DE102017221388A1 - Method for producing a component through which a cooling fluid can flow, optical element and EUV lithography system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem Kühlfluid durchströmbaren Bauteils für ein Lithographiesystem, umfassend die Schritte: Umgeben eines innerhalb einer Kapsel (2) angeordneten, mit dem Kühlfluid durchströmbaren Rohrabschnitts (1) mit einem pulverförmigen Füllmaterial (3), wobei mindestens ein Ende (4a) des Rohrabschnitts (1) aus der Kapsel (2) herausragt, sowie Herstellen des Bauteils durch heißisostatisches Pressen des in der Kapsel (2) angeordneten pulverförmigen Füllmaterials (3). Die Erfindung betrifft auch ein optisches Element zur Reflexion von Strahlung, umfassend: einen Grundkörper mit einem Substrat (6), der eine Oberfläche (7) aufweist, auf die eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, wobei das Substrat (6) mindestens einen mit einem Kühlfluid durchströmbaren Rohrabschnitt (1) aufweist. Das Substrat (6) ist durch mechanisches Verdichten und Sintern, insbesondere durch heißisostatisches Pressen, hergestellt. Der Rohrabschnitt (1) reicht bis zu einem Abstand von weniger als 5 mm, bevorzugt von weniger als 3 mm, an die Oberfläche (7) heran und/oder das Substrat (6) ist aus Glas, beispielsweise aus titandotiertem Quarzglas, gebildet. Die Erfindung betrifft auch ein Lithographiesystem mit mindestens einem solchen optischen Element.The invention relates to a method for producing a component through which a cooling fluid can flow for a lithography system, comprising the steps of: surrounding a tube section (1), which is arranged inside a capsule (2), with a powdery filling material (3), wherein at least one End (4a) of the pipe section (1) protrudes from the capsule (2), and producing the component by hot isostatic pressing of the in the capsule (2) arranged powdery filling material (3). The invention also relates to an optical element for reflection of radiation, comprising: a base body having a substrate (6) having a surface (7) to which a reflective coating is applied, the substrate (6) comprising at least one with a cooling fluid having flow-through pipe section (1). The substrate (6) is produced by mechanical compacting and sintering, in particular by hot isostatic pressing. The tube section (1) extends to a distance of less than 5 mm, preferably less than 3 mm, to the surface (7) and / or the substrate (6) is made of glass, for example of titanium-doped quartz glass. The invention also relates to a lithography system with at least one such optical element.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem Kühlfluid durchströmbaren Bauteils für ein Lithographiesystem, insbesondere für eine Lithographieanlage, beispielsweise für eine EUV-Lithographieanlage, ein optisches Element zur Reflexion von Strahlung, umfassend: einen Grundkörper mit einem Substrat, der an eine Oberfläche angrenzt, auf die eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, wobei das Substrat mindestens einen Rohrabschnitt mindestens eines mit einem Kühlfluid durchströmbaren Rohrs aufweist, sowie ein Lithographiesystem, beispielsweise eine EUV-Lithographieanlage, mit mindestens einem solchen optischen Element.The invention relates to a method for producing a component through which a cooling fluid can flow for a lithography system, in particular for a lithography system, for example for an EUV lithography system, an optical element for the reflection of radiation, comprising: a base body with a substrate adjacent to a surface to which a reflective coating is applied, wherein the substrate has at least one pipe section of at least one tube through which a cooling fluid can flow, and a lithography system, for example an EUV lithography system, with at least one such optical element.
Unter einem Lithographiesystem wird im Sinne dieser Anmeldung ein optisches System bzw. eine optische Anordnung für die Lithographie verstanden, d.h. ein optisches System, welches auf dem Gebiet der Lithographie eingesetzt werden kann. Neben einer Lithographieanlage, beispielsweise einer EUV-Lithographieanlage (Betriebswellenlänge zwischen ca. 2 nm und ca. 20 nm, insbesondere bei ca. 13,5 nm) oder einer VUV-Lithographieanlage (Betriebswellenlänge zwischen ca. 150 nm und ca. 250 nm, beispielsweise 248 nm, 193 nm, 157 nm), welche zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dient, kann es sich bei dem optischen System beispielsweise um ein Inspektionssystem zur Inspektion einer in einer Lithographieanlage verwendeten Photomaske (im Folgenden auch Retikel genannt), zur Inspektion eines zu strukturierenden Halbleitersubstrats (im Folgenden auch Wafer genannt) oder um ein Metrologiesystem handeln, welches zur Vermessung einer Lithographieanlage oder von Teilen davon, beispielsweise zur Vermessung eines Projektionssystems, eingesetzt wird.For the purposes of this application, a lithography system is understood to mean an optical system or an optical arrangement for lithography, i. an optical system which can be used in the field of lithography. In addition to a lithography system, for example an EUV lithography system (operating wavelength between about 2 nm and about 20 nm, in particular at about 13.5 nm) or a VUV lithography system (operating wavelength between about 150 nm and about 250 nm, for example 248 nm, 193 nm, 157 nm), which is used for the production of semiconductor components, the optical system can be, for example, an inspection system for inspecting a photomask used in a lithography system (also referred to below as a reticle) for inspecting a semiconductor substrate to be patterned (also referred to as wafer hereinafter) or a metrology system which is used to measure a lithography system or parts thereof, for example for measuring a projection system.
Bauteile für das Strahlerzeugungssystem, das Beleuchtungssystem und die Projektionsoptik einer EUV-Lithographieanlage wie Kollektor-Spiegel, Grazing-Incidence-Spiegel, Facetten eines Facettenspiegels oder Tragrahmen zur Aufnahme von mechanischen Kräften (engl. „force frame“) müssen häufig aktiv gekühlt werden, um die Strahlungsleistung der auftreffenden EUV-Strahlung sowie ggf. auftreffender IR-Strahlung eines Pumplasers abzuführen, der zur Erzeugung der EUV-Strahlung benötigt wird, oder um besonders konstante Temperaturen an den Bauteilen zu gewährleisten. Auch bei optischen Bauteilen einer DUV- bzw. VUV-Lithographieanlage, beispielsweise bei dort verwendeten Spiegeln, ist ggf. eine aktive Kühlung erforderlich. Für die aktive Kühlung müssen in die Bauteile selbst oder in mit den Bauteilen über Wärmebrücken verbundenen Kühlkörpern Kühlkanäle integriert werden, die von Wasser oder einem anderen in der Regel flüssigen Kühlmedium durchflossen werden.Components for the beam generating system, the illumination system, and the projection optics of an EUV lithography system such as collector mirrors, grazing incidence mirrors, facet mirror facets, or force frame support frames, must often be actively cooled dissipate the radiation power of the incident EUV radiation and possibly incident IR radiation of a pump laser, which is needed to generate the EUV radiation, or to ensure very constant temperatures at the components. Even with optical components of a DUV or VUV lithography system, for example mirrors used there, active cooling may be required. For the active cooling cooling channels must be integrated into the components themselves or in connected to the components via thermal bridges cooling channels, which are traversed by water or other usually liquid cooling medium.
Zu diesem Zweck können Kühlkanäle in ein Substrat gefräst, erodiert oder im Fall von keramischen Substraten, beispielsweise SiSiC, als Grünkörper geformt werden. Auf das Substrat wird eine Deckplatte geschweißt, gelötet, gefräst oder gebondet. Dieses Verfahren bringt einen großen Herstellungsaufwand und die Gefahr von Leckagen mit sich. Ferner sind die Innenflächen der Kühlkanäle nicht strömungsgünstig geformt, und es kann zu Nebenschlüssen kommen, wenn die Deckplatte die Kanalwände untereinander nicht vollständig abdichtet. Auch muss zur Vermeidung von Leckagen die Deckplatte eine gewisse Dicke haben, d.h. die Kühlkanäle liegen weiter unter der zu kühlenden Fläche als dies vielfach wünschenswert wäre.For this purpose, cooling channels can be milled into a substrate, eroded or, in the case of ceramic substrates, for example SiSiC, shaped as a green body. On the substrate, a cover plate is welded, soldered, milled or bonded. This method entails a large manufacturing effort and the risk of leaks. Further, the inner surfaces of the cooling channels are not formed streamlined, and it can lead to shunts when the cover plate does not completely seal the channel walls with each other. Also, to prevent leakage, the cover plate must have a certain thickness, i. the cooling channels are further below the surface to be cooled than would be desirable in many cases.
Aus der
Aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem Kühlfluid durchströmbaren Bauteils sowie ein optisches Element und ein EUV-Lithographiesystem mit einer verbesserten Kühlwirkung bereitzustellen.The object of the invention is to provide a method for producing a component through which a cooling fluid can flow as well as an optical element and an EUV lithography system with an improved cooling effect.
Gegenstand der ErfindungSubject of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem Kühlfluid durchströmbaren Bauteils für ein Lithographiesystem, umfassend die Schritte: Umgeben eines innerhalb einer Kapsel angeordneten, mit dem Kühlfluid durchströmbaren Rohrabschnitts mit einem pulverförmigen Füllmaterial, wobei mindestens ein Ende des Rohrabschnitts aus der Kapsel herausragt, sowie Herstellen des Bauteils durch heißisostatisches Pressen des in der Kapsel angeordneten pulverförmigen Füllmaterials.This object is achieved by a method for producing a component through which a cooling fluid can flow for a lithography system, comprising the steps of: surrounding a tube section through which the cooling fluid can flow within a capsule with a pulverulent filling material, wherein at least one end of the tube section protrudes from the capsule , and producing the component by hot isostatic pressing of the powdery filling material arranged in the capsule.
Es ist allgemein bekannt, dass beim heißisostatischen Pressen ein Pulver verdichtet werden kann, wobei geschlossene Poren eliminiert werden, während offene Poren erhalten bleiben, vgl. beispielsweise die Broschüre „Introduction to PM HIP technology“ der EPMA (European Powder Metallurgy Association), abrufbar unter „www.epma.com/epma-free-publications“. In der Broschüre finden sich auch Beispiele für Standard-Pulverlegierungen, die heißisostatisch verdichtet werden können, beispielsweise rostfreie Stähle, Werkzeugstähle, Schnellarbeitsstähle, sowie für Ni- oder Co-Basislegierungen.It is well known that in hot isostatic pressing a powder can be compacted, eliminating closed pores while maintaining open pores, cf. for example, the brochure "Introduction to PM HIP technology" of the EPMA (European Powder Metallurgy Association), available at "www.epma.com/epma-free-publications". The brochure also includes examples of standard powder alloys that can be hot isostatically compacted, such as stainless steels, tool steels, high speed steels, and Ni or Co based alloys.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein Bauteil für die Lithographie, insbesondere für die EUV-Lithographie, beispielsweise einen Kühlkörper oder eine Vorform eines Substrats für ein (reflektierendes) optisches Element durch heißisostatisches Pressen herzustellen. Bei dem Verfahren wird typischerweise zunächst der Rohrabschnitt in der Kapsel, beispielsweise einer Blechdose, angeordnet. Das pulverförmige Füllmaterial wird nachfolgend in die Kapsel eingebracht und umgibt den Rohrabschnitt. Die Kapsel wird nach dem Einbringen des Pulvers typischerweise luftdicht abgeschlossen, beispielsweise verschweißt, wobei der Rohrabschnitt, der beispielsweise gebogen ausgebildet sein kann, beim heißisostatischen Pressen erhalten bleibt, da mindestens ein Ende des Rohrabschnitts aus der Kapsel herausragt bzw. aus der Kapsel herausgeführt ist. Nach dem heißisostatischen Pressen wird die Kapsel entfernt und es bleibt ein Bauteil zurück, das den Rohrabschnitt enthält, der fest mit dem verfestigten Pulver verbunden ist. Der Rohrabschnitt wird in der Regel an seinen beiden Enden aus dem Bauteil herausgeführt. Nach dem Entfernen der Kapsel kann der Rohrabschnitt beispielsweise plan geschliffen werden und es kann eine Nut für einen O-Ring eingebracht werden, um direkt an den Rohrabschnitt anflanschen zu können. Der Rohrabschnitt kann auch an einem oder an beiden Enden mit einem Flansch versehen sein, um diesen mit weiteren Rohrabschnitten zu verbinden.According to the invention, it is proposed to produce a component for lithography, in particular for EUV lithography, for example a heat sink or a preform of a substrate for a (reflective) optical element by hot isostatic pressing. In the method, the tube section is typically first arranged in the capsule, for example a tin can. The powdery filling material is subsequently introduced into the capsule and surrounds the tube section. After introduction of the powder, the capsule is typically hermetically sealed, for example welded, whereby the tube section, which may for example be curved, is retained during hot isostatic pressing, since at least one end of the tube section projects out of the capsule or out of the capsule. After hot isostatic pressing, the capsule is removed leaving a component containing the tube section firmly bonded to the solidified powder. The pipe section is usually led out of the component at its two ends. After removing the capsule, for example, the tube section can be ground flat and a groove for an O-ring can be introduced in order to be able to flanged directly onto the tube section. The pipe section can also be provided at one or both ends with a flange to connect it with other pipe sections.
Handelt es sich bei dem Bauteil um ein Substrat für ein reflektierendes optisches Element, so weist dieses eine im Betrieb des optischen Elements der auftreffenden Strahlung zugewandte Oberfläche auf, deren Geometrie ggf. bereits beim heißisostatischen Pressen im Wesentlichen vorgegeben wird. Diese Oberfläche und der an die Oberfläche angrenzende Volumenbereich des Substrats, in dem der bzw. die Rohrabschnitte für den Durchfluss des Kühlmediums gebildet sind, bilden eine im Wesentlichen monolithische Einheit. Mit diesem im Wesentlichen monolithischen Substrat können ggf. weitere Elemente bzw. Strukturen verbunden werden, welche z.B. die Steifigkeit erhöhen und welche gemeinsam mit dem Substrat einen Grundkörper des optischen Elements bilden. Gegebenenfalls kann die optische Oberfläche des optischen Elements nicht an dem Substrat des Grundkörpers, sondern an einer derartigen (Verstärkungs-)Struktur gebildet sein. In diesem Fall ist es erforderlich, dass die Struktur zumindest an der Seite, an der die optische Oberfläche gebildet ist, eine hohe Oberflächengüte aufweist. Gegebenenfalls kann die Qualität der Oberfläche nach dem heißisostatischen Pressen z.B. durch Polieren erhöht werden.If the component is a substrate for a reflective optical element, then it has a surface facing the impinging radiation during operation of the optical element, the geometry of which may already be essentially predetermined during hot isostatic pressing. This surface and the surface area adjacent volume region of the substrate in which the or the pipe sections for the flow of the cooling medium are formed, form a substantially monolithic unit. With this substantially monolithic substrate it is possible, if necessary, to connect further elements or structures, which are e.g. increase the rigidity and which together with the substrate form a base body of the optical element. Optionally, the optical surface of the optical element may not be formed on the substrate of the base body but on such a (reinforcing) structure. In this case, it is required that the structure has a high surface quality at least on the side where the optical surface is formed. Optionally, the quality of the surface after hot isostatic pressing e.g. be increased by polishing.
Bei einer Variante des Verfahrens wird vor dem heißisostatischen Pressen in die Kapsel ein Formkörper eingelegt, der mindestens eine Oberfläche aufweist, die an die Geometrie einer Oberfläche des herzustellenden Bauteils angepasst ist, wobei die Oberfläche des Formkörpers bevorzugt konkav oder konvex gekrümmt ist. Der Formkörper weist typischerweise einen höheren Schmelzpunkt sowie eine größere Festigkeit auf als das Pulvermaterial, mit dem die Kapsel befüllt wird, so dass dieser, insbesondere dessen Oberfläche, sich beim heißisostatischen Pressen nicht bzw. nur geringfügig deformiert. Die Oberfläche des Formkörpers kann eine konkave oder konvexe Krümmung aufweisen, die an die Krümmung einer Oberfläche des Bauteils, beispielsweise eines Substrats für ein optisches Element, angepasst ist, um deren Oberflächenkontur bereits (grob) vorzugeben. Beispielsweise kann bei einem Substrat, welches eine (stark) konkav gekrümmte Oberfläche zur Reflexion von Strahlung aufweist, wie dies typischerweise bei einem Kollektor-Spiegel der Fall ist, die Oberfläche des Formkörpers mit einer entsprechend großen gegenläufigen (konvexen) Krümmung versehen sein.In a variant of the method, a shaped body is inserted into the capsule prior to the hot isostatic pressing, which has at least one surface which is adapted to the geometry of a surface of the component to be produced, wherein the surface of the shaped body is preferably concave or convexly curved. The molded body typically has a higher melting point and a greater strength than the powder material with which the capsule is filled, so that this, in particular its surface, does not deform or only slightly deforms during hot isostatic pressing. The surface of the shaped body may have a concave or convex curvature, which is adapted to the curvature of a surface of the component, for example a substrate for an optical element, in order to (rough) its surface contour. pretend. For example, in the case of a substrate which has a (strongly) concavely curved surface for reflection of radiation, as is typically the case with a collector mirror, the surface of the shaped body may be provided with a correspondingly large counter-rotating (convex) curvature.
Bei einer weiteren Variante wird vor dem heißisostatischen Pressen in die Kapsel eine Verstärkungsstruktur eingelegt, die sich beim heißisostatischen Pressen mit dem pulverförmigen Füllmaterial verbindet. Im Gegensatz zu dem weiter oben beschriebenen Formkörper, der nach dem heißisostatischen Pressen typischerweise entfernt wird, ist die Verstärkungsstruktur aus einem Material gebildet, welches sich beim heißisostatischen Pressen dauerhaft mit dem pulverförmigen Füllmaterial verbindet, d.h. es entsteht ein Fest-Pulver-Verbund. Bei der Verstärkungsstruktur kann es sich beispielsweise um ein bereits vorher heißisostatisch gepresstes Bauteil handeln, oder um ein konventionell durch Gießen, Schmieden oder Walzen hergestelltes Bauteil, das auf Form gefräst und in die Kapsel eingelegt wird, wo es nach dem Entfernen der Kapsel verbleibt.In a further variant, a reinforcing structure is inserted before the hot isostatic pressing in the capsule, which connects in the hot isostatic pressing with the powdery filler. In contrast to the above-described molded article, which is typically removed after hot isostatic pressing, the reinforcing structure is formed of a material which permanently bonds to the powdery filler during hot isostatic pressing, i. It creates a solid-powder composite. For example, the reinforcing structure may be a previously hot isostatically pressed component, or a conventionally cast, forged, or rolled component that is milled into shape and placed in the capsule where it remains after removal of the capsule.
Durch die Verwendung eines (typischerweise vorgeformten) konventionell hergestellten Verstärkungsbauteils können die Herstellungskosten des Bauteils gesenkt werden, da konventionell hergestelltes Material in der Regel deutlich günstiger ist als durch mechanisches Verdichten und Sintern hergestelltes Material. Bei der Verstärkungsstruktur kann es sich beispielsweise um eine Platte handeln, die insbesondere aus einem metallischen Material gebildet ist. Der bzw. die Rohrabschnitte können auf einer soliden, beispielsweise metallischen Platte leichter dreidimensional positioniert werden als dies bei der Befestigung lediglich an der Kapsel bzw. an Öffnungen der Kapsel der Fall ist. Auch kann sich eine Kapsel ohne einen Formkörper oder eine Verstärkungsstruktur beim heißisostatischen Pressen ggf. erheblich verformen, was zu einer unerwünschten Verformung der Rohrabschnitte führen kann.By using a (typically preformed) conventionally made reinforcing member, the manufacturing cost of the component can be reduced because conventionally produced material is generally much cheaper than material made by mechanical compacting and sintering. The reinforcing structure may, for example, be a plate, which is formed in particular from a metallic material. The or the pipe sections can be easily positioned on a solid, such as metallic plate three-dimensional than is the case with the attachment only to the capsule or at openings of the capsule. Also, a capsule without a molded body or a reinforcing structure in the hot isostatic pressing, if necessary, significantly deform, which can lead to an undesirable deformation of the pipe sections.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Abschnitt des Rohrs mit einem pulverförmigen Füllmaterial in Form eines metallischen Pulvers, bevorzugt eines dispersionsgehärteten Kupferpulvers, eines bevorzugt dispersionsgehärteten Aluminiumpulvers oder in Form eines Keramikpulvers umgeben, wobei das Rohr bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere aus Kupfer, Aluminium oder aus Edelstahl gebildet ist. Bei dem metallischen Pulver kann es sich beispielsweise um Kupfer-, Aluminium- oder Eisen-Pulver, ... bzw. um eine Kupfer-, Aluminium- oder Eisen-Legierung oder Mischungen derselben handeln. Dispersionsgehärtetes Kupfer hat nahezu denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie reines Kupfer, das beispielsweise für die Herstellung des Rohrabschnitts verwendet werden kann (s.o.) und ist zudem in Pulverform verfügbar.In an advantageous development of the portion of the tube with a powdery filler in the form of a metallic powder, preferably a dispersion-hardened copper powder, a preferably dispersion-hardened aluminum powder or in the form of a ceramic powder is surrounded, wherein the tube is preferably made of a metallic material, in particular copper, aluminum or made of stainless steel. The metallic powder may be, for example, copper, aluminum or iron powder, ... or a copper, aluminum or iron alloy or mixtures thereof. Dispersion-hardened copper has almost the same coefficient of thermal expansion as pure copper, which can be used, for example, for the production of the pipe section (see above) and is also available in powder form.
Auch Aluminium-Pulver, insbesondere Aluminiumlegierungen oder dispersionsgehärtetes Aluminium, haben sich als vorteilhaft erwiesen, denn es existiert eine Reihe von Bauteilen aus Aluminium, die sich für den Ersatz mit einem solchen pulvermetallurgischen Material anbieten, da diese Materialien aufgrund der geringen Fremdphasen in der Regel nur eine geringe Korrosion aufweisen und in diese leicht Kühlkanäle eingebracht werden können. Dispersionsgehärtetes Aluminium enthält allerdings typischerweise viel Silizium, das sich ggf. mit dem wasserstoffhaltigen Plasma nicht verträgt, das in der Vakuum-Umgebung einer EUV-Lithographieanlage herrscht. Um Bauteile aus dispersionsgehärtetem Aluminium vor dem Plasma zu schützen, können Schutzmaßnahmen sinnvoll sein, beispielsweise eine Barriereschicht aus einem inerten Material, z.B. aus Silber, die außen auf das Bauteil aufgebracht wird oder welche die Silizium-Partikel umgibt.Also, aluminum powder, in particular aluminum alloys or dispersion-hardened aluminum, have proven to be advantageous, because there are a number of components made of aluminum, which are suitable for replacement with such a powder metallurgical material, since these materials due to the small foreign phases usually only have a low corrosion and can be easily introduced into these cooling channels. However, dispersion hardened aluminum typically contains a lot of silicon, which may not be compatible with the hydrogen-containing plasma that exists in the vacuum environment of an EUV lithography system. In order to protect components made of dispersion-hardened aluminum from the plasma, protective measures may be expedient, for example a barrier layer of an inert material, e.g. made of silver, which is applied externally to the component or which surrounds the silicon particles.
Bei dem Keramikpulver kann es sich beispielsweise um SiC oder um SiSiC (Siinfiltriertes Siliziumcarbid) handeln. Das Keramikpulver kann durch das heißisostatische Pressen bereits zur fertigen Keramik werden. Alternativ kann nach dem heißisostatischen Pressen ein Grünkörper erhalten werden, aus dem erst durch eine sich anschließende chemische Behandlung und/oder durch anschließende Temperschritte eine fertige Keramik gebildet wird. Ein keramisches oder metallisches Bauteil kann beispielsweise als Substrat für einen Spiegel im Strahlerzeugungssystem oder im Beleuchtungssystem einer EUV-Lithographieanlage verwendet werden, beispielsweise für einen Kollektor-Spiegel.The ceramic powder may be, for example, SiC or SiSiC (Si-filtered silicon carbide). The ceramic powder can already be the finished ceramic by hot isostatic pressing. Alternatively, after the hot isostatic pressing, a green body can be obtained, from which a finished ceramic is formed only by a subsequent chemical treatment and / or by subsequent tempering steps. A ceramic or metallic component can be used, for example, as a substrate for a mirror in the beam generation system or in the illumination system of an EUV lithography system, for example for a collector mirror.
Bei einer weiteren Variante wird der Rohrabschnitt mit einem pulverförmigen Füllmaterial in Form von Glaspulver, bevorzugt in Form von insbesondere titandotiertem Quarzglaspulver, umgeben, und das Rohr ist aus Glas, bevorzugt aus insbesondere titandotiertem Quarzglas, gebildet. Da beim heißisostatischen Pressen in einem Schritt verdichtet und geschmolzen wird, entfällt der Schrumpf beim Sintern, so dass durch die Verwendung von einer oder von mehreren Pressformen deutlich näher an der Endform bzw. an der Endgeometrie des Bauteils gearbeitet werden kann als dies bei einem getrennten, auf die Verdichtung folgenden Sinterschritt der Fall wäre.In a further variant, the pipe section is surrounded by a powdery filler material in the form of glass powder, preferably in the form of in particular titanium-doped quartz glass powder, and the tube is formed of glass, preferably of titanium-doped quartz glass in particular. Since hot isostatic pressing is compacted and melted in one step, the shrinkage during sintering is eliminated, so that by using one or more press molds, it is possible to work significantly closer to the final shape or to the final geometry of the component than in the case of a separate, the sintering step following the densification would be the case.
Die Kühlkanäle können in Form von gezogenen und geformten Rohren bzw. Rohrabschnitten aus z.B. titandotiertem Quarzglas in die Kapsel eingelegt werden. Dies ermöglicht große Freiheiten bei der Herstellung der Kühlkanäle, die mit keinem der bislang zur Herstellung von Bauteilen aus Quarzglas verwendeten Verfahren erreichbar sind, bei denen die Kühlkanäle typischerweise durch Ausfräsen und Bonden hergestellt werden. Auch können Hohlräume in dem Bauteil, die zur Gewichtsersparnis dienen, viel flexibler geplant werden als dies mit einer konventionellen Herstellung durch Ausfräsen und Bonden möglich wäre. Ein Bauteil aus Glas, insbesondere aus titandotiertem Quarzglas, z.B. aus ULE®, oder aus einer Glaskeramik, z.B. aus Zerodur®, kann beispielsweise als Substrat für einen EUV-Spiegel in der Projektionsoptik einer EUV-Lithographieanlage verwendet werden. Es versteht sich, dass als pulverförmiges Füllmaterial auch ein Glaskeramik-Pulver oder ein anderes pulverförmiges Material verwendet werden kann.The cooling channels can be inserted into the capsule in the form of drawn and shaped tubes or pipe sections of, for example, titanium-doped quartz glass. This allows great freedom in manufacturing the cooling channels, which can be achieved with none of the methods previously used for the production of components made of quartz glass, in which the cooling channels are typically produced by milling and bonding. Also, cavities in the component, which serve to save weight, can be planned much more flexibly than would be possible with a conventional production by milling and bonding. A component made of glass, in particular of titanium-doped quartz glass, for example of ULE®, or of a glass ceramic, eg of Zerodur®, can be used, for example, as a substrate for an EUV mirror in the projection optics of an EUV lithography system. It is understood that a glass ceramic powder or another powdery material can also be used as the powdery filling material.
Bei einer weiteren Variante wird die Kapsel durch Verglasen der Oberfläche des in der Regel bereits vorverdichteten pulverförmigen Füllmaterials gebildet. Das typischerweise vorverdichtete Pulvermaterial bildet hierbei einen porösen Körper, in den der Rohrabschnitt eingebettet ist. In diesem Fall kann auf die beim heißisostatischen Pressen in der Regel benötigte Blechdose verzichtet werden, da der poröse Körper bzw. das Pulver durch Laserbeschuss oder durch kurzzeitiges Ofentempern oberflächlich verglast wird, so dass das Füllmaterial bzw. dessen verglaste Oberfläche selbst die Kapsel bildet. Die im Inneren des porösen Körpers verbleibende Porosität besteht in diesem Fall nur noch aus geschlossenen Poren, die direkt heißisostatisch gepresst werden können.In a further variant, the capsule is formed by vitrifying the surface of the usually already precompressed powdery filling material. The typically precompressed powder material in this case forms a porous body in which the pipe section is embedded. In this case, can be dispensed with the hot isostatic pressing usually required tin can because the porous body or the powder is glazed surface by laser bombardment or by short furnace annealing, so that the filler or its glazed surface itself forms the capsule. The remaining in the interior of the porous body porosity consists in this case only of closed pores that can be pressed directly hot isostatic.
Die Erfindung betrifft auch ein optisches Element der eingangs genannten Art, bei der das Substrat durch mechanisches Verdichten und Sintern, insbesondere durch heißisostatisches Pressen, hergestellt ist und bei dem der Rohrabschnitt bis zu einem Abstand von weniger als 5 mm, bevorzugt von weniger als 3 mm, an die Oberfläche heranreicht. Unter einer Herstellung durch mechanisches Verdichten und Sintern wird verstanden, dass das Substrat durch eine mechanische Verdichtung eines nicht zwingend metallischen Pulvers, z.B. in einem Formwerkzeug oder einer Presse, und gleichzeitiges oder anschließendes Sintern des auf diese Weise erhaltenen „Grünlings“ bei hohen Temperaturen oder Warmwalzen zu einem (im Wesentlichen) monolithischen Bauteil geformt wird.The invention also relates to an optical element of the type mentioned, in which the substrate is produced by mechanical compression and sintering, in particular by hot isostatic pressing, and in which the pipe section up to a distance of less than 5 mm, preferably less than 3 mm , reaching the surface. Production by mechanical compaction and sintering is understood to mean that the substrate is formed by a mechanical compaction of a non-compelling metallic powder, e.g. in a mold or a press, and simultaneous or subsequent sintering of the thus-obtained "green compact" at high temperatures or hot rolling is formed into a (substantially) monolithic member.
Die Herstellung des Substrats kann insbesondere mit Hilfe des weiter oben beschriebenen Verfahrens, d.h. durch heißisostatisches Pressen, erfolgen. Auch eine Herstellung durch kaltisostatisches Pressen oder eine uniaxiale Verdichtung mit anschließendem Sintern ist möglich, wobei in jedem Fall ein (im Wesentlichen) monolithisches Substrat erhalten wird. Bei dem auf diese Weise hergestellten Substrat können der bzw. die Rohrabschnitte in unmittelbarer Nähe der zu kühlenden Oberfläche des Substrats angebracht werden, an der die reflektierende Beschichtung aufgebracht ist.The preparation of the substrate may be carried out in particular by means of the method described above, i. by hot isostatic pressing done. Production by cold isostatic pressing or uniaxial compaction with subsequent sintering is also possible, in each case a (substantially) monolithic substrate being obtained. In the substrate produced in this way, the pipe section (s) may be mounted in the immediate vicinity of the surface of the substrate to be cooled, to which the reflective coating is applied.
Bei einer Ausführungsform ist das Substrat aus einem Metall oder einer Metall-Legierung, bevorzugt aus dispersionsgehärtetem Kupfer, oder aus einer Keramik gebildet. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann ein solches Substratmaterial beispielsweise zur Herstellung eines Spiegels für ein Strahlerzeugungssystem oder ein Beleuchtungssystem einer EUV-Lithographieanlage verwendet werden. Insbesondere Kupfer, speziell dispersionsgehärtetes Kupfer, ist für die Herstellung eines solchen Substrats gut geeignet, wie sich aus nachfolgender Tabelle ergibt, der die Dichte p, die Wärmeleitfähigkeit λ, das Elastizitäts-Modul E sowie der thermische Ausdehnungskoeffizient CTE für unterschiedliche Materialien zu entnehmen sind. Generell sind bei Metallen naturharte oder dispersionsgehärtete Legierungen den ausscheidungsgehärteten Legierungen vorzuziehen.
Tabelle
Bei dem Material, welches unter dem Markennamen Glidcop® AL-15 in der obigen Tabelle aufgeführt ist, handelt es sich um ein dispersionsgehärtetes Kupfer bzw. eine Kupferlegierung, bei der 0,3 Gew.-% Nanopartikel aus Al2O3 dafür sorgen, dass es nicht zu Kornwanderungen oder zu Kornwachstum kommt. Dieses Material hat praktisch den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie Kupfer und typischerweise > 92% der Wärmeleitfähigkeit von reinem Kupfer. Glidcop® AL-25 weist ähnliche Eigenschaften auf, wobei der Anteil an Al2O3-Nanopartikeln bei 0,5 Gew.-% liegt. In der Ausführungsvariante LOX, z.B. Glidcop® AL-15 LOX, ist dieses Material resistent gegen Wasserstoff-Versprödung. Kontrollierte Zugabe von Bor verhindert bei diesem Material ein Oxidieren der Kupferpartikel nach der Reduktion, die den letzten heißen Prozess-Schritt bei der Pulverherstellung darstellt. Auch können Zusätze von weiteren Materialien oder Elementen, beispielsweise von Metallen, zusätzlich zu Metalloxiden verwendet werden, um bestimmte Materialeigenschaften von Glidcop® zu verbessern, beispielsweise um den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu reduzieren, um die Härte zu erhöhen, oder um das Kriechen zu verringern, z.B. Nb, Mo, W, Kovar, Alloy 42. Auch Zusätze zur Verbesserung der Festigkeit und der Wärmeleitfähigkeit, z.B. in Form von Graphit, Diamant, SiSiC, Kohlenstoff-Nanoröhren etc. sind möglich. Es versteht sich, dass auch andere dispersionsgehärtete Kupfer-Materialien, beispielsweise DSC von der Chemet GmbH oder CEP Discup® von der CEP GmbH, sowie dispersionsgehärtete Aluminiumlegierungen als Materialien für das Substrat verwendet werden können.The material, which is listed under the trade name Glidcop® AL-15 in the table above, is a dispersion-hardened copper or a copper alloy in which 0.3% by weight of nanoparticles of Al 2 O 3 ensure that that grain migration or grain growth does not occur. This material has practically the same thermal expansion coefficient as copper and typically> 92% of the thermal conductivity of pure copper. Glidcop® AL-25 has similar properties, with the proportion of Al 2 O 3 nanoparticles being 0.5% by weight. In the variant LOX, eg Glidcop® AL-15 LOX, this material is resistant to hydrogen embrittlement. Controlled addition of boron in this material prevents oxidation of the copper particles after reduction, which is the last hot process step in powder production. Also, additives of other materials or elements, such as metals, in addition to metal oxides may be used to enhance certain material properties of Glidcop®, for example to reduce the thermal expansion coefficient to increase hardness or to reduce creep, eg Nb, Mo, W, Kovar, Alloy 42. Also additives for improving the strength and the thermal conductivity, for example in the form of graphite, diamond, SiSiC, carbon nanotubes, etc. are possible. It is understood that other dispersion-hardened copper materials, for example DSC from Chemet GmbH or CEP Discup® from CEP GmbH, as well as dispersion-hardened aluminum alloys can be used as materials for the substrate.
Die Wärmeleitfähigkeit von dispersionsgehärtetem Kupfer ist mehr als doppelt so hoch wie bei SiSiC. Zudem können bei diesem Material Kühlkanäle in der Regel feiner ausgeführt und näher an die reflektierende Oberfläche herangeführt werden als bei SiSiC. Auch ist es möglich, in dem Substrat separat, d.h. einzeln ansteuerbare Kühlkanäle vorzusehen, um eine ortsabhängig variierende Kühlwirkung an der Oberfläche zu erzeugen. Insbesondere ist es auch möglich, Heizer bzw. Heizelemente in verschiedenen Tiefen in dem Substrat anzubringen und auf diese Weise die Krümmung der Oberfläche des Spiegels aktiv zu regeln.The thermal conductivity of dispersion-hardened copper is more than twice that of SiSiC. In addition, with this material, cooling channels can generally be made finer and brought closer to the reflective surface than SiSiC. It is also possible to separate in the substrate, i. to provide individually controllable cooling channels to produce a location-dependent varying cooling effect on the surface. In particular, it is also possible to mount heaters or heating elements at different depths in the substrate and in this way to actively regulate the curvature of the surface of the mirror.
Die Dichte von dispersionsgehärtetem Kupfer ist fast drei Mal so hoch wie bei SiSiC, bei gleichzeitig ca. 2,5 Mal geringerem E-Modul. Es kann zur Verringerung der Masse des Substrats daher günstig sein, Sackbohrungen oder Rippen in die Rückseite des Substrats einzubringen. Diese Sackbohrungen oder Rippen können bereits beim heißisostatischen Pressen durch das Einbringen eines (weiteren) Formkörpers in die Kapsel erzeugt werden oder nachträglich durch Erodieren oder Fräsen oder chemisches Ätzen oder Auflösen in geeignetem Lösemittel in das Substrat eingebracht werden, wobei die Bearbeitung wesentlich kostengünstiger als bei SiSiC auszuführen ist.The density of dispersion-hardened copper is almost three times that of SiSiC, with about 2.5 times lower modulus of elasticity at the same time. It may therefore be beneficial to reduce the mass of the substrate to introduce blind holes or ribs in the back of the substrate. These blind holes or ribs can already be produced in the hot isostatic pressing by introducing a (further) shaped body into the capsule or subsequently introduced by eroding or milling or chemical etching or dissolution in a suitable solvent in the substrate, the processing much cheaper than SiSiC is to execute.
Bei einer Ausführungsform ist an der Innenseite des Rohrabschnitts eine Auskleidung aus Metall und/oder aus Kunststoff angebracht. Der/die z.B. gebogenen Rohrabschnitt(e) bzw. Kühlschleifen können beispielsweise aus Kupfer bzw. aus Kupferrohr oder aus einem anderen geeigneten, in der Regel metallischen Material hergestellt sein. Wegen anderer Elemente des Kühlkreislaufes kann es günstig sein, die Rohre bzw. die Rohrabschnitte an ihrer Innenseite mit einer Auskleidung aus Aluminium, einem anderen Metall, beispielsweise in Form eines dünnen, glatten oder gewellten Rohrs aus Edelstahl, einem nach dem heißisostatischen Pressen aufzubringenden Kunststoffüberzug oder einem Schlauch-Liner bzw. einem Kunststoffschlauch zu versehen. Alternativ können als Auskleidung an der Innenseite des bzw. der Rohrabschnitte dünne Rohre aus Edelstahl oder aus Aluminium eingebracht werden, die jedoch bei Temperaturänderungen aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten gegenüber dem Material des Rohrabschnitts ggf. zu Spannungen führen können.In one embodiment, a lining of metal and / or plastic is attached to the inside of the pipe section. The e. G. curved pipe section (s) or cooling loops can be made for example of copper or copper pipe or of another suitable, usually metallic material. Because of other elements of the cooling circuit, it may be convenient, the tubes or pipe sections on its inside with a lining of aluminum, another metal, for example in the form of a thin, smooth or corrugated tube made of stainless steel, applied after hot isostatic pressing plastic coating or to provide a hose liner or a plastic hose. Alternatively, as a lining on the inside of the pipe sections or thin tubes made of stainless steel or aluminum can be introduced, which, however, may lead to tensions with temperature changes due to different thermal expansion coefficients compared to the material of the pipe section.
Bei einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich das (monolithische) Substrat mindestens 3 cm von der Oberfläche. Typischerweise befinden sich alle Rohrabschnitte, die in das Substrat eingebracht sind, um die Oberfläche zu kühlen, in einem Abstand von weniger als 3 cm von der Oberfläche, da dies für einen gute Kühlung der Oberfläche bzw. einen guten Wärmeeintrag vorteilhaft ist. In another embodiment, the (monolithic) substrate extends at least 3 cm from the surface. Typically, all of the pipe sections introduced into the substrate to cool the surface are spaced less than 3 cm from the surface, as this is beneficial for good surface cooling or heat input.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element als Kollektor-Spiegel zur Bündelung von EUV-Strahlung ausgebildet, die von einer im Wesentlichen punktförmigen EUV-Strahlungsquelle ausgeht. In diesem Fall ist die Oberfläche des Substrats typischerweise konkav gekrümmt und kann beispielsweise einen schalenförmigen Teil eines Rotations-Ellipsoids oder eines Rotations-Paraboloids bilden. Der Kollektor-Spiegel muss in der Regel nicht nur die auftreffende EUV-Strahlung reflektieren, die teilweise von dem Substrat absorbiert wird, auf den Kollektor-Spiegel trifft in der Regel auch IR-Strahlung auf, die von einem Pumplaser erzeugt wird und die ebenfalls teilweise von dem Substrat absorbiert wird.In a further embodiment, the optical element is designed as a collector mirror for bundling EUV radiation, which emanates from a substantially punctiform EUV radiation source. In this case, the surface of the substrate is typically concavely curved and may, for example, form a cup-shaped portion of a rotational ellipsoid or a rotational paraboloid. As a rule, the collector mirror does not only have to reflect the incident EUV radiation, which is partially absorbed by the substrate, the collector mirror also usually encounters IR radiation which is generated by a pump laser and which also partially is absorbed by the substrate.
Das Substrat des Kollektor-Spiegels kann beispielsweise aus dispersionsgehärtetem Kupfer, insbesondere aus Gildcop® AL, gebildet sein, in dem mindestens ein Rohrabschnitt als Kühlkanal bzw. als Kühlschleife eingebettet ist. Der Rohrabschnitt kann an einem jeweiligen aus dem Substrat herausragenden Ende mit direkt angelöteten oder geschweißten metallischen Bälgen und/oder Flanschen verbunden sein, die Teile eines Kühlkreislaufs zur Zu- und Abführung des Kühlfluids in den bzw. aus dem Rohrabschnitt bilden. Auf die Oberfläche des Substrats ist eine EUV-Strahlung reflektierende Beschichtung aufgebracht, die typischerweise als Mehrlagen-Beschichtung mit alternierenden Schichten mit unterschiedlichen (hoch bzw. niedrig brechenden) Brechungsindizes gebildet ist. Die Materialien der hoch bzw. niedrig brechenden Schichten der Mehrlagen-Beschichtung hängen von der Wellenlänge der EUV-Strahlung ab, die an dem optischen Element reflektiert werden soll. Bei einer Wellenlänge von ca. 13,5 nm weist die Mehrlagen-Beschichtung typischerweise alternierende Schichten aus Silizium und Molybdän auf, andere Materialkombinationen sind aber ebenfalls möglich. Auf die reflektierende Beschichtung kann eine Deckschicht aufgebracht werden, die beispielsweise aus einem oder mehreren Metalloxiden oder einem Metall, beispielsweise aus Ruthenium, gebildet ist.The substrate of the collector mirror can be formed, for example, from dispersion-hardened copper, in particular from Gildcop® AL, in which at least one pipe section is embedded as a cooling channel or as a cooling loop. The pipe section may be connected at a respective end projecting from the substrate with directly soldered or welded metallic bellows and / or flanges which form parts of a cooling circuit for feeding and discharging the cooling fluid into and out of the pipe section. Applied to the surface of the substrate is an EUV radiation-reflecting coating, which is typically formed as a multilayer coating with alternating layers with different (high or low refractive index) refractive indices. The materials of the high and low refractive layers of the multilayer coating depend on the wavelength of the EUV radiation to be reflected on the optical element. At a wavelength of about 13.5 nm, the multilayer coating typically has alternating layers of silicon and molybdenum, but other material combinations are also possible. On the reflective coating, a cover layer may be applied, which is formed for example of one or more metal oxides or a metal, for example of ruthenium.
Bei einer Weiterbildung ist an der Oberfläche des Substrats oder an einer zwischen dem Substrat und der reflektierenden Beschichtung angebrachten metallischen Schicht eine Gitterstruktur zur Beugung von IR-Strahlung gebildet. Wie weiter oben beschrieben wurde, trifft Strahlung des Pumplasers, in der Regel eines IR-Lasers, der auf ein Target-Material typischerweise in Form von Zinn-Tröpfchen gerichtet wird, auch auf den Kollektor-Spiegel auf. Um zu vermeiden, dass die IR-Strahlung gemeinsam mit der EUV-Strahlung in den EUV-Strahlengang gebündelt wird, kann an dem Kollektor-Spiegel eine Gitterstruktur aufgebracht werden, welche eine Periodenlänge aufweist, die an die Wellenlänge der IR-Strahlung, z.B. beim ca. 10,6 µm, angepasst ist, um die IR-Strahlung aus dem EUV-Strahlengang heraus zu beugen. Das Beugungsgitter kann direkt in das Material des Substrats eingearbeitet bzw. eingeformt werden, es ist aber auch möglich, dass das Beugungsgitter bzw. die Gitterstruktur in eine metallische Schicht z.B. aus Silber eingeformt wird, die zwischen dem Substrat und der reflektierenden Beschichtung angebracht ist, um die Wasserstoffresistenz zu verbessern.In a further development, a grating structure for diffracting IR radiation is formed on the surface of the substrate or on a metallic layer which is provided between the substrate and the reflective coating. As described above, radiation from the pump laser, typically an IR laser, which is directed to a target material, typically in the form of tin droplets, also impinges on the collector mirror. In order to avoid collimating the IR radiation together with the EUV radiation in the EUV beam path, a grating structure having a period length corresponding to the wavelength of the IR radiation, e.g. at about 10.6 microns, adapted to diffract the IR radiation from the EUV beam path out. The diffraction grating can be incorporated directly into the material of the substrate, but it is also possible for the diffraction grating or the grating structure to be formed into a metallic layer, e.g. of silver formed between the substrate and the reflective coating to improve hydrogen resistance.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Grundkörper eine Verstärkungsstruktur aus einem bevorzugt metallischen Material auf, die an dem Substrat befestigt ist oder mit dem Substrat durch mechanisches Verdichten und Sintern, insbesondere durch heißisostatisches Pressen, verbunden ist. Bei der Verstärkungsstruktur kann es sich beispielsweise um gewalztes metallisches Material, beispielsweise um Kupfer oder um eine Kupferlegierung, z.B. in Form von Glidcop®, handeln. Die Verstärkungsstruktur kann an der Rückseite, d.h. an der der reflektierenden Beschichtung abgewandten Oberfläche des Substrats bzw. des Grundkörpers befestigt werden, um dessen Festigkeit zu erhöhen. Beispielsweise kann die Verstärkungsstruktur auf der Rückseite des Substrats angelötet, angeschweißt, angeklebt, angeschraubt oder angenietet werden.In a further embodiment, the base body has a reinforcing structure of a preferably metallic material, which is attached to the substrate or is connected to the substrate by mechanical compression and sintering, in particular by hot isostatic pressing. The reinforcing structure may be, for example, rolled metallic material, for example, copper or a copper alloy, e.g. in the form of Glidcop®. The reinforcing structure may be at the back, i. be attached to the reflective coating facing away from the surface of the substrate or the base body to increase its strength. For example, the reinforcing structure can be soldered, welded, glued, screwed or riveted on the back of the substrate.
Bei einem Substrat, welches selbst aus einer Kupferlegierung, beispielsweise aus Glidcop®, gebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Versteifungsstruktur selbst aus einer Kupferlegierung, z.B. aus Glidcop®, besteht, da dieses den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist wie das Substrat selbst, so dass bei Temperaturänderungen nur geringfügige Verformungen des Substrats bzw. der EUV-Strahlung reflektierenden Oberfläche des optischen Elements auftreten.For a substrate which itself is formed of a copper alloy, for example of Glidcop®, it is advantageous if the stiffening structure itself is made of a copper alloy, e.g. Glidcop®, since this has the same coefficient of thermal expansion as the substrate itself, so that only slight deformations of the substrate or the EUV radiation reflecting surface of the optical element occur with temperature changes.
Alternativ kann die Verstärkungsstruktur beim heißisostatischen Pressen oder durch einen anderen pulvermetallurgischen Prozess mit dem Substrat verbunden werden, d.h. es wird ein Fest-Pulver-Verbund gebildet. Die Verstärkungsstruktur kann auch in diesem Fall z.B. aus einem gefrästen Block aus dem gleichen Material wie dem Pulver-Material gebildet sein. Der Block kann entweder auf herkömmliche Weise hergestellt, d.h. beispielsweise gegossen und/oder gewalzt werden oder in einem vorausgehenden Schritt durch heißisostatisches Pressen hergestellt werden. Wie weiter oben beschrieben wurde, wird die Verbindungsstruktur in die Kapsel eingelegt und verbindet sich mit dem Pulver des Substrats, so dass diese ein fester Bestandteil des Grundkörpers wird. Auf einer solchen (rückseitigen) Verbindungsstruktur lassen sich der bzw. die Rohrabschnitte sehr gut aufbauen und mit Befestigungselementen z.B. in Form von Klammern fixieren. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass die Rohre beim heißisostatischen Pressen einer geringeren Verwindung ausgesetzt sind.Alternatively, in hot isostatic pressing or by another powder metallurgy process, the reinforcing structure may be bonded to the substrate, ie, a solid-powder composite is formed. The reinforcing structure can also be formed in this case, for example, from a milled block of the same material as the powder material. The ingot may be either conventionally prepared, ie cast and / or rolled, for example, or prepared in a preliminary step by hot isostatic pressing. As described above, the connection structure is in the capsule is inserted and combines with the powder of the substrate, so that it becomes an integral part of the body. On such a (rear) connection structure of the pipe sections or can be very well build and fix with fasteners, for example in the form of brackets. This procedure has the advantage that the tubes are exposed to less distortion during hot isostatic pressing.
Es ist auch möglich, die Verbindungsstruktur bzw. den Träger an derjenigen Seite in der Kapsel anzubringen, an der die Oberfläche gebildet wird, auf die die reflektierende Beschichtung aufgebracht wird. Dies ist insbesondere für den Fall günstig, dass sehr geringe und präzise Abstände des bzw. der Rohrabschnitte von dieser Oberfläche erforderlich sind, beispielsweise wenn die Positioniergenauigkeit der Rohrabschnitte bei weniger als ca. 1 mm liegen soll. In diesem Fall kann die Verstärkungsstruktur beispielsweise aus einem durch hydrostatisches Pressen erzeugten Block hergestellt werden, der fräsend bearbeitet wird, da grobe Körner und Fremdphasen in der Nähe dieser Oberfläche störend sind, weil diese die Passe und die Beschichtbarkeit negativ beeinflussen.It is also possible to mount the connection structure or the support on that side in the capsule on which the surface is formed, on which the reflective coating is applied. This is particularly favorable in the case that very small and precise distances of the or the pipe sections of this surface are required, for example, if the positioning accuracy of the pipe sections should be less than about 1 mm. In this case, for example, the reinforcing structure may be made of a block produced by hydrostatic pressing, which is milled, because coarse grains and foreign phases near this surface are troublesome because they adversely affect the mating and coatability.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Substrat eine Porosität von weniger als 1 %, bevorzugt von weniger als 0,1 %, insbesondere von weniger als 0,01 % auf, d.h. das Substrat enthält nahezu keine Poren. Die Porosität ist hierbei definiert als das Verhältnis aus dem Volumen der Hohlräume in dem Substrat zum Gesamtvolumen, d.h. zur Summe aus dem Volumen der Hohlräume und dem Feststoff-Volumen des Substrats.In a further embodiment, the substrate has a porosity of less than 1%, preferably less than 0.1%, in particular less than 0.01%, i. the substrate contains almost no pores. The porosity is defined herein as the ratio of the volume of voids in the substrate to the total volume, i. to the sum of the volume of the voids and the solid volume of the substrate.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein optisches Element der eingangs genannten Art, bei dem das Substrat durch mechanisches Verdichten und Sintern, insbesondere durch heißisostatisches Pressen, hergestellt ist und aus Glas, bevorzugt aus insbesondere titandotiertem Quarzglas, gebildet ist, wobei der mindestens eine mit dem Kühlfluid durchströmbare Rohrabschnitt bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt aus insbesondere titandotiertem Quarzglas, gebildet ist. Auch in diesem Fall kann der Grundkörper eine Verstärkungsstruktur aufweisen, die durch heißisostatisches Pressen oder durch einen anderen pulvermetallurgischen Prozess mit dem Substrat verbunden wird.Another aspect of the invention relates to an optical element of the type mentioned, in which the substrate is made by mechanical compression and sintering, in particular by hot isostatic pressing, and made of glass, preferably made of particular titanoted quartz glass, wherein the at least one with the Cooling fluid can be flowed through pipe section preferably made of glass, particularly preferably made of titanium-doped particular quartz glass. Also in this case, the main body may have a reinforcing structure which is bonded to the substrate by hot isostatic pressing or by another powder metallurgy process.
Reflektierende optische Elemente in einer Projektionsoptik einer EUV-Lithographieanlage werden typischerweise aus einer (Glas-)Keramik, beispielsweise aus Zeodur®, oder aus titandotiertem Quarzglas hergestellt. Das titandotierte Quarzglas wird dabei entweder direkt aus der Flamme abgeschieden (Corning ULE®) oder zunächst als Pulver (Soot) abgeschieden und später zu einem Glaskörper gesintert (Heraeus Suprasil® ZE). In allen Fällen wird ein massiver Glaskörper hergestellt, der nachfolgend schleifend bearbeitet wird. Leichtgewichtsstrukturen können durch Bonding von Stegen hergestellt werden, sind jedoch aufwändig. Kühlkanäle in der Nähe der Oberfläche, die mit der reflektierenden Beschichtung versehen ist, galten bislang als nicht realisierbar.Reflective optical elements in a projection optical system of an EUV lithography system are typically produced from a (glass) ceramic, for example from Zeodur®, or from titanium-doped quartz glass. The titanium-doped quartz glass is either deposited directly from the flame (Corning ULE®) or initially deposited as a powder (soot) and later sintered into a glass body (Heraeus Suprasil® ZE). In all cases, a solid glass body is produced, which is subsequently sanded. Lightweight structures can be made by bonding webs, but are expensive. Cooling channels near the surface, which is provided with the reflective coating, were previously considered unrealizable.
Ein weiteres Problem bei den titandotierten Quarzgläsern ist, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient und damit die Nulldurchgangs-Temperatur über den Titangehalt eingestellt wird. Ein falscher absoluter Titangehalt führt zu einem falschen Wert der Nulldurchgangs-Temperatur und kann nur noch begrenzt durch geeignete Wahl der Kühlraten beim Tempern ausgeglichen werden. Eine inhomogene Verteilung des Titans führt zu ungleichmäßiger Ausdehnung des Substrats bei der Erwärmung durch die auftreffende Strahlung. Eine in das Substrat eingeschriebene Titanverteilung kann bei Direktabscheidung und bei den üblichen Soot-Verfahren, bei denen ein poröser Glaskörper abgeschieden und dann gesintert wird, nicht mehr geändert werden.Another problem with the titanium-doped quartz glasses is that the thermal expansion coefficient and thus the zero-crossing temperature is adjusted via the titanium content. A wrong absolute titanium content leads to an incorrect value of the zero-crossing temperature and can only be compensated for to a limited extent by a suitable choice of cooling rates during annealing. An inhomogeneous distribution of the titanium leads to uneven expansion of the substrate when heated by the incident radiation. A titanium distribution inscribed in the substrate can no longer be changed in direct deposition and in the usual soot processes in which a porous glass body is deposited and then sintered.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den porösen Glaskörper bei der Herstellung des titandotierten Quarzglases mechanisch zu zerkleinern oder die Abscheidebedingungen so zu wählen, dass sich direkt ein Pulver aus titandotiertem Quarzglas bildet. Dieses Pulver kann analysiert und aus verschiedenen Chargen so zusammengemischt werden, dass sich der richtige Titangehalt einstellt. Mechanische Durchmischung einer oder mehrerer Pulverchargen sorgt zudem für eine gute Homogenität.According to the invention, it is proposed mechanically to comminute the porous glass body during the production of the titanium-doped quartz glass or to select the deposition conditions such that a powder of titanium-doped quartz glass forms directly. This powder can be analyzed and mixed from different batches to get the right titanium content. Mechanical mixing of one or more powder batches also ensures good homogeneity.
Das Pulver kann dann auf unterschiedliche Weise mechanisch (durch uniaxiales Pressen in Formen), durch kalt-isostatisches Pressen oder durch Aufschwemmen, Gießen in Form oder 3D-Druck und nachfolgendes Trocknen verdichtet und in eine Form gebracht werden, die der Endform des Spiegels bzw. des Substrats für den Spiegel ähnelt. Diese Form kann dann unter Schrumpf zu einem massiven Glaskörper gesintert werden.The powder may then be compressed in different ways mechanically (by uniaxial pressing into molds), by cold isostatic pressing or by floating, casting in mold or 3D printing and subsequent drying and brought into a shape corresponding to the final shape of the mirror or of the substrate for the mirror is similar. This form can then be sintered to a solid glass body while shrinking.
Auch in diesem Fall hat die Anwendung des heiß-isostatischen Pressens Vorteile: Da in einem Schritt verdichtet und geschmolzen wird, entfällt der Schrumpf beim Sintern. Durch Verwendung von einer oder von mehreren Pressformen kann dadurch viel näher an der Endform gearbeitet werden. Kühlkanäle können als gezogenes und geformtes Rohr in der Regel aus titandotiertem Quarzglas in die Kapsel eingelegt werden und bilden eine monolithische Einheit mit dem diese umgebenden titandotierten Quarzglas. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist eine solche Vorgehensweise mit keinem der bislang bekannten Verfahren möglich. Ebenso können Hohlräume zur Gewichtsersparnis viel flexibler geplant werden als dies bei einem konventionell hergestellten Substrat durch Ausfräsen oder Bonding möglich wäre.Also in this case, the application of the hot-isostatic pressing advantages: Since it is compacted and melted in one step, eliminates the shrinkage during sintering. By using one or more dies, this can work much closer to the final shape. Cooling channels can be inserted as a drawn and shaped tube usually made of titanium-doped quartz glass in the capsule and form a monolithic unit with the surrounding titanium-doped quartz glass. As described above, such an approach is not possible with any of the previously known methods. Likewise, cavities can be planned much more flexibly to save weight than would be possible with a conventionally produced substrate by milling or bonding.
Bei einer Ausführungsform weist das titandotierte Quarzglas des den Rohrabschnitt umgebenden Substrats (sowie in der Regel das Material des Rohrabschnitts selbst) einen temperaturabhängigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten mit einer Nulldurchgangs-Temperatur in einem Temperaturbereich zwischen 20°C und 70°C auf, wobei eine Steigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des titandotierten Quarzglases bei einer Temperatur von 22°C bei weniger als 1,7 ppb/K2, bevorzugt bei weniger als 1,4 ppb/K2, besonders bevorzugt bei weniger als 1,0 ppb/K2, insbesondere bei weniger als 0,7 ppb/K2 liegt. Derartige Werte für die Steigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten bzw. die Nulldurchgangs-Temperatur sind günstig, um temperaturbedingte Deformationen des Substrats und somit der Oberfläche des Spiegels zu minimieren. Der Titangehalt des titandotierten Quarzglases kann beispielsweise in der Größenordnung von ca. 6 - 10 Gew.-% liegen. Das Material des Rohrabschnitts kann aus der gleichen Pulvermischung gezogen werden, mit der später die Kapsel aufgefüllt wird.In one embodiment, the titanium-doped quartz glass of the substrate surrounding the pipe section (and usually the material of the pipe section itself) has a temperature-dependent thermal expansion coefficient with a zero-crossing temperature in a temperature range between 20 ° C and 70 ° C, wherein a slope of the thermal Expansion coefficients of the titanium-doped quartz glass at a temperature of 22 ° C at less than 1.7 ppb / K 2 , preferably less than 1.4 ppb / K 2 , more preferably less than 1.0 ppb / K 2 , in particular less is 0.7 ppb / K 2 . Such values for the slope of the thermal expansion coefficient or the zero-crossing temperature are favorable in order to minimize temperature-induced deformations of the substrate and thus of the surface of the mirror. The titanium content of the titanium-doped quartz glass can be, for example, of the order of about 6 to 10% by weight. The material of the tube section can be drawn from the same powder mixture, with which the capsule is filled later.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das titandotierte Quarzglas des den Rohrabschnitt umgebenden Substrats einen Fluor-Gehalt zwischen 0 ppm und 10000 ppm nach Gewicht auf. Durch die Dotierung mit Fluor kann ein titandotiertes Quarzglas erhalten werden, bei dem die Steigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur von 20°C auf z.B. weniger als 1,0 ppb/K2 oder weniger als 0,7 ppb/K2 reduziert wird, so dass ein solches Quarzglas für temperaturbedingte Längenänderungen besonders unempfindlich ist. Das Quarzglas kann ggf. auch mit anderen Stoffen als mit Fluor dotiert sein, um eine Verringerung der Steigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu erreichen.In another embodiment, the titanium-doped silica glass of the substrate surrounding the pipe section has a fluorine content of between 0 ppm and 10,000 ppm by weight. By doping with fluorine, a titanium-doped quartz glass can be obtained in which the slope of the thermal expansion coefficient at a temperature of 20 ° C, for example, less than 1.0 ppb / K 2 or less than 0.7 ppb / K 2 is reduced, so that such a quartz glass for temperature-induced changes in length is particularly insensitive. Optionally, the quartz glass may also be doped with materials other than fluorine in order to achieve a reduction in the coefficient of thermal expansion.
Bei einer weiteren Ausführungsform variiert die Nulldurchgangs-Temperatur in dem Substrat bis zu einem Abstand vom 3 cm von der Oberfläche räumlich um nicht mehr als 2,0 K, bevorzugt um nicht mehr als 1,0 K (im Absolutwert). Typischerweise beträgt somit die Schwankung der Nulldurchgangs-Temperatur um einen Mittelwert in dem betrachteten Volumen des Substrats nicht mehr als +/- 1,0 K, ggf. nicht mehr als +/- 2,0 K, wobei letzteres insbesondere bei einer geringen Steigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als ca. 1 ppb/K2 zulässig bzw. möglich ist. Die hohe räumliche Homogenität der Nulldurchgangs-Temperatur kann durch die weiter oben beschriebene Durchmischung des Pulvers vor der Verdichtung erreicht werden.In another embodiment, the zero crossing temperature in the substrate spatially varies by not more than 2.0 K, preferably not more than 1.0 K (in absolute value), to a distance of 3 cm from the surface. Typically, therefore, the fluctuation of the zero-crossing temperature around an average value in the considered volume of the substrate is not more than +/- 1.0 K, possibly not more than +/- 2.0 K, the latter especially at a low slope of the thermal expansion coefficient of less than about 1 ppb / K 2 is allowed or possible. The high spatial homogeneity of the zero-crossing temperature can be achieved by the above-described thorough mixing of the powder before compression.
Bei den weiter oben beschriebenen Beispielen wurden die Eigenschaften des Substrats aus titandotiertem Quarzglas außerhalb des Rohrabschnitts beschrieben. Der Rohrabschnitt selbst ist typischerweise ebenfalls aus titandotiertem Quarzglas gebildet, dessen Materialeigenschaften möglichst nahe an den Materialeigenschaften des diesen umgebenden Substrats liegen sollten. Beispielsweise sollte der Titan-Gehalt des Rohrabschnitts um nicht mehr als +/- 5 % (relative Prozent, d.h. keine Absolutschwankung) vom Titan-Gehalt des Substrat-Materials abweichen. Der Fluor-Gehalt (sofern vorhanden) sollte um nicht mehr als +/- 30 % (relative Prozent) vom Fluor-Gehalt des Substrat-Materials abweichen und auch der OH-Gehalt des ggf. mit Wasserstoff beladenen titandotierten Quarzglases sollte um nicht mehr als ca. +/- 10% (relative Prozent) vom OH-Gehalt des Substrat-Materials abweichen.In the examples described above, the properties of the titanium-doped silica glass substrate outside the pipe section were described. The pipe section itself is typically also formed of titanium-doped quartz glass whose material properties should be as close as possible to the material properties of the surrounding substrate. For example, the titanium content of the pipe section should not deviate from the titanium content of the substrate material by more than +/- 5% (relative percent, i.e., no absolute variation). The fluorine content (if present) should not deviate from the fluorine content of the substrate material by more than +/- 30% (relative percent), and the OH content of the titanium-doped quartz glass, which may be loaded with hydrogen, should not exceed about +/- 10% (relative percent) differ from the OH content of the substrate material.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Oberfläche des Substrats und der reflektierenden Beschichtung mindestens eine Polierschicht aus einem amorphen Material gebildet. Eine Polierschicht kann beispielsweise bei einem Kollektor-Spiegel zwischen die Gitterstruktur und die reflektierende Beschichtung eingebracht werden, damit die reflektierende Beschichtung auf die glatte Oberfläche der Polierschicht aufgebracht werden kann. Es versteht sich, dass eine solche Polierschicht auch bei einem optischen Element mit einem Substrat aus einem anderen Material, beispielsweise aus einer Glaskeramik, verwendet werden kann.In another embodiment, at least one polishing layer is formed of an amorphous material between the surface of the substrate and the reflective coating. For example, at a collector mirror, a polishing layer may be interposed between the grid structure and the reflective coating to allow the reflective coating to be applied to the smooth surface of the polishing layer. It is understood that such a polishing layer can also be used in an optical element having a substrate made of another material, for example a glass ceramic.
In einer Ausführungsform ist der Rohrabschnitt um nicht mehr als 10 mm von der Oberfläche beabstandet. Wie weiter oben beschrieben wurde, sollte der bzw. sollten die Rohrabschnitte möglichst nahe an der zu kühlenden bzw. zu temperierenden Oberfläche angeordnet sein, was durch die weiter oben beschriebene Herstellung durch mechanisches Verdichten und Sintern bzw. durch das heißisostatische Pressen erreicht werden kann.In one embodiment, the pipe section is spaced no more than 10 mm from the surface. As described above, the pipe sections should or should be arranged as close as possible to the surface to be cooled or tempered, which can be achieved by the production described above by mechanical compaction and sintering or by hot isostatic pressing.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Rohrabschnitt eine Querschnittsfläche von weniger als 20 mm2 auf. Wie weiter oben beschrieben wurde, können die Rohrabschnitte aufgrund der Herstellung durch mechanisches Verdichten und Sintern mit sehr kleinen Querschnittsflächen erzeugt werden. Auch ist die Querschnittsgeometrie nahezu frei wählbar, wobei bevorzugt eine kreisförmige Querschnittsgeometrie verwendet wird, bei welcher der Rohr-Innendurchmesser günstiger Weise bei weniger als ca. 5 mm liegt.In a further embodiment, the pipe section has a cross-sectional area of less than 20 mm 2 . As described above, due to manufacturing, the pipe sections can be produced by mechanical compacting and sintering with very small cross-sectional areas. Also is the Cross-sectional geometry almost freely selectable, wherein preferably a circular cross-sectional geometry is used, in which the tube inner diameter is favorably less than about 5 mm.
Durch die Verwendung von ggf. gebogenen Rohrabschnitten können durch die Strömung des Kühlfluids verursachte Vibrationen, so genannte „fluid-induced vibrations“, FIV, reduziert werden, da das Kühlfluid nicht um Ecken fließen muss bzw. es ist nicht erforderlich, zur Vermeidung der Vibrationen die Kühlleistung bzw. die Durchflussgeschwindigkeit des Kühlfluids zu reduzieren. Es kann günstig sein, wenn gezielt eine turbulente Strömung des Kühlfluids erzeugt wird, es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn das Kühlfluid eine laminare Strömung aufweist. Durch die Verwendung von Rohrabschnitten wird auch die Gefahr von Leckagen gegenüber auf herkömmliche Weise hergestellten Kühlkanälen reduziert, da die Rohrabschnitte typischerweise eine hohe Dichtheit aufweisen.By using possibly bent pipe sections, vibrations caused by the flow of the cooling fluid, so-called "fluid-induced vibrations", FIV, can be reduced because the cooling fluid does not have to flow around corners or it is not necessary to avoid the vibrations to reduce the cooling capacity or the flow rate of the cooling fluid. It can be favorable if a turbulent flow of the cooling fluid is generated in a targeted manner, but it can also be advantageous if the cooling fluid has a laminar flow. The use of pipe sections also reduces the risk of leakage compared to conventionally made cooling channels, as the pipe sections typically have a high degree of tightness.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Lithographiesystem, insbesondere eine EUV-Lithographieanlage, umfassend: mindestens ein optisches Element wie weiter oben beschrieben. Bei dem optischen Element kann es sich beispielsweise um einen Kollektor-Spiegel, einen Spiegel des Beleuchtungssystems oder um einen Spiegel der Projektionsoptik einer EUV-Lithographieanlage handeln, ggf. auch um so genannte grazing-incidence Spiegel. Es versteht sich aber, dass auch andere Bauteile einer Lithographieanlage, beispielsweise ein Tragrahmen zur Aufnahme von mechanischen Kräften oder ein Tragrahmen zur Halterung von Sensoren (engl. „sensor frame“), Facettenkühler oder Kühlkörper für derartige und andere Bauteile auf die weiter oben beschriebene Weise monolithisch hergestellt werden können.A further aspect of the invention relates to a lithography system, in particular an EUV lithography system, comprising: at least one optical element as described above. The optical element may be, for example, a collector mirror, a mirror of the illumination system or a mirror of the projection optics of an EUV lithography system, possibly also so-called grazing-incidence mirrors. However, it is understood that other components of a lithography system, such as a support frame for receiving mechanical forces or a support frame for holding sensors (English "sensor frame"), facet cooler or heat sink for such and other components in the manner described above monolithic can be produced.
Das Lithographiesystem kann (mindestens) einen Kühlkreislauf umfassen, der mit zwei Enden mindestens eines Rohrabschnitts verbunden ist, um den Rohrabschnitt mit einem Kühlfluid zu durchströmen. Der Kühlkreislauf weist zu diesem Zweck typischerweise mindestens eine Pumpe auf. Die von dem Kühlfluid aufgenommene Wärme wird in der Regel über einen oder über mehrere Wärmetauscher an die Umgebung abgeführt. Bei der Verwendung eines geeignet dimensionierten Kühlkreislaufs kann insbesondere erreicht werden, dass die Oberflächentemperatur des optischen Elements, insbesondere eines Spiegels für eine Projektionsoptik, im Betrieb der EUV-Lithographieanlage innerhalb des optisch genutzten Bereichs der Oberfläche, auf den die EUV-Strahlung auftrifft, im Wesentlichen konstant ist, d.h. um nicht mehr als +/- 1,0 K, um nicht mehr als +/- 0,5 K, ggf. um nicht mehr als +/-0,2 K oder um nicht mehr als +/- 0,1 K von einer Soll-Temperatur an der Oberfläche abweicht.The lithography system may include (at least) one cooling circuit connected to two ends of at least one pipe section for flowing the pipe section with a cooling fluid. The cooling circuit typically has at least one pump for this purpose. The heat absorbed by the cooling fluid is usually dissipated via one or more heat exchangers to the environment. When using a suitably dimensioned cooling circuit, it can be achieved, in particular, that the surface temperature of the optical element, in particular of a mirror for projection optics, substantially during operation of the EUV lithography system within the optically utilized area of the surface on which the EUV radiation impinges is constant, ie by no more than +/- 1.0 K, by no more than +/- 0.5 K, or by no more than +/- 0.2 K or by no more than +/- 0.1 K of deviates from a target temperature at the surface.
Ein solches EUV-Lithographiesystem, insbesondere eine solche Projektionsoptik, ermöglicht es, auch unmittelbar nach der Inbetriebnahme, d.h. während des Aufheizens der optischen Elemente auf die Betriebstemperatur (d.h. in den ersten Minuten nach dem Kaltstart) nur eine sehr geringe Änderung der Bildfehler bzw. Aberrationen der Projektionsoptik zu erzeugen.Such an EUV lithography system, in particular such a projection optics, makes it possible, even immediately after commissioning, i. during the heating of the optical elements to the operating temperature (i.e., in the first few minutes after the cold start) only a very small change in the aberrations of the projection optics to produce.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
-
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Kapsel mit einem in diese eingelegten Rohrabschnitt, der von einem pulverförmigen Füllmaterial umgeben wird, -
2a eine schematische Schnittdarstellung derKapsel von 1 in einem Ofen für einen heißisostatischen Pressvorgang, -
2b eine schematische Darstellung analog zu2a , bei der in die Kapsel ein Formkörper, dessen konvex gekrümmte Oberfläche an die konkav gekrümmte Oberfläche eines beim heißisostatischen Pressen hergestellten Spiegel-Substrats angepasst ist, sowie eine Verstärkungsstruktur eingebracht sind, -
3 eine schematische Darstellung einer EUV-Lithographieanlage, -
4 eine schematische Darstellung eines Kollektor-Spiegels für die EUV-Lithographieanlage von 3 , sowie -
5 eine schematische Darstellung eines Spiegels für ein Projektionsobjektiv der EUV-Lithographieanlage von 3 .
-
1 a schematic perspective view of a capsule with a tube inserted into this, which is surrounded by a powdery filler, -
2a a schematic sectional view of the capsule of1 in an oven for a hot isostatic pressing process, -
2 B a schematic representation analogous to2a in which a molded body, the convexly curved surface of which is adapted to the concavely curved surface of a mirror substrate produced by hot isostatic pressing, and a reinforcing structure are incorporated in the capsule, -
3 a schematic representation of an EUV lithography system, -
4 a schematic representation of a collector mirror for the EUV lithography of3 , such as -
5 a schematic representation of a mirror for a projection lens of the EUV lithography of3 ,
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.In the following description of the drawings, identical reference numerals are used for identical or functionally identical components.
In
Nach dem heißisostatischen Pressen wird die Kapsel
Während bei dem in
Wie in
Als pulverförmiges Füllmaterial
Alternativ zu der in
Bei dem strukturierten Objekt M kann es sich beispielsweise um eine reflektive Maske handeln, die reflektierende und nicht reflektierende oder zumindest weniger stark reflektierende Bereiche zur Erzeugung mindestens einer Struktur an dem Objekt M aufweist. Alternativ kann es sich bei dem strukturierten Objekt M um eine Mehrzahl von Mikrospiegeln handeln, welche in einer ein- oder mehrdimensionalen Anordnung angeordnet sind und welche gegebenenfalls um mindestens eine Achse bewegbar sind, um den Einfallswinkel der EUV-Strahlung
Das strukturierte Objekt M reflektiert einen Teil des Beleuchtungsstrahls
Im vorliegenden Beispiel weist das Projektionsobjektiv
Wie weiter oben beschrieben wurde, können mit einem Kühlfluid durchströmbare Bauteile auf unterschiedliche Weise in der EUV-Lithographieanlage
Der Kollektor-Spiegel
Der Kollektor-Spiegel
Auf die konkav gekrümmte Oberfläche
Zwischen der Oberfläche
Bei dem in
Bei dem in
Wie in
Die Rohrabschnitte
Wie in
Das Quarzglaspulver wurde bezüglich seiner Zusammensetzung, insbesondere hinsichtlich seines Ti-Gehalts, analysiert und es wurden Chargen mit jeweils unterschiedlichem Ti-Gehalt gebildet. Das als pulverförmiges Füllmaterial für die Herstellung des Substrats
Bei dem in
Durch die Möglichkeit der Durchmischung des Quarzglaspulvers vor der Herstellung des Substrats
Bei dem in
Bei dem in
Zwar hat es sich als günstig erwiesen, das Quarzglas-Substrat
Während des Betriebs der EUV-Lithographieanlage
Es versteht sich, dass auch andere Bauteile der EUV-Lithographieanlage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009039400 A1 [0005, 0072]DE 102009039400 A1 [0005, 0072]
- DE 102015210045 A1 [0006]DE 102015210045 A1 [0006]
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