DE102012202170A1

DE102012202170A1 - Positionsmanipulator für ein optisches Bauelement

Info

Publication number: DE102012202170A1
Application number: DE102012202170A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hembacher
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-06-13
Also published as: US9696518B2; US20130242282A1

Abstract

Eine Vorrichtung (26) zur verstellbaren Positionierung eines optischen Bauelements (25, 30) umfasst eine Halteeinrichtung (27), welche zumindest teilweise aus einem magnetostriktiven Material ist, und Mittel (33) zur Erzeugung eines Magnetfeldes, welches im Bereich der Halteeinrichtung (27) eine vorbestimmte Richtungs- und Amplitudenverteilung aufweist, wobei die Halteeinrichtung (27) in einer vorgegebenen Richtung eine Ausdehnung aufweist, welche durch die Wirkung des Magnetfeldes um einen bestimmten Betrag veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur verstellbaren Positionierung eines Bauelements, eine optische Baugruppe mit einer derartigen Vorrichtung und ein Verfahren zur verstellbaren Positionierung eines Bauelements. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Optik für eine Projektionsbelichtungsanlage, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauteils und ein nach dem Verfahren hergestelltes Bauteil.
Eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie ist beispielsweise aus der EP 1 884 831 A2 bekannt.
Um die erforderlichen Genauigkeiten bei einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage zu erreichen, ist es notwendig, die optischen Bauelemente sehr präzise anzuordnen. Diesbezüglich besteht fortwährend Verbesserungsbedarf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur verstellbaren Positionierung eines Bauelements, insbesondere eines optischen Bauelements, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, zur verstellbaren Positionierung eines Bauelements einen magnetostriktiven Aktuator einzusetzen. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass zur Halterung eines Bauelements eine Halteeinrichtung verwendet wird, welche zumindest teilweise aus einem magnetostriktiven Material ist, wobei Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes einer vorbestimmten Richtung und Amplitude vorgesehen sind. Durch die Erzeugung eines geeigneten Magnetfeldes lässt sich eine Längenänderung des magnetostriktiven Materials der Halteeinrichtung erreichen, was zu einer Verlagerung des optischen Bauelements führt. Mit einem geeigneten Magnetfeld lassen sich sehr präzise Längenänderungen von einigen
Picometern bis hin zu Mikrometern erreichen. Die mittels des Magnetfeldes erreichbare relative Längenänderung liegt im Bereich von bis zu 10^–4. Da die erfindungsgemäße verstellbare Positionierung auf der Längung eines Festkörpers beruht, ist eine besonders hohe mechanische Steifigkeit der Halteeinrichtung zu erzielen. Die Steifigkeit kann insbesondere mindestens 10⁴ N/mm betragen. Hierunter sei verstanden, dass für eine Längenänderung von 1mm eine Kraft von mindestens 10⁴ N notwendig ist.
Beim Bauelement kann es sich insbesondere um ein optisches Bauelement, beispielsweise um einen Spiegel, insbesondere um einen Spiegel für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln. Auch andere Bauteile, insbesondere ein Retikelhalter oder eine Waferhalter können mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr präzise positioniert werden.
Das Magnetfeld zur Verlagerung des optischen Bauelements kann auf einfache Weise mittels einer oder mehrerer Spulen erzeugt werden. Hierbei sind die Spulen vorzugsweise jeweils um eine der Haltestreben der Halteeinrichtung herum angeordnet. Die Halteeinrichtung kann insbesondere eine Mehrzahl von Bipoden, insbesondere drei Bipoden aufweisen, deren Schenkel jeweils von einer Spule umgeben sind. Das mittels der jeweiligen Spule erzeugbare Magnetfeld ist vorzugsweise jeweils parallel zur Ausrichtung eines Schenkels der Bipoden ausgerichtet.
Vorzugsweise sind die einzelnen Spulen unabhängig voneinander steuerbar. Das optische Bauelement ist somit insbesondere sehr flexibel verlagerbar, insbesondere in Richtung seiner optischen Achse verlagerbar und/oder um eine Achse quer, insbesondere senkrecht zu seiner optischen Achse verkippbar.
Prinzipiell ist es auch denkbar die Halteeinrichtung mit einer Vielzahl von mit dem optischen Bauelement verbundenen Haltestreben auszubilden, durch deren Längenänderung die Form des optischen Bauelements modifizierbar ist.
Die Spulen zur Erzeugung des Magnetfeldes können vorteilhafterweise berührungslos zu den Haltestreben angeordnet sein. Sie können vorteilhafterweise auch berührungslos zum zu verlagernden optischen Bauelement angeordnet sein. Sie sind insbesondere vom optischen Bauelement mechanisch entkoppelt angeordnet. Sie sind vorzugsweise derart angeordnet, dass das mit ihnen erzeugte Magnetfeld jeweils zumindest abschnittsweise parallel zu einer Haltestrebe der Halteeinrichtung ausgerichtet ist. Eine derartige Ausrichtung führt zu einer besonders vorteilhaften, insbesondere effizienten Magnetfeld-Längenänderungs-Charakteristik.
Die Halteeinrichtung umfasst mindestens eine, insbesondere mehrere Haltestreben. Die Haltestreben sind stabförmig ausgebildet. Sie haben eine Länge im Bereich von 1 cm bis 1 m, insbesondere im Bereich von 2 cm bis 60 cm.
Sie kann insbesondere einen runden oder polygonalen, beispielsweise quadratischen oder sechseckigen Querschnitt aufweisen. Vorzugsweise umfasst die Halteeinrichtung eine Vielzahl von Haltestreben. Diese können vorteilhafterweise jeweils paarweise, d. h. in Form von Bipoden mit dem optischen Bauelement verbunden sein. Es können insbesondere drei Bipoden vorgesehen sein. Diese sind vorteilhafterweise in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet. Hierdurch ist eine sehr flexible Verkippung des optischen Bauelements möglich.
Die Haltestreben sind vorzugsweise mittels eines Entkopplungselements vom optischen Bauelement mechanisch entkoppelt. Bei dem Entkopplungselement kann es sich um eine umfangsseitige Einschnürung oder Aussparung in den Haltestreben handeln. Ein derartiges Entkopplungselement ist besonders einfach herstellbar. Hierbei ist es insbesondere möglich, zwei bezüglich der Längsachse einer Haltestrebe gegeneinander verdrehte, insbesondere um 90° gegeneinander verdrehte Einschnürungen an jeder Haltestrebe vorzusehen. Hierdurch wird eine Entkopplung in zwei gegeneinander verdrehte, insbesondere senkrecht zueinander verlaufende Richtungen nach Art eines Kardangelenks erreicht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine optische Baugruppe zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst. Die Vorteile entsprechen den vorhergehend beschriebenen.
Beim optischen Bauelement handelt es sich beispielsweise um einen Spiegel, insbesondere um einen Spiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Der Spiegel ist somit insbesondere reflektiv für elektromagnetische Strahlung im EUV-Bereich.
Andere optische Bauelemente können selbstverständlich ebenfalls mittels der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung präzise verlagert werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur verstellbaren Positionierung eines optischen Bauelements zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, durch Einsatz eines magnetostriktiven Materials in zumindest einem Teil der Halteeinrichtung eines optischen Bauelements eine Verlagerung desselben durch Erzeugen eines Magnetfeldes zu ermöglichen. Die verstellbare Positionierung kann dadurch sehr präzise geschehen. Sie kann insbesondere berührungslos vorgenommen werden. Sie erfolgt im Wesentlichen verzögerungsfrei durch Erzeugung des Magnetfeldes.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Optik für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Die Vorteile entsprechen den vorhergehend beschriebenen.
Bei der Optik handelt es sich insbesondere um eine Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung eines Objektfeldes oder um eine Projektionsoptik zur Abbildung des Objektfeldes in ein Bildfeld.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 10 und 11 gelöst. Die Vorteile entsprechen den vorhergehend beschriebenen.
Schließlich besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauteils und ein derartig hergestelltes Bauteil zu verbessern.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 12 und 13 gelöst. Für die Vorteile sei auf die vorhergehend beschriebenen verwiesen.
Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
2 eine schematische Darstellung eines optischen Bauelements mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur verstellbaren Positionierung desselben und
3 eine schematische Darstellung eines optischen Bauelements mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur verstellbaren Positionierung desselben.
1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist. Eine Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in eine Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich auch um eine Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung in einem anderen Wellenlängenbereich handeln. Jedoch ist die erfindungsgemäße, hochpräzise Positionierung eines optischen Bauelements insbesondere für den Einsatz in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage vorteilhaft. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge-Produced Plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser-Produced Plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise aus der US 6,859,515 B2 . EUV-Strahlung 14, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 15 gebündelt. Nach dem Kollektor 15 propagiert die EUV-Strahlung 14 durch eine Zwischenfokusebene 16 bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 17 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 23 trifft. Der Feldfacettenspiegel 17 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.
Die EUV-Strahlung 14 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
Nach dem Feldfacettenspiegel 17 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 18 mit einer Vielzahl von Pupillenfacetten 24 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9 optisch konjugiert ist. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 19 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 20, 21 und 22 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 17 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 22 der Übertragungsoptik 19 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing Incidence-Spiegel“). Der Pupillenfacettenspiegel 18 und die Übertragungsoptik 19 bilden eine Folgeoptik zur Überführung des Beleuchtungslichts 14 in das Objektfeld 5. Auf die Übertragungsoptik 19 kann insbesondere dann verzichtet werden, wenn der Pupillenfacettenspiegel 18 in einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 9 angeordnet ist.
Zur einfacheren Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der 1 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Achse verläuft nach rechts. Die z-Achse verläuft nach unten. Die Objektebene 6 und die Bildebene 11 verlaufen beide parallel zur xy-Ebene.
Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 parallel zur y-Richtung verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 parallel zur y-Richtung verlagerbar ist. Hierdurch können das Retikel 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits durch das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung wird nachfolgend auch als Scan-Richtung bezeichnet. Die Verschiebung des Retikels 7 und des Wafers 12 in Scan-Richtung kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.
Die Projektionsoptik 9 umfasst mindestens ein optisches Bauelement zur Abbildung des Objektfeldes 5 in das Bildfeld 10. Beim optischen Bauelement handelt es sich insbesondere um einen Spiegel. Dieser trägt vorzugsweise eine Multilayer-Beschichtung zur Optimierung der Reflektivität der Wellenlänge der Nutzstrahlung 14.
Die Projektionsoptik 9 umfasst insbesondere mindestens vier Spiegel. Sie kann fünf, sechs, sieben, acht oder mehr Spiegel aufweisen. Hierbei kann einer oder mehrere der Spiegel eine Durchtrittsöffnung für die Nutzstrahlung 14 aufweisen. Insbesondere der Spiegel, welcher am nächsten am Bildfeld 10 angeordnet ist, und welcher den vorletzten Spiegel im Strahlengang der Projektionsoptik 9 bildet, kann eine Durchtrittsöffnung für die Nutzstrahlung 14 aufweisen.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 2 weitere Aspekte einer Vorrichtung 26 zur verstellbaren Positionierung eines optischen Bauelements 25, insbesondere eines Spiegels 30 beschrieben.
Die Vorrichtung 26 zur verstellbaren Positionierung des optischen Bauelements 25 umfasst eine Halteeinrichtung 27 zur Halterung des optischen Bauelements 25. Die Halteeinrichtung 27 umfasst eine Grundplatte 28 und sechs Haltestreben 29. Die Grundplatte 28 ist aus einem nicht-magnetischen Material. Sie kann insbesondere aus einer Glaskeramik sein. Sie ist vorzugsweise aus einem Material mit einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials der Grundplatte 28 ist vorzugsweise kleiner als 10^–6/K.
Die Haltestreben 29 sind auf der Grundplatte 28 angeordnet und mechanisch mit dieser verbunden. Sie sind jeweils paarweise angeordnet. Zwei zusammengehörige Haltestreben 29 werden jeweils auch als Zweibein oder Bipod bezeichnet. Zusammen bilden die sechs Haltestreben 29 ein sogenanntes Hexapod. Die drei Bipoden des Hexapods sind in einem gleichseitigen Dreieck auf der Grundplatte 28 angeordnet.
Eine alternative Anzahl und/oder Anordnung der Haltestreben 29 auf der Grundplatte 28 ist ebenso möglich. Allgemein umfasst die Halteeinrichtung 27 mindestens eine Haltestrebe 29.
Die Haltestreben 29 erstrecken sich jeweils in einer Längsrichtung 32, welche in 2 lediglich für eine der Haltestreben 29 eingezeichnet ist. Sie weisen in Längsrichtung 32 insbesondere eine Erstreckung im Bereich von 1 cm bis 100 cm, insbesondere im Bereich von 2 cm bis 60 cm auf. Senkrecht zur Längsrichtung 32 weisen die Haltestreben 29 beispielsweise einen runden, insbesondere kreisförmigen, oder polygonalen, insbesondere quadratischen oder sechseckigen Querschnitt auf. Alternative Ausführungen der Haltestreben 29 sind ebenso möglich.
Die Haltestreben 29 sind jeweils an ihrem der Grundplatte 28 entgegengesetzten Ende mit dem Spiegel 30 verbunden.
Die Haltestreben 29 weisen insbesondere im Bereich ihres dem Spiegel 30 zugewandten Endes ein Festkörpergelenk in Form einer umlaufende, sickenförmige Einschnürung 31 auf. Die Einschnürung 31 erleichtert eine Verbiegung der Haltestrebe 29 in Richtung quer zu deren Längsrichtung 32.
Die Einschnürung 31 bildet ein Entkopplungselement zur mechanischen Entkopplung des Spiegels 30 von den Haltestreben 29. Durch das Entkopplungselement wird der Spiegel 30 insbesondere in mindestens einer Richtung von den Haltestreben 29 entkoppelt.
Anstelle einer umlaufenden Einschnürung kann die Haltestrebe 29 auch eine Einschnürung 31 aufweisen, welche den Querschnitt der Haltestrebe 29 in einer ersten Richtung reduziert, während sie ihn in einer zweiten hierzu senkrechten Richtung im Wesentlichen unverändert lässt. Dies wird im Folgenden auch als eindimensionale oder lineare Einschnürung bezeichnet, da sie eine Verbiegung der Haltestrebe 29 ausschließlich in einer Richtung, nämlich in Richtung des reduzierten Querschnitts, erleichtert.
Vorzugsweise sind im Falle einer linearen Einschnürung 31 zwei derartige Einschnürungen 31 je Haltestrebe 29 vorgesehen, welche gegeneinander verdreht angeordnet sind. Die beiden Einschnürungen 31 sind vorzugsweise senkrecht zueinander angeordnet und bilden somit eine Art Kardangelenk.
Die Haltestreben 29 sind aus einem magnetostriktiven Material, beispielsweise Invar, Nickel oder einer Samarium-Eisen-Verbindung. Das Material der Haltestreben 29 weist vorzugsweise einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf. Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials der Haltestreben liegt insbesondere bei höchstens 10^–4/K, insbesondere höchstens 3·10^–5/K, insbesondere bei höchstens 10^–5/K, insbesondere bei höchstens 5·10^–6/K, vorzugsweise bei höchstens 3·10^–6/K.
Die Haltestreben 29 weisen eine Ausdehnung auf, welche mittels eines Magnetfeldes veränderbar ist. Insbesondere kann die Thermaldehnung der Haltestreben 29 durch Anlegen eines Magnetfeldes kompensiert werden. Zur Erzeugung des Magnetfeldes zur Längenänderung der Haltestreben 29 sind Spulen 33 vorgesehen. Die Spulen 33 bilden insbesondere Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Bereich der Halteeinrichtung 27. Sie sind Bestandteil der Vorrichtung 26. Die maximale Feldstärke des mittels der Spulen 33 im Bereich der Haltestreben 29 erzeugbaren Magnetfeldes liegt im Bereich von etwa 100 mT bis etwa 1 T. Sie hängt unter anderem von der Anzahl Windungen der Spulen 33 und dem Strom ab und kann flexibel an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden.
Die Haltestreben 29 bilden zusammen mit den Spulen 33 jeweils Aktuatoren 37 zur Positionierung des Spiegels 30. Insbesondere die Länge der Haltestreben 29 in Längsrichtung 32 ist mittels eines geeigneten Magnetfeldes veränderbar. Die mittels des Magnetfeldes maximal erreichbare Längenänderung liegt im Bereich von mindestens 10 nm bis hin zu 10 µm. Die relative Änderung liegt bei bis zu 10^–4. Mithilfe der drei Bipoden ist insbesondere eine Verkippung des Spiegels 30 möglich. Hierbei wird eine Kippachse jeweils durch die Verbindungslinie zweier Bipoden definiert. Mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Verkippungen von bis zu 10 mrad möglich. Es ist insbesondere mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 26 möglich, den Kippwinkel des Spiegels 30 bezüglich jeder der drei Achsen mit einer Genauigkeit von mindestens 0,1 mrad einzustellen.
Die Spulen 33 weisen jeweils mindestens eine Windung auf, welche um eine der Haltestreben 29 herum angeordnet ist. Vorzugsweise ist um jede der Haltestreben 29 herum eine der Spulen 33 angeordnet. Die Anzahl der Spulen 33 entspricht somit gerade der Anzahl der Haltestreben 29. Die Spulen 33 sind insbesondere derart angeordnet, dass das von ihnen erzeugbare Magnetfeld im Bereich der zugehörigen Haltestrebe 29 jeweils parallel zur Längsrichtung 32 derselben ausgerichtet ist. Die Spulen 33 sind mechanisch vom Spiegel 30 entkoppelt. Sie sind insbesondere berührungslos zum Spiegel 30 angeordnet. Sie können darüber hinaus berührungslos zu den Haltestreben 29 angeordnet sein.
Die Spulen 33 sind vorzugsweise unabhängig voneinander steuerbar. Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die beiden Spulen 33, welche um die Haltestreben 29 eines Bipods angeordnet sind, jeweils mit einem gemeinsamen Verstärker 34 elektrisch verbunden. Zur Ansteuerung der sechs Spulen 33 der drei Bipoden der Halteeinrichtungen 27 umfasst die Vorrichtung somit drei Verstärker 34. Die Verstärker 34 stehen ihrerseits in signalübertragender Verbindung mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung 35. Mittels der Steuereinrichtung 35 ist der über die Verstärker 34 den Spulen 33 zugeführte elektrische Strom derart steuerbar, dass das mittels der Spulen 33 im Bereich der Halteeinrichtung 27, insbesondere im Bereich der Haltestreben 29 erzeugbare Magnetfeld eine vorbestimmte Richtungs- und Amplitudenverteilung aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass der Spiegel 30 mithilfe der Vorrichtung 26 um einen bestimmten Betrag verlagerbar ist. Zur präzisen Positionierung und/oder Verlagerung des Spiegels 30 wird mittels der Spulen 33 ein Magnetfeld mit einer vorgegebenen Richtungs- und Amplitudenverteilung im Bereich der Halteeinrichtung 27, insbesondere im Bereich der Haltestreben 29 erzeugt. Dies führt aufgrund des magnetostriktiven Materials der Haltestreben 29 zu einer vorbestimmten Längenänderung der Haltestreben 29 und somit zu einer verstellbaren Positionierung des Spiegels 30.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist jedem der Bipoden außerdem ein Sensor 36 zugeordnet. Mittels des Sensors 36 ist die genaue Position des Spiegels 30 im Bereich des zugehörigen Bipods erfassbar. Mittels des Sensors 36 ist insbesondere die Position des Spiegels 30 in der durch die Haltestreben 29 des zum jeweiligen Sensor 36 zugehörigen Bipods aufgespannten Ebene erfassbar.
Beim Sensor 36 kann es sich insbesondere um einen optischen, um einen kapazitiven oder um einen Hallsensor handeln. Es handelt sich insbesondere um einen berührungslosen Sensor. Der Sensor 36 ist jeweils in datenübertragender Weise mit der Steuereinrichtung 35 verbunden.
Die Steuereinrichtung 35 kann somit zusammen mit den Aktuatoren 37 und den Sensoren 36 als Regeleinrichtung ausgebildet sein. Sie kann hierbei insbesondere mehrere Regelschleifen aufweisen. Sie weist vorzugsweise für jedes Bipod eine separate Regelschleife auf.
Bei einer in 3 schematisch dargestellten Weiterbildung der Vorrichtung 26 ist vorgesehen, die Spulen 33 mit einer Abschirmeinrichtung 39 zu umgeben. Die Abschirmeinrichtung 39 dient der Abschirmung bzw. der Magnetfeldführung des von den Spulen 33 erzeugten Magnetfeldes. Außerdem führt die Abschirmeinrichtung 39 zu einer Abschirmung externer Magnetfelder und verringert somit deren Wirkung auf die Haltestreben 29. Sie ist vorzugsweise aus einem weichmagnetischen Material, beispielsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung. Das Material der Abschirmeinrichtung 39 weist insbesondere eine Permeabilitätszahl von mindestens 10000, insbesondere mindestens 30000, insbesondere mindestens 50000 auf. Die Abschirmeinrichtung ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet. Sie kann wie in der linken Hälfte der 3 exemplarisch dargestellt jeweils eine der Spulen 33 umgeben. Alternativ hierzu kann sie um beide Haltestreben 29 eines Bipods mit den zugehörigen Spulen 33 herum angeordnet sein, wie exemplarisch in der rechten Hälfte der 3 dargestellt ist. Die Abschirmeinrichtung 39 ist vorzugsweise umfangsseitig, d. h. in Richtung quer zur Längsrichtung 32, geschlossen ausgebildet.
Sie ist mechanisch mit der Grundplatte 28 verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt.
Die Abschirmeinrichtung 39 ist berührungslos zu den Haltestreben 29 und/oder dem optischen Bauelement 25 angeordnet.
Das optische Bauelement 25 bildet zusammen mit der Positionierungsvorrichtung 26 eine optische Baugruppe 38. Diese kann Bestandteil der Beleuchtungsoptik 4 oder der Projektionsoptik 9 der Projektionsbelichtungsanlage 1 sein. Es können auch mehrere der Spiegel der Beleuchtungsoptik 4 und/oder der Projektionsoptik 9 mit einer entsprechenden Vorrichtung 26 versehen werden. Prinzipiell ist es denkbar sämtliche Spiegel der Beleuchtungsoptik 4 und/oder der Projektionsoptik 9 mit der erfindungsgemäßen Positionierungsvorrichtung 26 zu versehen.
Prinzipiell ist es möglich, die gesamte optische Baugruppe 38 mit einer magnetischen Abschirmung entsprechend der Abschirmeinrichtung 39 zu versehen. Die magnetische Abschirmung der optischen Baugruppe 38 kann beispielsweise in die Grundplatte 38 und/oder in eine von dieser in Richtung auf das optische Bauelement 25 vorstehende Seitenwand 40 integriert sein. Für Details der Abschirmung sei auf die Beschreibung der Abschirmeinrichtung 39 verwiesen.
Beim Einsatz der Projektionsbelichtungsanlage 1 mit einer der vorstehend beschriebenen Kollektorvarianten werden das Retikel 7 und der Wafer 12, der eine für das Beleuchtungslicht 14 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt des Retikels 7 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf den Wafer 12 projiziert. Bei der Projektion des Retikels 7 auf den Wafer 12 kann der Retikelhalter 8 und/oder der Waferhalter 13 in Richtung parallel zur Objektebene 6 bzw. parallel zur Bildebene 11 verlagert werden. Die Verlagerung des Retikels 7 und des Wafers 12 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen. Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 14 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1884831 A2 [0002]
US 6859515 B2 [0029]

Claims

Vorrichtung (26) zur verstellbaren Positionierung eines Bauelements (25, 30) umfassend a. eine Halteeinrichtung (27) zur Halterung des Bauelements (25, 30) und b. Mittel (33) zur Erzeugung eines Magnetfeldes, welches im Bereich der Halteeinrichtung (27) eine vorbestimmte Richtungs- und Amplitudenverteilung aufweist, c. wobei die Halteeinrichtung (27) zumindest einen Bestandteil (29) aus einem magnetostriktiven Material aufweist, d. welcher in einer vorgegebenen Richtung eine Ausdehnung aufweist, welche durch die Wirkung des Magnetfeldes um einen bestimmten Betrag veränderbar ist.
Vorrichtung (26) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung des Magnetfeldes mindestens eine Spule (33) umfassen.
Vorrichtung (26) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spule (33) mindestens eine Windung aufweist, welche um eine Haltestrebe (29) der Halteeinrichtung (27) herum angeordnet ist.
Vorrichtung (26) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (33) zur Erzeugung des Magnetfeldes derart angeordnet sind, dass das Magnetfeld zumindest abschnittsweise parallel zu einer Haltestrebe (29) der Halteeinrichtung (27) ausgerichtet ist.
Vorrichtung (26) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (27) mindestens eine Haltestrebe (29) umfasst.
Vorrichtung (26) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Haltestrebe (29) jeweils mindestens ein Entkopplungselement (31) zur mechanischen Entkopplung vom optischen Bauelement (25, 30) aufweist.
Optische Baugruppe (38) umfassend a. ein optisches Bauelement (25, 30) und b. eine Vorrichtung (26) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zur verstellbaren Positionierung des optischen Bauelements (25, 30).
Verfahren zur verstellbaren Positionierung eines Bauelements (25, 30) umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Bauelements (25, 30), – Bereitstellen einer Vorrichtung (26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Positionierung des Bauelements (25, 30), – Erzeugen eines Magnetfeldes einer vorgegebenen Richtungs- und Amplitudenverteilung im Bereich der Halteeinrichtung (27).
Optik (4, 9) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend a. mindestens ein optisches Bauelement (25, 30) und b. eine Vorrichtung (26) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zur verstellbaren Positionierung des optischen Bauelements (25, 30).
Beleuchtungssystem (2) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend a. eine Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 9 und b. eine Strahlungsquelle (3).
Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Mikrolitographie umfassend eine Projektionsoptik (9) gemäß Anspruch 9.
Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauteils umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Retikels (7), – Bereitstellen eines Wafers (12) mit einer lichtempfindlichen Beschichtung, – Projizieren zumindest eines Abschnitts des Retikels (7) auf den Wafer (12) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 11, – Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen Beschichtung auf dem Wafer (12).
Bauteil hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 12.