DE102023201315A1 - Mechatronic element, mirror, mirror arrangement and method for their manufacture - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein mechatronisches Element, welches eine mechatronische Anordnung und eine Schutzschicht umfasst. Das mechatronische Element ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht mindestens teilweise aufgebracht ist auf mindestens einer Oberfläche und/oder mindestens teilweise innerhalb mindestens einer Kavität. Die Erfindung betrifft auch einen Einzelspiegel zur Reflektion von DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung welcher das erfindungsgemäße mechatronische Element und eine reflektierende Beschichtung umfasst, wobei die reflektierende Beschichtung mindestens teilweise auf einer Oberfläche aufgebracht ist. Die Erfindung betrifft auch ein Mikrospiegel-Array mit mindestens zwei erfindungsgemäßen Einzelspiegeln. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Facettenspiegel mit mindestens zwei erfindungsgemäßen Mikrospiegel-Arrays. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anlage der Halbleitertechnologie, umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Facettenspiegel. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mechatronischen Elementes, sowie weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Einzelspiegels. The invention relates to a mechatronic element which comprises a mechatronic arrangement and a protective layer. The mechatronic element is characterized in that the protective layer is at least partially applied to at least one surface and/or at least partially within at least one cavity. The invention also relates to an individual mirror for reflecting DUV and/or VUV and/or EUV radiation, which comprises the mechatronic element according to the invention and a reflective coating, wherein the reflective coating is at least partially applied to a surface. The invention also relates to a micromirror array with at least two individual mirrors according to the invention. The invention further relates to a facet mirror with at least two micromirror arrays according to the invention. The invention further relates to a semiconductor technology system comprising at least one facet mirror according to the invention. The invention further relates to a method for producing a mechatronic element according to the invention, and also to a method for producing an individual mirror according to the invention.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft ein mechatronisches Element, welches eine mechatronische Anordnung und eine Schutzschicht umfasst. Das mechatronische Element ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht mindestens teilweise aufgebracht ist auf mindestens einer Oberfläche und/oder mindestens teilweise innerhalb mindestens einer Kavität. Die Erfindung betrifft auch einen Einzelspiegel, insbesondere zur Reflektion von DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung, welcher das erfindungsgemäße mechatronische Element und eine reflektierende Beschichtung umfasst, wobei die reflektierende Beschichtung auf einer Oberfläche der Schutzschicht oder auf einer Oberfläche der mechatronischen Anordnung aufgebracht ist. Die Erfindung betrifft auch ein Mikrospiegel-Array mit mindestens zwei erfindungsgemäßen Einzelspiegeln. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Facettenspiegel mit mindestens zwei erfindungsgemäßen Mikrospiegel-Arrays. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anlage der Halbleitertechnologie, umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Facettenspiegel. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mechatronischen Elementes, sowie weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Einzelspiegels.The invention relates to a mechatronic element which comprises a mechatronic arrangement and a protective layer. The mechatronic element is characterized in that the protective layer is at least partially applied to at least one surface and/or at least partially within at least one cavity. The invention also relates to an individual mirror, in particular for reflecting DUV and/or VUV and/or EUV radiation, which comprises the mechatronic element according to the invention and a reflective coating, wherein the reflective coating is applied to a surface of the protective layer or to a surface of the mechatronic arrangement. The invention also relates to a micromirror array with at least two individual mirrors according to the invention. The invention further relates to a facet mirror with at least two micromirror arrays according to the invention. The invention further relates to a semiconductor technology system comprising at least one facet mirror according to the invention. The invention further relates to a method for producing a mechatronic element according to the invention, and further relates to a method for producing an individual mirror according to the invention.
Der Inhalt folgender Patentanmeldungen wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen:
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,DE 10 2020 208 665 DE 102008009600 A1
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,EN 10 2020 208 665 EN 102008009600 A1
In der Halbleiterlithographie werden mikro- und nano-strukturierte Elemente als integrierte Schaltkreise erzeugt, wobei die Strukturierungseigenschaften durch Bestrahlung eines Substrates mit einer gerichteten Strahlungsquelle, welche beispielsweise Licht nutzt, definiert werden. Hierzu werden insbesondere Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzt, welche unter anderem eine Strahlungsquelle, ein Beleuchtungssystem, eine Photomaske (ein sogenanntes Retikel), sowie ein Projektionssystem umfassen. Derartige Teilsysteme einer Projektionsbelichtungsanlage sind jeweils aus separaten optischen Einheiten aufgebaut, welche die zur Lithographie verwendete Strahlung ausgehend von einer Strahlungsquelle über ein Beleuchtungssystem zunächst auf eine Photomaske leiten, und von dort aus ein entsprechendes Bild der Photomaske mittels des Projektionssystems auf einer photo-sensitiven Schicht eines Substrates erzeugen. Gängigerweise ist die photo-sensitive Schicht ein Photolack und das Substrat ist ein Silizium-Wafer.In semiconductor lithography, micro- and nano-structured elements are produced as integrated circuits, whereby the structuring properties are defined by irradiating a substrate with a directed radiation source, which uses light, for example. For this purpose, projection exposure systems are used in particular, which include a radiation source, an illumination system, a photomask (a so-called reticle), and a projection system. Such subsystems of a projection exposure system are each made up of separate optical units, which first guide the radiation used for lithography from a radiation source via an illumination system to a photomask, and from there generate a corresponding image of the photomask using the projection system on a photosensitive layer of a substrate. The photosensitive layer is usually a photoresist and the substrate is a silicon wafer.
Um möglichst kleine Strukturen auf einem Substrat mittels Mikrolithografie in Projektionsbelichtungsanlagen erzeugen zu können, werden seit einigen Jahren Vorrichtungen eingesetzt, welche als Strahlung besonders kurzwelliges Licht aus dem sogenannten Extreme Ultraviolet (EUV)-Wellenlängenbereich mit Wellenlängen zwischen 0.1 nm bis 30 nm, insbesondere 13.5 nm, verwenden. Für derartige Strahlung können aufgrund der inhärenten Strahlungsabsorption von Materie in diesem Wellenlängenbereich keine Transmissionsoptiken in einem aus mehreren Einheiten bestehenden Strahlengang einer Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werden. Daher werden im Falle von EUV-Strahlung ausschließlich Reflexionsoptiken eingesetzt, beispielsweise Spiegel. Um die Strukturgröße integrierter Schaltkreise stetig weiter zu verkleinern, werden seit kurzem Projektionsbelichtungsanlagen vorgeschlagen, welche optische Elemente mit großer numerischer Apertur (high-NA) oder mit sehr großer numerischer Apertur (hyper-NA) verwenden. Mit steigender numerischer Apertur wird die zur Reflexion der Strahlung notwendige und genutzte Oberfläche eines optischen Elementes entsprechend größer.In order to be able to produce the smallest possible structures on a substrate using microlithography in projection exposure systems, devices have been used for several years which use particularly short-wave light from the so-called extreme ultraviolet (EUV) wavelength range with wavelengths between 0.1 nm and 30 nm, in particular 13.5 nm. Due to the inherent radiation absorption of matter in this wavelength range, transmission optics cannot be used for this type of radiation in a beam path of a projection exposure system consisting of several units. Therefore, in the case of EUV radiation, only reflection optics are used, for example mirrors. In order to continuously reduce the structure size of integrated circuits, projection exposure systems have recently been proposed which use optical elements with a large numerical aperture (high-NA) or with a very large numerical aperture (hyper-NA). As the numerical aperture increases, the surface of an optical element required and used to reflect the radiation becomes correspondingly larger.
Optische Elemente zur Anwendung in der DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Halbleiterlithografie in einer Anlage der Halbleitertechnologie, z.B. ein EUV-Spiegel in einer Projektionsbelichtungsanlage, müssen hohe Anforderungen in Bezug auf die herrschenden Umgebungsbedingungen erfüllen. Erstens herrscht in derartigen Systemen häufig mindestens in einem Bereich der Anlage eine reaktive chemische Umgebung vor, welche aus einem Plasma eines Wasserstoffgases hervorgeht. In einer derartigen Umgebung sind die optischen Elemente einer hohen Konzentration reaktiver, gasförmiger Komponenten des Wasserstoffplasmas ausgesetzt, beispielsweise freien Ladungsträgern, freien Ionen, freien Radikalen und/oder freien Radikalionen. Derartige Komponenten können zu Schädigungen der optischen Komponenten führen, insbesondere zu Schädigungen von reflektierenden Oberflächen, und sich damit negativ auf die optischen Eigenschaften des optischen Elementes auswirken. Zweitens herrscht in derartigen Systemen eine hohe Strahlungsintensität, welche ungeschützte optische Elemente durch Absorption der DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung schädigen. Drittens geht eine derartige Absorption mit einer hohen thermischen Belastung der optischen Elemente einher, welche sich ebenfalls schädigend auf die optischen Eigenschaften der optischen Elemente auswirkt.Optical elements for use in DUV and/or VUV and/or EUV semiconductor lithography in a semiconductor technology system, e.g. an EUV mirror in a projection exposure system, must meet high requirements with regard to the prevailing environmental conditions. Firstly, in such systems, a reactive chemical environment, which arises from a plasma of a hydrogen gas, often prevails in at least one area of the system. In such an environment, the optical elements are exposed to a high concentration of reactive, gaseous components of the hydrogen plasma, for example free charge carriers, free ions, free radicals and/or free radical ions. Such components can lead to damage to the optical components, in particular to damage to reflective surfaces, and thus have a negative effect on the optical properties of the optical element. Secondly, in such systems there is a high radiation intensity, which damages unprotected optical elements by absorbing the DUV and/or VUV and/or EUV radiation. Thirdly, such absorption is accompanied by a high thermal load on the optical elements, which also has a damaging effect on the optical properties of the optical elements.
Im Strahlengang einer Anlage der Halbleitertechnologie, insbesondere einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Halbleiterlithografie, darf es keine zeitlichveränderliche und unkontrollierbare Veränderung der optischen Eigenschaften der optischen Elemente geben, da sich derartige Effekte beispielsweise in Wellenfrontfehlern der EUV-Strahlung widerspiegeln, oder in einem Verlust von Reflektivität eines optischen Elementes und daher in einem Herabsetzen der Produktionskapazität der Anlage.In the beam path of a semiconductor technology system, in particular a projection exposure system for EUV semiconductor lithography, there must be no time-varying and uncontrollable changes in the optical properties of the optical elements, since such effects can manifest themselves, for example, in wavefront errors of the EUV radiation or in a loss of reflectivity of an optical element and therefore in a reduction in the production capacity of the plant.
Zur Leitung von DUV- und/oder VUV- und oder EUV-Strahlung in einer Anlage der Halbleitertechnologie werden seit kurzem Mikrospiegel als optische Elemente zum Einsatz vorgeschlagen, um gezielt einstellbare Beleuchtungszustände innerhalb der Anlage der Halbleitertechnologie zu erreichen. Derartige Mikrospiegel als optische Elemente sind beispielsweise in der [
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Die im Stand der Technik bekannten Lösungen erfüllen nicht die Anforderungen für Einzelspiegel, Mikrospiegel-Arrays, sowie daraus gebildeter Facettenspiegel in der Umgebung eines Wasserstoffplasmas in Bezug auf eine chemische Beständigkeit gegen hoch-korrosive Medien, in Bezug auf eine Flexibilität beim Herstellungsprozess, insbesondere in Bezug auf eine Beschichtung von verschatteten Flächen und in Bezug auf Kavitäten. Es besteht daher fortwährend Bedarf, derartige Komponenten sowie das Herstellungsverfahren zur Herstellung der Komponenten zu verbessern.The solutions known in the prior art do not meet the requirements for individual mirrors, micromirror arrays, and facet mirrors formed therefrom in the environment of a hydrogen plasma in terms of chemical resistance to highly corrosive media, in terms of flexibility in the manufacturing process, in particular in terms of coating shaded areas and in terms of cavities. There is therefore a constant need to improve such components and the manufacturing process for producing the components.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, und ein in mindestens einer Raumrichtung aktuierbares mechatronisches Element anzugeben wobei das mechatronische Element oder Teile des mechatronischen Elementes vor reaktiven Komponenten eines Wasserstoff-Plasmas geschützt sind, und wobei das mechatronische Element ein Teil einer optischen Anordnung einer Anlage der Halbleitertechnologie ist, insbesondere eines Spiegels oder eines Teils eines Spiegels zur Reflektion von DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung.It is the object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a mechatronic element that can be actuated in at least one spatial direction, wherein the mechatronic element or parts of the mechatronic element are protected from reactive components of a hydrogen plasma, and wherein the mechatronic element is part of an optical arrangement of a semiconductor technology system, in particular a mirror or part of a mirror for reflecting DUV and/or VUV and/or EUV radiation.
Gegenstand der ErfindungSubject of the invention
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch ein mechatronisches Element, einen Einzelspiegel, ein Mikrospiegel-Array, einen Facettenspiegel, sowie weiterhin eine Anlage der Halbleitertechnologie mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, sowie weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines mechatronischen Elementes und ein Verfahren zur Herstellung eines Einzelspiegels mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung.The object underlying the invention is achieved by a mechatronic element, a single mirror, a micromirror array, a facet mirror, and also a semiconductor technology system with the features of the independent claims, and also a method for producing a mechatronic element and a method for producing a single mirror with the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims and the exemplary embodiments of the invention described below.
In der folgenden Beschreibung der Erfindung und den zugehörigen Ausführungsbeispielen beziehen sich Zählworte wie „ein“ oder „eine“ nicht zwingend als beschränkend auf genau einen Teilkörper, einen Verbundkörper, einen Mantel, ein Element, eine Komponente, ein Verfahren und dergleichen. Vielmehr können auch mehrere Teilkörper, Verbundkörper, Mäntel, Elemente, Komponenten, Verfahren wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu interpretieren, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Teilkörpern, Verbundkörpern, Mänteln, Elementen, Komponenten, Verfahren gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the following description of the invention and the associated embodiments, counting words such as "a" or "an" do not necessarily refer to a limitation on exactly one partial body, a composite body, a casing, an element, a component, a method and the like. Rather, several partial bodies, composite bodies, casings, elements, components, methods, such as two, three or more, can also be provided. Any other counting word used here should not be interpreted as meaning that there is a limitation to exactly the number of partial bodies, composite bodies, casings, elements, components, methods mentioned. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible unless otherwise stated.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with respect to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Die Erfindung betrifft ein mechatronisches Element, welches eine mechatronische Anordnung und eine Schutzschicht umfasst. Das mechatronische Element ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht mindestens teilweise aufgebracht ist auf mindestens einer Oberfläche und/oder mindestens teilweise innerhalb mindestens einer Kavität der mechatronischen Anordnung. In dieser vorteilhaften Ausführungsform wird die Gesamtheit der Flächen und Kavitäten des mechatronischen Elementes übergreifend vor äußeren Einflüssen, insbesondere von Einflüssen eines Wasserstoffplasmas, geschützt, wodurch eine Ausfallwahrscheinlichkeit des mechatronischen Elementes aufgrund von schädigenden Umgebungseinflüssen herabgesetzt wird.The invention relates to a mechatronic element which comprises a mechatronic arrangement and a protective layer. The mechatronic element is characterized according to the invention in that the protective layer is at least partially applied to at least one surface and/or at least partially within at least one cavity of the mechatronic arrangement. In this advantageous embodiment, the entirety of the surfaces and cavities of the mechatronic element is protected from the outside. ard influences, in particular the influence of hydrogen plasma, thereby reducing the probability of failure of the mechatronic element due to damaging environmental influences.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die mechatronische Anordnung jeweils mindestens ein Substrat und/oder ein Verbindungselement und/oder ein Aktuator-System und/oder eine Grundplatte. In einer weiteren Variante der Erfindung umfasst die mechatronische Anordnung ebenfalls eine Sensoreinheit. In einer weiteren Variante der Erfindung besteht das Verbindungselement aus mehreren Einzelelementen, beispielsweise einer Gelenkstruktur und/oder einer Gelenkbasis. In einer weiteren Variante der Erfindung befindet sich die Schutzschicht jeweils zwischen zwei der Teilkörper des mechatronischen Elementes, beispielsweise zwischen der Grundplatte und der Gelenkbasis. Die Gelenkstruktur ist derart ausgeführt, dass das Verbindungselement eine bewegliche Verbindung zwischen den zu verbindenden Elementen herstellt, beispielsweise dem Aktuator-System und dem Substrat. Diese vorteilhafte Ausführungsform ermöglicht daher eine Beschichtung aller Teile der mechatronischen Anordnung mit einer Schutzschicht und damit einen umfassenden Schutz der Teile vor Umgebungseinflüssen.In an advantageous variant of the invention, the mechatronic arrangement comprises at least one substrate and/or one connecting element and/or one actuator system and/or one base plate. In a further variant of the invention, the mechatronic arrangement also comprises a sensor unit. In a further variant of the invention, the connecting element consists of several individual elements, for example a joint structure and/or a joint base. In a further variant of the invention, the protective layer is located between two of the partial bodies of the mechatronic element, for example between the base plate and the joint base. The joint structure is designed in such a way that the connecting element creates a movable connection between the elements to be connected, for example the actuator system and the substrate. This advantageous embodiment therefore enables all parts of the mechatronic arrangement to be coated with a protective layer and thus comprehensive protection of the parts from environmental influences.
In einer weiteren Variante der Erfindung umfasst die Sensoreinheit mindestens einen Sensor, welcher mindestens eine chemische und/oder physikalische Eigenschaft des Aktuator-Systems und/oder eines anderen Elementes, insbesondere eines Substrates, weiter insbesondere eines Spiegels misst. In einem Aspekt der Erfindung misst die entsprechende Sensoreinheit die translatorische Verschiebung bzw. die Verkippung des Substrates durch das Aktuator-System in mindestens einer Dimension eines kartesischen Koordinatensystems. Die Information über die Auslenkung wird anschließend über eine Leitungseinheit an eine Auswerteeinheit weitergeleitet.In a further variant of the invention, the sensor unit comprises at least one sensor which measures at least one chemical and/or physical property of the actuator system and/or another element, in particular a substrate, further in particular a mirror. In one aspect of the invention, the corresponding sensor unit measures the translational displacement or tilting of the substrate by the actuator system in at least one dimension of a Cartesian coordinate system. The information about the deflection is then forwarded to an evaluation unit via a line unit.
In einer speziellen Variante der Erfindung umfasst eine Sensoreinheit einen Orientierungssensor und/oder einen kapazitiven Sensor und/oder einen Temperatursensor und/oder oder einen Drucksensor. Die Sensoreinheit ist dabei nicht auf die Anwendung genau eines der beschriebenen Sensortypen beschränkt, sondern umfasst in einer weiteren Variante eine Kombination aus einer Vielzahl unterschiedlicher Sensortypen. Prinzipiell sind auch weitere Sensortypen denkbar, insbesondere optische Sensoren. In dieser vorteilhaften Variante der Ausführungsform sind die Positionen und Orientierungen der Substrate der mechatronischen Elemente im Raum zu jeder Zeit der Verwendung bekannt, können zeitlich nachverfolgt werden und bei auftretenden Abweichungen von einem Sollwert über eine aktuatorische Wirkung des Aktuator-Systems korrigiert werden. In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Sensoreinheit anwendungsspezifische integrierte Schaltung und/oder Schaltkreise für open- oder closed-loop Regelkreise.In a special variant of the invention, a sensor unit comprises an orientation sensor and/or a capacitive sensor and/or a temperature sensor and/or a pressure sensor. The sensor unit is not limited to the use of exactly one of the sensor types described, but in a further variant comprises a combination of a large number of different sensor types. In principle, other sensor types are also conceivable, in particular optical sensors. In this advantageous variant of the embodiment, the positions and orientations of the substrates of the mechatronic elements in space are known at all times of use, can be tracked over time and, if deviations from a target value occur, can be corrected via an actuator effect of the actuator system. In a further aspect of the invention, the sensor unit comprises application-specific integrated circuits and/or circuits for open or closed loop control loops.
In einem Aspekt der Erfindung enthält das mechatronische Element, insbesondere das Substrat und/oder das Verbindungselement und/oder das Aktuator-System und/oder die Sensoreinheit und/oder der Grundkörper Silizium. Beispielsweise ist das Substrat ein Silizium-Wafer oder ein Teil eines Silizium-Wafers. Derartige Substrate lassen sich in ihrer Oberflächenbeschaffenheit sehr gut kontrollieren und erlauben sehr geringe Rauheitswerte der Oberflächen des Substrates, insbesondere der Oberfläche, welche zur Verwendung der Substrate als Teil einer optischen Komponente, insbesondere eines Spiegels notwendig sind. Des Weiteren besitzt Silizium exzellente thermische und elastische Eigenschaften und Oberflächen des Materials lassen sich präzise mit strukturieren.In one aspect of the invention, the mechatronic element, in particular the substrate and/or the connecting element and/or the actuator system and/or the sensor unit and/or the base body, contains silicon. For example, the substrate is a silicon wafer or a part of a silicon wafer. Such substrates can be very well controlled in terms of their surface properties and allow very low roughness values of the surfaces of the substrate, in particular the surface which is necessary for using the substrate as part of an optical component, in particular a mirror. Furthermore, silicon has excellent thermal and elastic properties and surfaces of the material can be precisely structured.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Substrat und/oder das Verbindungselement und/oder das Aktuator-System und/oder die Sensoreinheit und/oder der Grundkörper beispielsweise aus Silizium-haltigen Quarzglas, insbesondere aus titandotiertem Quarzglas, welches z.B. unter dem Handelsnamen ULE® bekannt ist, aus einer Silizium-halteigen Glaskeramik, beispielsweise einer Glaskeramik, welche unter dem Handelsnamen Zerodur® bekannt sind, oder aus Silizium, insbesondere aus mono- oder poly-kristallinem Silizium, gebildet. Derartige Materialien weisen eine sehr hohe Formstabilität über einen sehr großen Temperaturbereich auf und lassen sich in Ihrer Form sehr gut über verschiedene chemische und/oder physikalische Bearbeitungsverfahren bearbeiten. In einer speziellen Weiterbildung der Erfindung sind im Inneren des Substrates Strukturen ausgebildet, welche als Kanäle für das Substrate zur Temperierung mittels geeigneter Medien, beispielsweise Wasser oder Gas, dienen.In a further development of the invention, the substrate and/or the connecting element and/or the actuator system and/or the sensor unit and/or the base body is made, for example, from silicon-containing quartz glass, in particular from titanium-doped quartz glass, which is known, for example, under the trade name ULE®, from a silicon-containing glass ceramic, for example a glass ceramic known under the trade name Zerodur®, or from silicon, in particular from mono- or polycrystalline silicon. Such materials have a very high dimensional stability over a very wide temperature range and their shape can be processed very well using various chemical and/or physical processing methods. In a special development of the invention, structures are formed inside the substrate which serve as channels for the substrate for temperature control using suitable media, for example water or gas.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht stabil ist gegenüber chemischen Reaktionen mit einem Wasserstoff-Plasma und seinen Komponenten und/oder DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung und/oder Temperaturen > 473 K. In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht impermeabel ist gegenüber Komponenten eines Wasserstoff-Plasmas. Eine erfindungsgemäß stabile Schutzschicht ist dadurch gekennzeichnet, dass unter den Umgebungsbedingungen in beispielsweise einer Anlage der Halbleitertechnologie, insbesondere der EUV-Halbleitertechnologie, d.h. unter dem Einfluss von EUV-Strahlung und/oder dem Vorhandensein eines Wasserstoff-Plasmas der weiter unten definierten Zusammensetzung, über die gesamte Lebensdauer der Anlage der Halbleitertechnologie (typischerweise ca. fünf Jahre oder mehr) gewährleistet ist, dass die Schutzschicht eine minimale Dicke von mindestens fünf Monolagen nicht unterschreitet. Das Wasserstoffplasma umfasst gasförmige Ionen, beispielsweise H2 +, H3 +, usw., freie Protonen, freie Elektronen, und/oder freie Radikale (H·, H2·, usw.) und wird in einer Umgebung mit, im Vergleich zu Standardbedingungen, herrschendem Unterdruck von Wasserstoff-Gas bis hin zu einem Vakuum erzeugt.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that the protective layer is stable against chemical reactions with a hydrogen plasma and its components and/or DUV and/or VUV and/or EUV radiation and/or temperatures > 473 K. In a further variant of this embodiment, the mechatronic element is characterized in that the protective layer is impermeable to components of a hydrogen plasma. A protective layer that is stable according to the invention is characterized in that under the ambient conditions in, for example, a semiconductor technology plant, in particular the EUV semiconductor technology, ie under the influence of EUV radiation and/or the presence of a hydrogen plasma of the composition defined below, it is ensured over the entire service life of the semiconductor technology plant (typically approximately five years or more) that the protective layer does not fall below a minimum thickness of at least five monolayers. The hydrogen plasma comprises gaseous ions, for example H 2 + , H 3 + , etc., free protons, free electrons, and/or free radicals (H·, H 2 ·, etc.) and is generated in an environment with a negative pressure of hydrogen gas up to a vacuum compared to standard conditions.
Da Teile des mechatronischen Elementes Silizium in elementarer Form oder in chemisch gebundener Form enthalten, greifen Komponenten des Wasserstoffplasmas die einzelnen Teile des mechatronischen Elementes chemisch an, wobei die Funktionalität der Substrate verändert werden, beispielsweise mechanische und/oder elektrische Eigenschaften. Zusätzlich bilden sich durch den Angriff leicht flüchtige Silane SixHy mit x und y als stöchiometrischen Faktoren der Silane. Diese Silane sind physikalisch-flüchtige, chemisch-reaktive Verbindungen und neigen zur Selbstabscheidung unter Bildung von Monolagen oder Multilagen auf Oberflächen, welche wiederum zur Degradation der entsprechenden optischen Elemente führen. Ein zentraler und vorteilhafter Aspekt der Erfindung besteht daher in der Verhinderung des chemischen Angriffs der Teile des mechatronischen Elementes durch Komponenten des Wasserstoffplasmas und folgerichtig in der Verhinderung der Bildung von Silanen.Since parts of the mechatronic element contain silicon in elemental form or in chemically bound form, components of the hydrogen plasma chemically attack the individual parts of the mechatronic element, changing the functionality of the substrates, for example mechanical and/or electrical properties. In addition, the attack forms easily volatile silanes Si x H y with x and y as stoichiometric factors of the silanes. These silanes are physically volatile, chemically reactive compounds and tend to self-deposit to form monolayers or multilayers on surfaces, which in turn lead to the degradation of the corresponding optical elements. A central and advantageous aspect of the invention is therefore to prevent chemical attack on the parts of the mechatronic element by components of the hydrogen plasma and consequently to prevent the formation of silanes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Substrates im Raum und/oder die Orientierung des Substrates relativ zu einer Oberfläche des Grundkörpers mittels des Aktuator-Systems in jeweils mindestens einem Freiheitsgrad eingestellt wird. In einem Aspekt der Erfindung ist ein einstellbarer Freiheitsgrad beispielsweise eine translatorische Verschiebung in eine Raumrichtung eines kartesischen Koordinatensystems. In einem weiteren Aspekt ist ein einstellbarer Freiheitsgrad eine Verkippung des Substrates um einen Winkel relativ zu einer Achse eines kartesischen Koordinatensystems. Eine Verkippung und eine translatorische Verschiebung sind in einem weiteren Aspekt der Erfindung ebenfalls kombinierbar.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that the position of the substrate in space and/or the orientation of the substrate relative to a surface of the base body is adjusted by means of the actuator system in at least one degree of freedom. In one aspect of the invention, an adjustable degree of freedom is, for example, a translational displacement in a spatial direction of a Cartesian coordinate system. In a further aspect, an adjustable degree of freedom is a tilting of the substrate by an angle relative to an axis of a Cartesian coordinate system. A tilting and a translational displacement can also be combined in a further aspect of the invention.
Die Gelenkstruktur ist in einer vorteilhaften Variante dieser Ausführungsform als Federelement oder als Federstruktur ausgestaltet. In einer weiteren Variante dieser vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die über die Gelenkstruktur vermittelte Bewegung des Substrates gedämpft, sodass das Substrat über eine Auslenkungsbewegung der Gelenkstruktur nicht in Schwingung versetzt wird.In an advantageous variant of this embodiment, the joint structure is designed as a spring element or as a spring structure. In a further variant of this advantageous embodiment of the invention, the movement of the substrate mediated by the joint structure is dampened, so that the substrate is not set into vibration by a deflection movement of the joint structure.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Substrates planar, oder konvex-gekrümmt, oder konkav-gekrümmt, oder als eine Freiformfläche ausgestaltet ist. In einer speziellen Ausführungsform weist das Substrat eine Strukturierung der Oberfläche, beispielsweise in der Form eines pseudo-zweidimensionalen Gitters auf.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is further characterized in that a surface of the substrate is planar, or convexly curved, or concavely curved, or designed as a free-form surface. In a special embodiment, the substrate has a structuring of the surface, for example in the form of a pseudo-two-dimensional grid.
Die äußere Kontur eines erfindungsgemäßen Substrates ist geometrisch nicht beschränkt. In einer Variante der Erfindung ist die äußere Kontur des Substrates beispielsweise polygonal, insbesondere trigonal, tetragonal, pentagonal, hexagonal, heptagonal, oktagonal, oder mit einer höheren Zähligkeit und die Kantenlängen der Seitenkanten der polygonalen Struktur des Substrates sind gleich lang. In einer weiteren Variante der Erfindung sind die Kantenlängen der Seitenkanten der polygonalen Struktur des Substrates mindestens teilweise ungleich lang. Dabei kann in jeder der Ausgestaltungsformen eine oder mehrere Kanten des Substrates eine gebogene Kontur aufweisen. In weiteren Varianten sind tetragonale Konturen insbesondere als Quadrate oder als Rechtecke ausgebildet. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die äußere Kontur des Substrates rund oder oval. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die Kontur des Substrates als eine Freiform ausgestaltet.The outer contour of a substrate according to the invention is not geometrically limited. In one variant of the invention, the outer contour of the substrate is, for example, polygonal, in particular trigonal, tetragonal, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, or with a higher number of points, and the edge lengths of the side edges of the polygonal structure of the substrate are the same length. In a further variant of the invention, the edge lengths of the side edges of the polygonal structure of the substrate are at least partially unequal in length. In each of the embodiments, one or more edges of the substrate can have a curved contour. In further variants, tetragonal contours are designed in particular as squares or as rectangles. In a further variant of the invention, the outer contour of the substrate is round or oval. In a further variant of the invention, the contour of the substrate is designed as a free form.
Der Vorteil dieses Aspektes der Erfindung besteht in einem hohen Maß an Flexibilität der Nutzung der mechatronischen Elemente, welche erfindungsgemäß für eine Nutzung zu größeren Flächen angeordnet sind, welche wiederum aus kleinen, einzeln aktuierbaren Teilflächen bestehen.The advantage of this aspect of the invention is a high degree of flexibility in the use of the mechatronic elements, which according to the invention are arranged for use in larger areas, which in turn consist of small, individually actuatable partial areas.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht eine Schichtdicke im Bereich 10-1000 nm, vorzugsweise 30 - 300 mm, insbesondere bevorzugt 50 - 150 nm mit einem Schichtdickenfehler von höchstens 1 nm aufweist. Derartige Schichtdicken schließen eine Durchdringung der Schutzschicht von reaktiven Komponenten des Wasserstoffplasmas in vorteilhafter Weise über die Lebensdauer einer Komponente in einer Anlage der Halbleitertechnologie aus. Die maximale Dicke der Schutzschicht wird durch die anwendungsspezifischen Anforderungen an eine herrschende Schichtspannung, sowie die sich entsprechend ergebende Schichthaftung zwischen der Schutzschicht und dem Substrat, sowie weiterhin durch die Oberflächenbeschaffenheit des zu beschichtenden Substratbereiches bestimmt.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that the protective layer has a layer thickness in the range 10-1000 nm, preferably 30 - 300 mm, particularly preferably 50 - 150 nm with a layer thickness error of at most 1 nm. Such layer thicknesses advantageously prevent reactive components of the hydrogen plasma from penetrating the protective layer over the lifetime of a component in a semiconductor technology system. The maximum thickness of the protective layer is determined by the application-specific requirements for a prevailing layer tension, as well as the resulting layer adhesion between the protective layer and the substrate, and also by the surface quality of the substrate area to be coated.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche der Schutzschicht oder eine Oberfläche des Substrates eine Oberflächenrauheit im Bereich 80 - 500 pm mit einer Standardabweichung von höchstens 20 pm aufweist. Der Vorteil dieses Aspektes der Erfindung liegt in einer breiten Anwendbarkeit der Schutzschichten und des Substrates als Elemente einer Anlage der Halbleitertechnologie und insbesondere in der Sicherstellung hochgenau-kontrollierter Schichtdicken beispielsweise der Schutzschicht bei Aufbringen der Schutzschicht auf eine Oberfläche.In a further advantageous embodiment, the mechatronic element is characterized in that a surface of the protective layer or a surface of the substrate has a surface roughness in the range 80 - 500 pm with a standard deviation of at most 20 pm. The advantage of this aspect of the invention lies in the broad applicability of the protective layers and the substrate as elements of a semiconductor technology system and in particular in ensuring highly precisely controlled layer thicknesses, for example of the protective layer, when applying the protective layer to a surface.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht amorph, kristallin, oder teilkristallin ist. In dieser Ausführungsform lässt sich die vorgängig benannte Oberflächenrauheit einfach erreichen und über entsprechende Bearbeitungsschritte, beispielsweise Polieren, gezielt einstellen.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that the protective layer is amorphous, crystalline, or partially crystalline. In this embodiment, the previously mentioned surface roughness can be easily achieved and specifically adjusted using appropriate processing steps, for example polishing.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der elektrische Leitwert in mindestens einem Teilbereich der Schutzschicht durch Dotierung eingestellt im Bereich von 10-2 - 10-4 S. Die Einstellung des Leitwertes erfolgt dabei über eine geeignete Wahl der Beschichtungsparameter in einem geeigneten Schritt eines Beschichtungsprozesses. Die Verwendung von mindestens teilweise elektrisch-leitenden Schutzschichten ist vorteilhaft, um elektrische Aufladungseffekte auf der beschichteten Oberfläche oder einer an die beschichtete Oberfläche grenzenden, ebenfalls mindestens teilweise elektrisch-leitenden Oberfläche kontrollieren zu können.In a further embodiment of the invention, the electrical conductivity in at least one partial area of the protective layer is adjusted by doping in the range of 10 -2 - 10 -4 S. The conductivity is adjusted by a suitable choice of the coating parameters in a suitable step of a coating process. The use of at least partially electrically conductive protective layers is advantageous in order to be able to control electrical charging effects on the coated surface or on a surface adjacent to the coated surface that is also at least partially electrically conductive.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilbereich der Schutzschicht mittels eines Erdungselementes elektrisch geerdet ist. Da in einer Umgebung eines Wasserstoffplasmas elektrisch geladene Komponenten vorliegen, beispielsweise elektrisch geladene Ionen, Cluster und/oder Radikale und Radikalionen, welche mit einer das Wasserstoffplasma kontaktierenden Oberfläche wechselwirken, sammeln sich unter Betriebsbedingungen elektrische Ladungsträger auf einer mit der Schutzschicht beschichteten Oberfläche an, welche durch physikalische und/oder chemische Vorgänge die Eigenschaften der Oberfläche und des Beschichtungsmaterials verändern können. Zusätzlich können Ladungsträger aus Materialien durch externe Bestrahlung mit beispielsweise EUV-Licht mobilisiert werden. Als Folge der Generierung mobiler elektrischer Ladungsträger ist beispielsweise eine elektrisch geladene Oberfläche anfällig für spontane elektrische Entladungen, oder Kontaminationseffekte über elektrisch polarisierbare und/oder geladene Partikel aus der Umgebung der Oberfläche. Weiterhin reagieren elektrische Ladungsträger mit chemischen Komponenten der Umgebung der Oberfläche, beispielsweise durch Oxidations- und/oder Reduktionsvorgänge, und verursachen dadurch Modifikationen an der Oberflächenstruktur. Weiterhin führen elektrische Ladungsträger auch direkt durch chemische Reaktionen oder physikalische Wechselwirkungen innerhalb der Schutzschicht zu Schädigungen an der Struktur der Schutzschicht, beispielsweise durch Beeinflussung der relativen Schichtspannungen.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that at least a portion of the protective layer is electrically grounded by means of a grounding element. Since electrically charged components are present in the environment of a hydrogen plasma, for example electrically charged ions, clusters and/or radicals and radical ions, which interact with a surface contacting the hydrogen plasma, electrical charge carriers accumulate under operating conditions on a surface coated with the protective layer, which can change the properties of the surface and the coating material through physical and/or chemical processes. In addition, charge carriers can be mobilized from materials by external irradiation with, for example, EUV light. As a result of the generation of mobile electrical charge carriers, an electrically charged surface is susceptible to spontaneous electrical discharges, for example, or contamination effects via electrically polarizable and/or charged particles from the environment of the surface. Furthermore, electrical charge carriers react with chemical components in the environment of the surface, for example through oxidation and/or reduction processes, and thereby cause modifications to the surface structure. Furthermore, electrical charge carriers also cause damage to the structure of the protective layer directly through chemical reactions or physical interactions within the protective layer, for example by influencing the relative layer stresses.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht aus mindestens einer Lage elektrisch-leitenden Materials, und/oder mindestens einer Lage elektrisch-isolierenden Materials, wobei die Zusammensetzung der Schutzschicht auf den einzelnen Oberflächen jeweils homogen ist. In einer Variante der Erfindung ist bei einer vielfach-periodischen Abfolge alternierender Lagen eines ersten elektrisch-leitenden Materials und eines zweiten elektrisch-isolierenden Materials eine erste Lage, gesehen vom Grundkörper aus, eine Lage elektrisch-leitenden Materials. In einer weiteren Variante der Erfindung ist bei einer vielfach-periodischen Abfolge alternierender Lagen eines ersten elektrisch-leitenden Materials und eines zweiten elektrisch-isolierenden Materials eine erste Lage, gesehen vom Grundkörper aus, eine Lage elektrisch-isolierenden Materials. In allen Varianten der Erfindung ist die Anzahl der Lagen elektrisch-leitenden Materials und elektrisch-isolierenden Materials nicht begrenzt. Die Verwendung derartiger vielfach-periodischer Abfolgen alternierender Lagen eines ersten elektrisch-leitenden Materials und eines zweiten elektrisch-isolierenden Materials erlaubt vorteilhafterweise die Realisierung gleichzeitiger elektrischer Leitfähigkeit zum Ausschluss elektrostatischer Aufladung des mechatronischen Elementes und isolierender Wirkung zur Vermeidung von Kurzschlüssen, insbesondere für Anwendungsfälle einer Vielzahl mechatronischer Elemente. Als elektrisch-isolierendes Material wird erfindungsgemäß jedes Material angesehen, welches einen spezifischen Widerstand von 1-1000 MΩ m aufweist.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that the protective layer consists of at least one layer of electrically conductive material and/or at least one layer of electrically insulating material, the composition of the protective layer on the individual surfaces being homogeneous in each case. In one variant of the invention, in the case of a multiple-periodic sequence of alternating layers of a first electrically conductive material and a second electrically insulating material, a first layer, as viewed from the base body, is a layer of electrically conductive material. In a further variant of the invention, in the case of a multiple-periodic sequence of alternating layers of a first electrically conductive material and a second electrically insulating material, a first layer, as viewed from the base body, is a layer of electrically insulating material. In all variants of the invention, the number of layers of electrically conductive material and electrically insulating material is not limited. The use of such multiple periodic sequences of alternating layers of a first electrically conductive material and a second electrically insulating material advantageously allows the realization of simultaneous electrical conductivity to exclude electrostatic charging of the mechatronic element and an insulating effect to avoid short circuits, in particular for applications involving a large number of mechatronic elements. According to the invention, any material which has a specific resistance of 1-1000 MΩ m is considered to be an electrically insulating material.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass jede Lage elektrisch-leitenden Materials, und/oder jede Lage elektrisch-isolierenden Materials eine Schichtdicke von 1 - 100 nm mit einem Schichtdickenfehler von 1 nm aufweist. Dabei ist ein Schichtdickenfehler definiert als über die gesamte Lage gesehene maximal zulässige Abweichung einer Ist-Schichtdicke von einer vorgegebenen Soll-Schichtdicke.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that each layer of electrically conductive material and/or each layer of electrically insulating material has a layer thickness of 1 - 100 nm with a layer thickness error of 1 nm. A layer thickness error is defined as the maximum permissible deviation of an actual layer thickness from a predetermined target layer thickness over the entire layer.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch-leitende Material eines der Elemente der Gruppen 3-6 und/oder der Gruppen 8-11 des Periodensystems der Elemente und/oder Re umfasst. Dabei besteht in einer Variante der Ausführungsform die Lage elektrisch-leifähigen Materials aus einer Legierung zweier, dreier, oder mehrerer der genannten Elemente mit einstellbaren stöchiometrischen Verhältnissen. Hierbei werden die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften der Schutzschicht, insbesondere der elektrische Leitwert, durch die stöchiometrische Zusammensetzung der Lage elektrisch-leitenden Materials definiert und sind über diese während eines Beschichtungsverfahrens einstellbar.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that the electrically conductive material comprises one of the elements of groups 3-6 and/or groups 8-11 of the periodic table of elements and/or Re. In a variant of the embodiment, the layer of electrically conductive material consists of an alloy of two, three or more of the above-mentioned elements with adjustable stoichiometric ratios. The physical and/or chemical properties of the protective layer, in particular the electrical conductivity, are defined by the stoichiometric composition of the layer of electrically conductive material and can be adjusted via this during a coating process.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch-isolierende Material Oxide und/oder Nitride umfasst und/oder aus einem keramischen Werkstoff besteht. Insbesondere enthält die Lage elektrisch-isolierenden Materials Verbindungen der Zusammensetzung AlOx, AlxOy und/oder TixOy, wobei x und y stöchiometrische Faktoren sind, welche auch ungerade Werte annehmen können.In a further advantageous embodiment of the invention, the mechatronic element is characterized in that the electrically insulating material comprises oxides and/or nitrides and/or consists of a ceramic material. In particular, the layer of electrically insulating material contains compounds of the composition AlOx, AlxOy and/or TixOy, where x and y are stoichiometric factors which can also assume odd values.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Einzelspiegel, wobei der erfindungsgemäße Einzelspiegel ein wie weiter oben bereits beschriebenes mechatronisches Element, sowie eine reflektierende, insbesondere DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung reflektierende, Beschichtung umfasst. In einer Variante der Erfindung ist der erfindungsgemäße Einzelspiegel dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Beschichtung mindestens teilweise auf mindestens einer der Oberflächen aufgebracht ist. In einer weiteren Variante ist der erfindungsgemäße Einzelspiegel dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Beschichtung auf der bereits oben beschriebenen Oberfläche des Substrates aufgebracht ist. Dabei weisen in beiden Ausführungsformen die Oberfläche der Schutzschicht und/oder die Oberfläche des Substrates eine Oberflächenrauheit im Bereich 80 - 500 pm mit einer Standardabweichung von höchstens 20 pm auf.The invention further relates to an individual mirror, wherein the individual mirror according to the invention comprises a mechatronic element as already described above, as well as a reflective coating, in particular one that reflects DUV and/or VUV and/or EUV radiation. In one variant of the invention, the individual mirror according to the invention is characterized in that the reflective coating is at least partially applied to at least one of the surfaces. In a further variant, the individual mirror according to the invention is characterized in that the reflective coating is applied to the surface of the substrate already described above. In both embodiments, the surface of the protective layer and/or the surface of the substrate have a surface roughness in the range 80 - 500 pm with a standard deviation of at most 20 pm.
In einer weiteren Variante der Erfindung handelt es sich bei der reflektierenden Beschichtung beispielsweise um eine Vielzahl von alternierenden Schichten von Molybdän und Silizium, sodass die reflektierende Beschichtung als EUV-Licht im Spektralbereich zwischen 5 - 30 nm, insbesondere bei 13.5 nm reflektiert. Die konkrete Ausgestaltung einer derartigen reflektierenden Beschichtung kann neben tatsächlich reflektierenden Schichten eine oder mehrere Zusatzschichten wie beispielsweise Schutzschichten, Basisschichten oder Haftvermittlungsschichten umfassen, welche dem Fachmann bekannt sind, so dass diese in der vorliegenden Anmeldung nicht näher beschrieben werden.In a further variant of the invention, the reflective coating is, for example, a plurality of alternating layers of molybdenum and silicon, so that the reflective coating reflects as EUV light in the spectral range between 5 - 30 nm, in particular at 13.5 nm. The specific design of such a reflective coating can comprise, in addition to actually reflective layers, one or more additional layers such as protective layers, base layers or adhesion-promoting layers, which are known to the person skilled in the art, so that these are not described in more detail in the present application.
In einer speziellen Variante der Erfindung ist die reflektierende Beschichtung zur Reflexion von unter streifendem Einfall auftreffender DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung ausgebildet. In einer weiteren Variante ist die reflektierende Beschichtung zur Reflexion von unter normalem Einfallswinkel und davon um +/-45° abweichenden Einfallswinkeln, insbesondere um +/-25° abweichenden Einfallswinkeln, weiter insbesondere um +/-15° abweichenden Einfallswinkeln, auftreffender EUV-Strahlung ausgebildet.In a special variant of the invention, the reflective coating is designed to reflect DUV and/or VUV and/or EUV radiation that strikes at grazing incidence. In a further variant, the reflective coating is designed to reflect EUV radiation that strikes at a normal angle of incidence and angles of incidence deviating from this by +/-45°, in particular angles of incidence deviating by +/-25°, further in particular angles of incidence deviating by +/-15°.
Die äußere Kontur und die reflektierende optische Oberfläche des Einzelspiegels nehmen, unter Berücksichtigung der zusätzlich zur Struktur beitragenden Schutzschicht und der reflektierenden Beschichtung, erfindungsgemäß die gleichen Ausgestaltungsformen an wie die bereits vorgängig für die Struktur des Substrates beschriebenen Varianten.According to the invention, the outer contour and the reflective optical surface of the individual mirror take on the same configurations as the variants already described above for the structure of the substrate, taking into account the protective layer and the reflective coating that additionally contribute to the structure.
In einer speziellen Variante beinhaltet die reflektierende optische Oberfläche des Einzelspiegels eine pseudo-zweidimensionale Gitterstruktur, insbesondere in der Form eines Beugungsgitters. Dabei beugt in einer speziellen Variante der Erfindung die Gitterstruktur beispielsweise unterschiedliche auf den Einzelspiegel einfallende spektrale Komponenten auf den Einzelspiegel auftreffenden Einfallslichtes, beispielsweise der zu reflektierenden DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung, in definierte räumliche Richtungen und erlaubt damit eine räumliche Trennung der einfallenden spektralen Komponenten. In einer weiteren speziellen Variante der Erfindung beugt eine Gitterstruktur zusätzlich zu der DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung in derselben Richtung auf den Einzelspiegel einfallende IR-Strahlung in eine weitere definierte räumliche Richtung und erlaubt damit eine räumliche spektrale Trennung der IR-Strahlung von der DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung.In a special variant, the reflective optical surface of the individual mirror contains a pseudo-two-dimensional grating structure, in particular in the form of a diffraction grating. In a special variant of the invention, the grating structure diffracts, for example, different spectral components of incident light impinging on the individual mirror, for example the DUV and/or VUV and/or EUV radiation to be reflected, in defined spatial directions and thus allows a spatial separation of the incident spectral components. In a further special variant of the invention, a grating structure diffracts IR radiation impinging on the individual mirror in the same direction in addition to the DUV and/or VUV and/or EUV radiation in a further defined spatial direction and thus allows a spatial spectral separation of the IR radiation from the DUV and/or VUV and/or EUV radiation.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Mikrospiegel-Array, wobei ein erfindungsgemäßes Mikrospiegel-Array einen ersten Einzelspiegel und einen zweiten Einzelspiegel umfasst. Ein erfindungsgemäßes Mikrospiegel-Array ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der eine erste Einzelspiegel und der eine zweite Einzelspiegel, unter Berücksichtigung der maximalen Bewegungsbereiche aller Bewegungsachsen der Aktuatoren des mindestens einen Aktuator-Systems, unabhängig voneinander in jedem durch das Aktuator-System verstellbaren Freiheitsgrad einstellbar sind, kontaktlos zueinander angeordnet sind, und zu einer näherungsweisen spaltfreien Anordnung reflektierender Beschichtungen angeordnet sind.The invention further relates to a micromirror array, wherein a micromirror array according to the invention comprises a first individual mirror and a second individual mirror. A micromirror array according to the invention is further characterized in that the one first individual mirror and the one second individual mirror can be adjusted independently of one another in every degree of freedom adjustable by the actuator system, taking into account the maximum ranges of movement of all axes of movement of the actuators of the at least one actuator system, are arranged contactlessly with one another, and are arranged to form an approximately gap-free arrangement of reflective coatings.
Die Grundkörper der Einzelspiegel des Mikrospiegel-Arrays sind in einer speziellen Ausführungsform in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, d.h. die Einzelspiegel befinden sich in einer koplanaren Baulage. Hierzu sind in einer weiteren speziellen Ausführungsform die Einzelspiegel auf einer gemeinsamen Grundplatte des Mikrospiegel-Arrays fixiert. In weiteren Varianten der Erfindung bilden die Grundkörper der Einzelspiegel des Mikrospiegel-Arrays eine nicht-koplanare Anordnung, insbesondere eine pseudo-konkave Anordnung, oder eine pseudo-konvexe Anordnung, oder eine nach einer Freiformfläche ausgestaltete Anordnung. In einer weiteren Variante ist mit einer Vielzahl von Einzelspiegeln mit jeweils planarer Oberfläche ein Mikrospiegel-Array mit insgesamt angenähert gekrümmten Reflexionsflächen realisiert. Die Genauigkeit der Annäherung der Anordnung von Einzelspiegeln mit planaren Oberflächen ist dabei abhängig von der Kantenlänge der Einzelspiegel, wobei jede Kante eines Einzelspiegels als tangentiale Annäherung an die Form der gekrümmten Reflexionsfläche des Mikrospiegel-Arrays aufgefasst wird.In a special embodiment, the base bodies of the individual mirrors of the micromirror array are arranged in a common plane, i.e. the individual mirrors are in a coplanar position. For this purpose, in a further special embodiment, the individual mirrors are fixed to a common base plate of the micromirror array. In further variants of the invention, the base bodies of the individual mirrors of the micromirror array form a non-coplanar arrangement, in particular a pseudo-concave arrangement, or a pseudo-convex arrangement, or an arrangement designed according to a free-form surface. In a further variant, a micromirror array with approximately curved reflection surfaces as a whole is realized with a large number of individual mirrors, each with a planar surface. The accuracy of the approximation of the arrangement of individual mirrors with planar surfaces depends on the edge length of the individual mirrors, with each edge of an individual mirror being understood as a tangential approximation to the shape of the curved reflection surface of the micromirror array.
In einer Variante ist die äußere Kontur des Mikrospiegel-Arrays beispielsweise polygonal, insbesondere trigonal, tetragonal, pentagonal, hexagonal, heptagonal, oktagonal, oder mit einer höheren Zähligkeit. Dabei weist in speziellen Varianten der Erfindung in jeder der Ausgestaltungsformen eine oder mehrere Kanten der äußeren Kontur des Mikrospiegel-Arrays eine gebogene Form auf. In weiteren Varianten sind tetragonale Konturen insbesondere als Quadrate oder als Rechtecke ausgebildet. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die äußere Kontur des Mikrospiegel-Arrays rund oder oval. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die Kontur des Mikrospiegel-Arrays als eine Freiform ausgestaltet.In one variant, the outer contour of the micromirror array is, for example, polygonal, in particular trigonal, tetragonal, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, or with a higher number of squares. In special variants of the invention, in each of the embodiments, one or more edges of the outer contour of the micromirror array have a curved shape. In other variants, tetragonal contours are designed in particular as squares or as rectangles. In another variant of the invention, the outer contour of the micromirror array is round or oval. In another variant of the invention, the contour of the micromirror array is designed as a free form.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Facettenspiegel, wobei ein erfindungsgemäßer Facettenspiegel eine Grundplatte, sowie mindestens ein erstes Mikrospiegel-Array und mindestens ein zweites Mikrospiegel-Array umfasst. Weiterhin ist ein erfindungsgemäßer Facettenspiegel dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mikrospiegel-Array und das zweite Mikrospiegel-Array auf der Grundplatte fixiert sind und eine gesamtheitliche Reflexionsfläche zur aktuatorisch-gesteuerten Reflexion von DUV, VUV-, und/oder EUV-Strahlung ausbilden. Jeder Einzelspiegel jedes Mikrospiegel-Arrays ist unabhängig in jedem durch ein Aktuator-System verstellbaren Freiheitsgrad, einstellbar. Dabei reihen sich die reflektierenden Oberflächen der Mikrospiegel-Arrays in einer Variante der Erfindung ohne Versatz aneinander, sodass eine quasi-stufenlose Fläche, nur unterbrochen von Spalten zwischen den Einzelspiegeln des Mikrospiegelarrays und von den Spalten zwischen den einzelnen Mikrospiegelarrays, ausgebildet ist.The invention further relates to a facet mirror, wherein a facet mirror according to the invention comprises a base plate, as well as at least one first micromirror array and at least one second micromirror array. Furthermore, a facet mirror according to the invention is characterized in that the first micromirror array and the second micromirror array are fixed to the base plate and form an overall reflection surface for actuator-controlled reflection of DUV, VUV and/or EUV radiation. Each individual mirror of each micromirror array can be adjusted independently in each degree of freedom that can be adjusted by an actuator system. In one variant of the invention, the reflective surfaces of the micromirror arrays are lined up next to one another without offset, so that a quasi-continuous surface is formed, only interrupted by gaps between the individual mirrors of the micromirror array and by the gaps between the individual micromirror arrays.
Ähnlich wie im oben beschriebenen Falle der Anordnung von Einzelspiegeln eines Mikrospiegel-Arrays, befinden sich auch in einer speziellen Ausführungsform der Facettenspiegel ein erstes Mikrospiegel-Array und ein zweites Mikrospiegel-Array in einer koplanaren Baulage. In weiteren Varianten der Erfindung bilden die Grundplatten der Mikrospiegel-Arrays des Facettenspiegels eine nicht-koplanare Anordnung, insbesondere eine pseudo-konkave Anordnung, oder eine pseudo-konvexe Anordnung, oder eine nach einer Freiformfläche ausgestaltete Anordnung. Der Facettenspiegel kann insbesondere als Multi-Ellipsoid-Spiegel ausgeführt sein. Anstelle von gekrümmten Einzelspiegeln können derartige gekrümmte Facettenspiegel wiederum durch Einzelspiegel-Gruppen mit planen Reflexionsflachen ersetzt werden, wobei die nicht-planaren Oberflachen eines derart ersetzten gekrümmten Facettenspiegels durch einen Polyeder von Einzelspiegeln eines Mikrospiegel-Arrays angenähert werden.Similar to the above-described case of the arrangement of individual mirrors of a micromirror array, in a special embodiment of the facet mirrors, a first micromirror array and a second micromirror array are in a coplanar position. In further variants of the invention, the base plates of the micromirror arrays of the facet mirror form a non-coplanar arrangement, in particular a pseudo-concave arrangement, or a pseudo-convex arrangement, or an arrangement designed according to a free-form surface. The facet mirror can in particular be designed as a multi-ellipsoid mirror. Instead of curved individual mirrors, such curved facet mirrors can in turn be replaced by individual mirror groups with flat reflection surfaces, with the non-planar surfaces of a curved facet mirror replaced in this way being approximated by a polyhedron of individual mirrors of a micromirror array.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung haben die Mikrospiegel-Arrays des Facettenspiegels die gleiche Form und Größe. In einer speziellen Ausführungsform haben die Mikrospiegel-Arrays des Facettenspiegels unterschiedliche, gemäß der obigen Ausführungen gestaltete, Formen und/oder Größen, sodass sich durch geeignete Kombinationen der Formen und Konturen der Mikrospiegel-Arrays Facettenspiegel als Freiformflächen annähern lassen.In a further aspect of the invention, the micromirror arrays of the facet mirror have the same shape and size. In a special embodiment, the micromirror arrays of the facet mirror have different shapes and/or sizes designed according to the above, so that facet mirrors can be approximated as free-form surfaces by suitable combinations of the shapes and contours of the micromirror arrays.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anlage der Halbleitertechnologie. Eine erfindungsgemäße Anlage der Halbleitertechnologie umfasst mindestens einen erfindungsgemäßen Facettenspiegel und ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Facettenspiegel als Teil eines Beleuchtungssystems DUV- und/oderVUV-, und/oder EUV-Strahlung von einer Strahlungsquelle zu einem Retikel leitet. In einer Variante handelt es sich bei einer Anlage der Halbleitertechnologie insbesondere um eine Anlage zur Produktion von strukturierten Halbleitersubstraten. In einer weiteren Variante ist eine Anlage der Halbleitertechnologie eine Anlage zur Qualifizierung von im Bereich der Halbleitertechnologie verwendeten Optiken. In einer weiteren Variante ist eine Anlage der Halbleitertechnologie eine Anlage aus dem Bereich der DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Halbleitertechnologie, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie von Wafern oder ähnlichen Substraten. In einer weiteren Variante ist eine Anlage der Halbleitertechnologie eine Maskeninspektionsanlage für die Halbleiterlithographie, oder eine Waferinspektionsanlage für die Halbleiterlithographie.The invention further relates to a semiconductor technology system. A semiconductor technology system according to the invention comprises at least one facet mirror according to the invention and is characterized in that the at least one facet mirror, as part of an illumination system, directs DUV and/or VUV and/or EUV radiation from a radiation source to a reticle. In one variant, a semiconductor technology system is in particular a system for producing structured semiconductor substrates. In another variant, a semiconductor technology system is a system for qualifying optics used in the field of semiconductor technology. In another variant, a semiconductor technology system is a system from the field of DUV and/or VUV and/or EUV semiconductor technology, in particular a projection exposure system for semiconductor lithography of wafers or similar substrates. In another variant, a semiconductor technology system is a mask inspection system for semiconductor lithography or a wafer inspection system for semiconductor lithography.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines mechatronischen Elementes. In einem ersten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens eine Komponente der mechatronischen Anordnung bereitgestellt, insbesondere ein Grundkörper und/oder ein Aktuator-System und/oder eine Verbindungseinheit und/oder ein Substrat. Aus den genannten Komponenten wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine mechatronische Anordnung unter Zuhilfenahme geeigneter Fügetechniken, beispielsweise Kleben und/oder mechanische Fügeverfahren und/oder Bonding Verfahren hergestellt. In einer weiteren Variante werden einzelne Komponenten durch geeignete Verfahren auf Oberflächen bestehender Komponenten aufwachsen lassen. In mehreren Ausführungsformen der Erfindung umfasst eine mechatronische Anordnung jeweils ein, zwei, oder mehrere der benannten Komponenten. In einem dritten Verfahrensschritt wird die mechatronische Anordnung mit Schutzschicht auf mindestens einer der Oberflächen und/oder innerhalb mindestens einer Kavität der mechatronischen Anordnung beschichtet, wodurch das mechatronische Element hergestellt wird.The invention also relates to a method for producing a mechatronic element. In a first step of a method according to the invention, at least one component of the mechatronic arrangement is provided, in particular a base body and/or an actuator system and/or a connection unit and/or a substrate. In a further method step, a mechatronic arrangement is produced from the components mentioned using suitable joining techniques, for example gluing and/or mechanical joining methods and/or bonding methods. In a further variant, individual components are grown on surfaces of existing components using suitable methods. In several embodiments of the invention, a mechatronic arrangement comprises one, two or more of the named components. In a third method step, the mechatronic arrangement is coated with a protective layer on at least one of the surfaces and/or within at least one cavity of the mechatronic arrangement, whereby the mechatronic element is produced.
In einer ersten vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die einzelnen Komponenten der mechatronischen Anordnung einzeln bereitgestellt, einzeln beschichtet und anschließend zu einem mechatronischen Element zusammengefügt, beispielsweise geklebt, mechanisch gefügt oder gebondet. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Schutzschicht auf allen Flächen, d.h. auch auf Flächen zwischen den Komponenten der mechatronischen Anordnung, ausgebildet ist.In a first advantageous variant of the method according to the invention, the individual components of the mechatronic arrangement are provided individually, coated individually and then assembled to form a mechatronic element, for example glued, mechanically joined or bonded. This variant has the advantage that the protective layer is formed on all surfaces, i.e. also on surfaces between the components of the mechatronic arrangement.
In einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst eine erste Komponente der mechatronischen Anordnung bereitgestellt und mit einer Schutzschicht beschichtet. Anschließend wird eine weitere Komponente der mechatronischen Anordnung bereitgestellt und auf die beschichtete erste Komponente gefügt, beispielsweise geklebt,mechanisch gefügt, gebondet, oder andere dem Fachmann bekannte Prozesse der Dünnschichttechnologie, Bulk-Mikrostrukturierung und Fügetechnologie bei MEMS, wodurch eine teilbeschichtete mechatronische Teilanordnung entsteht. In einem anschließenden Schritt wird die aus der beschichteten ersten Komponente und der zweiten Komponente bestehende teilbeschichtete mechatronische Teilanordnung mit einer weiteren Schutzschicht beschichtet. Hierdurch entsteht auf einigen Oberflächen und in Kavitäten der ersten Komponente eine zweite Lage einer Schutzschicht und auf einigen Oberflächen und in Kavitäten der zweiten Komponente eine erste Lage der Schutzschicht. Diese Verfahrensweise wird in der speziellen Ausführungsform für weitere Komponenten der mechatronischen Anordnung weitergeführt, solange bis alle vorgesehenen Komponenten der mechatronischen Anordnung zusammengefügt und beschichtet sind. Das Ergebnis des Herstellungsverfahrens ist ein mechatronisches Element, welches ausgehend von der ersten bereitgestellten Komponente bis zur letzten bereitgestellten Komponente je eine weitere Lage einer Schutzschicht auf einem Teil der Oberflächen und in Kavitäten der Komponenten aufweist.In a further advantageous variant of the method according to the invention, a first component of the mechatronic arrangement is first provided and coated with a protective layer. A further component of the mechatronic arrangement is then provided and joined to the coated first component, for example glued, mechanically joined, bonded, or other processes known to those skilled in the art of thin-film technology, bulk microstructuring and joining technology in MEMS, thereby creating a partially coated mechatronic sub-arrangement. In a subsequent step, the partially coated mechatronic sub-arrangement consisting of the coated first component and the second component is coated with a further protective layer. This creates a second layer of a protective layer on some surfaces and in cavities of the first component and a first layer of the protective layer on some surfaces and in cavities of the second component. In the special embodiment, this procedure is continued for further components of the mechatronic arrangement until all of the intended components of the mechatronic arrangement have been joined together and coated. The result of the manufacturing process is a mechatronic element which, starting from the first component provided up to the last component provided, has a further layer of a protective coating on a part of the surfaces and in cavities of the components.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Beschichten der mechatronischen Anordnung oder mindestens einer der Komponenten der mechatronischen Anordnung mit der Schutzschicht mittels eines hochkonformen Beschichtungsverfahrens. Ein hochkonformes Beschichtungsverfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass über die Gesamtheit der beschichteten Oberflächen, sowie über die Gesamtheit der Kavitäten ein Schichtdickenfehler von weniger als 1 nm als Abweichung von einer vorgegebenen Zielschichtdicke erreicht wird. Bei einem hochkonformen Beschichtungsverfahren handelt es sich beispielsweise um ein Verfahren der Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD), der chemischen Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD, einer Sputter-Abscheidung, Flüssigphasenabscheidung (Liquid-Precursor-Deposition) oder einer Pulsed-Laser-Deposition (PLD) Abscheidung. Diese Verfahren haben zum Vorteil, dass die Oberflächen ein hohes Maß an Konformität aufweisen. In einer speziellen Variante der Erfindung bildet sich daher in vorteilhafter Weise insbesondere eine geschlossene Lage der Schutzschicht auf den Komponenten aus. Des Weiteren bilden raue Oberflächen an unebenen Stellen, beispielsweise Stufen von Atomlagen oder auf Oberflächen ausgebildeten Clustern Angriffspunkte für chemisch reaktive Komponenten eines die Oberfläche umgebenden Mediums. Die hohe Konformität der Schutzschicht vermindert daher das Risiko für chemisch-induzierte Degradationsreaktionen der Schutzschicht mit Komponenten des Wasserstoffplasmas. Weiterhin lassen sich derartige hochkonforme Flächen in einfacher Weise mit reflektierenden Schichten zur Ausbildung von reflektierenden Oberflächen, insbesondere DUV-, VUV- und EUV-Licht reflektierenden Oberflächen, beschichten und die zur Erfüllung der Funktion notwendigen Oberflächeneigenschaften, insbesondere Rauheit und/oder Schichtdickenvariation und/oder Sauberkeit erreichen.In a further variant of the method according to the invention, the mechatronic arrangement or at least one of the components of the mechatronic arrangement is coated with the protective layer using a highly conformal coating method. A highly conformal coating method is characterized according to the invention in that a layer thickness error of less than 1 nm is achieved as a deviation from a predetermined target layer thickness over the entirety of the coated surfaces and over the entirety of the cavities. A highly conformal coating process is, for example, an atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), sputter deposition, liquid precursor deposition or pulsed laser deposition (PLD). These processes have the advantage that the surfaces have a high degree of conformity. In a special variant of the invention, a closed layer of the protective layer is therefore advantageously formed on the components. Furthermore, rough surfaces in uneven places, for example steps of atomic layers or clusters formed on surfaces, form points of attack for chemically reactive components of a medium surrounding the surface. The high conformity of the protective layer therefore reduces the risk of chemically induced degradation reactions of the protective layer with components of the hydrogen plasma. Furthermore, such highly conformal surfaces can be easily coated with reflective layers to form reflective surfaces, in particular DUV, VUV and EUV light reflecting surfaces, and to achieve the surface properties necessary to fulfil the function, in particular roughness and/or layer thickness variation and/or cleanliness.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Beschichtungsverfahren während des Beschichtungsschrittes der mechatronischen Anordnung mit einer Schutzschicht aus einer Abfolge von einzelnen Beschichtungsschritten.. In einem weiteren Aspekt dieser Variante der Erfindung handelt es sich bei den Beschichtungsverfahren für ein elektrisch-leitendes Material und ein elektrisch-isolierendes Material um das gleiche Beschichtungsverfahren. In einem weiteren Aspekt der Erfindung handelt es sich bei den Beschichtungsverfahren für ein elektrisch-leitendes Material und ein elektrisch-isolierendes Material um unterschiedliche Beschichtungsverfahren.In a further variant of the method according to the invention, the coating process during the coating step of the mechatronic arrangement with a protective layer consists of a sequence of individual coating steps. In a further aspect of this variant of the invention, the coating processes for an electrically conductive material and an electrically insulating material are the same Coating methods. In a further aspect of the invention, the coating methods for an electrically conductive material and an electrically insulating material are different coating methods.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines mechatronischen Elementes beinhaltet das Verfahren weiterhin eine chemische und/oder physikalische Bearbeitung der Schutzschicht. Ein vorteilhafter Aspekt dieser Variante ist dabei die Reinigung der Schutzschicht nachfolgende des Beschichtungsverfahrens. Ein weiterer vorteilhafter Aspekt dieser Variante ist beispielsweise das chemische und/oder physikalische Nachbearbeiten der Oberfläche zur Erreichung der erfindungsgemäßen Oberflächenrauheit. Ein weiterer vorteilhafter Aspekt dieser Variante ist beispielsweise eine chemische und/oder physikalische Bearbeitung zwecks Erhöhung der chemischen und/oder physikalischen Stabilität der Schutzschicht und/oder zur Vorbereitung weiterer Verfahrensschritte der Bearbeitung und/oder Beschichtung. In einem weiteren Aspekt dieser Ausführungsform wird ein entsprechendes chemisches und/oder physikalisches Bearbeitungsverfahren jeweils auch nach jedem einzelnen der vorgängig beschriebenen sequenziellen (Teil-)Beschichtungen einzelner Komponenten der mechatronischen Anordnung und/oder einzelner mechatronischer Teilanordnungen ausgeführt.In a further embodiment of the method according to the invention for producing a mechatronic element, the method further includes chemical and/or physical processing of the protective layer. An advantageous aspect of this variant is the cleaning of the protective layer following the coating process. Another advantageous aspect of this variant is, for example, the chemical and/or physical post-processing of the surface to achieve the surface roughness according to the invention. Another advantageous aspect of this variant is, for example, chemical and/or physical processing for the purpose of increasing the chemical and/or physical stability of the protective layer and/or for preparing further processing and/or coating steps. In a further aspect of this embodiment, a corresponding chemical and/or physical processing method is also carried out after each of the previously described sequential (partial) coatings of individual components of the mechatronic arrangement and/or individual mechatronic sub-arrangements.
In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ein weiterer Verfahrensschritt das Herstellen einer Erdung mindestens einer Lage elektrisch-leitenden Materials der Schutzschicht mittels eines Erdungselementes. Ein Erdungselement ist in einer speziellen Variante der Erfindung derart mit der Lage elektrisch-leitenden Materials der Schutzschicht verbunden, dass ein entsprechender Potentialausgleich der Lage des elektrisch-leitenden Materials sichergestellt ist. In einer weiteren speziellen Variante des Verfahrens werden ein, zwei, oder mehrere Erdungselemente zur Herstellung eines elektrischen Potentialausgleiches der Schutzschicht verwendet. In speziellen geometrischen Ausgestaltungsformen der mechatronischen Anordnung und oder der Komponenten der mechatronischen Anordnung, sowie durch Anwendung von chemischen und/oder physikalischen Bearbeitungsverfahren einer Lage einer Schutzschicht während des Herstellungsverfahrens des mechatronischen Elementes erfolgt eine Verwendung mehrerer Erdungselemente derart, dass ein elektrischer Potentialausgleich aller elektrisch-leitenden Lagen der Schutzschicht ausgebildet ist. Dies hat zum Vorteil, dass alle elektrisch-leitenden Lagen mit einem elektrischen Potentialausgleich versehen sind und sich auch beispielsweise zwischen mehreren Schichten elektrisch-leitenden Materials und elektrisch-isolierenden Materials keine durch fehlenden elektrischen Potentialausgleich hervorgerufenen Schädigungen der Schutzschicht ergeben.In a further embodiment of a method according to the invention, a further method step comprises producing a grounding of at least one layer of electrically conductive material of the protective layer by means of a grounding element. In a special variant of the invention, a grounding element is connected to the layer of electrically conductive material of the protective layer in such a way that a corresponding potential equalization of the layer of electrically conductive material is ensured. In a further special variant of the method, one, two or more grounding elements are used to produce an electrical potential equalization of the protective layer. In special geometric configurations of the mechatronic arrangement and/or the components of the mechatronic arrangement, as well as by applying chemical and/or physical processing methods of a layer of a protective layer during the manufacturing process of the mechatronic element, several grounding elements are used in such a way that an electrical potential equalization of all electrically conductive layers of the protective layer is formed. This has the advantage that all electrically conductive layers are provided with an electrical potential equalization and, for example, between several layers of electrically conductive material and electrically insulating material, no damage to the protective layer caused by a lack of electrical potential equalization occurs.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Einzelspiegels. Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Einzelspiegels umfasst in einem ersten Verfahrensschritt das Bereitstellen eines erfindungsgemäßen mechatronischen Elementes gemäß den oben angegebenen Ausführungen. Ein zweiter, nachfolgender Verfahrensschritt betrifft das Beschichten mindestens einer Oberfläche der Schutzschicht und/oder einer Oberfläche einer Komponente der mechatronischen Anordnung und/oder des mechatronischen Elementes mit einer reflektierenden, insbesondere DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung reflektierenden, Beschichtung. In einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht ein Beschichtungsverfahren aus einer Vielzahl von Einzelschritten, während welcher jeweils eine Lage einer definierten physikalischen, insbesondere optischen, Eigenschaft mindestens teilweise auf eine Oberfläche aufgebracht wird. Das Beschichtungsverfahren ist insbesondere dazu geeignet, eine auf dem Substrat und/oder der Schutzschicht bestehende Gitterstruktur mit den erfindungsgemäßen Ausgestaltungsformen für die Schichtdicke und die Oberflächenrauheit mit einer reflektierenden, insbesondere DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung reflektierenden, Beschichtung zu beschichten. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat zum Vorteil, dass ein reflektierendes optisches Element, insbesondere ein zur Reflexion von DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung ausgestalteter Spiegel, aus einem erfindungsgemäßen mechatronischen Element hergestellt wird, welches auf mindestens einer Oberfläche einer Komponente des Einzelspiegels und innerhalb mindestens einer Kavität eine erfindungsgemäße Schutzschicht aufweist. Hierdurch wird erfindungsgemäß ein reflektierendes optisches Element hergestellt, welches die Anforderungen an reflektierende optische Elemente innerhalb einer Anlage der Halbleitertechnologie in verbesserter Form erfüllt.The invention also relates to a method for producing an individual mirror according to the invention. The method for producing the individual mirror according to the invention comprises, in a first method step, providing a mechatronic element according to the invention in accordance with the above-mentioned embodiments. A second, subsequent method step relates to coating at least one surface of the protective layer and/or a surface of a component of the mechatronic arrangement and/or the mechatronic element with a reflective coating, in particular one that reflects DUV and/or VUV and/or EUV radiation. In a further aspect of the invention, a coating method consists of a large number of individual steps, during each of which a layer of a defined physical, in particular optical, property is at least partially applied to a surface. The coating method is particularly suitable for coating a grid structure existing on the substrate and/or the protective layer with the inventive embodiments for the layer thickness and the surface roughness with a reflective coating, in particular one that reflects DUV and/or VUV and/or EUV radiation. The use of the method according to the invention has the advantage that a reflective optical element, in particular a mirror designed to reflect DUV and/or VUV and/or EUV radiation, is produced from a mechatronic element according to the invention, which has a protective layer according to the invention on at least one surface of a component of the individual mirror and within at least one cavity. In this way, a reflective optical element is produced according to the invention which meets the requirements for reflective optical elements within a semiconductor technology system in an improved form.
In einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Beschichtungsschritt mindestens einer Oberfläche der mechatronischen Anordnung mit einer DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung reflektierenden Beschichtung vorgängig zu der mindestens teilweisen Beschichtung der mechatronischen Anordnung mit der Schutzschicht.In a further variant of a method according to the invention, a coating step of at least one surface of the mechatronic arrangement with a coating reflecting DUV and/or VUV and/or EUV radiation takes place prior to the at least partial coating of the mechatronic arrangement with the protective layer.
In einer weiteren vorteilhaften Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Beschichtung mindestens einer Oberfläche einer einzelnen Komponente der mechatronischen Anordnung mit einer DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung reflektierenden Beschichtung vorgängig zu der Herstellung der mechatronischen Anordnung.In a further advantageous variant of a method according to the invention, at least one surface of an individual component of the mechatronic arrangement is coated with a DUV and/or VUV and/or EUV Radiation-reflecting coating prior to the manufacture of the mechatronic assembly.
In einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Beschichtungsschritt mindestens einer Oberfläche der mechatronischen Anordnung mit einer DUV- und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung reflektierenden Beschichtung zwischen einem ersten Beschichtungsschritt mindestens eines Teils der mechatronischen Anordnung und einem zweiten Beschichtungsschritt eines weiteren Teils der mechatronischen Anordnung, wobei der erste Beschichtungsschritt und der zweite Beschichtungsschritt eine mindestens teilweise Beschichtung mindestens eines Teils der mechatronischen Anordnung mit der Schutzschicht umfasst.In a further variant of a method according to the invention, a coating step of at least one surface of the mechatronic arrangement with a coating reflecting DUV and/or VUV and/or EUV radiation takes place between a first coating step of at least a part of the mechatronic arrangement and a second coating step of a further part of the mechatronic arrangement, wherein the first coating step and the second coating step comprise an at least partial coating of at least a part of the mechatronic arrangement with the protective layer.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of embodiments of the invention, based on the figures of the drawing, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be implemented individually or in groups in any combination in a variant of the invention.
FigurenlisteCharacter list
Ausführungsbeispiele sind in den schematischen Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
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1 a eine schematische Darstellung einer mechatronischen Anordnung (100'). -
1 b eine schematische Darstellung einer mechatronischen Anordnung (100') und relevanter Oberflächen. -
1 c eine weitere schematische Darstellung der mechatronischen Anordnung (100') und relevanter Oberflächen. -
1 d eine weitere schematische Darstellung der mechatronischen Anordnung (100') und relevanter Kavitäten. -
1 e eine schematische Darstellung eines mechatronischen Elementes (100) mit einer Schutzschicht. -
1 f eine weitere schematische Darstellung des mechatronischen Elementes (100) mit einer Schutzschicht und relevanter Oberflächen. -
1 g eine weitere schematische Darstellung eines mechatronischen Elementes 100 mit einer Schutzschicht und relevanter Oberflächen. -
2 Wirkungsweise einer Schutzschicht eines mechatronischen Elementes (100) gegen Komponenten eines Wasserstoffplasmas -
3 Detailansicht eines mechatronischen Elementes mit einer Schutzschicht. -
4 a eine schematische Darstellung eines Einzelspiegels (127), (128) -
4 b eine weitere schematische Darstellung eines Einzelspiegels (127), (128) -
5 a eine Detailansicht eines Einzelspiegels (127), (128) -
5 b eine weitere Detailansicht eines Einzelspiegels (127), (128) -
5 c eine weitere Detailansicht eines Einzelspiegels (127), (128) -
5 d eine weitere Detailansicht eines Einzelspiegels (127), (128) -
5 e eine weitere Detailansicht eines Einzelspiegels (127), (128) -
5 f eine weitere Detailansicht eines Einzelspiegels (127), (128) -
5 g eine weitere Detailansicht eines Einzelspiegels (127), (128) -
6 eine schematische Darstellung eines Mikrospiegel-Arrays (200) -
7 eine schematische Darstellung eines Facettenspiegels (300) -
8 eine schematische Darstellung einer Anlage der Halbleitertechnologie (400) im Meridionalschnitt am Beispiel einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV- Halbleiterlithografie -
9 schematisches Diagramm der Verfahrensschritte zur Herstellung eines mechatronischen Elementes (100) -
10 schematisches Diagramm der Verfahrensschritte zur Herstellung eines Einzelspiegels (127), (128)
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1 a a schematic representation of a mechatronic arrangement (100'). -
1 b a schematic representation of a mechatronic arrangement (100') and relevant surfaces. -
1c another schematic representation of the mechatronic arrangement (100') and relevant surfaces. -
1 d another schematic representation of the mechatronic arrangement (100') and relevant cavities. -
1 e a schematic representation of a mechatronic element (100) with a protective layer. -
1 f a further schematic representation of the mechatronic element (100) with a protective layer and relevant surfaces. -
1g another schematic representation of amechatronic element 100 with a protective layer and relevant surfaces. -
2 Mode of action of a protective layer of a mechatronic element (100) against components of a hydrogen plasma -
3 Detailed view of a mechatronic element with a protective layer. -
4 a a schematic representation of a single mirror (127), (128) -
4 b another schematic representation of a single mirror (127), (128) -
5 a a detailed view of a single mirror (127), (128) -
5 b another detailed view of a single mirror (127), (128) -
5c another detailed view of a single mirror (127), (128) -
5 days another detailed view of a single mirror (127), (128) -
5 e another detailed view of a single mirror (127), (128) -
5 f another detailed view of a single mirror (127), (128) -
5g another detailed view of a single mirror (127), (128) -
6 a schematic representation of a micromirror array (200) -
7 a schematic representation of a facet mirror (300) -
8 a schematic representation of a semiconductor technology system (400) in meridional section using the example of a projection exposure system for EUV semiconductor lithography -
9 schematic diagram of the process steps for producing a mechatronic element (100) -
10 Schematic diagram of the process steps for producing a single mirror (127), (128)
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
Die mechatronische Anordnung (100') umfasst ein Substrat (101), ein Verbindungselement (102), ein Aktuator-System (103), sowie einen Grundkörper (105). Dabei besteht ein Verbindungselement (102) weiterhin aus einem Gelenk mit mindestens einer Gelenkbasis (133) und mindestens einer Gelenkstruktur (131). Das erfindungsgemäße mechatronische Element (100) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (106) mindestens teilweise aufgebracht ist auf mindestens einer Oberfläche (107) - (119) und/oder mindestens teilweise innerhalb mindestens einer Kavität (132).The mechatronic arrangement (100') comprises a substrate (101), a connecting element (102), an actuator system (103), and a base body (105). A connecting element (102) further comprises a joint with at least one joint base (133) and at least one joint structure (131). The mechatronic element (100) according to the invention is characterized in that the protective layer (106) is at least partially applied to at least one surface (107) - (119) and/or at least partially within at least one cavity (132).
In einer Variante der Erfindung befindet sich die Schutzschicht (106) ebenfalls jeweils zwischen zwei der Komponenten der mechatronischen Anordnung (100'), beispielsweise zwischen der Grundkörper (105) und der Gelenkbasis (133).In a variant of the invention, the protective layer (106) is also located between two of the components of the mechatronic arrangement (100'), for example between the base body (105) and the joint base (133).
In einer weiteren Variante der Erfindung umfasst die mechatronische Anordnung (100') zusätzlich eine Sensoreinheit (104).In a further variant of the invention, the mechatronic arrangement (100') additionally comprises a sensor unit (104).
In einer Variante der Ausführungsform enthält das Substrat (101) und/oder das Verbindungselement (102) und/oder das Aktuator-System (103) und/oder die Sensoreinheit (104) und/oder der Grundkörper (105) Silizium. In einer bevorzugten Variante ist das Substrat (101) beispielsweise ein Silizium-Wafer oder ein Teil eines Silizium-Wafer, welcher mit Hilfe der MEMS-Technologie hergestellt ist. Dabei besteht das Substrat (101) aus amorphem, mono-kristallinem oder poly-kristallinem Silizium. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Substrat (105) und/oder das Verbindungselement (102) und/oder das Aktuator-System (103) und/oder die Sensoreinheit (104) und/oder der Grundkörper (105) beispielsweise aus Silizium-haltigen Quarzglas. In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das verwendete Quarzglas mit Titan und/oder mit Bor und/oder mit Phosphor und/oder mit Scandium dotiert. In einer weiteren Variante ist das Quarzglas eine Silizium-haltige Glaskeramik.In a variant of the embodiment, the substrate (101) and/or the connecting element (102) and/or the actuator system (103) and/or the sensor unit (104) and/or the base body (105) contains silicon. In a preferred variant, the substrate (101) is, for example, a silicon wafer or a part of a silicon wafer which is produced using MEMS technology. The substrate (101) consists of amorphous, monocrystalline or polycrystalline silicon. In a further development of the invention, the substrate (105) and/or the connecting element (102) and/or the actuator system (103) and/or the sensor unit (104) and/or the base body (105) is, for example, made of silicon-containing quartz glass. In a further aspect of the invention, the quartz glass used is doped with titanium and/or with boron and/or with phosphorus and/or with scandium. In another variant, the quartz glass is a glass ceramic containing silicon.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechatronische Element (100) dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Substrates (101) im Raum und/oder die Orientierung des Substrates (101) relativ zu einer Oberfläche (114) des Grundkörpers (105) mittels des Aktuator-Systems (103) in jeweils mindestens einem Freiheitsgrad eingestellt wird. Zur Erleichterung der Erläuterung von Lagebeziehungen wird nachfolgend unter anderem ein globales kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet, wie in
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Substrat (101) mittels der Gelenkstruktur (131) verkippbar ausgeführt. Dabei wird das Substrat (101) in x-Richtung und/oder y-Richtung durch die Gelenkstruktur (131) verkippt. Dabei wirkt mindestens ein Aktuator-System (103) derart auf das Substrat (101) und/oder das Verbindungselement (102) und/oder den Grundkörper (105), dass das Substrat (101) in x- und/oder y-Richtung verkippt wird. Das Verbindungselement (102) hat für die Verkippung des Substrates (101) in x-Richtung und in y-Richtung ebenfalls jeweils eine Nullposition, aus welcher das Substrat (101) aktuatorisch in positive oder negative Werte der Verkippung verkippt wird. Dabei weist die Verkippung in x-Richtung und in y-Richtung eine zu der translatorischen Bewegung in z-Richtung analoge und bereits oben diskutierte vorteilhafte Dämpfung und Rückführung der Auslenkung in die Nullposition auf.In a further advantageous embodiment of the invention, the substrate (101) is designed to be tiltable by means of the joint structure (131). The substrate (101) is tilted in the x-direction and/or y-direction by the joint structure (131). At least one actuator system (103) acts on the substrate (101) and/or the connecting element (102) and/or the base body (105) in such a way that the substrate (101) is tilted in the x-direction and/or y-direction. The connecting element (102) also has a zero position for tilting the substrate (101) in the x-direction and in the y-direction, from which the substrate (101) is tilted by actuators to positive or negative values of the tilt. The tilting in the x-direction and in the y-direction has an advantageous damping and return of the deflection to the zero position, analogous to the translational movement in the z-direction and already discussed above.
In einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung werden die translatorische Bewegung des Substrates (101) in z-Richtung und die verkippende Bewegung des Substrates (101) in x-Richtung und y-Richtung miteinander kombiniert, sodass ein hohes Maß an Einstellbarkeit der Position und der Orientierung des Substrates (101) im dreidimensionalen Raum gegeben ist.In a further advantageous variant of the invention, the translational movement of the substrate (101) in the z-direction and the tilting movement of the substrate (101) in the x-direction and y-direction are combined with one another, so that a high degree of adjustability of the position and orientation of the substrate (101) in three-dimensional space is provided.
Die Sensoreinheit (104), welche mindestens einen Sensor enthält, misst mindestens eine chemische und/oder physikalische Eigenschaft des Aktuator-Systems (103) und/oder des Substrates (101). In einer ersten Variante dieser vorteilhaften Ausführungsform misst die entsprechende Sensoreinheit (104) die Auslenkung bzw. die Verkippung des Substrates (101) relativ zu den entsprechenden Ruhepositionen bzw. Nullpositionen in x- Richtung und/oder in y-Richtung und/oder in z-Richtung und gibt die Information über eine Leitungseinheit (130) an eine Auswerteeinheit weiter. Letztere ist in der
Die Oberfläche (107) des Substrates (101) ist in speziellen Varianten der Erfindung planar, konvex-gekrümmt, konkav-gekrümmt, oder als eine Freiform-Oberfläche ausgestaltet. In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung weist in einer speziellen Ausführungsform die Oberfläche (107) des Substrates (101) eine Strukturierung, beispielsweise in der Form eines pseudo-zweidimensionalen Gitters auf, insbesondere in der Form eines Beugungsgitters.In special variants of the invention, the surface (107) of the substrate (101) is planar, convex-curved, concave-curved, or designed as a free-form surface. In an additional aspect of the invention, in a special embodiment, the surface (107) of the substrate (101) has a structure, for example in the form of a pseudo-two-dimensional grating, in particular in the form of a diffraction grating.
Die äußere Kontur derartiger Substrate (101) ist geometrisch nicht beschränkt. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die äußere Kontur des Substrates (101) beispielsweise polygonal, insbesondere trigonal, tetragonal, pentagonal, hexagonal, heptagonal, oktagonal, oder mit einer höheren Zähligkeit und die Kantenlängen der Seitenkanten der polygonalen Struktur des Substrates (101) sind gleich lang. In einer weiteren Variante der Erfindung sind die Kantenlängen der Seitenkanten der polygonalen Struktur des Substrates (101) mindestens teilweise ungleich lang. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die äußere Kontur des Substrates (101) rund oder oval. Dabei kann in jeder der Ausgestaltungsformen eine oder mehrere Kanten Substrates (101) eine gebogene Kontur aufweisen. In weiteren Varianten sind tetragonale Konturen insbesondere als Quadrate oder als Rechtecke ausgebildet. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die äußere Kontur des Substrates (101) rund oder oval. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die Kontur des Substrates (101) als eine Freiform ausgestaltet.The outer contour of such substrates (101) is not geometrically limited. In a further variant of the invention, the outer contour of the substrate (101) is, for example, polygonal, in particular trigonal, tetragonal, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, or with a higher number of points, and the edge lengths of the side edges of the polygonal structure of the substrate (101) are of equal length. In a further variant of the invention, the edge lengths of the side edges of the polygonal structure of the substrate (101) are at least partially of unequal length. In a further variant of the invention, the outer contour of the substrate (101) is round or oval. In each of the embodiments, one or more edges of the substrate (101) can have a curved contour. In further variants, tetragonal contours are designed in particular as squares or as rectangles. In a further variant of the invention, the outer contour of the substrate (101) is round or oval. In a further variant of the invention, the contour of the substrate (101) is designed as a freeform.
Die Schutzschicht (106) weist erfindungsgemäß eine mittlere Schichtdicke im Bereich 10-1000 nm, vorzugsweise 30 - 300 mm, weiter vorzugsweise 50 - 150 nm mit einem Schichtdickenfehler von höchstens 1 nm auf.According to the invention, the protective layer (106) has an average layer thickness in the range 10-1000 nm, preferably 30-300 nm, more preferably 50-150 nm with a layer thickness error of at most 1 nm.
Die Oberfläche (107.3) der Schutzschicht (106) und/oder die Oberfläche (107.1) des Substrates (101) weisen erfindungsgemäß eine Oberflächenrauheit im Bereich 80 - 500 pm mit einer Standardabweichung von höchstens 20 pm auf.According to the invention, the surface (107.3) of the protective layer (106) and/or the surface (107.1) of the substrate (101) have a surface roughness in the range 80 - 500 pm with a standard deviation of at most 20 pm.
Die Schutzschicht (106) ist in einer weiteren Variante der Erfindung amorph, kristallin, oder teilkristallin. In dieser Ausführungsform lässt sich die vorgängig benannte Oberflächenrauheit einfach erreichen.In a further variant of the invention, the protective layer (106) is amorphous, crystalline, or partially crystalline. In this embodiment, the previously mentioned surface roughness can be easily achieved.
Weiterhin ist in einer weiteren Ausführungsform der elektrische Leitwert der Schutzschicht (106) durch Dotierung in einem Bereich von 10-2 - 10-4 S eingestellt, wobei die Einstellung des Leitwertes über eine geeignete Wahl der Beschichtungsparameter in einem geeigneten Schritt eines Beschichtungsprozesses erfolgt.Furthermore, in a further embodiment, the electrical conductivity of the protective layer (106) is adjusted by doping in a range of 10 -2 - 10 -4 S, wherein the conductivity is adjusted by a suitable choice of the coating parameters in a suitable step of a coating process.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, wie in
Das Wasserstoffplasma umfasst dabei gasförmige Ionen, beispielsweise H2 +, H3 +, usw., freie Protonen, freie Elektronen, und/oder freie Radikale (H., H2·, usw.) und wird in einer Umgebung mit, im Vergleich zu Standardbedingungen, herrschendem Unterdruck von Wasserstoff-Gas bis hin zu einem Vakuum erzeugt. Derartige Komponenten eines Wasserstoffplasmas sind reaktiv gegenüber vielen chemischen Materialien, insbesondere gegenüber Silizium, und greifen diese Materialien reaktiv an. Dabei treten chemische Auflösungsprozesse bzw. Ätzprozesse, chemische Umstrukturierungen oder Umorganisationen von Materialien, An- und/oder Einlagerungsprozesse an und/oder in den angegriffenen Materialien und/oder seiner Oberflächen auf.The hydrogen plasma comprises gaseous ions, for example H 2 + , H 3 + , etc., free protons, free electrons, and/or free radicals (H, H 2 ·, etc.) and is generated in an environment with a negative pressure of hydrogen gas or even a vacuum compared to standard conditions. Such components of a hydrogen plasma are reactive towards many chemical materials, in particular silicon, and attack these materials reactively. Chemical dissolution processes or etching processes, chemical restructuring or reorganization of materials, and accumulation and/or storage processes occur on and/or in the attacked materials and/or their surfaces.
In einer Variante dieser Ausführungsform ist die Schutzschicht (106) impermeabel gegenüber allen Komponenten eines Wasserstoff-Plasmas.In a variant of this embodiment, the protective layer (106) is impermeable to all components of a hydrogen plasma.
In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Wasserstoffplasma weitere Komponenten, wie z.B. Edelgasatome, oder andere molekulare Verbindungen wie beispielsweise Stickstoff. Bei Vorhandensein weiterer Komponenten in der Wasserstoffplasma-Umgebung, reagieren auch die weiteren Komponenten mit den reaktiven Komponente (120) und der Komponenten (121) des Wasserstoffplasmas, woraus ebenfalls reaktive weitere Komponenten entstehen. In dieser Variante der Ausführungsform ist die Schutzschicht (106) auch gegen diese reaktiven weiteren Komponenten beständig.In a further embodiment, the hydrogen plasma contains other components, such as noble gas atoms, or other molecular compounds compounds such as nitrogen. If further components are present in the hydrogen plasma environment, the further components also react with the reactive components (120) and the components (121) of the hydrogen plasma, from which further reactive components are also formed. In this variant of the embodiment, the protective layer (106) is also resistant to these further reactive components.
Die Schutzschicht (106) fungiert dabei als physikalische und/oder chemische Barriere gegenüber den reaktiven Komponenten (120) und Komponenten (121) des Wasserstoffplasmas und stellt deren Formstabilität und chemische Stabilität und Integrität sicher.The protective layer (106) acts as a physical and/or chemical barrier against the reactive components (120) and components (121) of the hydrogen plasma and ensures their dimensional stability and chemical stability and integrity.
In einer Variante der Erfindung wird das Plasma durch Laser-vermitteltes Verdampfen von Metall-Clustern und Tröpfchen, insbesondere Zinn, in einer Wasserstoff-Umgebung induziert. Hierdurch entstehen spektral-verschiedene und in ihrer Intensität verschiedene Strahlungsemissionen, deren Wellenlängen unter anderem im spektralen Bereich der DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) liegen (5 -300 nm). Diese Strahlung erzeugt aus gasförmigem Wasserstoff ein Wasserstoffplasma. Die entsprechende DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) wirkt auf sämtliche Materialien, welche im Wirkungsbereich des Wasserstoffplasmas verortet sind, dementsprechend auch auf die Schutzschicht (106). Durch die Wirkung der DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) auf die Schutzschicht (106) kann die DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) von der Schutzschicht (106) absorbiert werden, wodurch es im Zuge elektronischer Anregung der Schutzschicht (106) zu thermischer Dissipation der eingetragenen Strahlungsenergie und/oder Ionisation der chemischen Komponenten der Schutzschicht (106) kommt. Aus diesem Grund ist die Schutzschicht (106) vorteilhafterweise stabil gegenüber den Einflüssen der am Wirkort der DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) herrschenden Bedingungen ausgestaltet. Da elektronische Anregung durch DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) im Bereich 5 - 300 nm durch kein bekanntes Material vollständig ausgeschlossen wird und daher durch die Wirkung der DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) auf die Schutzschicht (106) zwangsläufig ein thermischer Dissipationsprozess der eingetragenen Strahlungsenergie erfolgt, ist das Material der Schutzschicht (106) vorteilhafterweise beständig gegenüber Temperaturen größer als 473 K ausgestaltet, insbesondere gegenüber Temperaturen im Bereich 473 - 2500 K, weiter insbesondere gegenüber Temperaturen im Bereich 473 - 1500 K, weiter insbesondere gegenüber Temperaturen im Bereich 473 - 800 K.In a variant of the invention, the plasma is induced by laser-mediated vaporization of metal clusters and droplets, in particular tin, in a hydrogen environment. This produces spectrally different and intensified radiation emissions whose wavelengths lie, among other things, in the spectral range of DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) (5 - 300 nm). This radiation generates a hydrogen plasma from gaseous hydrogen. The corresponding DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) acts on all materials located in the area of effect of the hydrogen plasma, and accordingly also on the protective layer (106). Due to the effect of the DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) on the protective layer (106), the DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) can be absorbed by the protective layer (106), which leads to thermal dissipation of the introduced radiation energy and/or ionization of the chemical components of the protective layer (106) during electronic excitation of the protective layer (106). For this reason, the protective layer (106) is advantageously designed to be stable against the influences of the conditions prevailing at the site of action of the DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123). Since electronic excitation by DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) in the range 5 - 300 nm is not completely excluded by any known material and therefore the effect of the DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) on the protective layer (106) inevitably results in a thermal dissipation process of the introduced radiation energy, the material of the protective layer (106) is advantageously designed to be resistant to temperatures greater than 473 K, in particular to temperatures in the range 473 - 2500 K, further in particular to temperatures in the range 473 - 1500 K, further in particular to temperatures in the range 473 - 800 K.
In einer ersten Variante dieser Ausführungsform befinden sich zu den Oberflächen (114.1), (114.2) und (115.1) analoge Beschichtungen (106) ebenfalls mindestens teilweise auf mindestens einer der Oberflächen (107) - (119). In der gezeigten Variante der Ausführungsform besteht die Schutzschicht aus einer mehrfachwiederkehrenden Abfolge alternierender Lagen eines ersten elektrisch-leitenden Materials (124) und eines zweiten elektrisch-isolierenden Materials (125). Die erste Schichtlage der Schutzschicht (106) ist, betrachtet ausgehend vom Grundkörper (105), eine Lage elektrisch-isolierenden Materials (125). Die darauffolgende Schichtlage mit einem größeren Abstand zum Grundkörper (105) ist eine Lage elektrisch-leitenden Materials (124). Die beschriebene Sequenz einer Abfolge elektrisch-leitenden Materials (124) und elektrisch-isolierenden Materials (125) wiederholt sich in dieser Variante der Ausführungsform anschließend mit größer werdendem Abstand zum Grundkörper (105). Dabei ist die Anzahl von Abfolgen erfindungsgemäß nicht begrenzt. In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist die Anzahl von Abfolgen maximal 30, insbesondere maximal 20, weiter insbesondere maximal 10. In einem Aspekt dieser Variante ist das mechatronische Element (100) sequenziell aus den einzelnen Komponenten und jeweils einer Schutzschicht (106) aufgebaut, wodurch eine Schutzschicht (106) zwischen den Komponenten des mechatronischen Elementes (100) vorliegen, beispielsweise an der Oberfläche (118.2) oder an der Oberfläche (112.2), usw..In a first variant of this embodiment, coatings (106) analogous to the surfaces (114.1), (114.2) and (115.1) are also at least partially located on at least one of the surfaces (107) - (119). In the variant of the embodiment shown, the protective layer consists of a repeatedly repeating sequence of alternating layers of a first electrically conductive material (124) and a second electrically insulating material (125). The first layer of the protective layer (106), viewed from the base body (105), is a layer of electrically insulating material (125). The subsequent layer with a greater distance from the base body (105) is a layer of electrically conductive material (124). The described sequence of a sequence of electrically conductive material (124) and electrically insulating material (125) is then repeated in this variant of the embodiment with an increasing distance from the base body (105). The number of sequences is not limited according to the invention. In an advantageous variant of the invention, the number of sequences is a maximum of 30, in particular a maximum of 20, more particularly a maximum of 10. In one aspect of this variant, the mechatronic element (100) is constructed sequentially from the individual components and a protective layer (106) in each case, whereby a protective layer (106) is present between the components of the mechatronic element (100), for example on the surface (118.2) or on the surface (112.2), etc.
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist die erste Lage der Schutzschicht (106) vom Grundkörper (105) aus gesehen eine Lage elektrisch-isolierenden Materials (125).In a further variant of the embodiment, the first layer of the protective layer (106) as seen from the base body (105) is a layer of electrically insulating material (125).
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist die erste Lage der Schutzschicht (106) vom Grundkörper (105) aus gesehen eine Lage elektrisch-leitenden Materials (124). In a further variant of the embodiment, the first layer of the protective layer (106) as seen from the base body (105) is a layer of electrically conductive material (124).
In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform besteht die Schutzschicht (106) aus genau einer Lage elektrisch-isolierenden Materials (125) oder aus einer Lage elektrisch-leitenden Materials (124).In a further variant of this embodiment, the protective layer (106) consists of exactly one layer of electrically insulating material (125) or one layer of electrically conductive material (124).
In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform besteht die Schutzschicht (106) aus genau zwei aufeinanderfolgenden Lagen unterschiedlichen Materials, d.h. aus einer Lage elektrisch-isolierenden Materials (125) und aus einer Lage elektrisch-leitenden Materials (124). Dabei kann sowohl die erste Lage vom Grundkörper aus gesehen die Lage elektrisch-isolierenden Materials (125) oder die Lage elektrisch-leitenden Materials (124) sein.In a further variant of this embodiment, the protective layer (106) consists of exactly two consecutive layers of different material, i.e. a layer of electrically insulating material (125) and a layer of electrically conductive material (124). The first layer, as seen from the base body, can be either the layer of electrically insulating material (125) or the layer of electrically conductive material (124).
In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform befindet sich auf allen Oberflächen (107) - (119) eine einheitlich ausgestaltete Schutzschicht (106) mit der gleichen Anzahl und Abfolge von Lagen elektrisch-leitenden Materials (124) und/oder Lagen elektrisch-isolierenden Materials (125).In a further variant of this embodiment, a uniformly designed protective layer (106) with the same number and sequence of layers of electrically conductive material (124) and/or layers of electrically insulating material (125) is located on all surfaces (107) - (119).
In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform befinden sich auf mindestens zwei der Oberflächen (107) - (119) jeweils eine Schutzschicht (106) mit einer unterschiedlichen Anzahl und einer unterschiedlichen Abfolge von Lagen elektrisch-leitenden Materials (124) und/oder elektrisch-isolierenden Materials (125).In a further variant of this embodiment, a protective layer (106) with a different number and a different sequence of layers of electrically conductive material (124) and/or electrically insulating material (125) is located on at least two of the surfaces (107) - (119).
In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform befindet sich auf mindestens einer Oberfläche (107) - (119) mindestens teilweise keine Schutzschicht (106). Insbesondere befindet sich in dieser Variante der Ausführungsform zwischen zwei Teilen des mechatronischen Elementes (100), beispielsweise auf der Oberfläche (114.1), der Oberfläche (112.2), der Oberfläche (107.2), der Oberfläche (111.2), der Oberfläche (118.1) oder der Oberfläche (118.2), mindestens teilweise keine Schutzschicht (106). Weiter insbesondere befindet sich in dieser Variante dieser Ausführungsform auf der Oberfläche (107.1) keine Schutzschicht (106).In a further variant of this embodiment, there is at least partially no protective layer (106) on at least one surface (107) - (119). In particular, in this variant of the embodiment, there is at least partially no protective layer (106) between two parts of the mechatronic element (100), for example on the surface (114.1), the surface (112.2), the surface (107.2), the surface (111.2), the surface (118.1) or the surface (118.2). Further in particular, in this variant of this embodiment, there is no protective layer (106) on the surface (107.1).
In einem zusätzlichen Aspekt dieser Variante setzt sich eine Schutzschicht (106) mindestens teilweise an mindestens einer an die Oberfläche (107.1) angrenzenden Oberfläche (108.1) und/oder (108.2) mindestens teilweise fort, wobei der Fortsatz der Schutzschicht (106) eine Ausdehnung von bis zu 10 Mikrometern beträgt. Weiter insbesondere befindet sich in dieser Variante dieser Ausführungsform auf der Oberfläche (108.1) und/oder (108.2) mindestens teilweise keine Schutzschicht (106). In an additional aspect of this variant, a protective layer (106) continues at least partially on at least one surface (108.1) and/or (108.2) adjacent to the surface (107.1), the extension of the protective layer (106) having an extent of up to 10 micrometers. Furthermore, in particular, in this variant of this embodiment, there is at least partially no protective layer (106) on the surface (108.1) and/or (108.2).
Die Zusammensetzungen der Lagen elektrisch-leitenden Materials (124) und elektrisch-isolierenden Materials (125) werden erfindungsgemäß derart gewählt, dass sich die vorherrschenden Schichtspannungen mindestens teilweise kompensieren. In einer weiteren Variante der Ausführungsform kann eine zusätzliche Lage eines Materials mit gezielt spannungskompensierender Wirkung in die Schutzschicht (106) eingebracht werden.The compositions of the layers of electrically conductive material (124) and electrically insulating material (125) are selected according to the invention such that the prevailing layer stresses at least partially compensate each other. In a further variant of the embodiment, an additional layer of a material with a targeted stress-compensating effect can be introduced into the protective layer (106).
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist die Schutzschicht (106) des mechatronischen Elementes (100) mit einem Erdungselement (129) geerdet. Hierzu ist, wie in
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist ein entsprechendes Leitungselement mit mehreren Lagen elektrisch-leitenden Materials (124) derart verbunden, dass ein elektrischer Ladungsausgleich zwischen allen Lagen elektrisch-leitenden Materials (124) und einer Masse des Erdungselementes (129) ausgestaltet ist.In a further variant of the embodiment, a corresponding line element is connected to several layers of electrically conductive material (124) in such a way that an electrical charge balance is formed between all layers of electrically conductive material (124) and a mass of the grounding element (129).
Erfindungsgemäß hat jede Lage elektrisch-leitenden Materials (124) und/oder jede Lage elektrisch-isolierenden Materials (125) eine Schichtdicke von 1 - 100 nm mit einer Schichtdickenfehler von 1 nm.According to the invention, each layer of electrically conductive material (124) and/or each layer of electrically insulating material (125) has a layer thickness of 1 - 100 nm with a layer thickness error of 1 nm.
Die Lage elektrisch-leitenden Materials (124) umfasst eines der Elemente der Gruppen 3-6 und/oder der Gruppen 8-11 und/oder Re.The layer of electrically conductive material (124) comprises one of the elements of groups 3-6 and/or groups 8-11 and/or Re.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Lage elektrisch-leitenden Materials (124) aus einer Legierung zweier, dreier, oder mehrerer der genannten Elemente mit einstellbaren stöchiometrischen Verhältnissen. Dabei werden die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften der Schutzschicht (106), insbesondere der elektrische Leitwert, durch die stöchiometrische Zusammensetzung der Lage elektrisch-leitenden Materials (124) definiert und werden über diese während eines Beschichtungsverfahrens eingestellt. In a further embodiment, the layer of electrically conductive material (124) consists of an alloy of two, three or more of the above-mentioned elements with adjustable stoichiometric ratios. The physical and/or chemical properties of the protective layer (106), in particular the electrical conductivity, are defined by the stoichiometric composition of the layer of electrically conductive material (124) and are adjusted via this during a coating process.
Die Lage elektrisch-isolierenden Materials (125) besteht aus einem keramischen Werkstoff und/oder umfasst Oxide oder Nitride. Insbesondere enthält die Lage elektrisch-isolierenden Materials (125) Verbindungen der Zusammensetzung AlOx, AlxOy und/oder TixOy, wobei x und y stöchiometrische Faktoren sind.The layer of electrically insulating material (125) consists of a ceramic material and/or comprises oxides or nitrides. In particular, the layer of electrically insulating material (125) contains compounds of the composition AlO x , Al x O y and/or Ti x O y , where x and y are stoichiometric factors.
In einer in
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist die Beschichtung (126) auf der Oberfläche (107.4) aufgebracht.In a further variant of the embodiment, the coating (126) is applied to the surface (107.4).
In einer in
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist die Beschichtung (126) zusätzlich zu der Beschichtung (126) auf der Oberfläche (107.4) mindestens teilweise auf der Oberfläche (108.4) aufgebracht.In a further variant of the embodiment, the coating (126) is applied at least partially to the surface (108.4) in addition to the coating (126) on the surface (107.4).
Weitere vorteilhafte Varianten der Ausführungsform des Einzelspiegels (127) sind in
In
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist, wie in
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist, wie in
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist, wie in
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist, wie in
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist, wie in
In einer weiteren Variante der Ausführungsform ist, wie in
In allen Varianten der erfindungsgemäßen Ausführungsformen weisen die Oberfläche (107.1) und/oder die Oberfläche (107.3) eine Oberflächenrauheit im Bereich 80 - 500 pm mit einer Standardabweichung von höchstens 20 pm auf.In all variants of the embodiments according to the invention, the surface (107.1) and/or the surface (107.3) have a surface roughness in the range 80 - 500 pm with a standard deviation of at most 20 pm.
In den gezeigten Varianten ist die reflektierende Beschichtung (126) aus einer Vielzahl von alternierenden Schichten mit jeweils voneinander abweichenden physikalischen Eigenschaften, insbesondere optischen Eigenschaften aufgebaut, beispielsweise Brechungsindexunterschiede. In einem Aspekt der Erfindung handelt es sich bei der reflektierenden Beschichtung (126) um alternierende Schichten von Molybdän und Silizium, sodass die reflektierende Beschichtung (126) als EUV-Licht reflektierende Beschichtung für Licht im Spektralbereich zwischen 5 - 30 nm, insbesondere bei 13.5 nm, ausgestaltet ist. In einem weiteren Aspekt der Erfindung beträgt die Anzahl einzelner Schichten der reflektierenden Beschichtung (126) maximal 100, insbesondere maximal 70, weiter insbesondere maximal 50.In the variants shown, the reflective coating (126) is made up of a plurality of alternating layers, each with different physical properties, in particular optical properties, for example differences in refractive index. In one aspect of the invention, the reflective coating (126) is made up of alternating layers of molybdenum and silicon, so that the reflective coating (126) is designed as an EUV light-reflecting coating for light in the spectral range between 5 - 30 nm, in particular at 13.5 nm. In a further aspect of the invention, the number of individual layers of the reflective coating (126) is a maximum of 100, in particular a maximum of 70, further in particular a maximum of 50.
Die äußere Kontur und die optische Oberfläche (134) des Einzelspiegels (127) nehmen, unter Berücksichtigung der zusätzlich zur Struktur beitragenden Schutzschicht (106) und der reflektierenden Beschichtung (126), erfindungsgemäß die gleichen Ausgestaltungsformen an wie die bereits vorgängig für die Struktur des Substrates (101) diskutierten Varianten. Dabei beugt in einer speziellen Variante der Erfindung eine Gitterstruktur beispielsweise unterschiedliche auf den Einzelspiegel (127) einfallende spektrale Komponenten eines Einfallslichtes, beispielsweise der zu reflektierenden DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123), in definierte räumliche Richtungen und erlaubt damit eine räumliche spektrale Trennung der einfallenden spektralen Komponenten. In einer weiteren speziellen Variante der Erfindung beugt eine Gitterstruktur zusätzlich zu der DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) in derselben Richtung auf den Einzelspiegel (127) einfallende IR-Strahlung in eine weitere definierte räumliche Richtung und erlaubt damit eine räumliche spektrale Trennung der IR-Strahlung von der DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123).According to the invention, the outer contour and the optical surface (134) of the individual mirror (127), taking into account the protective layer (106) and the reflective coating (126) that additionally contribute to the structure, take on the same design forms as the variants already previously discussed for the structure of the substrate (101). In a special variant of the invention, a grating structure, for example, diffracts different spectral components of an incident light incident on the individual mirror (127), for example the DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) to be reflected, in defined spatial directions and thus allows a spatial spectral separation of the incident spectral components. In a further specific variant of the invention, a grating structure diffracts IR radiation incident on the individual mirror (127) in a further defined spatial direction in addition to the DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) in the same direction and thus allows a spatial spectral separation of the IR radiation from the DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123).
Im Fall der auf der Oberfläche (107) aufgebrachten reflektierenden Beschichtung (126) sind die Schutzschicht (106) und die reflektierende Beschichtung (126) derart kontaktiert, dass das Substrat (101) vollständig umhüllt ist. Sind unterschiedliche Bereiche der Schutzschicht (106), wie in der Figur angedeutet, nicht elektrisch-leitend miteinander verbunden, ist für jeden unabhängig elektrisch-leitenden Bereich der Schutzschicht (106) ein separates Erdungselement (129) verbaut. In einer weiteren Variante der Ausführungsform sind die unterschiedlichen, unabhängig elektrisch-leitenden Bereiche der Schutzschicht (106) über separate Leitungselemente, beispielsweise Kabel, mit demselben Erdungselement (129) verbunden.In the case of the reflective coating (126) applied to the surface (107), the protective layer (106) and the reflective coating (126) are contacted in such a way that the substrate (101) is completely covered. If different areas of the protective layer (106) are not electrically connected to one another, as indicated in the figure, a separate grounding element (129) is installed for each independently electrically conductive area of the protective layer (106). In a further variant of the embodiment, the different, independently electrically conductive areas of the protective layer (106) are connected to the same grounding element (129) via separate line elements, for example cables.
In
In der gezeigten Variante der
In der gezeigten Variante der
In einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Oberflächen (134) der Einzelspiegel (127, 128) die gleiche Ausgestaltungsform auf. In einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Oberflächen (134) der Einzelspiegel (127, 128) unterschiedliche Ausgestaltungsformen auf.In a further aspect of the invention, the surfaces (134) of the individual mirrors (127, 128) have the same design. In a further aspect of the invention, the surfaces (134) of the individual mirrors (127, 128) have different design shapes.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung reihen sich die zur Reflektion von DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) vorgesehenen Bereiche der reflektierenden Beschichtung (126) sämtlicher aktuierbarer Einzelspiegel (127,128) ohne Versatz in z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems aneinander. Hierdurch ist eine quasi-stufenlose DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) reflektierende Fläche des Mikrospiegel-Arrays (200) ausgebildet, welche nur unterbrochen ist durch die Spalte zwischen den Einzelspiegeln (127, 128). In a further embodiment of the invention, the areas of the reflective coating (126) of all actuatable individual mirrors (127, 128) intended for reflecting DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) are arranged next to one another without offset in the z direction of a Cartesian coordinate system. This forms a quasi-continuous surface of the micromirror array (200) that reflects DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123), which is only interrupted by the gaps between the individual mirrors (127, 128).
Insbesondere betrifft eine derartige Variante die Ruheposition als Nullposition des Verbindungselementes (102), in welcher sich sämtliche aktuierbare Einzelspiegel (127,128) ohne Versatz in z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems aneinanderreihen.In particular, such a variant relates to the rest position as the zero position of the connecting element (102), in which all actuatable individual mirrors (127, 128) are lined up without offset in the z-direction of a Cartesian coordinate system.
Die Grundkörper (105) der Einzelspiegel (127, 128) des Mikrospiegel-Arrays (200) sind in der speziellen Ausführungsform der
In
Der erfindungsgemäße Facettenspiegel (300) ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass, wie oben beschrieben, jeder erste Einzelspiegel (127) und jeder zweite Einzelspiegel (128) jedes Mikrospiegel-Arrays (200, 201) unabhängig voneinander, in jedem durch ein Aktuator-System (103) verstellbaren Freiheitsgrad, einstellbar sind. In einer speziellen Variante der Erfindung sind das erste Mikrospiegel-Array (200) und das zweite Mikrospiegel-Array (201) kontaktlos zueinander angeordnet, sowie weiterhin zu einer näherungsweisen spaltfreien Anordnung reflektierender Beschichtungen (126) angeordnet. Eine näherungsweise spaltfreie Anordnung reflektierender Beschichtungen (126) ist, unter Berücksichtigung der maximalen Bewegungsbereiche aller Bewegungsachsen des Aktuator-Systems (103) aller Einzelspiegel (127, 128), derart definiert, dass ein erfindungsgemäßer Facettenspiegel (300) einen Füllgrad von mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%, insbesondere mindestens 95%, insbesondere mindestens 98%, aufweist. Dies bedeutet, dass die Summe der Flächen der zur Reflektion von DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-Strahlung (123) vorgesehenen Bereiche der reflektierenden Beschichtung (126) sämtlicher kippbarer Einzelspiegel (127,128) des Facettenspiegels (300) einen entsprechenden Anteil der Gesamtfläche des Facettenspiegels (300) ausmacht. Dies bedeutet wiederum, dass die Spalte zwischen den Mikrospiegel-Arrays (200, 201) eine maximale Breite von höchstens 100 µm, insbesondere höchstens 50 µm, insbesondere höchstens 20 µm, insbesondere höchstens 10 µm aufweisen.The facet mirror (300) according to the invention is further characterized in that, as described above, each first individual mirror (127) and each second individual mirror (128) of each micromirror array (200, 201) can be adjusted independently of one another in each degree of freedom that can be adjusted by an actuator system (103). In a special variant of the invention, the first micromirror array (200) and the second micromirror array (201) are arranged in a contactless manner with respect to one another and are also arranged to form an approximately gap-free arrangement of reflective coatings (126). An approximately gap-free arrangement of reflective coatings (126) is defined, taking into account the maximum ranges of movement of all axes of movement of the actuator system (103) of all individual mirrors (127, 128), such that a facet mirror (300) according to the invention has a fill level of at least 80%, in particular at least 90%, in particular at least 95%, in particular at least 98%. This means that the sum of the areas of the areas of the reflective coating (126) of all tiltable individual mirrors (127, 128) of the facet mirror (300) intended for reflecting DUV and/or VUV and/or EUV radiation (123) makes up a corresponding proportion of the total area of the facet mirror (300). This in turn means that the gaps between the micromirror arrays (200, 201) have a maximum width of at most 100 µm, in particular at most 50 µm, in particular at most 20 µm, in particular at most 10 µm.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung haben die Mikrospiegel-Arrays (200, 201) des Facettenspiegels (300) die gleiche Form und Größe. In einem speziellen Aspekt der Erfindung haben die Mikrospiegel-Arrays (200, 201) des Facettenspiegels (300) unterschiedliche, gemäße der obigen Ausführungen gestaltete, Formen und/oder Größen. In den benannten Varianten der Erfindung sind daher sowohl polygonale, runde, ovale oder auch als Freiformen äußerlich konturierte Facettenspiegel realisiert.In a further aspect of the invention, the micromirror arrays (200, 201) of the facet mirror (300) have the same shape and size. In a specific aspect of the invention, the Micromirror arrays (200, 201) of the facet mirror (300) have different shapes and/or sizes designed in accordance with the above statements. In the named variants of the invention, therefore, polygonal, round, oval or externally contoured free-form facet mirrors are realized.
In
Es versteht sich, dass die Verwendung des mechatronischen Elementes (100) als Teil eines Facettenspiegels (300) nicht auf eine Verwendung des mechatronischen Elementes (100) innerhalb einer Anlage der Halbleitertechnologie (400) beschränkt ist.It is understood that the use of the mechatronic element (100) as part of a facet mirror (300) is not limited to a use of the mechatronic element (100) within a semiconductor technology system (400).
Im Folgenden werden weiterhin und unter Bezugnahme auf die
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems (401) der Projektionsbelichtungsanlage hat neben einer Strahlungsquelle (402) eine Beleuchtungsoptik (403) zur Beleuchtung eines Objektfeldes (404) in einer Objektebene (405). Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle (402) auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle (402) nicht.One embodiment of an illumination system (401) of the projection exposure system has, in addition to a radiation source (402), an illumination optics (403) for illuminating an object field (404) in an object plane (405). In an alternative embodiment, the light source (402) can also be provided as a separate module from the rest of the illumination system. In this case, the illumination system does not comprise the light source (402).
Beleuchtet wird ein im Objektfeld (404) angeordnetes Retikel (406). Das Retikel (406) ist von einem Retikelhalter (407) gehalten. Der Retikelhalter (407) ist über einen Retikelverlagerungsantrieb (408) insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.A reticle (406) arranged in the object field (404) is illuminated. The reticle (406) is held by a reticle holder (407). The reticle holder (407) can be displaced via a reticle displacement drive (408), in particular in a scanning direction.
In der
Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Projektionsoptik (409). Die Projektionsoptik (409) dient zur Abbildung des Objektfeldes (404) in ein Bildfeld (410) in einer Bildebene (411). Die Bildebene (411) verläuft parallel zur Objektebene (405). Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene (405) und der Bildebene (411) möglich.The projection exposure system comprises a projection optics (409). The projection optics (409) are used to image the object field (404) into an image field (410) in an image plane (411). The image plane (411) runs parallel to the object plane (405). Alternatively, an angle other than 0° between the object plane (405) and the image plane (411) is also possible.
Abgebildet wird eine auf dem Retikel (406) befindliche Struktur auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes (410) in der Bildebene (411) angeordneten Substrates 412. In der Regel ist dieses Substrat (412) ein Wafer. Der Wafer (412) wird von einem Waferhalter (413) gehalten. Der Waferhalter (413) ist über einen Waferverlagerungsantrieb (414) insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels (406) über den Retikelverlagerungsantrieb (408) und andererseits des Wafers (412) über den Waferverlagerungsantrieb (414) kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure located on the reticle (406) is imaged onto a light-sensitive layer of a
Bei der Strahlungsquelle (402) handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle (402) emittiert insbesondere EUV-Strahlung (415), welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle (402) kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle (402) kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The radiation source (402) is an EUV radiation source. The radiation source (402) emits in particular EUV radiation (415), which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light. The useful radiation has in particular a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The radiation source (402) can be a plasma source, for example an LPP source (laser produced plasma, plasma generated using a laser) or a DPP source (gas discharged produced plasma, plasma generated by means of gas discharge). It can also be a synchrotron-based radiation source. The radiation source (402) can be a free-electron laser (FEL).
Die Beleuchtungsstrahlung (415), die von der Strahlungsquelle (402) ausgeht, wird von einem Kollektor (416) gebündelt. Bei dem Kollektor (416) kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors (416) kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45° gegenüber der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung (415) beaufschlagt werden. Der Kollektor (416) kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation (415) emanating from the radiation source (402) is bundled by a collector (416). The collector (416) can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector (416) can be in grazing incidence (GI), i.e. with angles of incidence greater than 45° with respect to the normal direction of the mirror surface, or in normal incidence (NI), i.e. with incidence angles smaller than 45°, with the illumination radiation (415). The collector (416) can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress stray light.
Nach dem Kollektor (416) propagiert die Beleuchtungsstrahlung (415) durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene (417). Die Zwischenfokusebene (417) kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle (402) und den Kollektor 416, und der Beleuchtungsoptik (403) darstellen.After the collector (416), the illumination radiation (415) propagates through an intermediate focus in an intermediate focal plane (417). The intermediate focal plane (417) can represent a separation between a radiation source module, having the radiation source (402) and the
Die Beleuchtungsoptik (403) umfasst einen Umlenkspiegel (418) und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 419. Bei dem Umlenkspiegel (418) 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 (418) als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung (415) von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel (419) in einer Ebene der Beleuchtungsoptik (403) angeordnet ist, die zur Objektebene (405) als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel (419) umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten (420), welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten (420) sind in der
Die ersten Facetten (420) können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten (420) können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets (420) can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or partially circular edge contour. The first facets (420) can be designed as flat facets or alternatively as convex or concave curved facets.
Wie beispielsweise aus der [
Zwischen dem Kollektor (416) und dem Umlenkspiegel (418) verläuft die Beleuchtungsstrahlung (415) horizontal, also längs der y-Richtung.Between the collector (416) and the deflection mirror (418), the illumination radiation (415) runs horizontally, i.e. along the y-direction.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik (403) ist dem ersten Facettenspiegel (419) nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 421. Sofern der zweite Facettenspiegel (421) in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik (403) angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel (421) kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik (403) angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel (419) und dem zweiten Facettenspiegel (421) auch als spekularer Reflektor bezeichnet. A
Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
Der zweite Facettenspiegel (421) umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten (422). Die zweiten Facetten (422) werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror (421) comprises a plurality of second facets (422). In the case of a pupil facet mirror, the second facets (422) are also referred to as pupil facets.
Bei den zweiten Facetten (422) kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die [
Die zweiten Facetten (422) können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets (422) may have planar or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.
Die Beleuchtungsoptik (403) bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics (403) thus form a double faceted system. This basic principle is also called a honeycomb condenser (Fly's Eye Integrator).
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel (421) nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik (409) optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der Pupillenfacettenspiegel (421) gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik (409) verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der [
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels (421) werden die einzelnen ersten Facetten (420) in das Objektfeld (404) abgebildet. Der zweite Facettenspiegel (421) ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung (415) im Strahlengang vor dem Objektfeld (404).The individual first facets (420) are imaged into the object field (404) with the help of the second facet mirror (421). The second facet mirror (421) is the last bundle-forming or actually the last mirror for the illumination radiation (415) in the beam path in front of the object field (404).
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik (403) kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel (421) und dem Objektfeld (404) eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten (420) in das Objektfeld (404) beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik (403) angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen. In a further embodiment of the illumination optics (403) not shown, a transmission element can be arranged in the beam path between the second facet mirror (421) and the object field (404). optics can be arranged, which in particular contributes to the imaging of the first facets (420) in the object field (404). The transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics (403). The transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for normal incidence (NI mirrors, normal incidence mirrors) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GI mirrors, grazing incidence mirrors).
Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage durchnummeriert sind.The projection exposure system comprises a plurality of mirrors Mi, which are numbered according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system.
Die Beleuchtungsoptik (403) hat bei der Ausführung, die in der
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik (403) kann der Umlenkspiegel (418) auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik (403) nach dem Kollektor (416) dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel (419) und den zweiten Facettenspiegel (421).In a further embodiment of the illumination optics (403), the deflection mirror (418) can also be omitted, so that the illumination optics (403) after the collector (416) can then have exactly two mirrors, namely the first facet mirror (419) and the second facet mirror (421).
Die Abbildung der ersten Facetten (420) mittels der zweiten Facetten (422) beziehungsweise mit den zweiten Facetten 12 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene (405) ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the first facets (420) by means of the second facets (422) or with the second facets 12 and a transmission optics into the object plane (405) is usually only an approximate imaging.
Bei dem in der
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik (403), hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung (415) aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without a rotational symmetry axis. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one rotational symmetry axis of the reflection surface shape. The mirrors Mi, just like the mirrors of the illumination optics (403), can have highly reflective coatings for the illumination radiation (415). These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.
Die Projektionsoptik (409) hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes (404) und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes (410). Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene (405) und der Bildebene 411.The projection optics (409) have a large object-image offset in the y-direction between a y-coordinate of a center of the object field (404) and a y-coordinate of the center of the image field (410). This object-image offset in the y-direction can be approximately as large as a z-distance between the object plane (405) and the
Die Projektionsoptik (409) kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik (409) liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection optics (409) can in particular be anamorphic. In particular, it has different image scales βx, βy in the x and y directions. The two image scales βx, βy of the projection optics (409) are preferably (βx, βy) = (+/- 0.25, +/- 0.125). A positive image scale β means an image without image inversion. A negative sign for the image scale β means an image with image inversion.
Die Projektionsoptik (409) führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics (409) thus leads to a reduction in the ratio 4:1 in the x-direction, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction.
Die Projektionsoptik (409) führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics (409) leads to a reduction of 8:1 in the y-direction, i.e. in the scanning direction.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other image scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld (404) und dem Bildfeld (410) kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 409, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der [
Jeweils eine der Pupillenfacetten (422) ist genau einer der Feldfacetten (420) zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes (404) zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhler`schen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten (420) in eine Vielzahl an Objektfeldern (404) zerlegt. Die Feldfacetten (420) erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 422.Each of the pupil facets (422) is assigned to exactly one of the field facets (420) to form an illumination channel for illuminating the object field (404). This can result in particular in illumination according to the Köhler principle. The far field is broken down into a plurality of object fields (404) using the field facets (420). The field facets (420) generate a plurality of images of the intermediate focus on the
Die Feldfacetten (420) werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette (422) einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 14 auf das Retikel (406) abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes (404) ist insbesondere möglichst gleichmäßig. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The field facets (420) are each superimposed by an associated pupil facet (422) to illuminate the object field 14 imaged onto the reticle (406). The illumination of the object field (404) is in particular as uniform as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. The field uniformity can be achieved by superimposing different illumination channels.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik (409) definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik (409) eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.By arranging the pupil facets, the illumination of the entrance pupil of the projection optics (409) can be defined geometrically. By selecting the illumination channels, in particular the subset of the pupil facets that guide light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics (409) can be set. This intensity distribution is also referred to as the illumination setting.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik (403) kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the region of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics (403) can be achieved by a redistribution of the illumination channels.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes (404) sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik (409) beschrieben.In the following, further aspects and details of the illumination of the object field (404) and in particular the entrance pupil of the projection optics (409) are described.
Die Projektionsoptik (409) kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics (409) can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik (409) lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel (421) nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik (409), welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels (421) telezentrisch auf den Wafer (412) abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the projection optics (409) cannot usually be illuminated precisely with the pupil facet mirror (421). When the projection optics (409) telecentrically images the center of the pupil facet mirror (421) onto the wafer (412), the aperture rays often do not intersect at a single point. However, a surface can be found in which the pairwise determined distance of the aperture rays is minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugated to it in spatial space. In particular, this surface shows a finite curvature.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik (409) 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 (421) und dem Retikel (406) bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.It is possible that the projection optics (409) have different positions of the entrance pupil for the tangential and the sagittal beam path. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror (421) and the reticle (406). With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.
Bei der in der
Der erste Facettenspiegel (419) ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel (421) definiert ist.The first facet mirror (419) is arranged tilted to an arrangement plane which is defined by the second facet mirror (421).
Es kann sein, dass die Spiegel M1-M11 als reflektierende optische Elemente ausgeführt sind, welche mittels mindestens eines Kanals temperiert werden. Ebenfalls können die einzelnen mechatronischen Elemente derart gestaltet sein, dass jedes einzelne mechatronische Element temperiert werden kann. In diesem Fall gehören zu den Spiegeln M1-M11 Temperiereinrichtungen (423-433). Dabei kann jeweils eine der Temperiereinrichtungen (423-433) jeweils einem der Elemente M1-M11 zugeordnet sein. Es ist ebenfalls möglich, dass eine der Temperiereinrichtungen (423-433) zur Temperierung mehr als eines Spiegels verwendet wird. In diesem Fall reduziert sich die benötigte Anzahl der Temperiereinrichtungen (423-433) entsprechend. Die Temperiereinrichtungen (423-433) können derart ausgeführt sein, dass ein in dem mindestens einen Kanal (408) fließendes Fluid temperiert wird.It is possible that the mirrors M1-M11 are designed as reflective optical elements which are tempered by means of at least one channel. The individual mechatronic elements can also be designed in such a way that each individual mechatronic element can be tempered. In this case, the mirrors M1-M11 include tempering devices (423-433). In this case, one of the tempering devices (423-433) can be assigned to one of the elements M1-M11. It is also possible that one of the tempering devices (423-433) is used to temper more than one mirror. In this case, the required number of tempering devices (423-433) is reduced accordingly. The tempering devices (423-433) can be designed in such a way that a fluid flowing in the at least one channel (408) is tempered.
Bei dem Temperieren kann es sich um einen Kühlvorgang handeln. Es kann sich beim Temperieren ebenfalls um einen Heizvorgang handeln. Dabei kann es sich bei dem zum Temperieren der Spiegel M1-M11 verwendeten Fluid um Wasser, insbesondere um hochreines Wasser mit einem Leitwert < 0,1 uS/cm, handeln.Tempering can be a cooling process. Tempering can also be a heating process. The fluid used to temper the mirrors M1-M11 can be water, in particular highly pure water with a conductivity of < 0.1 uS/cm.
Die Temperiereinrichtungen (423-433) können Sensoren umfassen, die eine Temperatur des den mindestens einen Kanal (408) durchfließenden Fluids im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage messen und über eine integrierte Regelungsstrecke der Temperiereinrichtungen (423-433) die Temperatur des Fluids auf einen eingestellten Zielwert regeln. Die Temperiereinrichtungen (423-433) können dabei zusätzlich Sensoren zur Messung von Temperaturen an Positionen auf der reflektierenden Oberfläche der Spiegel M1-M11 oder in der Nähe der reflektierenden Oberfläche der Spiegel M1-M11 enthalten. Zusätzlich können die Temperiereinrichtungen (423-433) verschiedene weitere Sensoren umfassen, welche beispielsweise die Qualität des fließenden Fluids über Leitwertmessungen des Fluids, über pH-Wert-Messungen des Fluids, oder über spektroskopische Messungen an dem Fluid bestimmen. Es können darüber hinaus Sensoren verwendet werden, welche die Fließgeschwindigkeit des Fluids messen. Darüber hinaus können Sensoren verwendet werden, welche den Druck des Fluids messen. Zu allen in den Temperiereinrichtungen (423-433) enthaltenen Sensoren werden in der
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in einem ersten Verfahrensschritt (S1) das Substrat (101) und/oder das Verbindungselement (102) und/oder das Aktuator-System (103) und/oder die Sensoreinheit (104) und/oder der Grundkörper (105) einzeln bereitgestellt. Der zweite Verfahrensschritt (S2) und der dritte Verfahrensschritt (S3) werden im Anschluss gemäß den folgenden Ausführungen mehrfach und nacheinander durchgeführt und beinhalten in dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens als einen Teilschritt des Herstellungsschritt (S2) einen geeigneten Fügeschritt. Bei einem geeigneten Fügeverfahren handelt es sich beispielsweise um ein chemisches Fügeverfahren, insbesondere ein Klebeverfahren, weiter insbesondere ein Bonding-Verfahren, oder ein physikalisches, insbesondere mechanisches, Fügeverfahren.In a variant of the method according to the invention, the substrate (101) and/or the connecting element (102) and/or the actuator system (103) and/or the sensor unit (104) and/or the base body (105) are provided individually in a first method step (S1). The second method step (S2) and the third method step (S3) are then carried out several times and one after the other in accordance with the following explanations and, in this variant of the method according to the invention, include a suitable joining step as a sub-step of the manufacturing step (S2). A suitable joining method is, for example, a chemical joining method, in particular an adhesive method, further in particular a bonding method, or a physical, in particular mechanical, joining method.
In der vorher genannten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst beispielsweise der Grundkörper (105) mit einer ersten Lage der Schutzschicht (106) beschichtet (S3). Anschließend wird beispielsweise die Sensoreinheit (104) mittels des geeigneten Fügeverfahrens auf die erste Lage der Schutzschicht (106) gefügt (S2). Anschließend wird die Anordnung aus dem beispielsweisen Grundkörper (105) und der beispielsweisen Sensoreinheit (104) mit einer zweiten Lage der Schutzschicht (106) beschichtet (S3). Anschließend wird beispielsweise das Aktuator-System (103) auf die zweite Lage der Schutzschicht (106) mittels des geeigneten Fügeverfahrens gefügt (S2). Anschließend wird die Anordnung aus dem beispielsweisen Grundkörper (105), der beispielsweisen Sensoreinheit (104) und des beispielsweisen Aktuator-Systems (103) mit einer dritten Lage der Schutzschicht (106) beschichtet (S3). Anschließend wird beispielsweise das Verbindungselement (102) auf die dritte Lage der Schutzschicht (106) mittels des geeigneten Fügeverfahrens gefügt (S2). Anschließend wird die Anordnung aus dem beispielsweisen Grundkörper (105), der beispielsweisen Sensoreinheit (104), des beispielsweisen Aktuator-Systems (103) und des beispielsweisen Verbindungselementes (102) mit einer vierten Lage der Schutzschicht (106) beschichtet (S3). Anschließend wird beispielsweise das Substrat (101) auf die vierte Lage der Schutzschicht (106) mittels des geeigneten Fügeverfahrens gefügt (S2). Anschließend wird die Anordnung aus dem beispielsweisen Grundkörper (105), der beispielsweisen Sensoreinheit (104), des beispielsweisen Aktuator-Systems (103), des beispielsweisen Verbindungselementes (102) und des beispielsweisen Substrates mit einer fünften Lage der Schutzschicht (106) beschichtet (S3). In jedem Teilschritt entsteht daher eine neue, teilweise beschichtete mechatronische Teilanordnung aus ein, zwei, drei, oder mehr Komponenten, welche jeweils unterschiedliche Anzahl von Lagen der Schutzschicht (106) auf den unterschiedlichen Teilkomponenten aufweisen. In einem ersten Aspekt dieser Verfahrensvariante sind die Schichtdicken der einzelnen Lagen der Schutzschicht (106) gleich im Rahmen des weiter oben spezifizierten erfindungsgemäßen Schichtdickenfehlers. In einem weiteren Aspekt dieser Verfahrensvariante sind die Schichtdicken der einzelnen Lagen der Schutzschicht (106) ungleich, aber jeweils mit einem erfindungsgemäßen Schichtdickenfehler ausgeführt.In the previously mentioned variant of the method according to the invention, firstly the base body (105), for example, is coated with a first layer of the protective layer (106) (S3). Then the sensor unit (104), for example, is joined to the first layer of the protective layer (106) using the suitable joining method (S2). Then the arrangement of the base body (105) and the sensor unit (104), for example, is coated with a second layer of the protective layer (106) (S3). Then the actuator system (103), for example, is joined to the second layer of the protective layer (106) using the suitable joining method (S2). Then the arrangement of the base body (105), the sensor unit (104), for example, and the actuator system (103) is coated with a third layer of the protective layer (106) (S3). Then, for example, the connecting element (102) is joined to the third layer of the protective layer (106) using the suitable joining method (S2). Then, the arrangement of the example base body (105), the example sensor unit (104), the example actuator system (103) and the example connecting element (102) is coated with a fourth layer of the protective layer (106) (S3). Then, for example, the substrate (101) is joined to the fourth layer of the protective layer (106) using the suitable joining method (S2). Then, the arrangement of the example base body (105), the example sensor unit (104), the example actuator system (103), the example connecting element (102) and the example substrate is coated with a fifth layer of the protective layer (106) (S3). In each sub-step, a new, partially coated mechatronic sub-arrangement is therefore created from one, two, three or more components, each of which has a different number of layers of the protective layer (106) on the different sub-components. In a first aspect of this method variant, the layer thicknesses of the individual layers of the protective layer (106) are equal within the scope of the layer thickness error according to the invention specified above. In a further aspect of this method variant, the layer thicknesses of the individual layers of the protective layer (106) are unequal, but each have a layer thickness error according to the invention.
In weiteren Varianten dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sind die einzelnen Teilschritte bestehend aus einem Beschichtungsschritt (S3) und einem Fügeschritt (S2) in kombinatorischer Reihenfolge durchführbar. In einer weiteren speziellen Variante des Verfahrens werden zwei, drei oder mehrere der Komponenten der mechatronischen Anordnung (100') zuerst zu einer mechatronischen Teilanordnung montiert oder gefügt (S2) und anschließend mit einer gemeinsamen Schutzschicht (106) beschichtet (S3).In further variants of this method according to the invention, the individual sub-steps consisting of a coating step (S3) and a joining step (S2) can be carried out in a combinatorial order. In a further special variant of the method, two, three or more of the components of the mechatronic arrangement (100') are first assembled or joined to form a mechatronic sub-arrangement (S2) and then coated with a common protective layer (106) (S3).
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der Beschichtungsschritt (S3) der mechatronischen Anordnung (100`) oder der Komponenten der mechatronischen Anordnung (100`) mittels eines hochkonformen Beschichtungsverfahrens. Ein hochkonformes Beschichtungsverfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass über die Gesamtheit der beschichteten Oberflächen (107) - (119), sowie über die Gesamtheit der Kavitäten (132) ein Schichtdickenfehler von weniger als 1 nm als Abweichung von einer vorgegebenen Zielschichtdicke erreicht wird. Bei einem hochkonformen Beschichtungsverfahren handelt es sich beispielsweise um ein Verfahren der Atomlagenabscheidung, der chemischen Gasphasenabscheidung, einer Sputter-Abscheidung, oder einer Pulsed-Laser-Deposition Abscheidung.In a variant of the method according to the invention, the coating step (S3) of the mechatronic arrangement (100`) or the components of the mechatronic arrangement (100`) is carried out by means of a highly conformal coating method. A highly conformal coating method is characterized according to the invention in that a layer thickness error of less than 1 nm as a deviation from a given target layer thickness. A highly conformal coating process is, for example, an atomic layer deposition process, a chemical vapor deposition process, a sputter deposition process, or a pulsed laser deposition process.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei jedem der wie oben beschriebenen einzelnen Beschichtungsschritten (S3) um die Beschichtung mit einer Lage elektrisch-leitenden Materials (124) oder um die Beschichtung mit einer Lage elektrisch-isolierenden Materials (125). Dabei sind in einer ersten Variante der Erfindung die Verfahren zur Beschichtung mit einer Lage elektrisch-leitenden Materials (124) und zur Beschichtung mit einer Lage elektrisch-isolierenden Materials (125) gleicher Verfahrensnatur. In einer weiteren Variante der Erfindung handelt es sich bei dem Beschichtungsverfahren zur Beschichtung mit einer Lage elektrisch-leitenden Materials (124) und zur Beschichtung mit einer Lage elektrisch-isolierenden Materials (125) um Beschichtungsverfahren unterschiedlicher Verfahrensnatur.In a further variant of the method according to the invention, each of the individual coating steps (S3) as described above involves coating with a layer of electrically conductive material (124) or coating with a layer of electrically insulating material (125). In a first variant of the invention, the methods for coating with a layer of electrically conductive material (124) and for coating with a layer of electrically insulating material (125) are of the same nature. In a further variant of the invention, the coating method for coating with a layer of electrically conductive material (124) and for coating with a layer of electrically insulating material (125) are coating methods of different natures.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Beschichtungsverfahren während des Beschichtungsschrittes (S3) aus einer Abfolge einer Vielzahl von Beschichtungsschritten unter Verwendung von Lagen elektrisch-leitenden Materials (124) und/oder Lagen elektrisch-isolierenden Materials (125).In a further variant of the method according to the invention, the coating process during the coating step (S3) consists of a sequence of a plurality of coating steps using layers of electrically conductive material (124) and/or layers of electrically insulating material (125).
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Beschichtungsschrittes (S3) eine auf einer der Oberfläche (107) - (119) aufgebrachte Schutzschicht (106) durch ein chemisches und/oder physikalisches Bearbeitungsverfahren auf mindestens einer Oberfläche (107) - (119) mindestens teilweise abgetragen. In einem Aspekt der Erfindung wird die auf der Oberfläche (107) - (119) aufgebrachte Schutzschicht (106) vollständig abgetragen, sodass die Oberfläche (107) - (119) frei zugänglich ist. Bei dem Verfahren zum Abtragen der auf einer Oberfläche (107) - (119) aufgebrachte Schutzschicht (106) handelt es sich in einem Aspekt der Erfindung um ein chemisches Ätzverfahren und oder ein Polierverfahren.In a further variant of the method according to the invention, after carrying out the coating step (S3) according to the invention, a protective layer (106) applied to one of the surfaces (107) - (119) is at least partially removed by a chemical and/or physical processing method on at least one surface (107) - (119). In one aspect of the invention, the protective layer (106) applied to the surface (107) - (119) is completely removed so that the surface (107) - (119) is freely accessible. In one aspect of the invention, the method for removing the protective layer (106) applied to a surface (107) - (119) is a chemical etching method and/or a polishing method.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem vierten Schritt (S4) die Schutzschicht (106) durch ein chemisches und/oder physikalisches Bearbeitungsverfahren bearbeitet. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (S4) handelt es sich in einem Aspekt der Erfindung um ein formgebendes Bearbeitungsverfahren, beispielsweise ein zerspanendes Verfahren, oder ein Polierverfahren. In einem weiteren Aspekt der Erfindung handelt es sich bei einem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (S4) um ein formgebendes chemisches Ätzverfahren. In einem weiteren Aspekt der Erfindung handelt es sich bei einem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (S4) um ein Reinigungsverfahren, beispielsweise um ein nass-chemisches Reinigungsverfahren, oder um ein physikalisches Reinigungsverfahren. In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein entsprechendes chemisches und/oder physikalisches Bearbeitungsverfahren (S4) jeweils auch nach jedem einzelnen der vorgängig beschriebenen sequenziellen (Teil-)Beschichtungen einzelner Komponenten der mechatronischen Anordnung und/oder einzelner mechatronischer Teilanordnungen ausgeführt.In a further variant of the method according to the invention, in a fourth step (S4), the protective layer (106) is processed by a chemical and/or physical processing method. In one aspect of the invention, a method step (S4) according to the invention is a shaping processing method, for example a machining method, or a polishing method. In a further aspect of the invention, a method step (S4) according to the invention is a shaping chemical etching method. In a further aspect of the invention, a method step (S4) according to the invention is a cleaning method, for example a wet-chemical cleaning method, or a physical cleaning method. In a further aspect of the invention, a corresponding chemical and/or physical processing method (S4) is also carried out after each of the previously described sequential (partial) coatings of individual components of the mechatronic arrangement and/or individual mechatronic sub-arrangements.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während oder nach der Durchführung des Verfahrensschrittes (S2) und/oder (S3) und/oder (S4) eine Erdung (S5) mindestens einer Lage elektrisch-leitenden Materials (124) der Schutzschicht (106) mittels eines Erdungselementes (129) hergestellt. Bei dem Erdungselement (129) handelt es sich in einem Aspekt der Erfindung um einen elektrischen Leiter, beispielsweise ein Kabel, welches mit einer elektrischen Masse verbunden ist. In einer Variante der Erfindung sind dabei alle elektrisch-leitenden Bereiche einer Lage der Schutzschicht (106) elektrisch-leitenden Materials (127) derart ausgeführt, dass die elektrische Erdung mittels eines gemeinsamen Erdungselementes (129) für die entsprechende Lage der Schutzschicht (106) elektrisch-leitenden Materials (127) erfolgt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine spezielle Ausgestaltungsform der Schutzschicht (106), in welcher aus geometrischen Aspekten der Komponenten der mechatronischen Anordnung (100') und/oder der mechatronischen Teilanordnungen während des Herstellungsverfahrens und oder der Komponenten der mechatronischen Anordnung (100'), sowie durch Aspekte der chemischen und/oder physikalischen Bearbeitung einer Lage einer Schutzschicht (106) während des Herstellungsverfahrens teilweise unterbrochene Lagen elektrisch-leitenden Materials (124) der Schutzschicht (106) entstehen. In diesem Aspekt der Erfindung ist jeder Teilbereich der Lage elektrisch-leitenden Materials (124) derart mit dem Erdungselement (129) elektrisch-leitend verbunden, dass eine elektrische Erdung (129) des entsprechenden Teilbereiches der Lage elektrisch-leitenden Materials (124) vorliegt. In einem weiteren Aspekt der Erfindung sind ein, zwei, drei oder mehrere derartiger Teilbereiche der Lage elektrisch-leitenden Materials (124) mit demselben Erdungselement (129) verbunden. In einem weiteren Aspekt der Erfindung sind ein, zwei, drei oder mehrere derartiger Teilbereiche der Lage elektrisch-leitenden Materials (124) mit jeweils einem separaten Erdungselement (129) verbunden.In a further variant of the method according to the invention, during or after carrying out the method step (S2) and/or (S3) and/or (S4), a grounding (S5) of at least one layer of electrically conductive material (124) of the protective layer (106) is produced by means of a grounding element (129). In one aspect of the invention, the grounding element (129) is an electrical conductor, for example a cable, which is connected to an electrical ground. In one variant of the invention, all electrically conductive regions of a layer of the protective layer (106) of electrically conductive material (127) are designed in such a way that the electrical grounding is carried out by means of a common grounding element (129) for the corresponding layer of the protective layer (106) of electrically conductive material (127). A further aspect of the invention relates to a special embodiment of the protective layer (106), in which partially interrupted layers of electrically conductive material (124) of the protective layer (106) are created from geometric aspects of the components of the mechatronic arrangement (100') and/or the mechatronic sub-arrangements during the manufacturing process and/or the components of the mechatronic arrangement (100'), as well as from aspects of the chemical and/or physical processing of a layer of a protective layer (106) during the manufacturing process. In this aspect of the invention, each partial area of the layer of electrically conductive material (124) is electrically conductively connected to the grounding element (129) in such a way that an electrical grounding (129) of the corresponding partial area of the layer of electrically conductive material (124) is present. In a further aspect of the invention, one, two, three or more such partial areas of the layer of electrically conductive material (124) are connected to the same grounding element (129). In a further aspect of the invention, one, two, three or more such partial regions of the layer of electrically conductive material (124) are each connected to a separate grounding element (129).
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100100
- Mechatronisches ElementMechatronic element
- 100'100'
- Mechatronische AnordnungMechatronic arrangement
- 101101
- SubstratSubstrat
- 102102
- VerbindungselementConnecting element
- 103103
- Aktuator-SystemActuator system
- 104104
- SensoreinheitSensor unit
- 105105
- GrundkörperBase body
- 106106
- SchutzschichtProtective layer
- 107.1/2/3/4107.1/2/3/4
- Oberflächesurface
- 108.1/2/3/4108.1/2/3/4
- Oberflächesurface
- 109.1/2109.1/2
- Oberflächesurface
- 110.1/2110.1/2
- Oberflächesurface
- 111.1/2111.1/2
- Oberflächesurface
- 112.1/2112.1/2
- Oberflächesurface
- 113.1/2113.1/2
- Oberflächesurface
- 114.1/2114.1/2
- Oberflächesurface
- 115.1/2115.1/2
- Oberflächesurface
- 116.1/2116.1/2
- Oberflächesurface
- 117.1/2117.1/2
- Oberflächesurface
- 118.1/2118.1/2
- Oberflächesurface
- 119.1/2119.1/2
- Oberflächesurface
- 120120
- Komponente eines Wasserstoff-PlasmasComponent of a hydrogen plasma
- 121121
- Komponente eines Wasserstoff-PlasmasComponent of a hydrogen plasma
- 123123
- DUV-, und/oder VUV- und/oder EUV-StrahlungDUV and/or VUV and/or EUV radiation
- 124124
- Lage elektrisch-leitenden MaterialsLayer of electrically conductive material
- 125125
- Lage elektrisch-isolierenden MaterialsLayer of electrically insulating material
- 126126
- Reflektierende BeschichtungReflective coating
- 127127
- EinzelspiegelSingle mirror
- 128128
- EinzelspiegelSingle mirror
- 129129
- ErdungselementEarthing element
- 130130
- LeitungseinheitLine unit
- 131131
- GelenkstrukturJoint structure
- 132132
- KavitätCavity
- 133133
- GelenkbasisJoint base
- 134134
- Oberflächesurface
- 200200
- Mikrospiegel-ArrayMicromirror array
- 201201
- Mikrospiegel-ArrayMicromirror array
- 300300
- FacettenspiegelFaceted mirror
- 301301
- GrundkörperBase body
- 400400
- Anlage der HalbleitertechnologieSemiconductor technology facility
- 401401
- BeleuchtungssystemLighting system
- 402402
- StrahlungsquelleRadiation source
- 403403
- BeleuchtungsoptikLighting optics
- 404404
- ObjektfeldObject field
- 405405
- ObjektebeneObject level
- 406406
- RetikelReticle
- 407407
- RetikelhalterReticle holder
- 408408
- RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
- 409409
- ProjektionsoptikProjection optics
- 410410
- BildfeldImage field
- 411411
- BildebeneImage plane
- 412412
- WafersWafers
- 413413
- WaferhalterWafer holder
- 414414
- WaferverlagerungsantriebWafer relocation drive
- 415415
- EUV-StrahlungEUV radiation
- 416416
- Kollektorcollector
- 417417
- ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
- 418418
- UmlenkspiegelDeflecting mirror
- 419419
- FacettenspiegelFaceted mirror
- 420420
- FacettenFacets
- 421421
- FacettenspiegelFaceted mirror
- 422422
- FacettenFacets
- M1-M11M1-M11
- Spiegel einer ProjektionsbelichtungsanlageMirror of a projection exposure system
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102020208665 [0002]EN 102020208665 [0002]
- DE 102008009600 A1 [0002, 0141, 0146]DE 102008009600 A1 [0002, 0141, 0146]
- DE 102008009600 [0007]DE 102008009600 [0007]
- DE 102015225535 A1 [0008]DE 102015225535 A1 [0008]
- DE 102017213176 [0009]EN 102017213176 [0009]
- DE 102014213181 A1 [0010]DE 102014213181 A1 [0010]
- DE 10218204364 A1 [0010]DE 10218204364 A1 [0010]
- US 20060132747 A1 [0144]US 20060132747 A1 [0144]
- EP 1614008 B1 [0144]EP 1614008 B1 [0144]
- US 6573978 [0144]US6573978 [0144]
- DE 102017220586 A1 [0149]DE 102017220586 A1 [0149]
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6573978B1 (en) | 1999-01-26 | 2003-06-03 | Mcguire, Jr. James P. | EUV condenser with non-imaging optics |
| US20060132747A1 (en) | 2003-04-17 | 2006-06-22 | Carl Zeiss Smt Ag | Optical element for an illumination system |
| DE102008009600A1 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Carl Zeiss Smt Ag | Facet mirror e.g. field facet mirror, for use as bundle-guiding optical component in illumination optics of projection exposure apparatus, has single mirror tiltable by actuators, where object field sections are smaller than object field |
| DE102012213937A1 (en) * | 2012-08-07 | 2013-05-08 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Mirror exchange array of set structure for illumination optics used in e.g. scanner for performing microlithography, has single mirrors of mirror exchange array unit that are set with high reflecting coating portion |
| DE102015215014A1 (en) * | 2015-08-06 | 2015-10-01 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Hydrogen protective coating components for EUV projection exposure equipment and methods of making same |
| DE102014213181A1 (en) | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Wei-Ming TSAI | Gas filler neck with a safety function |
| DE102015204874A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Device for pivoting a mirror element with two pivoting degrees of freedom |
| DE102015225535A1 (en) | 2015-12-17 | 2016-10-27 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for producing a multi-mirror arrangement with a plurality of displaceable individual mirrors |
| DE102017213176A1 (en) | 2017-07-31 | 2017-09-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical element for EUV lithography and EUV lithography system with it |
| US20180074303A1 (en) | 2015-04-14 | 2018-03-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Imaging optical unit and projection exposure unit including same |
| DE102017220586A1 (en) | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Pupil facet mirror, illumination optics and optical system for a projection exposure apparatus |
| DE102018204364A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical arrangement for EUV lithography |
| DE102019213349A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-04 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Mirror arrangement with hydrogen barrier and optical arrangement |
| DE102020208665A1 (en) | 2020-07-10 | 2022-01-13 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical illumination system for guiding EUV radiation |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6116128B2 (en) * | 2011-04-11 | 2017-04-19 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Lithographic apparatus and method |
| JP6784757B2 (en) * | 2015-10-22 | 2020-11-11 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | A method of manufacturing a pellicle for a lithographic device, a pellicle for a lithographic device, a lithography device, a device manufacturing method, a device for processing a pellicle, and a method for processing a pellicle. |
| WO2022112027A1 (en) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Asml Netherlands B.V. | High force low voltage piezoelectric micromirror actuator |
| DE102022200264A1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-12-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Device for tilting a mirror, optical component, optical assembly, method for tilting a mirror, method for producing a device for tilting a mirror and EUV projection exposure system |
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2023
- 2023-02-16 DE DE102023201315.0A patent/DE102023201315A1/en active Pending
-
2024
- 2024-01-22 WO PCT/EP2024/051365 patent/WO2024170221A1/en not_active Ceased
- 2024-01-22 CN CN202480013226.7A patent/CN120641793A/en active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6573978B1 (en) | 1999-01-26 | 2003-06-03 | Mcguire, Jr. James P. | EUV condenser with non-imaging optics |
| US20060132747A1 (en) | 2003-04-17 | 2006-06-22 | Carl Zeiss Smt Ag | Optical element for an illumination system |
| EP1614008B1 (en) | 2003-04-17 | 2009-12-02 | Carl Zeiss SMT AG | Optical element for a lighting system |
| DE102008009600A1 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Carl Zeiss Smt Ag | Facet mirror e.g. field facet mirror, for use as bundle-guiding optical component in illumination optics of projection exposure apparatus, has single mirror tiltable by actuators, where object field sections are smaller than object field |
| DE102012213937A1 (en) * | 2012-08-07 | 2013-05-08 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Mirror exchange array of set structure for illumination optics used in e.g. scanner for performing microlithography, has single mirrors of mirror exchange array unit that are set with high reflecting coating portion |
| DE102014213181A1 (en) | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Wei-Ming TSAI | Gas filler neck with a safety function |
| DE102015204874A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Device for pivoting a mirror element with two pivoting degrees of freedom |
| US20180074303A1 (en) | 2015-04-14 | 2018-03-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Imaging optical unit and projection exposure unit including same |
| DE102015215014A1 (en) * | 2015-08-06 | 2015-10-01 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Hydrogen protective coating components for EUV projection exposure equipment and methods of making same |
| DE102015225535A1 (en) | 2015-12-17 | 2016-10-27 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for producing a multi-mirror arrangement with a plurality of displaceable individual mirrors |
| DE102017213176A1 (en) | 2017-07-31 | 2017-09-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical element for EUV lithography and EUV lithography system with it |
| DE102017220586A1 (en) | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Pupil facet mirror, illumination optics and optical system for a projection exposure apparatus |
| DE102018204364A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical arrangement for EUV lithography |
| DE102019213349A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-04 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Mirror arrangement with hydrogen barrier and optical arrangement |
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