专利名称：减振器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及投射曝光机的光学元件的减振器件。本发明还涉及一种光学元件，其用于投射曝光机的照明系统和投射系统，或用于以减振器件确切定位光学元件的系统。
背景技术：
半导体光刻用投射曝光机用于半导体部件和其它精细结构器件的光刻生产。在该情况下，掩模(掩模母版)的图案被投射到通常涂覆有感光层的衬底(晶片)上。为此，投射曝光机包括投射物镜，该投射物镜具有多个光学元件，例如透镜、反射镜、光栅或平面平行板，它们经由底座支撑在投射物镜的物镜壳体中。光学元件使照明器件发出的电磁辐射发生折射和/或反射。在例如US6，2^，657B1中公开了一种用于投射物镜的光学元件的安装技术。 US6, 229，657B1公开了包括内环和外环的底座，内环永久地连接于光学元件，并且内环和外环经由分布在周缘上的接头特别是一体式接头(solidjoint)相互连接。使用所谓的操作器来抵消像差。这种操作器包括光学元件和分布在光学元件的圆周上的调节元件，借助于调节元件，光学元件能够定位和/或变形。对光学元件的这些操作导致成像的改变，其抵消整个系统的像差。在一个改进中，用于这种操作器的底座包括容纳光学元件的内环或保持器、和外环或支撑器件，能够借助于调节元件来相对于外环移动内环。接头和/或调节元件就变形而言，使光学元件解耦，优选与外部结构解耦。光学元件与外部结构之间的连接优选具有低刚度。另外，在微技术(microtechnology)中需要对非常细小的结构成像。较大因此也较重的光学元件可用于满足这些需求。光学元件的低刚度和较大质量两者分别降低系统的固有频率。这增大了从外部激起光学元件振动的风险。因此在例如W02006/084657A1中公开了在外环与内环之间设置减振器元件。此外，在W02007/006577A1中公开了在光学元件上具有一个或多个附加质量体的质量体减振器，借助于附加质量体通过摩擦来耗失光学元件的振动能量。这种附加质量体在以下表示为减振器质量体。W02007/006577A1公开了借助于减振器元件将环形减振器质量体装配在光学元件或内环上。减振器元件布置在环形减振器质量体与光学元件或内环之间，并且是例如纤维材料，例如纸、毡或弹性体。这种质量体减振器也表示为环形吸收器。对于具有一个自由度的系统，借助于环形吸收器能够取得良好的减振。进一步已知的是所谓分体式吸收器(segmented absorber)，其布置成彼此间隔开，沿光学元件的周缘分布。各个分体式吸收器包括减振器质量体和减振器元件。这种分体式吸收器能实现多个自由度的减振。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种减振器件，其用于吸收或耗失以多个自由度被激起振动的投射曝光机的光学元件的振动能量。本发明的再一目的是提供一种具有减振器件的投射曝光机、和用于投射曝光机的投射物镜的光学元件。该目的和其它目的通过具有权利要求1、10和13的特征的主题得以实现。本发明的其它优点来源于从属权利要求。所有权利要求的描述在这里通过引用并入发明内容。根据本发明的第一方面，提供了一种用于投射曝光机的光学元件的减振器件，其包括布置成彼此间隔开的至少两个质量体减振器，所述质量体减振器各自具有至少一个减振器质量体和至少一个减振元件，并且所述质量体减振器的减振器质量体借助于至少一个连接元件相互连接。待减振元件可具有任意的三维受限几何形状。例如，该元件塑造成透镜或圆盘形状。在本发明的上下文中，“减振元件”指定为具有弹簧和/或减振性质的元件。在简单实施例中可设置弹簧元件。减振元件优选包括耗失振动能量的材料，例如纸、毡和/或弹性体。在该情况下出现的是，含氟弹性体特别是氟橡胶，例如Viton ,具有良好的耗失振动能量的性质。同时，氟橡胶因耐真空和良好的抗热和抗紫外线能力而适于在投射物镜中应用。根据应用，其它弹性体也是有利的。质量体减振器的固有频率可设计为待消除的频率。给定该频率，质量体减振器从结构体，即被激起振动的光学元件中，引出振动能量。质量体减振器在各情况下起分体式吸收器的作用，因此能够减振多个自由度。质量体减振器的减振器质量体相互连接，使得减振器质量体提供相互支撑。在各情况下，彼此相邻的减振器质量体优选经由一个或多个连接元件相互连接。减振器质量体的支撑消除了例如可能在常规分体式吸收器的情况下发生的寄生固态模式。在一个改进中，个体质量体减振器在沿待减振元件的周缘离散地分布的附接点处可操作地连接至元件。这使得能够将质量体减振器的布置设定在振动激起点和/或具有最大振动幅度的点。在一个改进中，为减振器质量体设置多个离散的(即空间分布的) 附接点。在一个有利改进中，连接元件的质量小于减振器质量体的质量。由此，连接元件具有高固有频率，并且不被激起做挠曲振动或只在高频率范围内被激起，该高频率范围与相关联系统的相关性很小，例如在大于1000Hz的范围内。另外，或作为替代，连接元件的固有频率可受其刚度影响，以将寄生振动模式偏移到非关键范围例如大于1000Hz的范围中。在另一改进中，至少两个减振器质量体和一个连接元件设计成相连的部件，特别是作为单体或一体的部件。所述部件优选塑造为环形元件，特别是封闭的环形元件。这种环形元件能够以简单方法布置在旋转对称的元件上。在另一些改进中，设置匹配于待减振元件的形状的其它构造的部件。在一个有利改进中，设置封闭的环形元件，其具有以交替方式布置的三个减振器质量体和三个连接元件。通常会发生三个平移和三个旋转振动模式。 它们能够被三个减振器质量体有效地吸收，同时系统的设计简单。所述部件优选具有至少一个接头，特别是一体式接头，通过所述接头，减振器质量体和与之相邻的连接元件发生振动传递解耦。在本发明的上下文中，单体部件的至少与减振器质量体相比具有减小的挠曲刚度的部位被表示为“一体式接头”。一体式接头能够在单体部件中以简单方式实施。优选将截面的减缩部设置为一体式接头，特别是截面中的不连续或突然的减缩部。截面的减缩部在一改进中以这样的方式实现，即使得连接元件和一体式接头被塑造为部件的具有相同截面的区段。在另一些改进中，一体式接头具有比减振器质量体以及比连接元件小的截面。截面的减缩部优选通过环形元件的高度变化来实现。在另一些改进中，可提供环带的半径变化。在再一些改进中，所述部件包括借助于弹簧元件相互连接的多个离散的减振器质量体。弹簧元件在该情况下用作连接质量体并用作接头。替代地或附加地，设置铰链。在另一改进中，所述部件在至少一个支承点处直接或间接地耦联至待减振元件。 因支承点而取得沿X和y方向的进一步的稳定。支承点优选塑造和/或布置成不损害减振器件的ζ方向的振动响应。在一个改进中，支承点为此布置在振动节点中。在另一些改进中，支承设计成沿ζ方向的可动支承。在一个改进中，在光学元件的情况下，支承点设置在容纳光学元件的内环上，从而实现间接的附接。在本发明的另一改进中，振动吸收器中的至少一个振动吸收器具有至少两个或两个以上的减振元件，这时的减振器质量体借助于减振元件耦联至待减振元件。减振器质量体和减振元件在该情况下优选彼此调和，使得减振器质量体构成最大振动幅度位于减振元件的区域中的振动形式。根据本发明的另一方面，用于投射曝光机的投射物镜的光学元件设置有本发明的减振器件。质量体减振器特别是减振器质量体、减振元件和/或附接点就它们的布置、尺寸和/或数量而言，可被最佳地适配于待减振元件的振动形式。换言之，减振器件的振动形式以适应性方式匹配于光学元件，例如操作器。在本发明的另一改进中，减振器件紧固在光学元件的周缘上。在另一改进中，减振器件紧固在容纳光学元件的保持器的周缘上。保持器是例如底座的内环。在该情况下，可基于应用适当地选择布置。根据本发明的再一方面，提供了具有本发明的光学元件的投射曝光机。在该情况下能够提供最佳的减振，以避免和/或减小像差。振动优选被减振器件消除，并且质量体减振器的寄生固有频率被偏移到被认为对投射曝光机无害的范围中。对于已知的投射曝光机，这种无害的频率范围位于例如大约1000Hz以上。除了出现在权利要求中外，上述特征以其它特征还出现在说明书和附图中，各特征能够在各情况下单独实施，或以本发明的实施例和其它领域中的子组合的形式分别实施，并且这些特征能够构成也能够保护自身的有利设计。附图中使用一致的附图标记来表示相同或相似的部件。
以示意性形式，在附图中图1示出了具有减振器件的光学元件的俯视图；图2示出了图1所示器件的侧视图；图3示出了用于图1所示减振器件的减振器质量体；图4示出了用于减振器件的减振元件；而图5示出了投射曝光机。
具体实施方式
图1和2示意性地示出了具有底座2和减振器件的光学元件1。这里，图1示出了俯视图，而图2是系统的侧视图。光学元件1是例如被以常规方法支撑在包括内环20和外环22的底座2中的透镜。各种安装技术在例如US6，229，657B1中公开，其内容通过引用并入本文作为本描述的组成部分。内环20刚性地连接至光学元件1。内环20经由支承件M安装在外环22中。图 1和2中示意性地示出的支承件M被例如塑造成具有刚度c和阻尼d的一体式接头。能够在外环22与内环20之间设置具有传感器系统和/或致动器系统(未示出)的其它调节元件，其可以用于通过与外环22进行比较来主动地使光学元件1偏移和/或变形。在光学元件1上设置有减振器件，该减振器件具有多个质量体减振器3，用于耗失振动能量。减振器件包括沿光学元件1的周缘分布的至少两个质量体减振器3。在图1和 2所示示例性实施例中，设置有四个质量体减振器3，它们沿光学元件1的周缘均勻地分布。 在另一些改进中，可设置多于或少于四个的质量体减振器3，并且质量体减振器3可沿光学元件1的周缘均勻地或不均勻地分布。质量体减振器3各自包括减振器质量体30。减振器质量体30各自经由至少一个减振元件32或多个减振元件32连接至内环20和/或光学元件1。质量体减振器3在图 1和2所示意性地示出的示例性实施例中布置在内环20上。在另一些改进中，质量体减振器3直接装配在光学元件1上，例如粘结于其上。如从图2可看出的，减振元件32在所示示例性实施例中设计成弹簧减振器元件。不同减振器质量体30的减振元件32彼此空间地分开，使得减振器质量体30在空间地分开的附接点处连接至待减振结构，例如光学元件。如从图1可看出的，各减振器质量体30经由连接元件4连接，连接元件4的质量小于减振器质量体30的质量。连接元件4在图1中示意性地表示为硬弹簧元件。连接元件4的刚度取决于为此目的使用的材料、以及连接元件4的几何结构，尤其是截面面积。由于连接元件4的质量低，连接元件4不被激起挠曲振动，或者只在非常高的频率范围内被激起挠曲振动。减振器质量体30通过连接元件4沿χ和y方向彼此相对得到支撑。因此，不会出现现有技术中已知的例如可能在具有分体式吸收器的减振器件的情况下可能发生的寄生固态模式(parasitic solid-state mode)。减振器质量体30就它们的布置、尺寸和/或数量而言，可被最佳地适配于光学元件的振动形式。替代地或附加地，能够通过使减振元件32的数量和/或布置以及/或者减振元件32的变量最佳化，来影响减振性能。图3是用于一优化的减振器件的部件的图，减振器质量体30和连接元件4设计成该部件的一体部分。该部件设计成封闭圆环，三个减振器质量体30和三个连接元件4彼此交替布置。连接元件4具有比减振器质量体30的高度H小的高度h，因此具有较小的截面。 减振器质量体30的高度H是连接元件4的高度h的例如大约2-8倍。由于截面减小，所以在减振器质量体30与连接元件4之间的过渡中存在刚度降低，从而得到一体式接头34。此外，在所示示例性实施例中，在一体式接头34的区域中设置收缩部。由于截面不同，所以减振器质量体30的质量高于连接元件4的质量。优选的是选择E模量至少约为70 X 109N/m2、 特别是约为190X 109N/m2的材料。因此能够通过比较小的截面面积从而通过低质量提供具有充分刚度的连接元件4，使得连接元件4的固有频率非常高，并位于不对光学元件造成损坏的范围内。整个减振器质量体优选占光学元件质量的大约7%到大约12%。
此外，在所示示例性实施例中设置有支承点36，用于支撑减振器质量体30。支承点30优选位于振动节点的区域中。在另一些改进中，支承点36设置在连接元件4的区域中。在图3所示示例性实施例中，减振器质量体30借助于圆柱形减振元件32附接至图1 所示的内环20，减振元件32也表示为条带，并在图4中示意性地示出。在所示示例性实施例中，每个减振器质量体30设置有一个减振元件32。在另一些改进中，每个减振器质量体 30设置两个或两个以上的减振元件。图4是减振元件32的图。减振元件32包括由能够通过摩擦来耗失振动能量的材料制成的层320。该情况的示例有纸、毡或类似物。优选的是提供弹性体，特别是含氟弹性体或氟橡胶。这种弹性体具有耗失振动能量的良好特性。同时，含氟弹性体适于应用在投射物镜中。在层320的各侧分别设置圆盘，特别是金属圆盘322、324。金属圆盘322、3M例如通过硫化作用永久地连接至弹性体320。因此例如以下参数可用于设定无源减振器件的减振特性质量体减振器3的数量和分布、减振元件32的数量、各减振器质量体30的减振元件32的分布、减振元件32的层 320的厚度、减振器质量体30在光学元件1上的分布、减振器质量体30的质量、连接元件4 的刚度和/或连接元件4的质量。因此能够使减振器件3良好地匹配于光学元件1和/或相关操作器。因此，减振作用能够被大幅提高，并适于不同振动模式。图5是投射曝光机5的图。投射曝光机包括产生照明辐射的照明器件50、和投射物镜51。布置在投射物镜51与照明器件50之间的是具有图案的掩模52，掩模52的图案投射到布置于投射物镜51下方的衬底6上。投射物镜51包括各种光学元件1，例如透镜、 反射镜、光栅或类似物。优选的是提供一个或多个操作器来抵消基于加热等产生的像差。操作器分别包括图1所述的光学元件1、以及用于定位和/或变形光学元件1的传感器系统和 /或致动器。光学元件1优选借助于包括内环20和外环22的底座如图1所示地得到支撑。外环22在该情况下容纳于投射物镜51的壳体中。优选在光学元件1中的至少一个上设置图 1-4中示意性地示出的减振器件，以吸收振动能量。
权利要求
1.减振器件，用于投射曝光机的光学元件(1)，包括布置成彼此间隔开的至少两个质量体减振器(3)，所述质量体减振器C3)各自具有至少一个减振器质量体(30)和至少一个减振元件(32)，其特征在于，所述至少两个质量体减振器(3)的减振器质量体(30)借助于至少一个连接元件(4)相互连接。
2.如权利要求1所述的减振器件，其特征在于，所述连接元件(4)的质量小于减振器质量体(30)的质量。
3.如权利要求1或2所述的减振器件，其特征在于，所述连接元件(4)具有充分的刚度，以将振动吸收器的寄生振动模式偏移到非关键范围中。
4.如权利要求1-3中任一项所述的减振器件，其特征在于，至少两个减振器质量体 (30)和一个连接元件(4)设计为相连的部件，优选为一体部件。
5.如权利要求4所述的减振器件，其特征在于，所述部件塑造为环形元件，优选为封闭的环形元件。
6.如权利要求4或5所述的减振器件，其特征在于，所述部件具有接头，优选为一体式接头，通过所述接头，所述减振器质量体(30)和与之相邻的连接元件(4)发生振动传递的解耦。
7.如权利要求6所述的减振器件，其特征在于，将所述部件的截面的减缩部设置为一体式接头(34)。
8.如权利要求4-7中任一项所述的减振器件，其特征在于，所述部件在至少一个支承点(36)处耦联至待减振元件。
9.如权利要求1-8中任一项所述的减振器件，其特征在于，所述质量体减振器中的至少一个具有至少两个减振元件(32)或更多，所述减振器质量体(30)能够借助于减振元件 (32)耦联至待减振元件。
10.光学元件(1)，用于投射曝光机(5)的投射物镜(51)，具有如权利要求1-9中任一项所述的减振器件。
11.如权利要求10所述的光学元件，其特征在于，所述减振器件紧固在所述元件的周缘上。
12.如权利要求10所述的光学元件，其特征在于，所述减振器件(3)紧固在容纳所述元件(1)的保持器00)的周缘上。
13.投射曝光机，具有至少一个如权利要求10-12中任一项所述的光学元件(1)。
全文摘要
本发明涉及用于投射曝光机的光学元件(1)的减振器件，其包括配置成彼此间隔开的至少两个质量体减振器(3)，所述振动吸收器(3)各自具有至少一个减振器质量体(30)和至少一个减振元件(32)，并且所述至少两个质量体减振器(3)的减振器质量体(30)借助于至少一个连接元件相互连接。本发明还涉及投射曝光机的光学元件(1)和投射曝光机。
文档编号G02B27/64GK102292659SQ201080004937
公开日2011年12月21日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月20日
发明者A.L.布赖登, A.弗罗姆迈耶, A.沃格勒, K.里夫 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司