DE102023206565A1 - WATER-BEARING SYSTEM AND PROJECTION EXPOSURE SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Ein wasserführendes System (100), insbesondere Kühlsystem, für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), aufweisend eine erste Komponente (102), die einen durch die erste Komponente (102) hindurchgeführten ersten Kühlkanal (104), aufweist, eine zweite Komponente (120), die einen durch die zweite Komponente (120) hindurchgeführten zweiten Kühlkanal (122) aufweist, und eine Dichtungsvorrichtung (200), die zwischen der ersten Komponente (102) und der zweiten Komponente (120) angeordnet ist, um die erste Komponente (102) und die zweite Komponente (120) gegeneinander abzudichten, wobei die Dichtungsvorrichtung (200) einen Durchbruch (204) aufweist, mit dessen Hilfe der erste Kühlkanal (104) mit dem zweiten Kühlkanal (122) fluidisch verbunden ist, und wobei die Dichtungsvorrichtung (200) eine Verliersicherung (224) aufweist, die formschlüssig in einen an einer der beiden Komponenten (102, 120) vorgesehenen Eingriffsabschnitt (112) eingreift. A water-conducting system (100), in particular a cooling system, for a projection exposure system (1), comprising a first component (102) which has a first cooling channel (104) which passes through the first component (102), a second component (120) which has a second cooling channel (122) which passes through the second component (120), and a sealing device (200) which is arranged between the first component (102) and the second component (120) in order to seal the first component (102) and the second component (120) from one another, wherein the sealing device (200) has an opening (204) by means of which the first cooling channel (104) is fluidically connected to the second cooling channel (122), and wherein the sealing device (200) has a loss prevention device (224) which fits positively into an engagement section (112) provided on one of the two components (102, 120). intervenes.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein wasserführendes System für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen wasserführenden System.The present invention relates to a water-conducting system for a projection exposure system and a projection exposure system with such a water-conducting system.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to produce microstructured components, such as integrated circuits. The microlithography process is carried out using a lithography system that has an illumination system and a projection system. The image of a mask (reticle) illuminated by the illumination system is projected by the projection system onto a substrate, such as a silicon wafer, that is coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system in order to transfer the mask structure onto the light-sensitive coating of the substrate.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung 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 Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.Driven by the pursuit of ever smaller structures in the manufacture of integrated circuits, EUV lithography systems (Extreme Ultraviolet, EUV) are currently being developed, which use light with a wavelength in the range of 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm. In such EUV lithography systems, reflective optics, i.e. mirrors, must be used instead of - as previously - refractive optics, i.e. lenses, due to the high absorption of light of this wavelength by most materials.
Zum Kühlen von Komponenten einer derartigen EUV-Lithographieanlage, wie beispielsweise einem Kollektor einer EUV-Lichtquelle, können Kühler eingesetzt werden, die aus einer Aluminiumlegierung oder einer Stahllegierung gefertigt sind. An einen derartigen Kühler kann eine Zuleitung zum Zuleiten eines Kühlmediums, insbesondere von Kühlwasser, zu dem Kühler angeflanscht sein. Zwischen dem Kühler und der Zuleitung können Dichtungen aus Metall oder Kunststoff eingesetzt werden. Beispielsweise können O-Ringe als Dichtungen eingesetzt werden. Im EUV-Bereich ist aufgrund seiner hohen Vakuumanforderungen ein besonderes Augenmerk auf die Abdichtung zu legen. Dabei ist zu beachten, dass bereits austretende Wassermoleküle, beispielsweise in Form von Dampf, zu Vakuumeinbrüchen bei mindestens 10-9 mbar und/oder zu Kontaminationen führen können.To cool components of such an EUV lithography system, such as a collector of an EUV light source, coolers made of an aluminum alloy or a steel alloy can be used. A supply line for supplying a cooling medium, in particular cooling water, to the cooler can be flanged to such a cooler. Seals made of metal or plastic can be used between the cooler and the supply line. For example, O-rings can be used as seals. In the EUV area, special attention must be paid to sealing due to its high vacuum requirements. It should be noted that water molecules that are already escaping, for example in the form of steam, can lead to vacuum collapses at at least 10 -9 mbar and/or to contamination.
Als Kühlwasser kann vollentsalztes Wasser verwendet werden, welches jedoch die verwendeten Materialien, insbesondere Aluminiumlegierungen, angreifen kann. Zusätzlich kann vollentsalztes Wasser Ionen aus den durchflossenen Materialien herauslösen und wirkt damit korrosionsfördernd. Werden nun die Korrosionsprodukte an einer Flanschfläche des Kühlers und an der Dichtung abgelagert, so kann es bei einer ungünstigen Geometrie der Dichtung, beispielsweise einer Dichtung mit einem kreisförmigen oder ovalen Querschnitt, zu einer Unterwanderung der Dichtung mit den Korrosionsprodukten und damit zu einer Undichtigkeit des Kühlsystems kommen.Fully demineralized water can be used as cooling water, but this can attack the materials used, particularly aluminum alloys. In addition, fully demineralized water can release ions from the materials it flows through and thus promotes corrosion. If the corrosion products are deposited on a flange surface of the cooler and on the seal, an unfavorable geometry of the seal, for example a seal with a circular or oval cross-section, can lead to the corrosion products infiltrating the seal and thus causing a leak in the cooling system.
Hinsichtlich einer Undichtigkeit kritisch sind insbesondere Dichtungen mit einem kreisförmigen oder ovalen Querschnitt, an denen sich Totwasserzonen bilden können. Hierbei können sich zwischen der Dichtung und der Flanschfläche des Kühlers schmale Spalte ausbilden, die mit Wasser und Ionen gefüllt sind. Im Falle der Verwendung einer ringförmigen Dichtung, insbesondere eines O-Rings, die nur linienförmig an der Flanschfläche anliegt, kann sich so eine Totwasserzone in Form eines keilförmigen Spalts bilden. In solchen Spalten sind Ablagerungen thermodynamisch bevorzugt, da es weniger Durchfluss gibt und zusätzlich geringere Grenzenergien zur Nukleation von Ausscheidungen überwunden werden müssen.Seals with a circular or oval cross-section are particularly critical in terms of leaks, as they can form dead water zones. Narrow gaps filled with water and ions can form between the seal and the flange surface of the cooler. If an annular seal is used, particularly an O-ring, which only fits linearly against the flange surface, a dead water zone in the form of a wedge-shaped gap can form. Deposits are thermodynamically preferred in such gaps, as there is less flow and, in addition, lower limit energies for the nucleation of deposits must be overcome.
Liegen Ausscheidungen in Form von Korrosionsprodukten vor, können diese die Dichtung unterwandern und wegdrücken. Die Korrosionsprodukte nehmen dabei ein größeres Volumen als das ursprüngliche Material ein und sind gegebenenfalls leicht porös. Somit kann letztlich Kühlwasser, beispielsweise als Moleküle, oder bei fortgeschrittener Korrosion als Tropfen, aus dem Kühlsystem austreten. Das Kühlsystem wird dann undicht. Dies gilt es zu vermeiden.If there are deposits in the form of corrosion products, these can infiltrate the seal and push it away. The corrosion products take up a larger volume than the original material and may be slightly porous. This means that cooling water can ultimately escape from the cooling system, for example as molecules or, in the case of advanced corrosion, as drops. The cooling system then becomes leaky. This must be avoided.
Durch die Einleitung des Kühlmediums in Form von Kühlwasser in den Kühler kann es ferner zu durchflussinduzierten Schwingungen (Engl.: Flow Induced Vibrations, FIV) kommen, welche unerwünscht sind. Insbesondere im Bereich der zwischen dem Kühler und der Zuleitung vorgesehenen Dichtung, können Querschnittssprünge in einem Durchflussquerschnitt, durch den das Kühlwasser in den Kühler hineinströmt oder aus diesem herausströmt zu diesen unerwünschten Schwingungen führen. Veränderungen des Durchflussquerschnitts - verursacht durch einen seitlichen Versatz im Bereich zwischen dem Kühler und der Zuleitung - im Betrieb begünstigen ebenfalls derart unerwünschte Schwingungen. Auch zu hohe Flussgeschwindigkeiten des Kühlmediums können zu unerwünschten Schwingen führen. Dies gilt es zu vermeiden.The introduction of the cooling medium in the form of cooling water into the cooler can also lead to flow-induced vibrations (FIV), which are undesirable. In particular in the area of the seal provided between the cooler and the supply line, cross-sectional jumps in a flow cross-section through which the cooling water flows into or out of the cooler can lead to these undesirable vibrations. Changes in the flow cross-section - caused by a lateral offset in the area between the cooler and the supply line - during operation also encourage such undesirable vibrations. Flow speeds of the cooling medium that are too high can also lead to undesirable vibrations. This must be avoided.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes wasserführendes System für eine Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen.Against this background, an object of the present invention is to provide an improved water-conducting system for a projection exposure system.
Demgemäß wird ein wasserführendes System, insbesondere ein Kühlsystem, für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen. Das wasserführende System umfasst eine erste Komponente, die einen durch die erste Komponente hindurchgeführten ersten Kühlkanal aufweist, eine zweite Komponente, die einen durch die zweite Komponente hindurchgeführten zweiten Kühlkanal aufweist, und eine Dichtungsvorrichtung, die zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente angeordnet ist, um die erste Komponente und die zweite Komponente gegeneinander abzudichten, wobei die Dichtungsvorrichtung einen Durchbruch aufweist, mit dessen Hilfe der erste Kühlkanal mit dem zweiten Kühlkanal fluidisch verbunden ist, und wobei die Dichtungsvorrichtung eine Verliersicherung aufweist, die formschlüssig in einen an einer der beiden Komponenten vorgesehenen Eingriffsabschnitt eingreift.Accordingly, a water-conducting system, in particular a cooling system, is provided for a project tion exposure system. The water-conducting system comprises a first component which has a first cooling channel leading through the first component, a second component which has a second cooling channel leading through the second component, and a sealing device which is arranged between the first component and the second component in order to seal the first component and the second component from one another, wherein the sealing device has an opening by means of which the first cooling channel is fluidically connected to the second cooling channel, and wherein the sealing device has a loss prevention device which engages in a form-fitting manner in an engagement section provided on one of the two components.
Dadurch, dass die Dichtungsvorrichtung die Verliersicherung aufweist, verbessern sich die Montierbarkeit und die Handhabbarkeit der Dichtungsvorrichtung. Beispielsweise kann die Dichtungsvorrichtung über Kopf an einer der beiden Komponenten montiert werden, ohne dass sich die Dichtungsvorrichtung selbsttätig von der jeweiligen Komponente löst.The fact that the sealing device has a loss protection device improves the assembly and handling of the sealing device. For example, the sealing device can be mounted upside down on one of the two components without the sealing device automatically detaching from the respective component.
Das wasserführende System ist bevorzugt ein Kühlsystem. Insbesondere kann das wasserführende System ein Kühlsystem eines Kollektors einer Lichtquelle, insbesondere einer EUV-Lichtquelle, sein. Das wasserführende System kann auch für ein Beleuchtungssystem und/oder für eine Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werden. Die erste Komponente kann beispielsweise ein Kühler sein. Daher kann die erste Komponente auch als Kühler bezeichnet werden. Demgemäß können vorliegend die Begriffe „erste Komponente“ und „Kühler“ beliebig gegeneinander getauscht werden. Die zweite Komponente kann ein an der ersten Komponente montierter Flansch sein. Demgemäß kann die zweite Komponente auch als Flansch bezeichnet werden. Dementsprechend können vorliegend die Begriffe „zweite Komponente“ und „Flansch“ beliebig gegeneinander getauscht werden.The water-conducting system is preferably a cooling system. In particular, the water-conducting system can be a cooling system of a collector of a light source, in particular an EUV light source. The water-conducting system can also be used for a lighting system and/or for projection optics of the projection exposure system. The first component can be a cooler, for example. Therefore, the first component can also be referred to as a cooler. Accordingly, the terms “first component” and “cooler” can be interchanged as desired. The second component can be a flange mounted on the first component. Accordingly, the second component can also be referred to as a flange. Accordingly, the terms “second component” and “flange” can be interchanged as desired.
Insbesondere kann unter einem „Flansch“ vorliegend ganz allgemein ein Bauabschnitt einer der beiden Komponenten zu verstehen sein. Insbesondere kann auch die zweite Komponente ein Kühler sein. Es kann auch ein Flansch vorgesehen sein, der zu einem Rohrleitungssystem führt, das entweder mehrere Kühler miteinander verbindet oder zur Wasserzuführung und/oder Wasserabführung dient.In particular, a "flange" in this case can be understood to mean a structural section of one of the two components. In particular, the second component can also be a cooler. A flange can also be provided that leads to a piping system that either connects several coolers to one another or serves to supply and/or drain water.
Beispielsweise ist eine der beiden Komponenten aus einer Stahllegierung gefertigt und die andere der beiden Komponenten aus einer Aluminiumlegierung. Es können jedoch auch beide Komponenten aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Stahllegierung gefertigt sein. Es können jedoch auch beliebig andere geeignete Werkstoffe eingesetzt werden. In der ersten Komponente ist bevorzugt eine Vielzahl von Kühlkanälen vorgesehen, welche mit Hilfe von Kühlwasser, insbesondere mit Hilfe von vollentsalztem Wasser, durchströmt werden, um ein Bauteil der Projektionsbelichtungsanlage, beispielsweise den Kollektor, oder andere mechanische Bauteile, die zur Gewährleistung der Funktionalität des Kollektors benötigt werden, zu kühlen oder Wärme von diesen abzuführen. Wie zuvor erwähnt, ist die Anwendung des wasserführenden Systems jedoch nicht auf einen Kollektor beschränkt.For example, one of the two components is made of a steel alloy and the other of the two components is made of an aluminum alloy. However, both components can also be made of an aluminum alloy or a steel alloy. However, any other suitable materials can also be used. In the first component, a plurality of cooling channels is preferably provided, through which cooling water, in particular demineralized water, flows in order to cool a component of the projection exposure system, for example the collector, or other mechanical components that are required to ensure the functionality of the collector, or to dissipate heat from them. As previously mentioned, the application of the water-conducting system is not limited to one collector.
Vorzugsweise weisen die erste Komponente und die zweite Komponente jeweils eine Flanschfläche auf. Der ersten Komponente ist insbesondere eine erste Flanschfläche zugeordnet. Der zweiten Komponente ist insbesondere eine zweite Flanschfläche zugeordnet. Die beiden Komponenten liegen mit ihren Flanschflächen aneinander an. Die Flanschflächen können mechanisch bearbeitete, beispielsweise geschliffene, Oberflächen sein, mit denen die erste Komponente und die zweite Komponente aneinander anliegen.Preferably, the first component and the second component each have a flange surface. The first component is in particular assigned a first flange surface. The second component is in particular assigned a second flange surface. The two components rest against one another with their flange surfaces. The flange surfaces can be mechanically processed, for example ground, surfaces with which the first component and the second component rest against one another.
Beispielsweise ist zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente eine Schraubverbindung oder dergleichen vorgesehen. Die erste Komponente und die zweite Komponente sind an ihren Flanschflächen miteinander verpresst. Die Dichtungsvorrichtung kann beispielsweise an einer der beiden Flanschflächen oder an beiden Flanschflächen anliegen. Insbesondere liegt die Dichtungsvorrichtung an der ersten Flanschfläche der ersten Komponente an. Die Dichtungsvorrichtung kann beispielsweise an der ersten Flanschfläche der ersten Komponente und gleichzeitig an einer Anlagefläche der zweiten Komponente anliegen und zwischen diesen verpresst sein.For example, a screw connection or the like is provided between the first component and the second component. The first component and the second component are pressed together at their flange surfaces. The sealing device can, for example, rest on one of the two flange surfaces or on both flange surfaces. In particular, the sealing device rests on the first flange surface of the first component. The sealing device can, for example, rest on the first flange surface of the first component and at the same time on a contact surface of the second component and be pressed between them.
Vorzugsweise ist an der ersten Flanschfläche der ersten Komponente der Eingriffsabschnitt vorgesehen. Alternativ kann der Eingriffsabschnitt auch an der zweiten Flanschfläche der zweiten Komponente vorgesehen sein. Der Eingriffsabschnitt kann eine um eine Mittel- oder Symmetrieachse des wasserführenden Systems umlaufende Ringnut sein. Vorzugsweise weist der Eingriffsabschnitt eine umgedrehte V-Form auf. Die Verliersicherung kann so den Eingriffsabschnitt formschlüssig hintergreifen oder formschlüssig in diesen eingreifen.The engagement section is preferably provided on the first flange surface of the first component. Alternatively, the engagement section can also be provided on the second flange surface of the second component. The engagement section can be an annular groove running around a central or symmetry axis of the water-conducting system. The engagement section preferably has an inverted V-shape. The anti-loss device can thus engage behind the engagement section in a form-fitting manner or engage in it in a form-fitting manner.
Der Eingriffsabschnitt umfasst insbesondere einen Boden, der parallel zu und beabstandet von der Flanschfläche der jeweiligen Komponente angeordnet ist, die den Eingriffsabschnitt aufweist. Der Boden des Eingriffsabschnitts kann auch gewölbt sein. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die erste Komponente den Eingriffsabschnitt aufweist. Insbesondere ist der Boden bezüglich der ersten Flanschfläche der ersten Komponente zurückgesetzt. Der Eingriffsabschnitt weist ferner zwei um die Symmetrieachse umlaufende Seitenwände auf, wobei eine innere Seitenwand entlang einer Radialrichtung betrachtet innerhalb einer äußeren Seitenwand angeordnet ist. Die beiden Seitenwände des Eingriffsabschnitts sind gegensinnig geneigt, so dass sich die umgedrehte V-Form des Eingriffsabschnitts ergibt. Durch diese Geometrie des Eingriffsabschnitts weist dieser Hinterschnitte auf, in welche die Verliersicherung der Dichtungsvorrichtung formschlüssig eingreift.The engagement portion comprises in particular a base which is arranged parallel to and spaced from the flange surface of the respective component which has the engagement portion. The base of the engagement portion can also be curved. It is assumed below that the first component has the engagement portion. In particular, the base is curved with respect to the first The engagement section also has two side walls running around the axis of symmetry, with an inner side wall being arranged within an outer side wall when viewed along a radial direction. The two side walls of the engagement section are inclined in opposite directions, resulting in the inverted V-shape of the engagement section. Due to this geometry of the engagement section, it has undercuts into which the anti-loss device of the sealing device engages in a form-fitting manner.
Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern, vorliegend der Verliersicherung und dem Eingriffsabschnitt. Formschlüssige Verbindungen sind beliebig oft lösbar und wiederherstellbar. Zum Herstellen der formschlüssigen Verbindung zwischen der Verliersicherung und dem Eingriffsabschnitt wird die Verliersicherung in den Eingriffsabschnitt eingedrückt, wobei die Verliersicherung elastisch verformt wird und in die Hinterschnitte des Eingriffsabschnitts formschlüssig eingreift oder einrastet. Die Verliersicherung ist hierzu federelastisch verformbar. Das heißt insbesondere, dass die Verliersicherung durch das Aufbringen von Kräften von einem unverformten Zustand in einen verformten Zustand verbracht werden kann. Wirken diese Kräfte nicht mehr auf die Verliersicherung, so verbringt sich diese im Idealfall selbsttätig aus dem verformten Zustand zurück in den unverformten Zustand. Es kann jedoch auch eine geringe Restverformung bestehen bleiben.A positive connection is created by the interlocking or interlocking of at least two connection partners, in this case the loss prevention device and the engagement section. Positive connections can be released and restored as often as required. To create the positive connection between the loss prevention device and the engagement section, the loss prevention device is pressed into the engagement section, whereby the loss prevention device is elastically deformed and engages or snaps into the undercuts of the engagement section. The loss prevention device can be deformed in a spring-elastic manner. This means in particular that the loss prevention device can be moved from an undeformed state to a deformed state by applying forces. If these forces no longer act on the loss prevention device, it ideally moves itself from the deformed state back to the undeformed state. However, a small residual deformation can also remain.
Bei dem Eindrücken der Verliersicherung in den Eingriffsabschnitt wird diese von dem unverformten Zustand in den verformten Zustand verformt. Sobald die Verliersicherung in die Hinterschnitte des Eingriffsabschnitts eingreift, verformt sich diese zumindest teilweise zurück von dem verformten Zustand in den unverformten Zustand. Dabei kann jedoch eine Federvorspannung der Verliersicherung innerhalb des Eingriffsabschnitts vorgesehen sein. Das heißt insbesondere, dass die Verliersicherung durch diese Federvorspannung gegen die Seitenwände des Eingriffsabschnitts gepresst wird.When the loss prevention device is pressed into the engagement section, it is deformed from the undeformed state into the deformed state. As soon as the loss prevention device engages in the undercuts of the engagement section, it is at least partially deformed back from the deformed state into the undeformed state. However, a spring preload of the loss prevention device can be provided within the engagement section. This means in particular that the loss prevention device is pressed against the side walls of the engagement section by this spring preload.
An die zweite Komponente kann eine Leitung angeschlossen sein. In diesem Fall kann die zweite Komponente ein Flansch zum Zuführen von Kühlwasser zu der ersten Komponente und/oder zum Abführen von Kühlwasser von der ersten Komponente sein. Die Leitung kann eine Zuführleitung oder eine Abführleitung zum Zuführen oder Abführen des Kühlwassers zu und von der ersten Komponente sein. Bevorzugt weist die erste Komponente zumindest eine Zuführleitung und eine Abführleitung auf. Die zweite Komponente kann fest mit der Leitung verbunden sein. Die zweite Komponente kann rotationssymmetrisch zu der zuvor erwähnten Symmetrieachse aufgebaut sein. Die zweite Komponente kann jedoch jede beliebige Geometrie aufweisen. Durch die zweite Komponente verläuft der wie zuvor erwähnte zweite Kühlkanal, welcher fluidisch mit dem ersten Kühlkanal der ersten Komponente verbunden ist.A line can be connected to the second component. In this case, the second component can be a flange for supplying cooling water to the first component and/or for discharging cooling water from the first component. The line can be a supply line or a discharge line for supplying or discharging the cooling water to and from the first component. The first component preferably has at least one supply line and one discharge line. The second component can be firmly connected to the line. The second component can be constructed rotationally symmetrically to the aforementioned axis of symmetry. However, the second component can have any geometry. The second cooling channel, as mentioned above, runs through the second component and is fluidically connected to the first cooling channel of the first component.
Die Dichtungsvorrichtung ist dazu geeignet, die erste Komponente und die zweite Komponente fluiddicht gegeneinander abzudichten. Die Dichtungsvorrichtung ist zumindest vorzugsweise teilweise elastisch, insbesondere federelastisch, verformbar. Beispielsweise kann die Dichtungsvorrichtung aus Gummi, einem Fluorkautschuk oder aus einem anderen geeigneten Material, wie beispielsweise einem Perfluorkautschuk oder einem Silikonkautschuk, gefertigt sein. Die Dichtungsvorrichtung kann aus beliebigen Materialien gefertigt sein. Vorzugsweise ist der Durchbruch der Dichtungsvorrichtung mittig an der Dichtungsvorrichtung vorgesehen. Mit Hilfe des Durchbruchs ist der erste Kühlkanal der ersten Komponente mit dem zweiten Kühlkanal der zweiten Komponente fluidisch verbunden. Das heißt, dass durch den Durchbruch der Dichtungsvorrichtung im Betrieb des wasserführenden Systems das Kühlwasser hindurchströmt.The sealing device is suitable for sealing the first component and the second component against each other in a fluid-tight manner. The sealing device is at least preferably partially elastic, in particular spring-elastic, deformable. For example, the sealing device can be made of rubber, a fluororubber or another suitable material, such as a perfluororubber or a silicone rubber. The sealing device can be made of any material. The opening of the sealing device is preferably provided in the middle of the sealing device. With the help of the opening, the first cooling channel of the first component is fluidically connected to the second cooling channel of the second component. This means that the cooling water flows through the opening of the sealing device when the water-carrying system is in operation.
Die zweite Komponente weist vorzugsweise an ihrer zweiten Flanschfläche eine zylinderförmige Ausnehmung auf, in welcher die Dichtungsvorrichtung aufgenommen ist. Diese Ausnehmung bildet eine radiale Erweiterung des zweiten Kühlkanals. Die an der zweiten Komponente vorgesehene Ausnehmung umfasst bevorzugt eine parallel zu der zweiten Flanschfläche der zweiten Komponente angeordnete Anlagefläche, welche bezüglich der zweiten Flanschfläche der zweiten Komponente zurückgesetzt ist. Ferner umfasst die Ausnehmung eine zylinderförmige Außenwandung, welche vollständig um die zuvor erwähnte Symmetrieachse umläuft. Die Dichtungsvorrichtung ist bevorzugt zwischen der ersten Flanschfläche der ersten Komponente und der Anlagefläche der Ausnehmung der zweiten Komponente verpresst.The second component preferably has a cylindrical recess on its second flange surface in which the sealing device is accommodated. This recess forms a radial extension of the second cooling channel. The recess provided on the second component preferably comprises a contact surface arranged parallel to the second flange surface of the second component, which is set back with respect to the second flange surface of the second component. The recess also comprises a cylindrical outer wall which runs completely around the aforementioned axis of symmetry. The sealing device is preferably pressed between the first flange surface of the first component and the contact surface of the recess of the second component.
Vorzugsweise sind der Dichtungsvorrichtung eine Axialrichtung sowie eine senkrecht zu der Axialrichtung und von dieser weg orientierte Radialrichtung zugeordnet. Die Dichtungsvorrichtung kann rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse aufgebaut sein. Die Axialrichtung ist entlang der Symmetrieachse orientiert oder stimmt mit dieser überein.Preferably, the sealing device is assigned an axial direction and a radial direction oriented perpendicular to the axial direction and away from it. The sealing device can be constructed rotationally symmetrically to a central or symmetry axis. The axial direction is oriented along the symmetry axis or coincides with it.
Die Dichtungsvorrichtung ist zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente insbesondere axial verpresst. Dass die Dichtungsvorrichtung „axial verpresst“ ist, bedeutet vorliegend insbesondere, dass die Dichtungsvorrichtung in einem eingebauten Zustand elastisch, insbesondere federelastisch, verformt ist. Auf die Dichtungsvorrichtung wird somit durch die Verpressung eine entlang der Axialrichtung wirkende Kraft aufgebracht, wodurch sich die Dichtungsvorrichtung elastisch verformt. Insbesondere kann die Dichtungsvorrichtung von einem unverformten Zustand in einen verformten Zustand und umgekehrt verbracht werden.The sealing device is in particular axially pressed between the first component and the second component. The fact that the sealing device is “axially pressed” means in this case in particular that the sealing device is in an installed state is elastically, in particular spring-elastically, deformed. A force acting along the axial direction is thus applied to the sealing device by the compression, whereby the sealing device is elastically deformed. In particular, the sealing device can be moved from an undeformed state to a deformed state and vice versa.
Vorzugsweise liegt die Dichtungsvorrichtung zumindest abschnittsweise flächig an der Anlagefläche der Ausnehmung der zweiten Komponenten sowie flächig an der ersten Flanschfläche der ersten Komponente an. „Flächig“ bedeutet vorliegend, dass zwischen der Dichtungsvorrichtung und der Anlagefläche oder der ersten Flanschfläche kein punktförmiger oder linienförmiger Kontakt, wie beispielsweise bei der Verwendung eines O-Rings, sondern eine scheibenförmige Kontaktfläche vorgesehen ist. Es ist somit vorzugsweise ein vollflächiger Kontakt zwischen der Dichtungsvorrichtung und der Anlagefläche sowie der ersten Flanschfläche vorhanden.Preferably, the sealing device lies flat against the contact surface of the recess of the second component, at least in sections, and flat against the first flange surface of the first component. "Flat" in this case means that there is no point-like or linear contact between the sealing device and the contact surface or the first flange surface, as is the case when using an O-ring, but rather a disk-like contact surface. There is therefore preferably full-surface contact between the sealing device and the contact surface and the first flange surface.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Durchbruch einen größeren Durchmesser als der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal auf.According to one embodiment, the opening has a larger diameter than the first cooling channel and the second cooling channel.
Das heißt insbesondere, dass eine den Durchbruch umlaufende Innenwandung der Dichtungsvorrichtung entlang der Radialrichtung betrachtet zurückgesetzt ist, so dass die Innenwandung nicht in den zweiten Kühlkanal der zweiten Komponente hineinragt. Hierdurch wird das durch die Dichtungsvorrichtung hindurchströmende Kühlwasser bei dem Durchströmen nicht übermäßig verwirbelt. Hierdurch können strömungsinduzierte Schwingungen (Engl.: Flow Induced Vibrations, FIV) verhindert oder zumindest reduziert werden.This means in particular that an inner wall of the sealing device surrounding the opening is set back when viewed in the radial direction, so that the inner wall does not protrude into the second cooling channel of the second component. As a result, the cooling water flowing through the sealing device is not excessively swirled as it flows through. This can prevent or at least reduce flow-induced vibrations (FIV).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Dichtungsvorrichtung eine Oberseite mit einer ersten Dichtfläche und einer sich von der ersten Dichtfläche unterscheidenden zweiten Dichtfläche auf, wobei die Dichtungsvorrichtung eine der Oberseite abgewandte Unterseite mit einer ersten Dichtfläche und einer sich von der ersten Dichtfläche unterscheidenden zweiten Dichtfläche aufweist.According to a further embodiment, the sealing device has an upper side with a first sealing surface and a second sealing surface that differs from the first sealing surface, wherein the sealing device has a lower side facing away from the upper side with a first sealing surface and a second sealing surface that differs from the first sealing surface.
Das heißt insbesondere, dass die Dichtungsvorrichtung vier Dichtflächen aufweist, wobei zwei Dichtflächen der Oberseite und zwei Dichtflächen der Unterseite zugeordnet sind. Die Dichtflächen der Oberseite liegen vorzugsweise an der Anlagefläche der Ausnehmung der zweiten Komponente an. Die beiden Dichtflächen der Unterseite liegen vorzugsweise an der ersten Flanschfläche der ersten Komponente an. Alle Dichtflächen laufen bevorzugt vollständig um die Symmetrieachse der Dichtungsvorrichtung um.This means in particular that the sealing device has four sealing surfaces, with two sealing surfaces being assigned to the top and two sealing surfaces to the bottom. The sealing surfaces of the top preferably lie on the contact surface of the recess of the second component. The two sealing surfaces of the bottom preferably lie on the first flange surface of the first component. All sealing surfaces preferably run completely around the axis of symmetry of the sealing device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen die Dichtflächen der Oberseite sowie die Dichtflächen der Unterseite entlang einer Axialrichtung der Dichtungsvorrichtung betrachtet jeweils in einer gemeinsamen Ebene, wobei die beiden Ebenen entlang der Axialrichtung betrachtet voneinander beabstandet angeordnet sind.According to a further embodiment, the sealing surfaces of the upper side and the sealing surfaces of the lower side are each located in a common plane when viewed along an axial direction of the sealing device, wherein the two planes are arranged at a distance from one another when viewed along the axial direction.
Das heißt insbesondere, dass den beiden Dichtflächen der Oberseite eine erste Ebene zugeordnet ist. Dementsprechend ist den beiden Dichtflächen der Unterseite eine zweite Ebene zugeordnet. Die erste Ebene und die zweite Ebene sind parallel zueinander platziert. Dabei sind die erste Ebene und die zweite Ebene entlang der Axialrichtung betrachtet jedoch voneinander beabstandet positioniert.This means in particular that the two sealing surfaces on the top side are assigned a first plane. Accordingly, the two sealing surfaces on the bottom side are assigned a second plane. The first plane and the second plane are placed parallel to each other. However, the first plane and the second plane are positioned at a distance from each other when viewed along the axial direction.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die ersten Dichtflächen entlang einer Radialrichtung der Dichtungsvorrichtung betrachtet innerhalb der zweiten Dichtflächen angeordnet.According to a further embodiment, the first sealing surfaces are arranged within the second sealing surfaces when viewed along a radial direction of the sealing device.
Das heißt insbesondere, dass die erste Dichtfläche der Oberseite entlang der Radialrichtung betrachtet innerhalb der zweiten Dichtfläche der Oberseite angeordnet ist. Dementsprechend ist die erste Dichtfläche der Unterseite entlang der Radialrichtung betrachtet innerhalb der zweiten Dichtfläche der Unterseite angeordnet.This means in particular that the first sealing surface of the upper side is arranged within the second sealing surface of the upper side when viewed along the radial direction. Accordingly, the first sealing surface of the lower side is arranged within the second sealing surface of the lower side when viewed along the radial direction.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche der Oberseite eine um den Durchbruch umlaufende Vertiefung vorgesehen.According to a further embodiment, a recess is provided around the opening between the first sealing surface and the second sealing surface of the upper side.
Die Vertiefung läuft vollständig um die Symmetrieachse der Dichtungsvorrichtung um. Die Vertiefung kann beispielsweise torusförmig sein. In dem eingebauten Zustand der Dichtungsvorrichtung wird die Dichtungsvorrichtung derart verpresst, dass die Vertiefung so verformt wird, dass die Dichtungsvorrichtung auch im Bereich der Vertiefung an der Anlagefläche der Ausnehmung der zweiten Komponente anliegt. Hierdurch wird verhindert, dass in der Vertiefung eine Gasblase, beispielsweise eine Luftblase, verbleibt. Hierdurch kann ein sogenanntes virtuelles Leck verhindert werden. Unter einem „virtuellen Leck“ ist vorliegend zu verstehen, dass bei der Beaufschlagung des wasserführenden Systems mit einem Vakuum eine möglicherweise innerhalb der Dichtungsvorrichtung gefangene Gasblase freigesetzt wird, was als Leck interpretiert werden könnte. Dies wird jedoch bei der Dichtungsvorrichtung dadurch verhindert, dass sich die Dichtungsvorrichtung auch im Bereich der Vertiefung an die Anlagefläche der Ausnehmung anlegt.The recess runs completely around the axis of symmetry of the sealing device. The recess can be torus-shaped, for example. When the sealing device is installed, the sealing device is pressed in such a way that the recess is deformed so that the sealing device also rests on the contact surface of the recess of the second component in the area of the recess. This prevents a gas bubble, for example an air bubble, from remaining in the recess. This can prevent a so-called virtual leak. A "virtual leak" in this case is understood to mean that when the water-carrying system is subjected to a vacuum, a gas bubble that may be trapped within the sealing device is released, which could be interpreted as a leak. However, this is prevented in the sealing device by the fact that the sealing device also rests on the contact surface of the recess in the area of the recess.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche der Unterseite die Verliersicherung angeordnet.According to a further embodiment, between the first sealing surface and the second The loss protection is arranged on the sealing surface of the underside.
Die Verliersicherung erstreckt sich entlang der Axialrichtung betrachtet insbesondere über die beiden Dichtflächen der Unterseite hinaus. Entlang der Radialrichtung betrachtet ist die erste Dichtfläche der Unterseite innerhalb der Verliersicherung angeordnet, wobei die zweite Dichtfläche der Unterseite entlang der Radialrichtung betrachtet außerhalb der Verliersicherung angeordnet ist.When viewed in the axial direction, the loss prevention device extends in particular beyond the two sealing surfaces on the underside. When viewed in the radial direction, the first sealing surface on the underside is arranged inside the loss prevention device, while the second sealing surface on the underside is arranged outside the loss prevention device when viewed in the radial direction.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Verliersicherung einen ersten Sicherungsabschnitt und einen zweiten Sicherungsabschnitt auf, wobei der erste Sicherungsabschnitt und der zweite Sicherungsabschnitt gegensinnig geneigt sind, so dass der erste Sicherungsabschnitt einen ersten Hinterschnitt bildet, und so dass der zweite Sicherungsabschnitt einen zweiten Hinterschnitt bildet.According to a further embodiment, the loss prevention device has a first securing section and a second securing section, wherein the first securing section and the second securing section are inclined in opposite directions, so that the first securing section forms a first undercut, and so that the second securing section forms a second undercut.
Zwischen dem ersten Sicherungsabschnitt und dem zweiten Sicherungsabschnitt ist bevorzugt eine um die Symmetrieachse der Dichtungsvorrichtung umlaufende V-förmige Ringnut angeordnet. Insbesondere ist der erste Sicherungsabschnitt in Richtung der Symmetrieachse der Dichtungsvorrichtung geneigt. Der zweite Sicherungsabschnitt ist von der Symmetrieachse der Dichtungsvorrichtung weg geneigt. Durch die Neigung des ersten Sicherungsabschnitts ergibt sich in einem Übergang zwischen der ersten Dichtfläche und dem ersten Sicherungsabschnitt der erste Hinterschnitt. Entsprechend ergibt sich in einem Übergang zwischen der zweiten Dichtfläche und dem zweiten Sicherungsabschnitt der zweite Hinterschnitt. Die Sicherungsabschnitte sind insbesondere federelastisch verformbar. Das heißt, dass die Sicherungsabschnitte durch das Aufbringen von Kräften von einem unverformten Zustand in einen verformten Zustand verbracht werden. A V-shaped annular groove running around the axis of symmetry of the sealing device is preferably arranged between the first securing section and the second securing section. In particular, the first securing section is inclined in the direction of the axis of symmetry of the sealing device. The second securing section is inclined away from the axis of symmetry of the sealing device. The inclination of the first securing section results in the first undercut in a transition between the first sealing surface and the first securing section. Accordingly, the second undercut results in a transition between the second sealing surface and the second securing section. The securing sections are in particular spring-elastically deformable. This means that the securing sections are brought from an undeformed state into a deformed state by the application of forces.
Sobald diese Kräfte nicht mehr auf die Sicherungsabschnitte wirken, verformen diese sich selbstständig aus dem verformten Zustand zurück in den unverformten Zustand. Bei einem Eindrücken der Verliersicherung in den Eingriffsabschnitt der ersten Komponente verformen sich die Sicherungsabschnitte federelastisch. Die Verliersicherung greift mit ihren Hinterschnitten formschlüssig in den Eingriffsabschnitt ein. Die Sicherungsabschnitte liegen dann insbesondere an den Seitenwänden des Eingriffsabschnitts an. Die Dichtungsvorrichtung ist somit an der ersten Komponente festgelegt und kann auch nicht von dieser herunterfallen, wenn die erste Komponente umgedreht wird.As soon as these forces no longer act on the securing sections, they deform automatically from the deformed state back to the undeformed state. When the loss prevention device is pressed into the engagement section of the first component, the securing sections deform in a spring-elastic manner. The loss prevention device engages the engagement section with its undercuts in a form-fitting manner. The securing sections then lie particularly against the side walls of the engagement section. The sealing device is thus fixed to the first component and cannot fall off even if the first component is turned over.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Dichtungsvorrichtung ein einstückiges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil.According to a further embodiment, the sealing device is a one-piece component, in particular a one-piece component.
„Einteilig“ oder „einstückig“ bedeutet vorliegend, dass die Dichtungsvorrichtung ein einziges Bauteil bildet und nicht aus unterschiedlichen Unterbauteilen zusammengesetzt ist. „Materialeinstückig“ bedeutet vorliegend, dass die Dichtungsvorrichtung durchgehend aus demselben Material gefertigt ist. Als geeignete Materialien für die Dichtungsvorrichtung können verschiedene Kunststoffe oder Elastomere eingesetzt werden. Beispiele für geeignete Elastomere sind Acrylnitril-Butadien-Kautschuke (AB), Fluorkautschuke (FKM), Perfluorkautschuke (FFKM), Tetrafluorethylene/Propylen-Kautschuke (FEPM), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere (FEP) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke (EPDM). Alternativ sind auch Hartkunststoffe als Materialien für die Dichtungsvorrichtung geeignet. Beispiele hierfür sind Polyoxymethylene (POM), Polytetrafluorethylene (PTFE), Perfluoralkoxy-Polymere (PFA), Polyvinylidenfluoride (PVDF), Polymethylmethacrylate (PMMA), Polyvinylchloride (PVC), Sustarin, Polyamide (PA), Polyethylenterephthalate (PET) oder Kapton.In this case, “one-piece” or “single-piece” means that the sealing device forms a single component and is not composed of different sub-components. In this case, “single-piece” means that the sealing device is made entirely of the same material. Various plastics or elastomers can be used as suitable materials for the sealing device. Examples of suitable elastomers are acrylonitrile butadiene rubbers (AB), fluororubbers (FKM), perfluororubbers (FFKM), tetrafluoroethylene/propylene rubbers (FEPM), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers (FEP) or ethylene-propylene-diene rubbers (EPDM). Alternatively, hard plastics are also suitable as materials for the sealing device. Examples include polyoxymethylenes (POM), polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy polymers (PFA), polyvinylidene fluoride (PVDF), polymethyl methacrylates (PMMA), polyvinyl chlorides (PVC), Sustarin, polyamides (PA), polyethylene terephthalates (PET) or Kapton.
Ferner wird eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen wasserführenden System vorgeschlagen.Furthermore, a projection exposure system with such a water-conducting system is proposed.
Das wasserführende System kann beispielsweise ein Kühlsystem eines Kollektors einer Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage sein. Wie zuvor erwähnt, kann das wasserführende System auch für das Beleuchtungssystem und/oder für die Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werden. Das optische System ist bevorzugt eine Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann jedoch auch ein Beleuchtungssystem sein. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.The water-carrying system can, for example, be a cooling system of a collector of a light source of the projection exposure system. As previously mentioned, the water-carrying system can also be used for the lighting system and/or for the projection optics of the projection exposure system. The optical system is preferably a projection optics of the projection exposure system. However, the optical system can also be a lighting system. The projection exposure system can be an EUV lithography system. EUV stands for "Extreme Ultraviolet" and refers to a wavelength of the working light between 0.1 nm and 30 nm. The projection exposure system can also be a DUV lithography system. DUV stands for "Deep Ultraviolet" and refers to a wavelength of the working light between 30 nm and 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 genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In this case, "one" is not necessarily to be understood as being limited to just one element. Rather, several elements, such as two, three or more, can also be provided. Any other counting word used here should not be understood as meaning that there is a limitation to the exact number of elements mentioned. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible, unless otherwise stated.
Die für das wasserführende System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Projektionsbelichtungsanlage entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the water-conducting system apply accordingly to the proposed projection exposure system and vice versa.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with respect to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie; -
2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines wasserführenden Systems für die Projektionsbelichtungsanlage gemäß1 ; und -
3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung für daswasserführende System gemäß 2 .
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1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography; -
2 shows a schematic sectional view of an embodiment of a water-conducting system for the projection exposure system according to1 ; and -
3 shows a schematic sectional view of an embodiment of a sealing device for the water-conducting system according to2 .
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.In the figures, identical or functionally equivalent elements have been given the same reference symbols unless otherwise stated. It should also be noted that the representations in the figures are not necessarily to scale.
Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.A reticle 7 arranged in the
In der
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The projection exposure system 1 comprises a
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 7 is imaged onto a light-sensitive layer of a
Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The
Wie beispielsweise aus der
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.Between the
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. In the beam path of the
Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.With the help of the
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 4 (not shown), a transmission optics can be arranged in the beam path between the
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The
Bei dem in der
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without a rotational symmetry axis. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one rotational symmetry axis of the reflection surface shape. The mirrors Mi, just like the mirrors of the
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab 6 bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab 6 bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other image scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions x, y, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der
Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.Each of the
Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The
Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.By arranging the
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.In the following, further aspects and details of the illumination of the
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.It is possible that the
Bei der in der
Das wasserführende System 100 kann ein Kühlsystem sein, welches geeignet ist, beliebige Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 zu kühlen. Das wasserführende System 100 kann beispielsweise ein Kühlsystem eines Kollektors einer wie zuvor erwähnten Lichtquelle 3 sein. Das wasserführende System 100 kann jedoch auch für ein wie zuvor erwähntes Beleuchtungssystem 2 und/oder für eine wie zuvor erwähnte Projektionsoptik 10 eingesetzt werden.The water-conducting
Das wasserführende System 100 umfasst eine erste Komponente 102, die aus einer Stahllegierung, insbesondere aus einer Edelstahllegierung, gefertigt ist. Die erste Komponente 102 kann ein Kühler sein und daher auch als solcher bezeichnet werden. Die erste Komponente 102 kann jedoch auch aus Glas, Keramik, Aluminium, Kupfer oder aus einem anderen geeigneten Material gefertigt sein. Die erste Komponente 102 weist eine Vielzahl von Kühlkanälen 104 auf, von denen in der
An der ersten Komponente 102 ist eine erste Flanschfläche 110 vorgesehen. Die erste Flanschfläche 110 kann beispielsweise eine geschliffene Oberfläche der ersten Komponente 102 mit einer definierten Oberflächenrauigkeit sein. Die erste Flanschfläche 110 kann ringförmig um die Symmetrieachse 108 des wasserführenden Systems 100 umlaufen. Die erste Flanschfläche 110 wird von dem Kühlkanal 104 durchbrochen.A
In die erste Flanschfläche 110 ist ein um die Symmetrieachse 108 umlaufender Eingriffsabschnitt 112 eingearbeitet. Der Eingriffsabschnitt 112 ist eine Nut, insbesondere eine Ringnut, und kann daher auch als solche bezeichnet werden. Der Eingriffsabschnitt 112 ist in der Orientierung der
Weiterhin weist das wasserführende System 100 eine zweite Komponente 120 auf. Die zweite Komponente 120 kann ein Flansch sein und daher auch als solcher bezeichnet werden. Die zweite Komponente 120 kann mit einer Leitung (nicht gezeigt) verbunden sein oder Teil der Leitung sein. Die Leitung kann eine Zuführleitung zum Zuführen des Kühlwassers 106 zu der ersten Komponente 102 oder eine Abführleitung zum Abführen des Kühlwassers 106 von der ersten Komponente 102 sein. Die zweite Komponente 120 kann eine beliebige Form aufweisen. Die zweite Komponente 120 kann rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 108 aufgebaut sein. Die zweite Komponente 120 kann jedoch auch unsymmetrisch aufgebaut sein.The water-conducting
Die zweite Komponente 120 weist einen Kühlkanal 122 auf, der rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 108 aufgebaut ist. Der Kühlkanal 122 ist ein zweiter Kühlkanal und kann daher auch als solcher bezeichnet werden. Die Kühlkanäle 104, 122 sind koaxial zueinander angeordnet. An den Kühlkanal 122 kann die zuvor erwähnte Leitung angeschlossen sein. Über den Kühlkanal 122 wird dem Kühlkanal 104 das Kühlwasser 106 zugeführt. Die zweite Komponente 120 kann aus Aluminium gefertigt sein. Es können jedoch auch beliebige andere Werkstoffe eingesetzt werden. Beispielsweise kann die zweite Komponente 120 auch aus einem keramischen Werkstoff gefertigt sein. Insbesondere kann siliziuminfiltriertes Siliziumkarbid (SiSiC) für die zweite Komponente 120 eingesetzt werden. Auch Edelstahl oder Kupfer sind als Werkstoffe einsetzbar.The
Die zweite Komponente 120 ist mit Hilfe einer zweiten Flanschfläche 124 gegen die erste Flanschfläche 110 der ersten Komponente 102 gepresst. Hierzu kann eine Verschraubung (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche die zweite Komponente 120 mit ihrer zweiten Flanschfläche 124 gegen die erste Flanschfläche 110 drückt. Die zweite Komponente 120 umfasst die beispielsweise ringförmig um die Symmetrieachse 108 umlaufende zweite Flanschfläche 124, die an der ersten Flanschfläche 110 anliegt. Die zweite Flanschfläche 124 kann eine geschliffene Oberfläche mit einer definierten Oberflächenrauigkeit sein.The
An dem Kühlkanal 122 ist eine Ausnehmung 126 vorgesehen, die ebenfalls rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 108 aufgebaut ist. Die Ausnehmung 126 stellt eine Aufweitung oder Durchmessererweiterung des Kühlkanals 122 dar. Die Ausnehmung 126 kann eine in die zweite Komponente 120 eingebrachte Bohrung sein. Die Ausnehmung 126 weist eine Anlagefläche 128 auf, die parallel zu und beabstandet von den Flanschflächen 110, 124 angeordnet ist. Neben der Anlagefläche 128 weist die Ausnehmung 126 eine um die Symmetrieachse 108 umlaufende Außenwandung 130 auf. Die Ausnehmung 126 ist hin zu dem Kühlkanal 122 geöffnet. Die Kühlkanäle 104, 122 weisen einen identischen Durchmesser d auf.A
Zwischen den Flanschflächen 110, 124 ist eine fluiddichte Abdichtung erforderlich. Beispiele für eine derartige Abdichtung können Schraubverbindungen mit Dichtungen aus Metall oder Kunststoff sein. Beispielsweise können O-Ringe, Flachdichtungen oder Dichtungen mit einem x-förmigen Querschnitt als Dichtungen eingesetzt werden. Im EUV-Bereich ist aufgrund seiner hohen Vakuumanforderungen ein besonderes Augenmerk auf die Abdichtung zu legen. Hier genügt es nicht, dass das wasserführende System 100 nicht tropft, sondern bereits austretende Wassermoleküle, beispielsweise in Form von Dampf, können zu Vakuumeinbrüchen bei 10-6 bis 10-11 mbar führen.A fluid-tight seal is required between the flange surfaces 110, 124. Examples of such a seal can be screw connections with seals made of metal or plastic. For example, O-rings, flat seals or seals with an x-shaped cross-section can be used as seals. In the EUV range, special attention must be paid to the seal due to its high vacuum requirements. Here, it is not enough that the water-carrying
Wie zuvor erwähnt, wird als Kühlwasser 106 vollentsalztes Wasser verwendet, das die verwendeten Materialien, insbesondere Aluminiumlegierungen, angreifen kann. Zusätzlich kann vollentsalztes Wasser Ionen aus den durchflossenen Materialien herauslösen und wirkt damit korrosionsfördernd. Werden nun Korrosionsprodukte an den Flanschflächen 110, 124 und der Dichtung abgelagert, so kann es bei einer ungünstigen Geometrie der Dichtung, beispielsweise bei einer Ringform, zu einer Undichtigkeit des wasserführenden Systems 100 kommen.As previously mentioned, fully demineralized water is used as cooling
Hinsichtlich einer Undichtigkeit kritisch sind beispielsweise Dichtungen, insbesondere Dichtungen mit einem kreisförmigen Querschnitt, an denen sich Totwasserzonen bilden können. Hierbei können sich zwischen der Dichtung und der jeweiligen Flanschfläche 110, 124 schmale Spalte ausbilden, die mittels Wasser und Ionen gefüllt sind. Im Falle der Verwendung einer ringförmigen Dichtung, insbesondere eines O-Rings, die nur linienförmig an der jeweiligen Flanschfläche 110, 124 anliegt, kann sich so eine Totwasserzone in Form eines keilförmigen Spalts bilden.Seals, for example, are critical in terms of leaks, particularly seals with a circular cross-section, where dead water zones can form. In this case, narrow gaps can form between the seal and the
In solchen Spalten sind Ablagerungen thermodynamisch bevorzugt, da es weniger Durchfluss gibt und zusätzlich geringere Grenzenergien zur Nukleation von Ausscheidungen überwunden werden müssen. Weiterhin führen Spalte auch zur Spaltkorrosion, also zu einem zusätzlichen Auflösen des jeweiligen Metalls an dieser Stelle, wodurch wiederum weitere Ionen in das Kühlwasser 106 gelangen, die an dieser Stelle auskristallisieren können.In such gaps, deposits are thermodynamically preferred because there is less flow and, in addition, lower limit energies for the nucleation of precipitations must be overcome. Furthermore, gaps also lead to crevice corrosion, i.e. to additional dissolution of the respective metal at this point, which in turn allows further ions to enter the
Das System fördert sich sozusagen selbst, wenn ungünstige Faktoren vorliegen. Liegen Ausscheidungen vor, können diese die Dichtung unterwandern und wegdrücken. Korrosionsprodukte nehmen dabei ein größeres Volumen als das ursprüngliche Material ein und sind gegebenenfalls leicht porös. Somit kann letztlich Kühlwasser 106, beispielsweise als Moleküle oder bei fortgeschrittener Korrosion als Tropfen, aus dem wasserführenden System 100 austreten. Das wasserführende System 100 wird undicht.The system promotes itself, so to speak, when unfavourable factors are present. If there are deposits, these can infiltrate the seal and push it away. Corrosion products take up a larger volume than the original material and may be slightly porous. As a result, cooling
Vollentsalztes Wasser kontaminiert innerhalb weniger Tage stark, so dass es nicht mehr als vollentsalztes Wasser vorliegt, sondern mit Ionen angereichert ist. Wird das wasserführende System 100 undicht und ist dieses Teil einer wie zuvor erwähnten Projektionsbelichtungsanlage 1, droht ein Ausfall beim Kunden. Zur Reparatur kann es erforderlich sein, die Flanschflächen 110, 124 zu überarbeiten, was mit einem Materialabtrag einhergeht. Dies ist nur innerhalb der Toleranzen möglich, so dass es auch zu einem Ausfall der Komponenten 102, 120 als Schrott und damit zu erhöhten Kosten kommen kann. Dies gilt es zu verbessern.Fully demineralized water becomes heavily contaminated within a few days, so that it is no longer present as fully demineralized water, but is enriched with ions. If the water-carrying
Um eine zuverlässige und dauerhafte Abdichtung zwischen der ersten Komponente 102 und der zweiten Komponente 120 gewährleisten zu können, weist das wasserführende System 100 eine zwischen der ersten Komponente 102 und der zweiten Komponente 120 angeordnete Dichtungsvorrichtung 200 auf.In order to ensure a reliable and permanent seal between the
Mit Hilfe der Dichtungsvorrichtung 200 kann an den Flanschflächen 110, 124 ein Dichtungskonzept zur Optimierung der Strömung, Korrosionsvermeidung und mit einer Verliersicherung verwirklicht werden, wie nachfolgend erläutert wird. Die Dichtungsvorrichtung 200 verhindert Korrosion an den kritischen Flanschflächen 110, 124, so dass es nicht zu Undichtigkeiten an dem wasserführenden System 100 kommt. Hierzu ist eine möglichst flächige Abdeckung der ersten Flanschfläche 110 notwendig.With the help of the
Zeitgleich optimiert das Design der Dichtungsvorrichtung 200 die Strömung des Kühlwassers 106 durch die Kühlkanäle 104, 122 und verringert dadurch strömungsinduzierte Vibrationen (Engl.: Flow Induced Vibrations, FIV). Ferner wird bei einer Montage der Dichtungsvorrichtung 200 eine Verliersicherung der Dichtungsvorrichtung 200 verwirklicht, so dass diese beispielsweise über Kopf montiert werden kann, ohne dass die Dichtungsvorrichtung 200 herunterfällt.At the same time, the design of the
Die Dichtungsvorrichtung 200 ist ein einteiliges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil. „Einteilig“ oder „einstückig“ bedeutet vorliegend, dass die Dichtungsvorrichtung 200 ein einziges Bauteil bildet und nicht aus unterschiedlichen Unterbauteilen zusammengesetzt ist. „Materialeinstückig“ bedeutet vorliegend, dass die Dichtungsvorrichtung 200 durchgehend aus demselben Material gefertigt ist. Beispielsweise ist die Dichtungsvorrichtung 200 ein Kunststoffspritzgussbauteil.The
Als geeignete Materialien für die Dichtungsvorrichtung 200 können verschiedene Kunststoffe oder Elastomere eingesetzt werden. Beispiele für geeignete Elastomere sind Acrylnitril-Butadien-Kautschuke (AB), Fluorkautschuke (FKM), Perfluorkautschuke (FFKM), Tetrafluorethylene/Propylen-Kautschuke (FEPM), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere (FEP) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke (EPDM).Various plastics or elastomers can be used as suitable materials for the
Alternativ sind auch Hartkunststoffe als Materialien für die Dichtungsvorrichtung 200 geeignet. Beispiele hierfür sind Polyoxymethylene (POM), Polytetrafluorethylene (PTFE), Perfluoralkoxy-Polymere (PFA), Polyvinylidenfluoride (PVDF), Polymethylmethacrylate (PMMA), Polyvinylchloride (PVC), Sustarin, Polyamide (PA), Polyethylenterephthalate (PET) oder Kapton.Alternatively, hard plastics are also suitable as materials for the
Die Dichtungsvorrichtung 200 ist rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse 202 aufgebaut. Der Dichtungsvorrichtung 200 ist ferner eine Axialrichtung A zugeordnet. Die Axialrichtung A verläuft entlang der Symmetrieachse 202 oder stimmt mit dieser überein. In den
In einem eingebauten Zustand der Dichtungsvorrichtung 200 sind die Symmetrieachsen 108, 202 koaxial angeordnet. Die Dichtungsvorrichtung 200 umfasst einen mittigen Durchbruch 204, der rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 202 aufgebaut ist. Der Durchbruch 204 weist einen Durchmesser D auf, der gleich dem oder bevorzugt kleiner als der Durchmesser d ist.In an installed state of the
Der Durchbruch 204 ist bevorzugt kreisrund und von einer um die Symmetrieachse 202 umlaufenden Innenwandung 206 begrenzt. Die Innenwandung 206 wird im Betrieb des wasserführenden Systems 100 mit dem Kühlwasser 106 benetzt. Das heißt, dass das Kühlwasser 106 durch den Durchbruch 204 hindurch und an der Innenwandung 206 entlang strömt. Die Innenwandung 206 ist zylinderförmig.The
Der Innenwandung 206 abgewandt weist die Dichtungsvorrichtung 200 eine zylinderförmige Außenwandung 208 auf. Die Außenwandung 208 ist in dem eingebauten Zustand der Dichtungsvorrichtung 200 der Außenwandung 130 der Ausnehmung 126 zugewandt. Die Innenwandung 206 und die Außenwandung 208 sind koaxial zueinander platziert. Dabei ist die Innenwandung 206 entlang der Radialrichtung R betrachtet innerhalb der Außenwandung 208 platziert.Facing away from the
Die Dichtungsvorrichtung 200 weist eine Oberseite 210 mit einer inneren oder ersten Dichtfläche 212 und einer äußeren oder zweiten Dichtfläche 214 auf, die beide um die Symmetrieachse 202 umlaufen. Die beiden Dichtflächen 212, 214 liegen entlang der Axialrichtung A betrachtet in einer gemeinsamen ersten Ebene E 1. Entlang der Radialrichtung R betrachtet ist zwischen der ersten Dichtfläche 212 und der zweiten Dichtfläche 214 eine um die Symmetrieachse 202 umlaufende Vertiefung 216 vorgesehen. Die beiden Dichtflächen 212, 214 sind senkrecht zu der Innenwandung 206 und/oder zu der Außenwandung 208 orientiert. Entlang der Radialrichtung R betrachtet ist die erste Dichtfläche 212 innerhalb der zweiten Dichtfläche 214 platziert.The
In dem eingebauten Zustand der Dichtungsvorrichtung 200 liegen die Dichtflächen 212, 214 an der Anlagefläche 128 der zweiten Komponente 120 an. Die Dichtungsvorrichtung 200 ist in dem eingebauten Zustand derart verformt, dass die Vertiefung 216 ebenfalls an der Anlagefläche 128 anliegt, jedoch im Vergleich mit den Dichtflächen 212, 214 nicht gegen die die Anlagefläche 128 gepresst ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass in der Vertiefung 216 Luft verbleibt.In the installed state of the
Die Dichtungsvorrichtung 200 weist eine der Oberseite 210 abgewandte Unterseite 218 mit einer inneren oder ersten Dichtfläche 220 und einer äußeren oder zweiten Dichtfläche 222 auf, die beide um die Symmetrieachse 202 umlaufen. Die beiden Dichtflächen 220, 222 liegen entlang der Axialrichtung A betrachtet in einer gemeinsamen zweiten Ebene E2. Die beiden Ebenen E1, E2 sind entlang der Axialrichtung A betrachtet voneinander beabstandet platziert. Dabei sind die beiden Ebenen E1, E2 jedoch parallel zueinander angeordnet.The
Die Dichtflächen 212, 214 der Oberseite 210 und die Dichtflächen 220, 222 der Unterseite 218 verlaufen parallel zueinander und beabstandet voneinander. Die beiden Dichtflächen 220, 222 sind senkrecht zu der Innenwandung 206 und/oder zu der Außenwandung 208 orientiert. Entlang der Radialrichtung R betrachtet ist die erste Dichtfläche 220 innerhalb der zweiten Dichtfläche 222 platziert. In dem eingebauten Zustand der Dichtungsvorrichtung 200 liegen die Dichtflächen 220, 222 an der ersten Flanschfläche 110 der ersten Komponente 102 an.The sealing surfaces 212, 214 of the
Entlang der Radialrichtung R betrachtet ist zwischen der ersten Dichtfläche 220 und der zweiten Dichtfläche 222 an der Unterseite 218 eine Verliersicherung 224 angebracht. In dem eingebauten Zustand der Dichtungsvorrichtung 200 greift die Verliersicherung 224 formschlüssig in den Eingriffsabschnitt 112 ein, um die Dichtungsvorrichtung 200 formschlüssig mit der ersten Komponente 102 zu verbinden. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern, vorliegend der Verliersicherung 224 und der Eingriffsabschnitt 112.Viewed along the radial direction R, a
Die Verliersicherung 224 weist einen inneren oder ersten Sicherungsabschnitt 226 sowie einen äußeren oder zweiten Sicherungsabschnitt 228 auf. Die Verliersicherung 224 kann alternativ auch nur genau einen Sicherungsabschnitt 226, 228 aufweisen. Die Sicherungsabschnitte 226, 228 verlaufen ringförmig um die Symmetrieachse 202 herum. Entlang der Radialrichtung R betrachtet ist der erste Sicherungsabschnitt 226 innerhalb des zweiten Sicherungsabschnitts 228 platziert. Entlang der Radialrichtung R betrachtet ist zwischen den Sicherungsabschnitten 226, 228 eine um die Symmetrieachse 202 umlaufende V-förmige Ringnut 230 platziert.The
Der erste Sicherungsabschnitt 226 und der zweite Sicherungsabschnitt 228 sind gegensinnig geneigt. Dabei ist der erste Sicherungsabschnitt 226 in Richtung der Symmetrieachse 202 geneigt. Der zweite Sicherungsabschnitt 228 ist von der Symmetrieachse 202 weg geneigt. Durch die Neigung der Sicherungsabschnitte 226, 228 ergibt sich in einem Übergang zwischen der ersten Dichtfläche 220 und dem ersten Sicherungsabschnitt 226 ein erster Hinterschnitt 232. Entsprechend ergibt sich in einem Übergang zwischen der zweiten Dichtfläche 222 und dem zweiten Sicherungsabschnitt 228 ein zweiter Hinterschnitt 234.The
Die Sicherungsabschnitte 226, 228 sind federelastisch verformbar. Das heißt, dass die Sicherungsabschnitte 226, 228 durch das Aufbringen von Kräften von einem unverformten Zustand in einen verformten Zustand verbracht werden können. Sobald diese Kräfte nicht mehr auf die Sicherungsabschnitte 226, 228 wirken, verformen sich diese selbstständig aus dem verformten Zustand zurück in den unverformten Zustand.The securing
Die Funktionalität der Dichtungsvorrichtung 200 wird nachfolgend erläutert. Zunächst wird die Verliersicherung 224 in den Eingriffsabschnitt 112 der ersten Komponente 102 eingedrückt. Dies kann auch über Kopf erfolgen. Bei dem Eindrücken der Verliersicherung 224 in den Eingriffsabschnitt 112 verformen sich die Sicherungsabschnitte 226, 228 federelastisch. Die Verliersicherung 224 greift mit ihren Hinterschnitten 232, 234 formschlüssig in den Eingriffsabschnitt 112 ein. Die Sicherungsabschnitte 226, 228 liegen an den Seitenwänden 116, 118 des Eingriffsabschnitts 112 an. Die Dichtungsvorrichtung 200 ist nun an der ersten Komponente 102 festgelegt und kann auch nicht von dieser herunterfallen, wenn die erste Komponente 102 umgedreht wird.The functionality of the
Anschließend wird die zweite Komponente 120 an der ersten Komponente 102 montiert. Die Flanschflächen 110, 124 werden gegeneinandergepresst. Hierzu kann eine Schraubverbindung zwischen der ersten Komponente 102 und der zweiten Komponente 120 vorgesehen sein. Die Dichtflächen 212, 214, 220, 222 werden zwischen der ersten Flanschfläche 110 und der Anlagefläche 128 der Ausnehmung 126 verpresst. Dabei legt sich die Oberseite 210 der Dichtungsvorrichtung 200 auch im Bereich der Vertiefung 216 an die Anlagefläche 128 an, wird jedoch nicht mit dieser verpresst.The
Dadurch, dass der Durchmesser D des Durchbruchs 204 der Dichtungsvorrichtung 200 größer als der Durchmesser d der Kühlkanäle 104, 122 ist, ragt die Dichtungsvorrichtung 200 mit ihrer Innenwandung 206 entlang der Radialrichtung R betrachtet nicht in den Kühlkanal 122 hinein, sondern steht radial hinter diesem zurück. Hierdurch können Verwirbelungen des Kühlwassers 106 bei dem Durchströmen des Durchbruchs 204 reduziert werden. Strömungsinduzierte Schwingungen (FIV) werden hierdurch vermieden oder zumindest reduziert.Because the diameter D of the
Mit der Dichtungsvorrichtung 200 können mit den Dichtflächen 212, 214, 220, 222 oberseitig und unterseitig jeweils zwei Dicht-Schnittstellen verwirklicht werden. Die Dichtungsvorrichtung 200 ist einstückig und kombiniert damit ein Doppel-Dichtungssystem. Das Dichtungskonzept der Dichtungsvorrichtung 200 verhindert die Bildung von Totwasserzonen, in denen sich Korrosionsprodukte an der Dichtungsvorrichtung 200 anlagern könnten. Somit kann eine Unterwanderung der Dichtungsvorrichtung 200 und damit eine Undichtigkeit verhindert werden. Die Dichtflächen 212, 214, 220, 222 decken die erste Flanschfläche 110 und die Anlagefläche 128, die beispielsweise aus Aluminium, Aluminiumlegierungen oder auch aus anderen Materialien wie Keramik, Glas oder Edelstahl gefertigt sein können, möglichst vollständig ab.With the
Zwischen der ersten Flanschfläche 110 oder der Anlagefläche 128 und der Innenwandung 206 ist ein Winkel von 90° vorgesehen. Die Verliersicherung 224 vereinfacht die Montage der Dichtungsvorrichtung 200. Sowohl an der Oberseite 210 als auch an der Unterseite 218 sind jeweils zwei Dichtflächen 212, 214, 220, 222 vorgesehen, wobei die Dichtungsvorrichtung 200 jedoch einteilig und damit gut zu handhaben ist.An angle of 90° is provided between the
Durch das Design der Dichtungsvorrichtung 200 und das Ausfüllen eines möglichen Spalts zwischen der ersten Flanschfläche 110 oder der Anlagefläche 128 und der Dichtungsvorrichtung 200 wird zeitgleich eine Verbesserung der Strömung des Kühlwassers 106 durch die Dichtungsvorrichtung 200 erzielt. Die Dichtungsvorrichtung 200 bietet somit eine Optimierung hinsichtlich der Vermeidung strömungsinduzierter Schwingungen (FIV).By designing the
Das Design der Dichtungsvorrichtung 200 weist sowohl oberseitig als auch unterseitig jeweils zwei Dichtflächen 212, 214, 220, 222 als Dicht-Schnittstellen auf und verlängert damit entlang der Radialrichtung R betrachtet die Dichtungsvorrichtung 200 im Vergleich zu einer O-Ring-Dichtung. Ein möglicher Spalt an einem Übergang der Anlagefläche 128 zu der Dichtungsvorrichtung 200 ist auf ein Minimum reduziert.The design of the
Wie zuvor erwähnt, ist ein Winkel zwischen der Dichtungsvorrichtung 200, insbesondere der Innenwandung 206, und der Anlagefläche 128 ist möglichst groß, vorliegend etwa 90°. Die Dichtungsvorrichtung 200 füllt einen Raum zwischen der ersten Flanschfläche 110 und der Anlagefläche 128 aus und ist bis zu dem Kühlkanal 122 verlängert.As previously mentioned, an angle between the sealing
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS
- 11
- ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
- 22
- BeleuchtungssystemLighting system
- 33
- LichtquelleLight source
- 44
- BeleuchtungsoptikLighting optics
- 55
- ObjektfeldObject field
- 66
- ObjektebeneObject level
- 77
- RetikelReticle
- 88th
- RetikelhalterReticle holder
- 99
- RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
- 1010
- ProjektionsoptikProjection optics
- 1111
- BildfeldImage field
- 1212
- BildebeneImage plane
- 1313
- WaferWafer
- 1414
- WaferhalterWafer holder
- 1515
- WaferverlagerungsantriebWafer relocation drive
- 1616
- BeleuchtungsstrahlungIllumination radiation
- 1717
- Kollektorcollector
- 1818
- ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
- 1919
- UmlenkspiegelDeflecting mirror
- 2020
- erster Facettenspiegelfirst faceted mirror
- 2121
- erste Facettefirst facet
- 2222
- zweiter Facettenspiegelsecond facet mirror
- 2323
- zweite Facettesecond facet
- 100100
- wasserführendes Systemwater-bearing system
- 102102
- Komponentecomponent
- 104104
- KühlkanalCooling channel
- 106106
- Kühlwassercooling water
- 108108
- SymmetrieachseAxis of symmetry
- 110110
- FlanschflächeFlange surface
- 112112
- Ein griffs ab schnittA handle cut
- 114114
- BodenFloor
- 116116
- SeitenwandSide wall
- 118118
- SeitenwandSide wall
- 120120
- Komponentecomponent
- 122122
- KühlkanalCooling channel
- 124124
- FlanschflächeFlange surface
- 126126
- AusnehmungRecess
- 128128
- AnlageflächeContact surface
- 130130
- AußenwandungExterior wall
- 200200
- DichtungsvorrichtungSealing device
- 202202
- SymmetrieachseAxis of symmetry
- 204204
- Durchbruchbreakthrough
- 206206
- InnenwandungInner wall
- 208208
- AußenwandungExterior wall
- 210210
- OberseiteTop
- 212212
- DichtflächeSealing surface
- 214214
- DichtflächeSealing surface
- 216216
- Vertiefungdeepening
- 218218
- Unterseitebottom
- 220220
- DichtflächeSealing surface
- 222222
- DichtflächeSealing surface
- 224224
- VerliersicherungLoss protection
- 226226
- SicherungsabschnittSecurity section
- 228228
- SicherungsabschnittSecurity section
- 230230
- RingnutRing groove
- 232232
- HinterschnittUndercut
- 234234
- HinterschnittUndercut
- AA
- AxialrichtungAxial direction
- dd
- Durchmesserdiameter
- DD
- Durchmesserdiameter
- E1E1
- Ebenelevel
- E2E2
- Ebenelevel
- M1M1
- SpiegelMirror
- M2M2
- SpiegelMirror
- M3M3
- SpiegelMirror
- M4M4
- SpiegelMirror
- M5M5
- SpiegelMirror
- M6M6
- SpiegelMirror
- RR
- RadialrichtungRadial direction
- xx
- x-Richtungx-direction
- yy
- y-Richtungy-direction
- zz
- z-Richtungz-direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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