DE102015204204A1

DE102015204204A1 - Kollektorschale und kollektor für eine belichtungsanlage

Info

Publication number: DE102015204204A1
Application number: DE102015204204.9A
Authority: DE
Inventors: Sergej Schwarz; Johannes Bauer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Es wird eine Kollektorschale (200) für einen Kollektor (110) für eine Belichtungsanlage (100) beschrieben, die einen Kollektorschalenkörper (210) mit einer Außenfläche (212) und einer Innenfläche (214), wobei der Kollektorschalenkörper (210) rotationssymmetrisch zu einer Achse (116) ausgebildet ist, und zumindest eine Kühlrippe (216) zum Abführen von Wärme aus dem Kollektorschalenkörper (210) aufweist. Die zumindest eine Kühlrippe (216) ist an der Außenfläche (212) des Kollektorschalenkörpers (210) wärmeleitend angebracht und erstreckt sich zumindest teilweise in Richtung der Achse (116).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kollektorschale für einen Kollektor für eine Belichtungsanlage, einen Kollektor für eine Belichtungsanlage, ein Verfahren zur Herstellung einer Kollektorschale für einen Kollektor für eine Belichtungsanlage, ein Mikro-Belichtungssystem mit einer Kollektorschale und eine Lithographieanlage mit einer Kollektorschale.
Mittels EUV-Lithographie können Halbleiterstrukturen mit Linienbreiten in der Größenordnung von 32 nm und kleiner realisiert werden. EUV-Quellen, die für die EUV-Lithographie in Betracht kommen, umfassen beispielsweise ein durch Entladung erzeugtes Plasma (Engl.: discharge-produced plasma, DPP) oder ein lasererzeugtes Plasma (Engl.: laser-produced plasma, LPP). Ein Teil der Strahlung wird mit mehreren Kollektorschalen, die in ihrem Inneren eine Spiegelschicht aufweisen, aufgefangen. Dabei sind die einzelnen Kollektorschalen Teil eines Kollektors.
Die Umwandlungseffizienz der genannten EUV-Quellen beträgt nur einige Prozent. Der größte Teil der Energie, die verwendet wird, um die EUV-Strahlung zu erzeugen, wird in Infrarot-, sichtbare und UV-Strahlung sowie energetische Partikel umgewandelt. Diese Strahlung verursacht eine wesentliche thermische Belastung der Kollektorschalen. Daher müssen die Kollektorschalen die Wärme geeignet abführen können.
Die DE 10 2010 052 497 A1 zeigt eine Kühlung für eine Kollektorschale. Die Kühlung weist ein System aus Kühlleitungen auf, durch die eine Kühlflüssigkeit fliest. Flüssigkeitskühlungen sind jedoch aufwendig in der Herstellung und in der Wartung.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kollektorschale bereitzustellen, die geeignet gekühlt werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kollektor mit einer solchen Kollektorschale, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kollektorschale, ein Mikro-Belichtungssystem mit einer solchen Kollektorschale sowie eine Lithographieanlage mit einer solchen Kollektorschale bereitzustellen.
Demgemäß wird eine Kollektorschale für einen Kollektor für eine Belichtungsanlage bereitgestellt. Die Kollektorschale weist einen Kollektorschalenkörper mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, wobei der Kollektorschalenkörper rotationssymmetrisch zu einer Achse ausgebildet ist, und zumindest eine Kühlrippe zum Abführen von Wärme aus dem Kollektorschalenkörper auf. Die zumindest eine Kühlrippe ist an der Außenfläche des Kollektorschalenkörpers wärmeleitend angebracht und erstreckt sich zumindest teilweise in Richtung der Achse.
Dadurch, dass die zumindest eine Kühlrippe wärmeleitend an der Außenfläche des Kollektorschalenkörpers angebracht ist, kann Wärme aus dem Kollektorschalenkörper über die Kühlrippe abgeführt werden. Weiter erstreckt sich die zumindest eine Kühlrippe zumindest teilweise in Richtung der Achse. Dadurch kann die Kühlrippe wärmeleitend mit einem Speichenrad verbunden werden. Vorteilhafterweise kann die Kühlrippe damit als Wärmebrücke zwischen dem Kollektorschalenkörper und dem Speichenrad dienen. Es reicht somit, wenn das Speichenrad mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Eine Kühlung mit Kühlleitungen am Kollektorschalenkörper ist nicht nötig.
Die zumindest eine Kühlrippe kann an der Außenfläche des Kollektorschalenkörpers kraftentkoppelt angebracht werden. Damit kann sich die zumindest eine Kühlrippe einer möglichen Verformung des Kollektorschalenkörpers anpassen. Vorteilhafterweise wird der Kollektorschalenkörper dann bei einer Verformung nicht beschädigt. Unter „kraftentkoppelt“ ist zu verstehen, dass die zumindest eine Kühlrippe derart veränderbar ist, dass sie keine Kraft bei einer Verformung des Kollektorschalenkörpers auf den Kollektorschalenkörper ausübt. Eine solche Veränderbarkeit kann durch ein Gelenk oder Festkörpergelenk realisiert werden. Das Festkörpergelenk kann zusätzlich gut Wärme übertragen.
Alternativ kann die zumindest eine Kühlrippe eine vordefinierte Gegenkraft auf den Kollektorschalenkörper ausüben. Die Kühlrippen können den Vorteil gegenüber Kupferlitzen aufweisen, dass die Änderung der Form der Kollektorschale mittels der Kühlrippen gering gehalten werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Kollektorschale ist auf die Außenfläche des Kollektorschalenkörpers und die darauf wärmeleitend angebrachte zumindest eine Kühlrippe eine Schicht aufgebracht, die Metall, insbesondere Nickel, aufweist. Vorteilhafterweise kann dadurch die Wärmeübertragung von dem Kollektorschalenkörper zu der Kühlrippe weiter verbessert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist diese ferner eine erste Öffnung zum Eintreten von Strahlung und eine zweite Öffnung zum Austreten von Strahlung auf, wobei sich die zumindest eine Kühlrippe zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung erstreckt. Dadurch, dass sich die zumindest eine Kühlrippe zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung erstreckt, ist die zumindest eine Kühlrippe in Richtung Speichenrad angeordnet. Vorteilhafterweise besteht dann die Möglichkeit, die Kühlrippe wärmeleitend mit einem Speichenrad zu verbinden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist diese ferner zumindest einen Ring auf, der wärmeleitend an der Außenfläche des Kollektorschalenkörpers angebracht ist und über den die zumindest eine Kühlrippe wärmeleitend mit dem Kollektorschalenkörper verbunden ist. Vorteilhafterweise kann durch den Ring die Kontaktfläche vergrößert werden, die zur Ableitung der Wärme von dem Kollektorschalenkörper zur Verfügung steht. Dadurch kann die Wärmebrücke vom Kollektorschalenkörper zur zumindest einen Kühlrippe verbessert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist der zumindest eine Ring Metall, insbesondere Kupfer, auf. Vorteilhafterweise ist Metall ein guter Wärmeleiter. Insbesondere ist Kupfer ein guter Wärmeleiter.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist diese ferner einen oder mehrere zusätzliche Ringe, insbesondere ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn zusätzliche Ringe, auf. Vorteilhafterweise kann mit jedem zusätzlichen Ring die Kontaktfläche, die zur Ableitung der Wärme von dem Kollektorschalenkörper zur Verfügung steht, weiter vergrößert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist die zumindest eine Kühlrippe Metall, insbesondere Aluminium und/oder Kupfer, auf. Vorteilhafterweise ist Metall ein guter Wärmeleiter. Insbesondere sind Aluminium und Kupfer gute Wärmeleiter. Weiter sind Aluminium und/oder Kupfer für ein Festkörpergelenk geeignet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist diese ferner eine oder mehrere zusätzliche Kühlrippen, insbesondere ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn zusätzliche Kühlrippen, auf. Vorteilhafterweise kann mit jeder zusätzlichen Kühlrippe die Wärmebrücke von dem Kollektorschalenkörper zu einem Speichenrad weiter verbessert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist der Kollektorschalenkörper Metall, insbesondere Nickel, auf. Vorteilhafterweise ist der Kollektorschalenkörper aus einem stabilen Material, welches die Wärme gut ableiten kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist die Innenfläche des Kollektorschalenkörpers zum Reflektieren von Strahlung eine Spiegelschicht auf. Die Spiegelschicht ist geeignet, Strahlung im EUV-Bereich zu reflektieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist die Spiegelschicht Palladium und Ruthenium auf. Mit Palladium und Ruthenium kann eine geeignete Spiegelschicht für den EUV-Bereich hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist die zumindest eine Kühlrippe zumindest ein Biegeelement auf. Mittels des Biegeelements kann erreicht werden, dass sich die Kühlrippe entsprechend einer Verformung des Kollektorschalenkörpers verformt. Es kann daher nicht zu Spannungen bzw. nur zu geringfügigen Spannungen zwischen dem Kollektorschalenkörper und der Kühlrippe kommen. Das Biegeelement kann als Gelenk oder Festkörpergelenk ausgebildet sein. Das Biegeelement kann auch so ausgebildet sein, dass durch die Kühlrippe eine vordefinierte Gegenkraft auf den Kollektorschalenkörper ausgeübt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist das Biegeelement ein Festkörpergelenk auf. Vorteilhafterweise kann mittels des Festkörpergelenks eine gute Wärmeübertragung erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist das Festkörpergelenk ferner eine erste Ausnehmung zum Verringern eines ersten Durchmessers an einem ersten Abschnitt des Festkörpergelenks, eine zweite Ausnehmung zum Verringern eines zweiten Durchmessers an einem zweiten Abschnitt des Festkörpergelenks und eine dritte Ausnehmung zum Verringern eines dritten Durchmessers an einem dritten Abschnitt des Festkörpergelenks auf. Das Festkörpergelenk wird sich bei Bedarf an der dünnsten Stelle am meisten verbiegen. Insbesondere kann einer der Abschnitte als dünner Steg ausgeführt sein. Weiter kann der Steg seinen Durchmesser zu einem Ende hin verringern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Kollektorschale weist das Festkörpergelenk ferner einen zum Kollektorschalenkörper senkrechten Abschnitt und einen ersten zum Kollektorschalenkörper parallelen Abschnitt auf, um das Festkörpergelenk auszubilden. Alternativ weist das Festkörpergelenk ferner einen zum Kollektorschalenkörper senkrechten Abschnitt, einen ersten zum Kollektorschalenkörper parallelen Abschnitt und einen zweiten zum Kollektorschalenkörper parallelen Abschnitt auf, um das Festkörpergelenk auszubilden. Vorteilhafterweise kann ein Festkörpergelenk mit den beschriebenen Abschnitten ausgebildet werden.
Weiter wird ein Kollektor für eine Belichtungsanlage mit einer oder mehrerer Kollektorschalen, wie beschrieben, und einem Speichenrad bereitgestellt, wobei die Kollektorschalen wärmeleitend an dem Speichenrad angebracht sind. Dabei können die Kollektorschalen mittels Schweißen, Löten, Kleben und/oder Schrauben mit dem Speichenrad verbunden werden. Vorteilhafterweise können die Kühlrippen als Wärmebrücke zwischen den Kollektorschalenkörpern und dem Speichenrad dienen. Somit ist es ausreichend, das Speichenrad mittels einer Kühlflüssigkeit zu kühlen. Eine Kühlung mit Kühlleitungen an den Kollektorschalenkörpern ist nicht nötig.
Gemäß einer Ausführungsform des Kollektors weist das Speichenrad einen äußeren Speichenradring und mehrere Speichen auf, die mit dem äußeren Speichenradring wärmeleitend verbunden sind. Dabei können die Speichen mittels Schweißen, Löten, Kleben und/oder Schrauben mit dem äußeren Speichenradring verbunden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Kollektors weist das Speichenrad ferner einen inneren Speichenradring auf, der mit den Speichen wärmeleitend verbunden ist. Dabei können die Speichen mittels Schweißen, Löten, Kleben und/oder Schrauben mit dem inneren Speichenradring verbunden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Kollektors sind der äußere Speichenradring und der innere Speichenradring mit den Speichen über wärmeleitende Klebeverbindungen verbunden. Vorteilhafterweise kann über Klebeverbindungen eine gute Wärmeleitfähigkeit erzielt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Kollektors ist das Speichenrad mit dem äußeren Speichenradring, dem inneren Speichenradring und den Speichen als einstückiges Bauteil ausgeführt. Dadurch, dass das Speichenrad ein einziges Bauteil ist, existieren im Speichenrad keine Verbindungen, die sich negativ auf die Wärmeleitfähigkeit ausüben könnten. Die Wärme kann somit optimal von dem Speichenrad abgeführt werden, beispielsweise mittels eines Kühlfingers, der mit dem inneren Speichenradring wärmeleitend in Kontakt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Kollektors weist das Speichenrad Metall, insbesondere Aluminium, auf. Vorteilhafterweise ist das Speichenrad aus einem Material, das die Wärme gut ableiten kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Kollektors weisen die Speichen Ausnehmungen auf. Dabei sind die Kollektorschalen in die Ausnehmungen eingesteckt. Vorteilhafterweise kann mittels des Einsteckens der Kollektorschalen in die Ausnehmungen die Kontaktfläche zwischen den Kollektorschalen und den Speichen vergrößert werden. Damit kann die Wärmeabfuhr von den Kollektorschalen weiter verbessert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Kollektors weist der Kollektor einen Kühlfinger auf, der wärmeleitend mit dem inneren Speichenradring verbunden ist. Mittels des Kühlfingers kann die Wärme des Speichenrads effektiv abgeführt werden. Dazu ist der Kühlfinger mit dem inneren Speichenradring verbunden. Weiter kann der Kühlfinger mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Bei der Kühlflüssigkeit kann es sich um Wasser handeln.
Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kollektorschale für einen Kollektor für eine Belichtungsanlage mit den folgenden Schritten vorgeschlagen: a) Herstellen eines Kollektorschalenkörpers mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, b) Vormontieren eines Gerüstes aus Ringen und Kühlrippen, c) Aufsetzen des Gerüstes auf die Außenfläche des Kollektorschalenkörpers, d) Aufwachsen einer Metallschicht auf das Gerüst und die Außenfläche des Kollektorschalenkörpers, und e) Beschichten der Innenfläche des Kollektorschalenkörpers mit einer Spiegelschicht.
Dadurch, dass eine Metallschicht auf das Gerüst und die Außenfläche des Kollektorschalenkörpers aufgebracht wird, kann die Wärme des Kollektorschalenkörpers sehr effektiv auf das Gerüst übertragen werden. Dabei wächst die Metallschicht auf das Gerüst und die Außenfläche des Kollektorschalenkörpers auf. Ein Kühlungssystem mit einer Kühlflüssigkeit ist damit zur direkten Kühlung des Kollektorschalenkörpers nicht mehr nötig.
Vorteilhafterweise weist die mittels des Verfahrens hergestellte Kollektorschale nur ein geringes Gewicht auf. Weiter ist die mittels des Verfahrens hergestellte Kollektorschale für die Abfuhr von Wärme vom Kollektorschalenkörper optimiert. Dabei bildet das Gerüst eine Wärmebrücke zwischen dem Kollektorschalenkörper und zum Beispiel einem Speichenrad.
Durch die Bezeichnung der Schritte mit a) bis e) wird keine Reihenfolge vorgegeben. In einer speziellen Ausführungsform wird die Reihenfolge durch die Schritte a) bis e) vorgegeben.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird bei der Herstellung des Kollektorschalenkörpers in Schritt a) eine erste Metallschicht auf ein Mandrell aufgebracht, wird auf die erste Metallschicht eine zweite Metallschicht aufgebracht und erfolgt zwischen den Schritten d) und e) das Lösen des Kollektorschalenkörpers vom Mandrell. Vorteilhafterweise weist der Kollektorschalenkörper die erste und die zweite Metallschicht auf. Dadurch kann der Kollektorschalenkörper die Wärme zu den Kühlrippen gut ableiten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist die erste Metallschicht eine Goldschicht und ist die zweite Metallschicht eine Nickelschicht. Damit weist der Kollektorschalenkörper eine innen liegende Goldschicht und eine weiter außen liegende Nickelschicht auf. Vorteilhafterweise ist die Goldschicht geeignet, um auf ihr eine Spiegelschicht aufzubringen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei der Metallschicht in Schritt d) um eine Nickelschicht und/oder handelt es sich bei der Spiegelschicht in Schritt e) um eine Schicht, die Palladium und Ruthenium aufweist. Mit Palladium und Ruthenium kann eine geeignete Spiegelschicht im EUV-Bereich hergestellt werden.
Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
Weiter wird ein Mikro-Belichtungssystem zum Prüfen der Qualität eines Lacks, insbesondere EUV-Lacks, für einen Wafer mit einer Kollektorschale, wie beschrieben, oder mit einem Kollektor, wie beschrieben, oder mit einer Kollektorschale, die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist, bereitgestellt.
Weiter wird eine Lithographieanlage mit einer Kollektorschale, wie beschrieben, oder mit einem Kollektor, wie beschrieben, oder mit einer Kollektorschale, die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist, bereitgestellt.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Mikro-Belichtungssystems;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten Kollektors gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 zeigt eine Rückansicht des in 2 dargestellten Kollektors;
4 zeigt eine Schnittansicht des Kollektors gemäß der in 3 angegebenen Schnittlinie;
5 zeigt den Abschnitt V aus 4 in einer vergrößerten Darstellung;
6 zeigt den Abschnitt VI aus 4 in einer vergrößerten Darstellung;
7 zeigt ein Mandrell mit einem darauf angebrachten Kollektorschalenkörper;
8 zeigt ein Gerüst aus Ringen und Kühlrippen; und
9 zeigt den Kollektorschalenkörper aus 7 mit dem Gerüst aus 8.
Falls nichts anderes angegeben ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Figuren gleiche oder funktionsgleiche Elemente. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Mikro-Belichtungssystems 100 (Engl.: Micro Exposure Tool, MET). Die Qualität eines Lacks 102, insbesondere eines EUV-Lacks, für einen Wafer 104 wird mit Hilfe des Mikro-Belichtungssystems 100 überprüft. Dazu wird der Lack 102 mittels des Mikro-Belichtungssystems 100 belichtet. Dabei soll der Lack 102 die Herstellung von scharfen Kanten bei der Belichtung ermöglichen. Weiter wird für jeden Lack 102 überprüft, ob definierte Belichtungszeiten eingehalten werden. Das Mikro-Belichtungssystem 100 weist eine EUV-Quelle 106 zur Erzeugung von EUV-Strahlung 108, einen Kollektor 110 zum Auffangen eines Teils der EUV-Strahlung 108, ein Strahlformungssystem 112 und ein Abbildungssystem 114 auf. Die EUV-Quelle 106, der Kollektor 110, das Strahlformungssystem 112 und das Abbildungssystem 114 können entlang einer Achse 116 angeordnet sein. Weiter kann der Wafer 104 ebenfalls entlang der Achse 116 angeordnet sein. Dabei kann die Achse 116 die optische Achse des Mikro-Belichtungssystems 100 sein. Der auf diese Weise belichtete Lack 102 des Wafers 104 kann dann entsprechend überprüft werden.
Die EUV-Quelle 106 kann eine Plasmaquelle aufweisen, die EUV-Strahlung 108 im Bereich von 0,1 bis 30 nm, insbesondere bei 13,5 nm, emittiert. Geeignete Plasmen können in Gasen durch starke elektrische Entladungen (Engl.: gas discharge-produced plasma, GDPP) oder durch Fokussierung von Laserstrahlung auf ein geeignetes Target (Engl.: laser-produced plasma, LPP) erzeugt werden.
Das Plasma in der EUV-Quelle 106 emittiert die EUV-Strahlung 108 in alle Raumrichtungen oder zumindest in einen großen Raumbereich. Damit die EUV-Strahlung 108 für einen Belichtungsprozess nutzbar wird, muss ein möglichst großer Teil davon durch den Kollektor 110 in Richtung des Lacks 102 reflektiert werden. Mittels des Kollektors 110 wird demnach der Teil der EUV-Strahlung 108 der EUV-Quelle 106 aufgefangen, der unter dem Winkel Θ abgestrahlt wird. Der Winkel Θ ist der Winkel, der zwischen der Achse 116 und dem Teil der EUV-Strahlung 108 der EUV-Quelle 106, der noch vom Kollektor 110 aufgefangen wird, liegt.
Die Effizienz, mit der die genannten EUV-Quellen 106 die Energie in EUV-Strahlung 108 umwandeln, liegt derzeit nur bei wenigen Prozent. Der größte Teil der Energie, die eingesetzt wird, um die EUV-Strahlung 108 zu erzeugen, wird in Infrarot-Strahlung, sichtbare Strahlung und UV-Strahlung sowie in energetische Partikel umgewandelt. Diese Strahlung sowie die energetischen Partikel verursacht die wesentliche thermische Belastung des Kollektors 110. Daher sollte der Kollektor 110 Wärme geeignet abführen können.
Nachdem die EUV-Strahlung 108 aus dem Kollektor 110 austritt, durchläuft sie das Strahlformungssystem 112, wobei die EUV-Strahlung 108 geeignet geformt wird. Danach durchläuft die EUV-Strahlung 108 das Abbildungssystem 114. Mittels das Abbildungssystems 114 wird die EUV-Strahlung 108 auf den Lack 102 des Wafers 104 fokussiert.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten Kollektors 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Kollektor 110 weist eine Kollektorschale 200 und ein Speichenrad 202 auf. Das Speichenrad 202 umfasst einen äußeren Speichenradring 204 und mehrere Speichen 206. In den Speichen 206 sind mehrere Ausnehmungen 208 vorgesehen. In 2 ist eine einzige Kollektorschale 200 gezeigt. Die Kollektorschale 200 ist in Ausnehmungen 208 der Speichen 206 eingefügt und wärmeleitend mit den Speichen 206 verbunden. Alternativ kann der Kollektor 110 auch mehrere Kollektorschalen 200 aufweisen.
Die Kollektorschale 200 weist einen Kollektorschalenkörper 210 mit einer Außenfläche 212 und einer Innenfläche 214 auf. Dabei ist der Kollektorschalenkörper 210 rotationssymmetrisch zu der Achse 116 ausgebildet. Die in 2 dargestellte Kollektorschale 200 umfasst acht Kühlrippen 216. Jede Kühlrippe 216 weist drei Kontaktbereiche 218 auf, mit denen die Kühlrippen 216 an der Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 wärmeleitend angebracht sind, um Wärme aus dem Kollektorschalenkörper 210 abzuführen. Alternativ kann die Kollektorschale 200 eine oder mehrere Kühlrippen 216 aufweisen. Insbesondere kann die Kollektorschale 200 ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Kühlrippen 216 aufweisen. In einer weiteren Alternative können die Kühlrippen 216 einen oder mehrere Kontaktbereiche 218 aufweisen. Insbesondere können die Kühlrippen 216 ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Kontaktbereiche 218 aufweisen.
Die Kühlrippen 216 erstrecken sich zumindest teilweise in Richtung der Achse 116. Weiter weisen die Kühlrippen 216 drei Biegeelemente 220 auf. Alternativ kann jede Kühlrippe 216 ein oder mehrere Biegeelemente 220 aufweisen. Insbesondere kann jede Kühlrippe 216 ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Biegeelemente 220 aufweisen. Zweckmäßigerweise ist zwischen zwei Kontaktbereichen 218 zumindest ein Biegeelement 220 vorgesehen. Mittels der Biegeelemente 220 können die Kühlrippen 216 kraftentkoppelt an der Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 angebracht werden oder eine vordefinierte Gegenkraft auf den Kollektorschalenkörper 210 ausüben.
Der Kollektorschalenkörper 210 weist eine erste Öffnung 222 und eine zweite Öffnung 224 auf, wobei die EUV-Strahlung 108 der EUV-Quelle 106 an der ersten Öffnung 222 in die Kollektorschale 200 eintritt und an der zweiten Öffnung 224 austritt. An die erste Öffnung 224 grenzt ein erster Bereich 226 der Kollektorschale 200 und an die zweite Öffnung 224 grenzt ein zweiter Bereich 228 der Kollektorschale 200. An der zweiten Öffnung 224 ist die Kollektorschale 200 wärmeleitend mit den Speichen 206 des Speichenrads 202 verbunden. Dazu ragt der Kollektorschalenkörper 210 in Ausnehmungen 208 der Speichen 206 des Speichenrads 202. Weiter erstrecken sich die Kühlrippen 216 zwischen der ersten Öffnung 222 und der zweiten Öffnung 224. Dadurch kann ein jeweiliges Verbindungselement 230 der Kühlrippen 216 mit den Speichen 206 wärmeleitend verbunden werden.
Die Kühlrippen 216 sind wärmeleitend an der Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 angebracht. Dadurch kann Wärme aus dem Kollektorschalenkörper 210 über die Kühlrippen 216 abgeführt werden. Weiter erstrecken sich die Kühlrippen 216 zumindest teilweise in Richtung der Achse 116. Dadurch wird eine wärmeleitende Verbindung zwischen den Kühlrippen 216 und dem Speichenrad 202 ermöglicht. Vorteilhafterweise können die Kühlrippen 216 damit als Wärmebrücke zwischen dem Kollektorschalenkörper 210 und dem Speichenrad 202 dienen. Dabei können die Kollektorschalen 200 mittels Schweißen, Löten, Kleben und/oder Schrauben mit dem Speichenrad 202 verbunden werden.
Die Kühlrippen 216 können kraftentkoppelt an der Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 angebracht werden. Die Kraftentkopplung kann mit den Biegeelementen 220 erzielt werden. Dadurch können sich die Kühlrippen 216 einer Verformung des Kollektorschalenkörpers 210 anpassen. Vorteilhafterweise wird der Kollektorschalenkörper 210 dann bei einer Verformung nicht oder nur minimal beeinflusst. Alternativ können die Kühlrippen 216 auch eine vordefinierte Gegenkraft auf den Kollektorschalenkörper 210 ausüben.
Der Kollektorschalenkörper 210 kann Metall, insbesondere Nickel, aufweisen. Die Kühlrippen 216 können Metall, insbesondere Aluminium und/oder Kupfer, aufweisen. Dabei werden die Materialien aufgrund ihrer wärmeleitenden Eigenschaften, ihres Gewichts und ihrer Stabilitätseigenschaften ausgewählt.
Weiter kann auf die Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 und die darauf wärmeleitend angebrachten Kühlrippen 216 eine zusätzliche Schicht aufgebracht werden, die Metall, insbesondere Nickel, aufweist. Dadurch lässt sich die Wärmeübertragung von dem Kollektorschalenkörper 210 zu den Kühlrippen 216 weiter verbessern.
Die in 2 dargestellte Kollektorschale 200 weist zwei Ringe 232 auf, die wärmeleitend an der Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 angebracht sind. Die Kühlrippen 216 sind mittels Kontaktbereichen 218 mit den Ringen 232 wärmeleitend verbunden und damit auch mit dem Kollektorschalenkörper 210 wärmeleitend verbunden. Die Ringe 232 vergrößern die Kontaktfläche zwischen den Kühlrippen 216 und dem Kollektorschalenkörper 210. Die Ringe 232 können Metall, insbesondere Kupfer, aufweisen. Es werden Materialien verwendet, die die Wärme gut leiten können. Alternativ kann die Kollektorschale 200 einen oder mehrere Ringe 232 aufweisen. Insbesondere kann die Kollektorschale 200 ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Ringe 232 aufweisen.
Die Innenfläche 214 des Kollektorschalenkörpers 210 weist eine Spiegelschicht 234 zum Reflektieren der EUV-Strahlung 108 auf. Dabei kann die Spiegelschicht 234 Palladium und Ruthenium umfassen.
3 zeigt eine Rückansicht des in 2 dargestellten Kollektors 110. Das Speichenrad 202 umfasst den äußeren Speichenradring 204 und die Speichen 206. Das Speichenrad 202 kann eine oder mehrere Speichen 206 aufweisen, insbesondere ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Speichen 206. Weiter umfasst das Speichenrad 202 einen inneren Speichenradring 300. Die Speichen 206 sind mit dem inneren Speichenradring 300 und mit dem äußeren Speichenradring 204 mittels Schweißen, Löten, Kleben und/oder Schrauben wärmeleitend verbunden. Alternativ kann das Speichenrad 202 mit dem äußeren Speichenradring 204, dem inneren Speichenradring 300 und den Speichen 206 als einstückiges Bauteil ausgeführt sein.
Das Speichenrad 202 kann Metall, insbesondere Aluminium, aufweisen. Weiter kann der Kollektor 110 einen Kühlfinger (nicht gezeigt) aufweisen, der wärmeleitend mit dem inneren Speichenradring 300 verbunden ist. Dazu kann der innere Speichenradring 300 den Kühlfinger umgeben. Dabei kann der Kühlfinger eingerichtet sein, von einer Kühlflüssigkeit durchströmt zu werden.
4 zeigt eine Schnittansicht des Kollektors 110 gemäß der in 3 angegebenen Schnittlinie. Es sind zwei Kühlrippen 216 zu sehen. Die Kühlrippen 216 sind über die Verbindungselemente 230 mittels Schweißen, Löten, Kleben und/oder Schrauben wärmeleitend mit den Speichen 206 verbunden. Die Kollektorschale 210 ragt in die Ausnehmungen 208 der Speichen 206 und ist ebenfalls mittels Schweißen, Löten, Kleben und/oder Schrauben wärmeleitend mit den Speichen 206 verbunden. Die Kühlrippen 216 bilden daher eine Wärmebrücke von dem Kollektorschalenkörper 210 zu den Speichen 206. Somit ist es ausreichend, das Speichenrad 202 über einen Kühlfinger mittels einer Kühlflüssigkeit zu kühlen. Eine Kühlung mit Kühlleitungen am Kollektorschalenkörper 210 ist nicht nötig.
Die Biegeelemente 220 der Kühlrippen 216 weisen Festkörpergelenke 400, 402 auf. In dem ersten Bereich 226 der Kollektorschale 200 ist ein erstes Festkörpergelenk 400 angeordnet. In dem zweiten Bereich 228 der Kollektorschale 200 sind ein erstes Festkörpergelenk 400 und ein zweites Festkörpergelenk 402 angeordnet. Alternativ können im ersten Bereich 226 ein oder mehrere erste Festkörpergelenke 400 und/oder ein oder mehrere zweite Festkörpergelenke 402 angeordnet sein. Ebenso können im zweiten Bereich 228 ein oder mehrere erste Festkörpergelenke 400 und/oder ein oder mehrere zweite Festkörpergelenke 402 angeordnet sein.
5 zeigt den Abschnitt V aus 4 in einer vergrößerten Darstellung. Das erste Festkörpergelenk 400 weist eine erste Ausnehmung 500, eine zweite Ausnehmung 502 und eine dritte Ausnehmung 504 auf. Durch die Größe der ersten Ausnehmung 500 kann ein erster Durchmesser 506 an einem ersten Abschnitt 508 verändert werden. Durch die Größe der zweiten Ausnehmung 502 kann ein zweiter Durchmesser 510 an einem zweiten Abschnitt 512 verändert werden. Durch die Größe der dritten Ausnehmung 504 kann ein dritter Durchmesser 514 an einem dritten Abschnitt 516 verändert werden.
Weiter umfasst das Festkörpergelenk 400 einen zum Kollektorschalenkörper 210 senkrechten Abschnitt 518, einen ersten zum Kollektorschalenkörper 210 parallelen Abschnitt 520 und einen zweiten zum Kollektorschalenkörper 210 parallelen Abschnitt 522.
Das Festkörpergelenk 400 wird an der dünnsten Stelle am einfachsten elastisch verformt. Einer der Abschnitte 508, 512, 516 kann als dünner Steg 524 ausgeführt sein. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 508 als dünner Steg 524 ausgeführt sein. Dabei kann sich der Durchmesser 506 zu dem zweiten parallelen Abschnitt 522 hin verringern.
Die Kühlrippe 216 kann zusätzliche Ausnehmungen 526 aufweisen, um die Flexibilität der Kühlrippe 216 weiter zu erhöhen. Dadurch können Spannungen zwischen dem Kontaktbereich 218 und dem Kollektorschalenkörper 210 verringert werden.
6 zeigt den Abschnitt VI aus 4 in einer vergrößerten Darstellung. Dabei unterscheidet sich das in 6 gezeigte Festkörpergelenk 402 von dem in 5 gezeigten Festkörpergelenk 400 dadurch, dass das Festkörpergelenk 402 der 6 keinen zweiten parallelen Abschnitt 522 aufweist.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Kollektorschale 200 für eine Belichtungsanlage anhand der 7, 8 und 9 beschrieben. Bei der Belichtungsanlage kann es sich um das in 1 dargestellte Mikro-Belichtungssystem 100 handeln. In einem ersten Schritt a) wird ein Kollektorschalenkörper 210 hergestellt. Dazu wird zunächst eine Goldschicht auf ein Mandrell 700 aufgebracht. Anschließend wird eine Nickelschicht auf die Goldschicht aufgebracht. Die Nickelschicht weist demnach die Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 auf und die Goldschicht weist die Innenfläche 214 des Kollektorschalenkörpers 210 auf. In 7 ist dargestellt, wie der Kollektorschalenkörper 210 auf dem Mandrell 700 angeordnet ist.
In einem zweiten Schritt b) wird ein Gerüst 702 aus Ringen 232 und Kühlrippen 216 vormontiert. Ein solches vormontiertes Gerüst 702 ist in 8 dargestellt.
In einem dritten Schritt c) wird das Gerüst 702 auf die Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 aufgesetzt. 9 zeigt das auf den Kollektorschalenkörper 210 aufgesetzte Gerüst 702.
In einem vierten Schritt d) wird eine Nickelschicht auf das Gerüst 702 und die Außenfläche 212 des Kollektorschalenkörpers 210 aufgebracht. Danach wird der Kollektorschalenkörper 210 zusammen mit dem Gerüst 702 vom Mandrell 700 gelöst.
In einem fünften Schritt e) wird eine Spiegelschicht 234 auf die Innenfläche 214 des Kollektorschalenkörpers 210 aufgebracht. Dabei kann die Spiegelschicht 234 Palladium und Ruthenium aufweisen.
Die Reihenfolge in der die Schichten aufgebracht werden und/oder die Materialien die die Schichten aufweisen, können variieren.
Obwohl die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

100: Mikro-Belichtungssystem
102: Lack
104: Wafer
106: EUV-Quelle
108: EUV-Strahlung
110: Kollektor
112: Strahlformungssystem
114: Abbildungssystem
116: Achse
200: Kollektorschale
202: Speichenrad
204: äußerer Speichenradring
206: Speiche
208: Ausnehmung einer Speiche
210: Kollektorschalenkörper
212: Außenfläche des Kollektorschalenkörpers
214: Innenfläche des Kollektorschalenkörpers
216: Kühlrippe
218: Kontaktbereich
220: Biegeelement
222: erste Öffnung des Kollektorschalenkörpers
224: zweite Öffnung des Kollektorschalenkörpers
226: erster Bereich der Kollektorschale
228: zweiter Bereich der Kollektorschale
230: Verbindungselement der Kühlrippe
232: Ring
234: Spiegelschicht
300: innerer Speichenradring
400: erstes Festkörpergelenk
402: zweites Festkörpergelenk
500: erste Ausnehmung
502: zweite Ausnehmung
504: dritte Ausnehmung
506: erster Durchmesser
508: erster Abschnitt
510: zweiter Durchmesser
512: zweiter Abschnitt
514: dritter Durchmesser
516: dritter Abschnitt
518: senkrechter Abschnitt
520: erster zum Kollektorschalenkörper paralleler Abschnitt
522: zweiter zum Kollektorschalenkörper paralleler Abschnitt
524: Steg
526: Ausnehmung der Kühlrippe
700: Mandrell
702: Gerüst
Θ: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010052497 A1 [0004]

Claims

Kollektorschale (200) für einen Kollektor (110) für eine Belichtungsanlage (100), aufweisend: einen Kollektorschalenkörper (210) mit einer Außenfläche (212) und einer Innenfläche (214), wobei der Kollektorschalenkörper (210) rotationssymmetrisch zu einer Achse (116) ausgebildet ist, und zumindest eine Kühlrippe (216) zum Abführen von Wärme aus dem Kollektorschalenkörper (210), wobei die zumindest eine Kühlrippe (216) an der Außenfläche (212) des Kollektorschalenkörpers (210) wärmeleitend angebracht ist und sich zumindest teilweise in Richtung der Achse (116) erstreckt.
Kollektorschale nach Anspruch 1, wobei auf die Außenfläche (212) des Kollektorschalenkörpers (210) und die darauf wärmeleitend angebrachte zumindest eine Kühlrippe (216) eine Schicht aufgebracht ist, die Metall, insbesondere Nickel, aufweist.
Kollektorschale nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer ersten Öffnung (222) zum Eintreten von Strahlung (108) und einer zweiten Öffnung (224) zum Austreten von Strahlung (108), wobei sich die zumindest eine Kühlrippe (216) zwischen der ersten Öffnung (222) und der zweiten Öffnung (224) erstreckt.
Kollektorschale nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit zumindest einem Ring (232), der wärmeleitend an der Außenfläche (212) des Kollektorschalenkörpers (210) angebracht ist und über den die zumindest eine Kühlrippe (216) wärmeleitend mit dem Kollektorschalenkörper (210) verbunden ist.
Kollektorschale nach Anspruch 4, wobei der zumindest eine Ring (232) Metall, insbesondere Kupfer, aufweist.
Kollektorschale nach Anspruch 5, ferner mit einem oder mehreren zusätzlichen Ringen (232), insbesondere mit ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn zusätzlichen Ringen (232).
Kollektorschale nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zumindest eine Kühlrippe (216) Metall, insbesondere Aluminium und/oder Kupfer, aufweist.
Kollektorschale nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einer oder mehreren zusätzlichen Kühlrippen (216), insbesondere ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn zusätzliche Kühlrippen (216).
Kollektorschale nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kollektorschalenkörper (210) Metall, insbesondere Nickel, aufweist.
Kollektorschale nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Innenfläche (214) des Kollektorschalenkörpers (210) zum Reflektieren von Strahlung (108) eine Spiegelschicht (234) aufweist.
Kollektorschale nach Anspruch 10, wobei die Spiegelschicht (234) Palladium und Ruthenium aufweist.
Kollektorschale nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die zumindest eine Kühlrippe (216) zumindest ein Biegeelement (220) aufweist.
Kollektorschale nach Anspruch 12, wobei das Biegeelement (220) ein Festkörpergelenk (400, 402) aufweist.
Kollektorschale nach Anspruch 13, wobei das Festkörpergelenk (400, 402) ferner eine erste Ausnehmung (500) zum Verringern eines ersten Durchmessers (506) an einem ersten Abschnitt (508) des Festkörpergelenks (400, 402), eine zweite Ausnehmung (502) zum Verringern eines zweiten Durchmessers (510) an einem zweiten Abschnitt (512) des Festkörpergelenks (400, 402) und eine dritte Ausnehmung (504) zum Verringern eines dritten Durchmessers (514) an einem dritten Abschnitt (516) des Festkörpergelenks (400, 402) aufweist.
Kollektorschale nach Anspruch 14, wobei das Festkörpergelenk (402) ferner einen zum Kollektorschalenkörper (210) senkrechten Abschnitt (518) und einen ersten zum Kollektorschalenkörper (210) parallelen Abschnitt (520) aufweist, um das Festkörpergelenk (402) auszubilden, oder wobei das Festkörpergelenk (400) ferner einen zum Kollektorschalenkörper (210) senkrechten Abschnitt (518), einen ersten zum Kollektorschalenkörper (210) parallelen Abschnitt (520) und einen zweiten zum Kollektorschalenkörper (210) parallelen Abschnitt (522) aufweist, um das Festkörpergelenk (400) auszubilden.
Kollektor (110) für eine Belichtungsanlage (100) mit einer oder mehrerer Kollektorschalen (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und einem Speichenrad (202), wobei die Kollektorschalen (200) wärmeleitend an dem Speichenrad (202) angebracht sind.
Kollektor nach Anspruch 16, wobei das Speichenrad (202) einen äußeren Speichenradring (204) und mehrere Speichen (206) aufweist, die mit dem äußeren Speichenradring (204) wärmeleitend verbunden sind.
Kollektor nach Anspruch 17, wobei das Speichenrad (202) ferner einen inneren Speichenradring (300) aufweist, der mit den Speichen (206) wärmeleitend verbunden ist.
Kollektor nach Anspruch 18, wobei der äußere Speichenradring (204) und der innere Speichenradring (300) mit den Speichen (206) über wärmeleitende Klebeverbindungen verbunden sind.
Kollektor nach Anspruch 18, wobei das Speichenrad (202) mit dem äußeren Speichenradring (204), dem inneren Speichenradring (300) und den Speichen (206) als einstückiges Bauteil ausgeführt ist.
Kollektor nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei das Speichenrad (202) Metall, insbesondere Aluminium, aufweist.
Kollektor nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei die Speichen (206) Ausnehmungen (208) aufweisen und die Kollektorschalen (200) in die Ausnehmungen (208) eingesteckt sind.
Kollektor nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei der Kollektor (110) einen Kühlfinger aufweist, der wärmeleitend mit dem inneren Speichenradring (300) verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kollektorschale (200) für einen Kollektor (110) für eine Belichtungsanlage (100), mit den Schritten: a) Herstellen eines Kollektorschalenkörpers (210) mit einer Außenfläche (212) und einer Innenfläche (214), b) Vormontieren eines Gerüstes (702) aus Ringen (232) und Kühlrippen (216), c) Aufsetzen des Gerüstes (702) auf die Außenfläche (212) des Kollektorschalenkörpers (210), d) Aufwachsen einer Metallschicht auf das Gerüst (702) und die Außenfläche (212) des Kollektorschalenkörpers (210), und e) Beschichten der Innenfläche (214) des Kollektorschalenkörpers (210) mit einer Spiegelschicht (234).
Verfahren nach Anspruch 24, wobei bei der Herstellung des Kollektorschalenkörpers (210) in Schritt a) eine erste Metallschicht auf ein Mandrell (700) aufgebracht wird und auf die erste Metallschicht eine zweite Metallschicht aufgebracht wird, und wobei zwischen den Schritten d) und e) das Lösen des Kollektorschalenkörpers (210) vom Mandrell (700) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die erste Metallschicht eine Goldschicht ist und die zweite Metallschicht eine Nickelschicht ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei es sich bei der Metallschicht in Schritt d) um eine Nickelschicht handelt und/oder wobei es sich bei der Spiegelschicht (234) in Schritt e) um eine Schicht handelt, die Palladium und Ruthenium aufweist.
Mikro-Belichtungssystem (100) zum Prüfen der Qualität eines Lacks (102), insbesondere EUV-Lacks, für einen Wafer (104) mit einer Kollektorschale (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder mit einem Kollektor (110) nach einem der Ansprüche 16 bis 23 oder mit einer Kollektorschale (200), die gemäß einem der Verfahren der Ansprüche 24 bis 27 hergestellt ist.
Lithographieanlage mit einer Kollektorschale (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder mit einem Kollektor (110) nach einem der Ansprüche 16 bis 23 oder mit einer Kollektorschale (200), die gemäß einem der Verfahren der Ansprüche 24 bis 27 hergestellt ist.