DE102017200622A1

DE102017200622A1 - Optische Anordnung, insbesondere Lithographiesystem, und Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102017200622A1
Application number: DE102017200622.6A
Authority: DE
Inventors: Peter Deufel; Charles Seviour; Rodolfo Rabe
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung, insbesondere ein Lithographiesystem, umfassend: eine Tragstruktur (2), eine relativ zur Tragstruktur (2) bewegliche Komponente (3), mindestens einen Anschlag (4a) mit einer Anschlagfläche (9), wobei der Anschlag (4a) zwischen einer ersten Stellung (S1) und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei in der ersten Stellung (S1) die Anschlagfläche (9) an der beweglichen Komponente (3) anliegt und wobei in der zweiten Stellung die Anschlagfläche (9) von der beweglichen Komponente (3) beabstandet ist. Die optische Anordnung weist ein Federelement in Form einer Druckfeder (12a) zur Dämpfung der Bewegung des Anschlags (4a) auf, wobei die Druckfeder (12a) den Anschlag (4a) in der ersten Stellung (S1) hält und/oder ein Federelement (12a), welches eine degressive Federkennlinie zur Dämpfung der Bewegung des Anschlags (4a) durch Reibung aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen optischen Anordnung.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung, beispielsweise ein Lithographiesystem, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: eine Tragstruktur, mindestens eine relativ zur Tragstruktur bewegliche Komponente, mindestens einen Anschlag mit einer Anschlagfläche, wobei der Anschlag zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei in der ersten Stellung die Anschlagfläche an der beweglichen Komponente anliegt und wobei in der zweiten Stellung die Anschlagfläche von der beweglichen Komponente beabstandet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen optischen Anordnung.
Unter einem Lithographiesystem wird im Sinne dieser Anmeldung ein optisches System bzw. eine optische Anordnung verstanden, welche auf dem Gebiet der Lithographie eingesetzt werden kann. Neben einer Lithographieanlage, die zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dient, kann es sich bei dem optischen System beispielsweise um ein Inspektionssystem zur Inspektion einer in einer Lithographieanlage verwendeten Photomaske (im Folgenden auch Retikel genannt), zur Inspektion eines zu strukturierenden Halbleitersubstrats (im Folgenden auch Wafer genannt) oder um ein Metrologiesystem handeln, welches zur Vermessung einer Lithographieanlage oder von Teilen davon, beispielsweise zur Vermessung eines Projektionssystems, eingesetzt wird. Bei der optischen Anordnung bzw. bei dem Lithographiesystem kann es sich insbesondere um ein EUV-Lithographiesystem handeln, welches für Nutzstrahlung bei Wellenlängen im EUV-Wellenlängenbereich zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm ausgebildet ist.
Aus der DE 10 2012 212 503 A1 ist eine Lithographieanlage bekannt, welche eine erste Komponente und eine zweite Komponente sowie eine Kopplungseinrichtung aufweist, um die erste Komponente und die zweite Komponente miteinander zu koppeln. Die Lithographieanlage weist eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Bewegung eines Bodens auf, auf dem die Lithographieanlage steht, sowie eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die Kopplungseinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Bewegung des Bodens anzusteuern, um eine Bewegung der zweiten Komponente relativ zur ersten Komponente zu begrenzen. Die Kopplungseinrichtung kann zu diesem Zweck mindestens einen verstellbaren Endanschlag aufweisen. Der verstellbare Endanschlag kann in Anlage mit einer zweiten Komponente in Form eines Spiegels gebracht werden, um eine formschlüssige Fixierung des Spiegels gegenüber einer ersten Komponente in Form eines Tragrahmens zu erzielen. Durch die Fixierung soll eine Beschädigung des Spiegels bei einem Schock bzw. bei einer Erschütterung durch ein Erdbeben vermieden werden.
In der DE 10 2014 215 159 A1 ist eine Optikanordnung mit mindestens einem optischen Element und mit einem Träger beschrieben, auf dem das optische Element relativ zu dem Träger bewegbar angeordnet ist. Eine Fixiereinrichtung, mit der das optische Element ortsfest zum Träger fixiert werden kann, weist mindestens einen Aktuator aus einer Formgedächtnislegierung auf. Die Fixiereinrichtung ist als Transportsicherung ausgebildet, welche das optische Element ortsfest zum Träger fixiert, wenn das optische Element nicht verwendet wird.
In der DE 10 2011 087 389 A1 ist ein Positioniersystem mit einem Anschlag für ein Bauteil, beispielsweise für ein optisches Element, beschrieben, wobei der Anschlag die Bewegungsbahn des Bauteils begrenzt und verstellbar ausgebildet ist. Der Anschlag kann so verstellt werden, dass der Abstand des Bauteils von einer Anschlagfläche des Anschlags in einem vordefinierten Bereich gehalten wird.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Anordnung, beispielsweise eine Lithographieanlage, bereitzustellen, bei der einer Beschädigung beweglicher Komponenten bei Erschütterungen vorgebeugt wird, die beispielsweise während des Transports der optischen Anordnung auftreten können.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch eine optische Anordnung der eingangs genannten Art, welche ein Federelement zur Dämpfung der Bewegung des Anschlags in Form einer Druckfeder aufweist, wobei die Druckfeder den Anschlag in der ersten Stellung hält, d.h. in Anlage zu der beweglichen Komponente, hält. Die Druckfeder verbleibt in der ersten Stellung, sofern auf den Anschlag nicht eine der Wirkung der Druckfeder entgegen gesetzte Kraft ausgeübt wird.
In der ersten Stellung, in welcher die Anschlagfläche an der beweglichen Komponente anliegt, soll der Anschlag die bewegliche Komponente vor Erschütterungen schützen, indem der Anschlag die Bewegungsbahn der beweglichen Komponente bei einer Relativbewegung zur Tragstruktur begrenzt. Um sicherzustellen, dass der Anschlag auch für den Fall, dass die optische Anordnung nicht mit Energie bzw. Strom versorgt wird, in der ersten Stellung verbleibt, wird der Anschlag mit Hilfe der Druckfeder in der ersten Stellung gehalten, so dass der Anschlag in der ersten Stellung an der beweglichen Komponente anliegt und die bewegliche Komponente z.B. beim Transport gesichert ist.
Wird die Druckfeder in die zweite, von der beweglichen Komponente beabstandete Stellung bewegt, dient der Anschlag ebenfalls zur Begrenzung der Bewegungsbahn der beweglichen Komponente, beispielsweise bei Schocks wie z.B. bei Erdbeben. In diesem Fall kann die Druckfeder über ihre Federsteifigkeit als Dämpfer zum Abbremsen der beweglichen Komponente dienen. Typischer Weise wird in der zweiten Stellung ein definierter Abstand zwischen der beweglichen Komponente und der Anschlagfläche eingestellt. Es versteht sich aber, dass der Abstand zwischen der beweglichen Komponente und der Anschlagfläche in der zweiten Stellung ggf. variieren kann.
Grundsätzlich ist es günstig, den (freien) Bewegungsweg bzw. den Flugweg der beweglichen Komponente bei Störfällen, z.B. bei Erdbeben, die während des Betriebs der optischen Anordnung auftreten, zumindest kurzzeitig einzuschränken, und zwar ggf. bis zum Formschluss. Zu diesem Zweck können auch andere temporäre kraftschlüssige Verbindungen dienen, beispielsweise Schrauben oder eine magnetische Dämpfung, wie sie beispielsweise in der WO 2012/013559 A1 beschrieben ist. Auch kann ein automatisches Sichern der beweglichen Komponente bei einem Schock erfolgen, beispielsweise motorisch, pneumatisch, etc.
Alternativ oder zusätzlich können zu diesem Zweck auch temporäre formschlüssige Verbindungen verwendet werden, beispielsweise zum aktiven Schließen eines Spalts zwischen der beweglichen Komponente und der Tragstruktur. Beispielsweise kann zu diesem Zweck ein Luftkissen zwischen den beiden Teilen dienen, welches immer aufgeblasen ist bzw. mittels einer geeigneten Sensorik gesteuert aufgeblasen wird. Neben Flüssigkeiten kann zu diesem Zweck ggf. auch ein Luftkissen verwendet werden, welches bei einem Störfall sensorisch gesteuert mittels einer Explosion aufgeblasen wird, ähnlich wie dies bei einem Airbag der Fall ist.
Auch eine stellungsabhängige Steifigkeitsverstärkung ist möglich. Diese kann beispielsweise durch winkelförmig vergrößerte Hebelarme erreicht werden, d.h. ein größerer Weg führt zu einer kleineren erforderlichen Federkraft. Auch eine bistabile Kinematik mit einer hohen Dämpfung in mindestens einer Richtung zwischen der beweglichen Komponente und der Tragstruktur (z.B. in Z-Richtung) ist möglich. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine abstandsabhängige Gegenkraft verwendet werden, z.B. eine (anziehende) magnetische Gegenkraft, um geringere Kräfte an dem Anschlag zu erzeugen. Zur Erzeugung einer abstandsabhängigen Gegenkraft kann auch ein Rückstoßprinzip unter der Verwendung von Gasen dienen.
Die bewegliche Komponente befindet sich während des Transports typischer Weise in einer definierten Ruheposition relativ zur Tragstruktur, d.h. die Position der beweglichen Komponente ist im Transportfall typischer Weise fest vorgegeben. Gegebenenfalls kann die bewegliche Komponente durch zwei oder mehr Anschläge bzw. Anschlagflächen, die sich in der ersten Stellung befinden und daher an der Komponente anliegen, an einer definierten Ruheposition gehalten werden. In diesem Fall können beispielsweise zwei oder mehr Anschläge vorgesehen sein, welche an einander gegenüber liegenden Seiten der Komponente mit dieser in Anlage gebracht werden, so dass die Komponente durch die Anschläge in ihrer Ruhestellung fixiert wird. Die Federelemente in Form von Druckfedern können in der ersten Stellung auch eine Vorspannung auf die bewegliche Komponente ausüben. In diesem Fall sind die Druckfedern typischer Weise in der ersten Stellung (geringfügig) gegenüber ihrer Ruhestellung verkürzt.
Bei einer Ausführungsform weist die optische Anordnung einen Aktor auf, welcher ausgebildet ist, den Anschlag von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu bewegen. Der Aktor dient dazu, den Anschlag, genauer gesagt die Anschlagfläche, gegen die Wirkung der Federkraft der Druckfeder in die zweite, von der beweglichen Komponente beabstandete Stellung zu verbringen, so dass sich die Komponente innerhalb eines vorgegebenen Bewegungsbereichs relativ zur Tragstruktur bewegen kann. Für die Bewegung des Aktors ist typischer Weise eine Spannung bzw. ein Strom erforderlich, der beim Transport der optischen Anordnung oder ggf. bei einem Stromausfall nicht verfügbar ist. In diesem Fall wird die bewegliche Komponente durch die Wirkung der Federkraft in die erste Stellung bewegt bzw. diese verbleibt in der ersten Stellung.
Bei einer Weiterbildung weist der Anschlag eine Mittelachse auf, entlang derer sich ein zylindrischer Abschnitt erstreckt, wobei der zylindrische Abschnitt zumindest in einem Teilbereich von der Druckfeder umgeben ist. Der Anschlag kann beispielsweise in der Art eines Stößels ausgebildet sein, der einen zylindrischen Abschnitt sowie einen Kopfabschnitt aufweist, der in radialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse über den zylindrischen Abschnitt vorsteht und an dem die Anschlagfläche gebildet ist. Der zylindrische Abschnitt des Anschlags kann als Führung für die Druckfeder dienen. Ein erstes freies Ende der Druckfeder kann sich an dem Kopfabschnitt des Anschlags abstützen, ein zweites freies Ende der Druckfeder stützt sich typischer Weise an der Tragstruktur ab. Es versteht sich, dass der Anschlag nicht zwingend einen zylindrischen Abschnitt aufweisen muss, sondern einen beispielsweise konisch ausgebildeten Abschnitt aufweisen kann.
Bei einer Weiterbildung weist die Tragstruktur eine Öffnung auf, in welcher der zylindrische Abschnitt des Anschlags geführt ist. Die typischer Weise zylindrische Öffnung bzw. eine (durchgehende) Bohrung ermöglicht eine definierte Ausrichtung der Achse des Anschlags (parallel zur Mittelachse der Bohrung). Die Druckfeder stützt sich typischer Weise an der der beweglichen Komponente zugewandten Seite der Öffnung an der Tragstruktur ab, d.h. die Druckfeder ragt nicht in die Öffnung bzw. Bohrung hinein. Alternativ kann die Führung der Druckfeder auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise kann die Druckfeder in der Öffnung der Tragstruktur aufgenommen werden und gegen ein freies Ende des Anschlags andrücken, beispielsweise gegen die Grundseite des zylindrischen Abschnitts. An den zylindrischen Abschnitt kann sich ggf. ein Verbindungsabschnitt anschließen, welcher den Anschlag mit einem Aktor verbindet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine optische Anordnung der eingangs genannten Art, die insbesondere wie weiter oben beschrieben ausgebildet sein kann. Die optische Anordnung umfasst ein Federelement, welches eine degressive Federkennlinie zur Dämpfung der Bewegung des Anschlags durch (innere) Reibung aufweist. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Federelement mit einer linearen Kennlinie, bei welcher die Federkraft und der Federweg bzw. die Auslenkung des Federelements aus der Ruhelage proportional zueinander sind, wird ein Federelement mit einer degressiven Federkennlinie mit steigender Belastung weicher. Durch die innere Reibung des Federelements kann ein Teil der Energie, die beim Abbremsen der beweglichen Komponente erzeugt wird, von dem Federelement aufgenommen werden, so dass die Bewegung der Komponente besonders gut gedämpft werden kann.
Das Federelement mit der degressiven Federkennlinie kann wie weiter oben beschrieben als Druckfeder ausgebildet sein und ggf. den Anschlag in der ersten, an der beweglichen Komponente anliegenden Stellung halten. In diesem Fall ist typischer Weise ebenfalls ein Aktor vorhanden, welcher den Anschlag von der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt. Alternativ kann das Federelement mit der degressiven Federkennlinie den Anschlag beispielsweise in der zweiten Stellung halten, in welcher die Anschlagsfläche von der beweglichen Komponente beabstandet ist. In diesem Fall ist ggf. kein Aktor erforderlich und die erste Stellung wird durch eine ungewollte Bewegung der beweglichen Komponente z.B. bei einer Erschütterung erreicht. Bei einer solchen Erschütterung wird das Federelement gegen den Anschlag gedrückt und komprimiert hierbei typischer Weise das Federelement, welches die Bewegung der beweglichen Komponente sowie des Anschlags dämpft.
Bei einer Weiterbildung ist das Federelement als Tellerfeder ausgebildet. Unter einer Tellerfeder wird im Sinne dieser Anmeldung auch ein so genanntes Tellerfederpaket verstanden, d.h. eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Tellerfedern. Tellerfedern weisen bei geeigneter Dimensionierung typischer Weise eine degressive Federkennlinie auf. Tellerfedern werden typischer Weise aus metallischen Werkstoffen hergestellt und erzeugen daher einen vergleichsweise kleinen Abrieb. Gegebenenfalls können auch Gummifedern als Federelemente mit einer degressiven Kennlinie verwendet werden, diese erzeugen aber in der Regel einen relativ großen Abrieb. Als Federelemente mit einer degressiven Federkennlinie können ggf. auch Schraubenfedern verwendet werden.
Bei einer Weiterbildung ist die bewegliche Komponente in einem gegenüber einem Zwischenraum zwischen der beweglichen Komponente und der Tragstruktur abgedichteten Raum aufgenommen. Die Umgebung der optischen Komponente und insbesondere der Zwischenraum müssen bei optischen Anordnungen in Form von Lithographiesystemen, insbesondere bei EUV-Lithographiesystemen, vor Kontaminationen geschützt werden. Wie weiter oben beschrieben wurde, weist ein Federelement mit einer degressiven Kennlinie eine innere Reibung auf, die typischer Weise zu einem Abrieb an dem entsprechenden Federelement z.B. in Form der Tellerfeder führt. Um die Umgebung der beweglichen Komponente und insbesondere die bewegliche Komponente selbst vor diesem Abrieb zu schützen, ist es günstig, das Federelement in einem gegenüber der Umgebung abgedichteten Raum aufzunehmen.
Bei einer Weiterbildung ist der abgedichtete Raum durch eine Öffnung in der Tragstruktur gebildet, die durch den Anschlag, genauer gesagt durch eine Anlagefläche des Anschlags, beispielsweise durch eine Grundfläche des zylindrischen Abschnitts des Anschlags, gegenüber dem Zwischenraum abgedichtet ist. Die Öffnung in der Tragstruktur kann beispielsweise als Führung für den beispielsweise zylindrischen Abschnitt des Anschlags dienen, welche den innerhalb der Öffnung gebildeten Raum gegenüber der Umgebung, insbesondere gegenüber dem Zwischenraum, abdichtet. Das Federelement ist in diesem Fall in der Öffnung angeordnet und wirkt auf den Anschlag ein, indem dieses gegen das freie Ende des Anschlags bzw. gegen eine Anlagefläche des Anschlags andrückt, an dessen anderem Ende die Anschlagsfläche gebildet ist. Die Öffnung kann beispielsweise als Durchgangsbohrung ausgebildet sein und an der dem Zwischenraum abgewandten Seite der Tragstruktur ebenfalls gegen die Umgebung abgedichtet sein. Die Abdichtung gegen die Umgebung kann beispielsweise durch ein Gehäuse des Aktors erfolgen, welcher den Anschlag von der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt, sofern dieser aktiviert werden soll.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Aktor einen Antriebsmotor. Bei dem Antriebsmotor kann es sich beispielsweise um einen Linearantrieb handeln. Der Antriebsmotor kann aktiviert werden, um den Anschlag – typischer Weise gegen die Wirkung der Federkraft – von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu bewegen, um die Bewegung der Komponente relativ zur Tragstruktur zu ermöglichen, was typischer Weise im Betrieb der optischen Anordnung der Fall ist. Die optische Anordnung kann eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die den Aktor ansteuert, um diesen zu aktivieren und auf diese Weise den Anschlag zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu bewegen, typischer Weise zu verschieben.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Antriebsmotor über ein Getriebe, insbesondere über ein Differentialgetriebe oder ein Hebelgetriebe, mit dem Anschlag bewegungsgekoppelt. Aufgrund der Wärmeentwicklung, die der Antriebsmotor typischer Weise dauerhaft erzeugt, um den Anschlag im Betrieb der optischen Anordnung in der zweiten Stellung zu halten, ist es vorteilhaft, wenn dieser nicht unmittelbar mit dem Anschlag, sondern über ein Getriebe mit diesem in Verbindung steht. Bei dem Getriebe kann es sich beispielsweise um ein Differentialgetriebe oder um ein Hebelgetriebe handeln.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die bewegliche Komponente ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Spiegel, insbesondere EUV-Spiegel, oder Rahmenelement. Das Rahmenelement kann beispielsweise zur Halterung von einem oder von mehreren Spiegeln oder anderen optischen Elementen dienen. Das Rahmenelement kann insbesondere dazu dienen, eine Gruppe von optischen Elementen z.B. in Form von Spiegeln aufzunehmen, die ein Sub-Objektiv bilden können. Ähnlich wie bei optischen Elementen z.B. in Form von Spiegeln kann das Rahmenelement von der Tragstruktur beispielsweise durch die Verwendung von Federelementen entkoppelt werden, so dass dieses relativ zu der Tragstruktur beweglich ist. Bei der Tragstruktur handelt es sich typischer Weise um einen Tragrahmen (so genannter „force frame“) der optischen Anordnung, insbesondere einer Lithographieanlage, welcher im Wesentlichen alle die auf die optische Anordnung wirkenden Kräfte aufnimmt.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die optische Anordnung mindestens einen weiteren Aktor zur Bewegung der beweglichen Komponente relativ zur Tragstruktur. Die bewegliche Komponente kann mit Hilfe des weiteren Aktors innerhalb eines vorgegebenen Bewegungsbereichs bewegt werden. Handelt es sich bei der beweglichen Komponente z.B. um ein optisches Element, insbesondere um einen Spiegel, so kann dieser beispielsweise zur Korrektur von Abbildungsfehlern mit Hilfe des mindestens einen weiteren Aktors in seiner Position und ggf. in seiner Ausrichtung verändert werden. Bei dem weiteren Aktor kann es sich beispielsweise um einen berührungslosen Aktor handeln, insbesondere um einen magnetischen Aktor.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Anordnung wie weiter oben beschrieben, umfassend: Freigeben einer Bewegung der beweglichen Komponente relativ zur Tragstruktur durch Bewegen des Anschlags von der ersten Stellung in die zweite Stellung. Die Bewegung des Anschlags erfolgt typischer Weise mit Hilfe des weiter oben beschriebenen Aktors.
Wie weiter oben beschrieben wurde, wird während des Transports der optischen Anordnung, bei welcher der Aktor nicht aktiv ist, der Anschlag von der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt, so dass der Anschlag an der beweglichen Komponente anliegt und auf diese Weise der Bewegungsweg der beweglichen Komponente reduziert, sowie die Bewegung im Fall eines Schocks durch das Federelement dämpft. Insbesondere für den Fall, dass mehrere Anschläge vorgesehen sind, die in der jeweiligen ersten Stellung vorgespannt sind, kann die bewegliche Komponente durch die Anschläge in der optischen Anordnung relativ zur Tragstruktur in mindestens einer Richtung fixiert werden.
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.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
1 eine schematische Darstellung eines Details einer EUV-Lithographieanlage mit einer beweglichen Komponente in Form eines EUV-Spiegels sowie mit vier (End-)Anschlägen zur Begrenzung von dessen Bewegungsweg,
2 eine schematische Darstellung eines Anschlags, der eine Druckfeder aufweist, um den Anschlag in Anlage zu der beweglichen Komponente zu halten, sowie
3 eine schematische Darstellung eines Anschlags mit einer Tellerfeder zur Bewegungsdämpfung durch Reibung.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist schematisch ein Detail einer optischen Anordnung 1 in Form einer Lithographieanlage, genauer gesagt in Form einer EUV-Lithographieanlage, gezeigt. Die EUV-Lithographieanlage 1 weist eine Tragstruktur 2 in Form eines Tragrahmens (so genannter „force frame“) auf, der alle wesentlichen Kräfte im Betrieb der EUV-Lithographieanlage 1 aufnimmt und über ein nicht gezeigtes Fundament der EUV-Lithographieanlage 1 an den Boden abgibt. Die EUV-Lithographieanlage 1 weist mehrere bewegliche Komponenten 3 in Form von EUV-Spiegeln auf, von denen beispielhaft einer in 1 dargestellt ist. Im gezeigten Beispiel sind um den EUV-Spiegel 3 herum vier (End-)Anschläge 4a–d vorgesehen, die in zwei Paaren einander gegenüber liegend an einer ersten Seite 3a (Vorderseite) bzw. an einer zweiten Seite 3b (Rückseite) des EUV-Spiegels 3 angeordnet sind. Das erste Paar von Anschlägen 4a, b steht mit einem ersten Aktor 5a in Verbindung, das zweite Paar von Anschlägen 4c, d steht mit einem zweiten Aktor 5b in Verbindung. Die beiden Aktoren 5a, b wirken auf die Anschläge 4a, b bzw. 4c, d eines jeweils zugeordneten Paars ein, um einen Abstand zwischen den beiden jeweils zugeordneten Anschlägen 4a, b bzw. 4c, d und somit auch den Abstand eines jeweiligen Anschlags 4a–d zu dem beweglichen EUV-Spiegel 3 zu verändern. Die beiden Aktoren 5a, b können im gezeigten Beispiel die Anschläge 4a, b bzw. 4c, d jeweils individuell bzw. einzeln bewegen und relativ zu dem EUV-Spiegel 3 verschieben. Es versteht sich aber, dass die beiden Aktoren 5a, b ggf. ausgebildet sein können, eine synchronisierte Bewegung der Anschläge 4a, b bzw. 4c, d vorzunehmen, beispielsweise unter Verwendung eines Getriebes.
Die vier Anschläge 4a–d befinden sich in 1 jeweils in einer zweiten Stellung S2, in der diese jeweils einen definierten, von Null verschiedenen Abstand A zum beweglichen EUV-Spiegel 3 aufweisen, welcher in 1 in einer Grundstellung gezeigt ist. Der bewegliche EUV-Spiegel 3 kann mit Hilfe eines weiteren Aktors 6 relativ zur Tragstruktur 2 bewegt werden. Der weitere Aktor 6 dient dazu, den EUV-Spiegel 3 frei im Raum zu bewegen, um auf die Vorderseite 3a des EUV-Spiegels 3 auftreffende EUV-Strahlung 7 an einer dort vorhandenen reflektierenden Beschichtung in geeignete Richtungen zu reflektieren. Der weitere Aktor 6 kann beispielsweise als berührungsloser bzw. magnetischer Aktor ausgebildet sein und ein Magnetfeld erzeugen, in dem der EUV-Spiegel 3 während des Betriebs der EUV-Lithographieanlage 1 schwebt. Der EUV-Spiegel 3 ist hierbei in der Regel an der Tragstruktur 2 über nicht gezeigte Federn weich, d.h. beweglich, gelagert.
Im Betrieb der EUV-Lithographieanlage 1 wird die EUV-Strahlung 7, die von einer nicht näher gezeigten EUV-Lichtquelle erzeugt wird, über ein Beleuchtungssystem einem Projektionssystem zugeführt, welches zur Abbildung einer Struktur auf einer Maske auf ein lichtempfindliches Substrat dient, auf deren Darstellung in 1 jeweils zur Vereinfachung der Darstellung verzichtet wurde.
Die EUV-Lithographieanlage 1 weist eine Steuereinrichtung 8 auf, welche den weiteren Aktor 6 sowie die beiden Aktoren 5a, b ansteuert. Gegebenenfalls kann hierbei eine koordinierte Bewegung der beiden Aktoren 5a, b und des weiteren Aktors 6 erfolgen, um den jeweiligen Abstand A zwischen den Anschlägen 4a–d und dem beweglichen EUV-Spiegel 3 derart anzupassen, dass einerseits der freie Flugweg des EUV-Spiegels 3 bei einer plötzlichen Erschütterung, beispielsweise bei einem Erdbeben, möglichst klein ist und andererseits der Bewegungsweg des EUV-Spiegels 3 nicht unnötiger Weise eingeschränkt wird. Insbesondere kann der jeweilige Abstand A der Anschläge 4a–d so weit verringert werden, dass die Anschläge 4a–d in Anlage mit dem EUV-Spiegel 3 gebracht werden, um eine Fixierung des EUV-Spiegels 3 zumindest in Z-Richtung, d.h. in Schwerkraftrichtung, zu bewirken.
2 zeigt den ersten der vier Anschläge 4a in einer ersten Stellung S1, bei welcher der Anschlag 4a, genauer gesagt eine an diesem gebildete, im Wesentlichen halbkugelförmige Anschlagfläche 9 punktuell an dem beweglichen EUV-Spiegel 3 anliegt. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist der Anschlag 4a in der Art eines Stößels ausgebildet und weist entlang seiner Längs- bzw. Mittelachse 10 einen Kopfabschnitt 11a auf, der radial zur Mittelachse 10 über einen zylindrischen Abschnitt 11b des Anschlags 4a übersteht. Der zylindrische Abschnitt 11b geht an der dem Kopfabschnitt 11a abgewandten Ende in einen Verbindungsabschnitt 11c über, welcher den Anschlag 4a mit dem Aktor 5a verbindet. Der Verbindungsabschnitt 11c kann wie in 2 dargestellt in radialer Richtung deutlich dünner sein als der zylindrische Abschnitt 11a, dies ist aber nicht zwingend der Fall.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel weist der Anschlag 4a eine Druckfeder 12 auf, welche den zylindrischen Abschnitt 11b des Anschlags 4a zwischen dem Kopfabschnitt 11a und der Tragstruktur 2 umgibt. Die Druckfeder 12 weist einen Durchmesser auf, der geringfügig größer ist als der Durchmesser einer ebenfalls zylindrischen durchgehenden Öffnung 13 in der Tragstruktur 2, welche als Führung für den zylindrischen Abschnitt 11b des Anschlags 4a dient. Die Druckfeder 12, genauer gesagt deren Länge sowie deren Federkonstante, ist so dimensioniert, dass diese den Anschlag 4a in der in 2 gezeigten ersten Stellung S1 hält, d.h. die Anschlagfläche 9 verbleibt für den Fall, dass der Aktor 5a nicht aktiv ist, in Anlage mit dem beweglichen EUV-Spiegel 3. Gegebenenfalls kann die Druckfeder 12 den Anschlag 4a in der ersten Stellung S1 vorspannen, so dass der Anschlag 4a in der ersten Stellung S1 eine Kraft auf den EUV-Spiegel 3 ausübt, beispielsweise um diesen gemeinsam mit dem an der gegenüberliegenden Seite 3b des EUV-Spiegels 3 angreifenden zweiten Anschlag 4b in seiner relativen Lage zu der Tragstruktur 2 zu fixieren.
Um den Anschlag 4a aus der in 2 gezeigten ersten Stellung S1 in die von dem EUV-Spiegel 3 beabstandete zweite Stellung S2 (vgl. 1) zu bewegen, ist es erforderlich, dass der Aktor 5a aktiviert wird. Zu diesem Zweck wird der Aktor 5a typischer Weise mit einem Strom beaufschlagt, so dass dieser eine gegen die Kraftwirkung der Druckfeder 12 wirkende Gegenkraft aufbringen kann. Der Aktor 5a kann einen Antriebsmotor 14 aufweisen, der über ein Getriebe 15 mit dem Verbindungsabschnitt 11c des Anschlags 4a in Verbindung steht, um den Anschlag entlang seiner Wirkrichtung zu verschieben, d.h. in Richtung seiner Mittelachse 10, die im gezeigten Beispiel mit der Z-Achse (Schwerkraftrichtung) übereinstimmt. Bei dem Getriebe 15 kann es sich beispielsweise um ein Differentialgetriebe oder um ein Hebelgetriebe handeln.
Ist der Aktor 4a nicht aktiv, wie dies typischer Weise der Fall ist, wenn die EUV-Lithographieanlage 1 transportiert wird, befindet sich der Anschlag 4a bzw. alle vier Anschläge 4a–d in der ersten Stellung S1, d.h. diese liegen an dem EUV-Spiegel 3 an und sichern diesen beim Transport. Sofern es beim Transport zu Erschütterungen kommt, werden diese durch die Dämpfungswirkung der Druckfeder 12 gedämpft und auf diese Weise Beschädigungen an dem EUV-Spiegel 3 vermieden. Auch kann ggf. durch eine Vorspannung der Anschläge 4a–d in der ersten Stellung S1 der EUV-Spiegel 3 gegenüber der Tragstruktur 2 fixiert werden, so dass es im Transportfall nicht bzw. nur in sehr geringem Maß zu einer Verschiebung des EUV-Spiegels 3 gegenüber der Tragstruktur 2 kommt. Durch die Druckfeder 12 wird somit eine passive Transportsicherung durch eine automatische Begrenzung des Bewegungswegs des EUV-Spiegels 3 beim Transport ermöglicht, bei dem die Aktoren 5a, b bzw. die gesamte EUV-Lithographieanlage 1 typischer Weise stromlos ist.
3 zeigt ein Beispiel eines Anschlags 4a, der sich von dem in 2 gezeigten Anschlag 4a dadurch unterscheidet, dass die Druckfeder 12a in Form einer Tellerfeder bzw. eines Tellerfeder-Pakets ausgebildet ist, sowie dadurch, dass die Tellerfeder 12a nicht entlang des zylindrischen Abschnitts 11b des Anschlags 4a verläuft, sondern entlang des Verbindungsabschnitts 11c, der in der Öffnung 13 der Tragstruktur 2 gebildet ist. Wie in 3 ebenfalls zu erkennen ist, bildet die Öffnung 13 in der Tragstruktur 2 einen gegenüber der Umgebung, genauer gesagt gegenüber einem Zwischenraum 16 zwischen dem EUV-Spiegel 3 und der Tragstruktur 2 abgedichteten Raum. Die Öffnung 13 wird durch den Anschlag 4a, im gezeigten Beispiel durch eine Stirnseite des zylindrischen Abschnitts 11b des Anschlags 4a, gegenüber dem Zwischenraum 16 abgedichtet.
Die Abdichtung der Öffnung 13, in welcher die Tellerfeder 12a aufgenommen ist, gegenüber dem Zwischenraum 16 ist günstig, da die Tellerfeder 12a eine degressive, nichtlineare Federkennlinie aufweist, d.h. dass die Dämpfung der Bewegung des Anschlags 4a insbesondere für den Fall einer plötzlichen Erschütterung durch (innere) Reibung erfolgt, bei der es typischer Weise zu Abrieb kommt. Dieser Abrieb sollte nicht in den Zwischenraum 16 bzw. in die Vakuum-Umgebung gelangen, in der die EUV-Lithographieanlage 1 betrieben wird.
Wie bei dem in 2 gezeigten Beispiel bildet auch bei dem in 3 gezeigten Beispiel die Tellerfeder 12a eine Druckfeder, die gegen das dem Kopfabschnitt 11a abgewandte Ende des zylindrischen Abschnitts 11b des Anschlags 4a andrückt, so dass der Anschlag 4a auch bei dem in 3 gezeigten Beispiel durch die Tellerfeder 12a in der ersten Stellung S1 gehalten wird. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig, d.h. die zusätzliche Dämpfung durch die Reibung der Tellerfeder 12a kann auch vorteilhaft ausgenutzt werden, wenn diese bzw. der Anschlag 4a so ausgelegt ist, dass dieser in seiner Ruhestellung nicht an dem beweglichen EUV-Spiegel 3 anliegt.
Es versteht sich, dass an Stelle des in 1 bis 3 gezeigten EUV-Spiegels 3 auch andere bewegliche Komponenten der EUV-Lithographieanlage 1 mit Hilfe von wie weiter oben beschriebenen Anschlägen 4a–d in ihrer Bewegung begrenzt werden können. Bei diesen beweglichen Komponenten kann es sich beispielsweise um andere optische Bauteile, um mechanische Bauteile, z.B. um Rahmenteile, die gegenüber der Tragstruktur 2 entkoppelt sind und die zu diesem Zweck z.B. auf Federn gelagert sind, oder um opto-mechanische Bauteile handeln. Insbesondere können auch Baugruppen aus mehreren optischen Elementen, beispielsweise aus mehreren EUV-Spiegeln 3, als bewegliche Komponente dienen, deren Bewegungsweg gegenüber der Tragstruktur 2 auf die weiter oben beschriebene Weise begrenzt wird.
Es versteht sich, dass an Stelle der hier beschriebenen EUV-Lithographieanlage 1 auch eine andere optische Anordnung, beispielsweise eine Lithographieanlage, die mit Strahlung im UV-Wellenlängenbereich betrieben wird, auf die oben beschriebene Weise vor Beschädigungen beim Transport bzw. bei kurzzeitigen Erschütterungen geschützt werden kann, indem die Bewegung der jeweiligen Komponente innerhalb eines vorgegebenen Bremswegs gestoppt wird, wobei gleichzeitig die Bewegung gedämpft wird, um die Geschwindigkeit der jeweiligen beweglichen Komponente zu reduzieren.
Es versteht sich ebenfalls, dass die Geometrie der Anschläge 4a–d von der in 2 und in 3 gezeigten Geometrie abweichen kann. Insbesondere ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Anschlag 4a einen zylindrischen Abschnitt 11b aufweist, vielmehr kann der Anschlag 4a einen sich z.B. im Wesentlichen konisch verjüngenden oder eine andere Geometrie besitzenden Abschnitt aufweisen, an den sich der Kopfabschnitt 11a anschließt. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel wird in diesem Fall die Geometrie der Druckfeder 12 geeignet angepasst, während bei dem in 3 gezeigten keine Modifikation an der Tellerfeder 12a erforderlich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012212503 A1 [0003]
DE 102014215159 A1 [0004]
DE 102011087389 A1 [0005]
WO 2012/013559 A1 [0010]

Claims

Optische Anordnung, insbesondere Lithographiesystem (1), umfassend: eine Tragstruktur (2), eine relativ zur Tragstruktur (2) bewegliche Komponente (3), mindestens einen Anschlag (4a–d) mit einer Anschlagfläche (9), wobei der Anschlag (4a–d) zwischen einer ersten Stellung (S1) und einer zweiten Stellung (S2) bewegbar ist, wobei in der ersten Stellung (S1) die Anschlagfläche (9) an der beweglichen Komponente (3) anliegt und wobei in der zweiten Stellung (S2) die Anschlagfläche (9) von der beweglichen Komponente (3) beabstandet ist, gekennzeichnet durch ein Federelement in Form einer Druckfeder (12, 12a) zur Dämpfung der Bewegung des Anschlags (4a–d), wobei die Druckfeder (12, 12a) den Anschlag (4a–d) in der ersten Stellung (S1) hält.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, weiter umfassend: einen Aktor (5a, b), welcher ausgebildet ist, den Anschlag (4a–d) von der ersten Stellung (S1) in die zweite Stellung (S2) zu bewegen.
Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Anschlag (4a) eine Mittelachse (10) aufweist, entlang derer sich ein zylindrischer Abschnitt (11b) erstreckt, wobei der zylindrische Abschnitt (11b) zumindest in einem Teilbereich von der Druckfeder (12) umgeben ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 3, bei welcher die Tragstruktur (2) eine Öffnung (13) aufweist, in welcher der zylindrische Abschnitt (11b) des Anschlags (4a–d) geführt ist.
Optische Anordnung, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Federelement (12a), welches eine degressive Federkennlinie zur Dämpfung der Bewegung des Anschlags (4a–d) durch Reibung aufweist.
Optische Anordnung nach Anspruch 5, bei welcher das Federelement als Tellerfeder (12a) ausgebildet ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei der das Federelement (12a) in einem gegenüber einem Zwischenraum (16) zwischen der beweglichen Komponente (3) und der Tragstruktur (2) abgedichteten Raum (13) aufgenommen ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 7, bei welcher der abgedichtete Raum eine Öffnung (13) in der Tragstruktur (2) bildet, die durch den Anschlag (4a), insbesondere durch eine zylindrischen Abschnitt (11b) des Anschlags (4a), gegenüber dem Zwischenraum (16) abgedichtet ist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Aktor (5a) einen Antriebsmotor (14) umfasst.
Optische Anordnung nach Anspruch 9, bei welcher der Antriebsmotor (14) über ein Getriebe (15), insbesondere über ein Differentialgetriebe oder ein Hebelgetriebe, mit dem Anschlag (4a) bewegungsgekoppelt ist.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die bewegliche Komponente (3) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Spiegel oder Rahmenelement.
Optische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: mindestens einen weiteren Aktor (6) zur Bewegung der beweglichen Komponente (3) relativ zur Tragstruktur (2).
Verfahren zum Betreiben einer optischen Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: Freigeben einer Bewegung der beweglichen Komponente (3) relativ zur Tragstruktur (2) durch Bewegen des Anschlags (4a–d) von der ersten Stellung (S1) in die zweite Stellung (S2).