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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung, insbesondere
eine EUV(extreme ultra violett)-Projektionsbelichtungsanlage für
die Mikrolithographie mit mindestens einem Gehäuse und mindestens
einer Blende, welche austauschbar in dem Gehäuse aufgenommen
ist sowie mindestens eine Transfereinrichtung mit mindestes einer
Aufnahme, auf oder an welcher die Blende lösbar angeordnet
werden kann, um in den oder aus dem Objektivraum bewegt zu werden.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Betrieb einer entsprechenden Abbildungsvorrichtung bzw. zum wechselbaren
Einbringen und/oder zum Austausch von Blenden in einer Abbildungsvorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Aus
der
WO 2005/050
322 A1 ist eine Blendenwechselvorrichtung für
ein EUVL-Objektiv für die Mikrolithographie bekannt, bei
welcher über eine Zuführeinrichtung aus einem
Blendenmagazin eine entsprechend ausgewählte Blende in
das Objektiv eingeführt werden kann. Die Zuführvorrichtung
kann aus einem einfachen oder doppelt ausgeführten Greifer bestehen,
welcher entsprechend eine oder gleichzeitig zwei Blenden aufnehmen
und bewegen kann. Die Zuführeinrichtung übergibt
im Objektivraum die entsprechende Blende an eine Halte- und Hebevorrichtung,
welche die Blende während des Betriebs des Objektivs in
der gewünschten Position hält, während die
Zuführeinrichtung wieder aus dem Objektiv entfernt wird.
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Obwohl
durch die Doppelgreiferausbildung der Zuführeinrichtung
mit zwei Aufnahmen für entsprechende Blenden die Wechselgeschwindigkeit
erhöht werden kann, ist die entsprechende Blendenwechselvorrichtung
bzw. ein entsprechend ausgestattetes Objektiv hinsichtlich der erzielbaren
Wechselgeschwindigkeit und der Effizienz noch verbesserungsfähig.
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Bei
der Ausführungsform der
WO 2005/050 322 A1 mit lediglich einem Greifer
muss die Transfereinrichtung (Zuführeinrichtung) zunächst
in das Objektiv einfahren, um die dort befindliche Blende von der
Halte- und Hebeeinrichtung zu übernehmen und aus dem Objektiv
zu entfernen. Nach Ablegen der vorher verwendeten Blende in einem
Magazin kann die Transfereinrichtung eine neue Blende aufnehmen und
wieder in das Objektiv einfahren. Dort wird die Blende an die Halte-
und Hebeeinrichtung übergeben, so dass dann die Einfuhreinrichtung
mit dem leeren Greifer wieder aus dem Objektiv entfernt wird. Damit
ist bei einem Einfachgreifer viermal der Weg in und aus dem Objektiv
für die Zuführeinrichtung zurückzulegen.
Dies erfordert nicht nur einen erheblichen Zeitaufwand, sondern
birgt auch das Risiko, dass durch die bewegten Teile Partikel in
das Objektiv eingeschleppt werden, was zu Kontaminationen führen
kann.
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Bei
dem bereits angesprochenen Doppelgreifer können die Bewegungen
auf zwei Bewegungen, nämlich eine Einführbewegung
und eine Ausführbewegung, reduziert werden, da durch die
zwei Blendenaufnahmen an dem Greifer in einer Aufnahme die neue
Blende abgelegt sein kann, während die zweite Aufnahme
für die Aufnahme der vorher verwendeten Blende freigehalten
ist. Damit muss der Greifer lediglich einmal in das Objektiv einfahren,
dort die bisher verwendete Blende von der Halte- und Hebevorrichtung übernehmen
und anschließend die neue Blende aus der zweiten Aufnahme
an die Halte- und Hebevorrichtung übergeben. Erst nach
dem vollzogenen Wechsel fährt der entsprechende Doppelgreifer
aus dem Objektiv aus, so dass zwei Bewegungen eingespart werden
können. Allerdings sind auch bei diesem Verfahren die entsprechenden Übergabevorgängen
von der Zuführeinrichtung auf die Halte- und Hebeeinrichtung
erforderlich.
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Aus
der
EP 0 969 327 A2 ist
ein Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Anlage
bekannt, bei welchem verschiedene Blenden in den Strahlengang eingeführt
werden können. Bei der entsprechenden Vorrichtung der
EP 0 969 327 A2 wird eine
drehbare oder verschiebbare Scheibe verwendet, auf welcher verschiedene
Blendenanordnungen vorgesehen sind. Durch Verschieben oder Drehen der
entsprechenden Scheibe können die unterschiedlichen Blenden
in den Strahlengang eingebracht werden.
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Diese
Lösung erfordert zwar keinen Transfer einer Blende aus
einem externen Magazin in den Objektivraum, allerdings ist dadurch
auch die Variabilität stark eingeschränkt, da nur
eine begrenzte Anzahl unterschiedlicher Blenden auf den entsprechenden Schreiben
vorgesehen werden können. Außerdem erfordert eine
derartige Anordnung einen sehr hohen Platzbedarf. Darüber
hinaus ist die Wechselbarkeit der Blenden unbefriedigend.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blendenwechseleinrichtung
für eine Abbildungsvorrichtung bzw. eine entsprechend ausgestattete
Abbildungsvorrichtung für die Mikrolithographie und insbesondere
eine Abbildungsvorrichtung für die Verwendung von extrem
ultra violettem Licht bereitzustellen, bei welcher ein schneller
und effektiver Blendenwechsel mit einer Vielzahl von Blenden bei
höchstmöglicher Variabilität der einzusetzenden
Blenden möglich ist. Zusätzlich soll die Vorrichtung
in der Art gestaltet sein, dass durch die Vorrichtung und deren
Betrieb möglichst wenige Verunreinigungen in das Gehäuse
der Abbildungsvorrichtung eingebracht werden, was insbesondere für
die unter Vakuum betriebenen EUV-Projektionsbelichtungsanlagen von
Bedeutung ist. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Verfahren
zum Austausch und Wechsel von Blenden angegeben werden. Sowohl die
Vorrichtung als auch deren Betrieb bzw. das entsprechende Verfahren
sollen leicht durchführbar sowie die Vorrichtung insbesondere
auch leicht herstellbar sein.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese
Aufgabe wird gelöst mit einer Abbildungsvorrichtung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass durch eine Integration
der Funktionen Halten und/oder Positionieren im Gehäuse
einer Abbildungsvorrichtung in die Zuführ- bzw. Transfereinrichtung
ein deutlicher Effizienzgewinn erzielt werden kann, indem zum Einen
auf eine zusätzliche Halte- und Hubeinrichtung, wie bei
der Vorrichtung gemäß der
WO 2005/050 322 A1 verzichtet
werden kann und darüber hinaus auch die Übergabevorgänge
von der Zu führ- bzw. Transfereinrichtung auf die Halte- und
Hebeeinrichtung eingespart werden können. Außerdem
lassen sich bei einer derartigen Ausführungsform auch bei
einer als Einfachgreifer bzw. mit einer einzigen Aufnahme für
eine Blende ausgestattete Transfereinrichtung die Transportvorgänge
stark einschränken. So sind auch bei einer Transfereinrichtung
mit einer einzigen Aufnahme für eine Blende lediglich zwei
Transportvorgänge für den Austausch der Blende
erforderlich. Da die Transfereinrichtung während des Betriebs
zumindest mit Ihrer Aufnahme im Gehäuse der Abbildungsvorrichtung
verbleibt, ist für einen Wechsel der Blende zunächst
lediglich die bisher verwendete Blende aus dem Gehäuse
herauszufahren und nach dem Austausch der Blende außerhalb
des Gehäuses am entsprechenden Blendenmagazin die neue
Blende wieder in das Gehäuse einzufahren. Sog. Leertransportwege,
wie sie beispielsweise bei der Vorrichtung gemäß der
WO 2005/050 322 A1 erforderlich
waren, entfallen damit.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird unter „Abbildungsvorrichtung"
sowohl das Beleuchtungssystem als auch das Projektionsobjektiv einer
Projektionsbelichtungsanlage verstanden. Zudem kann die Abbildungsvorrichtung
lediglich einen Teil eines Beleuchtungssystems oder eines Projektionsobjektivs in
Form einer Baugruppe von optischen Elementen betreffen.
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In
der vorliegenden Anmeldung wird ferner der Begriff „Objektiv"
nicht einschränkend auf eine bestimmte Art von Abbildungsvorrichtung
verwendet, sondern vielmehr synonym für jede Art einer
Baugruppe aus optischen Elementen.
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Entsprechend
werden auch die Begriffe „Objektivraum" und „Gehäuse
einer Abbildungsvorrichtung" gleichbedeutend verwendet, wobei der
Objektivraum den abgeschlossenen Bereich meint, in dem eine Gruppe
von optischen Elementen angeordnet ist bzw. das Gehäuse
einen entsprechenden Raum ganz oder teilweise umschließt.
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Unter
Transfereinrichtung ist für die vorliegende Erfindung jede
Transport- oder Bewegungseinrichtung zu verstehen, die es ermöglicht,
eine lösbar angeordnete Blende in den Objektivraum eines Objektivs
bzw. ein Gehäuse einer Abbildungsvorrichtung zu bewegen
und aus diesem wieder zu entfernen. Unter Aufnahme ist somit jede
Vorrichtung oder Einrichtung zu verstehen, die eine lösbare
Aufnahme oder Halterung einer Blende erlaubt. Die Blende kann als
einstückige oder mehrteilige Blende und insbesondere auch
als Blendenein heit, beispielsweise mit einer Fassung der dergleichen,
ausgebildet sein. Darüber hinaus können unterschiedliche
Blenden wie Lochblenden, Ringblenden usw. Verwendung finden.
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Die
Transfereinrichtung kann nicht nur eine Aufnahme, sondern mehrere
Aufnahmen, insbesondere zwei Aufnahmen aufweisen, um dadurch weitere
Transportvorgänge einzusparen und die Blendenwechselzeiten
weiter zu verkürzen. Insbesondere kann durch zwei oder
mehr Aufnahmen die Transfereinrichtung so ausgebildet sein, dass
eine Aufnahme mit der aktuell verwendeten Blende im Gehäuse
angeordnet ist, während die andere oder die anderen Aufnahmen
außerhalb des Gehäuses vorliegen, so dass dort
bereits ein Wechsel der Blenden bzw. eine Anordnung der Blenden
in der Aufnahme vorgenommen werden kann.
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Allerdings
ist es auch möglich, die Abbildungsvorrichtung und die
Blendenwechselvorrichtung so auszubilden, dass zwei oder mehr Aufnahmen
im Gehäuse vorgesehen sind, wobei eine Aufnahme mit der
aktuell verwendeten Blende sich im Strahlengang befindet, während
die zweite oder weitere Aufnahme außerhalb des Strahlengangs
mit einer anderen, möglicherweise oft verwendeten Blende
in Wartestellung ist, um durch ein kurzes Bewegen in den Strahlengang
eingeführt zu werden.
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Die
Transfereinrichtung kann durch unterschiedlichste Bewegungsarten
den Transport der Blenden in und aus dem Gehäuse bewerkstelligen. Insbesondere
können die Transfereinrichtung und/oder die dieser zugeordneten
Aufnahmen Dreh- oder Schwenkbewegungen und/oder lineare Translationsbewegungen
durchführen. Eine Kombination unterschiedlicher Bewegungsarten,
beispielsweise eine Kombination einer linearen Bewegung mit einer Dreh-
oder Schwenkbewegung bietet eine besonders große Variabilität.
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Die
Transfereinrichtung und/oder die ihnen zugeordneten Aufnahmen können
beliebige Bewegungen im Raum durchführen, insbesondere
lineare Bewegungen entlang der orthogonalen Raumachsen bzw. in einer
Ebene und einer senkrecht zu dieser angeordneten Richtung. Beispielsweise
kann die Bewegung in einer x-y-Ebene zum Ein- und Ausfahren aus der
Abbildungsvorrichtung genutzt werden, während eine senkrechte
Bewegung hierzu in z-Richtung zur exakten Positionierung und/oder
Fixierung der Blende in der Abbildungsvorrichtung dienen kann.
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Die
eine oder die Vielzahl von Aufnahmen können fest oder lösbar
mit dem Rest der Transfereinrichtung verbunden sein. Bei einer lösbaren
Anordnung kann beispielsweise eine Kopplungsstelle mit dem Rest
der Transfereinrichtung in der Weise vorgesehen sein, dass die Aufnahme
mit der darauf angeordneten Blende von dem Rest der Transfereinrichtung
im Bereich des Gehäuses getrennt werden kann, so dass während
der Nutzung der Abbildungsvorrichtung keine Vibrationen oder Erschütterungen von
dem Rest der Transfereinrichtung auf die Abbildungsvorrichtung übertragen
werden können. Durch das Vorsehen der Kopplungsstelle außerhalb
bzw. am Gehäuse wird auch vermieden, dass durch die Kopplungsvorgänge
Partikel im Innenraum der Abbildungsvorrichtung erzeugt werden.
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Durch
eine feste Verbindung der Aufnahme mit der Transfereinrichtung kann
auf zeitaufwändige Kopplungs- und Entkopplungsvorgänge
verzichtet werden.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, mehrere
Aufnahmen, welche mit dem Rest der Transfereinrichtung koppelbar
sind, mit ein und derselben Transfereinrichtung zu bewegen, so dass auf
möglicherweise zeitaufwändige Blendenwechselvorgänge
auf oder an den Aufnahmen verzichtet werden kann oder diese separat
und/oder entfernt von der Abbildungsvorrichtung durchgefürt
werden können.
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In
der Abbildungsvorrichtung können ein oder mehrere, insbesondere
in verschiedene Raumrichtungen wirkende, Anschlagelemente zum Zusammenwirken
mit der oder den Aufnahmen bzw. der Transfereinrichtung vorgesehen
sein, so dass durch ein entsprechendes Anfahren an die Anschläge
oder Einklemmen der Aufnahmen und/oder Transfereinrichtung gegen
die Anschläge eine exakte, definierte Positionierung und/oder
Fixierung der Blenden in der Abbildungsvorrichtung möglich
ist. Die Anschläge können in unterschiedlichster
Art und Weise gestaltet sein, wobei vorzugsweise eine kinematische Überbestimmung,
d. h. eine Festlegung über die Bewegungsfreiheitsgrade
hinaus, vermieden wird. Dadurch wird gewährleistet, dass
durch Krafteinwirkungen auf die Blenden, die durch eine kinematisch überbestimmte
Lagerung entstehen können, Fehlpositionierungen und/oder
Deformierungen der Blenden vermieden werden.
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Anstelle
der Anschlagelemente im Gehäuse können auch Anschlagelement
oder Arretiervorrichtungen im Bezug auf die Transfereinrichtung
vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn die Aufnahme starr mit
dem Rest der Transfereinrichtung verbunden ist.
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Neben
einer einzigen Transfereinrichtung können auch mehrere,
insbesondere zwei und vorzugsweise spiegelsymmetrisch zum Gehäuse
angeordnete Transfereinrichtungen vorgesehen sein. Dies ermöglicht
beispielsweise eine Be- und Entladung der Aufnahme der einen Transfereinrichtung,
während die Aufnahme der anderen Transfereinrichtung im
Gehäuse mit der gerade verwendeten Blende angeordnet ist.
Durch zwei Transfereinrichtungen werden Vibrationen oder Erschütterungen
durch das Be- und Entladen der einen Transfereinrichtung nicht auf die
andere Transfereinrichtung, die separat vorgesehen ist, übertragen
bzw. eine Entkopplung ist einfacher und besser möglich.
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Die
erfindungsgemäße Blendenwechseleinrichtung bzw.
eine entsprechende Abbildungsvorrichtung kann mindestens ein, zwei
oder mehr Magazine zur Bereithaltung einer Vielzahl von Blenden
vorsehen, wobei in dem oder den Magazinen die Blenden oder Blendenanordnungen
einzeln aufbewahrt werden können oder bereits auf einer
Vielzahl von Aufnahmen im Falle von lösbaren Aufnahmen.
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Vorzugsweise
können die Aufnahmen der Transfereinrichtung so ausgebildet
sein, dass sie die Blenden direkt aus dem Magazin aufnehmen und/oder
dort ablegen können.
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Dies
kann beispielsweise dadurch möglich sein, dass die Magazine
bewegbar, insbesondere linear in die verschiedenen, insbesondere
orthogonalen Raumrichtungen bewegbar ausgebildet sind. Damit können
die Magazine beispielsweise über den Aufnahmen so angeordnet
werden, dass durch ein Absenken der Magazine die in den Fächern
angeordneten Blenden auf den Aufnahmen zum Liegen kommen, wo sie
beispielsweise durch entsprechende Zentriervorrichtungen oder dergleichen
in einer exakten Position abgelegt werden.
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Alternativ
oder zusätzlich können auch separate Übergabeeinrichtungen,
wie beispielsweise Roboterarme oder dergleichen vorgesehen sein,
die eine Positionierung der Blenden aus den Magazinen auf oder an
den Aufnahmen der Transfereinrichtung und umgekehrt vornehmen.
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Da
die Blendenwechselvorrichtung vorzugsweise bei EUV-Projektionsbelichtungsanlagen
zum Einsatz kommen kann, können die außerhalb
des Gehäuses angeordneten Komponenten, wie Transfereinrichtung
und/oder Magazine und/oder Über gabeeinrichtungen und dergleichen
in einer an dem Gehäuse angeordneten Vakuumkammer vorgesehen sein,
so dass das im Gehäuse herrschende Vakuum nicht durch einen
Wechselvorgang beeinträchtigt wird.
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Des
Weiteren können an der Abbildungsvorrichtung bzw. am Gehäuse
Verschlusselemente und/oder Schleuseneinrichtungen vorgesehen sein, die
die erforderliche Öffnung zum Ein- und Ausführen der
Blenden in das Gehäuse verschließen bzw. abdichten
können. Dadurch kann einerseits die Atmosphäre
im Gehäuse weitgehend beibehalten werden und zudem bieten
diese Einrichtungen Schutz vor einem Eindringen von Kontaminationen
wie Partikeln und dergleichen.
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Eine
erfindungsgemäße Abbildungsvorrichtung bzw. eine
entsprechend dort vorgesehene Blendenwechseleinrichtung können
nun in der Weise betrieben werden, dass in einem ersten Schritt
eine Blende auf oder an der Aufnahme einer Transfereinrichtung angebracht
wird, diese Blende in einem zweiten Schritt mittels der Transfereinrichtung
in das Gehäuse der Abbildungsvorrichtung bewegt wird und die
Aufnahme mit der Blende in einem dritten Schritt im Gehäuse
fixiert wird. In diesem Zustand kann die Abbildungsvorrichtung mit
der dort vorgesehenen Blende betrieben werden. Für einen
entsprechenden Wechsel von Blenden bzw. eine Entfernung der bisher
verwendeten Blende wird in einem vierten Schritt die Fixierung der
Blende, beispielsweise durch Lösen der Verklemmung gegenüber
Anschlagelementen, gelöst, die Blende mittels der Transfereinrichtung,
die auch bereits zur Lösung der Fixierung eingesetzt werden
kann, in einem fünften Schritt aus dem Gehäuse
entfernt und in einem sechsten Schritt kann dann die Blende wieder
aus der Aufnahme entfernt werden. Sogleich steht die Aufnahme wieder
zur Anordnung einer neuen Blende bereit, so dass die entsprechenden
Verfahrensschritte von neuem durchlaufen werden können.
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Sofern
die Transfereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
mehrere Aufnahmen, insbesondere zwei Aufnahmen aufweist, können
verschiedene Schritte des Verfahrens an den beiden Aufnahmen gleichzeitig
durchgeführt werden. So kann beispielsweise gleichzeitig
mit dem Einführen der einen Blende das Ausführen
der anderen Blende bewirkt werden. Dies kann beispielsweise durch
eine drehbare Transfereinrichtung in Form eines Karussells verwirklicht
werden, bei welchem beim Herausdrehen der einen Blende aus der Abbildungsvorrichtung automatisch
die andere Blende in einer zweiten Aufnahme in die Abbildungsvorrichchtung
hinein gedreht wird.
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Ferner
kann während der Fixierung oder Lösung der Fixierung
einer ersten Aufnahme im Gehäuse gleichzeitig bei einer
zweiten Aufnahme außerhalb des Gehäuses die Be-
und/oder Entladung der Aufnahme erfolgen. Dies ist insbesondere
deshalb vorteilhaft, weil während der entsprechenden Fixierschritte
Erschütterungen oder Vibrationen durch das Be- oder Entladen
der zweiten Aufnahme unkritisch sind im Vergleich zu entsprechenden
Vibrationen oder Erschütterungen während des Betriebs
der Abbildungsvorrichtung.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere
Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele
anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen
zeigen hierbei in rein schematischer Weise in
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1 eine
Seiteansicht eines Teils einer ersten Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Objektivs;
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2 eine
Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Objektivs;
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3 eine
Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Objektivs;
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4 eine
Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Objektivs;
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5 eine
Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Objektivs;
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6 eine
Draufsicht auf einen Teil der Transfereinrichtung der 1;
und in
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7 eine
Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage.
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Die 1 zeigt
in einer rein schematischen Darstellung einen Teil eines Objektivraums 1 eines erfindungsgemäßen
Objektivs mit einer wechselbaren Blende 2. Der Objektivraum 1 ist
von nicht näher bezeichneten Wänden, beispielsweise
einer zylinderrohrartigen Hülse, umgeben, die eine schlitzförmige Öffnung 13 aufweist,
durch welche eine Blende 2 in den Objektivraum 1 eingeführt
und aus diesem entfernt werden kann. Die Blende 2 ist in
einer Aufnahme 31 eines drehbaren Karussells 3 gelagert,
welche als Transfereinrichtung zum Ein- und Ausführen der Blende 2 in
den Objektivraum 1 und aus diesem heraus dient.
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In
dem Objektivraum 1 sind Anschläge 7 vorgesehen,
die die Blende 2 in den Objektivraum 1 fixieren
können. Die Anschläge 7 sind hierzu,
wie mit den Doppelpfeilen 71 dargestellt, beweglich ausgestaltet,
so dass sie durch eine Bewegung entlang der optischen Achse (entspricht
der z-Achse) des Objektivs verfahren werden können, um
in Anschlag mit der Blende 2 zu gelangen. Dadurch kann
die Blende 2 in ihrer Position eindeutig fixiert werden.
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Alternativ
ist es auch möglich, die Blende 2 in Richtung
feststehender Anschläge 7 zu bewegen, beispielsweise
durch eine entsprechende Bewegung des Karussells 3 in z-Richtung,
welche mit dem Doppelpfeil 37 angedeutet ist.
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Darüber
hinaus ist es auch denkbar, die Blende 2 alleine durch
ihre Schwerkraft auf der Aufnahme 31 und dort vorgesehenen
Zentriereinrichtungen (nicht gezeigt) des Karussells 3 ruhen
zu lassen und somit keine zusätzliche Fixiereinrichtung
in z-Richtung vorzusehen.
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Darüber
hinaus können nicht gezeigte Anschläge für
eine Positionierung bzw. Fixierung in x- und y-Richtung vorgesehen
sein, welche unmittelbar mit der Blende 2 und/oder dem
Karussell 3 zusammenwirken. Derartige Anschläge
bzw. Fixiereinrichtungen können auch durch den Antrieb
des Karussells 3 verwirklicht sein, z. B. durch entsprechende Bremsen.
Wesentlich ist, dass gemäß der Grundidee der vorliegenden
Erfindung die Blende 2 auf der Aufnahme 31 des
Karussells 3 in dem Objektivraum 1 fixiert wird
und die Aufnahme 31 des Karussells 3 in dem Objektivraum 1 verbleibt,
solange die Blende 2 in dem Objektiv eingesetzt wird.
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Das
Karussell 3 weist eine vertikale Drehachse 33 auf,
die ein Verschwenken bzw. Verdrehen der Aufnahme 31 gemäß dem
Pfeil 38 ermöglicht.
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Bzgl.
der Drehachse 33 liegt der Aufnahme 31 eine zweite
Aufnahme 32 gegenüber, wie auch aus der 6 ersichtlich
ist, welche eine Draufsicht auf das Karussell 3 zeigt.
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In
der Aufnahme 32 kann eine weitere Blende angeordnet werden.
Durch Verschwenken bzw. Verdrehen des Karussells 3 um die
Drehachse 33 gemäß dem Pfeil 38 kann
gleich zeitig mit dem Einschwenken der Aufnahme 31 in den
Objektivraum 1 die Aufnahme 32 herausgeschwenkt
werden oder umgekehrt. Entsprechend ist eine der beiden Aufnahmen 31 außerhalb
des Objektivraums 1 angeordnet, sofern die andere Aufnahme
im Objektivraum 1 angeordnet ist. Damit ist es möglich,
die Aufnahme, welche außerhalb des Objektivraums 1 angeordnet ist,
während der Nutzung des Objektivs unter Einsatz einer ersten
Blende in der ersten Aufnahme mit einer zweiten Blende zu bestücken
bzw. diese zu entfernen, also auszutauschen.
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Um
in diesem Fall Erschütterungen des Objektivs zu vermeiden,
sind an dem Karussell 3 die Aufnahmen 31 und 32 über
Schwingungsdämpfer 34 und 35 mit der
Drehachse 33 verbunden. Durch die Schwingungsdämpfer 34 und 35 wird
bewirkt, dass Erschütterungen, die beispielsweise durch
das Bestücken der Aufnahme 32 mit einer Blende 2 nicht
auf die gegenüberliegende Aufnahme 31, welche
sich im Objektivinnenraum befindet, übertragen wird.
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Anstelle
der Schwingungsdämpfer 34, 35 könnten
auch Kopplungselemente (nicht gezeigt) zum Trennen der Aufnahmen 31, 32 vom
Rest des Karussells 3 vorgesehen sein.
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Die
Bestückung der Aufnahmen 31 bzw. 32 kann
durch eine separate Übergabeeinrichtung 6 erfolgen,
welche beispielsweise als Greif- bzw. Roboterarm mit entsprechenden
Greifwerkzeugen ausgebildet sein kann. Die Übergabeeinrichtung 6 kann Blenden 2,
die in einem Magazin 4 abgelegt sind, greifen, aus diesem
entnehmen und in oder auf der Aufnahme 32 bzw. 31 ablegen
und umgekehrt.
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Alternativ
ist es auch möglich, auf eine separate Übergabeeinrichtung 6 zu
verzichten und entweder das Karussell 3 gemäß dem
Doppelpfeil 36 verfahrbar auszugestalten oder das Magazin 4 entsprechend
beweglich vorzusehen. Gemäß den Doppelpfeilen 41, 42 und 43 kann
das Magazin 4 vorzugsweise in jede der orthogonalen Raumrichtungen
x, y und z verschoben werden, so dass es beispielsweise in Richtung
des Karussells 3 derart verfahren wird, dass die Aufnahme 32 unterhalb
einer Blende 2 zum Liegen kommt. Durch ein entsprechendes
Absenken des Magazins oder Anheben des Karussells 3 gemäß dem
Doppelpfeil 37 kann die entsprechende Blende 2 durch
einfaches Ablegen in der Aufnahme 32 auf diese übertragen
werden.
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Denkbar
ist auch, das Magazin 4 so in der Nähe des Karussells 3 anzuordnen,
dass durch die Verschwenk- oder Drehbewegung des Karussells 3 um
die Achse 33 die Aufnahme direkt in das Magazin unterhalb
einer Blende 2 zum Liegen kommt.
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Da
derartige austauschbare Blenden insbesondere für Objektive
vorgesehen sind, die mit EUV-Licht (extrem ultraviolettem Licht)
betrieben werden, liegt im Objektivraum 1 Vakuum bzw. nahezu Vakuum
vor. Entsprechend ist benachbart zum Objektivraum 1 eine
Vakuumkammer 5 vorgesehen, welche das Magazin 4 sowie
die Transfereinrichtung in Form des Karussells 3 als auch
die Übergabeeinrichtung 6 aufnimmt. Dadurch wird
vermieden, dass durch einen Wechsel der Blende mit der Öffnung
des Austauschspaltes 13 die Vakuumbedingungen im Objektivraum 1 zerstört
werden.
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Um
zu vermeiden, dass Kontaminationen in den Objektivinnenraum 1 gelangen,
kann der Spalt 13 zum Austausch der Blenden 2 mit
einer Verschlusseinrichtung versehen sein, welche zwei verschiebbare
Hülsen 11 und 12 umfasst, welche gemäß den Doppelpfeilen 15 und 14 entlang
der Objektivachse verschiebbar ausgestaltet sind. Entsprechend kann der
Schlitz 13 zum Austausch der Blenden in jeder beliebigen
Höhenlage der Aufnahme 31 durch die Verschlusselemente 11 und 12 abgedichtet
werden.
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Die
Funktionsweise des Objektivs gemäß der 1 ist
derart, dass je nach den gewünschten Abbildungsbedingungen
des Objektivs 1 eine entsprechende Blende 2 aus
dem Magazin 4 in den Strahlengang des Objektivs bzw. in
den Objektivraum 1 eingebracht werden kann.
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Dazu
wird mittels der Übergabeeinrichtung 6 oder durch
direkte Übergabe vom Magazin 4 zur Transfereinrichtung 3 eine
Blende 2 aus dem Magazin 4 auf das Karussell 3 (Transfereinrichtung) übergeben,
wobei die Blende 2 beispielsweise auf der Aufnahme 32 zum
Liegen kommt.
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Soll
nun die Blende 2, welche auf oder an der Aufnahme 32 angeordnet
worden ist, in das Objektiv und somit den Objektivraum 1 eingebracht
werden, so wird das Karussell 3 um die Drehachse 33 gedreht,
wobei gleichzeitig die Blende 2 in der Aufnahme 31,
die vorher in dem Objektiv angeordnet war, aus dem Objektiv entfernt
wird.
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Sofern
die Blende 2 in der Aufnahme 31 gegen die Anschläge 7 gedrückt
war, muss vor der Drehbewegung des Karussells 3 die Fixierung
der Blende 2 gelöst werden, indem entweder die
Anschläge 7 entsprechend den Doppelpfeilen 71,
oder das Karussell 3 entsprechend dem Doppelpfeil 37 in z-Richtung
verfahren wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung kann während des Lösevorgangs
der Fixierung gleichzeitig die Bestückung der gegenüberliegenden
Aufnahme 32 erfolgen, ohne dass es durch Erschütterungen oder
Vibrationen zu einer Beeinträchtigung der Abbildungsqualität
des Objektivs kommt.
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Sobald
die Drehbewegung des Karussells 3 um die Drehachse 33 abgeschlossen
ist, ist die neue Blende 2 auf der Aufnahme 32 im
Objektivraum 1 angeordnet, während die vorher
verwendete Blende 2 außerhalb des Objektivraums
angeordnet ist.
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Nunmehr
kann die neu eingeführte Blende 2 wiederum durch
entsprechendes Anfahren gegen Anschläge 7 im Objektivraum 1 fixiert
werden. Gleichzeitig kann eine Entnahme oder ein Austausch der Blende
auf der gegenüberliegenden Aufnahme vorgenommen werden.
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Die 2 zeigt
eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Objektivs mit austauschbaren Blenden, wobei die 2 eine
Draufsicht auf eine Ausführungsform zeigt, bei welcher
anstelle eines drehbaren Karussells eine Transfereinrichtung 300 in
der Form einer linear beweglichen Schiebeanordnung verwirklicht
ist.
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Die
Transfereinrichtung 300 der Ausführungsform der 2 weist
eine Linearbewegungseinheit 330 in Form einer Schienenanordnung
mit einem Kettentrieb oder einem berührungslosen Linearmotor
auf, entlang welcher sich eine Aufnahme 331 der Schiebeanordnung
linear hin und her bewegen kann, wie dies durch den Pfeil 336 angedeutet
ist.
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Die
Aufnahme 331 kann sich zwischen einem Objektivraum 100 und
einem Magazin 400 bewegen, in welchem eine Vielzahl von
Blenden gestapelt bzw. gelagert ist.
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Das
Magazin 400 kann sich gemäß der dargestellten
Pfeilanordnungen 442 und 443 quer, insbesondere
senkrecht zur Schienenanordnung 330 und/oder senkrecht
zur Bildebene bewegen, so dass die in dem Magazin 400 aufgenommenen
Blenden durch entsprechende Bewegungen in der Aufnahme 331 der
Transfereinrichtung 300 platziert werden können.
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In
dem Objektivraum 100 sind wiederum Anschläge 700 vorgesehen,
die eine exakte Positionierung der Aufnahme 331 und/oder
der darauf angeordneten Blenden ermöglichen. Die Anschläge 700 können, ähnlich
wie bei der Ausführungsform der 1 die Anschläge 7,
entsprechend verfahrbar oder fest installiert sein. Die Anschläge 700 der
Ausführungsform der 2 bzw. 7 der
Ausführungsform der 1 sind vorzugsweise
so gestaltet, dass eine exakte Positionierung ohne eine kinematische Überbestimmung
möglich ist. Dies bedeutet, dass die Blende bzw. die entsprechende
Aufnahme zwar exakt positioniert ist und keinen Freiheitsgrad mehr
aufweist, aber durch Vermeidung einer Überbestimmung eine
Fehlpositionierung und/oder Verformung durch Krafteinwirkung vermieden
wird.
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Die
Funktionsweise der Ausführungsform der 2 ist
wie folgt: Zunächst wird die Aufnahme 331 über
die Transfereinrichtung 300 auf der linken Seite der Schienenanordnung 330 im
Bereich des Magazins 400 angeordnet, so dass durch entsprechendes
Verfahren und Absenken des Magazins 400 eine Blende 2 in
der Aufnahme 331 zum Liegen kommt. Anschließend
wird die Aufnahme 331 entlang der Schienenanordnung 330 der
Transfereinrichtung 300 in den Objektivraum 100 durch
eine lineare Translationsbewegung eingefahren, bis die Aufnahme 331 und/oder
die darauf angeordnete Blende 2 an den Anschlägen 700 anliegen,
die ihre exakte Position definieren. Dadurch ist die Blende für
den Betrieb des Objektivs fixiert. Nach Beendigung des Objektivbetriebs
mit der gewählten Blende wird diese aus dem Objektivraum 100 mit
der Transfereinrichtung 300 herausgefahren und es findet
ein Austausch der Blende im Bereich des Magazins 400 statt,
indem zuerst die früher verwendete Blende abgelegt wird und
eine neue Blende in der Aufnahme 331 aufgenommen wird.
Anschließend fährt die Aufnahme 331 wieder
in den Objektivraum 100.
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Gegenüber
dem Stand der Technik, wie er in der
WO 2005/050 322 A1 beschrieben
ist, wird durch die Anordnung der Blende im Objektiv auf der Aufnahme
331 eine
Ein- und Ausfahrbewegung der Aufnahme
331 sowie die entsprechende Übernahme- bzw.
Halteeinrichtung im Objektiv gespart. Im Stand der Technik wäre
zunächst die Blende im Objektiv an die eingefahrene Transfereinrichtung
bzw. Aufnahme übergeben worden, dann wäre die
zuletzt verwendete Blende mit der Transfereinrichtung ausgefahren worden.
Damit hätten sich bereits zwei Einfahr- und Ausfahrvorgänge
ergeben. Anschließend wäre ein Austausch am Magazin
400 vorgenommen
worden, wobei dann die Transfereinrichtung die Blende wiederum in
das Objektiv eingebracht und dort an die Übernahme- bzw.
Halteeinrichtung übergeben hätte, um anschließend
wieder aus dem Objektiv auszufahren. Damit wären zusätzliche
Ein- und Ausfahrbewegung gegeben gewesen, die gemäß der
vorliegenden Erfindung nunmehr eingespart werden. Da jede Bewegung
von einer Komponente im Objektivraum Kontaminationen durch Partikel
und dergleichen herbeiführen kann, wird durch die eingesparten
Bewegungen ein großer Effekt im Bezug auf die Reinheit erzielt.
Außerdem kann auf die zusätzliche Komponente der Übernahme-
bzw. Halteeinrichtung im Objektiv verzichtet werden, was einerseits
den Aufwand reduziert und andererseits ebenfalls zur Verringerung von
Kontaminationen beitragen kann.
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Eine
dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Objektivs ist in der 3 gezeigt. Die 3 zeigt
einen Objektivraum 1000 sowie zwei spiegelsymmetrisch zum
Objektivraum 1000 angeordnete Magazine 4000 und 4001.
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Diesen
zugeordnet ist eine Transfereinrichtung 3000 mit einer
Schienenanordnung 3030 entlang der sich eine Doppel-Aufnahme
mit den Aufnahmen 3031 und 3032 bewegen kann.
Die Doppelaufnahmen 3031, 3032 sind durch ein
Kopplungselement 3039 miteinander verbunden, so dass eine
synchrone Bewegung der Aufnahmen 3031 und 3032 erfolgt.
Im Kopplungselement 3039 ist ein Dämpfungselement 3040 vorgesehen,
welches eine Vibrationsentkopplung bewirkt. Entsprechend kann die
Aufnahme 3032 im Bereich des Magazins 4001 durch
eine entsprechende Bewegung des Magazins 4001 entlang der
Pfeilanordnungen 4042 und 4043 mit einer Blende
bestückt oder von dieser entladen werden, während
gleichzeitig die Aufnahme 3031 mit einer entsprechend angeordneten
Blende im Objektivraum 1000 vorgesehen ist.
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Sobald
die Blende im Objektivraum 1000 gewechselt werden muss,
wird die Anordnung aus den beiden Aufnahmen 3031 und 3032 mit
dem Kopplungsstück 3039 entlang der Schienenanordnung 3030 gemäß dem
Doppelpfeil 3036 bewegt, so dass z. B. die Aufnahme 3031 in
den Bereich des Magazins 4000 und die Aufnahme 3032 in
den Bereich des Objektivraums 1000 bewegt wird. Die Blende
der Aufnahme 3031 kann dann im Bereich des Magazins 4000 entnommen
bzw. gegen eine neue getauscht werden, während die Blende
der Aufnahme 3032 im Objektivraum 1000 für
die Abbildung mit dem Objektiv zur Verfügung steht.
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Im
Objektivraum 1000 sind wiederum Anschläge 7000 vorgesehen,
welche eine exakte Positionierung der Blende und/oder der entsprechenden Aufnahmen 3031 bzw. 3032 ermöglichen.
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Durch
das Dämpfungselement 3040 im Kopplungsstück 3039 sowie
die Dämpfungselemente 3034 und 3035,
die in der Schienenanordnung 3030 vorgesehen sind, kann
eine der Aufnahmen 3031 bzw. 3032 im Bereich der
Magazine 4000 bzw. 4001 be- und entladen werden,
ohne dass die dadurch erzeugten Vibrationen oder Erschütterungen
auf die entsprechend andere Aufnahme im Objektivraum 1000 übertragen
wird. Dadurch wird vermieden, dass die Abbildungseigenschaften des
Objektivs beeinträchtigt werden.
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Zusätzlich
oder alternativ kann eine Be- und Entladung der außerhalb
des Objektivraums 1000 angeordneten Aufnahme auch immer
zu den Zeitpunkten erfolgen, zu denen Erschütterungen oder
Vibrationen unkritisch sind, beispielsweise wenn die Fixierung der
Blende in dem Objektivraum 1000 gelöst wird.
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Die
Ausführungsform der 4 ist ähnlich aufgebaut
wie die Ausführungsform der 3, wobei wiederum
zwei Magazine 4000 und 4001 spiegelsymmetrisch
neben dem Objektivraum 1000 vorgesehen sind. Lediglich
die Transfereinrichtung 3000 ist durch zwei Transfereinrichtungen 3300 und 3301 mit jeweils
einer Aufnahme 3331 bzw. 3332 ersetzt, welche
sich entlang der Doppelpfeile 3336 bewegen können.
Durch die getrennte Anordnung von zwei Transfereinrichtungen 3300 und 3301 kann
auf die Dämpfungselemente verzichtet werden, da durch die Trennung
eine Übertragung von Schwingungen oder Vibrationen weitgehend
vermieden werden kann. Darüber hinaus können die
Aufnahmen 3331 und 3332 unabhängig voneinander
bewegt werden, so dass auch nicht synchrone Bewegungen der beiden Aufnahmen
möglich sind. Dies ist allerdings auch mit der Ausführungsform
der 3 realisierbar, sofern auf die Kopplung der Aufnahmen
verzichtet wird.
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Die 5 zeigt
eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Objektivs, bei welchem wiederum eine Transfereinrichtung 30000 mit
zwei Aufnahmen 30031 und 30032 vorgesehen ist,
welche miteinander gekoppelt sind und entlang einer Schienenanordnung 30030 gemäß dem
Doppelpfeil 30036 bewegt werden können. Allerdings
sind bei dieser Ausführungsform die beiden Magazine nicht
beidseits des Objektivraums 10000 angeordnet, sondern nebeneinander
auf einer Seite des Objektivraums. Entsprechend ist der Objektivraum 10000 größer
gewählt, so dass beide Aufnahmen 30031 und 30032 in dem
Objektivraum 10000 angeordnet werden können. Allerdings
ist lediglich eine der beiden Aufnahmen, im gezeigten Ausführungsbeispiel
die Aufnahme 30032, im Strahlengang 10001 angeordnet.
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Bei
dieser Ausführungsform muss für einen Blendenwechsel
der Objektivraum 10000 zunächst nicht verlassen
werden, da durch ein Verschieben der beiden gekoppelten Aufnahmen 30031 und 30032 die
zweite Aufnahme in den Strahlengang 10001 geschoben werden
kann. Sofern also zwei Blenden sehr häufig Verwendung finden,
führt dies zu einem erheblichen Einsparungspotential an
Bewegungen bzw. Ein- und Ausschleusvorgängen, da die Aufnahmen 30031 und 30032 innerhalb
des Objektivraums 10000 bewegt werden können.
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Lediglich
für den Fall, dass eine dritte oder weitere Blende eingesetzt
werden soll, werden die gekoppelten Aufnahmen 30031 und 30032 aus
dem Objektivraum 10000 bewegt, wobei sie im Bereich der
Magazine 40000 und 40001 gleichzeitig mit neuen
Blenden bestückt werden können. Auch hierzu können
die Magazine 40000 und 40001 gemäß der Pfeilanordnungen 40042 und 40043 bewegt
werden. Damit reduziert sich die Bestückungszeit, durch
die gleichzeitige Bestückung von zwei Aufnahmen 30031 bzw. 30032 entsprechend.
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Die 7 zeigt
eine Projektionsbelichtungsanlage, die mit elektromagnetischer Strahlung
aus dem extremen ultraviolett-Bereich (EUV) betrieben werden kann
und bei welcher die vorliegende Erfindung Verwendung finden kann.
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Die
Projektionsbelichtungsanlage 200 der 7 weist
eine Lichtquelle 201 auf, deren Licht mittels eines Beleuchtungssystems 202 auf
ein Retikel 203 gerichtet wird und dort in einer homogenen
Verteilung unter definierten Winkeln auftrifft.
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Das
Retikel 203 weist eine Struktur auf, die auf einem Substrat 204 abgebildet
werden soll. Dazu ist das Retikel 203 in der Objektebene
eines Projektionsobjektivs 205 angeordnet, mittels dem
die Abbildung des Retikels 203 auf die Oberfläche
des Substrats 204 erfolgt.
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Die
Projektionsbelichtungsanlage der
7 ist im
Detail in der
DE 103
43 333 A1 beschrieben, welcher hiermit durch Verweis vollständig
in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird.
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Die
vorliegende Erfindung kann nun sowohl in dem Projektionsobjektiv 205 als
auch in dem Beleuchtungssystem 202 und insbesondere in
der Pupillenzwischenebene 207 des Teilobjektivs 206 verwirklicht
werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann
klar ersichtlich, dass Abwandlungen oder Ergänzungen durch
Weglassen oder andersartige Kombination der beschriebenen Merkmale
möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten
Ansprüche zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/050322
A1 [0002, 0004, 0010, 0010, 0070]
- - EP 0969327 A2 [0006, 0006]
- - DE 10343333 A1 [0084]