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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System sowie eine Lithographieanlage mit einem derartigen optischen System.
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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.
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Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Da die meisten Materialien Licht dieser Wellenlänge absorbieren, müssen bei solchen EUV-Lithographieanlagen reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.
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Der Einsatz von sogenannten MEMS-Spiegeln in einem Beleuchtungssystem einer Lithographieanlage ist bekannt. „MEMS“ steht für „Micro Electro Mechanical System“. Derartige MEMS-Spiegel umfassen ein optisches Element (einen sog. Mikrospiegel) und einen Aktuator. Mit Hilfe des Aktuators lässt sich das optische Element in seiner Ausrichtung verändern. Auf die Oberfläche des optischen Elements fällt im Betrieb der Lithographieanlage Arbeitslicht (insbesondere EUV-Licht) und wird dort reflektiert. Durch Verändern der Ausrichtung des optischen Elements kann der Weg, welchen das EUV-Licht durch das Beleuchtungssystem nimmt, beeinflusst werden.
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Derartige MEMS-Spiegel werden in der Regel in integrierter Bauweise auf einem Substrat gefertigt. Vorteilhaft benötigen solche Systeme nur wenig Bauraum. Entsprechend bestehen aber auch oftmals erhebliche Bauraumbeschränkungen für Elektronikbauteile in einem Bereich hinter den MEMS-Spiegeln, also auf der von dem Arbeitslicht abgewandten Seite. Hinzu kommt die hohe Abwärme in diesem Bereich, die regelmäßig abtransportiert werden muss, um thermische Verformungen im Bereich der MEMS-Spiegel zu reduzieren oder zu vermeiden.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein optisches System für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst:
- eine Anzahl optischer Elemente zur Führung von Strahlung,
- eine Trägervorrichtung zum Tragen der optischen Elemente, und
- eine Mehrzahl N aktiver und/oder passiver Bauteile,
- wobei die aktiven und/oder passiven Bauteile in zumindest zwei unterschiedlichen Ebenen an oder in der Trägervorrichtung angeordnet sind.
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Vorteilhaft ergibt sich aufgrund der Anordnung der aktiven und/oder passiven Bauteile in den zwei unterschiedlichen Ebenen eine verbesserte, insbesondere dreidimensionale Bauraumnutzung.
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Die Anzahl optischer Elemente kann > 1, 2, 10 oder 100 betragen. Beispielsweise handelt es sich bei den optischen Elementen um Spiegel, insbesondere Facettenspiegel und/oder Mikrospiegel, oder Linsen. Bei der geführten Strahlung kann es sich um EUV- oder DUV-Licht handeln.
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Vorzugsweise ist dem (insbesondere jeweiligen) optischen Element zumindest eine Aktor-/Sensor-Einrichtungen (kurz für „Aktor- und/oder Sensoreinrichtung“) zugeordnet ist, wobei die jeweilige Aktor-/Sensor-Einrichtung zum Verlagern des zugeordneten optischen Elements und/oder zum Erfassen eines Parameters des zugeordneten optischen Elements, insbesondere einer Position des zugeordneten optischen Elements oder einer Temperatur im Bereich des zugeordneten optischen Elements, eingerichtet ist.
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Die (insbesondere jeweilige) Aktor-/Sensor-Einrichtung ist beispielsweise ein Aktuator (oder „Aktor“) zum Aktuieren eines optischen Elements, ein Sensor zum Sensieren eines Parameters (etwa der Position oder Temperatur) eines optischen Elements oder einer Umgebung in dem optischen System oder eine Aktor- und Sensor-Einrichtung zum Aktuieren und Sensieren in dem optischen System. Der Aktuator ist vorzugsweise ein den elektrostriktiven Effekt einsetzender Aktuator oder ein den piezoelektrischen Effekt einsetzender Aktuator, beispielsweise ein PMN-Aktuator (PMN; Blei-Magnesium-Niobate) oder ein PZT-Aktuator (PZT; Blei-Zirkonat-Titanate).
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Die Trägervorrichtung kann als ein Substrat ausgebildet sein. Das Substrat kann insbesondere eine Keramik, beispielsweise aufweisend Aluminium-Nitrid, aufweisen. Die Trägervorrichtung trägt die optischen Elemente. Daneben kann sie ein oder mehrere weitere Funktionen aufweisen. Beispielsweise kann die Trägervorrichtung eine elektrische Verbindung aufweisen. Beispielsweise kann diese in Form einer Durchkontaktierung ausgebildet sein. Eine oder mehrere der Durchkontaktierungen (Engl: vias) können so angeordnet sein, dass eine Vakuumdichtigkeit der Trägervorrichtung sichergestellt ist (z.B. keine durch die Trägervorrichtung vollständig durchgängigen Durchkontaktierungen (Engl: through-hole vias), sondern blinde Durchkontaktierungen (Engl: blind vias) und/oder vergrabene Durchkontaktierungen (Engl: buried vias)). Die oben genannte (insbesondere jeweilige) Aktor-/Sensoreinrichtung kann mithilfe der elektrischen Verbindung (Durchkontaktierung) der Trägereinrichtung elektrisch angebunden sein. Die elektrische Anbindung des Aktuators und/oder Sensors muss aber keineswegs zwingend mit Hilfe der Trägervorrichtung geschehen.
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„An der Trägervorrichtung“ ist dahingehend zu verstehen, dass die aktiven und/oder passiven Bauteile mittelbar oder unmittelbar an der Trägervorrichtung befestigt sind. „Mittelbar“ meint die Befestigung, insbesondere elektrische Kontaktierung, der aktiven und/oder passiven Bauteile unter Zwischenschaltung von zumindest einem weiteren Element (beispielsweise einer Brücke oder eines Kragarms, wie nachfolgend noch näher beschrieben). „Unmittelbar“ meint die direkte Befestigung, insbesondere elektrische Kontaktierung, der ein oder mehreren aktiven und/oder passiven Bauteile an der Trägervorrichtung, das heißt ohne Zwischenschaltung weiterer Elemente. „In“ der Trägervorrichtung meint, dass die Trägervorrichtung einen offenen oder geschlossenen Innenraum ausbildet, in welchem die ein oder mehreren aktiven und/oder passiven Bauteile angeordnet sind. Ein Beispiel für einen offenen Innenraum ist eine in einer Seite der Trägervorrichtung ausgebildete Tasche. Ein Beispiel für einen geschlossenen Innenraum ist eine in der Trägervorrichtung ausgebildete geschlossene Kammer oder ein geschlossenes Gehäuse. Der Innenraum kann - neben den ein oder mehreren aktiven und/oder passiven Bauteilen - ein freies Volumen aufweisen, in dem Vakuum oder Umgebungsdruck (atmosphärischer Druck) herrscht.
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Die Mehrzahl N aktiver und/oder passiver Bauteile beträgt ≥ 1, 2, 5 oder 10. Die aktiven und/oder passiven Bauteile können auch als aktive und/oder passive Bauelemente, siliziumbasierte Elemente, elektronische Bauteile oder Elektronikbauteile bezeichnet werden.
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Die zumindest zwei Ebenen können sich dadurch voneinander unterscheiden, dass sie einen Abstand in einer Raumrichtung zueinander aufweisen und/oder dass sie winklig, das heißt in einem Winkel von ungleich 0°, zueinander angeordnet sind. Beispielsweise können die Ebenen in einem Winkel zwischen 0 bis einschließlich 90° zueinander angeordnet sein. Die jeweilige Ebene bezieht sich vorzugsweise auf denjenigen Bereich, in welchem das jeweilige aktive und/oder passive Bauteil seine elektrischen Anschlüsse zur elektrischen Verbindung mit der Peripherie aufweist. Die elektrischen Anschlüsse können als Kontaktstellen, Kontaktbeinchen, Lotstellen, SMD (Surface-Mounted Device)-Kontaktstellen und dergleichen ausgebildet sein. Eine Anordnung der aktiven und/oder der passiven Bauteile in zumindest zwei unterschiedlichen Ebenen ergibt sich somit nicht schon daraus, dass diese Bauteile etwa eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Vielmehr ist insbesondere auf einen Höhen- oder Winkelversatz zwischen den jeweiligen, insbesondere planaren Kontaktierungsebenen abzustellen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die zumindest zwei unterschiedlichen Ebenen zueinander parallel.
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In diesem Fall unterscheiden sich die parallelen Ebenen durch einen Versatz in einer Richtung senkrecht zu den zwei Ebenen voneinander.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform überlappen sich zumindest zwei der aktiven und/oder passiven Bauteile.
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Die zumindest zwei aktiven und/oder passiven Bauteile überlappen sich bevorzugt in einer Richtung senkrecht zu zumindest einer der zwei unterschiedlichen Ebenen gesehen. Aufgrund einer solchen Überlappung kann eine besonders hohe Bauraumnutzung erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Anzahl optischer Elemente an einer ersten Seite der Trägervorrichtung angeordnet.
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Die erste Seite wird vorliegend auch als „Vorderseite“ bezeichnet. Dies ist die zur Strahlung (Arbeitslicht) hingewandte Seite der Trägervorrichtung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Teilmenge der aktiven und/oder passiven Bauteile an einer zweiten Seite der Trägervorrichtung, an oder unterhalb einer auf der zweiten Seite der Trägervorrichtung angeordneten Brücke, an oder unterhalb eines auf der zweiten Seite der Trägervorrichtung angeordneten Kragarms oder in einem Innenraum der Trägervorrichtung angeordnet.
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Bei der zweiten Seite kann es sich um eine Rückseite der Trägervorrichtung handeln. „Rückseite“ meint eine der Vorderseite gegenüberliegende und von dieser abgewandte Seite. In Ausführungsformen könnte es sich bei der zweiten Seite auch um eine senkrecht zur Vorderseite orientierte oder anders winklig angeordnete Seite der Trägervorrichtung handeln.
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„An“ der Brücke meint, dass die ein oder mehreren aktiven und/oder passiven Bauteile an jedem Abschnitt der Brücke, sei es an deren Pfeiler oder an dem überspannenden Abschnitt, angeordnet sein können. „Unterhalb“ bedeutet, dass die ein oder mehreren aktiven und/oder passiven Bauteile unterhalb des überspannenden Abschnitts der Brücke auf der zweiten Seite der Trägervorrichtung angeordnet sind. Mit anderen Worten überlappt der überspannende Abschnitt der Brücke das entsprechende aktive und/oder passive Bauteil bzw. überschneidet sich mit diesem (von oben auf die Brücke gesehen).
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Der Kragarm weist vorzugsweise einen Fußabschnitt auf, mit dem er sich an der zweiten Seite der Trägervorrichtung abstützt. Das gegenüberliegende beziehungsweise andere Ende des Kragarms ist frei. „An“ dem Kragarm bedeutet vorliegend, dass die ein oder mehreren aktiven und/oder passiven Bauteile an jedem Abschnitt des Kragarms, sei es an dessen Fußabschnitt oder an dessen freitragendem Abschnitt, angeordnet sein können. „Unterhalb“ bedeutet, dass die ein oder mehreren aktiven und/oder passiven Bauteile unterhalb des freitragenden Abschnitts des Kragarms auf der zweiten Seite der Trägervorrichtung angeordnet sind. Mit anderen Worten überlappt der freitragende Abschnitt des Kragarms das entsprechende aktive und/oder passive Bauteil bzw. überschneidet sich mit diesem (von oben auf den Kragarm gesehen).
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Der „Innenraum“ schließt offene und geschlossene Innenräume ein. Der Innenraum kann auch teilweise geschlossen sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Teilmenge der aktiven und/oder passiven Bauteile auf einer Oberseite der Brücke oder des Kragarms und/oder auf eine Unterseite der Brücke oder des Kragarms angeordnet.
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Die „Oberseite“ der Brücke meint die von der zweiten Seite der Trägervorrichtung abgewandte Seite der Brücke, die Unterseite der Brücke meint die der zweiten Seite der Trägervorrichtung zugewandte Seite der Brücke. Für den Kragarm gilt Entsprechendes.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein erstes aktiver und/oder passives Bauteil an der Brücke oder dem Kragarm und ein zweites aktives und/oder passives Bauteil unterhalb der Brücke oder des Kragarms angeordnet.
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Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Trägervorrichtung aus einem Verbundmaterial gebildet, das zumindest ein Gehäuse ausbildet, wobei in dem Gehäuse zumindest eines der aktiven und/oder passiven Bauteile angeordnet ist.
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Durch diese Maßnahme ergibt sich ebenfalls eine besonders kompakte Bauweise.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine erste Teilmenge N1 der aktiven und/oder passiven Bauteile an der zweiten Seite der Trägervorrichtung angeordnet, eine zweite Teilmenge N2 der aktiven und/oder passiven Bauteile an oder unterhalb einer auf der zweiten Seite der Trägervorrichtung angeordneten Brücke oder an oder unterhalb eines auf der zweiten Seite der Trägervorrichtung angeordneten Kragarms angeordnet, und eine dritte Teilmenge N3 der aktiven und/oder passiven Bauteile in einem Innenraum der Trägervorrichtung angeordnet, wobei bevorzugt N = N1 + N2 + N3.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Brücke oder der Kragarm aus einer Keramik gefertigt.
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Die Keramik kann beispielsweise Aluminiumnitrid aufweisen. Die Brücke und/oder der Kragarm kann in integrierter Bauweise mit der Trägervorrichtung gefertigt sein. Damit sind Verfahren der Fertigung von Mikroelektronik gemeint, etwas das Gasabscheidungsverfahren, um beispielsweise einen entsprechenden Schichtaufbau zu fertigen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die N aktiven und/oder passiven Bauteile eine integrierte Schaltung, einen Prozessor, einen Mikroprozessor, einen FPGA, einen Analog-Digital-Wandler, einen Digital-Analog-Wandler, einen Transistor, insbesondere einen MOSFET, einen Kondensator, einen Widerstand, eine Induktivität und/oder eine Kontaktierungseinrichtung, insbesondere einen Stecker oder eine Buchse, auf.
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Die Kontaktierungseinrichtung ist insbesondere zur Kontaktierung einer Leiterkarte eingerichtet oder ist mit einer Leiterkarte elektrisch verbunden.
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Die Leiterkarte umfasst vorzugsweise Leiterbahnen in einem elektrisch isolierenden Material. Die Leiterbahnen können in das elektrisch isolierende Material eingebettet sein und/oder an diesem haften. An oder in der Leiterkarte können, wie noch später näher erläutert, ein oder mehrere aktive und/oder passive Bauteile vorgesehen sein. Die Leiterkarte dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Anbindung dieser elektronischen Bauteile. Bei dem elektrisch isolierenden Material kann es sich etwa um einen faserverstärkten Kunststoff, Hartpapier und/oder eine (insbesondere gesinterte) Keramik handeln. Die Leiterbahnen können aus einer dünnen Schicht Kupfer geätzt sein. Die elektronischen Bauteile können auf Lötflächen (Pads) oder in Lötaugen der Leiterkarte gelötet oder eingepresst sein.
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Die Leiterkarte kann starr und/oder biegsam ausgebildet sein. Insbesondere kann die Leiterkarte in dem optischen System in einem verbogenen Zustand verbaut sein. Zu diesem Zweck kann die Leiterkarte etwa als Starrflex-Platine oder Flex-Platine mit oder ohne Versteifungselement ausgebildet sein. Dies kann mit Blick auf die vorherrschenden Bauraumbeschränkungen vorteilhaft sein.
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Die Leiterkarte kann aus einem Verbundmaterial gebildet sein. Insbesondere weist die Leiterplatte eine Mehrzahl K von das Verbundmaterial ausbildenden Lagen umfassend zwei außenliegende Lagen und Mehrzahl M zwischen den beiden außenliegenden Lagen angeordnete innenliegende Lagen auf, wobei beispielsweise ein Gehäuse im Bereich der M innenliegenden Lagen gebildet sein kann. In Ausführungsformen sind die M innenliegenden Lagen durch eine alternierende Folge von Metallschichten und Isolatorschichten gebildet. Die Metallschichten sind beispielsweise aus Kupfer gebildet. Die Isolatorschichten sind beispielsweise aus einem Glasfasersubstrat und/oder aus einem Epoxidharz gebildet. Beispielsweise sind die außenliegenden Lagen als zur Wärmespreizung geeignete Metallschichten ausgebildet. Die jeweilige außenliegende Lage oder Schicht kann auch als Isolationsschicht, bevorzugt als ausgasungsfeste Plastikfolie, oder als ein Lack ausgebildet sein.
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Die Leiterkarte kann flächig ausgeführt sein. Beispielsweise kann eine Dicke der Leiterkarte weniger als 1 cm, weniger als 0,5 cm oder weniger als 0,3 cm betragen. Die Leiterkarte kann auch eine andere Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann die Leiterkarte stabförmig und/oder mit einem rechteckigen, kreisförmigen oder sonstigen Querschnitt ausgebildet sein.
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Die Leiterkarte kann sich beispielsweise senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Trägervorrichtung erstrecken. „Senkrecht“ schließt vorliegend auch Abweichungen von bis zu 20°, vorzugsweise bis zu 10° und weiter vorzugsweise bis zu 5° von genau senkrecht ein.
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Die Leiterkarte ist insbesondere an ihrem einen Ende mit der Kontaktierungseinrichtung (vorliegend auch „erste“ Kontaktierungseinrichtung) elektrisch verbindbar oder elektrisch verbunden. An ihrem anderen, insbesondere gegenüberliegenden Ende kann die Leiterkarte mit einer weiteren Kontaktierungseinrichtung (im Weiteren auch „zweite“ Kontaktierungseinrichtung) elektrisch verbindbar oder elektrisch verbunden sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kontaktierungseinrichtung mit der Leiterkarte elektrisch verbindbar, wobei die Kontaktierungseinrichtung an der Brücke oder an dem Kragarm angeordnet ist.
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Dadurch ergibt sich eine bauraumsparende elektrische Verbindung einer Leiterkarte mit der Trägervorrichtung.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Leiterkarte mit der Kontaktierungseinrichtung lösbar elektrisch verbindbar.
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Entsprechend kann die Leiterkarte bei einem Defekt einfach getauscht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kontaktierungseinrichtung als eine Buchse oder ein Stecker ausgebildet.
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Derartige Steckverbinder sind einfach zu verbinden. Insbesondere kann die Leiterkarte einen Platinenstecker aufweisen, der auch als Card-Edge-Steckverbinder, als Randstecker oder als Kantensteckverbinder bezeichnet wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kontaktierungseinrichtung eine Anzahl Federn und/oder Federkontaktstifte oder durch diese kontaktierbare Kontaktstellen auf.
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Die ein oder mehreren Federn (so auch bei den Federkontaktstiften) sichern den elektrischen Kontakt durch federelastisch aufgebrachten Druck bzw. Reibschluss. Derartige Kontaktstellen können als „landing pads“ bezeichnet werden. Beispielsweise können die Federn und/oder Federkontaktstifte an der Leiterkarte und die Kontaktstellen an der Trägervorrichtung angebracht sein, oder umgekehrt. Ersteres hat den Vorteil, dass im Fall eines Versagens einer oder mehrerer der Federn bzw. Federkontaktstifte die Leiterkarte samt diesen einfach ausgetauscht werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kontaktierungseinrichtung ein One-Piece-Interface („einteilige Schnittstelle“) auf.
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Diese Art Kontaktierungseinrichtungen beanspruchen vorteilhaft nur wenig Bauraum und weisen eine hohe Zuverlässigkeit auf. Das One-Piece-Interface kann als Einlegeteil ausgebildet sein und/oder mit der Leiterkarte oder der Trägervorrichtung verlötet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Leiterkarte eine Anzahl von aktiven und/oder passiven Bauteilen auf und/oder ist mit diesen elektrisch verbindbar.
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Die aktiven oder passiven Bauteile können auf, an oder in der Leiterkarte vorgesehen, insbesondere montiert, sein. Die Anzahl von aktiven oder passiven Bauteilen kann ≥ 1, 2, 5 oder 10 betragen. „Montieren“ kann vorliegend etwa ein Verlöten oder Verkleben mit leitfähigem Kleber umfassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optische System eine Gehäusevorrichtung, wobei bevorzugt die Gehäusevorrichtung mit zumindest einem der aktiven und/oder passiven Bauteile wärmeleitend verbunden ist.
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Dadurch kann die anfallende Wärme effizient abgeleitet werden.
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Auf der Rückseite der Trägervorrichtung kann eine Anzahl aktiver und/oder passiver Bauteile angeordnet bzw. montiert sein. Diese können wärmeleitend mit der Gehäusevorrichtung, insbesondere mit deren Stirnseite, gekoppelt sein. Zur verbesserten Wärmeleitung kann zwischen dem jeweiligen aktiven und/oder passiven Bauteil und der Gehäusevorrichtung ein wärmeleitendes Material (sog. TIM - „thermal interface material“), insbesondere eine Wärmeleitpaste, vorgesehen sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Gehäusevorrichtung mit der Trägervorrichtung, insbesondere mittelbar oder unmittelbar, verbunden.
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Vorzugsweise ist die Gehäusevorrichtung aus einem wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium oder Legierungen dieser, gefertigt. Weiterhin kommt ein hochlegierter Stahl oder eine Keramik in Betracht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Leiterkarte durch die Gehäusevorrichtung hindurchgeführt.
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Die Leiterkarte erstreckt sich in Ausführungsformen teilweise oder vollständig durch einen von der Gehäusevorrichtung gebildeten Hohlraum. Innerhalb des Hohlraums kann die Gehäusevorrichtung Abstützabschnitte aufweisen, welche die Leiterkarte abstützen. Die Gehäusevorrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Leiterkarte vor externen Krafteinwirkungen zu schützen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Spalt zwischen der Gehäusevorrichtung und dem zumindest einen aktiven und/oder passiven Bauteil mit einem wärmeleitenden Material verfüllt.
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Dadurch kann zum einen die Wärmeableitung verbessert werden. Zum anderen kann sich somit die Montage vereinfachen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Spalt zwischen der Brücke oder dem Kragarm und zumindest einem der aktiven und/oder passiven Bauteile mit einem wärmeleitenden Material verfüllt.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Spalt zwischen der Brücke oder dem Kragarm und der Trägervorrichtung und/oder der Gehäusevorrichtung mit einem wärmeleitenden Material verfüllt sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das wärmeleitende Material eine Wärmeleitpaste.
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Dadurch kann ein Versatz zwischen Bauteilen effizient ausgeglichen werden. Gleichzeitig wird eine hohe Wärmeübertragung gewährleistet.
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In anderen Ausführungsformen ist eine Anzahl aktiver und/oder passiver Bauteile, die auf der Leiterkarte angeordnet ist, wärmeleitend mit der Gehäusevorrichtung verbunden. Auch dies kann mit Hilfe eines wärmeleitenden Materials, insbesondere einer Wärmeleitpaste, erfolgen. Das wärmeleitende Material ist insbesondere in einem Spalt zwischen einem der Anzahl passiver und/oder aktiver Bauteile und der Gehäusevorrichtung vorgesehen bzw. verfüllt diesen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Gehäusevorrichtung eine Zylinderform auf, die an ihrer einen Stirnseite mit der Trägervorrichtung verbunden ist.
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Beispielsweise kann die Zylinderform einen runden, rechteckigen, ovalen oder sonstigen Querschnitt aufweisen. Die Zylinderform kann an ihrer Stirnseite in die Trägervorrichtung eingesteckt und/oder mit dieser verklebt oder verlötet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich zumindest ein Wärmerohr durch die Gehäusevorrichtung.
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Dadurch kann vorteilhaft Wärme von der Trägervorrichtung abgeführt werden, insbesondere hin zu einer Kühlvorrichtung. Unter einem „Wärmerohr“ ist vorliegend ein Wärmeübertrager zu verstehen, der unter Nutzung der Verdampfungsenthalpie eines Mediums eine hohe Wärmestromdichte erlaubt. Das Wärmerohr kann insbesondere als Heat Pipe oder Zwei-Phasen-Thermosiphon ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Gehäusevorrichtung, insbesondere die Zylinderform, an ihrer Außenseite, insbesondere an ihrer Mantelfläche, gekühlt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Kühlmittel, insbesondere in einem Kanal, um die Gehäusevorrichtung strömen. Als Kühlmittel kommt beispielsweise Wasser oder Luft in Frage. Der Kanal kann in eine Kühlvorrichtung integriert sein, die die Gehäusevorrichtung umgibt, oder unmittelbar, d.h., offen, an die Mantelfläche angrenzen, sodass das Kühlmittel direkt an der Mantelfläche entlang fließt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet die Leiterkarte ein Gehäuse aus, in welchem eine Anzahl von aktiven und/oder passiven Bauteilen angeordnet ist.
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Das Gehäuse kann vakuumdicht ausgeführt sein. Das Gehäuse kann in einem Innenbereich der Leiterkarte ausgebildet sein. Durch Einbetten des vakuumdichten Gehäuses im Innenbereich der Leiterkarte können die aktiven und/oder passiven Bauteile ohne den Einfluss des anliegenden/umliegenden Vakuums auch im Vakuumgehäuse des optischen Systems untergebracht werden. Dabei bildet beispielsweise das Verbundmaterial (und/oder eine Keramik) der Leiterplatte das vakuumdichte Gehäuse aus, welches die Anzahl von aktiven und/oder passiven Bauelementen insbesondere vollständig und luftleer umhüllt.
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Gemäß einer Ausführungsform bilden die Anzahl optischer Elemente, die Trägervorrichtung und die Leiterkarten eine vormontierbare oder vormontierte Einheit aus, welche an einer Haltevorrichtung montierbar oder montiert ist.
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Dadurch vereinfacht sich die Montage des optischen Systems insbesondere dann, wenn mehrere solcher vormontierten Einheiten gebildet werden. Bei der Haltevorrichtung kann es sich insbesondere um eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der vormontierbaren Einheit(en) und/oder eine Strom- und/oder Spannungsversorgungsvorrichtung zur Strom- und/oder Spannungsversorgung der vormontierten Einheit(en) handeln.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System eine Mehrzahl J von Einrichtungen auf, wobei die jeweilige Einrichtung eine jeweilige Anzahl optischer Elemente, eine jeweilige Trägervorrichtung und eine jeweilige Leiterkarte aufweist.
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Dadurch ergibt sich eine günstig zu montierende und zu wartende modulare Bauweise. J ist ≥ 2, bevorzugt ≥ 5, weiter bevorzugt ≥ 10.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System eine Haltevorrichtung auf, wobei die J Einrichtungen in die Haltevorrichtung steckbar oder gesteckt sind.
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Die Haltevorrichtung kann insbesondere, wie vorstehend beschrieben, als Kühlvorrichtung und/oder Strom- und/oder Spannungsversorgungsvorrichtung ausgebildet sein. Die J Einrichtungen können auch auf andere Weise (anstelle von Einstecken) an oder in der Haltevorrichtung befestigbar oder befestigt sein.
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Eine derartige Kühlvorrichtung kann Mittel zur Wärmeabfuhr von einer jeweiligen Gehäusevorrichtung der J Einrichtungen aufweisen. Insbesondere geschieht die Wärmeabfuhr von dem zumindest einen Wärmerohr der jeweiligen Gehäusevorrichtung. Insbesondere kann die Haltevorrichtung zylinderförmige Öffnungen aufweisen, in welche die J Einrichtungen steckbar ist. Die jeweilige zylinderförmige Öffnung kann einen insbesondere kreisförmigen, rechteckigen, ovalen oder sonstigen Querschnitt aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ein Vakuumgehäuse auf, in welchem die Anzahl optischer Elemente angeordnet ist. Beispielsweise ist das Vakuumgehäuse derart ausgelegt, dass in seinem inneren Raum ein Druck von 1013,25 hPa bis 10-3 hPa, vorzugsweise 10-3 bis 10-8 hPa, weiter vorzugsweise 10-8 bis 10-11 hPa herrscht. In Ausführungsformen kann auch die Trägervorrichtung, die Leiterkarte und/oder die Gehäusevorrichtung in dem Vakuum angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen weist das optische System ein Gehäuse auf, in welchem die Anzahl optischer Elemente angeordnet ist und in dem ein Überdruck herrscht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische System als eine Beleuchtungsoptik oder eine Projektionsoptik der Lithographieanlage ausgebildet.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Lithographieanlage, insbesondere eine EUV- oder DUV-Lithographieanlage, mit einem optischen System, wie vorstehend beschrieben, bereitgestellt.
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Die Lithographieanlage oder 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 Lithographieanlage oder Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems für eine Lithographieanlage bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist:
- a) Vorsehen einer Anzahl optischer Elemente an einer Trägervorrichtung;
- b) Vorsehen zumindest zwei aktiver und/oder passiver Bauteile in unterschiedlichen Ebenen an oder in der Trägervorrichtung, wobei bevorzugt eines der passiven und/oder aktiven Bauteile eine Kontaktierungseinrichtung ist; und bevorzugt
- c) elektrisches Verbinden einer Leiterkarte mit der Kontaktierungseinrichtung.
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Die Gliederungspunkte a), b) und c) implizieren keinerlei Reihenfolge der Verfahrensschritte. Vielmehr sind diese auch in anderer Reihenfolge ausführbar, beispielsweise Schritt a) nach Schritt b).
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf:
- Vormontieren der Anzahl optischer Elemente, der Trägervorrichtung, der zumindest zwei aktiven und/oder passiven Bauteile und/oder der Leiterkarte zu einer vormontierten Einheit; und
- Montieren der vormontierten Einheit an einer Haltevorrichtung.
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Dadurch vereinfacht sich die Montage.
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„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. Ein „zweites“ Element setzt nicht notwendig ein „erstes“ Element voraus.
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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.
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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.
- 1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für eine EUV-Projektionslithographie;
- 2 zeigt in einem Schnitt eine erste Ausführungsform eines optischen Systems;
- 3 zeigt perspektivisch eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines optischen Systems;
- 4 zeigt perspektivisch eine Leiterkarte gemäß einer Ausführungsform;
- 5 zeigt ausschnittsweise und schematisch eine Kontaktierung der Leiterkarte mit Hilfe einer Kontaktierungsinsel gemäß einer Ausführungsform;
- 6 zeigt ebenfalls ausschnittsweise und schematisch eine Variante zur Kontaktierung der Leiterkarte, hier mittels Federn gemäß einer Ausführungsform;
- 7 zeigt in einem Schnitt ausschnittsweise einen Bereich VII aus 2 gemäß einer Variante;
- 8 zeigt in einem Schnitt einen Bereich einer Leiterkarte, die in ihrem Inneren ein Gehäuse bildet, gemäß einer Ausführungsform;
- 9 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Kontaktierungseinrichtung auf einer Brücke in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel aus 2;
- 10 zeigt schematisch verschiedene mögliche Varianten zur Anordnung aktiver und/oder passiver Bauteile an oder unterhalb einer Brücke oder eines Kragarms;
- 11 zeigt einen Teilschnitt durch eine Trägervorrichtung gemäß einer Ausführungsform; und
- 12 zeigt in einem Flussdiagramm ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform.
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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.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht.
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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.
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In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
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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.
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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.
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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.
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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 (Engl.: 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.
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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.
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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 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
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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.
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Wie beispielsweise aus der
DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die
DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
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Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.
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Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
US 2006/0132747 A1 , der
EP 1 614 008 B1 und der
US 6,573,978 .
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Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
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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
DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
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Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
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Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
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Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der
DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
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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.
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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.
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Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
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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.
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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.
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Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
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Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
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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.
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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.
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Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe Bx, By in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe Bx, By der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (6x, By) = (+/- 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.
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Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
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Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
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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.
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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
US 2018/0074303 A1 .
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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.
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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.
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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.
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Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
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Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
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Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
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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.
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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.
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Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
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2 zeigt im Schnitt eine Ausführungsform eines optischen Systems 200 für eine Lithographieanlage oder Projektionsbelichtungsanlage 1, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist. Außerdem kann das optische System 200 der 2 beispielweise auch in einer DUV-Lithographieanlage eingesetzt werden.
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Das optische System 200 ist insbesondere Bestandteil der Beleuchtungsoptik 4 (1) oder kann diese umfassen. Beispielsweise kann das optische System 200 Bestanteil eines der Facettenspiegel 20, 22 sein oder einen solchen umfassen.
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Das im Schnitt in 2 gezeigte optische System 200 weist eine Anzahl optischer Elemente 202 auf. Beispielhaft sind zwei dieser optischen Elemente mit Bezugszeichen versehen. In Ausführungsformen kann nur ein einziges optisches Element 202 vorgesehen sein, oder es können mehr als zwei, beispielsweise mehr als 100, oder mehr als 500 solcher optischer Elemente 202 vorgesehen sein.
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Die optischen Elemente 202 führen Strahlung 204 durch die Lithographieanlage 1. Bei der Strahlung 204 kann es sich beispielsweise um die Beleuchtungsstrahlung 16 aus 1 handeln. Die optischen Elemente 202 können als Linsen oder Spiegel ausgebildet sein. Im Besonderen können die optischen Elemente 202, wie im Ausführungsbeispiel gemäß 2, als Mikrospiegel ausgeführt sein. Die Spiegel oder Mikrospiegel können die ersten oder zweiten Facetten 21, 23 aus 1 ausbilden.
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Einem oder einem jeweiligen optischen Element 202 kann eine lediglich schematisch angedeutete Aktor- und/oder Sensoreinheit 206 zugeordnet sein. Eine oder die jeweilige Aktor- und/oder Sensoreinheit 206 kann einen Aktor und/oder einen Sensor umfassen, welche in der 2 nicht dargestellt sind. Der Aktor kann dazu eingerichtet sein, ein entsprechendes optisches Element 202 in seiner Position zu verstellen. Dies insbesondere, um die Strahlung 204 in geeigneter Weise zu führen. Der Sensor kann beispielsweise als Positionssensor ausgebildet und dazu eingerichtet sein, eine Position des zugeordneten optischen Elements 202 zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor als Temperatursensor ausgebildet sein.
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Die optischen Elemente 202 wie auch die Aktor- und/oder Sensoreinheiten 206 können als sogenannten MEM-Systeme (mikromechanische Systeme) ausgebildet sein. Insbesondere können die optischen Elemente 202 und die Aktor- und/oder Sensoreinheiten 206 in integrierter Bauweise gefertigt sein. Das heißt, dass diese beispielsweise auf einem Substrat, insbesondere einem Halbleitersubstrat, wie beispielsweise Silicium oder Galliumarsenid, hergestellt sind. Beispielsweise können die Sensoren oder Aktoren eine größte Abmessung von 1 µm aufweisen. Beispielsweise kann ein Durchmesser oder eine Diagonale oder eine sonstige größte Abmessung eines der Mikrospiegel kleiner 5 mm oder kleiner 1 mm betragen.
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Weiter weist das optische System 200 eine Trägervorrichtung 208 auf. Die Trägervorrichtung 208 trägt an ihrer einen (ersten) Seite 210 die ein oder mehreren optischen Elemente 202. Die Seite 210 wird vorliegend auch als Vorderseite bezeichnet. Die Trägervorrichtung 208 kann selbst das vorgenannte Substrat zur Bereitstellung der MEMS-Komponenten (optische Elemente 202 sowie Aktor- und/oder Sensoreinheiten 206) ausbilden. Die Trägervorrichtung 208 ist vorzugsweise aus einer Keramik, insbesondere Aluminiumnitrid, gefertigt. Die Trägervorrichtung 208 kann beispielsweise flächig ausgebildet sein. Hierzu kann sie beispielsweise den in 2 gezeigten rechteckigen Querschnitt mit zwei langen und zwei kurzen Seiten aufweisen. Senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene 226 gesehen, kann die Trägervorrichtung 208 eine rechteckige Gestalt (wie beispielsweise in 3 perspektivisch illustriert) aufweisen, wobei auch runde, ovale oder sonstige Formen in Frage kommen. Die ein oder mehreren optischen Elemente 202 können mittelbar (beispielsweise mittels Aktoren oder Gelenken, beispielsweise Festkörpergelenken) an der Vorderseite 210 der Trägervorrichtung 208 befestigt sein. Alternativ oder zusätzlich können die ein oder mehreren optischen Elemente 202 unmittelbar an der Vorderseite 210 der Trägervorrichtung 208 angebracht sein. Beispielsweise können die ein oder mehreren optischen Elemente 202 an der Vorderseite 210 angeklebt sein (eine elektrische Verbindung bzw. Anbindung der optischen Elemente 202 kann mithilfe eines leitfähigen Klebers oder mittels Lötens erzeugt werden). In einer weiteren Ausführungsform sind die ein oder mehreren optischen Elemente 202 als eine (ggf. jeweilige) Schicht auf der Vorderseite 210 aufgebracht.
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Die Trägervorrichtung 208 weist ferner eine zweite Seite 212 (im Weiteren auch „Rückseite“) auf. Die Seite 212 kann der Seite 210 und damit den optischen Elementen 202 gegenüberliegen. An der Seite 212 weist die Trägervorrichtung 208 eine Kontaktierungseinrichtung 214 auf, d.h., diese ist insbesondere an der Seite 212 montiert (bspw. angeklebt oder angelötet) und elektrisch kontaktiert. Die Kontaktierungseinrichtung 214 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 an einer Brücke 250 angeordnet. Die Brücke 250 erstreckt sich oberhalb eines aktiven und/oder passiven Bauteils 252. Das aktive und/oder passive Bauteil ist unmittelbar auf der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208 befestigt.
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Ein möglicher Aufbau der Kontaktierungseinrichtung 214, der Brücke 250 und des aktiven und/oder passiven Bauteils 252 ist in 9 illustriert. Die dort gezeigte Ansicht entspricht einer Ansicht von schräg unten in 2 auf die vorgenannten Bauteile. Die in 2 angrenzenden Bauteile sind der Übersichtlichkeit halber in 9 nicht gezeigt.
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Die Brücke 250 ist vorzugsweise - wie die Trägervorrichtung 208 - aus einer Keramik, beispielsweise Aluminiumnitrid, gefertigt. Die Brücke 250 kann einstückig, das heißt aus einem Stück (also in einem Urformschritt), und/oder in integrierter Bauweise mit der Trägervorrichtung 208 gefertigt sein. Alternativ kann die Brücke 250 mittels eines Fügeverfahrens (Löten, elektrisches Kleben, Bonding, etc.) mechanisch und/oder elektrisch mit der Trägervorrichtung 208 verbunden sein. Weiter alternativ kann die Brücke 250 mittels eines Steckverbinders oder einer sonstigen Kontaktierungseinrichtung (hier gelten die Ausführungen zur Kontaktierungseinrichtung 214 entsprechend) mit der Trägervorrichtung 208 verbunden sein. Zusätzlich kann eine insbesondere thermische Klebung vorgesehen sein.
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Die Brücke 250 kann zwei gegenüberliegende Pfeiler 900, 902 aufweisen, die in 9 nach oben von der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208 abstehen. Zwischen den Pfeilern 900, 902 erstreckt sich ein überspannender Abschnitt 904 der Brück 250. Auf dessen Oberseite 906 ist ein aktives und/oder passives Bauteil angeordnet, hier in Form der Kontaktierungseinrichtung 214. Die Oberseite 906 ist eine von der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208 abgewandte Seite der Brücke 250.
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Der überspannende Abschnitt 904 der Brücke 250 überspannt ein aktives und/oder passives Bauteil, hier im Beispiel den Mikroprozessor 252. Der Mikroprozessor 252 ist direkt beziehungsweise unmittelbar auf der Seite 212 angeordnet.
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Verallgemeinert formuliert, sind die aktiven oder passiven Bauteile 214, 252 in zwei unterschiedlichen Ebenen E1, E2 angeordnet. Die Ebenen E1, E2 können dabei jeweils einer untersten Seite des jeweiligen Bauteils 214, 252 entsprechen. Mit der „untersten“ Seite ist die zur Rückseite 212 nächste, also mit dem geringsten Abstand, angeordnete Seite gemeint. Insbesondere können die Ebenen E1, E2 durch eine jeweilige Kontaktierungsebene der Bauteile 214, 252 verlaufen. So kann die Ebene E1 beispielsweise durch eine Kontaktierungsebene des Bauteils 214 verlaufen, indem dieses mit der Brücke 250 beziehungsweise der Oberseite 906 derselben elektrisch kontaktiert ist. Entsprechende elektrische Kontaktstellen an der Unterseite des Bauteils 214 sind in 9 nicht gezeigt. Genauso kann die Ebene E2 durch Kontaktierungsstellen des Bauteils 252 an dessen Unterseite (die zur Trägervorrichtung 208 beziehungsweise zu dessen Rückseite 212 weist) verlaufen. Die entsprechenden Kontaktierungsstellen sind ebenfalls nicht gezeigt. Die Kontaktierungsstellen der Bauteile 214, 252 können durch elektrische Kontakte, Kontaktierungsbeinchen, Lötstellen und/oder SMD-Kontaktierungsstellen gebildet sein.
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Weiterhin ist in 9 zu erkennen, dass sich die Bauteile 214, 252 in einer Richtung R senkrecht zu den Ebenen E1, E2 überlappen. Mit anderen Worten überlappen sich die Bauteile 214, 252 in 9 von oben nach unten gesehen. In dem Ausführungsbeispiel nach 9 sind die Ebenen E1, E2 parallel zueinander ausgerichtet.
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Zurückkehrend zu 2, ist dort weiter gezeigt, dass die Kontaktierungseinrichtung 214, die Brücke 250 (wie auch der später noch erwähnte, in 2 nicht gezeigte Kragarm 1010) und/oder das aktive und/oder passive Bauteil 252 in Ausführungsformen mit einer oder mehreren der Aktor- und/oder Sensoreinheiten 206 elektrisch verbunden sein können. Ein entsprechender Leitungspfad ist beispielhaft in 2 mit dem Bezugszeichen 216 bezeichnet. Der Leitungspfad 216 kann beispielsweise als Durchkontaktierung (z.B. vollständig durchgängig, blind und/oder vergraben, wobei vorzugsweise gleichwohl eine Vakuumdichtigkeit zwischen den Seiten 210 und 212 der Trägervorrichtung 208 gewährleistet ist) ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Kontaktierungseinrichtung 214 aber auch mit anderen aktiven und/oder passiven Bauteilen elektrisch verbunden sein. Diese Bauteile können an den Seiten 210 oder 212 oder anderweitig angeordnet sein. Die aktiven oder passiven Bauteile weisen beispielsweise eine integrierte Schaltung, einen Prozessor, einen Mikroprozessor, einen FPGA, einen Analog-Digital-Wandler, einen Digital-Analog-Wandler, einen Transistor, insbesondere einen MOSFET, einen Kondensator, einen Widerstand und/oder eine Induktivität auf.
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Ferner weist das optische System 200 eine Leiterkarte 218 auf. Die Leiterkarte 218 ist mit der Kontaktierungseinrichtung 214 elektrisch verbindbar, wobei 2 den elektrisch verbundenen Zustand zeigt. Die elektrische (und mechanische) Verbindung kann insbesondere lösbar ausgestaltet sein. Entsprechend kann die Leiterkarte 218 von der Kontaktierungseinrichtung 214 entfernt werden, beispielsweise zu Wartungszwecken.
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Die Leiterkarte 218 verbindet die (erste) Kontaktierungseinrichtung 214 vorzugsweise mit einer weiteren (zweiten) Kontaktierungseinrichtung 220, die einer im Übrigen nicht näher gezeigten Strom- und/oder Spannungsversorgungsvorrichtung zugeordnet ist. Insbesondere kann die Leiterkarte 218 an ihrem einen Ende 222 mit der Kontaktierungseinrichtung 214 und gegebenenfalls an ihrem andere Ende 224 mit der Kontaktierungseinrichtung 220 elektrisch verbunden sein.
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In der in 2 gezeigten Ausführungsform kann die Kontaktierungseinrichtung 214 (Gleiches gilt auch für die Kontaktierungseinrichtung 220) als Buchse ausgebildet sein (siehe auch 9, wobei in dieser Figur die Leitkarte 218 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist). In die Buchse ist das beispielsweise als Randstecker ausgebildete Ende 222 der Leiterkarte 218 (insbesondere lösbar) einsteckbar - in 2 ist der eingesteckte Zustand gezeigt.
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Eine entsprechend ausgebildete Leiterkarte 218 ist in 4 gezeigt, und zwar in perspektivischer Darstellung. Die Leiterkarte 218 ist insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Material mit daran haftenden oder darin eingebetteten Leiterbahnen 400 gefertigt. Im Bereich der Enden 222, 224 sind die Leiterbahnen 400 so an den Rand der Leiterkarte 218 geführt, dass sich Steckkontakte ergeben, welche in die buchsenförmig ausgebildeten Kontaktierungseinrichtungen 214 beziehungsweise 220 passen. Die entsprechenden Kontakte können hartvergoldet, verzinnt oder mit einer sonstigen Beschichtung vorgesehen sein, insbesondere um eine Oxidation zu verhindern.
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Wie ebenfalls in 4 zu erkennen, weist die Leiterkarte 218 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine flächige Gestalt (mit anderen Worten: plattenförmige Gestalt) auf und ist ferner - in einer Richtung senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene 402 gesehen - rechteckförmig ausgebildet.
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Zurück zu 2, ist dort zu erkennen, dass sich die Haupterstreckungsebene 402 der Leiterkarte 218 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 226 der Trägervorrichtung 208 erstreckt. In anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass sich die Leiterkarte 218 nur mit einem Abschnitt derselben senkrecht zur Trägervorrichtung 208 beziehungsweise deren Haupterstreckungsebene 226 erstreckt und mit einem anderen Abschnitt winklig, beispielsweise unter einem Winkel von 45° zur Trägervorrichtung 208 beziehungsweise deren Haupterstreckungsebene 226 angeordnet ist. In wiederum anderen Ausführungsformen kann die Leiterkarte 218 einen gekrümmten Verlauf, beispielsweise zwischen ihren Enden 222, 224, aufweisen. Die Leiterkarte 218 kann aus einem starren und/oder flexiblen Material gebildet sein. Insbesondere kann sie auch in einem verbogenen Zustand verbaut sein.
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In einer nicht dargestellten Variante ist die Leiterkarte 218 stabförmig ausgebildet, beispielsweise mit einem runden, eckigen oder ovalen Querschnitt. Da die Leiterkarte 218 in diesem Fall keine Haupterstreckungsebene, sondern nur eine Haupterstreckungsrichtung aufweist, kann in diesem Fall die Haupterstreckungsrichtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene 226 der Trägervorrichtung 208 weisen.
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Zurückkehrend zu 4 ist dort gezeigt, dass die Leiterkarte 218 ein oder mehrere passive und/oder aktive Bauteile aufweisen kann. Dazu ist in 4 beispielhaft ein Mikroprozessor 404 gezeigt, welcher mit den Leiterbahnen 400 der Leiterkarte 218 elektrisch leitend verbunden ist.
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In 4 ist der Mikroprozessor 404 (Beispiel für ein elektronisches aktives Bauteil) auf der Leiterkarte 218 angeordnet. In der in 8 im Schnitt gezeigten Ausführungsform ist der Mikroprozessor 404 in einem Innenraum 800 in der Leiterkarte 218 angeordnet. Der Innenraum 800 ist hierzu von einem insbesondere vakuumdichten Gehäuse 802 umschlossen. Das vakuumdichte Gehäuse 802 wird von der Leiterkarte 218 ausgebildet. Insbesondere kann die Leiterkarte 218 hierzu einen Schichtaufbau mit mehreren Schichten 804, 806 aufweisen. Die jeweilige Schicht 804 bildet eine außenliegende Schicht, die jeweilige Schicht 806 eine innenliegende Schicht. Die außenliegende Schicht 804 kann beispielsweise eine Schicht zur Wärmespreizung sein und hierzu als Metallschicht ausgebildet sein. Alternativ kann die außenliegende Schicht als Isolatorschicht, beispielsweise als ausgasungsfeste Plastikfolie, oder als ein Lack ausgebildet sein. Die innenliegenden Schichten 806 können als alternierende Folge von Metallschicht und Isolatorschichten ausgebildet sein. Die Metallschichten sind beispielsweise aus Kupfer gebildet, die Isolatorschichten aus Glasfasersubstrat oder aus einem Epoxidharz. Insbesondere können ein oder mehrere innenliegende Schichten 806 ausgespart sein, um den Innenraum 800 beziehungsweise das vakuumdichte Gehäuse 802 zu bilden. Im Übrigen kann in Ausführungsformen die Trägervorrichtung 208 (und/oder die Brücke 250 oder der Kragarm 1010) selbst als Leiterkarte ausgebildet sein, wobei die vorliegend beschriebenen Merkmale der Leiterkarte 218 entsprechend für die Trägervorrichtung 208 gelten.
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Anhand der 5 und 6 werden nachfolgend zwei unterschiedliche weitere Ausführungsformen der Kontaktierungseinrichtung 214 erläutert. Diese Erläuterungen gelten entsprechend für die Kontaktierungseinrichtung 220.
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5 zeigt schematisch und ausschnittsweise das Ende 222 der Leiterkarte 218, deren Schmalseite aus 4 dargestellt ist. Das Ende 222 bzw. die dortigen Kontakte (Leiterbahnen 400) befinden sich in leitendem Kontakt mit Kontaktierungsinseln, Lotkontaktpunkten oder Kontaktstellen 500 (Engl.: „Landing Pads“) der Kontaktierungseinrichtung 214. Die Kontaktstellen 500 sind beispielsweise direkt auf der Oberseite 906 (9) der Brücke 250 ausgebildet. In diesem Fall erfolgt kein Einstecken des Endes 222 in eine Buchse. Vielmehr kommt der elektrische Kontakt dadurch zustande, dass das Ende 222 bzw. die dortigen Kontakte (Leiterbahnen 400) gegen die Kontaktstellen 500 bewegt, dort gehalten und gegebenenfalls dort verlötet werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 6 ist die Kontaktierungseinrichtung 214 in Form eines One-Piece-Interface (oder anderer Federstecker) ausgebildet, der auch in 9 schematisch illustriert ist. Das One-Piece-Interface (oder anderer Federstecker) umfasst eine Vielzahl von Federn oder Federkontaktstiften 600, welche federelastisch und elektrisch kontaktierend gegen die von den Leiterbahnen 400 ausgebildeten Kontakte am Ende 222 der Leiterkarte 218 anliegen. 6 zeigt die Breitseite der Leiterkarte 218 aus 4. In Ausführungsformen können die Federn oder Federkontaktstifte 600 an der Leiterkarte 218 angebracht und mit deren Leiterbahnen 400 kontaktiert sein. Die Federn oder Federkontaktstifte 600 können in diesem Fall im verbauten Zustand der Leiterkarte 218 beispielsweise gegen auf der Oberseite 906 ausgebildete Kontaktstellen (Eng.: „landing pads“; diese können beispielsweise hartvergoldet sein) elektrisch kontaktierend anliegen.
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Zurückkehrend zu 2 ist dort weiter gezeigt, dass an der Rückseite 212 eine Gehäusevorrichtung 228 angeordnet ist. Der Gehäusevorrichtung 228 können eine oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Funktionen zukommen.
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Zunächst kann sie die aus der Halterung der Trägervorrichtung 208 resultierenden Haltekräfte mechanisch aufnehmen. Insbesondere kann sie diese Haltekräfte auf eine in 3 perspektivisch gezeigte Haltevorrichtung 300 übertragen.
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Eine weitere Funktion der Gehäusefunktion 228 kann darin bestehen, die Leiterkarte 218 zumindest abschnittsweise in ihrem Innenraum 230 geschützt aufzunehmen. Dabei kann sich die Leiterkarte 218 beispielsweise von ihrem einen Ende 222 zu ihrem anderen Ende 224 durch den Innenraum 230 hindurch erstrecken. Die Gehäusevorrichtung kann Abstützelemente 232 aufweisen, welche die Leiterkarte 218 innerhalb des Hohlraums 230 abstützen. Dabei können sich die Abstützelemente 232 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 402 der Leiterkarte 218 erstrecken.
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Eine noch weitere Funktion der Gehäusevorrichtung 228 kann darin bestehen, Wärme von der Trägervorrichtung 208 hin zu einer Kühlvorrichtung zu führen. In 2 ist die Kühlvorrichtung durch zwei Wärmesenken 234 beispielhaft repräsentiert. Die abzuführende Wärme resultiert beispielsweise aus dem nicht reflektierten, mithin absorbierten Anteil der Strahlung 204. Insbesondere bei EUV-Licht wird nur ein Teil der auftreffenden Lichtleistung durch die optischen Elemente 202 reflektiert. Der übrige Teil wird als Wärme abgeleitet. Zusätzlich oder alternativ können aber auch die Aktor-/Sensoreinheiten 206 Wärme produzieren, die abgeleitet wird. Ferner können die vorstehend und im Weiteren genannten aktiven und passiven Bauteile, etwa der Mikroprozessor 404 (4) auf der Leiterkarte 218 oder auf der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208 angeordnete elektronische Bauteile 252, 700, 702 (wie nachfolgend noch näher in Zusammenhang mit 7 erläutert wird) Wärme erzeugen, die zumindest teilweise mit Hilfe der Gehäusevorrichtung 228 abgeleitet wird. Hierzu bestehen verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann - dies ist in 2 nicht gezeigt - die Gehäusevorrichtung 228 an ihrem Mantel 236 oder an einer anderen Außenfläche mit einem Kühlmittel, beispielsweise Luft oder Wasser, umspült sein. Insbesondere kann die Wärme von dem Mantel 236 über einen Luftspalt an einen Kühler und/oder an ein Kühlmittel der Haltevorrichtung 300 (3) abgegeben werden.
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Gemäß einer in 2 gezeigten Variante weist die Gehäusevorrichtung 228 ein oder mehrere Wärmerohre 238 (insbesondere in Form einer Heatpipe) auf. Diese erstrecken sich durch Öffnungen 240 in dem Gehäuse 228. Die Öffnungen 240 können beispielsweise als Durchgangslöcher, Kanäle oder dergleichen ausgebildet sein. Die Wärmerohre 238 erstrecken sich von der Trägervorrichtung 208, wo sie in Taschen 242 angeordnet sein können (wie gezeigt), hin zu den Wärmesenken 234, mit welchen sie wärmeleitend gekoppelt sind.
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Die Gehäusevorrichtung 228 kann aus einem wärmeleitenden Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium sowie deren Legierungen, hergestellt sein. Ferner kann die Gehäusevorrichtung 228 eine zylindrische Gestalt aufweisen, die in 3 perspektivisch zu sehen ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Kreiszylinder. Alternativ kann die Zylinderform einen rechteckigen, ovalen oder sonstigen Querschnitt aufweisen.
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Zurückkehrend zu 2 ist dort gezeigt, dass die Zylinderform an ihrer einen Stirnseite 244 mit der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208 verbunden ist - hier im Ausführungsbeispiel unmittelbar. Die gegenüberliegende Stirnseite 246 der Zylinderform beziehungsweise der Gehäusevorrichtung 228 kann an einer nicht gezeigten Gegenfläche der Haltevorrichtung 300 aus 3 anliegen. Insbesondere kann die Gehäusevorrichtung 228 an der Stirnseite 246 mit der Haltevorrichtung 300 verschraubt sein. Dies ist insbesondere in dem in 3 rechts gezeigten (in gestrichelter Linie), zusammengebauten Zustand der Fall.
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Links oben zeigt 3 eine vormontierte Einheit 302. Die vormontierte Einheit 302 umfasst - aus 2 - die optischen Elemente 202, die Trägervorrichtung 208, die Gehäusevorrichtung 228, die Leiterkarte 218 und die Wärmerohre 238. Die so vormontierte Einheit 302 wird in eine Aufnahme 304 der Haltevorrichtung 300 gesteckt. Insbesondere kann die Aufnahme 304 eine kreiszylindrische Öffnung korrespondierend zu der Kreiszylinderform der Gehäusevorrichtung 228 aufweisen. Den eingesetzten beziehungsweise eingebauten Zustand zeigt 3 rechtsseitig in gestrichelter Darstellung (wie bereits vorstehend erwähnt). Im eingebauten Zustand ist die Gehäusevorrichtung 228 beispielsweise in der Aufnahme 304 (teilweise oder vollständig) versenkt. Die optischen Elemente 202 dagegen liegen nach oben frei zugänglich (ggf. im Vakuum) vor. Es kann vorgesehen sein, dass die elektrische Verbindung, wie auch gegebenenfalls die wärmekoppelnde Verbindung, bereits durch das Einstecken hergestellt wird. Das heißt, dass durch das Einstecken der vormontierten Einheit 302 in die Aufnahme 304 das untere Ende 224 der Leiterkarte 208 in die Kontaktierungseinrichtung 220 (2) an einem unteren Ende der Aufnahme 304 eingesteckt wird. Entsprechend kommen auch die Wärmerohre 238 am unteren Ende der Aufnahme 304 in wärmeleitende Verbindung mit korrespondierenden Wärmesenken 234.
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Wie weiter in 3 gezeigt, kann die Haltevorrichtung 300 mehrere der Aufnahmen 304 aufweisen. Entsprechend können mehrere der vormonierten Einheiten 302, beispielsweise mehr als fünf, mehr als zehn oder mehr als 100 der Einheiten 302, in der Haltevorrichtung 300 montiert werden. Vorteilhaft können zu Wartungszwecken die Einrichtungen 302 auch wieder einzeln demontiert werden. Dazu werden sie insbesondere nach oben aus der jeweiligen Aufnahme 304 herausgezogen. Hiernach kann beispielsweise die Leiterkarte 218 an ihrem nach unten herausragenden freien Ende 224 aus ihrer elektrischen Verbindung mit der Kontaktierungseinrichtung 214 (2) herausgezogen werden. Dies beispielsweise dann, wenn eine der Leiterbahnen 400 (4) oder der Mikroprozessor 404 (4) oder ein anderes aktives und/oder passives Bauteil der Leiterkarte 218 defekt sein sollte.
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7 illustriert in einer vergrößerten Ansicht VII aus 2 eine weitere Variante. Bei dieser ist die Gehäusevorrichtung 224 zumindest teilweise nicht unmittelbar an der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208 befestigt. Vielmehr sind auf der Rückseite 212 ein oder mehrere - hier im Beispiel zwei - passive und/oder aktive Bauteile 700, 702 vorgesehen. Es gelten die vorstehenden Ausführungen hinsichtlich aktiver und passiver Bauteile. Die Bauteile 700, 702 können beispielsweise elektrisch mit den Aktor- und/oder Sensoreinheiten 206 verbunden sein. Zwischen der Stirnseite 244 der Gehäusevorrichtung 228 und den Bauteilen 700, 702 liegt ein Spalt vor, welcher mittels eines wärmeleitenden Füllmaterials 704 (sog. TIM, insbesondere mit einer Wärmeleitpaste) aufgefüllt (wie in 7 dargestellt) oder als Luft- bzw. Vakuumspalt vorgesehen sein kann. Das wärmeleitende Füllmaterial 704 kann neben der Wärmeleitung auch die Funktion eines Toleranzausgleichs aufweisen. Der Toleranzausgleich findet hier beispielsweise zwischen der Gehäusevorrichtung 228 und der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208 statt.
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In andere Ausführungsformen ist kein wärmeleitendes Füllmaterial vorgesehen, und die Stirnseite 244 liegt direkt gegen die Bauteile 700, 702 an. In Varianten können auch beispielsweise die Abstützelemente 232 oder sonstige Abschnitte der Gehäusevorrichtung 228 gegen den Mikroprozessor 404 oder ein sonstiges passives und/oder aktives Bauteil wärmeleitend anliegen. Dies kann wiederum unter Verwendung eines wärmeleitenden Füllmaterials geschehen.
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Mithin illustriert 7 ein Beispiel einer mittelbaren Anordnung der Gehäusevorrichtung 228 oder zumindest eines Teils derselben an der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208. In Varianten ist die Gehäusevorrichtung 228 auch nicht an der Rückseite 212, sondern an einem anderen Abschnitt der Trägervorrichtung 208 angeordnet.
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10 illustriert für eine Vielzahl gegebenenfalls unterschiedlicher aktiver und/oder passiver Bauteile 1000 - 1008, wie diese auf der Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208, an oder unterhalb einer Brücke 250 und an oder unterhalb eines Kragarms 1010 angeordnet sein können. 10 illustriert ebenfalls die bereits aus 9 bekannten Bauteile 214, 252 in ihrer Anordnung an und unterhalb der Brücke 250. In Ausführungsbeispielen können eines oder mehrere dieser Bauteile 214, 252, 1000 - 1008 in unterschiedlichen Kombinationen vorgesehen sein. Die Ebenen der jeweiligen aktiven und/oder passiven Bauteile, in der diese angeordnet sind, sind mit E1 - E7 bezeichnet. Diese entsprechen jeweils der Unterseite der jeweiligen Bauteile 214, 252, 1000 - 1008.
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Das aktive und/oder passive Bauteil 1000 ist in der Ebene E2, also auf der Rückseite 212 angeordnet. Es befindet sich nicht unterhalb der Brücke 250 oder des Kragarms 1010, sondern in Bezug auf diese seitlich versetzt daneben.
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Das aktive und/oder passive Bauteil 1002 ist in einer Ebene E3 angeordnet. Die Ebene E3 ist senkrecht zur Ebene E2 und E1 orientiert. Allerdings könnte die Ebene E3 auch unter einem anderen Winkel zur Ebene E2 angeordnet sein. Insbesondere schließt „senkrecht“ auch Abweichungen von beispielsweise bis zu 20°, bis zu 10° oder bis zu 5° von der exakt Senkrechten ein. Das aktive und/oder passive Bauteil 1002 ist an der Innenseite des Pfeilers 902 der Brücke 250 angeordnet.
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Das aktive und/oder passive Bauteil 1004 ist in einer Ebene E4 parallel versetzt zu den Ebenen E1 und E2 angeordnet. Das aktive und/oder passive Bauteil 1004 ist an einer Unterseite 1012 der Brücke 250 beziehungsweise des überspannenden Abschnitts 904 angeordnet. Die Unterseite 1012 weist zur Rückseite 212 der Trägervorrichtung 208 hin.
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Das aktive und/oder passive Bauteil 1005 ist in einer Ebene E5 angeordnet, welche sich ebenfalls senkrecht oder winklig zu den Ebenen E1, E2 und/oder E4 erstrecken kann. Das aktive und/oder passive Bauteil 1005 ist an einer Außenseite der Brücke 250 beziehungsweise des Pfeilers 900 angeordnet.
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Das aktive und/oder passive Bauteil 1006 ist auf einer Oberseite 1014 des Kragarms 1010 angeordnet. Es ist dabei in einer Ebene E6 angeordnet, welche zu den Ebenen E1, E2 und/oder E4 parallel (und ggf. zu diesen versetzt) ist. Die Oberseite 1014 ist von der Rückseite 212 abgewandt. Genauso könnte das aktive und/oder passive Bauteil 1006 an der Unterseite 1016 des Kragarms 1010 angeordnet sein, oder dort könnte ein weiteres aktives und/oder passives Bauteil (nicht gezeigt) angeordnet sein. Der Kragarm 1010 kann sich aus einem freitragenden Abschnitt 1018 und einem Fußabschnitt 1020 zusammensetzen, welcher den freitragenden Abschnitt 1018 an seiner einen Seite mit der Trägervorrichtung 208 beziehungsweise mit der Rückseite 212 verbindet. Das freie Ende 1022 des Kragarms 1010 ist frei und nicht mit der Rückseite 212 verbunden. Das aktive und/oder passive Bauteil 1006 ist an dem freitragenden Abschnitt 1018 des Kragarms 1010 befestigt, könnte aber genauso an der Innen- oder Außenseite des Fußabschnitts 1020 angeordnet sein. In diesem Fall wäre die entsprechende Ebene E6 senkrecht zu den Ebenen E 1 oder E2 orientiert.
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Weiterhin ist in 10 die Verwendung eines wärmeleitenden Materials 1024 (sog. TIM, insbesondere Wärmeleitpaste) illustriert. Dieses ist in einem in 2 ersichtlichen Spalt 254 zwischen dem Bauteil 252 und der Brücke 250 vorgesehen und sorgt für eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen diesen. In Ausführungsformen kann der Bereich 1026 zwischen der Brücke 250 und der Trägervorrichtung 208 bzw. der Seite 212 teilweise oder vollständig mit dem wärmeleitenden Material 1024 verfüllt, insbesondere vergossen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Brücke 250 an die Gehäusevorrichtung 228 und/oder zumindest eines der Wärmerohre 238 mithilfe eines wärmeleitenden Materials (nicht gezeigt) thermisch angebunden sein. Gleichermaßen kann - wie die Brücke 250 - auch der Kragarm 1010 mithilfe eines wärmeleitenden Materials (nicht gezeigt) mit dem Bauteil 1008 und/oder einem anderen der Vorgenannten (Trägervorrichtung 208, Gehäusevorrichtung 228 und/oder Wärmerohr 238) thermisch leitend verbunden sein.
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11 zeigt einen Teilschnitt durch die Trägervorrichtung 208 insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele. Dem besseren Verständnis halber sind ebenfalls die optischen Elemente 202 sowie das aktive und/oder passive Bauteil 252 (teilweise) gezeigt. Die übrigen Komponenten, die gemäß den vorherigen Figuren vorgesehen sein können, sind der besseren Übersicht halber in 11 nicht gezeigt.
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Die Trägervorrichtung 208 kann aus einem Verbundmaterial gefertigt sein, wie dies beispielsweise bereits in Zusammenhang mit 8 erläutert wurde. Insbesondere kann die Trägervorrichtung 208 einen Schichtaufbau mit außenliegenden Schichten 1104 und innenliegenden Schichten 1106 umfassen. Es gelten entsprechend die Erläuterungen zu 8 bezüglich der Schichten 804, 806.
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Innerhalb der Trägervorrichtung 208 sind beispielhaft zwei Innenräume 1108, 1110 ausgebildet, in denen jeweils ein aktives und/oder passives Bauteil 1112, 1114 angeordnet ist. Die Innenräume 1108, 1110 sind in Form geschlossener Gehäuse ausgebildet, die insbesondere vakuumdicht sein können. Das aktive und/oder passive Bauteil 1112 ist in einer Ebene E8 und das aktive und/oder passive Bauteil 1114 in einer Ebene E9 angeordnet, die - rein beispielhaft - zueinander parallel und in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene 226 der Trägervorrichtung 208 zueinander versetzt, das heißt voneinander beabstandet, sind. Die aktiven und/oder passiven Bauteile 1112, 1114 können über elektrische (Durch-)Kontaktierungen, von denen zwei beispielhaft mit den Bezugszeichen 1116, 1118 bezeichnet sind, mit einer Aktor- und/oder Sensoreinheit verbunden sein, die einem der optischen Elemente 202 zugeordnet ist (siehe Leitungspfad 1118), und/oder mit dem auf der Rückseite 212 angeordneten aktiven und/oder passiven Bauteil 252 verbunden sein.
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In dem Beispiel der 11 überlappen sich die aktiven und/oder passiven Bauteile 252 und 1112 in der Richtung R.
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Auch ein oder mehrere der Innenräume 1108, 1110 können mit einem wärmeleitenden Material (sog. TIM, nicht gezeigt) teilweise oder vollständig verfüllt, insbesondere vergossen sein. Gleiches gilt im Übrigen auch für den Innenraum 800 in 8.
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12 illustriert ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines optischen Systems 200, wie in den vorstehenden Figuren beschrieben.
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In einem Schritt S1 werden ein oder mehreren optischen Elemente 202 mit einer Trägervorrichtung 208 mechanisch verbunden. Eine oder jeweilige den optischen Elementen 202 zugeordnete Aktor-/Sensoreinheiten 206 können mit der Trägervorrichtung 208 bzw. mit an dieser oder darin ausgebildeten Kontaktierungen elektrisch verbunden werden. Ferner kann die Gehäusevorrichtung 228 an der Trägervorrichtung 208 angebracht werden.
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In einem Schritt S2 werden zumindest zwei aktive und/oder passive Bauteile 214, 252, 700, 702, 1000, 1002, 1004, 1005, 1006, 1008, 1112, 1114 in zwei unterschiedlichen Ebenen E1 bis E9 an oder in der Trägervorrichtung 208 angeordnet.
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In einem ggf. vorgesehenen Schritt S3 wird eine Leiterkarte 218 mit einer Kontaktierungseinrichtung 214 elektrisch leitend verbunden.
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Die auf diese Weise vormontierte Einheit 302 wird ggf. in einem Schritt S4 an einer Haltevorrichtung 300 montiert.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Projektionsbelichtungsanlage
- 2
- Beleuchtungssystem
- 3
- Lichtquelle
- 4
- Beleuchtungsoptik
- 5
- Objektfeld
- 6
- Objektebene
- 7
- Retikel
- 8
- Retikelhalter
- 9
- Retikelverlagerungsantrieb
- 10
- Projektionsoptik
- 11
- Bildfeld
- 12
- Bildebene
- 13
- Wafer
- 14
- Waferhalter
- 15
- Waferverlagerungsantrieb
- 16
- Beleuchtungsstrahlung
- 17
- Kollektor
- 18
- Zwischenfokusebene
- 19
- Umlenkspiegel
- 20
- erster Facettenspiegel
- 21
- erste Facette
- 22
- zweiter Facettenspiegel
- 23
- zweite Facette
- 200
- optisches System
- 202
- optisches Element
- 204
- Strahlung
- 206
- Aktor- und/oder Sensoreinheit
- 208
- Trägervorrichtung
- 210
- Seite
- 212
- Seite
- 214
- Kontaktierungseinrichtung
- 216
- Leitungspfad
- 218
- Leiterkarte
- 220
- Kontaktierungseinrichtung
- 222
- Ende
- 224
- Ende
- 226
- Haupterstreckungsebene
- 228
- Gehäusevorrichtung
- 230
- Innenraum
- 232
- Abstützelement
- 234
- Wärmesenke
- 236
- Mantelfläche
- 238
- Wärmerohr
- 240
- Öffnung
- 242
- Tasche
- 244
- Stirnseite
- 246
- Stirnseite
- 250
- Brücke
- 252
- Bauteil
- 254
- Spalt
- 300
- Haltevorrichtung
- 302
- vormontierte Einheit
- 304
- Aufnahme
- 400
- Leiterbahn
- 402
- Haupterstreckungsebene
- 404
- Mikroprozessor
- 500
- Lotkontaktstelle
- 600
- Feder
- 700
- Bauteil
- 702
- Bauteil
- 704
- Füllmaterial
- 800
- Innenraum
- 802
- Gehäuse
- 804
- Schicht
- 806
- Schicht
- 900
- Pfeiler
- 902
- Pfeiler
- 904
- überspannender Abschnitt
- 906
- Oberseite
- 1000
- Bauteil
- 1002
- Bauteil
- 1004
- Bauteil
- 1005
- Bauteil
- 1006
- Bauteil
- 1008
- Bauteil
- 1010
- Kragarm
- 1012
- Unterseite
- 1014
- Oberseite
- 1016
- Unterseite
- 1018
- freitragender Abschnitt
- 1020
- Fußabschnitt
- 1022
- freies Ende
- 1024
- wärmeleitendes Material
- 1026
- Bereich
- 1104
- Schicht
- 1106
- Schicht
- 1108
- Innenraum
- 1110
- Innenraum
- 1112
- Bauteil
- 1114
- Bauteil
- 1116
- Kontaktierung
- 1118
- Kontaktierung
- M1
- Spiegel
- M2
- Spiegel
- M3
- Spiegel
- M4
- Spiegel
- M5
- Spiegel
- M6
- Spiegel
- R
- Richtung
- E1 bis E9
- Ebenen
- S1 bis S4
- Schritte
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009600 A1 [0105, 0109]
- US 2006/0132747 A1 [0107]
- EP 1614008 B1 [0107]
- US 6573978 [0107]
- DE 102017220586 A1 [0112]
- US 2018/0074303 A1 [0126]