通过可调节间隔件将光刻设备的第一元件朝向光刻设备的第二元件调整的方法与流程

文档序号:26007709发布日期:2021-07-23 21:26阅读:110来源:国知局
通过可调节间隔件将光刻设备的第一元件朝向光刻设备的第二元件调整的方法与流程

本发明涉及一种用于将光刻设备的第一元件朝着光刻设备的第二元件调整的方法。

本申请要求德国专利申请de102018218110.1(2018年10月23日提交)的优先权,其全部内容通过引用并入本文。

微光刻技术用于生产微结构部件,例如生产集成电路。微光刻工艺使用光刻设备进行,光刻设备具有照明系统以及投射系统。基板涂覆有光敏层(光刻胶)且布置在投射系统的像平面中,由照明系统照射的掩模(掩模母版)的像在该情况下借助于投射系统投射到基板(例如硅晶片)上,以将掩模结构转印到基板的光敏涂层上。

在集成电路在生产上希望结构越来越小的驱使下,目前正在开发的是euv光刻设备,其使用波长在0.1nm至30nm范围内的光,特别是13.5nm。在这种euv光刻设备的情形下,由于大多数材料对该波长的光具有高吸收性,因此必须使用反射光学单元,即反射镜,而不是像以前那样使用折射光学单元,即透镜元件。

在启动这种光刻设备之前,通常需要进行元件的调整,例如调整上述光学单元。这样的调整例如可以通过间隔元件或间隔件来实现。为此,例如借助虚拟的安装模型或借助短路测量,来先确定这种间隔元件必要的厚度或高度。为了避免处理时间太长,特别是因研磨间隔件所需的时间,提供了一模组化系统,其包括高度或厚度相当不同的间隔件。为了达到所需的制造容差,此处的间隔件的研磨精度为±2μm。由于增加量只有很小的10μm,且通常需要达到0.5mm这样大的调整范围,因此就需要提供大量的间隔件。由于间隔件复杂的处理与物流,导致增加了成本。高精度间隔件的生产和清洁也非常复杂。

在这种背景下,本发明的一个目的是提供一种对光刻设备的调整元件的改进方法。

对应地,本发明提供一种方法,用于将光刻设备的第一元件朝向该光刻设备的第二元件调整,该方法通过布置在第一元件以及第二元件之间的可调节间隔件进行调整。该方法包括以下步骤:a)确定第一元件的实际定位,b)确定第一元件的标称定位,c)卸载可调节间隔件,d)调整可调节间隔件的高度,以带动第一元件从实际定位进入标称定位,以及e)加载可调节间隔件。

由于可调节间隔件的高度可以调整,因此可以在不使用多个不同高度的间隔件的情况下,将第一元件从实际定位带入标称定位。

第一元件可以是由第二元件承载或支撑的像是反射镜的光学元件。第一元件也可以是透镜。例如,第二元件可以是光刻设备的力框架。在此上下文中,可调节间隔件布置在第一元件和第二元件“之间”意味着可调节间隔件被夹在两个元件之间。特别是,可调节间隔件被固定到第一元件和/或第二元件。较佳地,不从元件移除可调节间隔件,以调整其高度。较佳地,第一元件、第二元件以及可调节间隔件是光刻设备的光学系统的一部分。光学系统较佳是光刻设备的投射系统。光学系统较佳地包括多个可调节间隔件。

特别是,第一元件包括具有x方向、y方向以及z方向的坐标系统。这些方向彼此垂直布置。x方向可以被命名为第一空间方向,z方向可以被命名为第二空间方向,y方向可以被命名为第三空间方向。第一元件特别具有六个自由度,即三个平移自由度,分别沿着x方向、y方向和z方向,以及三个旋转自由度,分别绕x方向、y方向和z方向。换句话说,借助于六个自由度可以确定或描述第一元件的位置与定向。

第一元件的“位置”特别应理解为其相对于x方向、y方向以及z方向的坐标或设置在第一元件上的一测量点的坐标。第一元件的“定向”特别应理解为其相对于三个空间方向的倾斜。换句话说,第一元件可以绕x方向、y方向和/或z方向倾斜。这为第一元件的位置和/或定向提供了六个自由度。第一元件的“定位”包括它的位置及它的定向两者。第一元件的定位可以借助于多个可调节间隔件来做调整。在本案中,“调整”可以理解为将第一元件从其实际定位带到其标称定位。

在本文中,“卸载”是指移除或抬起、至少部分地移除或抬起放置在可调节间隔件上的重量,例如光刻设备的第一元件的重量和/或光刻设备的其他元件的重量,使得可以调整可调节间隔件的高度。在本文中,“加载”是指在调整其高度之后将重量放回到可调节间隔件上。特别地,高度是沿着z方向测量的。较佳地,在步骤c)中,可调节间隔件卸载第一元件的重量,其中,在步骤e)中,再次向可调节间隔件上加载第一元件的重量。在本文中,“调整”高度是指根据需要增加或减小该高度以到达第一元件的标称定位。

根据一实施例,在步骤d)中,可调节间隔件的高度是无级调整的。

在本文中,“无级”是指不像常规非可调节间隔件所需那样增加。

根据另一实施例,在步骤c)中,第一元件由可调节间隔件所抬升。

在本文中,“抬升”可以表示将第一元件从可调节间隔件上移除,使得可调节间隔件与第一元件之间存在间隙。然而,“抬升”还可以意味着第一元件仍与可调节间隔件接触,但是重量没有加载或至少部分没有加载在可调节间隔件。

根据另一实施例,在步骤e)中,第一元件安放在可调节间隔件上。

“安放”是指第一元件与可调节间隔件接触,并且其重量完全置于可调节间隔件上。

根据另一实施例,在步骤a)中,第一元件的实际定位被测量或被计算。

这可以借助于虚拟组装模型或借助短路测量来完成。在本情况中,“短路测量”应理解为是指将包括两个元件以及可调节间隔件的光学系统与标准或标称的间隔件完全组装在一起然后进行测量。

根据另一实施例,在步骤b)中,计算第一元件的标称定位。

标称位置可以被计算出,举例来说,特别是借助校正方案来计算。

根据另一实施例,在步骤d)中,可调节间隔件的高度是通过传动机构调整的,传动机构为可调节间隔件的一部分。

特别是,传动机构包括位移元件的倾斜滑动表面以及可调节间隔件的外壳元件。

根据另一实施例,在步骤d)中,可调节间隔件的高度通过可调节间隔件的位移元件的线性运动调整,该线性运动是沿着第一空间方向朝向可调节间隔件的外壳元件相对进行的。

较佳地,高度定向成垂直于第一空间方向或x方向。

根据另一实施例,在步骤d)中,传动机构将位移元件沿第一空间方向的线性运动转换为位移元件沿着不同于第一空间方向的第二空间方向的线性运动。

特别是,第二空间方向是z方向。可调节间隔件的高度是沿着z方向所测量的。

根据另一实施例,在步骤d)中,在位移元件相对朝向外壳元件的线性运动期间,位移元件的倾斜滑动表面在外壳元件的倾斜滑动表面上滑动。

较佳地,位移元件以及外壳元件是楔形的。

根据另一实施例,在步骤d)中,位移元件通过调整元件沿着第一空间方向朝外壳元件相对运动。

调整元件可以是螺丝、螺杆或相似物。

根据另一实施例,在步骤d)中,可调节间隔件被从非偏转状态带动到偏转状态,且其中在偏转状态下的高度大于在非偏转状态下的高度。

特别是,可调节间隔件可无级地从非偏转状态被带动到偏转状态。这表示不需要固定地增加。

根据另一实施例,遍及步骤a)至e),可调节间隔件保持在第一元件以及第二元件之间。

可替代地,可调节间隔件可以被移除,以调整可调节间隔件的高度。然而,较佳的是,在调整高度的期间,让可调节间隔件留在第一元件和第二元件之间。

根据另一实施例,在步骤e)中,可调节间隔件不受力。

在本文中,“不受力”是指没有力(例如第一元件的重量)沿高度或沿着z方向作用在可调节间隔件上。

根据另一实施例,步骤a)中,第一元件的实际定位是相对第二元件所确定的。

第二元件也可以是可调整的。

此外,本发明提出了用于光学系统或光刻设备的可调节间隔件。可调节间隔件包括外壳元件、位移元件以及传动机构,该位移元件可相对于外壳元件线性移动,该传动机构设计成将位移元件相对于外壳元件在第一空间方向上的线性运动转换为外壳元件沿着不同于该第一空间方向的第二空间方向的线性运动,以使可调节间隔件从非偏转状态无级地移动到偏转状态,反之亦然。

基于可将可调节间隔件从非偏转状态无级地带入偏转状态以及反之亦然的事实,可调节间隔件的高度或厚度的调整精度不是通过高精度所以昂贵的制造来实现,而是借助于传动机构形式的非灵敏的调整机构来实现。特别地,可调节间隔件的高度或厚度的调整精度,是通过位移元件和和/或外壳元件具有浅的倾斜角或楔形角的事实所实现。在此,“浅的”尤其应理解为小于10°的倾斜角或楔形角。不必为了调整其高度而更换可调节间隔件。借助于可调节间隔件,可以实现至少与已知的模组化概念相同的调整精度,即,高度的刻度。

可调节间隔件也可以被称为可调整间隔件。可调节间隔件也可以被称为间隔元件。借助于传动机构,特别是可以调整可调节间隔件的高度或厚度,特别是在第二空间方向上进行调整。特别是,在偏转状态下的高度或厚度大于非偏转状态下的高度或厚度。较佳地,可调节间隔件分配有坐标系统,此坐标系统具有x方向、定向为垂直于x方向的y方向,以及定向为垂直于x方向且垂直于y方向的z方向。此坐标系统可以与上述第一元件的坐标系统相同。方向也可以被指定为空间方向。上述第一空间方向特别为x方向。上述第二空间方向可以是z方向。第二空间方向也可以被定义为可调节间隔件的垂直方向、高度方向或厚度方向。

在本文中,“线性运动”应理解为沿着和/或平行于相应空间方向的运动。非偏转状态也可以被指定为非偏转位置、收回状态或收回位置。偏转状态也可以被指定为偏转位置、展开状态(deployedstate)或展开位置。非偏转状态和偏转状态可以表示可调节间隔件的终端状态或终端位置。能将可调节间隔件从非偏转状态“无级地”带到偏转状态及反之亦然的事实,特别应理解为,可以在非偏转状态与偏段状态之间提供任何期望数量的可调整中间位置或中间状态。因此,可调节间隔件的高度或厚度可以特别地在非偏转状态和偏转状态之间无级地调整。

位移元件可以至少部分地容纳在外壳元件内。在位移元件相对于外壳元件线性运动的期间,位移元件特别是在外壳元件上滑动。特别地,外壳元件在第二空间方向上相对于位移元件线性地移动。

根据一个实施例,传动机构具有设置在外壳元件上的滑动表面以及设置在位移元件上的滑动表面,其中当可调节间隔件从非偏转状态变为偏转状态时,所述滑动表面相对彼此滑动,反之亦然。

滑动表面也可以被称为滑动平面。特别地,滑动表面是倾斜平面。也就是说,滑动表面是倾斜的。位移元件可以包括一个滑动表面,或者也可以具有两个滑动表面,它们然后相对于位移元件的对称平面而镜像对称地布置。在位移元件包括两个滑动表面的情况下,可以设置两个外壳元件,每个外壳元件具有一滑动表面。也就是说,位移元件的每个滑动表面较佳地分配有一外壳元件。

根据另一个实施例,滑动表面各自以一倾斜角倾斜,其中倾斜角小于10°,较佳地在5°至8°之间。

所有的倾斜角较佳地具有相同的大小。倾斜角度越小,可调节间隔件的高度或厚度的调整精度越高。倾斜角也可以称为楔形角。

根据另一实施例,可调节间隔件还包括一弹簧元件,其中弹簧元件在非偏转状态的方向预拉可调节间隔件。

弹簧元件特别是相对于外壳元件预拉位移元件。也就是说,弹簧元件特别定位在位移元件和外壳元件之间。特别地,弹簧元件在非偏转状态下放松或未压缩,而在偏转状态下被拉伸或压缩。弹簧元件可以是圆柱弹簧,特别是压缩弹簧。然而,弹簧元件也可以是由塑料材料制成的结构零件,例如由弹性体制成。

根据另一实施例,外壳元件和位移元件各具有容纳区,其中,弹簧元件容纳在容纳区中。

外壳元件的容纳区可以是半圆柱形的。特别地,容纳区设置在外壳元件的滑动表面中或滑动表面上。位移元件的容纳区可以配置为延伸穿过一个或多个滑动表面的凹部。举例来说,位移元件的容纳区可以是矩形的。

根据另一实施例,可调节间隔件还包括第一外壳元件以及第二外壳元件,其中位移元件布置在这些外壳元件之间。

第一外壳元件特别是分配有第一滑动表面。相应地,第二外壳元件特别是分配有第二滑动表面。随着可调节间隔件从非偏转状态进入偏转状态且反之亦然,第一外壳元件的第一滑动表面在位移元件的第一滑动表面上滑动,且第二外壳元件的第二滑动表面在位移元件的第二滑动表面上滑动。

根据另一实施例,位移元件是楔形的,其中位移元件配置为关于对称平面镜像对称。

位移元件也可以被定义为楔形元件。相对于对称平面,两个滑动表面以镜像对称定位。

根据另一实施例,第一外壳元件和第二外壳元件相对于对称平面镜像对称地布置。

第一外壳元件及第二外壳元件较佳地具有相同的结构设置。这减少了生产可调节间隔件的成本。

根据另一实施例,当可调节间隔件从非偏转状态变为偏转状态时,第一外壳元件和第二外壳元件在第二空间方向上彼此远离,其中当可调节间隔件从偏转状态变为非偏转状态时,第一外壳元件及第二外壳元件在第二空间方向上朝向彼此移动。

特别地,当可调节间隔件从非偏转状态进入偏转状态时,外壳元件执行同步运动,且反之亦然。

根据另一实施例,第一外壳元件和第二外壳元件借助于导轨而被彼此线性地引导。

导轨也可以被指定为引导面或引导壁。特别地,第一外壳元件和第二外壳元件借助于导轨被沿第二空间方向彼此线性地引导。由此,避免了外壳元件相对于彼此扭曲。

根据另一实施例,可调节间隔件还包括调整元件,调整元件设计成使位移元件相对于外壳元件在第一空间方向上线性地移动。

调整元件特别是传动机构的一部分。调整元件特别是侧向地设置在可调节间隔件上。因此,调整元件的一侧向接近,足以将可调节间隔件从非偏转状态带到偏转状态,反之亦然。调整元件特别是螺丝。调整元件设计成以主动闭锁(positivelocking)而啮合于位移元件中。为此,位移元件可包括一螺纹孔,让调整元件锁入此螺纹孔。在使用调整元件与螺纹孔的情况下,主动闭锁连接是通过至少两个连接零件接合进入或位于背后而发生。外壳元件较佳地包括具有穿孔的后壁,调整元件被引导穿过此穿孔。因此,调整元件可旋转地安装在后壁上。借助于调整元件,位移元件可以逆着弹簧元件的弹力相对于外壳元件线性地移动。较佳提供了两个调整元件。调整元件可以在y方向上彼此间隔开地定位。为了使可调节间隔件从未偏转状态进入到偏转状态,调整元件可以交替地致动,特别是锁紧。

根据另一实施例,位移元件在第一空间方向上的位移路径大于可调节间隔件在第二空间方向上的高度变化,其中位移路径为高度变化的3倍至15倍,较佳为6倍至12倍,更佳为10倍。

由此,可以以非常高的精度来改变高度。滑动表面的倾斜角度越小,位移路径与高度变化的比率就越大。高度变化也可以被称为厚度变化。高度变化特别可以计算如下:δh=2tanβ1δx。在此,δh是高度变化、β1是倾斜角度,而δx是位移路径。

根据另一实施例,可调节间隔件包括一穿孔,其中穿孔在第二空间方向上完全穿透可调节间隔件,以便收纳一固定件,特别是螺丝。

也就是说,固定件被引导通过可调整间隔件。由于固定件被引导通过可调节间隔件,因此相较于将固定件被横向引导越过可调节间隔件的布置,可以防止借助于可调节间隔件调整的元件的挠性负载。

此外,本发明提出了一种用于光刻设备的光学系统。光学系统包括一元件,特别是一光学元件,以及这样的可调节间隔件,其中借助于将可调节间隔件从非偏转状态带动至偏转状态,此可以将元件从实际位置带动至期望位置。

此元件可以是例如反射镜、透镜元件、光阑和端部光阑、力框架等。光学系统较佳是光刻设备的投射系统。光学系统较佳地包括多个可调节间隔件。

此外,本发明更提出了一种具有这样的可调节间隔件和/或具有这样的光学系统的光刻设备。

光刻设备可以包括多个可调节间隔件和/或多个光学系统。光刻设备可以是euv光刻设备。euv代表“极紫外光”,表示工作光的波长在0.1nm至30nm之间。光刻设备也可以是duv光刻设备,duv代表“深紫外光”,并且表示工作光的波长在30nm至250nm之间。

在本案下,“一个”不应被理解为仅限于一个元件。相反地,也可以设置多个元件,例如两个、三个或更多。在此使用的任何其他数量不应理解为必须要以该对应数量的元件的限制才能实现。相反地,向上和向下的数值偏差是可能的。

对于该方法所描述的实施例和特征,相应地适用于可调节间隔件、光学系统和/或光刻设备,反之亦然。

本发明的其他可能的实施方式,还包括未在上文或下文中对于说明性实施例描述的特征或实施例所提到的组合。在这种情况下,本领域技术人员也将增加对本发明的各个基本形式的改进或补充的不同方面。

本发明的其他有利的设置与方面为从属权利要求的主题,也是以下描述的本发明的说明性实施例的主题。在下文中,基于较佳实施例并参考附图更详细地解释了本发明。

图1a示出euv光刻设备的实施例的示意图;

图1b示出duv光刻设备的实施例的示意图;

图2示出用于图1a的euv光刻设备或图1b的duv光刻设备的光学系统的实施例的示意图;

图3示出用于图2的光学系统的可调节间隔件的实施例的示意图;

图4示出图3的可调节间隔件的另一示意图;

图5示出图3的可调节间隔件的另一示意图;

图6示出图3的可调节间隔件的示意立体图;

图7示出用于图3的可调节间隔件的外壳元件的实施例的示意立体图;

图8示出用于图3的可调节间隔件的位移元件的实施例的示意立体图;

图9示出图3的可调节间隔件的示意局部立体图;以及

图10示出一方法的实施例的示意方块图,该方法用于调整图1a的euv光刻设备的第一元件或图1b的duv光刻设备的第一元件朝向光刻设备的第二元件。

除非指示到不同的元件,否则在附图中相同的元件或具有相同功能的元件具有相同的附图标记。还应当注意的是,附图中的绘制不一定是按真实比例的。

图1a示出了euv光刻设备100a的示意图,光刻设备100a包括光束整形与照明系统102以及投射系统104。在这种情况下,euv代表“极紫外光”,并且表示工作光的波长介于0.1nm到30nm之间。光束整形与照明系统102和投射系统104分别设置在真空外壳(未示出)中,每个真空外壳借助于抽空装置(未示出)而抽成真空。真空外壳由机房(未示出)所包围,在机房中设有驱动装置,用于机械地移动或设置光学元件。此外,还可以在该机房中设置电子控制器等。

euv光刻设备100a包括euv光源106a。例如,可以提供等离子体源(或同步加速器)作为euv光源106a,它发出euv范围(极紫外光范围)内的辐射108a,即例如波长为5nm至20nm范围的辐射。在光束整形与照明系统102中,euv辐射108a聚焦并且从euv辐射108a中滤出期望的工作波长。由于euv光源106a产生的euv辐射108a具有相对较低的空气透射率,因此将光束整形与照明系统102及投射系统104中的光束引导空间抽成真空。

图1a中示出的光束整形与照明系统102具有五个反射镜110、112、114、116、118。在通过光束整形与照明系统102之后,euv辐射108a被引导到光掩模120(称为掩模母版)上。光掩模120同样实施为反射光学元件,并且可以布置在系统102、104的外部。此外,euv辐射108a可以通过反射镜122引导到光掩模120上。光掩模120具有一结构,此结构通过投射系统104以一减小的方式成像在晶片124或相似物上。

投射系统104(也称为投射镜头)具有六个反射镜m1至m6,用于将光掩模120成像在晶片124上。在这种情况下,投射系统104的各个反射镜m1至m6可以相对于该投射系统104的光轴126对称地布置。应当注意的是,euv光刻设备100a的反射镜m1至m6的数量不限于所示出的数量。也可以提供更多或更少数量的反射镜m1至m6。此外,反射镜m1至m6通常在其前表面弯曲以用于光束整形。

图1b示出了duv光刻设备100b的示意图,duv光刻设备100b包括光束整形和照明系统102以及投射系统104。在这种情况下,duv代表“深紫外光”,并且表示工作光的波长在30nm至250nm之间。如已参照图1a所描述的,光束整形与照明系统102以及投射系统104可以布置在真空外壳中和/或由具有相应驱动装置的机房围绕。

duv光刻设备100b具有duv光源106b。举例来说,可以提供arf准分子激光器作为duv光源106b,此arf准分子激光器例如在193nm的duv范围内发射辐射108b。

图1b所示的光束整形与照明系统102将duv辐射108b引导到光掩模120上。光掩模120实现为透射光学元件,并且可以布置在系统102、104的外部。光掩模120具有一结构,此结构借助于投射系统104以一减小的方式将其成像在晶片124或相似物上。

投射系统104具有多个透镜元件128和/或反射镜130,用于将光掩模120成像到晶片124上。在这种情况下,投射系统104的各个透镜元件128和/或反射镜130可以相对于投射系统104的光轴126对称地布置在其中。应当注意的是,duv光刻设备100b的透镜元件128及反射镜130的数量不限于所表示的数量。也可以提供更多或更少数量的透镜元件128和/或反射镜130。此外,反射镜130通常在其前表面弯曲,以用于光束整形。

最后一个透镜元件128和晶片124之间的气隙可以由折射率大于1的液体介质132代替。例如,液体介质132可以是高纯水。这种构造也被称为浸没光刻,并且具有提高的光刻分辨率。介质132也可以被称为浸没液体。

图2示出了一光学系统200。光学系统200可以是euv光刻设备100a或duv光刻设备100b的一部分。例如,光学系统200可以是投射系统102的一部分,或者可以是投射系统102,例如是用于euv光刻设备100a的投射系统102。在下文中,仅参考euv光刻设备100a来解释光学系统200。然而,光学系统200也可以用在duv光刻设备100b中。

光学系统200包括第一元件202。第一元件202可以是例如光学元件,特别是反射镜110、112、114、116、118、122、130,m1至m6中的一个、透镜元件128中的一个或一光阑。然而,第一元件202也可以是力框架、用于对准光学元件的调整元件或致动元件、光学元件的端部光阑、主动振动隔离系统(activevibrationisolationsystem,avis)的一部分,特别是用于传感器框架的悬架系统或相似物。

光学系统200还包括第二元件204。第二元件204可以是光学系统200的基座。此基座也可以被指定为光学系统200的固定环境。举例来说,第二元件204也可以是光学系统200或euv光刻设备100a的上述力框架。在这种情况下,第一元件202例如可以是前述的光学元件,并由第二元件204所承载或支撑。

第一元件202特别具有相对于第二元件204的六个自由度,即分别沿x方向x、y方向y以及z方向z的三个平移自由度,以及分别绕x方向x、y方向y以及z方向z的三个旋转自由度。换句话说,借助于六个自由度可以确定或描述第一元件202的位置以及定向。方向x,y,z也可以被指定为空间方向。

特别地,第一元件202的“位置”应当理解为其相对于x方向x、y方向y以及z方向z的坐标,或设置在第一元件202上的测量点的坐标。第一元件202的“定向”特别应理解为其相对于三个空间方向x、y、z的倾斜。换句话说,第一元件202可以绕x方向x、y方向y和/或z方向z倾斜。这给出了第一元件202的位置和/或定向的六个自由度。第一元件202的定位”包括其位置以及定向。

一介面206被提供于第一元件202与第二元件204之间。第一元件202在介面206处联接到第二元件204。第一元件202的表面208和第二元件204的表面210被分配给介面206。表面208、210彼此面对。

在光学系统200启动之前,例如在曝光操作之前,有必要调整第一元件202的位置和/或定向。为此,例如,第一元件202可以调整或定向于由空间方向x、y、z所确定的坐标系统中,或者第一元件202可相对于第二元件204调整或定向。

在本案中,“调整”可以理解为使第一元件202从实际位置il(在图2中以实线表示并用附图标记202标记)到达标称位置sl(在图2中以虚线表示并用附图标记202′标记)。实际位置il可以例如是测量的,而标称位置sl可以例如特别是借助于校正方案来计算出。

第一元件202的调整例如可以借助间隔件来实现。为此,首先例如借助虚拟组装模型或借助短路测量来确定这种间隔元件必要的厚度或高度。在本案中,“短路测量”应理解为是指光学系统200与标准或标称间隔件完全组装在一起,然后进行测量。

为了避免长的处理时间,特别是由于间隔件的所需研磨时间,可使用高度或厚度非常不同的间隔件的模组化系统。为了获得所需的制造容差,在此以±2μm的精度研磨间隔件。多个间隔件可以组合在一起,以形成一间隔件堆叠体。由于增加量只有很小的10μm,而通常的要求是调整范围最大可达0.5mm,因此有必要提供大量的间隔件。例如,对于上述类型的投射系统104,必须保留超过1000个间隔件。间隔件的复杂处理和物流(handlingandlogistics)增加了成本。而且,可预期需要较长的处理时间。高精度间隔件的生产与清洁也非常复杂。

为了使相对于已知间隔件的调整更容易,在介面206处提供了可调节间隔件300。利用图2所示的间隔件300,可以调整第一元件202在z方向上的位置。可以提供大量的这种间隔件300,使得可以尤其相对于第二元件204调整第一元件202的位置和/或定向。固定件212,例如螺丝,可以被引导穿过间隔件300。间隔件300较佳地被分配由三个空间方向x、y、z构成的坐标系统。也就是说,将空间方向x、y、z分配给间隔件300。第一元件202的重量g支撑在间隔件300上。如此一来,第一元件202便以其重量g加载到间隔件300上。

图3和图4示出了间隔件300的实施例。间隔件300包括第一外壳元件302以及第二外壳元件304。外壳元件302、304可以具有相同的构造。外壳元件302、304可以相对于对称平面306而镜像对称地定位。

第一外壳元件302包括第一滑动平面或第一滑动表面308,其相对于第一外壳元件302的外表面310以第一倾斜角α1倾斜。倾斜角α1较佳小于10°,例如为5°至8°。对应地,第二外壳元件304具有第二滑动平面或第二滑动表面312,其相对于第二外壳元件304的外表面314以第二倾斜角α2倾斜。倾斜角α1,α2较佳为相同的大小。可替代地,倾斜角α1、α2也可以具有不同的大小。外表面310、314承靠在元件202、204的表面208、210上。倾斜角α1、α2也可以被被指定为楔形角。

此外,间隔件300还包括位移元件316,其布置在外壳元件302、304之间并且相对于后者可线性移动。位移元件316是楔形的。因此,位移元件316也可以被称为楔形元件。较佳地,位移元件316设置为相对于对称平面306具有镜像对称性。

位移元件316包括第一滑动平面或第一滑动表面318,第一滑动平面或第一滑动表面318承靠且可以在第一外壳元件302的第一滑动表面308上滑动。位移元件316还包括第二滑动平面或第二滑动表面320,该第二滑动平面或第二滑动表面320承靠且可以在第二外壳元件304的第二滑动表面312上滑动。滑动表面318、320相对于对称平面306而镜像对称地定位。

第一滑动表面318相对于对称平面306以第一倾斜角β1倾斜,第一倾斜角β1较佳等于第一倾斜角α1。第二滑动表面320以第二倾斜角β2相对于对称平面306倾斜,第二倾斜角β2较佳等于第二倾斜角α2。在倾斜角度α1、α2大小不同的情况下,倾斜角度β1、β2也为不同的大小,但第一倾斜角度α1、β1和第二倾斜角度α2、β2分别存在大小相同的情况。例如,第一倾斜角α1、β1或第二倾斜角α2、β2也可以等于0°,使得相应的滑动表面308、318或312、320平行于对称平面306定位。倾斜角β1、β2也可以被指定为楔形角。

滑动表面308、312、318、320是间隔件300的传动机构322的一部分。传动机构322设计为转换位移元件316在空间方向上的线性运动,例如转换位移元件316在x方向x上的线性运动,并将其转换成外壳元件302、304中的至少一个的线性运动,其中该外壳元件302、304中至少一个的线性运动的空间方向与位移元件316移动的空间方向不同,例如是在z方向z上的线性运动。也就是说,在图3中的定向中,在z方向z上观察,滑动表面308、312、318、320在位移元件316沿x方向x上的线性移动期间彼此滑动,其结果是外壳元件302、304相对彼此远离。由此,可以调整间隔件300的高度h,高度h在图3的方向中定向为平行于z方向z。高度h也可以被指定为厚度。借助于箭头324在图3以及图4中示出了位移元件316相对于外壳元件302、304的线性运动。

此外,间隔件300还可以包括选择性的弹簧元件326。弹簧元件326可以是圆柱弹簧,特别是压缩弹簧。弹簧元件326位于位移元件316以及固定轴承328之间。特别地,弹簧元件326将位移元件316联接至固定轴承328。固定轴承328例如可以是间隔件300的外壳元件302、304的一部分。

间隔件300可以从图3所示的非偏转状态z1进入图4所示的偏转状态z2,反之亦然。在偏转状态z2下的高度h大于在非偏转状态z1下的高度。在状态z1,z2之间,间隔件300可以无级地进入任何期望数量的中间状态。当带动间隔件300从非偏转状态z1进入偏转状态z2时,滑动表面308在滑动表面318上滑动,并且滑动表面312在滑动表面320上滑动,且反之亦然。在非偏转状态z1下,高度标记有附图标记h,并且在偏转状态,高度标记有附图标记h′,其中,高度h′大于高度h。

随着间隔件300从非偏转状态z1进入偏转状态z2,弹簧元件326从未压缩或未拉伸状态z10可逆地进入压缩或拉伸状态z20。在拉伸状态z20中,弹簧元件326在位移元件316上施加弹簧力f,特别是压缩力,使得位移元件316在未偏转状态z1的方向上被预拉。

图5示出了间隔件300的另一示意图,其中仅示出了位移元件316的一半,而完全没有示出第二外壳元件304。为了更清楚区分位移元件316,第一外壳元件302以剖面线表示。如前所述,位移元件316相对于外壳元件302、304线性运动以调整高度h。借助于传动机构322,位移元件316沿空间方向(例如以沿x方向x的一位移路径δx)的线性运动,可以转换为外壳元件302、304在另一个空间方向(例如沿z方向z)上的线性运动,也就是转换为高度变化δh。

在图5所示的几何形状中,tanβ1=(δh/2)/δx或tanα1=(δh/2)/δx。例如,位移元件316沿x方向x的位移路径δx为1mm,且假设一倾斜角β1为5°,当位移元件316具有两个滑动表面318、320的情况下,这给出了高度变化δh=2tanβ1δx=175μm。倾斜角α1、α2、β1、β2越小,对于恒定位移路径δx的高度变化δh越小。在位移元件316仅具有一个滑动表面318、320的情况下,对于相同的位移路径δx,高度变化δh减半。倾斜角α1、α2、β1、β2越小,所实现的调整增量越小。

较浅的倾斜角α1、α2、β1、β2也增加了位移元件316与外壳元件302、304之间的静摩擦。因此,间隔件300是自锁的。也就是说,通过向外壳元件302、304的外表面310、314施加力,不会将间隔件300从偏转状态z2带到非偏转状态z1。因此,与不可调整的间隔件相比,间隔件300的刚性高,并且稳定性也较高。

图6以示意立体图示出了间隔件300的具体设计。图9示出了间隔件300的示意局部立体图。间隔件300包括穿孔330,其穿透两个外壳元件302、304以及位移元件316。穿孔330可以具有细长的几何形状,该细长的几何形状可以在x方向x上延伸。也就是说,穿孔330沿x方向x的尺寸大于其沿y方向y的尺寸。固定件212可被引导穿过穿孔330。以这种方式,固定件212不需要布置在间隔件300旁边,这会导致第一元件202的弯曲应力。穿孔330实质上设置在间隔件300的中央。

间隔件300包括两个调整元件332、334。调整元件332、334可以是螺丝,特别是有头螺丝。提供了第一调整元件332和第二调整元件334。调整元件332、334可以是传动机构322的一部分。借助于调整元件332、334,位移元件316可以沿位移路径δx逆着弹簧元件326的弹簧力f线性运动,以带动间隔件300从非偏转状态z1进入偏转状态z2。调整元件332,334可以交替地被致动。

为了带动间隔件300从偏转状态z2进入非偏转状态z1,再次释放调整元件332、334,其结果是弹簧元件326再次将间隔件300从偏转状态z2自动带到非偏转状态z1。

在间隔件300不具有弹簧元件326的情况下,也可以通过对松开的调整元件332、334进行敲击来带动间隔件300从偏转状态z2进入非偏转状态z1。此外,间隔件300也可以可选地仅包括一个调整元件332、334。

在图7中以示意立体图示出的第一外壳元件302具有与第二外壳元件304相同的构造。第一滑动表面308以及第一外壳元件302的外表面310被穿孔336穿透。穿孔336是穿孔330的一部分。用于调整元件332、334的凹槽338、340设置在第一滑动表面308中,且位于穿孔336两侧。此外,用于弹簧元件326的容纳区342被提供在第一滑动表面308上。容纳区342可以是半圆柱形。第一外壳元件302可以由金属材料制成,例如由钢合金或铝合金制成。

此外,第一外壳元件302还包括具有穿孔346的后壁344,第二调整元件334被引导穿过穿孔346。弹簧元件326的上述固定轴承328可以是后壁344的一部分。第一外壳元件302具有第一导轨348以及第二导轨350,第二导轨350布置为平行于第一导轨348且相距第一导轨348一距离。导轨348、350也可以被指定为引导表面或引导壁。如图6所示,第一外壳元件302的第二导轨350在第二外壳元件304的第一导轨348的内部被引导。相应地,第二外壳元件304的第二导轨350在第一外壳元件302的第一导轨348的内部被引导。由此,外壳元件302、304不会相对彼此扭转。

在图8的示意立体图中示出的位移元件316同样包括一穿孔352,穿孔352穿过滑动表面318、320,且穿孔352属于穿孔330的一部分。此外,位移元件316具有第一容纳部分354以及第二容纳部分356,第一容纳部分354用于容纳第一调整元件332,第二容纳部分356用于容纳第二调整元件334。容纳部分354、356可以部分地穿过滑动表面318、320。

每个容纳部分354、356具有一螺纹孔(未示出),相应的调整元件332、334可旋入该螺纹孔。形成为穿孔的容纳区358用于容纳弹簧元件326。位移元件316可以由金属材料制成,例如由钢合金或铝合金制成。

间隔件300具有优于已知间隔件的许多优点。高度h的调整精度不是通过高精度且因此昂贵的制造来实现的,而是借助于传动机构322形式的非灵敏的调整机构来实现。不需要为了调整高度h更换间隔件300。而是,调整元件332、334的横向操作就足以调节高度h。利用间隔件300可以实现至少相同的调整精度,也就是说,如上述模组化概念可获得的高度h的刻度。间隔件300提供的刚性和稳定性不比已知间隔件堆叠体的刚性和稳定性差。

图10示出用于将第一元件202朝向第二元件204调整的方法的一实施例的示意方块图。

在步骤s1中,确定第一元件的实际定位il。之后,在步骤s2中确定第一元件202的标称定位sl。在步骤s3中,将间隔件300卸载。这可以通过从间隔件300上抬起第一元件202来完成。于是,在步骤s4中调整间隔件300的高度h,以便使第一元件202从实际定位il进入标称定位sl。较佳地,这是在间隔件300被夹在两个元件202、204之间的情形下进行的。最后,在步骤s5中再次加载间隔件300。例如,间隔件300以第一元件202以重量g来加载。

虽然已经在示例性的实施例的基础上描述了本发明,但可以用不同的方式修改本发明。

附图标记列表

100aeuv光刻设备

100bduv光刻设备

102光束整形及照明系统

104投射系统

106aeuv光源

106bduv光源

108aeuv辐射

108bduv辐射

110反射镜

112反射镜

114反射镜

116反射镜

118反射镜

120光掩模

122反射镜

124晶片

126光轴

128透镜元件

130反射镜

132介质

200光学系统

202元件

202′元件

204元件

206介面

208表面

210表面

212固定件

300间隔件

302外壳元件

304外壳元件

306对称平面

308滑动表面

310外表面

312滑动表面

314外表面

316位移元件

318滑动表面

320滑动表面

322传动机构

324箭头

326弹簧元件

328固定轴承

330穿孔

332调整元件

334调整元件

336穿孔

338凹槽

349凹槽

342容纳区

344后壁

346穿孔

348导轨

350导轨

352穿孔

354容纳部分

356容纳部分

358容纳区

f弹力

g重量

h高度

h′高度

il实际位置

m1反射镜

m2反射镜

m3反射镜

m4反射镜

m5反射镜

m6反射镜

sl标称位置

s1步骤

s2步骤

s3步骤

s4步骤

s5步骤

x空间方向

y空间方向

z空间方向

z1状态

z2状态

z10状态

z20状态

α1倾斜角

α2倾斜角

β1倾斜角

β2倾斜角

δh高度变化

δx位移路径

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