Die Erfindung betrifft eine Lithographieanlage, insbesondere eine Lithographieanlage mit einem optischen Element sowie einer Vorrichtung zum Kühlung dieses optischen Elements.The invention relates to a lithographic system, in particular a lithography system with an optical element and a device for cooling this optical element.
Lithographieanlagen werden beispielsweise bei der Herstellung von integrierten Schaltungen bzw. ICs verwendet, um ein Maskenmuster in einer Maske auf ein Substrat, wie beispielsweise einem Siliziumwafer, abzubilden. Dabei wird beispielsweise ein von einer Beleuchtungsvorrichtung erzeugtes Lichtbündel durch die Maske auf das Substrat gerichtet. Zur Fokussierung des Lichtbündels auf dem Substrat ist ein Belichtungsobjektiv vorgesehen, welches aus mehreren optischen Elementen, wie beispielsweise Spiegeln, besteht. Mit steigender Auflösung wachsen auch die Anforderungen an die Temperaturkontrolle, da schon geringe temperaturbedingte Abweichungen der Position der optischen Elemente zu einer Beeinträchtigung des abgebildeten Musters führen können, was zu Defekten in den hergestellten integrierten Schaltungen führen kann.For example, lithography equipment is used in the fabrication of integrated circuits (ICs) to image a mask pattern in a mask onto a substrate, such as a silicon wafer. In this case, for example, a light beam generated by a lighting device is directed through the mask onto the substrate. For focusing the light beam on the substrate, an exposure lens is provided, which consists of several optical elements, such as mirrors. With increasing resolution, the requirements for temperature control also increase, since even small temperature-induced deviations in the position of the optical elements can lead to impairment of the imaged pattern, which can lead to defects in the integrated circuits produced.
Ferner ist es bei bestimmten Lithographieanlagen wichtig, das durch die lokale Strahlungswärme induzierte Oberflächenprofil der reflektierenden optischen Elemente optisch möglichst neutral zu halten. Unter optischer Neutralität versteht man hierbei, dass sich die durch betriebsinduzierte settingabhängige Erwärmung resultierenden Wellenfronten zeitaufgelöst durch Manipulatorik wie beispielsweise Starrkörperbewegungen in einen Zustand zurückführen lassen, der lithographische Anwendungen bei hinreichend großem Prozessfenster ermöglicht. Hierzu kann es notwendig sein, das strahlungswärmeinduzierte Oberflächenprofil geeignet zu beeinflussen.Furthermore, it is important for certain lithographic systems to keep the surface profile of the reflective optical elements induced by the local radiant heat optically as neutral as possible. Optical neutrality is understood to mean that the wave fronts resulting from operation-induced setting-dependent heating can be reduced in time by manipulation, such as rigid body movements, to a state which enables lithographic applications with a sufficiently large process window. For this purpose, it may be necessary to suitably influence the radiant heat-induced surface profile.
Beispiele für Lithographieanlagen sind insbesondere EUV(Extreme Ultra-Violet)-Lithographieanlagen, welche mit optischen Wellenlängen für die Belichtung im Bereich von 5 nm bis 30 nm operieren. Da Licht in diesem Wellenlängenbereich von atmosphärischen Gasen absorbiert wird, befindet sich der Strahlengang solcher EUV-Lithographieanlagen in einem Hochvakuum. Ferner gibt es kein Material, welches im genannten Wellenlängenbereich ausreichend transparent ist um klassische Linsen hinreichenderExamples of lithography equipment are in particular EUV (Extreme Ultra Violet) lithography equipment operating at optical wavelengths for exposure in the range of 5 nm to 30 nm. Since light in this wavelength range is absorbed by atmospheric gases, the beam path of such EUV lithography equipment is in a high vacuum. Furthermore, there is no material which is sufficiently transparent in the stated wavelength range to classical lenses more adequate
Dicke zu ermöglichen, weshalb reflektive und diffraktive Elemente für die Formung und Führung der EUV-Strahlung verwendet werden.Thickness, which is why reflective and diffractive elements are used for shaping and guiding the EUV radiation.
Reflektive Elemente (also Spiegelelemente) in EUV-Lithographieanlagen sind in der Regel mit einer reflektiven Beschichtung versehen, welche die Reflektivität des Elements optimieren soll. Das aus der Bragg-Gleichung resultierende Reflektivitätsmaximum liegt bei 13.5 nm Wellenlänge beispielsweise bei etwa 70%. Daher wird ein signifikanter Teil der einfallenden Strahlung von der reflektiven Beschichtung absorbiert und in Wärme umgesetzt. Der Wärmefluss findet auf Grund des Hochvakuums bevorzugt in den unter der reflektiven Schicht liegenden Grundkörper des Spiegels statt. Diese in Wärme umgesetzte Strahlungsleistung erwärmt jedoch den Grundkörper des Spiegels, was wiederum zu einer thermischen Ausdehnung des Spiegels und somit zu einer unerwünschten ortsabhängigen Veränderung der Spiegeloberfläche führen kann. Insbesondere im Bereich von EUV-Wellenlängen ist die absorbierte Strahlungsleistung nicht vernachlässigbar.Reflective elements (ie mirror elements) in EUV lithography systems are generally provided with a reflective coating which is intended to optimize the reflectivity of the element. The reflectivity maximum resulting from the Bragg equation is, for example, about 70% at 13.5 nm wavelength. Therefore, a significant portion of the incident radiation is absorbed by the reflective coating and converted to heat. Due to the high vacuum, the heat flow preferably takes place in the base body of the mirror below the reflective layer. However, this radiation power converted into heat heats the main body of the mirror, which in turn can lead to a thermal expansion of the mirror and thus to an undesirable location-dependent change in the mirror surface. Especially in the range of EUV wavelengths, the absorbed radiation power is not negligible.
Eine effektive Kühlung der Spiegel trifft in EUV-Lithographieanlagen jedoch auf verschiedene Schwierigkeiten. So können für die Kühlung in EUV-Lithographieanlagen keine Kühlgase verwendet werden, da der strahlführende Bereich der Anlage, und somit die Spiegel, in einem Vakuum gehalten werden. Es ist vorgeschlagen worden, optische Elemente mittels eines Kühlmittels zu kühlen, welches durch im optischen Element vorgesehene Kühlkanäle fließt, siehe beispielsweise US2002/0109437A1 . Allerdings können Verwirbelungen im Kühlmittel zu einer Anregung der Eigenmoden des optischen Elements und somit zu unerwünschten Vibrationen führen, was entsprechende Gegenmaßnahmen erfordert.However, effective cooling of the mirrors encounters various difficulties in EUV lithography systems. For cooling in EUV lithography systems, no cooling gases can be used, as the jet-guiding area of the system, and thus the mirrors, are kept in a vacuum. It has been proposed to cool optical elements by means of a coolant which flows through cooling channels provided in the optical element, see for example US2002 / 0109437A1 , However, turbulences in the coolant can lead to an excitation of the eigenmodes of the optical element and thus to undesired vibrations, which requires appropriate countermeasures.
Die US2004/0035570A1 offenbart eine Kühlvorrichtung zur Kühlung eines optischen Elements in einer Vakuumatmosphäre, wobei die Kühlvorrichtung vom optischen Element beabstandet vorgesehen ist, und der Wärmetransfer vom optischen Element zur Kühlvorrichtung über Wärmestrahlung stattfindet. Eine nach demselben Prinzip operierende Kühlvorrichtung ist auch in der US2004/0051984A1 und in der WO2009/046955 offenbart.The US2004 / 0035570A1 discloses a cooling device for cooling an optical element in a vacuum atmosphere, wherein the cooling device is provided at a distance from the optical element, and the heat transfer from the optical element to the cooling device takes place via thermal radiation. An operating on the same principle cooling device is also in the US2004 / 0051984A1 and in the WO2009 / 046955 disclosed.
Bei einer Kühlung von optischen Elementen, wie beispielsweise Spiegeln, durch die Absorption der von den optischen Elementen ausgehenden Wärmestrahlung mit einem Kühlelement ergibt sich weiterhin das Problem, dass die Kühlung auf die genaue Solltemperatur relativ lange dauert. Dies kann insbesondere bei wechselnder Strahlungsdichte auf den Spiegel zu Instabilitäten führen. Die WO2009/046955 schlägt vor, dieses Problem durch das Vorsehen zusätzlicher Heizmittel zu lösen, welche beispielsweise als Heizdrähte im Spiegelsubstrat ausgebildet sein können. Wenn beispielsweise durch Einschalten einer EUV-Lichtquelle die vom Spiegel absorbierte Strahlungsmenge drastisch ansteigt, dann kann die durch die Heizdrähte hinzugefügte Wärme entsprechend verringert werden. Im Ergebnis bleibt somit die absolute Temperatur des Spiegels mehr oder weniger konstant, und eine unerwünschte thermische Ausdehnung kann vermieden werden. Da die Antwortzeit beim Ein- und Abschalten der Heizdrähte sehr schnell ist, wird eine thermische Stabilisierung mit geringer Zeitkonstante ermöglicht. Die WO2009/046955 offenbart ferner die Verwendung einer IR-Strahlungsquelle anstelle der Heizdrähte.When cooling of optical elements, such as mirrors, by the absorption of emanating from the optical elements heat radiation with a cooling element, the further problem is that the cooling to the exact set temperature takes a relatively long time. This can lead to instabilities in particular with changing radiation density on the mirror. The WO2009 / 046955 proposes to solve this problem by providing additional heating means, which may be formed, for example, as heating wires in the mirror substrate. For example, if by turning on an EUV light source, the amount of radiation absorbed by the mirror drastically increases, then the heat added by the heating wires can be correspondingly reduced. As a result, the absolute temperature of the mirror thus remains more or less constant, and undesirable thermal expansion can be avoided. Since the response time when switching on and off the Heating wires is very fast, a thermal stabilization with low time constant is possible. The WO2009 / 046955 further discloses the use of an IR radiation source instead of the heating wires.
Im Hinblick auf die oben skizzierten Probleme, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lithographieanlage bereitzustellen, mit der ein optisches Element der Lithographieanlage schnell auf ein definiertes Temperaturprofil eingestellt werden kann.In view of the above-outlined problems, it is an object of the present invention to provide a lithography system with which an optical element of the lithography system can be adjusted quickly to a defined temperature profile.
Diese Aufgabe wird gelöst eine Lithographieanlage mit einem optischen Element, einer Kühlvorrichtung zur Kühlung des optischen Elements mit mindestens einem Kühlelement, und einem Aktuator zum Verschieben des Kühlelements und des optischen Elements relativ zueinander, wobei das Kühlelement in einer ersten Aktuatorstellung des Aktuators von dem optischen Element beabstandet ist, und das Kühlelement in einer zweiten Aktuatorstellung des Aktuators mit dem optischen Element in Flächenkontakt ist.This object is achieved by a lithographic system having an optical element, a cooling device for cooling the optical element with at least one cooling element, and an actuator for displacing the cooling element and the optical element relative to each other, wherein the cooling element in a first actuator position of the actuator of the optical element is spaced apart, and the cooling element is in surface contact in a second actuator position of the actuator with the optical element.
Unter ”beabstandet angeordnet” ist hierbei zu verstehen, dass die Kühlvorrichtung und die Wärmequelle nicht in mechanischem Kontakt mit dem optischen Element sind oder in dieses integriert sind. Insbesondere findet in diesem Betriebszustand kein oder nahezu kein Wärmetransfer vom optischen Element zur Kühlvorrichtung durch Wärmeleitung statt, vielmehr wird Wärme zwischen dem optischen Element und der Kühlvorrichtung hauptsächlich durch Wärmestrahlung übertragen. Durch diese mechanische Entkopplung wird erreicht, dass im Kühlelement oder an der Wärmequelle auftretende Vibrationen nicht auf das optische Element übertragen werden. Andererseits ist vorgesehen, dass der Aktuator die Kühlvorrichtung und das optische Element in einem anderen Betriebszustand, der in der zweiten Aktuatorstellung vorliegt, in Flächenkontakt miteinander bringt. In diesem Betriebszustand erfolgt die Kühlung durch Wärmeleitung, so dass eine schnellere Kühlung ermöglicht wird. Somit kann die Art und Weise der Kühlung an den Betriebszustand der Lithographieanlage angepasst werden und eine insgesamt effizientere Kühlung verwirklicht werden.By "spaced apart" is meant that the cooling device and the heat source are not in mechanical contact with the optical element or integrated into it. In particular, no or almost no heat transfer from the optical element to the cooling device by heat conduction takes place in this operating state, but heat is transferred between the optical element and the cooling device mainly by thermal radiation. This mechanical decoupling ensures that vibrations occurring in the cooling element or at the heat source are not transmitted to the optical element. On the other hand, it is provided that the actuator brings the cooling device and the optical element in another operating state, which is present in the second Aktuatorstellung in surface contact with each other. In this operating state, the cooling takes place by heat conduction, so that a faster cooling is possible. Thus, the manner of cooling can be adapted to the operating state of the lithography system and a total of more efficient cooling can be realized.
Die Kühlvorrichtung kann mehrere Kühlelemente aufweisen. Dabei kann für jedes der Kühlelemente ein Aktuator vorgesehen sein, so dass die Kühlelemente jeweils einzeln aktuierbar sind. Dies ermöglicht eine genauere örtliche Anpassung der Kühlleistung und somit eine genauere Einstellung eines Temperaturprofils.The cooling device may have a plurality of cooling elements. In this case, an actuator may be provided for each of the cooling elements, so that the cooling elements are each individually actuatable. This allows a more accurate local adjustment of the cooling capacity and thus a more accurate adjustment of a temperature profile.
Die mehreren Kühlelemente können als Kühlfinger ausgebildet sein. Aufgrund der Elastizität der einzelnen Kühlfinger kann somit ein Ausgleich von Ungenauigkeiten an der Oberfläche des optischen Elements erfolgen, so dass eine größere Gesamtkühlfläche erzielt werden kann. Dabei können die Kühlfinger jeweils eine beispielsweise quadratische oder kreisrunde Kühlfläche aufweisen, welche in der zweiten Aktuatorstellung mit dem optischen Element in Flächenkontakt ist. Ferner können die Kühlelemente in einem Array angeordnet sein.The plurality of cooling elements may be formed as a cold finger. Due to the elasticity of the individual cooling fingers, it is thus possible to compensate for inaccuracies on the surface of the optical element, so that a larger overall cooling surface can be achieved. In this case, the cooling fingers can each have an example square or circular cooling surface, which is in surface contact with the optical element in the second actuator position. Furthermore, the cooling elements may be arranged in an array.
Die Kühlfinger können jeweils mit Hilfe eines Federelements an der Kühlvorrichtung gelagert sein. Da Federelemente beispielsweise bei der Fertigung entstandene Unebenheiten ausgleichen können sie eine große Kontaktfläche zwischen den Kühlfingern und dem optischen Element sicherstellen.The cooling fingers can each be mounted with the aid of a spring element on the cooling device. Since spring elements compensate, for example, for manufacturing unevenness, they can ensure a large contact area between the cooling fingers and the optical element.
Die Lithographieanlage kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, welche eingerichtet ist, den Aktuator derart anzusteuern, dass er ausschließlich in den Belichtungspausen der Lithographieanlage in der zweite Aktuatorstellung ist. Somit wird sichergestellt, dass das optische Element während der Belichtung vom Kühlelement beabstandet ist, so dass keine Kräfte vom Kühlelement an das optische Element übertragen werden und eine genaue Positionierung des optischen Elements möglich ist.The lithography system may further comprise a control device, which is set up to control the actuator such that it is exclusively in the exposure pauses of the lithography system in the second actuator position. Thus, it is ensured that the optical element is spaced from the cooling element during the exposure, so that no forces are transmitted from the cooling element to the optical element and an accurate positioning of the optical element is possible.
Die Lithographieanlage kann ferner einen Mechanismus zum Verschieben der Kühlvorrichtung parallel zur der Kühlvorrichtung zugewandten Oberfläche des optischen Elements aufweisen. Ein solcher Mechanismus kann die Kühlvorrichtung beispielsweise derart verschieben, dass in einem ersten Kühlzustand mehrere der Kühlelemente so mit dem optischen Element in Kontakt sind, dass die Kontaktbereiche der Kühlelemente gleichmäßig über das optische Element verteilt sind, und in einem zweiten Kühlzustand, der auf den ersten Kühlzustand folgt, mehrere der Kühlsegmente so mit dem optischen Element in Kontakt sind, dass die Kontaktbereiche der Kühlsegmente zu den Kontaktbereichen im ersten Kühlzustand versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass nacheinander jeder Ort eines zu kühlenden Bereichs am optischen Element mit zumindest einem der Kühlelemente in Kontakt gebracht wird.The lithography system may further comprise a mechanism for displacing the cooling device parallel to the surface of the optical element facing the cooling device. Such a mechanism may, for example, shift the cooling device such that, in a first cooling state, a plurality of the cooling elements are in contact with the optical element such that the contact areas of the cooling elements are uniformly distributed over the optical element and in a second cooling state that is incident on the first Cooling condition follows, a plurality of the cooling segments are in contact with the optical element, that the contact areas of the cooling segments are arranged offset to the contact areas in the first cooling state. In this way it can be achieved that successively each location of a region to be cooled on the optical element is brought into contact with at least one of the cooling elements.
Der Aktuator kann an das Kühlelement angekoppelt sein und dieses aktuieren. Ebenso ist es jedoch auch möglich, dass der Aktuator an das optische Element angekoppelt ist und dieses aktuiert. Falls eine Positionierung des optischen Elements mit Aktuatoren erfolgt, können diese auch verwendet werden, um das optische Element in Kontakt mit dem Kühlelement zu bringen.The actuator may be coupled to the cooling element and actuate this. However, it is also possible that the actuator is coupled to the optical element and this actuated. If positioning the optical element with actuators, these may also be used to bring the optical element into contact with the cooling element.
Die Lithographieanlage kann ferner mindestens eine Wärmequelle zum Einstellen eines Temperaturprofils des optischen Elements aufweisen. Wenn zusätzlich zur Kühlvorrichtung eine Wärmequelle vorgesehen ist, kann das optische Element relativ schnell auf das gewünschte Temperaturprofil gebracht werden. Die Kühlvorrichtung hat in der Regel eine längere Ansprechzeit als die Wärmequelle, so dass kleinere Temperaturabweichungen von einer Solltemperatur schnell und präzise durch die Wärmequelle ausgeglichen werden können.The lithography system may further comprise at least one heat source for adjusting a temperature profile of the optical element. If a heat source is provided in addition to the cooling device, the optical element be brought to the desired temperature profile relatively quickly. The cooling device usually has a longer response time than the heat source, so that smaller temperature deviations from a setpoint temperature can be compensated for quickly and precisely by the heat source.
Es ist möglich mehrere (also mindestens zwei, vorzugsweise mindestens acht, besonders vorzugsweise mindestens dreißig) Wärmequellen vorzusehen, die beispielsweise als Infrarotstrahler ausgebildet sein und unabhängig voneinander angesteuert werden können. Somit kann das gewünschte Temperaturprofil schnell und präzise eingestellt werden. Wenn die Wärmequellen voneinander unabhängig angesteuert werden können, ist es möglich, verschiedene Temperaturprofile einzustellen, so dass das eingestellte Temperaturprofil an den Betriebszustand der Lithographieanlage angepasst werden kann.It is possible to provide a plurality (ie at least two, preferably at least eight, particularly preferably at least thirty) heat sources, which may be designed, for example, as infrared radiators and can be controlled independently of one another. Thus, the desired temperature profile can be adjusted quickly and accurately. If the heat sources can be controlled independently, it is possible to set different temperature profiles, so that the set temperature profile can be adapted to the operating state of the lithography system.
Die Wärmequelle kann beispielsweise als eine oder mehrere IR-Dioden ausgebildet sein, die IR-Licht (Infrarotlicht) abstrahlen, was eine kompakte Ausführung der Wärmequelle ermöglicht.The heat source may be formed, for example, as one or more IR diodes, which emit IR light (infrared light), which allows a compact design of the heat source.
Alternativ dazu kann die Wärmequelle auch als ein oder mehrere Enden von IR-Wellenleitern ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine platzsparende Anordnung der Wärmequelle mit wenig Streuwärme. Beispielsweise kann die Kühlvorrichtung ein Kühlelement aufweisen, welches die vom optischen Element ausgehende Wärmestrahlung absorbiert, und die IR-Wellenleiter können durch das Kühlelement hindurch geführt sein. Ferner kann ein evakuierter strahlführender Bereich vorgesehen sein, in welchem das optische Element angeordnet ist, und das IR-Licht kann mit einer außerhalb des evakuierten strahlführenden Bereichs angeordneten IR-Lichtquelle in die IR-Wellenleiter eingekoppelt werden.Alternatively, the heat source may also be formed as one or more ends of IR waveguides. This allows a space-saving arrangement of the heat source with little scattered heat. For example, the cooling device can have a cooling element which absorbs the heat radiation emanating from the optical element, and the IR waveguides can be guided through the cooling element. Furthermore, an evacuated beam-guiding region can be provided, in which the optical element is arranged, and the IR light can be coupled into the IR waveguide with an IR light source arranged outside the evacuated beam-guiding region.
Die Wärmequelle kann auch mit einem Montage- und Justagegitter an einer Oberfläche der Kühlvorrichtung gelagert sein. Dies ermöglicht eine genaue Positionierung der Wärmequellen. Ein Montage- und Justagegitter ist eine gitterförmige Anordnung, die die Montage an und Justage in Bezug auf die Kühlvorrichtung ermöglicht. Ein solches Montage- und Justagegitter kann beispielsweise als Metallgitter ausgebildet sein.The heat source may also be mounted with a mounting and adjustment grid on a surface of the cooling device. This allows accurate positioning of the heat sources. An assembly and adjustment grid is a grid-shaped arrangement that allows for mounting and adjustment with respect to the cooling device. Such an assembly and adjustment grid may be formed, for example, as a metal grid.
Es ist auch möglich, die Wärmequelle gegenüber einer Vorderseite des optischen Elements anzuordnen. Somit kann die Temperatur des optisch genutzten Bereichs des optischen Elements besonders schnell justiert werden.It is also possible to arrange the heat source with respect to a front side of the optical element. Thus, the temperature of the optically used region of the optical element can be adjusted particularly quickly.
Die Kühlvorrichtung kann an einem Kühlrahmen gelagert sein, und das optische Element kann an einem Halterahmen gelagert sein, wobei der Kühlrahmen und der Halterahmen mechanisch und/oder thermisch voneinander entkoppelt sind. Eine solche mechanische und/oder thermische Entkopplung von Kühlvorrichtung und optischem Element hat die bereits oben beschriebenen Vorteile. Der Kühlrahmen kann aus einem oder mehreren Metallen und/oder aus einer oder mehreren Metall-Legierungen gefertigt sein. Insbesondere kann der Kühlrahmen aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung gefertigt sein.The cooling device may be mounted on a cooling frame, and the optical element may be mounted on a support frame, wherein the cooling frame and the support frame are mechanically and / or thermally decoupled from each other. Such mechanical and / or thermal decoupling of cooling device and optical element has the advantages already described above. The cooling frame may be made of one or more metals and / or of one or more metal alloys. In particular, the cooling frame can be made of aluminum or an aluminum alloy.
Die Wärmequelle kann mehrere Wärmezonen aufweisen, die jeweils separat angesteuert werden können. Diese Wärmezonen können beispielsweise pixeliert oder streifenförmig oder konzentrisch angeordnet sein.The heat source can have several heat zones, which can each be controlled separately. These heat zones can be, for example, pixelated or strip-shaped or concentric.
Ferner können mindestens zwei Wärmequellen vorgesehen sein, die IR-Licht unterschiedlicher Wellenlänge abstrahlen. Da die Eindringtiefe bzw. das Absorptionsspektrum des IR-Lichts von seiner Wellenlänge abhängt, kann somit das Temperaturprofil im optischen Element genauer und schneller eingestellt werden.Furthermore, at least two heat sources can be provided which emit IR light of different wavelengths. Since the penetration depth or the absorption spectrum of the IR light depends on its wavelength, the temperature profile in the optical element can thus be adjusted more accurately and more quickly.
Das optische Element kann insbesondere ein Spiegel sein. Des Weiteren kann die Kühlvorrichtung mehrere Kühlzonen umfassen, die unterschiedliche Kühlleistungen aufweisen.The optical element may in particular be a mirror. Furthermore, the cooling device may comprise a plurality of cooling zones, which have different cooling capacities.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.Further embodiments will be explained with reference to the accompanying drawings.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage. 1 shows a schematic view of an EUV lithography system.
2 ist eine schematische Darstellung eines Spiegels im ungekühlten Zustand. 2 is a schematic representation of a mirror in the uncooled state.
3 ist eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführung einer Kühlvorrichtung. 3 is a schematic representation of a possible embodiment of a cooling device.
4A und 4B zeigen schematisch das Verschieben der Kühlvorrichtung und des Spiegels relativ zueinander. 4A and 4B show schematically the displacement of the cooling device and the mirror relative to each other.
5 ist eine schematische Darstellung einer Kühlvorrichtung mit Kühlfingern. 5 is a schematic representation of a cooling device with cold fingers.
6A ist eine schematische Darstellung einer Kühlvorrichtung mit quaderförmigen Kühlfingern; 6B ist eine schematische Darstellung einer Kühlvorrichtung mit zylindrischen Kühlfingern. 6A is a schematic representation of a cooling device with cuboid cooling fingers; 6B is a schematic representation of a cooling device with cylindrical cooling fingers.
7 zeigt einen Ausschnitt einer alternativen Ausgestaltung einer Kühlvorrichtung mit Kühlfingern. 7 shows a section of an alternative embodiment of a cooling device with cold fingers.
8 zeigt ausschnittsweise die Lagerung der Kühlvorrichtung am Kühlrahmen. 8th shows a partial view of the storage of the cooling device on the cooling frame.
9 zeigt ausschnittsweise eine Kühlvorrichtung mit unabhängig voneinander aktuierbaren Kühlfingern. 9 shows a detail of a cooling device with independently operable cooling fingers.
10A bis 10D zeigen schematisch die Kontaktflächen zwischen Kühlvorrichtung und Spiegel während mehrerer aufeinanderfolgender Kühlvorgänge. 10A to 10D show schematically the contact surfaces between the cooling device and mirror during several consecutive cooling operations.
11A bis 11D zeigen schematisch die Anordnung der Vorderseite der Kühlvorrichtung relativ zur Rückseite des Spiegels in vier aufeinanderfolgenden Kühlvorgängen. 11A to 11D schematically show the arrangement of the front of the cooling device relative to the back of the mirror in four consecutive cooling operations.
12A und 12B sind schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform einer Kühlvorrichtung mit Kühlfingern. 12A and 12B are schematic representations of another embodiment of a cooling device with cold fingers.
13 zeigt eine Kühlvorrichtung mit schwingenden Kühlfingern. 13 shows a cooling device with swinging cold fingers.
14 ist eine schematische Darstellung einer möglichen Anbindung der Kühlvorrichtung an den Kühlrahmen. 14 is a schematic representation of a possible connection of the cooling device to the cooling frame.
15 illustriert schematisch den Versatz der Kontaktbereiche eines Kühlfingers mit kreisförmiger Endfläche in zwei aufeinanderfolgenden Kühlvorgängen. 15 schematically illustrates the offset of the contact areas of a cooling finger with a circular end face in two consecutive cooling operations.
16 zeigt eine Draufsicht auf den Kühlkörper der Kühlvorrichtung einer Lithographieanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform. 16 shows a plan view of the heat sink of the cooling device of a lithographic system according to another embodiment.
17 zeigt eine seitliche Schnittansicht auf die Kühlvorrichtung und den Spiegel dieser weiteren Ausführungsform. 17 shows a side sectional view of the cooling device and the mirror of this further embodiment.
18 zeigt eine Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung mit daran angebrachten Wärmequellen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Lithographieanlage. 18 shows a plan view of a cooling device with attached heat sources according to another embodiment of the lithographic system.
19 zeigt schematisch ein Beispiel für die Zonierung der Wärmequellen in streifenförmige Wärmezonen. 19 shows schematically an example of the zoning of the heat sources in strip-shaped heat zones.
20 zeigt ein zweites Beispiel für eine mögliche Zonierung der Wärmezonen. 20 shows a second example of a possible zoning of the heat zones.
21 zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform. 21 shows a schematic view of an EUV lithography system according to another embodiment.
Falls nichts anderes angegeben ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Figuren gleiche oder funktionsgleiche Elemente.Unless otherwise indicated, like reference numerals in the figures denote like or functionally identical elements.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 10 gemäß einer Ausführungsform, welche ein Strahlformungssystem 12, ein Beleuchtungssystem 14 und ein Projektionssystem 16 umfasst. Das Strahlformungssystem 12, das Beleuchtungssystem 14 und das Projektionssystem 16 sind jeweils in einem Vakuum-Gehäuse vorgesehen, welches mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht näher dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem die Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren bzw. Einstellen der optischen Elemente vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein. 1 shows a schematic view of an EUV lithography system 10 according to an embodiment, which is a beam-forming system 12 , a lighting system 14 and a projection system 16 includes. The beam-forming system 12 , the lighting system 14 and the projection system 16 are each provided in a vacuum housing, which is evacuated by means of an evacuation device, not shown. The vacuum housings are surrounded by a machine room, not shown, in which the drive devices are provided for the mechanical method or adjustment of the optical elements. Furthermore, electrical controls and the like may be provided in this engine room.
Das Strahlformungssystem 12 weist eine EUV-Lichtquelle 18, einen Kollimator 20 und einen Monochromator 22 auf. Als EUV-Lichtquelle 18 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder ein Synchrotron vorgesehen sein, welche Strahlung im EUV-Bereich (extrem ultravioletten Bereich), also beispielsweise im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 30 nm aussenden. Die von der EUV-Lichtquelle 18 austretende Strahlung wird zunächst durch den Kollimator 20 gebündelt, wonach durch den Monochromator 22 die gewünschte Betriebswellenlänge herausgefiltert wird. Somit passt das Strahlformungssystem 12 die Wellenlänge und die räumliche Verteilung des von der EUV-Lichtquelle 18 abgestrahlten Lichts an. Die von der EUV-Lichtquelle 18 erzeugte EDV-Strahlung 24 weist eine relativ niedrige Transmittivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungssystem 12, im Beleuchtungssystem 14 und im Projektionssystem 16 evakuiert sind.The beam-forming system 12 has an EUV light source 18 , a collimator 20 and a monochromator 22 on. As an EUV light source 18 For example, a plasma source or a synchrotron can be provided, which emit radiation in the EUV range (extreme ultraviolet range), that is, for example, in the wavelength range from 5 nm to 30 nm. The from the EUV light source 18 Exiting radiation is first through the collimator 20 bundled, after which by the monochromator 22 the desired operating wavelength is filtered out. Thus, the beam shaping system fits 12 the wavelength and spatial distribution of the EUV light source 18 emitted light. The from the EUV light source 18 generated computerized radiation 24 has a relatively low transmissivity by air, which is why the beam guiding spaces in the beam-forming system 12 , in the lighting system 14 and in the projection system 16 are evacuated.
Das Beleuchtungssystem 14 weist im dargestellten Beispiel einen ersten Spiegel 26 und einen zweiten Spiegel 28 auf. Diese Spiegel 26, 28 können beispielsweise als Facettenspiegel zur Pupillenformung ausgebildet sein und leiten die EUV-Strahlung 24 auf eine Photomaske 30.The lighting system 14 has a first mirror in the example shown 26 and a second mirror 28 on. These mirrors 26 . 28 For example, they can be designed as facet mirrors for pupil shaping and guide the EUV radiation 24 on a photomask 30 ,
Die Photomaske 30 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 12, 14, 16 angeordnet sein. Die Photomaske 30 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 16 verkleinert auf einen Wafer 32 oder dergleichen abgebildet wird. Hierzu weist das Projektionssystem im Strahlführungsraum 16 beispielsweise einen dritten Spiegel 34 und einen vierten Spiegel 40 auf. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel der EUV-Lithographieanlage 10 nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist, und es können auch mehr oder weniger Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel i. d. R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt. Die Rückseite der Spiegel kann ebenfalls gekrümmt sein und beispielsweise der Krümmung der Vorderseite folgen, so wie dies beispielhaft für die Spiegel 28 und 34 dargestellt ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Rückseite der Spiegel plan ist, so wie dies beispielhaft für die Spiegel 26 und 40 dargestellt ist. Im letzteren Fall variiert die Spiegeldicke entlang der auf den Spiegel eingestrahlten EUV-Strahlung, was sich auf das Temperaturprofil des Spiegels auswirkt.The photomask 30 is also designed as a reflective optical element and can be outside the systems 12 . 14 . 16 be arranged. The photomask 30 has a structure which, by means of the projection system 16 reduced to a wafer 32 or the like is mapped. For this purpose, the projection system in the beam guiding room 16 for example, a third mirror 34 and a fourth mirror 40 on. It should be noted that the number of mirrors of the EUV lithography system 10 is not limited to the number shown, and it may also be provided more or less mirror. Furthermore, the mirrors are usually curved on their front for beam shaping. The back of the mirrors may also be curved and follow, for example, the curvature of the front, as exemplified by the mirrors 28 and 34 is shown. However, it is also possible that the back of the mirror is flat, as exemplified by the mirrors 26 and 40 is shown. In the latter case, the mirror thickness varies along the EUV radiation irradiated to the mirror, which affects the temperature profile of the mirror.
2 zeigt exemplarisch den Spiegel 40 in einer schematischen Darstellung im ungekühlten Zustand. Dieser Spiegel 40 ist als elliptischer Spiegel dargestellt, kann jedoch auch eine andere geeignete Form aufweisen, und beispielsweise nierenförmig oder kreisrund oder dergl. gestaltet sein. Der Spiegel 40 weist einen Grundkörper 42 sowie drei mit dem Grundkörper 42 verbundene Halterungsabschnitte 44 auf. Über die Halterungsabschnitte 44 ist der Spiegel an einem in 1 schematisch angedeuteten Halterahmen 36 gelagert und mit dem Gehäuse des Beleuchtungssystems 14 (bzw. dem Gehäuse des Projektionssystems 16) verbunden. Ferner sind zwischen diesem Halterahmen 36 und den Halterungsabschnitten 44 Aktuatoren vorgesehen, mit denen der Spiegel 40 in Bezug auf sämtliche sechs Freiheitsgrade, also drei translatorische und drei rotatorische, justiert werden kann. 2 shows an example of the mirror 40 in a schematic representation in the uncooled state. This mirror 40 is shown as an elliptical mirror, but may also have another suitable shape, and be designed, for example, kidney-shaped or circular or the like. The mirror 40 has a basic body 42 as well as three with the main body 42 connected support sections 44 on. About the support sections 44 is the mirror on one in 1 schematically indicated holding frame 36 stored and with the housing of the lighting system 14 (or the housing of the projection system 16 ) connected. Further, between this holding frame 36 and the support sections 44 Actuators provided with which the mirror 40 can be adjusted with respect to all six degrees of freedom, ie three translational and three rotational.
Der Grundkörper 42 kann aus einer Keramik oder aus Glas, beispielsweise aus ULE („Ultra Low Expansion Glass”, eingetragene Marke der Corning Inc.; ein Titansilikat-Glass mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten), ClearCeram-Z (eingetragene Marke der Ohara Corp.) oder Zerodur (eingetragene Marke der Schott AG) gefertigt sein, und kann mit einer optischen Schicht beschichtet sein, um die Reflektivität des Spiegels 40 im Wellenlängenbereich der EUV-Strahlung zu optimieren. Die thermale Ableitung der auf den Spiegel 40 auftreffenden örtlich settingabhängigen EUV-Strahlung 24 geschieht nach außen über die Halterungsabschnitte 44 und dem Halterahmen 36. Es entsteht somit ein von außen nach innen weisender Temperaturgradient, in der 2 durch Pfeile angedeutet. Die gestrichelten Linien deuten Bereiche gleicher Temperatur (Isothermen) an der Vorderseite des Spiegels an.The main body 42 may be made of a ceramic or of glass, for example ULE (Ultra Low Expansion Glass, registered trademark of Corning Inc., a low thermal expansion titanium silicate glass), ClearCeram-Z (registered trademark of Ohara Corp.) or Zerodur ( registered trademark of Schott AG), and may be coated with an optical layer to reflect the reflectivity of the mirror 40 in the wavelength range of EUV radiation to optimize. The thermal dissipation of the mirror 40 impinging locally setting dependent EUV radiation 24 happens outward on the support sections 44 and the support frame 36 , This results in a temperature gradient pointing from outside to inside, in which 2 indicated by arrows. The dashed lines indicate areas of equal temperature (isotherms) at the front of the mirror.
Da die optischen Eigenschaften des Spiegels 40 sich mit der Temperatur ändern, ist eine Kühlvorrichtung 50 zur Kühlung des Spiegels 40 vorgesehen, vgl. 1. Es sollte beachtet werden, dass in 1 lediglich die Kühlvorrichtung 50 für den Spiegel 40 exemplarisch dargestellt ist. Tatsächlich kann jedoch auch anderen oder jedem der Spiegel der EUV-Lithographieanlage 10 eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Spiegels zugeordnet sein. Ferner ist die hier beschriebene Kühlvorrichtung nicht auf die Kühlung von Spiegeln beschränkt. Vielmehr können auch andere Elemente, deren Erwärmung den Strahlengang der EUV-Strahlung 24 negativ beeinflussen kann, mit einer wie hier beschriebenen Kühlvorrichtung gekühlt werden. Solche Elemente werden hier als „optische Elemente” bezeichnet. Beispiele für solche optischen Elemente sind Spiegel, Linsen, Sensoren, Aktuatoren, Beugungselemente, optische Folien und dergl.Because the optical properties of the mirror 40 to change with the temperature is a cooler 50 for cooling the mirror 40 provided, cf. 1 , It should be noted that in 1 only the cooling device 50 for the mirror 40 is shown as an example. In fact, however, other or each of the mirrors of the EUV lithography system can also be used 10 be associated with a cooling device for cooling the mirror. Furthermore, the cooling device described here is not limited to the cooling of mirrors. Rather, other elements whose heating is the beam path of EUV radiation 24 may be adversely affected with a cooling device as described herein. Such elements are referred to herein as "optical elements". Examples of such optical elements are mirrors, lenses, sensors, actuators, diffractive elements, optical films and the like.
Die Kühlvorrichtung 50 ist über einen Kühlrahmen 51 am Gehäuse der EUV-Lithographieanlage 10 bzw. genauer gesagt dem Projektionssystem 16 gelagert. Die Kühlvorrichtung 50 ist gegenüber der Rückseite des Spiegels 40 beabstandet von demselben angeordnet. Die Kühlvorrichtung 50 weist eine wärmeabsorbierende Oberfläche auf, welche dem Spiegel 40 zugewandt ist. Die Temperatur dieser wärmeabsorbierenden Oberfläche wird mittels einer weiter unten beschriebenen Temperatursteuerung bzw. -regelung auf einer konstanten Temperatur gehalten, welche unterhalb der Temperatur des Grundkörpers 42 des Spiegels 40 ist. Im Betrieb nimmt die wärmeabsorbierende Oberfläche der Kühlvorrichtung 50 die von dem Grundkörper 42 abgestrahlte thermische Strahlung auf.The cooling device 50 is over a cooling frame 51 on the housing of the EUV lithography system 10 or more precisely, the projection system 16 stored. The cooling device 50 is opposite the back of the mirror 40 spaced from the same. The cooling device 50 has a heat-absorbing surface which is the mirror 40 is facing. The temperature of this heat-absorbing surface is maintained at a constant temperature, which is below the temperature of the base body, by means of a temperature control described below 42 of the mirror 40 is. In operation, the heat absorbing surface of the cooling device decreases 50 that of the main body 42 radiated thermal radiation.
Wenn die Kühlvorrichtung 50 vom Spiegel 40 beabstandet angeordnet ist, ist sie nicht in mechanischem Kontakt mit dem Spiegel 40. Spiegel 40 und Kühlvorrichtung 50 sind also mechanisch entkoppelt. In diesem Betriebszustand erfolgt die Kühlung des Spiegels 40 nicht über Wärmeleitung zur Kühlvorrichtung 50 sondern in der oben beschriebenen Weise durch Absorption der thermischen Strahlung von der Rückseite des Spiegels 40. Somit wird mechanischer Stress auf dem Spiegel 40 vermieden. Beispielsweise wird somit sichergestellt, dass sich Vibrationen, die bei der Kühlung der Kühlvorrichtung 50 auftreten, nicht auf den Spiegel 40 übertragen werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine größere Durchflussmenge bzw. Durchflussgeschwindigkeit des Kühlmittels durch die Kühlvorrichtung 50. Die Lage der Kühlvorrichtung 50 ist nicht auf die Rückseite des Spiegels 40 beschränkt, sondern kann sich auch entlang der Seiten des Spiegels 40 bis zur Vorderseite des Spiegels 40 erstrecken, solange dies nicht den Strahlungsgang der EUV-Strahlung 24 beeinträchtigt.When the cooler 50 from the mirror 40 spaced apart, it is not in mechanical contact with the mirror 40 , mirror 40 and cooling device 50 are therefore mechanically decoupled. In this operating condition, the cooling of the mirror takes place 40 not via heat conduction to the cooling device 50 but in the manner described above by absorption of the thermal radiation from the back of the mirror 40 , Thus, mechanical stress is on the mirror 40 avoided. For example, it is thus ensured that vibrations that occur during the cooling of the cooling device 50 do not occur on the mirror 40 be transmitted. This allows, for example, a larger flow rate or flow rate of the coolant through the cooling device 50 , The location of the cooling device 50 is not on the back of the mirror 40 limited, but can also be along the sides of the mirror 40 to the front of the mirror 40 extend, as long as this is not the radiation path of EUV radiation 24 impaired.
3 ist eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführung der Kühlvorrichtung 50. Die Kühlvorrichtung 50 umfasst einen Kühlkörper 52 (auch als „Kühlelement” oder „Kühlpadelement” bezeichnet), einen Kühlvorrichtungsgrundkörper 53 sowie eine Haltevorrichtung 54. Der Kühlkörper 52 ist über die Haltevorrichtung 54 mit dem Kühlvorrichtungsgrundkörper 53 verbunden. Der Kühlvorrichtungsgrundkörper 53 ist wiederum über einen Aktuator 60 am Kühlrahmen 51 gelagert. Auf die Darstellung des Kühlvorrichtungsgrundkörpers 53 wird in den folgenden Darstellungen der Einfachheit halber verzichtet. Der Aktuator 60 ist mit einer Steuerung 62 verbunden und kann mit Steuerbefehlen von dieser angesteuert werden, um den Abstand zwischen der Kühlvorrichtung 50 und dem Spiegel 40 zu justieren, wie weiter unten näher beschrieben ist. Es sollte beachtet werden, dass die gegenüber dem Spiegel 40 angeordnete Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 eben, also krümmungslos, ist. Falls die Spiegelrückseite gekrümmt ist, wie es beispielsweise bei den Spiegeln 26 oder 34 in 1 der Fall ist, dann ist es jedoch ebenso möglich, dass der Kühlkörper 52 gekrümmt ist, wobei seine Krümmung der Krümmung der Rückseite des Spiegels folgt. Auch in diesem Falle ist der Abstand zwischen dem Kühlkörper 52 und dem Spiegel 40 entlang der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 im Wesentlichen konstant. Die Form des Kühlkörpers 52 ist im Prinzip beliebig, solange in jedem relevanten Punkt des Spiegels 40 die notwendige Kühlleistung erreicht wird. Es ist jedoch auch möglich, die Form des Kühlkörpers 52 an die Form des Spiegels anzupassen. 3 is a schematic representation of a possible embodiment of the cooling device 50 , The cooling device 50 includes a heat sink 52 (also referred to as "cooling element" or "cooling pad element"), a cooling device body 53 and a holding device 54 , The heat sink 52 is over the holding device 54 with the radiator body 53 connected. The cooler body 53 is again via an actuator 60 on the cooling frame 51 stored. On the representation of the cooler body 53 is omitted in the following illustrations for the sake of simplicity. The actuator 60 is with a controller 62 connected and can be controlled with control commands from this to the distance between the cooling device 50 and the mirror 40 to adjust, as described in more detail below. It should be noted that the opposite of the mirror 40 arranged surface 52A of the heat sink 52 even, without curvature, is. If the mirror back is curved, as for example in the mirrors 26 or 34 in 1 However, it is equally possible for the heat sink to be 52 curved, with its curvature following the curvature of the back of the mirror. Also in this case is the distance between the heat sink 52 and the mirror 40 along the surface 52A of the heat sink 52 essentially constant. The shape of the heat sink 52 is in principle arbitrary, as long as in each relevant point of the mirror 40 the necessary cooling capacity is achieved. However, it is also possible to change the shape of the heat sink 52 to adapt to the shape of the mirror.
Der Kühlkörper 52 kann aus einem Metall oder einer Metall-Legierung oder einem keramischen Material gefertigt sein. Die dem Spiegel 40 zugewandte Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein und kann eine Kupferbeschichtung oder eine Silberbeschichtung aufweisen. Ferner kann diese Oberfläche 52A in Hinblick auf die Wärmestrahlungsabsorption optimiert sein. Beispielsweise kann diese Oberfläche 52A mit einer bestimmten Rauhheit bzw. Oberflächenstruktur versehen sein, um die Fläche für die Wärmestrahlungsabsorption zu vergrößern. Ferner kann diese Oberfläche 52A mit einer geeigneten Beschichtung, beispielsweise einer Keramik-, Oxid-, Karbid- oder Nitrit-Beschichtung versehen sein. Die Haltevorrichtung 54 kann ebenso wie der Kühlvorrichtungsgrundkörper 53 aus einem keramischen oder glasartigen Material, wie beispielsweise ULE gefertigt sein. Der Kühlrahmen 51, an den die Kühlvorrichtung 50 über den Aktuator 60 gekoppelt ist, kann beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt sein.The heat sink 52 may be made of a metal or a metal alloy or a ceramic material. The mirror 40 facing surface 52A of the heat sink 52 For example, it may be made of aluminum and may have a copper coating or a silver coating. Furthermore, this surface can be 52A be optimized in terms of heat radiation absorption. For example, this surface 52A be provided with a certain roughness or surface structure in order to increase the surface for the heat radiation absorption. Furthermore, this surface can be 52A be provided with a suitable coating, such as a ceramic, oxide, carbide or nitride coating. The holding device 54 may as well as the cooler body 53 be made of a ceramic or glassy material, such as ULE. The cooling frame 51 to which the cooling device 50 over the actuator 60 can be made of aluminum or an aluminum alloy, for example.
Der Kühlkörper 52 ist über eine Kühlmittelleitung 70 mit einem Kühlmitteltank 64 verbunden. Die Kühlmittelleitung 70 verläuft von dem Kühlmitteltank 64 über ein Ventil 66 zum Kühlkörper 52, beispielsweise in Form einer Rohrschlange durch den Kühlkörper 52 hindurch, und ggf. über das Ventil 66 wieder zurück zum Kühlmitteltank 64. Das Ventil 66 kann mit Hilfe von Steuersignalen von der Steuerung 62 angesteuert werden. Bei offenem Ventil 66 fließt somit Kühlmittel von dem Kühlmitteltank 64 durch den Kühlkörper 52 und wieder zurück zum Kühlmitteltank 64. Es kann ferner eine nicht näher dargestellte Pumpe vorgesehen sein, die einen gleichmäßigen Kühlmittelfluss gewährleistet. Der Kühlmitteltank 64 kann, ebenso wie die Steuerung 62, außerhalb des evakuierten Bereichs im Maschinenraum der EUV-Lithographieanlage 10 vorgesehen, was nicht nur platzsparend ist, sondern auch die Wartung vereinfacht. Als Kühlmittel kann beispielsweise Glykol mit einer Temperatur zwischen –50°C und 20°C, vorzugsweise zwischen –25°C und 10°C, und besonders vorzugsweise zwischen –20°C und –10°C verwendet werden.The heat sink 52 is via a coolant line 70 with a coolant tank 64 connected. The coolant line 70 runs from the coolant tank 64 via a valve 66 to the heat sink 52 , For example in the form of a coil through the heat sink 52 through, and possibly over the valve 66 back to the coolant tank 64 , The valve 66 can with the help of control signals from the controller 62 be controlled. With the valve open 66 Thus, coolant flows from the coolant tank 64 through the heat sink 52 and back to the coolant tank 64 , There may also be provided a pump, not shown, which ensures a uniform flow of coolant. The coolant tank 64 can, as well as the controller 62 , outside the evacuated area in the engine room of the EUV lithography system 10 provided, which is not only space-saving, but also simplifies maintenance. As a coolant, for example, glycol having a temperature between -50 ° C and 20 ° C, preferably between -25 ° C and 10 ° C, and particularly preferably between -20 ° C and -10 ° C can be used.
An der dem Spiegel 40 zugewandten Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 ist mindestens ein Temperatursensor 68 vorgesehen, welcher die Temperatur an der Oberfläche 52A erfasst und ein entsprechendes Temperatursignal an die Steuerung 62 gibt. In Antwort auf dieses Temperatursignal öffnet oder schließt die Steuerung 62 das Ventil 66. Somit kann eine Regelung der Temperatur des Kühlkörpers 52 erreicht werden.At the the mirror 40 facing surface 52A of the heat sink 52 is at least one temperature sensor 68 provided, which the temperature at the surface 52A recorded and a corresponding temperature signal to the controller 62 gives. In response to this temperature signal, the controller opens or closes 62 the valve 66 , Thus, a control of the temperature of the heat sink 52 be achieved.
Des Weiteren ist ein Abstandssensor 69 vorgesehen, welcher den Abstand des Kühlkörpers 52 zum Spiegel 40 erfasst. Dieser Abstandssensor 69 kann beispielsweise als kapazitiver Sensor, optischer Sensor oder dergleichen ausgebildet sein. Insbesondere im Falle eines kapazitiven Sensors kann der Abstandssensor 69, wie dargestellt, an der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 vorgesehen sein. Der Abstandssensor 69 gibt ein Abstandssignal an die Steuerung 62 aus. In Antwort auf dieses Abstandssignal steuert die Steuerung 62 den Aktuator 66 an.Furthermore, a distance sensor 69 provided, which the distance of the heat sink 52 to the mirror 40 detected. This distance sensor 69 For example, it can be designed as a capacitive sensor, optical sensor or the like. In particular, in the case of a capacitive sensor, the distance sensor 69 as shown on the surface 52A of the heat sink 52 be provided. The distance sensor 69 gives a distance signal to the controller 62 out. In response to this distance signal, the controller controls 62 the actuator 66 at.
Statt nur eines Kühlmitteltanks 64, der als Kühlmittelquelle und -senke dient, ist es auch möglich zwei separate Kühlmitteltanks bereitzustellen, die respektive als Kühlmittelquelle und Kühlmittelsenke dienen. Ferner ist es auch möglich, dass der Kühlkörper 52 in mehrere (also mindestens zwei) Kühlzonen unterteilt ist, deren Kühlleistung unabhängig voneinander einstellbar ist. Beispielsweise können durch den Kühlkörper 52 mehrere Kühlschlangen mit jeweils eigener Zu- und Ableitung geführt sein, wobei die Durchflussmenge und/oder Temperatur des Kühlmittels durch jede einzelne Kühlschlange separat einstellbar ist. Dies ermöglicht es, verschiedene Temperaturprofile im Spiegel 40 schnell und genau einzustellen.Instead of just a coolant tank 64 serving as the coolant source and sink, it is also possible to provide two separate coolant tanks respectively serving as a coolant source and coolant sink. Furthermore, it is also possible that the heat sink 52 is divided into a plurality (that is, at least two) cooling zones whose cooling capacity is independently adjustable. For example, through the heat sink 52 several cooling coils to be performed, each with its own inlet and outlet, wherein the flow rate and / or temperature of the coolant is adjustable separately by each cooling coil. This allows different temperature profiles in the mirror 40 to adjust quickly and accurately.
Die 4A und 4B sind schematische Ansichten, die das relative Verschieben der Kühlvorrichtung 50 (bzw. des Kühlelements 52) und des Spiegels 40 zueinander illustrieren. Der Kühlkörper 52 der Kühlvorrichtung 50 ist gegenüber der Rückseite des Spiegels 40 angeordnet. Auf der Rückseite des Spiegels kann eine Beschichtung aus gut wärmeleitendem Material vorgesehen sein. Beispielsweise kann dies eine Beschichtung aus Al, Mo, Y, Nb, Zr, Ge, Si oder eine Kombination derselben sein.The 4A and 4B Fig. 3 are schematic views showing the relative displacement of the cooling device 50 (or the cooling element 52 ) and the mirror 40 illustrate each other. The heat sink 52 the cooling device 50 is opposite the back of the mirror 40 arranged. On the back of the mirror, a coating of good heat-conducting material may be provided. For example, this may be a coating of Al, Mo, Y, Nb, Zr, Ge, Si or a combination thereof.
In einer ersten Aktuatorstellung, die in 4A dargestellt ist, ist die Kühlvorrichtung 50, bzw. genauer gesagt der Kühlkörper 52, vom Spiegel 40 beabstandet. Es besteht in diesem Zustand kein Kontakt zwischen dem Kühlkörper 52 und dem Spiegel 40. In diesem Zustand erfolgt eine Kühlung zum einen durch Wärmestrahlung und zum anderen durch Wärmetransport über das im Vakuum vorhandene Restgas (beispielsweise Wasserstoff oder dergleichen). Dabei liegt der Gesamtbeitrag zur Kühlung des Spiegels 40 durch Wärmetransport in derselben Größenordnung wie der Beitrag durch die Wärmestrahlung. In einer zweiten Aktuatorstellung, die in 4B dargestellt ist, hat der Akuator 60 die Kühlvorrichtung 50 derart relativ zum Spiegel 40 verschoben, dass die Kühlvorrichtung 50 in Flächenkontakt mit der Rückseite des Spiegels 40 ist. In diesem Zustand erfolgt der Wärmetransport hauptsächlich über direkte Wärmeleitung vom Spiegel 40 zur Kühlvorrichtung 50.In a first actuator position, the in 4A is shown, is the cooling device 50 , or more precisely, the heat sink 52 , from the mirror 40 spaced. There is no contact between the heat sink in this state 52 and the mirror 40 , In this state, cooling takes place on the one hand by heat radiation and on the other hand by heat transfer via the existing in the vacuum Residual gas (for example, hydrogen or the like). This is the total contribution to the cooling of the mirror 40 by heat transport in the same order of magnitude as the contribution from the heat radiation. In a second actuator position, the in 4B is shown, has the Akuator 60 the cooling device 50 so relative to the mirror 40 moved that cooler 50 in surface contact with the back of the mirror 40 is. In this state, the heat transfer takes place mainly by direct heat conduction from the mirror 40 to the cooler 50 ,
Es sollte beachtet werden, dass in der in den 4A und 4B dargestellten Ausgestaltung der Aktuator 60 die Kühlvorrichtung 50 auf den Spiegel 40 zu und von diesem wegbewegt. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, dass der Aktuator 60 auf den Spiegel 40 wirkt, um diesen in Bezug auf die Kühlvorrichtung 50 zu verschieben. In diesem Falle kann der Aktuator 60 zwischen dem Spiegel 40 und einem Rahmenelement zur Lagerung des Spiegels vorgesehen sein. Da der Spiegel 40 ohnehin mit Aktuatoren zur Einstellung seiner Position und Orientierung versehen ist, kann bei Verwendung dieser Aktuatoren für die relative Verschiebung erreicht werden, dass keine zusätzlichen Aktuatoren vorgesehen werden müssen.It should be noted that in the in the 4A and 4B illustrated embodiment of the actuator 60 the cooling device 50 on the mirror 40 moved to and from this. However, it is of course also possible that the actuator 60 on the mirror 40 acts to this in relation to the cooling device 50 to move. In this case, the actuator 60 between the mirror 40 and a frame member for supporting the mirror may be provided. Because the mirror 40 In any case, provided with actuators for adjusting its position and orientation, it can be achieved when using these actuators for the relative displacement that no additional actuators must be provided.
Der Wärmetransport über Wärmeleitung erfolgt wesentlich schneller als über Wärmestrahlung, so dass in der in 4B dargestellten zweiten Aktuatorstellung eine schnellere Kühlung als in der ersten Aktuatorstellung erfolgt. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass eine Berührung der Rückseite des Spiegels 40 durch die Kühlvorrichtung 50 Deformationen in der Spiegeloberfläche des Spiegels 40 nach sich zieht, die zu einer massiven Verschlechterung der Abbildungseigenschaften des Spiegels 40 (Verletzung der Wellenfrontspezifikationen) führt.The heat transfer via heat conduction is much faster than heat radiation, so that in the in 4B shown second actuator position is a faster cooling than in the first actuator position. However, it should be noted that touching the back of the mirror 40 through the cooling device 50 Deformations in the mirror surface of the mirror 40 which leads to a massive deterioration of the imaging properties of the mirror 40 (Violation of the wavefront specifications).
Allerdings muss die Oberfläche des Spiegels 40 nicht zu allen Zeitpunkten die genannten Anforderungen erfüllen. Genauer gesagt ist es ausreichend, wenn diese Anforderungen während der tatsächlichen Belichtung erfüllt sind. Zwischen den einzelnen Belichtungsvorgängen sind Belichtungspausen vorgesehen, und gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform erfolgt ein Kontakt zwischen Kühlvorrichtung 50 und Spiegel 40 ausschließlich in den Belichtungspausen. Die Belichtungspausen zwischen den einzelnen Belichtungen desselben Wafers (also „Die-to-Die”) betragen zum Beispiel etwa 100 Millisekunden. Die Belichtungspausen bei Austausch des Wafers (also „Wafer-to-Wafer”) betragen beispielsweise 3 Sekunden, und die Belichtungspausen zwischen den Lots können noch deutlich länger sein.However, the surface of the mirror must be 40 do not meet the stated requirements at all times. More specifically, it is sufficient if these requirements are met during the actual exposure. Exposure pauses are provided between the individual exposures, and according to the embodiment described here, contact is made between the cooling device 50 and mirrors 40 only during the exposure breaks. The exposure pauses between the individual exposures of the same wafer (ie "die-to-die") are for example about 100 milliseconds. For example, the exposure pauses when replacing the wafer (that is, "wafer-to-wafer") are 3 seconds, and the exposure pauses between the lots may be significantly longer.
Für die Synchronisation der relativen Verschiebung von Kühlvorrichtung 50 und Spiegel 40 kann eine nicht näher dargestellte Impulsgebervorrichtung vorgesehen sein. Diese kann beispielsweise die Zeitpunkte anzeigen, ab denen ein Kontakt zwischen Kühlvorrichtung 50 und Spiegel 40 zugelassen ist, bzw. ab denen ein Kontakt zwischen Kühlvorrichtung 50 und Spiegel 40 zu beenden ist. In einer weiterführenden Ausgestaltung ist es auch möglich, dass das Beenden der Berührung des Kontakts durch den Kühlkörper als Impulsgeber für den Start eines Belichtungsvorgangs genommen wird. Beispielsweise kann mit Hilfe des Temperatursensors 68 (vgl. 3) erfasst werden, wann die Temperatur in dem gegenüberliegenden Bereich der Spiegelrückseite unter eine bestimmte Temperatur fällt, und erst dann der nächste Belichtungsvorgang eingeleitet werden. Dies ist insbesondere bei den etwas längeren Belichtungspausen zwischen den einzelnen Wafern möglich.For the synchronization of the relative displacement of the cooling device 50 and mirrors 40 may be provided not shown pulser device. This can indicate, for example, the times at which a contact between the cooling device 50 and mirrors 40 is permitted or from which a contact between the cooling device 50 and mirrors 40 to end. In a further embodiment, it is also possible that the termination of the contact of the contact by the heat sink is taken as a pulse generator for the start of an exposure process. For example, with the help of the temperature sensor 68 (see. 3 ), when the temperature in the opposite area of the mirror backside falls below a certain temperature, and only then the next exposure operation is initiated. This is possible in particular with the somewhat longer exposure pauses between the individual wafers.
Um einen möglichst großflächigen Kontakt zwischen dem Kühlkörper 52 und dem Spiegel 40 zu gewährleisten, kann die Oberfläche des Kühlkörpers 52 an die Oberfläche der Rückseite des Spiegels 40 angepasst werden. Erfolgt dabei jedoch keine genaue Justierung der räumlichen Orientierung der Kühlvorrichtung 50 und des Spiegels, so wird kein flächiger Kontakt sondern nur ein linienförmiger oder sogar nur punktförmiger Kontakt erreicht, beispielsweise wenn die Kühlvorrichtung 50 und der Spiegel leicht gegeneinander verkantet sind. Um einen besseren Kontakt zu erreichen, ist es daher möglich, dass die Kühlvorrichtung 50 mehrere Kühlsegmente aufweist. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Kühlvorrichtung 50, welche an ihrer dem Spiegel 40 zugewandten Seite mit mehreren Kühlsegmenten in Form vom Kühlfingern 55 versehen ist. Die Kühlfinger 55 sind Kühlelemente, die mit dem Spiegel 40 in Flächenkontakt gebracht werden können. Die Kühlfinger 55 können beispielsweise in einem Array (von zum Beispiel 5 × 7 oder 10 × 15 Elementen oder mehr) auf der Kühlvorrichtung 50 angeordnet sein, wie schematisch in den Draufsichten der 6A und 6B dargestellt ist. 6A zeigt dabei eine Ausgestaltung mit quaderförmigen Kühlfingern 55, die eine quadratische Kühlfläche aufweisen. 6B zeigt eine Ausgestaltung mit zylindrischen Kühlfingern 55, die eine kreisförmige Kühlfläche aufweisen.To ensure the largest possible contact between the heat sink 52 and the mirror 40 To ensure the surface of the heat sink can 52 to the surface of the back of the mirror 40 be adjusted. However, there is no precise adjustment of the spatial orientation of the cooling device 50 and the mirror, so no areal contact but only a line-shaped or even punctiform contact is achieved, for example when the cooling device 50 and the mirrors are slightly tilted against each other. In order to achieve a better contact, it is therefore possible that the cooling device 50 has several cooling segments. 5 shows a schematic representation of a cooling device 50 , which at her the mirror 40 facing side with several cooling segments in the form of cold fingers 55 is provided. The cold fingers 55 are cooling elements with the mirror 40 can be brought into surface contact. The cold fingers 55 For example, in an array (of, for example, 5x7 or 10x15 elements or more) on the cooling device 50 be arranged as schematically in the plan views of 6A and 6B is shown. 6A shows an embodiment with cuboid cooling fingers 55 which have a square cooling surface. 6B shows an embodiment with cylindrical cooling fingers 55 having a circular cooling surface.
Die einzelnen Kühlfinger 55 weisen eine gewisse Elastizität auf, so dass sich die Kühlflächen der Kühlfinger 55 an die Form der Spiegelrückseite des Spiegels 40 anpassen, während sich der Kühlkörper 52 und der Spiegel 40 aneinander annähern. Somit wird es ermöglicht, innerhalb von kurzer Zeit eine vergleichsweise große Kontaktfläche zwischen der Kühlvorrichtung 50 und dem Spiegel 40 zu erreichen.The individual cold fingers 55 have a certain elasticity, so that the cooling surfaces of the cooling fingers 55 to the shape of the mirror back of the mirror 40 adjust while the heatsink 52 and the mirror 40 approach each other. Thus, it is possible within a short time, a comparatively large contact area between the cooling device 50 and the mirror 40 to reach.
In der in 5 dargestellten Ausgestaltung der Kühlvorrichtung 50 sind die Kühlfinger 55 monolithisch mit der Kühlvorrichtung 50 vorgesehen. 7 zeigt einen Ausschnitt einer alternative Ausgestaltung einer Kühlvorrichtung 50 mit Kühlfingern 55. In dieser Ausgestaltung ist die Kühlvorrichtung 50 (bzw. der Kühlkörper 52) an seiner Oberfläche mit Ausnehmungen versehen, in denen jeweils ein Kühlfinger 55 angeordnet ist. Dies ist beispielhaft lediglich für zwei Kühlfinger 55 dargestellt. Selbstverständlich können auch hier die Kühlfinger 55 in Form eines Arrays über die gesamte Kühlvorrichtung 50 verteilt sein. Die Kühlfinger 55 sind jeweils mit Hilfe eines Federelements 56 am Boden der Ausnehmungen gelagert. Die Federelemente 56 stellen eine große Kontaktfläche zwischen den Kühlfingern 55 und dem Spiegel 40 sicher, da sie beispielsweise bei der Fertigung derselben entstandene Unebenheiten oder auch Ungenauigkeiten bzw. Toleranzen bei der Ansteuerung des Aktuators 60 ausgleichen. Ferner können sie auch ermöglichen, dass sich die Form des Kühlkörpers 52 an eine gekrümmte Rückseite des Spiegels 40 anpasst. Somit wird eine bessere Wärmeleitung während der Belichtungspausen erreicht. Die Wärmeleitung kann dabei vom Spiegel 40 über die Kühlfinger 55 und die Federelemente 56 zum Kühlkörper 52 erfolgen.In the in 5 illustrated embodiment of the cooling device 50 are the cold fingers 55 monolithic with the cooling device 50 intended. 7 shows a part of an alternative Embodiment of a cooling device 50 with cold fingers 55 , In this embodiment, the cooling device 50 (or the heat sink 52 ) provided on its surface with recesses, in each of which a cold finger 55 is arranged. This is exemplary only for two cold fingers 55 shown. Of course, here too the cold fingers 55 in the form of an array over the entire cooling device 50 be distributed. The cold fingers 55 are each using a spring element 56 stored at the bottom of the recesses. The spring elements 56 Make a large contact surface between the cold fingers 55 and the mirror 40 Certainly, since they, for example, in the production of the same unevenness or inaccuracies or tolerances in the control of the actuator 60 compensate. Furthermore, they can also allow the shape of the heat sink 52 to a curved back of the mirror 40 adapts. Thus, a better heat conduction is achieved during the exposure pauses. The heat conduction can thereby from the mirror 40 over the cold fingers 55 and the spring elements 56 to the heat sink 52 respectively.
8 zeigt ausschnittsweise die Lagerung der Kühlvorrichtung 50 am Kühlrahmen 51. Die Kühlvorrichtung 50 kann über einen Piezo-Aktuator 60 am Kühlrahmen 51 gelagert sein. Es ist auch möglich, mehrere (zum Beispiel drei oder vier) Piezo-Aktuatoren 60 an der umlaufenden Seitenfläche der Kühlvorrichtung 50 vorzusehen, über die die Kühlvorrichtung 50 am Kühlrahmen 51 gelagert ist. Die Kühlvorrichtung 50 ist dabei vorteilhafterweise in einem sehr geringen Abstand zum Spiegel 40 positioniert. Zum Beispiel kann der Abstand zwischen dem Spiegel 40 und der Kühlvorrichtung 50 derart sein, dass er durch Schwingen des Piezo-Aktuators 60 zurückgelegt werden kann. Ein solcher, durch Schwingen des Piezo-Aktuators 60 zurücklegbarer Weg kann, abhängig von der Spezifikation des Piezo-Aktuators 60, beispielsweise 0,1 μm, 1 μm, 2 μm oder 5 μm betragen. Der Spiegel 40 ist über eine nicht näher dargestellte Halterung an einem Rahmenelement gelagert. Dabei ist der Spiegel 40 vorzugsweise an einem anderen Rahmen als dem Kühlrahmen 51 gelagert. Somit kann eine gute Ableitung der Spiegelwärme sichergestellt werden, und es kann vermieden werden, dass Kräfte, die bei der Aktuierung der Kühlvorrichtung 50 entstehen, auf den Spiegel 40 übertragen werden und diesen zu Schwingungen anregen. 8th shows a partial view of the storage of the cooling device 50 on the cooling frame 51 , The cooling device 50 can via a piezo actuator 60 on the cooling frame 51 be stored. It is also possible to have several (for example, three or four) piezo actuators 60 on the circumferential side surface of the cooling device 50 provide over which the cooling device 50 on the cooling frame 51 is stored. The cooling device 50 is advantageously at a very short distance from the mirror 40 positioned. For example, the distance between the mirror 40 and the cooling device 50 be such that it by swinging the piezo actuator 60 can be covered. Such, by swinging the piezo actuator 60 can be laid back, depending on the specification of the piezo actuator 60 For example, 0.1 microns, 1 micron, 2 microns or 5 microns. The mirror 40 is mounted on a frame member not shown on a holder. Here is the mirror 40 preferably on a frame other than the cooling frame 51 stored. Thus, a good dissipation of the mirror heat can be ensured, and it can be avoided that forces in the actuation of the cooling device 50 arise, on the mirror 40 be transferred and stimulate this to vibrate.
Gemäß der in 8 dargestellten Ausführungsform wird die Kühlvorrichtung 50 insgesamt relativ zum Spiegel 40 bewegt. Wie bereits oben angedeutet, ist es jedoch auch möglich, dass die Kühlvorrichtung 50 mit Kühlfingern 55 versehen ist, welche unabhängig voneinander aktuierbar sind. 9 zeigt ausschnittsweise eine Kühlvorrichtung 50 mit unabhängig voneinander aktuierbaren Kühlfingern 55. Wie bei der in 7 dargestellten Ausgestaltung ist auch in der Ausgestaltung gemäß 9 die Kühlvorrichtung 50 (bzw. der Kühlkörper 52) an seiner Oberfläche mit Ausnehmungen versehen, in denen jeweils ein Kühlfinger 55 angeordnet ist. Zusätzlich zu den Federelementen 56 sind hierbei zwischen den Kühlfingern 55 jeweils Piezoelemente 57, 57' angeordnet. Durch Ansteuerung dieser Piezoelemente 57 können die Kühlfinger 55 auf den Spiegel 40 zu oder von diesem weg bewegt werden. Auch hierbei ist der Abstand zwischen der Kühlvorrichtung 50 bzw. den Kühlfingern 55 und dem Spiegel 40 derart, dass die Kühlfinger 55 im ausgefahrenen Zustand an ihren Endflächen in Flächenkontakt mit der Rückseite des Spiegels 40 sind. Somit erfolgt ein Wärmefluss vom Spiegel 40 zu den Kühlfingern und über die Piezoelemente 57, 57' und die Federelemente 56 zur Kühlvorrichtung 50 (bzw. zum Kühlkörper 52). Hierbei stellen die Federelemente 56 eine große Kontaktfläche zwischen den Kühlfingern 55 und dem Spiegel 40 sicher.According to the in 8th illustrated embodiment, the cooling device 50 in total relative to the mirror 40 emotional. However, as already indicated above, it is also possible that the cooling device 50 with cold fingers 55 is provided, which can be independently actuated. 9 shows a detail of a cooling device 50 with independently adjustable cooling fingers 55 , As with the in 7 illustrated embodiment is also in the embodiment according to 9 the cooling device 50 (or the heat sink 52 ) provided on its surface with recesses, in each of which a cold finger 55 is arranged. In addition to the spring elements 56 are here between the cooling fingers 55 each piezo elements 57 . 57 ' arranged. By controlling these piezo elements 57 can the cold fingers 55 on the mirror 40 be moved to or from this. Again, the distance between the cooling device 50 or the cooling fingers 55 and the mirror 40 such that the cold fingers 55 in the extended state at their end surfaces in surface contact with the back of the mirror 40 are. Thus, a heat flow takes place from the mirror 40 to the cold fingers and over the piezo elements 57 . 57 ' and the spring elements 56 to the cooler 50 (or to the heat sink 52 ). Here are the spring elements 56 a large contact area between the cold fingers 55 and the mirror 40 for sure.
Da die Kühlfinger 55 seitlich voneinander beabstandet angeordnet sind, können sie nicht gleichzeitig die gesamte Rückseite kontaktieren. Vielmehr sind jeweils nur einzelne voneinander beabstandete Bereiche auf der Rückseite des Spiegels 40 in Kontakt mit den Kühlfingern 55. Um eine gleichmäßige Kühlung des Spiegels 40 zu gewährleisten, kann daher vorgesehen sein, dass in aufeinanderfolgenden Kühlvorgängen (Kühlzuständen) die Kontaktbereiche der Kühlfinger 55 zueinander versetzt angeordnet sind. Dies ist schematisch in den 10A bis 10D dargestellt, welche schematisch die einzelnen Kontaktbereiche 58 der Kühlfinger 55 in vier aufeinanderfolgenden Kühlvorgängen darstellen. Wie in den 10A bis 10D dargestellt, sind die Endflächen der Kühlfinger 55 in diesem Beispiel quadratisch ausgebildet und in einem zweidimensionalen Array angeordnet, wobei die Abstände zwischen den Kühlfingern 55 im Wesentlichen der Seitenkantenlänge der Kühlfinger 55 entsprechen, wobei jedoch hierauf keine Beschränkung besteht. Somit sind auch die Kontaktbereiche 58 der Kühlfinger 55 gleichmäßig über die Rückseite des Spiegels 40 verteilt. Die gesamte Kontaktfläche aller Kühlfinger 55 (also die Summe der Endflächen der Kühlfinger 55) entspricht in diesem Beispiel im Wesentlichen einem Viertel der von den Kühlfingern 55 abgedeckten Gesamtfläche. Zwischen den einzelnen Kühlvorgängen wird die Kühlvorrichtung 50 parallel zur Rückseite des Spiegels 40 verschoben.Because the cold fingers 55 are laterally spaced from each other, they can not simultaneously contact the entire back. Rather, only individual spaced apart areas on the back of the mirror 40 in contact with the cold fingers 55 , To ensure even cooling of the mirror 40 can therefore be provided that in successive cooling operations (cooling conditions), the contact areas of the cold finger 55 arranged offset from each other. This is schematic in the 10A to 10D shown, which schematically the individual contact areas 58 the cold finger 55 in four consecutive cooling operations. As in the 10A to 10D As shown, the end surfaces are the cold fingers 55 square in this example and arranged in a two-dimensional array, wherein the distances between the cooling fingers 55 essentially the side edge length of the cold fingers 55 but not limited thereto. Thus, also the contact areas 58 the cold finger 55 evenly over the back of the mirror 40 distributed. The entire contact surface of all cold fingers 55 (ie the sum of the end faces of the cold fingers 55 ) corresponds in this example essentially a quarter of that of the cold fingers 55 covered total area. Between the individual cooling processes, the cooling device 50 parallel to the back of the mirror 40 postponed.
Die 11A bis 11D zeigen schematisch die Anordnung der Vorderseite der Kühlvorrichtung 50 relativ zur Rückseite des Spiegels 40 in vier aufeinanderfolgenden Kühlvorgängen. Hierbei stellen die schraffierten Bereiche jeweils den Gesamtkühlbereich 59 der Kühlvorrichtung 50 dar, der sich aus der Gesamtausdehnung der einzelnen Kontaktbereiche 58 der Kühlfinger 55 inklusive der dazwischen liegenden, nicht kontaktierenden Bereiche ergibt. Bezugszeichen 46 markiert einen zu kühlenden Bereich auf der Rückseite des Spiegels 40, also den Bereich, der mit der Kühlvorrichtung 50 in Kontakt gebracht werden kann. Im ersten Kühlvorgang (10A, 11A) ist der Gesamtkühlbereich 59 gegenüber der linken oberen Ecke des zu kühlenden Bereichs 46 angeordnet. Dabei ist jeweils ein Streifen am unteren Rand und am rechten Rand des zu kühlenden Bereichs 46 auf der Rückseite des Spiegels 40 nicht in Kontakt mit der Kühlvorrichtung 50, wobei die Breite dieses Streifens zum Beispiel der Kantenlänge der quadratischen Endflächen der Kühlfinger 55 entsprechen kann. Im zweiten Kühlvorgang (10B, 11B) ist die Kühlvorrichtung 50 derart gegenüber dem Spiegel 40 verschoben, dass sich der Gesamtkühlbereich 59 nun gegenüber der linken unteren Ecke des zu kühlenden Bereichs 46 angeordnet ist. Entsprechend ist die Kühlvorrichtung 50 derart im dritten Kühlvorgang (10C, 11C) bzw. im vierten Kühlvorgang (10D, 11D) gegenüber dem Spiegel 40 verschoben, dass sich der Gesamtkühlbereich 59 dabei gegenüber der rechten unteren Ecke bzw. der rechten oberen Ecke des zu kühlenden Bereichs 46 angeordnet ist. Wie aus den 10A bis 10D ersichtlich ist, kommt bei dieser Abfolge der Kühlvorgänge jeder Ort des zu kühlenden Bereichs 46 mindestens einmal in Kontakt mit der Kühlvorrichtung 50. Somit kann sichergestellt werden, dass die gesamte Rückseite des Spiegels 40 einer Kühlung unterworfen wird, wobei aufgrund der Kühlfinger 55 ein Ausgleich von eventuellen Unebenheiten in der Rückseite des Spiegels 40 erfolgt und somit eine große Kühlfläche gewährleistet ist. Ferner ist die Kontaktdauer zwischen Spiegel 40 und Kühlvorrichtung 50 an jedem Ort des zu kühlenden Bereichs 46 im Wesentlichen gleich. Somit wird eine gleichmäßige Kühlung des Spiegels 40 erreicht.The 11A to 11D show schematically the arrangement of the front of the cooling device 50 relative to the back of the mirror 40 in four consecutive cooling operations. Here, the hatched areas each represent the total cooling area 59 the cooling device 50 resulting from the total extent of the individual contact areas 58 the cold finger 55 including the intervening, non-contacting areas. reference numeral 46 marks one too cooling area on the back of the mirror 40 So the area that is with the cooler 50 can be brought into contact. In the first cooling process ( 10A . 11A ) is the total cooling area 59 opposite the upper left corner of the area to be cooled 46 arranged. In each case, a strip at the bottom and on the right edge of the area to be cooled 46 on the back of the mirror 40 not in contact with the cooling device 50 wherein the width of this strip is, for example, the edge length of the square end faces of the cold fingers 55 can correspond. In the second cooling process ( 10B . 11B ) is the cooling device 50 so opposite the mirror 40 shifted that the total cooling area 59 now opposite the lower left corner of the area to be cooled 46 is arranged. Accordingly, the cooling device 50 such in the third cooling process ( 10C . 11C ) or in the fourth cooling process ( 10D . 11D ) opposite the mirror 40 shifted that the total cooling area 59 in this case with respect to the lower right corner or the upper right corner of the area to be cooled 46 is arranged. Like from the 10A to 10D can be seen, comes in this sequence of cooling processes each place of the area to be cooled 46 at least once in contact with the cooling device 50 , Thus, it can be ensured that the entire back of the mirror 40 is subjected to cooling, due to the cold finger 55 a compensation of any bumps in the back of the mirror 40 takes place and thus a large cooling surface is guaranteed. Further, the contact time between mirrors 40 and cooling device 50 anywhere in the area to be cooled 46 essentially the same. Thus, a uniform cooling of the mirror 40 reached.
Das Verschieben der Kühlvorrichtung 50 parallel zur Rückseite des Spiegels 40 kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Kühlkörper 50 auf einem (nicht näher dargestellten) Kühlkörperschlitten gelagert ist, welcher in zwei orthogonalen Richtungen parallel zur Rückseite des Spiegels 40 verschiebbar ist. Die in den 11A bis 11D dargestellten Positionen können dabei End- bzw. Anschlagspositionen des Kühlkörperschlittens darstellen.Moving the cooling device 50 parallel to the back of the mirror 40 can be realized, for example, that the heat sink 50 is mounted on a (not shown) heat sink carriage, which in two orthogonal directions parallel to the back of the mirror 40 is displaceable. The in the 11A to 11D Positions shown here can represent end or stop positions of the heat sink slide.
Die 12A und 12B zeigen eine weitere Ausführungsform einer Kühlvorrichtung 50 mit Kühlfingern 55, wobei in repräsentativer Weise lediglich einer der Kühlfinger 55 dargestellt ist. Der Kühlfinger 55 ist mit Hilfe von zum Beispiel zwei Piezo-Aktuatoren 57, die als Piezo-Arme ausgestaltet sind, am Kühlkörper 52 gelagert. Dabei ist der Kühlfinger 55 durch die Piezo-Aktuatoren 57 schwingend gelagert und schwingt im Takt der Belichtungsvorgänge bzw. Belichtungspausen zwischen den in den 12A und 12B dargestellten Extremalpositionen. Im in der 12A dargestellten ersten Aktuatorstellung befindet sich der Kühlfinger 55 in der maximal eingefahrenen Position. Diese Aktuatorstellung entspricht dem Betriebszustand während einer Belichtung, wobei der Kühlfinger 55 nicht in Kontakt mit der Rückseite des Spiegels 40 steht. Im in der 12B dargestellten zweiten Aktuatorstellung befindet sich der Kühlfinger 55 in der maximal ausgefahrenen Position. Diese Aktuatorstellung entspricht dem Betriebszustand während einer Belichtungspause, wobei der Kühlfinger 55 in Flächenkontakt mit der Rückseite des Spiegels 40 steht. Auch in dieser Ausführungsform können die Kühlfinger 55 in einem Array angeordnet sein, wobei die einzelnen Kühlfinger 55 unabhängig voneinander ansteuerbar sein können. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass einzelne Kühlfinger 55 während einzelner Schwingungszyklen nur über eine verkürzte Kontaktzeit oder auch gar nicht mit dem Spiegel 40 in Kontakt stehen. Somit kann die Kühlzeit der einzelnen Kühlfinger 55 individuell eingestellt werden und ein den jeweiligen Bedürfnissen angepasstes Kühlprofil erreicht werden.The 12A and 12B show a further embodiment of a cooling device 50 with cold fingers 55 in which representatively only one of the cold fingers 55 is shown. The cold finger 55 is with the help of for example two piezo actuators 57 , which are designed as piezo arms, on the heat sink 52 stored. Here is the cold finger 55 through the piezo actuators 57 oscillating and vibrates in time to the exposure processes or exposure breaks between in the 12A and 12B shown extremal positions. I'm in the 12A shown first actuator position is the cold finger 55 in the maximum retracted position. This actuator position corresponds to the operating state during an exposure, wherein the cold finger 55 not in contact with the back of the mirror 40 stands. I'm in the 12B shown second actuator position is the cold finger 55 in the maximum extended position. This actuator position corresponds to the operating state during an exposure pause, wherein the cold finger 55 in surface contact with the back of the mirror 40 stands. Also in this embodiment, the cold fingers 55 be arranged in an array, wherein the individual cooling fingers 55 can be controlled independently of each other. In particular, it may be provided that individual cold fingers 55 during single oscillation cycles only over a shortened contact time or not at all with the mirror 40 stay in contact. Thus, the cooling time of the individual cold finger 55 can be set individually and a customized cooling profile can be achieved.
13 zeigt eine Variante einer Kühlvorrichtung 50 mit schwingenden Kühlfingern 55 gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform. In dieser Variante ist einer der Aktuatoren 57 durch ein Federelement 56 ersetzt. 13 zeigt dabei den Kühlfinger 55 in seinem maximal eingefahrenen Zustand, in welchem er nicht in Kontakt mit dem Spiegel 40 steht. Zum einen können somit durch geeignete Wahl des Federelements 56 die Schwingungseigenschaften beeinflusst werden. Zum anderen können geeignete Federelemente 56 kostengünstiger bereitgestellt werden als Piezo-Aktuatoren, so dass durch diese Ausgestaltung Kosteneinsparungen möglich sind. 13 shows a variant of a cooling device 50 with swinging cold fingers 55 according to the embodiment described above. In this variant is one of the actuators 57 by a spring element 56 replaced. 13 shows the cold finger 55 in its maximum retracted state, in which he is not in contact with the mirror 40 stands. On the one hand can thus by suitable choice of the spring element 56 the vibration characteristics are influenced. On the other hand, suitable spring elements 56 be provided cheaper than piezo actuators, so that cost savings are possible by this design.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform schwingen die Kühlfinger 55 im Takt mit den Belichtungsvorgängen bzw. Belichtungspausen. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die gesamte Kühlvorrichtung 50 im Takt mit den Belichtungsvorgängen bzw. Belichtungspausen schwingt. 14 ist eine schematische Darstellung einer solchen Anbindung der Kühlvorrichtung 50 an den Kühlrahmen 51. Bei dieser Ausführungsform ist die Kühlvorrichtung über als Piezo-Arme ausgestaltete Piezo-Aktuatoren 60 an Befestigungselementen 61 gelagert, die am Kühlrahmen befestigt sind. 14 zeigt dabei die Kühlvorrichtung 50 in der Aktuatorstellung, in welcher die Kühlfinger 55 in Kontakt mit dem (nicht näher dargestellten) Spiegel 40 sind.In the embodiment described above, the cold fingers vibrate 55 in time with the exposure processes or exposure pauses. However, it is equally possible that the entire cooling device 50 in time with the exposure processes or exposure pauses oscillates. 14 is a schematic representation of such a connection of the cooling device 50 to the cooling frame 51 , In this embodiment, the cooling device is designed as a piezo arms piezo actuators 60 to fasteners 61 stored, which are attached to the cooling frame. 14 shows the cooling device 50 in the actuator position in which the cold fingers 55 in contact with the (not shown) mirror 40 are.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist entweder die Kühlvorrichtung 50 als Ganzes oder die einzelnen Kühlfinger 55 mittels Aktuatoren 60 bzw. 57 beweglich gelagert. Selbstverständlich ist jedoch auch eine Kombination dieser Ausführungsformen möglich, in denen sowohl die Kühlvorrichtung 50 als Ganzes als auch die einzelnen Kühlfinger 55 mittels jeweiliger Aktuatoren bewegbar sind.In the embodiments described above, either the cooling device 50 as a whole or the individual cold fingers 55 by means of actuators 60 respectively. 57 movably mounted. Of course, however, a combination of these embodiments is possible in which both the cooling device 50 as a whole as well as the individual cold fingers 55 can be moved by means of respective actuators.
Wie bereits oben erwähnt, sind die Endflächen der Kühlfinger 55 nicht auf quadratische Endflächen beschränkt. 15 zeigt schematisch den Versatz der Kontaktbereiche 58 eines Kühlfingers mit kreisförmiger Endfläche in zwei aufeinanderfolgenden Kühlvorgängen. Um zu gewährleisten, dass der gesamte zu kühlende Bereich 46 gekühlt wird, sind diese benachbarten Kontaktbereiche 58 überlappend angeordnet. Somit ergeben sich Überlappungsbereiche 58' (von denen in 15 exemplarisch nur einer dargestellt ist), die durch die Überlappung dieser benachbarten Kontaktbereiche 58 gebildet werden und daher stärker gekühlt werden als die anderen Bereiche. Um eine gleichmäßige Kühlleistung über den gesamten zu kühlenden Bereich 46 zu erreichen, können diese Überlappungsbereiche 58' mit Wärmequellen erwärmt werden, was weiter unten noch im Detail erläutert wird. As already mentioned above, the end faces of the cold fingers 55 not limited to square end faces. 15 shows schematically the offset of the contact areas 58 a cooling finger with a circular end face in two consecutive cooling operations. To ensure that the entire area to be cooled 46 are cooled, these are adjacent contact areas 58 arranged overlapping. This results in overlapping areas 58 ' (of which in 15 only one example is shown), by the overlap of these adjacent contact areas 58 be formed and therefore more cooled than the other areas. For a uniform cooling performance over the entire area to be cooled 46 To achieve these overlap areas 58 ' be heated with heat sources, which will be explained in more detail below.
16 zeigt eine Draufsicht auf den Kühlkörper 52 der Kühlvorrichtung 50 einer Lithographieanlage 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform, und 17 zeigt eine seitliche Schnittansicht auf den Kühlkörper 52 und den Spiegel 40 dieser Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, dass an der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 mehrere Wärmequellen 80 vorgesehen sind. Ansonsten hat die Lithographieanlage 10 gemäß dieser weiteren Ausführungsform im Wesentlichen denselben schematischen Aufbau wie in 1 dargestellt, so dass im Folgenden auf eine nähere Erläuterung desselben verzichtet wird. Insbesondere sind auch die verschiedenen oben beschriebenen Varianten hinsichtlich der Ausgestaltung der Kühlvorrichtung und ihrer Aktuierung entsprechend auf die im Folgenden beschriebene Kühlvorrichtung 50 anwendbar. 16 shows a plan view of the heat sink 52 the cooling device 50 a lithography system 10 according to another embodiment, and 17 shows a side sectional view of the heat sink 52 and the mirror 40 this embodiment. The present embodiment differs from that described above in that on the surface 52A of the heat sink 52 several heat sources 80 are provided. Otherwise, the lithography system has 10 According to this further embodiment substantially the same schematic structure as in 1 represented, so that in the following a further explanation of the same is dispensed with. In particular, the various variants described above with regard to the design of the cooling device and its actuation are also corresponding to the cooling device described below 50 applicable.
Im in den 16 und 17 dargestellten Beispiel sind die Wärmequellen 80 zwischen den Kühlfingern 55 an der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 vorgesehen, und somit gleichmäßig über die Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 verteilt. Die Wärmequellen 80 sind mit eine Steuerung (zum Beispiel der Steuerung 62, vgl. 3) verbunden, und können von dieser angesteuert, also ein- bzw. ausgeschaltet oder hinsichtlich ihrer Leistungsabgabe variiert werden. Diese Wärmequellen 80 geben beispielsweise IR-Strahlung ab, welche auf die Rückseite des Spiegels 40 gerichtet ist und mit welcher der Spiegel 40 erwärmt werden kann. Mit den Wärmequellen 80 wird eine schnelle und genaue Justierung der Temperatur an der Oberfläche bzw. im Grundkörper des Spiegels 40 ermöglicht. Genauer gesagt ist die benötigte Ansprechzeit zum Kühlen des Spiegels 40 mit dem Kühlkörper 52 relativ lang. Hingegen kann der Spiegel 40 mit den Wärmequellen 80 vergleichsweise schnell erwärmt werden. Im Betrieb kann also der Spiegel 40 beispielsweise mit dem Kühlkörper 52 zunächst in einem ersten Schritt auf eine Zwischentemperatur unterhalb der Solltemperatur gekühlt werden. In einem zweiten Schritt kann durch entsprechendes Ansteuern der Wärmequellen 80 der Spiegel 40 auf die Solltemperatur gebracht werden. Im Ergebnis ist es somit möglich, die Temperatur des Spiegels 40 schneller auf die Solltemperatur zu bringen, als dies nur mit dem Kühlkörper 52 möglich wäre. Selbstverständlich müssen die oben genannten zwei Schritte nicht konsekutiv hintereinander ausgeführt werden, und es ist auch möglich, das Temperaturprofil des Spiegels 40 in einem einzigen Schritt auf das gewünschte Temperaturprofil zu regeln.Im in the 16 and 17 Example shown are the heat sources 80 between the cold fingers 55 on the surface 52A of the heat sink 52 provided, and thus evenly over the surface 52A of the heat sink 52 distributed. The heat sources 80 are with a controller (for example, the controller 62 , see. 3 ), and can be controlled by this, so switched on or off or varied in terms of their power output. These heat sources 80 For example, emit IR radiation, which on the back of the mirror 40 is directed and with which the mirror 40 can be heated. With the heat sources 80 is a quick and accurate adjustment of the temperature at the surface or in the main body of the mirror 40 allows. More specifically, the required response time for cooling the mirror 40 with the heat sink 52 relatively long. On the other hand, the mirror 40 with the heat sources 80 be heated comparatively quickly. In operation, so the mirror 40 for example, with the heat sink 52 are first cooled in a first step to an intermediate temperature below the target temperature. In a second step, by appropriately driving the heat sources 80 the mirror 40 be brought to the set temperature. As a result, it is possible to change the temperature of the mirror 40 Bring faster to the target temperature, than only with the heat sink 52 it is possible. Of course, the above two steps need not be consecutively performed consecutively, and it is also possible to change the temperature profile of the mirror 40 in a single step to regulate the desired temperature profile.
Mit dieser Anordnung ist es somit möglich, den Spiegel 40 relativ schnell und genau auf die Solltemperatur zu kühlen. Dabei dienen die Wärmequellen 80 dazu, Volumeneffekte der Kühlung durch den Kühlkörper 52 auszugleichen. Da ferner die Wärmequellen 80 an der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52, also zwischen der Kühlvorrichtung 50 und dem Spiegel 40 vorgesehen sind, kann die Wärmestrahlung von den Wärmequellen 80 im Wesentlichen senkrecht auf die Rückseite des Spiegels 40 gerichtet werden. Da senkrecht auftreffende Wärmestrahlung besser absorbiert wird als im Winkel auftreffende Wärmestrahlung, entsteht somit weniger Streustrahlung, als dies bei einer seitlichen Einstrahlung der Wärmestrahlung oder bei einer Einstrahlung auf die Spiegelvorderseite der Fall wäre.With this arrangement, it is thus possible to use the mirror 40 To cool relatively quickly and accurately to the target temperature. The heat sources serve 80 in addition, volume effects of cooling by the heat sink 52 compensate. Further, as the heat sources 80 on the surface 52A of the heat sink 52 So between the cooler 50 and the mirror 40 are provided, the heat radiation from the heat sources 80 essentially perpendicular to the back of the mirror 40 be directed. Since perpendicularly incident heat radiation is better absorbed than incident at an angle heat radiation, thus resulting in less scattered radiation than would be the case with a lateral irradiation of the heat radiation or when exposed to the mirror front.
Des Weiteren ergibt sich durch das Vorsehen der Wärmequellen 80 die Möglichkeit, eine gleichmäßige Kühlung der Rückseite des Spiegels 40 zu erreichen. Insbesondere in Fällen, in denen die mit dem Spiegel 40 in Flächenkontakt kommenden Endflächen der Kühlfinger 55 nicht quadratisch sondern zum Beispiel kreisrund sind, ist eine jeden Ort des zu kühlenden Bereichs 46 abdeckende Kühlung ohne Überlappung nicht möglich (vgl. 12). In diesem Falle ist es möglich, die überlappend (also mehrfach) gekühlten Überlappungsbereiche 58' durch Bestrahlung mit den Wärmequellen 80 zu erhitzen, um somit eine homogene Kühlung der gesamten Fläche zu erreichen.Furthermore, results from the provision of heat sources 80 the possibility of even cooling the back of the mirror 40 to reach. Especially in cases where the mirror 40 in surface contact coming end surfaces of the cold finger 55 not square but circular, for example, is any location of the area to be cooled 46 Covering cooling without overlapping not possible (cf. 12 ). In this case, it is possible to overlap (ie, multiply) cooled overlap areas 58 ' by irradiation with the heat sources 80 to heat, so as to achieve a homogeneous cooling of the entire surface.
Um das gewünschte Temperaturprofil (Soll-Temperaturprofil) einzustellen, kann die aktuelle Temperatur an der Spiegeloberfläche (Ist-Temperaturprofil) mit Hilfe von Temperatursensoren erfasst werden. Hierzu kann eine Wärmebildkamera vorgesehen werden, welche die Temperatur aus einem oder mehreren Wärmebildern eines Teils oder der gesamten Spiegeloberfläche erfasst. Alternativ dazu ist es möglich, an einem oder mehreren Messpunkten an der Spiegeloberfläche und/oder in der Nähe der Spiegeloberfläche innerhalb des Spiegelgrundkörpers Temperatursensoren vorzusehen, und das relevante Temperaturprofil mittels Extrapolation aus den erfassten Messpunkten zu errechnen. Ferner ist es insbesondere beim Spiegel 40 des Projektionssystems 16 auch möglich, Informationen über die Temperatur aus Wellenfrontmessungen des Gesamtsystems an einem oder mehreren Feldpunkten zu gewinnen. Die so gewonnenen Temperatur-Informationen können für eine Regelung der Temperatur verwendet werden, indem die Kühlvorrichtung 50 und die Wärmequellen 80 von der Steuerung 62 mit entsprechenden Stellsignalen angesteuert werden. Eine schnelle Regelung auf das Soll-Temperaturprofil kann durch ein selbstkorrigierendes Feed-Forward-Modell, beispielsweise basierend auf dem Levenberg-Marquardt-Algorithmus, erreicht werden. Auch das Ergebnis von Simulationen kann für die Regelung verwendet werden. Unter „Temperaturprofil” wird hierbei die Temperatur als Funktion des Ortes im optischen Element verstanden. Dabei kann die Temperatur an allen Punkten der Spiegeloberfläche gleich sein, oder sie kann in definierter Weise entlang der Spiegeloberfläche oder auch im Spiegel variieren.In order to set the desired temperature profile (setpoint temperature profile), the current temperature at the mirror surface (actual temperature profile) can be recorded with the aid of temperature sensors. For this purpose, a thermal imaging camera can be provided which detects the temperature from one or more thermal images of a part or the entire mirror surface. Alternatively, it is possible to provide temperature sensors at one or more measuring points on the mirror surface and / or in the vicinity of the mirror surface within the mirror base body, and to calculate the relevant temperature profile by extrapolation from the detected measuring points. Furthermore, it is especially the mirror 40 of the projection system 16 also possible to obtain information about the temperature from wavefront measurements of the entire system at one or more field points. The temperature information obtained in this way can be used for regulating the temperature by the cooling device 50 and the heat sources 80 from the controller 62 be controlled with appropriate control signals. Fast regulation to the desired temperature profile can be achieved by a self-correcting feed-forward model, for example based on the Levenberg-Marquardt algorithm. The result of simulations can also be used for the control. By "temperature profile" is meant here the temperature as a function of the location in the optical element. The temperature may be the same at all points of the mirror surface, or it may vary in a defined manner along the mirror surface or in the mirror.
Falls sowohl der Aktuator 60 zur Aktuierung der Kühlvorrichtung 50 als auch Aktuatoren 57 zur Aktuierung der Kühlfinger 55 vorgesehen sind, dann ist es möglich, dass die Aktuierung für die Kontaktierung, also die relative Bewegung zwischen den Kühlfingern 55 und dem Spiegel 40, durch die Aktuatoren 57 durchgeführt wird, wohingegen der Aktuator 60 verwendet wird, den Abstand zwischen der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 und dem Spiegel konstant zu halten. Falls sich also der Spiegel 40 bewegt, dann kann gemäß dieser Ausgestaltung die Kühlvorrichtung 50 mit Hilfe des Aktuators nachgefahren werden. Somit kann auch bei geringem Abstand zwischen Kühlvorrichtung 50 und Spiegel 40 die Kühlvorrichtung 50 bei einer Bewegung des Spiegels 40 oder bei thermischer Drift des Kühlrahmens 51 mit dem Aktuator 60 entsprechend bewegt werden, um Kollisionen zu vermeiden. Hierbei kann der Abstandssensor 69 (vgl. 3) den Abstand zwischen dem Spiegel 40 und der Kühlvorrichtung 50 erfassen, und die Steuereinrichtung 62 kann den Abstand zwischen dem Spiegel 40 und der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 konstant halten, beispielsweise auf 5 μm, auf 50 μm oder auf 100 μm. Hingegen kann der Abstand zwischen dem Spiegel 40 und der Endfläche der Kühlfinger 55 mit Hilfe der Aktuatoren 57 variabel sein um eine Kontaktierung des Spiegels 40 zu ermöglichen. Ferner kann vorgesehen sein, dass im Falle einer Unterbrechung der Stromversorgung der Spiegel 40 nahe bzw. auf dem Kühlkörper 52 abgelegt wird.If both the actuator 60 for actuation of the cooling device 50 as well as actuators 57 for the actuation of the cold fingers 55 are provided, it is possible that the actuation for the contacting, so the relative movement between the cooling fingers 55 and the mirror 40 , through the actuators 57 is performed, whereas the actuator 60 is used, the distance between the surface 52A of the heat sink 52 and to keep the mirror constant. So if the mirror 40 moves, then, according to this embodiment, the cooling device 50 be traced with the help of the actuator. Thus, even at a small distance between the cooling device 50 and mirrors 40 the cooling device 50 during a movement of the mirror 40 or with thermal drift of the cooling frame 51 with the actuator 60 be moved accordingly to avoid collisions. Here, the distance sensor 69 (see. 3 ) the distance between the mirror 40 and the cooling device 50 capture, and the controller 62 can change the distance between the mirror 40 and the surface 52A of the heat sink 52 keep constant, for example, 5 microns, 50 microns or 100 microns. On the other hand, the distance between the mirror 40 and the end surface of the cold fingers 55 with the help of the actuators 57 be variable to contact the mirror 40 to enable. Furthermore, it can be provided that in the case of an interruption of the power supply of the mirror 40 near or on the heat sink 52 is filed.
Alternativ dazu ist es auch möglich, bei einer Aktuierung des Spiegels 40 ein entsprechendes Aktuatorsignal an den Aktuator 60 zu geben, so dass die Kühlvorrichtung 50 stets synchron mit dem Spiegel 40 verfahren wird. Des Weiteren ist es auch möglich, die Kühlvorrichtung 50 mit dem Aktuator 60 lediglich dann nachzujustieren, wenn der Abstand zwischen Spiegel 40 und Kühlvorrichtung 50 außerhalb bestimmter Schwellwerte liegt. Beispielsweise kann der Aktuator 60 die Kühlvorrichtung 50 vom Spiegel 40 wegbewegen, falls mit Hilfe des Abstandssensors bzw. der Abstandssensoren (oder aus den Stellsignalen für den Spiegel) erfasst wird, dass der Abstand zwischen Spiegel 40 und Kühlvorrichtung 50 während des Belichtungsvorgangs geringer als beispielsweise 3 μm oder als 30 μm ist, und der Aktuator 60 kann die Kühlvorrichtung 50 auf den Spiegel 40 zu bewegen, falls erfasst wird, dass der Abstand zwischen Spiegel 40 und Kühlvorrichtung 50 größer als beispielsweise 10 μm oder als 100 μm ist. Somit wird die Kühlvorrichtung 50 seltener bewegt, was das Auftreten von Vibrationen verringert. Um zu vermeiden, dass es im Falle eines Stromausfalls zu einer Kollision zwischen Spiegel 40 und Kühlvorrichtung 50 kommt, kann ein Notaussystem vorgesehen sein, welches die Kühlvorrichtung 50 im stromlosen Zustand in eine Position außerhalb der Reichweite des Spiegels 40 fährt.Alternatively, it is also possible with an actuation of the mirror 40 a corresponding actuator signal to the actuator 60 to give, so the cooling device 50 always in sync with the mirror 40 is moved. Furthermore, it is also possible, the cooling device 50 with the actuator 60 only readjust if the distance between mirrors 40 and cooling device 50 outside certain thresholds. For example, the actuator 60 the cooling device 50 from the mirror 40 Move away, if using the distance sensor or the distance sensors (or from the setting signals for the mirror) detects that the distance between mirror 40 and cooling device 50 during the exposure process is less than, for example, 3 μm or 30 μm, and the actuator 60 can the cooler 50 on the mirror 40 to move, if detected, that the distance between mirror 40 and cooling device 50 greater than, for example 10 microns or as 100 microns. Thus, the cooling device becomes 50 rarely moved, which reduces the occurrence of vibration. To avoid it in the case of a power failure to a collision between mirrors 40 and cooling device 50 An emergency stop system may be provided which houses the cooling device 50 in the de-energized state to a position out of range of the mirror 40 moves.
Wie in 16 und 17 dargestellt, ist an der Kühlvorrichtung 50 ein Montage- und Justagegitter, beispielsweise ein Metallgitter 84 befestigt, das an der dem Spiegel 40 zugewandten Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 angeordnet ist. An den Kreuzungspunkten des Montage- und Justagegitters ist jeweils eine Infrarotstrahlung (im Folgenden auch „IR-Strahlung”) abstrahlende Wärmequelle 80 vorgesehen, welche in der vorliegenden Ausbildungsform als IR-Diode ausgebildet ist. Es sollte beachtet werden, dass in der in 16 dargestellten Ausführungsform die IR-Dioden in einem Array von 6 mal 9 Dioden angeordnet sind, allerdings sind die Wärmequellen 80 keineswegs auf diese Anzahl oder diese Art der Anordnung beschränkt. Beispielsweise kann die Anzahl der Wärmequellen 80 auch fünf mal fünf oder zehn mal zehn IR-Dioden oder mehr umfassen.As in 16 and 17 is shown on the cooling device 50 an assembly and adjustment grid, such as a metal grid 84 attached to the mirror 40 facing surface 52A of the heat sink 52 is arranged. At the intersection points of the assembly and adjustment grating each one infrared radiation (hereinafter also "IR radiation") radiating heat source 80 provided, which is formed in the present embodiment as an IR diode. It should be noted that in the in 16 illustrated embodiment, the IR diodes are arranged in an array of 6 times 9 diodes, but the heat sources 80 by no means limited to this number or this type of arrangement. For example, the number of heat sources 80 also include five by five or ten by ten IR diodes or more.
Das Montage- und Justagegitter 84 kann beispielsweise ein Aluminiumgitter oder auch ein Keramikgitter sein, welches mittels Halterungen 86 am Kühlkörper 52 befestigt ist. In der in 16 und 17 dargestellten Ausführungsform sind an jeder Seite des Kühlkörpers 52 zwei klammerartige Halterungen 86 vorgesehen, also insgesamt acht Halterungen 86, mit welchen das Montage- und Justagegitter 84 am Kühlkörper 52 befestigt ist. Selbstverständlich kann das Montage- und Justagegitter 84 auch auf andere geeignete Art und Weise am Kühlkörper 52 befestigt werden.The assembly and adjustment grid 84 For example, may be an aluminum grid or a ceramic grid, which by means of brackets 86 on the heat sink 52 is attached. In the in 16 and 17 illustrated embodiment are on each side of the heat sink 52 two clamp-like brackets 86 provided, so a total of eight brackets 86 with which the mounting and adjustment grille 84 on the heat sink 52 is attached. Of course, the assembly and adjustment grid 84 in other suitable way on the heat sink 52 be attached.
Die Beschichtung 41 auf der Rückseite des Spiegels 40 kann als wärmeabsorbierende Beschichtung ausgebildet sein. Diese kann auch abschnittsweise, beispielsweise nur in den oder auch komplementär zu den von den Wärmequellen bestrahlten Bereichen, wärmeabsorbierend sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung 41 in einem oder mehreren Bereichen für die von den Lichtquellen 80 abgestrahlten Wellenlängen transparent ist, und in einem oder mehreren anderen Bereichen für diese Wellenlängen intransparent ist. Durch eine solche selektive Transparenz kann die Eindringtiefe der IR-Strahlung in den Spiegelkörper des Spiegels 40 und somit das Temperaturprofil beeinflusst werden.The coating 41 on the back of the mirror 40 may be formed as a heat-absorbing coating. This can also be heat-absorbing in sections, for example only in or also complementary to the areas irradiated by the heat sources. Furthermore can be provided that the coating 41 in one or more areas for those of the light sources 80 emitted wavelengths is transparent, and is non-transparent in one or more other areas for these wavelengths. By such a selective transparency, the penetration depth of the IR radiation in the mirror body of the mirror 40 and thus the temperature profile can be influenced.
Die als Wärmequellen 80 dienenden IR-Dioden können unabhängig voneinander angesteuert, also selektiv betrieben werden. In einer Variante ist es möglich, dass jede der IR-Dioden separat, also unabhängig von den anderen IR-Dioden betrieben werden kann. Dies hat den Vorteil, dass ein sehr präziser Eingriff in das Temperaturprofil des Spiegels 40 möglich ist. So können lokale Abweichungen von der Solltemperatur des Spiegels 40 durch eine geeignete Temperaturerfassung erfasst werden, und durch gezieltes Betreiben einzelner IR-Dioden ausgeglichen werden. In einer anderen Variante, die unten noch detaillierter beschrieben wird, können mehrere IR-Dioden zusammengefasst und gemeinsam angesteuert werden. Dies verringert die Anzahl der Kabel für die Ansteuerung der IR-Dioden, und somit den notwendigen Platz im evakuierten Bereich innerhalb der EUV-Lithographieanlage 10.The as heat sources 80 serving IR diodes can be controlled independently of each other, ie operated selectively. In a variant, it is possible that each of the IR diodes can be operated separately, ie independently of the other IR diodes. This has the advantage that a very precise engagement in the temperature profile of the mirror 40 is possible. So local deviations from the target temperature of the mirror 40 be detected by a suitable temperature detection, and be compensated by targeted operation of individual IR diodes. In another variant, which will be described in more detail below, several IR diodes can be combined and controlled together. This reduces the number of cables needed to drive the IR diodes, and thus the space required in the evacuated area within the EUV lithography system 10 ,
18 zeigt eine Kühlvorrichtung 50 mit daran angebrachten Wärmequellen 80 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Lithographieanlage. Wie auch in der zuvor beschriebenen Ausführungsform, ist an der dem Spiegel 40 zugewandten Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 ein Montage- und Justagegitter 84 vorgesehen, an welchem die Wärmequellen 80 befestigt sind. Bei der in 17 dargestellten Ausführungsform sind jedoch die Wärmequellen 80 durch die Enden von IR-Wellenleitern 92 gebildet, welche IR-Strahlung abstrahlen und somit ebenfalls als Heizstrahler betrachtet werden können. Die IR-Wellenleiter 92 können beispielsweise IR-Licht führende Glasfasern sein. Dabei kann an jedem Kreuzungspunkt des Metallgitters 84 beispielsweise eine Hülse 90 vorgesehen sein, in welcher ein Ende eines IR-Wellenleiters 92 befestigt ist. Somit sind die Wärmequellen auch in dieser Ausgestaltung in der Form eines Rasters entlang der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 angeordnet. Die IR-Wellenleiter 92 sind dabei entlang dem Montage- und Justagegitter 84 nach außen geführt. Mit anderen Worten, von einer Seite des Kühlkörpers 52 wird ein IR-Wellenleiter-Bündel 94 (mit eingangsseitig sechs Wellenleitern) entlang dem Montage- und Justagegitter 84 geführt, und an jedem Kreuzungspunkt des Montage- und Justagegitters 84 wird ein IR-Wellenleiter 92 aus dem Bündel abgezweigt und in die entsprechende Hülse 90 geführt. Die verschiedenen entlang dem Montage- und Justagegitter 84 herausgeführten Wellenleiter-Bündel 94 sind zu einem Gesamtbündel 96 zusammengefasst und aus dem Vakuumbereich der Lithographieanlage 10 in den Maschinenraum geführt. Dort befindet sich eine IR-Lichtquelle, welche IR-Licht erzeugt und in die IR-Wellenleiter 92 einkoppelt. Am anderen Ende der IR-Wellenleiter 92 tritt das IR-Licht als Wärmestrahlung aus den IR-Wellenleitern 92 heraus, so dass diese Enden der IR-Wellenleiter 92 Wärmestrahlungsquellen bzw. Wärmequellen bilden. 18 shows a cooling device 50 with attached heat sources 80 according to another embodiment of the lithographic system. As in the previously described embodiment, the mirror is on 40 facing surface 52A of the heat sink 52 an assembly and adjustment grid 84 provided on which the heat sources 80 are attached. At the in 17 However, the embodiment shown are the heat sources 80 through the ends of IR waveguides 92 formed, which emit IR radiation and thus can also be regarded as a radiant heater. The IR waveguides 92 For example, IR light can be the leading glass fibers. It can be at each crossing point of the metal grid 84 for example, a sleeve 90 be provided, in which one end of an IR waveguide 92 is attached. Thus, also in this embodiment, the heat sources are in the form of a grid along the surface 52A of the heat sink 52 arranged. The IR waveguides 92 are along the mounting and adjustment grid 84 led to the outside. In other words, from one side of the heat sink 52 becomes an IR waveguide bundle 94 (with six waveguides on the input side) along the mounting and adjustment grid 84 guided, and at each crossing point of the assembly and adjustment grid 84 becomes an IR waveguide 92 branched off from the bundle and into the appropriate sleeve 90 guided. The different ones along the assembly and adjustment grid 84 led out waveguide bundle 94 are to a total bundle 96 summarized and from the vacuum area of the lithography system 10 led into the engine room. There is an IR light source which generates IR light and into the IR waveguide 92 couples. At the other end of the IR waveguide 92 The IR light emerges as heat radiation from the IR waveguides 92 out, leaving these ends of the IR waveguide 92 Form heat radiation sources or heat sources.
Auch bei dieser Ausführungsform sind die Wärmequellen 80, nämlich die Enden der IR-Wellenleiter 92, zwischen dem Spiegel 40 und der Kühlvorrichtung 50 angeordnet und unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass sich die oben beschriebenen Vorteile ergeben. Des Weiteren kann bei dieser Ausführungsform die IR-Lichtquelle außerhalb des Vakuumbereichs der Lithographieanlage 10 angeordnet sein, so dass keine unnötige Erwärmung des Vakuumbereichs stattfindet. Bei einer Ausführung der Wärmequellen als IR-Dioden, wie in der ersten Ausführungsform, erwärmen sich dagegen die IR-Dioden im Betrieb insgesamt, außerdem erwärmen sich die zur Ansteuerung der IR-Dioden notwendigen Leitungen und emittieren elektromagnetische Strahlung. Im Gegensatz dazu entsteht bei der Führung des IR-Lichts durch die IR-Wellenleiter 92 weder Wärme noch elektromagnetische Strahlung. Es ist somit eine gerichtete Abstrahlung der Wärme von den Wärmequellen 80 ohne Streuwärme bzw. -strahlung möglich.Also in this embodiment, the heat sources 80 namely, the ends of the IR waveguides 92 , between the mirror 40 and the cooling device 50 arranged and independently controllable, so that there are the advantages described above. Furthermore, in this embodiment, the IR light source may be outside the vacuum range of the lithography system 10 be arranged so that no unnecessary heating of the vacuum area takes place. In an embodiment of the heat sources as IR diodes, as in the first embodiment, in contrast, the IR diodes heat up during operation in total, also heat the necessary for driving the IR diodes lines and emit electromagnetic radiation. In contrast, IR light guides through the IR waveguides 92 neither heat nor electromagnetic radiation. It is thus a directional radiation of heat from the heat sources 80 possible without stray heat or radiation.
In der in 18 dargestellten Ausführungsform sind die IR-Wellenleiter 92 mit dem Montage- und Justagegitter 84 an der Oberfläche 52A des Kühlkörpers 52 befestigt. In einer alternativen Ausgestaltung ist es jedoch auch möglich, die IR-Wellenleiter 92 von der Rückseite des Kühlkörpers 52 durch den Kühlkörper 52 hindurch bis zur Oberfläche 52A in die dort vorgesehenen Hülsen 90 oder andere Befestigungsmittel zu führen. Obwohl diese Ausgestaltung konstruktiv aufwändiger ist, kann somit auf das Montage- und Justagegitter 84 verzichtet werden und die Kühleigenschaften der Kühlvorrichtung 50 können verbessert werden, da zwischen dem Spiegel 40 und der Kühlvorrichtung 50 nur noch die Wärmequellen 80, und nicht mehr das Montage- und Justagegitter 84 vorgesehen ist.In the in 18 illustrated embodiment, the IR waveguide 92 with the assembly and adjustment grid 84 on the surface 52A of the heat sink 52 attached. In an alternative embodiment, however, it is also possible, the IR waveguide 92 from the back of the heat sink 52 through the heat sink 52 through to the surface 52A in the sleeves provided there 90 or other fasteners. Although this design is structurally complex, can thus on the mounting and Justagegitter 84 be dispensed with and the cooling properties of the cooling device 50 can be improved, as between the mirror 40 and the cooling device 50 only the heat sources 80 , and no longer the mounting and adjustment grid 84 is provided.
Unabhängig von der Ausgestaltung der Wärmequellen 80 als IR-Dioden oder IR-Wellenleiter, ist es, wie bereits oben angedeutet, möglich, die Wärmequellen 80 zu zonieren, also in verschiedene Bereiche oder Zonen zu gruppieren, welche unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Beispielsweise ist es möglich, dass die Wärmequellen 80 jeweils eines IR-Wellenleiterbündels 94 in 18 eine separat ansteuerbare Wärmezone bilden. Dies ist beispielhaft in 19 dargestellt, welche schematisch ein Beispiel für die Zonierung der Wärmequellen 80 in streifenförmige Wärmezonen 100a bis 100i darstellt. Die zu jeweils einer Wärmezone 100a bis 100i gruppierten Wärmequellen 80 sind dabei gesammelt ansteuerbar. Somit kann die Steuerung der Wärmequellen 80 vereinfacht werden, da nicht jede einzelne Wärmequelle 80 separat angesteuert werden muss.Regardless of the design of the heat sources 80 as IR diodes or IR waveguide, it is possible, as already indicated above, the heat sources 80 zoning, ie to group in different areas or zones, which are independently controllable. For example, it is possible that the heat sources 80 each of an IR waveguide bundle 94 in 18 form a separately controllable heat zone. This is exemplary in 19 which schematically shows an example of the zoning of the heat sources 80 in strip-shaped heat zones 100a to 100i represents. The each to a heat zone 100a to 100i grouped heat sources 80 are collectively controlled. Thus, the control of the heat sources 80 be simplified because not every single heat source 80 must be controlled separately.
Die in 19 dargestellte Kühlvorrichtung 50 ist in der Draufsicht rechteckig. Die streifenförmige Zonierung ist besonders geeignet für feldnahe Spiegel, die nahe dem Wafer 32 angeordnet sind, da dies der Form des optisch genutzten Bereichs entspricht. Ferner kann sich aufgrund einer inhomogenen Spiegeldicke typischerweise ein Temperaturgradient entlang der Längsseite des Rechtecks ergeben. Dieser kann durch eine unterschiedliche Ansteuerung der streifenförmigen Wärmezonen 100a bis 100i ausgeglichen werden, beispielsweise indem von den seitlich angeordneten Wärmezonen 100a und 100i weniger Wärme abgestrahlt wird als von den dazwischen liegenden Wärmezonen 100b und 100h, und von den Wärmezonen 100b und 100h wiederum weniger Wärme abgestrahlt wird als von den dazwischen liegenden Wärmezonen 100c und 100g, usw.In the 19 shown cooling device 50 is rectangular in plan view. The strip-shaped zoning is particularly suitable for near-field mirrors that are close to the wafer 32 are arranged, since this corresponds to the shape of the optically used area. Furthermore, due to an inhomogeneous mirror thickness, a temperature gradient can typically result along the longitudinal side of the rectangle. This can be achieved by a different control of the strip-shaped heat zones 100a to 100i be balanced, for example, by the laterally arranged heat zones 100a and 100i less heat is emitted than from the intermediate heat zones 100b and 100h , and from the heat zones 100b and 100h In turn, less heat is emitted than from the intermediate heat zones 100c and 100 g , etc.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Wellenlänge der abgestrahlten IR-Strahlung zwischen den verschiedenen Wärmezonen 100a bis 100i variiert werden. Die Eindringtiefe bzw. der Absorptionsverlauf längs des Eindringwegs der IR-Strahlung in den Spiegel 40 ist wellenlängenabhängig. Durch Variation der Wellenlänge der von den Wärmequellen abgestrahlten IR-Strahlung kann somit der Ort der Absorption im Spiegel 40 variiert werden. Dies ermöglicht eine genauere und schnellere Einstellung des Temperaturprofils im Spiegel 40. Beispielsweise kann, unter Berücksichtigung der inhomogenen Spiegeldicke des Spiegels 40, von den seitlich angeordneten Wärmezonen 100a und 100i IR-Strahlung mit einer größeren Eindringtiefe abgestrahlt werden als von den dazwischen liegenden Wärmezonen 100b und 100h, und von den Wärmezonen 100b und 100h wiederum IR-Strahlung mit einer größeren Eindringtiefe als von den dazwischen liegenden Wärmezonen 100c und 100g, usw. Auf diese Weise kann ein gleichmäßigeres Temperaturprofil an der Vorderseite des Spiegels 40 erreicht werden.According to a further embodiment, the wavelength of the radiated IR radiation between the different heat zones 100a to 100i be varied. The penetration depth or the absorption profile along the penetration path of the IR radiation in the mirror 40 is wavelength dependent. By varying the wavelength of the IR radiation emitted by the heat sources, the location of the absorption in the mirror can thus be determined 40 be varied. This allows a more accurate and faster adjustment of the temperature profile in the mirror 40 , For example, taking into account the inhomogeneous mirror mirror thickness 40 , from the laterally arranged heat zones 100a and 100i IR radiation are emitted with a greater penetration depth than from the intermediate heat zones 100b and 100h , and from the heat zones 100b and 100h again IR radiation with a greater penetration depth than from the intermediate heat zones 100c and 100 g , etc. This way, a more uniform temperature profile can be found on the front of the mirror 40 be achieved.
20 zeigt ein zweites Beispiel für eine mögliche Zonierung der Wärmezonen. In diesem Beispiel ist die Kühlvorrichtung 50 in der Draufsicht im Wesentlichen elliptisch. In dieser Ausgestaltung ist eine elliptische innerste Wärmezone 102a konzentrisch von weiteren Wärmezonen 102b, 102c, usw. umgeben. Dabei ist ein die innerste Wärmezone 102a umgebender ringförmiger Streifen in zwei Wärmezonen 102b, 102c unterteilt, ein diese Wärmezonen 102b und 102c umgebender ringförmiger Streifen ist in vier Wärmezonen 102d, 102e, 102f und 102g unterteilt, und jeder folgende ringförmige Streifen ist in die doppelte Anzahl von Wärmezonen unterteilt. Auch die Wärmezonen 102a, 102b, 102c usw. bzw. die in diesen angeordneten Wärmequellen 80 sind unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass lokale Abweichungen vom gewünschten Temperaturprofil gezielt ausgeglichen bzw. korrigiert werden können, bzw. ein der Spiegelgeometrie angepasstes Strahlungsprofil erreicht werden kann. 20 shows a second example of a possible zoning of the heat zones. In this example, the cooling device 50 essentially elliptical in plan view. In this embodiment, an elliptical innermost heat zone 102 concentric of other heat zones 102b . 102c surrounded, etc. One is the innermost heat zone 102 surrounding annular strip in two heat zones 102b . 102c divided, one of these heat zones 102b and 102c surrounding annular strip is in four heat zones 102d . 102e . 102f and 102g and each subsequent annular strip is divided into twice the number of heat zones. Also the heat zones 102 . 102b . 102c etc. or arranged in these heat sources 80 are independently controllable, so that local deviations from the desired temperature profile can be specifically compensated or corrected, or a mirror geometry adapted radiation profile can be achieved.
Es sollte beachtet werden, dass die in 19 und 20 gezeigte Anzahl und Anordnung der Wärmequellen 80 lediglich schematisch ist und andere Anzahlen und Anordnungen selbstverständlich möglich sind. Ferner sind selbstverständlich auch andere, nicht symmetrische Anordnungen der Wärmezonen möglich. Beispielsweise können die Wärmezonen in Hinblick auf die im Betrieb auftretenden oder gewünschten Temperaturprofile im Spiegel 40 unterteilt sein.It should be noted that the in 19 and 20 shown number and arrangement of the heat sources 80 is merely schematic and other numbers and arrangements are of course possible. Furthermore, of course, other non-symmetrical arrangements of the heat zones are possible. For example, the heat zones in terms of the occurring during operation or desired temperature profiles in the mirror 40 be divided.
Die in 19 gezeigte streifenförmige Anordnung der Wärmezonen ist insbesondere für feldnahe optische Elemente geeignet, in welchen der optisch genutzte Bereich im Wesentlichen rechteckig ist, wohingegen die in 20 konzentrische Anordnung der Wärmezonen insbesondere für pupillennahe optische Elemente geeignet ist.In the 19 shown strip-shaped arrangement of the heat zones is particularly suitable for near-field optical elements in which the optically used area is substantially rectangular, whereas the in 20 concentric arrangement of the heat zones is particularly suitable for near-pupil optical elements.
21 zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Auch in dieser Ausführungsform ist die Kühlvorrichtung 50 auf der Rückseite des Spiegels 40 angeordnet und kann mittels eines Aktuators mit dem Spiegel 40 in Flächenkontakt gebracht werden. Dagegen unterscheidet sich die EUV-Lithographieanlage 10 gemäß dieser Ausführungsform von den oben beschriebenen Ausführungsformen dadurch, dass die Wärmequellen 80 nicht auf der Rückseite des Spiegels 40, sondern gegenüber der Vorderseite desselben angeordnet sind. 21 shows a schematic view of an EUV lithography system 10 according to a further embodiment. Also in this embodiment, the cooling device 50 on the back of the mirror 40 arranged and can by means of an actuator with the mirror 40 be brought into surface contact. By contrast, the EUV lithography system differs 10 according to this embodiment of the embodiments described above in that the heat sources 80 not on the back of the mirror 40 , but are arranged opposite the front of the same.
Genauer gesagt sind die Wärmequellen 80 auf einer Haltevorrichtung 108 angeordnet. Die Wärmequellen 80 können, wie oben erläutert, IR-Dioden oder IR-Wellenleiter sein, und es sind verschiedene Anordnungen, beispielsweise entsprechend der in den 19 und 20 dargestellten Zonierungen für die jeweilige Spiegelgeometrie, möglich. Auch in dieser Ausführungsform sind die Wärmequellen 80 zumindest bereichsweise unabhängig voneinander ansteuerbar. Die von den Wärmequellen 80 abgegebene Wärmestrahlung ist auf die Vorderseite des Spiegels 40 gerichtet, also auf die Seite des Spiegels 40, auf welche auch die EUV-Strahlung 24 trifft. Dies hat den Vorteil, dass Abweichungen von der Solltemperatur an der Vorderseite des Spiegels 40 sehr schnell ausgeglichen werden können.More precisely, the heat sources 80 on a holding device 108 arranged. The heat sources 80 may be, as explained above, IR diodes or IR waveguide, and there are various arrangements, for example according to the in the 19 and 20 Zones shown for the respective mirror geometry, possible. Also in this embodiment, the heat sources 80 at least partially independently controllable. The of the heat sources 80 emitted heat radiation is on the front of the mirror 40 directed, so on the side of the mirror 40 on which also the EUV radiation 24 meets. This has the advantage that deviations from the target temperature at the front of the mirror 40 can be compensated very quickly.
Die Haltevorrichtung 108 kann beispielsweise eine geeignete Grundplatte oder Rahmenkonstruktion aus Keramik oder Metall oder dergleichen sein, welche am Kühlrahmen 51 gelagert sein kann (dies ist in 21 nicht näher dargestellt). Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, zwischen der Haltevorrichtung 108 und dem Kühlrahmen einen nicht näher dargestellten Aktuator zur Justierung der Lage der Wärmequellen 80 relativ zum Spiegel 40 vorzusehen.The holding device 108 For example, a suitable base plate or Frame construction of ceramic or metal or the like, which on the cooling frame 51 can be stored (this is in 21 not shown in detail). Also in this embodiment, it is possible between the holding device 108 and the cooling frame an actuator, not shown, for adjusting the position of the heat sources 80 relative to the mirror 40 provided.
Es sollte beachtet werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und im Rahmen des Schutzumfanges der Patentansprüche in vielfältiger Weise variiert werden können.It should be noted that the embodiments described above are merely exemplary and can be varied in many ways within the scope of the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1010
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EUV-LithographieanlageEUV lithography system
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1212
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StrahlformungssystemBeam shaping system
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1414
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Beleuchtungssystemlighting system
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1616
-
Projektionssystemprojection system
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1818
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EUV-LichtquelleEUV-light source
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2020
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Kollimatorcollimator
-
2222
-
Monochromatormonochromator
-
2424
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EUV-StrahlungEUV radiation
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2626
-
erster Spiegelfirst mirror
-
2828
-
zweiter Spiegelsecond mirror
-
3030
-
Photomaskephotomask
-
3232
-
Waferwafer
-
3434
-
dritter Spiegelthird mirror
-
3636
-
Halterahmenholding frame
-
4040
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vierter Spiegelfourth mirror
-
4141
-
Beschichtungcoating
-
4242
-
Grundkörperbody
-
4444
-
Halterungsabschnittesupporting portions
-
4646
-
zu kühlender Bereicharea to be cooled
-
5050
-
Kühlvorrichtungcooler
-
5151
-
Kühlrahmencooling frame
-
5252
-
Kühlkörperheatsink
-
5353
-
KühlvorrichtungsgrundkörperCooler body
-
5454
-
Haltevorrichtungholder
-
5555
-
Kühlfingercold finger
-
5656
-
Federelementspring element
-
5757
-
Piezoelementpiezo element
-
5858
-
einzelne Kontaktbereicheindividual contact areas
-
5959
-
GesamtkühlbereichTotal cooling area
-
6060
-
Aktuatoractuator
-
6161
-
Befestigungselementfastener
-
6262
-
Steuerungcontrol
-
6464
-
KühlmitteltankCoolant tank
-
6666
-
VentilValve
-
6868
-
Temperatursensortemperature sensor
-
6969
-
Abstandssensordistance sensor
-
7070
-
KühlmittelleitungCoolant line
-
8080
-
Wärmequellenheat sources
-
8484
-
Metallrahmenmetal frame
-
8686
-
Halterungenbrackets
-
9090
-
Hülseshell
-
9292
-
IR-WellenleiterIR waveguide
-
9494
-
IR-WellenleiterbündelIR-optic bundle
-
9696
-
Gesamtbündeltotal bundle
-
100a...100i100a ... 100i
-
Wärmezonenheat zones
-
102a...102g102a ... 102g
-
Wärmezonenheat zones
-
104104
-
Absorberelementabsorber element
-
106106
-
DurchgangslochThrough Hole
-
108108
-
Haltevorrichtungholder
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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US 2002/0109437 A1 [0007] US 2002/0109437 A1 [0007]
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US 2004/0035570 A1 [0008] US 2004/0035570 A1 [0008]
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US 2004/0051984 A1 [0008] US 2004/0051984 A1 [0008]
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WO 2009/046955 [0008, 0009, 0009] WO 2009/046955 [0008, 0009, 0009]
