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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Mikrosystems, insbesondere eines Spiegelelements eines Mikrospiegelfeldes einer Projektionsbelichtungsanlage, sowie eine entsprechende Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Mikrosystem, insbesondere einem Mikrospiegelfeld.
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STAND DER TECHNIK
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Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie zur mikrolithographischen Erzeugung von mikrostrukturierten und nanostrukturierten Bauteilen der Mikrosystemtechnik und der Mikroelektronik sind im Stand der Technik bekannt. Insbesondere sind auch EUV-Projektionsbelichtungsanlagen bekannt, die mit Licht im Wellenlängenspektrum des extrem ultravioletten Lichts (EUV-Licht) arbeiten. In derartigen Anlagen können Mikrosysteme in Form von Mikrospiegelfeldern mit mehreren hundert bis tausend Spiegelelementen zum Einsatz kommen, wobei die Spiegelelemente, die in Reihen und Spalten nebeneinander angeordnet sein können, um mindestens eine, vorzugsweise zwei, senkrecht zueinander stehende Drehachsen verkippt werden können, um eine unterschiedliche Reflexion des EUV-Lichts zu bewirken.
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Die Spiegelelemente der Mikrospiegelfelder müssen exakt positioniert werden können, um die geforderten Abbildungseigenschaften der EUV-Projektionsbelichtungsanlagen zu gewährleisten. Entsprechend sind auch Schwingungen der Spiegelelemente, wenn sie in einer bestimmten Position gehalten werden, nachteilig, da dann entsprechend fortlaufende Positionsänderungen stattfinden. Dies wird noch durch die Vakuumbedingungen, unter denen EUV-Projektionsbelichtungsanlagen arbeiten müssen, negativ beeinflusst, da eine Dämpfung der Schwingungen durch das wenige Restgas in der Umgebung der Spiegelelemente minimal ist.
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Allerdings können verschiedene Quellen für mechanische Schwingungen existieren, wie beispielsweise Schwingungen aufgrund des Vakuumpumpsystems der Projektionsbelichtungsanlage, der mechanischen Betätigung benachbarter Bauteile oder aufgrund des gepulsten Charakters des auftreffenden Lichts auf die Spiegel und der dadurch verursachten Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Erwärmung oder der elektrostatischen Verhältnisse auf den Spiegelflächen oder in deren Umgebung, die wiederum mechanische Schwingungen verursachen können.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Dämpfung für Komponenten eines Mikrosystems bereitzustellen, um eine exakte Positionierung eines Mikroelements in dem Mikrosystem zu gewährleisten, wie beispielsweise die exakte Positionierung eines Spiegelelements in einem Mikrospiegelfeld einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Ein derartiges Dämpfungssystem bzw. Verfahren zur Dämpfung soll einfach realisierbar und zuverlässig anwendbar sein.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Mikrosystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schlägt vor bei einem Mikrosystem, insbesondere einem Spiegelelement eines Mikrospiegelfelds mit einem gegen mechanische Schwingungen zu dämpfenden Mikroelement, beispielsweise in Form eines bewegbaren Spiegels, einen Flüssigkeitsdämpfer vorzusehen, wobei der Flüssigkeitsdämpfer Dämpfungsflüssigkeit aufweist, die mit einem bewegten Teil, das an dem Mikroelement angeordnet ist und die Bewegung des Mikroelements mitmacht, zusammenwirkt, um durch die Bewegung des bewegten Teils in der Dämpfungsflüssigkeit eine Dämpfungswirkung bereitzustellen. Das bewegte Teil des zu dämpfenden Mikroelements, welches mit der Dämpfungsflüssigkeit zusammenwirkt, kann somit entweder ein Teil sein, das an dem zu dämpfenden Mikroelement von Hause aus vorhanden ist und die zu dämpfende Schwingungsbewegung ausreichend mitmacht, oder es kann ein Teil sein, das zusätzlich an dem zu dämpfenden Mikroelement angeordnet wird, um mit der Dämpfungsflüssigkeit zusammen zu wirken. Bei einem Spiegelelement mit einem bewegbaren Spiegel kann das bewegte Teil, welches mit der Dämpfungsflüssigkeit zusammenwirkt, insbesondere der Teil sein, der von einem Aktuator zur Bewegung des Spiegels angetrieben wird.
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Die Dämpfungsflüssigkeit wird dabei so gewählt, dass sie eine Viskosität aufweist, welche die im Mikrosystem auftretenden mechanischen Schwingungen des Mikroelements dämpfen kann. Darüber hinaus wird der Flüssigkeitsdämpfer so ausgestaltet, dass die Größe der von der Flüssigkeit benetzten Oberfläche des bewegten Teils des bewegbaren Mikroelements eingestellt werden kann, um die Dämpfungswirkung auf die zu dämpfende Schwingung abzustimmen.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsdämpfers in Kombination mit einem insbesondere bewegbaren Mikroelement eines Mikrosystems und vorzugsweise einem bewegbaren Spiegel eines Mikrospiegelfelds für eine Projektionsbelichtungsanlage kann eine wirksame Beseitigung oder zumindest Verminderung von mechanischen Schwingungen im Mikrosystem erzielt werden, sodass die Positioniergenauigkeit in entsprechenden Mikrosystemen bzw. Mikrospiegelfeldern von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen erhöht werden kann. Darüber hinaus bieten entsprechende Flüssigkeitsdämpfer, wie sie mit der vorliegenden Erfindung vorgestellt werden, verschiedene Variationsmöglichkeiten, um die Dämpfungswirkung genau auf die zu dämpfenden Schwingungen einstellen zu können.
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Aus der
WO 2013/142083 A2 ist in Zusammenhang mit Mikrospiegelfeldern von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen bereits das Vorsehen von Flüssigkeiten zur Wärmeableitung der Wärme von den Spiegelelementen bekannt, aber die Ausgestaltung als Flüssigkeitsdämpfer mit einer Dämpfungswirkung, die auf die in dem Mikrosystem auftretenden Schwingungen abgestellt ist, ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
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Die Schwingungsdämpfung mit der Dämpfungsflüssigkeit im Zusammenhang mit Mikroelementen eines Mikrosystems kann so betrieben werden, dass nicht nur die Dämpfungsflüssigkeit mit einer bestimmten Viskosität auf die zu dämpfenden Schwingungen abgestimmt werden kann, sondern dass auch die Größe der von der Dämpfungsflüssigkeit benetzten Oberfläche des bewegten Teils des zu dämpfenden Mikroelements ebenfalls eingestellt werden kann. Darüber hinaus kann die Größe der benetzten Oberfläche des in der Dämpfungsflüssigkeit bewegten Teils auch während des Betriebs geändert werden, um beispielsweise auf unterschiedliche Schwingungsbelastungen reagieren zu können. Entsprechend kann eine geeignete Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen sein, die in Abhängigkeit der Schwingungsbelastung eine Veränderung der Schwingungsdämpfung vornehmen kann, indem beispielsweise die Größe der mit Dämpfungsflüssigkeit benetzten Oberfläche durch Veränderung der Eintauchtiefe des bewegten Teils in die Dämpfungsflüssigkeit verändert werden kann. Die Schwingungssituation kann durch entsprechende Schwingungssensoren erfasst werden.
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Die Größe der benetzten Oberfläche des in der Dämpfungsflüssigkeit bewegten Teils kann auch dadurch eingestellt werden, dass die Oberfläche des bewegten Teils und die Dämpfungsflüssigkeit so aufeinander abgestimmt werden, dass der Benetzungswinkel der Dämpfungsflüssigkeit an der Oberfläche des bewegten Teils so eingestellt wird, dass die gewünschte Größe der benetzten Oberfläche erreicht wird. Neben der Auswahl der geeigneten Dämpfungsflüssigkeit kann der Benetzungswinkel auch durch eine Manipulation der Oberfläche des in der Dämpfungsflüssigkeit bewegten Teils verändert werden. Die Oberfläche des bewegten Teils kann beispielsweise durch eine entsprechende Beschichtung des bewegten Teils oder eine geeignete Materialwahl für das bewegte Teil auf die Dämpfungsflüssigkeit abgestellt werden. Darüber hinaus kann der Benetzungswinkel auch durch weitere technische Maßnahmen beeinflusst werden, beispielsweise durch Zugeben eines entsprechenden, den Benetzungswinkel beeinflussenden Netzmittels in die Dämpfungsflüssigkeit, Bereitstellen eines elektrischen Feldes zur Elektrobenetzung oder durch Veränderung der statischen und/oder dynamischen Druckverhältnisse.
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Der Benetzungswinkel der Flüssigkeit an der Oberfläche des bewegten Teils kann vorzugsweise auch so eingestellt werden, dass die Dämpfungsflüssigkeit die Oberfläche des bewegten Teils im gesamten Bewegungsbereich des bewegten Teils benetzt und insbesondere die Größe der benetzten Oberfläche im gesamten Bewegungsbereich konstant ist. Unter Bewegungsbereich wird hierbei der Bewegungspfad des bewegten Teils bei einer möglichen Bewegung des zu dämpfenden Mikroelements, beispielsweise eines Spiegels verstanden, also der Bereich, in dem sich das an dem Mikroelement angeordnete bewegte Teil während der Bewegung des Mikroelements bewegen kann. Bei einem bewegbaren, z.B. verkippbaren Spiegel, ist der Bewegungsbereich somit der Bewegungspfad des bewegten Teils während der Verkippung, während bei einem stationär angeordneten Mikroelement der Bewegungsbereich lediglich der Bereich der Bewegung des bewegten Teils bei einer Schwingung ist.
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Beispielsweise kann an einem bewegbaren Spiegel eines Mikrospiegelfeldes ein Stab oder Zapfen angeordnet sein, der um eine Achse drehbar gelagert ist und sich entgegengesetzt zur Spiegelfläche von der Drehachse erstreckt, um einen Oberflächenbereich bereitzustellen, der in die Dämpfungsflüssigkeit eintauchen kann. Der Bewegungsbereich dieses bewegten Teils ist dann durch den Winkelbereich definiert, über den der Spiegel und somit auch der Stab oder Zapfen als bewegtes Teil um die Drehachse verschwenkt.
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Die Oberfläche des in der Dämpfungsflüssigkeit bewegten Teils kann auch durch das Vorsehen einer entsprechenden geometrischen Form so gewählt werden, dass die mit der Dämpfungsflüssigkeit benetzte Oberfläche des bewegten Teils vordefiniert wird, beispielsweise durch das Vorsehen entsprechender Vorsprünge und/oder Vertiefungen bzw. Kanäle, die entsprechend der Oberflächenspannung der Dämpfungsflüssigkeit dafür sorgen, dass der benetzte Oberflächenbereich des bewegten Teils begrenzt wird.
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Zusätzlich oder alternativ zur Manipulation der Oberfläche des bewegten Teils zur Bestimmung der mit der Dämpfungsflüssigkeit benetzten Oberfläche kann auch die Dämpfungsflüssigkeit an sich so gewählt oder eingestellt werden, dass sich ein bestimmter, gewünschter benetzter Oberflächenbereich des bewegten Teils ergibt. Dies kann beispielsweise durch eine Variation der Oberflächenspannung der Dämpfungsflüssigkeit bewirkt werden.
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Für die Veränderung der mit der Dämpfungsflüssigkeit benetzten Oberfläche des bewegten Teils während des Betriebs kann der Druckunterschied zwischen dem Druck der Dämpfungsflüssigkeit und dem Druck des darüber angeordneten Gasraums verändert werden. In einem einfachen Fall mit einer stationären Dämpfungsflüssigkeit, die beispielswiese in einem Flüssigkeitsbehälter bereitgestellt wird, kann die Größe der benetzten Oberfläche des in der Dämpfungsflüssigkeit bewegten Teils einfach durch Ansteigen des Flüssigkeitspegels und Erhöhung oder Vergrößerung der Eintauchtiefe des bewegten Teils in der Flüssigkeit verwirklicht werden, wozu der Druck auf die Flüssigkeit erhöht werden kann.
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Bei der Verwendung einer Dämpfungsflüssigkeit, die selbst bewegt wird, um beispielsweise zusätzlich Funktionen der Wärmeableitung mit zu übernehmen, kann die Größe der benetzten Oberfläche des bewegten Teils durch Variation der Fließgeschwindigkeit der Dämpfungsflüssigkeit verändert werden, wenn beispielswiese der Flüssigkeitspegel mit dem die Dämpfungsflüssigkeit zum Eintauchen des bewegten Teils bereitgestellt wird, über die Variation der Fließgeschwindigkeit verändert werden kann. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn eine Verbindung des Flüssigkeitsbehälters zur Bereitstellung der Dämpfungsflüssigkeit zum Zusammenwirken mit dem bewegten Teil mit dem Strömungskanal verbunden ist und durch die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit der statische Druck im Flüssigkeitsbehälter verändert wird, sodass dadurch auch der Pegel der Dämpfungsflüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter und somit die Eintauchtiefe des bewegten Teils verändert werden kann.
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Die Dämpfungsflüssigkeit kann eine ionische Flüssigkeit sein, da es sich hierbei um Salze handelt, die bei Temperaturen unter 100° C und insbesondere bei Raumtemperatur bereits flüssig sind und deshalb auch als „Room temperature ionic liquids“ (RTIL) bezeichnet werden, aber unter Vakuumbedingungen sehr langsam verdampfen. Derartige ionische Flüssigkeiten können die Eigenschaftsanforderungen hinsichtlich der Viskosität gut erfüllen, wobei je nach Anforderung an die Viskosität unterschiedliche ionische Flüssigkeiten eingesetzt werden können.
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Da die Dämpfungsflüssigkeit zusätzlich auch die Funktion der Wärmeableitung übernehmen kann, kann die Dämpfungsflüssigkeit aus einer Suspension aus einer ionischen Flüssigkeit und Nanopartikeln, insbesondere Nanopartikeln aus Kohlenstoff, vorzugsweise Kohlenstoffnanoröhren gebildet sein, da durch die Nanopartikel eine Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit erzielt werden kann.
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Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage und insbesondere bei einem Mikrospiegelfeld kann das bewegbare Mikroelement, dessen Schwingungen gedämpft werden sollen, durch einen kippbaren Spiegel gegeben sein, welcher um mindestens eine, vorzugsweise zwei senkrecht zueinander angeordnete Drehachsen verkippbar ist. Das Spiegelelement kann einen Stab oder Zapfen an dem Spiegel gegenüberliegend der Spiegelfläche aufweisen, wobei das der Spiegelfläche entgegengesetzte Ende des Stabs oder Zapfens in die Dämpfungsflüssigkeit eintauchen kann, um dadurch eine Dämpfungswirkung bereitzustellen. Statt den mit der Dämpfungsflüssigkeit benetzten Oberflächenbereich an dem der Spiegelfläche entgegengesetzt gegenüberliegenden Ende des Stabelements vorzusehen, kann der benetzte Oberflächenbereich auch in der Mitte des Stabes, vorzugsweise in der Nähe einer Drehachse, um die der Spiegel gekippt werden kann, angeordnet sein.
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Zur Anordnung der Dämpfungsflüssigkeit kann ein entsprechender Flüssigkeitsbehälter ausgebildet sein, der durch eine Aussparung in einem Materialblock oder durch einen von Wänden begrenzten Raum gebildet sein kann, wobei der Raum nicht vollständig von den Wänden begrenzt sein muss, da die Dämpfungsflüssigkeit bei einer entsprechenden Oberflächenspannung auch in einem nicht vollständig von Wänden umgrenzten Raum gehalten werden kann.
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Der Flüssigkeitsbehälter kann auch durch eine Aussparung oder Öffnung in einem Strömungskanal für die Dämpfungsflüssigkeit oder durch eine mit einem Strömungskanal in Verbindung stehenden Aufnahme ausgebildet sein, wobei durch die Aussparung bzw. Öffnung austretende Dämpfungsflüssigkeit einen Flüssigkeitsmeniskus ausbilden kann, in den das bewegte Teil des zu dämpfenden Mikroelements eintauchen kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
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1 eine Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage,
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2 eine Draufsicht auf ein Mikrospiegelfeld,
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3 eine Schnittansicht durch ein Spiegelelement des Mikrospiegelfeldes aus 2,
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3a einen teilweisen Schnitt durch eine Komponente des Spiegelelements aus 2,
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4 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spiegelelements und in
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5 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spiegelelements.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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Die 1 zeigt eine rein schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage und insbesondere einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1, welche zur mikrolithographischen Herstellung von mikrostrukturierten und nanostrukturierten Bauteilen der Mikrosystemtechnologie und der Mikroelektronik verwendet werden kann.
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Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 weist eine Lichtquelle 2 auf, deren Licht in Form von extrem ultravioletter Strahlung im Beleuchtungssystem 3 aufbereitet wird, um ein Retikel 5 zu beleuchten, welches die Mikro- oder Nanostrukturen aufweist, die auf einem Wafer 6 abgebildet werden sollen. Die Mikro- oder Nanostrukturen werden durch das Projektionsobjektiv 4 in verkleinerter Darstellung auf dem Wafer 6 abgebildet, um durch entsprechende mikrolithographische Prozesse die Strukturen im Wafer 6 erzeugen zu können.
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Die 2 zeigt in einer Draufsicht ein sogenanntes Mikrospiegelfeld (Micro mirror array MMA), welches in Form eines Bauteils der Mikrosystemtechnik gefertigt ist. Derartige Bauteile werden auch als mikroelektromechanische Systeme (MEMS) bezeichnet.
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Das Mikrospiegelfeld 10 weist eine Vielzahl von Spiegelelementen 11 auf, von denen jedes eine Spiegelfläche zur Reflexion von EUV-Strahlung bereitstellt. Ein derartiges Mikrospiegelfeld 10 kann beispielsweise im Beleuchtungssystem 3 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 eingesetzt werden.
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Die Spiegelelemente 11 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel um zwei senkrecht zueinander stehende Drehachsen 24, 26 verkippbar, um den zu reflektierenden Lichtstrahl entsprechend formen zu können. Ein in der 2 rein schematisch dargestelltes Mikrospiegelfeld 10 kann mehrere hundert bis tausend Spiegelelemente 11 aufweisen.
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In der 3 ist eine Schnittdarstellung durch eines der Spiegelelemente 11 gezeigt. Das Spiegelelement 11 weist einen Spiegel 12 mit eine Spiegeloberfläche 13 auf, wobei abgewandt von der Spiegeloberfläche 13 ein Stab 21 angeordnet ist, der über zwei in der 3 dargestellte Federelemente 14, 15 so gehalten ist, dass eine Verkippung des Spiegels 12 um eine Drehachse 24, die sich senkrecht zur Bildebene erstreckt, möglich ist. Zur Betätigung des Spiegels 12 bzw. zur Verkippung der Spiegeloberfläche 13 um die Drehachse 24 wirkt der Stab 21 mit einem Aktuator 16 zusammen, der beispielsweise durch elektrostatische oder elektromagnetische bzw. magnetische Kräfte eine Auslenkung des Stabs 21 in die eine oder andere Richtung bewirken kann, sodass es um die Drehachse 24 zu einer Verkippung des Spiegels 12 kommt. Die Auslenkung des Stabs 21 durch den Aktuator 16 ist durch die Pfeile angedeutet.
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Unterhalb des Aktuators 16 und des Spiegels 12 mit dem Stab 21 ist ein Materialblock 17 als Wärmesenke angeordnet, um die Wärme abzuführen, die durch die auf den Spiegel auftreffende Strahlung entsteht. In dem Materialblock 17 ist ein Strömungskanal 18 für eine Dämpfungsflüssigkeit 30 vorgesehen, die über einen Verbindungskanal 19 in eine Aussparung 20 des Materialblocks 17 strömen kann. Das von dem Spiegel 12 abgewandte Ende 22 des Stabs 21 ist so angeordnet, dass es von der Dämpfungsflüssigkeit 30, die entsprechend der Oberflächenspannung der Dämpfungsflüssigkeit 30 einen Flüssigkeitsmeniskus ausbildet, benetzt wird, sodass sich ein benetzter Oberflächenbereich 25 des Stabs 21 ergibt. Die Dämpfungsflüssigkeit 30 ist hierbei nicht nur so ausgewählt, dass sich durch die Oberflächenspannung ein Flüssigkeitsmeniskus ergibt, der zur Benetzung des Stabs 21 im Oberflächenbereich 25 führt, sodass dabei eine bestimmte Größe des benetzten Oberflächenbereichs 25 erreicht wird, sondern die Dämpfungsflüssigkeit 30 ist weiterhin so gewählt, dass sie eine Viskosität aufweist, die eine Dämpfung von Schwingungen des Spiegels 12 und des Stabs 21 ermöglicht. Je nach Einsatzort und Auslegung des Spiegelelements mit den Federelementen 14, 15, der Größe des Spiegels etc. können unerwünschte Schwingungen des Spiegels 12 auftreten, die für den Einsatz in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage und der dort erforderlichen Genauigkeit der Abbildung unzulässig ist. Durch die Anpassung der Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit können gezielt die auftretenden Schwingungen des Spiegels durch das Eintauchen des Stabs 21 in die Dämpfungsflüssigkeit 30 beseitigt bzw. zumindest vermindert werden.
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Die Größe der benetzten Oberfläche 25 des Stabs 21 ist nicht nur von der Oberflächenspannung der Dämpfungsflüssigkeit 30 abhängig, sondern auch von der Oberflächenbeschaffenheit des Stabs 21, sodass durch eine entsprechende Wahl des Materials des Stabs 21 bzw. einer entsprechenden Beschichtung des Stabs 21 und/oder durch das Vorsehen von geometrischen Formen die Größe der benetzten Oberfläche 25 des Stabs 21 definiert werden kann. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann vereinfacht die Größe der benetzten Oberfläche 25 des Stabs 21 mit der Eintauchtiefe bzw. Eintauchhöhe des Stabs 21 in die Dämpfungsflüssigkeit 30 gleichgesetzt werden.
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Die 3a zeigt einen teilweisen Querschnitt durch den Stab 21 und eine an der Oberfläche des Stabs 21 ausgebildete Vertiefung 33 bzw. einen entsprechend hervorstehenden Vorsprung 32, die beide umlaufend um den zylindrischen Stab 21 vorgesehen sein können, um die benetzte Oberfläche 25 des Stabs 21 zu begrenzen.
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Die Größe der benetzten Oberfläche bzw. die Eintauchtiefe des Stabs 21 in die Dämpfungsflüssigkeit kann auch dadurch verändert werden, dass der Druck der Dämpfungsflüssigkeit 30 verändert wird, sodass die Dämpfungsflüssigkeit 30 in der Aussparung 20 ansteigt oder absinkt.
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Der statische Druck der Dämpfungsflüssigkeit 30 in der Aussparung 20 kann auch durch eine Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit der Dämpfungsflüssigkeit 30 im Transportkanal 18 variiert werden. Darüber hinaus kann der Druckunterschied zwischen dem Druck im umgebenden Gasraum und dem Druck der Dämpfungsflüssigkeit 30 im Transportkanal 18 oder im Flüssigkeitsbehälter (Aussparung 20) auch durch Veränderung des Drucks in der entsprechenden Kammer der Projektionsbelichtungsanlage verändert werden. Üblicherweise liegen im Beleuchtungssystem 3 und im Projektionsobjektiv 4 Vakuumbedingungen vor, wobei selbstverständlich bei technischen Vakuumbedingungen weiterhin ein Restdruck vorhanden ist, der entsprechend variiert werden kann.
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Durch die Veränderung der Eintauchtiefe bzw. der Größe der benetzten Oberfläche 25 kann die Dämpfungswirkung verändert werden, wobei insbesondere die Übergangsfrequenz, d. h. die Frequenz, bei der eine wirksame Dämpfung stattfindet, verändert werden kann.
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Die Dämpfungsflüssigkeit 30 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ionische Flüssigkeit gewählt werden, welche sich dadurch auszeichnet, dass sie einen niedrigen Dampfdruck aufweist und somit in Ultra-Hochvakuum-Umgebungen, wie bei EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, eingesetzt werden kann.
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Da die Dämpfungsflüssigkeit 30 zusätzlich auch die Funktion einer Wärmeableitung übernehmen kann, kann die Dämpfungsflüssigkeit auch so gewählt werden, dass ein möglichst hoher Wärmeleitkoeffizient gegeben ist.
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Die Wärmeleitfähigkeit der Dämpfungsflüssigkeit kann dadurch verbessert werden, dass der Dämpfungsflüssigkeit Nanopartikel zugegeben werden, insbesondere Nanopartikel aus Kunststoff und vorzugsweise Kunststoff-Nano-Röhren.
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Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spiegelelements 11‘, bei dem identische Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform der 3 bezeichnet sind.
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Das Ausführungsbeispiel der 4 unterscheidet sich von demjenigen der 3 dahingehend, dass die Anordnung der Dämpfungsflüssigkeit 30 unterschiedlich realisiert ist.
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Während beim Ausführungsbeispiel der 3 die Aussparung 20 zur Aufnahme der Dämpfungsflüssigkeit 30, um mit dem bewegten Teil in Form des Stabs 21 in Kontakt zu gelangen, an einem Ende des Stabs 21 angeordnet ist, ist bei der Ausführungsform der 4 der benetzte Oberflächenbereich 25 des Stabs 21 in der Mitte des Stabs 21 vorgesehen. Die Dämpfungsflüssigkeit 30 ist zwischen zwei Platten 27 und 28 gehalten, die in der Mitte einen Durchgang 29 definieren, durch den der Stab 21 hindurchgesteckt ist. Durch die Oberflächenspannung der Dämpfungsflüssigkeit 30 liegt die Dämpfungsflüssigkeit 30 an dem benetzten Oberflächenbereich 25 des Stabs 21 an und fließt auch nicht aus dem Raum zwischen den beiden Platten 27 und 28 heraus, sondern wird zwischen den Platten 27 und 28 festgehalten. Durch die Umgebung des Stabs 21 mit der Dämpfungsflüssigkeit 30 im benetzten Oberflächenbereich 25 ergibt sich eine Dämpfungswirkung, sofern Schwingungen des Spiegels 12 beispielsweise um die Drehachse 24 auftreten und eine Bewegung des Stabs 21 in der Dämpfungsflüssigkeit verursachen. Da der Durchgang 29 nahe an der Drehachse 24 angeordnet ist, kann der Spalt zwischen dem Stab 21 und den Rändern des Durchgangs 29 klein gewählt werden, sodass die Dämpfungsflüssigkeit 30 durch die Oberflächenspannung sicher in dem Spalt gehalten wird. Gleichzeitig kann der Spiegel 12 jedoch ausreichend um die Drehachse 24 verkippt werden.
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In 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Spiegelelements 11‘‘ gezeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der 3 lediglich darin, dass statt einer Aussparung in einem Materialblock 17 eine Öffnung 31 in einem Leitungskanal 18 vorgesehen ist, sodass sich wiederum eine Flüssigkeitsmeniskus ausbilden kann, in den das Ende 22 des Stabs 21 eintauchen kann, um so durch Wechselwirkung mit der Dämpfungsflüssigkeit 30 eine Dämpfungswirkung für den Spiegel 12 bereitzustellen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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