahmen 102 von dem Zwischen rahmen 202 wegbewegt und die ersten Entkopplungselemente 216, 218 gelängt werden. Das Längen der ersten Entkopplungselemente 216, 218 bewirkt, dass jedes erste Entkopplungselement 216, 218 eine Kraft F216, F218 auf den Zwi schenrahmen 202 aufbringt. Die Kräfte F216, F218 sind entgegen der z-Richtung z orientiert. Die Kräfte F216, F218 wirken also entgegen der Auslenkung der ersten Entkopplungselemente 216, 218.
Bei dem Auslenken des Tragrahmens 102 werden die Druckstäbe 242, 244 aus gelenkt. Es werden auf den Zwischenrahmen 202 wirkende Kräfte F238, F240 erzeugt, welche schräg zu den Kräften F216, F218 orientiert sind.
Fig. 9 zeigt sehr stark schematisiert die auf den Zwischenrahmen 202 wirkenden Kräfte F216, F218, F238, F240. Wie zuvor erwähnt, wirken die Kräfte F216,
F218 entgegen der z-Richtung z. Die schräg wirkenden Kräfte F238, F240 lassen sich jeweils in einen horizontalen Kraftanteil F238h, F240h und in einen verti kalen Kraftanteil F238v, F240v zerlegen. Die horizontalen Kraftanteile F238h, F240h wirken entgegen und in der y-Richtung y. Die horizontalen Kraftanteile F238h, F240h sind gleich groß und wirken gegensinnig, so dass sich die horizon talen Kraftanteile F238h, F240h gegenseitig aufheben. In horizontaler Richtung beziehungsweise entlang und entgegen der y-Richtung y ist der Zwischenrahmen 202 also kraftfrei.
Die vertikalen Kraftanteile F238v, F250v wirken entlang der z-Richtung z und damit entgegen den Kräften F216, F218. Die vertikalen Kraftanteile F238v, F240v und die Kräfte F216, F218 sind gleich groß. Die vertikalen Kraftanteile F238v, F240v und die Kräfte F216, F218 heben sich somit auf. Der Zwischen rahmen 202 ist demnach stets kraftfrei. Aus dieser Kraftfreiheit resultiert eine sehr geringe Eigenfrequenz.
Die ersten Entkopplungselemente 216, 218 weisen in der z-Richtung z betrachtet eine positive Steifigkeit auf. Das heißt, dass die Kräfte F216, F218 entgegen ei ner Auslenkungsrichtung der ersten Entkopplungselemente 216, 218 bezie- hungsweise entgegen einer Auslenkungsrichtung des Zwischenrahmens 202 ge¬ genüber dem Tragrahmen 102 orientiert sind. Die vorgespannten zweiten Ent¬ kopplungselemente 238, 240 weisen hingegen eine negative Steifigkeit auf. Das heißt, dass die Kräfte F238, F240, insbesondere die vertikalen Kraftanteile F238v, F240v, in einer Auslenkungsrichtung des Zwischenrahmens 202 gegen¬ über dem Tragrahmen 102 orientiert sind. Es ergibt sich dadurch in der z- Richtung z eine Nullsteifigkeit der Entkopplungseinrichtung 200A. Gleiches gilt für eine Verdrehung des Tragrahmens 102, wie es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist.
Fig. 10 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Systems 100C für die Projektionsbehchtungsanlage 1. Das System 100C ent¬ spricht von seinem Aufbau her im Wesentlichen dem des optischen Systems 100A. Daher wird nachfolgend nur auf Unterschiede zwischen den Systemen 100A, 100C eingegangen.
Das System 100C umfasst eine Entkopplungseinrichtung 200C, die von ihrem Aufbau her im Wesenthchen mit dem der Entkopplungseinrichtung 200A über¬ einstimmt. Das System 100C umfasst im Gegensatz zu dem System 100A keine dritten Entkopplungselemente 204, 206 in Form von Seilen, mit denen der Sen¬ sorrahmen 104 an dem Zwischenrahmen 202 aufgehängt ist. Vielmehr sind drit¬ te Entkopplungselemente 254, 256 in Form von Zugstäben vorgesehen, welche über Festkörper gelenke 258, 260 mit dem Zwischenrahmen 202 und über Fest¬ körpergelenke 262, 264 mit dem Sensorrahmen 104 gekoppelt sind. Es können beispielsweise vier dritte Entkopplungselemente 254, 256 vorgesehen sein. Die dritten Entkopplungselemente 254, 256 können auch als Zugstäbe bezeichnet werden.
Da über die Festkörper gelenke 258, 260, 262, 264 geringe horizontale Kräfte übertragbar sind, ist zusätzlich eine Lagerung des Sensorrahmens 104 mit Hilfe von vierten Entkopplungselementen 266, 268, 270, 272 vorgesehen. Die vierten Entkopplungselemente 266, 268, 270, 272 sind Magnetelemente und können auch als solche bezeichnet werden. Dabei ist das vierte Entkopplungselement 266 an dem Zwischenrahmen 202 angebracht. Das vierte Entkopplungselement 268 ist an dem Sensorrahmen 104 angebracht. Die vierten Entkopplungselemen¬ te 266, 268 bilden ein Magnetelementpaar 274. Die vierten Entkopplungsele¬ mente 266, 268 sind dabei derart platziert, dass deren Südpole S oder Nordpole N einander gegenüberhegend angeordnet sind.
Das vierte Entkopplungselement 270 ist an dem Zwischenrahmen 202 ange¬ bracht. Das vierte Entkopplungselement 272 ist an einem plattenförmigen Bau¬ teil 276 angebracht, welches zwischen dem Tragrahmen 102 und dem Zwischen¬ rahmen 104 platziert ist. Das Bauteil 276 ist über sehr weiche fünfte Entkopp¬ lungselemente 278, 280 von dem Tragrahmen 102 entkoppelt. Die vierten Ent¬ kopplungselemente 270, 272 bilden ein Magnetelementpaar 282. Die vierten Entkopplungselemente 270, 272 sind dabei derart platziert, dass deren Südpole S oder Nordpole N einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Mit Hilfe der dritten Entkopplungselemente 254, 256 kann eine Parallelo¬ grammführung verwirkhcht werden. Zum Erreichen einer wie zuvor erläuterten Nullsteifigkeit in horizontaler Richtung wird diese Parallelogrammführung mit den Magnetelementpaaren 274, 282 kombiniert. Mit Hilfe der Magnetelement¬ paare 274, 282 kann eine Kopplung des Zwischenrahmens 202 mit dem Trag¬ rahmen 102 verhindert werden. Die Funktion des Systems 100C entspricht an¬ sonsten der Funktion des Systems 100A.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrie¬ ben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Projektionsbelichtungsanlage
2 B eleuchtun gs System
3 Lichtquelle
4 B eleuchtun gsop tik
5 Objektfeld
6 Objektebene
7 Retikel
8 Retikelhalter
9 Retikelverlagerungsantrieb
10 Projektionsoptik 11 Bildfeld 12 Bildebene
13 Wafer
14 Waferhalter
15 W aferverlagerungsan trieb
16 B eleuchtun gsstr ahlun g
17 Kollektor
18 Zwischenfokusebene
19 Umlenkspiegel
20 erster Facettenspiegel 21 erste F acette 22 zweiter Facettenspiegel 23 zweite F acette
100A System
100B System
100C System
102 Bauteil/Tragrahmen
104 Bauteil/Sensorrahmen 106 Basis ab schnitt
108 Wandabschnitt
110 Wandabschnitt
112 Arm ab schnitt
114 Arm ab schnitt
200A Entkopplungseinrichtung
200B Entkopplungseinrichtung
200C Entkopplungseinrichtung
202 Bauteil/Zwischenrahmen
204 Entkopplungselement
206 Entkopplungselement
208 Anbin dun gsp unkt
210 Anbindungspunkt
212 Anbin dun gsp unkt
214 Anbin dun gsp unkt
216 Entkopplungselement
218 Entkopplungselement
220 Entkopplungselement
222 Entkopplungselement
224 Entkopplungselement
226 Entkopplungselement
228 Magnetelementp aar
230 Magnetelementp aar
232 Luftspalt
234 Luftspalt
236 Pfeil
238 Entkopplungselement
240 Entkopplungselement
242 Druckstab
244 Druckstab 246 F estkörp er gelenk
248 F estkörp er gelenk
250 F estkörp er gelenk
252 F estkörp er gelenk
254 Entkopplungselement
256 Entkopplungselement
258 F estkörp er gelenk
260 F estkörp er gelenk
262 F estkörp er gelenk
264 F estkörp er gelenk
266 Entkopplungselement
268 Entkopplungselement
270 Entkopplungselement
272 Entkopplungselement
274 Magnetelementp aar
276 Bauteil
278 Entkopplungselement
280 Entkopplungselement
282 Magnetelementp aar
F216 Kraft
F218 Kraft
F222 Kraft
F222h horizontaler Kraftanteil
F222v vertikaler Kraftanteil
F224 Kraft
F224h horizontaler Kraftanteil
F224v vertikaler Kraftanteil
F238 Kraft
F238h horizontaler Kraftanteil F238v vertikaler Kraftanteil
F240 Kraft F240h horizontaler Kraftanteil F240v vertikaler Kraftanteil Ml Spiegel M2 Spiegel M3 Spiegel M4 Spiegel M5 Spiegel M6 Spiegel N Nordpol S Südpol x x-Richtung y y-Richtung z z- Richtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. System (100A, 100B, 100C) für eine Projektionsbehchtungsanlage (l), auf¬ weisend ein erstes Bauteil (102), ein zweites Bauteil (104), und eine Entkopplungseinrichtung (200A, 200B, 200C), die dazu eingerichtet ist, das zweite Bauteil (104) in mehr als einem Freiheitsgrad von mechanischen Anregungen des ersten Bauteils (102) zu entkoppeln, wobei die Entkopplungseinrichtung (200A, 200B, 200C) erste Entkopp¬ lungselemente (216, 218), die eine positive Steifigkeit aufweisen, und zweite Entkopplungselemente (220, 222, 224, 226, 238, 240), die eine negative Steifig¬ keit aufweisen, umfasst, und wobei die Entkopplungseinrichtung (200A, 200B, 200C) ein drittes Bauteil (202), das zwischen dem ersten Bauteil (102) und dem zweiten Bauteil (104) an¬ geordnet ist, umfasst.
2. System nach Anspruch 1, wobei die Entkopplungseinrichtung (200A, 200B, 200C), dazu eingerichtet ist, das zweite Bauteil (104) in sechs Freiheitsgraden von mechanischen Anregungen des ersten Bauteils (102) zu entkoppeln.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Entkopplungselemente (216, 218) Federelemente sind, und wobei die zweiten Entkopplungselemente (220, 222, 224, 226, 238, 240) Magnetelemente oder vorgespannte Federelemente sind.
4. System nach Anspruch 3, wobei die zweiten Entkopplungselemente (220 222, 224, 226) paarweise angeordnet sind.
5. System nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei die ersten Entkopplungs¬ elemente (216, 218) und die zweiten Entkopplungselemente (220, 222, 224, 226, 238, 240) zwischen dem ersten Bauteil (102) und dem dritten Bauteil (202) ange¬ ordnet sind.
6. System nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei das zweite Bauteil (104) mit Hilfe von dritten Entkopplungselementen (204, 206, 254, 256), die eine Entkopp¬ lung des zweiten Bauteils (104) von dem dritten Bauteil (202) in einer horizonta¬ len Richtung (y) bewirken, an dem dritten Bauteil (202) aufgehängt ist.
7. System nach Anspruch 6, wobei die dritten Entkopplungselemente (204, 206) Zugseile sind.
8. System nach Anspruch 6, wobei die dritten Entkopplungselemente (254, 256) Zugstäbe sind, und wobei die dritten Entkopplungselemente (254, 256) eine positive Steifigkeit aufweisen.
9. System nach Anspruch 8, ferner umfassend vierte Entkopplungselemente (266, 268, 270, 272), die jeweils zwischen dem zweiten Bauteil (104) und dem dritten Bauteil (202) sowie zwischen dem zweiten Bauteil (104) und dem ersten Bauteil (102) angeordnet sind, wobei die vierten Entkopplungselemente (266, 268, 270, 272) eine negative Steifigkeit aufweisen.
10. System nach Anspruch 9, wobei die vierten Entkopplungselemente (266, 268, 270, 272) Magnetelemente sind.
11. System nach Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend ein viertes Bauteil (276), das zwischen dem ersten Bauteil (102) und den vierten Entkopplungsele¬ menten (270, 272), die zwischen dem zweiten Bauteil (104) und dem ersten Bau¬ teil (102) angeordnet sind, angeordnet ist, wobei das vierte Bauteil (276) mit Hil- fe von fünften Entkopplungselementen (278, 280) von dem ersten Bauteil (102) entkoppelt ist.
12. System nach Anspruch 11, wobei die fünften Entkopplungselemente (278, 280) Federelemente sind.
13. System nach einem der Ansprüche 1 - 12, wobei die ersten Entkopplungs¬ elemente (216, 218) dazu eingerichtet sind, bei einer Auslenkung derselben erste Kräfte (F216, F218) auf das dritte Bauteil (202) aufzubringen, welche entgegen einer Auslenkungsrichtung der ersten Entkopplungselemente (216, 218) orien¬ tiert sind, und wobei die zweiten Entkopplungselemente (220, 222, 224, 226) da¬ zu eingerichtet sind, bei einer Auslenkung derselben zweite Kräfte (F222, F224, F238, F240) auf das dritte Bauteil (202) aufzubringen, welche in einer Auslen¬ kungsrichtung der zweiten Entkopplungselemente (220, 222, 224, 226) orientiert sind, und wobei sich die ersten Kräfte (F216, F218) und die zweiten Kräfte (F222, F224, F238, F240) gegenseitig aufheben, so dass das dritte Bauteil (202) kraftfrei auslenkbar ist.
14. Projektionsbelichtungsanlage (l) mit zumindest einem System (100A, 100B, 100C) nach einem der Ansprüche 1 - 13.
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