DE102017221388A1 - Method for producing a component through which a cooling fluid can flow, optical element and EUV lithography system - Google Patents

Method for producing a component through which a cooling fluid can flow, optical element and EUV lithography system Download PDF

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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 DE 10 2009 039 400 A1 ist ein reflektives optisches Element zur Verwendung in einem EUV-System bekannt geworden, das einen Grundkörper aufweist, der zumindest teilweise aus einem Substratmaterial gefertigt ist, wobei in dem Grundkörper zumindest ein Kühlkanal angeordnet ist, der von einem Kühlmedium durchströmbar ist. Als Substratmaterial ist ein Material vorgesehen, welches eine Wärmeleitfähigkeit größer als 50 W/mK aufweist. Das reflektive optische Element umfasst eine Polierschicht, die auf dem Substratmaterial aufgebracht ist und die ein amorphes Material aufweist, welches mittels einer Politur bearbeitbar ist. Zur Herstellung des Grundkörpers aus einem Metall-Komposit-Substrat wird ein Rohr aus einem Werkstoff mit einer höheren Schmelztemperatur als der Substratwerkstoff beim Guss des Rohlings in eine Gussform eingesetzt und eingegossen, indem die Gussform mit Schmelze gefüllt wird. Ein solches Rohr kann beispielsweise aus Edelstahl, Nickel, einer Nickellegierung oder einem anderen Material gefertigt sein, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient möglichst nahe am thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Substratmaterials liegt.From the DE 10 2009 039 400 A1 is a reflective optical element for use in an EUV system has become known, which has a base body which is at least partially made of a substrate material, wherein in the base body at least one cooling channel is arranged, which is traversed by a cooling medium. As substrate material, a material is provided, which has a thermal conductivity greater than 50 W / mK. The reflective optical element comprises a polishing layer which is applied to the substrate material and which has an amorphous material which can be processed by means of a polish. To produce the base body from a metal composite substrate, a tube made of a material having a higher melting temperature than the substrate material is used in casting the blank into a casting mold and poured in by filling the casting mold with melt. Such a tube may for example be made of stainless steel, nickel, a nickel alloy or another material whose thermal expansion coefficient is as close as possible to the thermal expansion coefficient of the substrate material.

Aus der DE 10 2015 210 045 A1 sind ein Verfahren zum Herstellen eines Kühlkörpers und ein Kühlkörper für eine Lithographieanlage bekannt geworden. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: a) Anordnen eines Rohrs zum Leiten eines Kühlfluids zumindest teilweise in einer Form b) Umgeben eines innerhalb der Form angeordneten Teils des Rohrs mit Füllmaterial, und c) Verfestigen des Füllmaterials zum Bilden des Kühlkörpers. Das Füllmaterial kann beispielsweise als Granulat oder Pulver in die Form eingefüllt und in Schritt c) durch Sintern verfestigt werden.From the DE 10 2015 210 045 A1 For example, a method for producing a heat sink and a heat sink for a lithography system have become known. The method comprises the following steps: a) arranging a tube for conducting a cooling fluid at least partially in a mold b) surrounding a part of the tube arranged inside the mold with filling material, and c) solidifying the filling material to form the Heatsink. The filling material can be filled into the mold, for example as granules or powder, and solidified in step c) by sintering.

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 ρ λ (W/mK) E (GPa) CTE (10-6/K) SiSiC 3,05 160 - 200 280 - 420 2-3 Kupfer 8,92 400 100 - 130 16,5 Glidcop AL15 8,9 > 360 132 15,8 - 16,3 Aluminium 2,7 235 70 23,1 Glidcop AL25 8,86 344 130 16,6 AlMg5 (EN AW 5019) 2,64 110-140 70 24,1 Osprey CE11F 2,5 149 121 11,4 AlSiC 9 3,0 200 188 8,0 W80 Cu20 15,6 220 28C 8,3 Mo85 Cu15 10 160 230 6,2 AlMg4,5Mn0,7 (EN AW 5083) 2,66 110-140 7C 24,1 Invar 8 13 140 - 150 0,55 -1,7 ULE 2,2 1,31 67,6 0 Al2O3 3,8 20-30 350 8 ZrO2 2,7 2,5 250 11 AlN 3,3 200 320 5 Cordierit 2,6 3 70 1,7 Quarzglas 2,2 1,38 71 0,55 In one embodiment, the substrate is formed of a metal or a metal alloy, preferably of dispersion-hardened copper, or of a ceramic. As described above, such a substrate material can be used, for example, for producing a mirror for a beam generating system or an illumination system of an EUV lithography system. In particular, copper, especially dispersion-hardened copper, is well suited for the production of such a substrate, as shown in the following table, the density p, the thermal conductivity λ, the modulus of elasticity E and the coefficient of thermal expansion CTE can be found for different materials. In general, in the case of metals, naturally hard or dispersion-hardened alloys are to be preferred to the precipitation-hardened alloys. table ρ λ (W / mK) E (GPa) CTE (10 -6 / K) SiSiC 3.05 160-200 280 - 420 2-3 copper 8.92 400 100 - 130 16.5 Glidcop AL15 8.9 > 360 132 15.8 - 16.3 aluminum 2.7 235 70 23.1 Glidcop AL25 8.86 344 130 16.6 AlMg5 (EN AW 5019) 2.64 110-140 70 24.1 Osprey CE11F 2.5 149 121 11.4 AlSiC 9 3.0 200 188 8.0 W80 Cu20 15.6 220 28C 8.3 Mo85 Cu15 10 160 230 6.2 AlMg4.5Mn0.7 (EN AW 5083) 2.66 110-140 7C 24.1 Invar 8th 13 140 - 150 0.55-1.7 ULE 2.2 1.31 67.6 0 Al 2 O 3 3.8 20-30 350 8th ZrO 2 2.7 2.5 250 11 AlN 3.3 200 320 5 cordierite 2.6 3 70 1.7 quartz glass 2.2 1.38 71 0.55

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 der Kapsel von 1 in einem Ofen für einen heißisostatischen Pressvorgang,
  • 2b eine schematische Darstellung analog zu 2a, 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.
Embodiments are illustrated in the schematic drawing and will be explained in the following description. It shows
  • 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 of 1 in an oven for a hot isostatic pressing process,
  • 2 B a schematic representation analogous to 2a 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 of 3 , such as
  • 5 a schematic representation of a mirror for a projection lens of the EUV lithography of 3 ,

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 1 ist schematisch ein gekrümmter Rohrabschnitt 1 gezeigt, der in eine quaderförmige Kapsel 2 eingelegt wurde, an deren Oberseite eine Öffnung gebildet ist, um ein pulverförmiges Füllmaterial 3 in die Kapsel 2 einzufüllen, um den Rohrabschnitt 1 mit dem pulverförmigen Füllmaterial 3 zu umgeben. Die Kapsel 2 wird hierbei mit dem pulverförmigen Füllmaterial 3 vollständig aufgefüllt und nachfolgend mit einem (in 1 nicht gezeigten) Deckel verschlossen. Die Kapsel 2 besteht typischerweise aus einem metallischen Material und der Deckel, die Seitenwände und der Boden sind miteinander verschweißt, um die Kapsel 2 gasdicht abzuschließen. Die Kapsel 2 ist in der Art einer Dose ausgebildet, d.h. in gewissen Grenzen deformierbar. Die beiden Enden 4a, 4b, des Rohrabschnitts 1 ragen aus der Kapsel 2 heraus. Die Öffnungen in der Kapsel 2, an denen die beiden Enden 4a, 4b des Rohrabschnitts 1 nach außen geführt werden, sind abgedichtet, z.B. verschweißt oder auf andere Weise mit einer Dichtung versehen, so dass kein pulverförmiges Füllmaterial 3 aus der Kapsel 2 nach außen gelangen und keine Gase von außen in die Kapsel 2 gelangen können.In 1 is schematically a curved pipe section 1 shown in a cuboid capsule 2 was inserted, at the top of which an opening is formed to a powdery filler 3 in the capsule 2 fill in to the pipe section 1 with the powdery filler 3 to surround. The capsule 2 is here with the powdery filler 3 completely filled in and subsequently with a (in 1 not shown) lid closed. The capsule 2 It is typically made of a metallic material and the lid, the side walls and the bottom are welded together to form the capsule 2 complete gas-tight. The capsule 2 is designed in the manner of a can, ie deformable within certain limits. The two ends 4a . 4b , of the pipe section 1 stick out of the capsule 2 out. The openings in the capsule 2 where the two ends 4a . 4b of the pipe section 1 are guided to the outside, are sealed, eg welded or otherwise provided with a seal, so that no powdery filler 3 from the capsule 2 get outside and no gases from the outside into the capsule 2 can reach.

2a zeigt die Kapsel 2 von 1 in einem Heizofen bzw. in einer heißisostatischen Presse 5, welche einen konstanten, hohen Druck auf die Kapsel 2 und auf das in dieser befindliche Füllmaterial 3 ausübt, so dass dieses verdichtet wird und gleichzeitig aufgrund der hohen Temperatur von mehreren 100°C in der heißisostatischen Presse 5 ein Aufschmelzen bzw. Sintern des in der Kapsel 2 befindlichen Füllmaterials erfolgt. In der heißisostatischen Presse 5 ist typischerweise ein inertes Gas, beispielsweise Argon, eingebracht, welches den erforderlichen Druck auf die Kapsel 2 ausübt. 2a shows the capsule 2 from 1 in a heating oven or in a hot isostatic press 5 which gives a constant, high pressure on the capsule 2 and on the filling material located in this 3 exerts, so that this is compressed and at the same time due to the high temperature of several 100 ° C in the hot isostatic press 5 a melting or sintering of the capsule 2 located filling material takes place. In the hot isostatic press 5 Typically, an inert gas, such as argon, is introduced which provides the required pressure on the capsule 2 exercises.

Nach dem heißisostatischen Pressen wird die Kapsel 2 von dem verfestigten Füllmaterial getrennt. Das verfestigte Füllmaterial bildet ein Bauteil, welches mit einem Kühlfluid durchströmbar ist, da der in das monolithische Bauteil eingebettete Rohrabschnitt 1 mit einem Kühlfluid durchströmbar ist. Bei dem monolithischen Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Kühlkörper handeln, der z.B. über eine Wärmebrücke mit einem zu kühlenden Bauteil verbunden wird, oder auch um das zu kühlende Bauteil selbst bzw. um einen Teil des zu kühlenden Bauteils, insbesondere um ein Substrat für einen Spiegel, beispielsweise für einen EUV-Spiegel, wie weiter unten in Zusammenhang mit 4 und 5 näher beschrieben wird. In 2a ist aufgrund der Schnittdarstellung nur ein Ende 4a des Rohrabschnitts 1 zu sehen, es versteht sich aber, dass auch das zweite Ende 4b des Rohrabschnitts 1 aus der Kapsel 2 herausgeführt ist.After hot isostatic pressing, the capsule becomes 2 separated from the solidified filler. The solidified filler material forms a component which can be flowed through by a cooling fluid, since the pipe section embedded in the monolithic component 1 can flow through with a cooling fluid. The monolithic component may, for example, be a heat sink which is connected to a component to be cooled, for example via a thermal bridge, or else the component itself to be cooled or a part of the component to be cooled, in particular a substrate for one Mirror, for example, for an EUV mirror, as related to 4 and 5 will be described in more detail. In 2a is due to the sectional view only one end 4a of the pipe section 1 but it goes without saying that this is also the second end 4b of the pipe section 1 from the capsule 2 led out.

Während bei dem in 2a gezeigten Beispiel ein im Wesentlichen quaderförmiges Bauteil z.B. zur Herstellung eines Kühlkörpers erzeugt wird, soll bei dem in 2b gezeigten Beispiel ein Bauteil in Form eines Substrats 6 für einen Spiegel erzeugt werden, dessen der Strahlung zugewandte Oberfläche 7 eine stark konkave Krümmung aufweist. Um bereits beim heißisostatischen Pressen die Geometrie der Oberfläche 7 des herzustellenden Substrats 6 möglichst genau nachzubilden, ist in die Kapsel 2 eine Formkörper 8 eingebracht, welcher eine Oberfläche 9 aufweist, die an die Geometrie, genauer gesagt an die Krümmung der Oberfläche 7 des Substrats 6 angepasst ist, d.h. die Oberfläche 9 des Formkörpers 8 weist eine konvexe Krümmung mit einem Krümmungsradius auf, der mit der konkaven Krümmung der Oberfläche 7 des Substrats 6 übereinstimmt. Es versteht sich, dass auch bei einer nicht sphärisch, z.B. einer elliptisch gekrümmten Oberfläche 7 des Substrats 6 eine Oberfläche 9 des Formkörpers 8 mit einer entsprechend angepassten Geometrie vorgegeben werden kann, um ein Bauteil, im vorliegenden Fall ein Substrat 6 zu erhalten, dessen Geometrie möglichst gut mit der Endform des herzustellenden Bauteils übereinstimmt. Der Formkörper 8 verbindet sich nicht dauerhaft mit dem Substrat 6 und wird nach dem heißisostatischen Pressen entfernt.While at the in 2a As shown in the example shown, a substantially cuboidal component is produced, for example, for producing a heat sink, in the case of FIG 2 B shown example, a component in the form of a substrate 6 are generated for a mirror whose surface facing the radiation 7 has a strong concave curvature. Already at the hot isostatic pressing the geometry of the surface 7 of the substrate to be produced 6 as closely as possible, is in the capsule 2 a shaped body 8th introduced, which has a surface 9 that is due to the geometry, more specifically to the curvature of the surface 7 of the substrate 6 adjusted, ie the surface 9 of the molding 8th has a convex curvature with a radius of curvature that coincides with the concave curvature of the surface 7 of the substrate 6 matches. It is understood that even with a non-spherical, eg an elliptically curved surface 7 of the substrate 6 a surface 9 of the molding 8th can be specified with a correspondingly adapted geometry to a component, in the present case a substrate 6 to obtain whose geometry matches as well as possible with the final shape of the component to be produced. The molded body 8th does not permanently bond to the substrate 6 and is removed after hot isostatic pressing.

Wie in 2b ebenfalls zu erkennen ist, ist in die Kapsel 2 eine Verstärkungsstruktur 17 eingebracht, die im gezeigten Beispiel plattenförmig ausgebildet ist. An der Verstärkungsstruktur 17 ist der Rohrabschnitt 1 mit Hilfe von nicht bildlich dargestellten Klammern befestigt. Durch die Fixierung an der Verstärkungsstruktur 17 ist der Rohrabschnitt 1 beim heißisostatischen Pressen einer geringeren Verwindung ausgesetzt als dies ohne die Verstärkungsstruktur 17 der Fall wäre. Die Verstärkungsstruktur 17 ist im gezeigten Beispiel aus demselben Material gebildet wie das Substrat 6. Sie kann in einem vorausgehenden Schritt durch heißisostatisches Pressen oder auf konventionelle Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Gießen und/oder durch Walzen. Das Material der Verstärkungsstruktur 17 verbindet sich beim heißisostatischen Pressen dauerhaft mit dem pulverförmigen Füllmaterial 3 bzw. mit dem Substrat 6.As in 2 B It can also be seen in the capsule 2 a reinforcing structure 17 introduced, which is plate-shaped in the example shown. At the reinforcement structure 17 is the pipe section 1 fastened by means of unillustrated brackets. By fixing to the reinforcing structure 17 is the pipe section 1 subjected to less distortion in hot isostatic pressing than without the reinforcing structure 17 the case would be. The reinforcing structure 17 is formed in the example shown from the same material as the substrate 6 , It can be prepared in a preliminary step by hot isostatic pressing or in a conventional manner, for example by casting and / or by rolling. The material of the reinforcing structure 17 combines with the hot isostatic pressing permanently with the powdery filler 3 or with the substrate 6 ,

Als pulverförmiges Füllmaterial 3 kommen grundsätzlich alle Materialien in Frage, die sich heißisostatisch pressen lassen. Beispielsweise kann es sich bei dem pulverförmigen Füllmaterial 3 um ein Metallpulver oder um ein Keramikpulver handeln. Auch ein Glaspulver, beispielsweise ein Quarzglaspulver, speziell ein titandotiertes Quarzglaspulver, kann als pulverförmiges Füllmaterial 3 eingesetzt werden. Das Material des Rohrabschnitts 1 wird typischerweise auf das pulverförmige Füllmaterial 3 so abgestimmt, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des Rohrabschnitts 1 möglichst genau mit dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des pulverförmigen Füllmaterials 3 übereinstimmt. Da der thermische Ausdehnungskoeffizient von titandotiertem Quarzglas(-Pulver) und von Glaskeramiken stark von der thermischen Geschichte abhängig ist und durch Tempern eingestellt werden kann, ist es insbesondere bei titandotiertem Quarzglas vorteilhaft, wenn der Rohrabschnitt 1 aus derselben Pulvermischung hergestellt wird wie das pulverförmige Füllmaterial 3. As a powdery filler 3 In principle, all materials are considered that can be hot isostatically pressed. For example, it may be in the powdery filler 3 to act a metal powder or a ceramic powder. A glass powder, for example a quartz glass powder, especially a titanium-doped quartz glass powder, can also be used as powdered filler material 3 be used. The material of the pipe section 1 is typically applied to the powdery filler material 3 adjusted so that the thermal expansion coefficient of the material of the pipe section 1 as accurately as possible with the thermal expansion coefficient of the powdery filler 3 matches. Since the coefficient of thermal expansion of titanium-doped quartz glass (powder) and of glass ceramics is highly dependent on the thermal history and can be adjusted by tempering, it is particularly advantageous for titanium-doped quartz glass when the pipe section 1 is made of the same powder mixture as the powdery filler 3 ,

Alternativ zu der in 2a,b gezeigten Kapsel 2 in Form einer Dose kann die Kapsel 2 bei der Verwendung eines pulverförmigen Füllmaterials 3 aus Quarzglas auch durch Verglasen der Oberfläche 3a (vgl. 2a) des pulverförmigen Füllmaterials 3 gebildet werden. Zu diesem Zweck kann das in der Regel vorverdichtete pulverförmige Füllmaterial 3 durch Laserbeschuss oder durch ein kurzzeitiges Tempern in der heißisostatischen Presse 5 oder in einem anderen Ofen oberflächlich verglast werden.Alternatively to the in 2a capsule shown 2 in the form of a can, the capsule 2 when using a powdery filler 3 made of quartz glass also by vitrification of the surface 3a (see. 2a ) of the powdery filler 3 be formed. For this purpose, the usually precompressed powdery filler 3 by laser bombardment or by brief annealing in the hot isostatic press 5 or glazed on the surface in another oven.

3 zeigt stark schematisch ein EUV-Lithographiesystem in Form einer EUV-Lithographieanlage 101, in die Bauteile integriert werden können, die auf die weiter oben beschriebene Weise hergestellt wurden. Die EUV-Lithographieanlage 101 weist eine EUV-Lichtquelle 102 zur Erzeugung von EUV-Strahlung auf, die in einem EUV-Wellenlängenbereich unter 50 nm, insbesondere zwischen ca. 5 nm und ca. 15 nm, eine hohe Energiedichte aufweist. Die EUV-Lichtquelle 102 kann beispielsweise in Form einer Plasma-Lichtquelle zur Erzeugung eines laserinduzierten Plasmas oder als Synchrotron-Strahlungsquelle ausgebildet sein. Insbesondere im ersteren Fall kann wie in 3 gezeigt ist ein Kollektor-Spiegel 103 verwendet werden, um die EUV-Strahlung der EUV-Lichtquelle 102 zu einem Beleuchtungsstrahl 104 zu bündeln und auf diese Weise die Energiedichte weiter zu erhöhen. Der Beleuchtungsstrahl 104 dient zur Beleuchtung eines strukturierten Objekts M mittels eines Beleuchtungssystems 110, welches im vorliegenden Beispiel fünf reflektierende optische Elemente 112 bis 116 (Spiegel) aufweist. 3 shows very schematically an EUV lithography system in the form of an EUV lithography system 101 , can be integrated into the components that were prepared in the manner described above. The EUV lithography system 101 has an EUV light source 102 for generating EUV radiation having a high energy density in an EUV wavelength range below 50 nm, in particular between about 5 nm and about 15 nm. The EUV light source 102 For example, it may be in the form of a plasma light source for generating a laser-induced plasma or as a synchrotron radiation source. Especially in the former case, as in 3 shown is a collector mirror 103 used to monitor the EUV radiation of the EUV light source 102 to a lighting beam 104 to bundle and thus increase the energy density further. The lighting beam 104 serves to illuminate a structured object M by means of a lighting system 110 , which in the present example five reflective optical elements 112 to 116 (Mirror).

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 104 auf den jeweiligen Spiegel einzustellen.The structured object M may be, for example, a reflective mask which has reflective and non-reflective or at least less highly reflective regions for generating at least one structure on the object M. Alternatively, the structured object M may be a plurality of micromirrors which are arranged in a one-dimensional or multidimensional arrangement and which are optionally movable about at least one axis by the angle of incidence of the EUV radiation 104 to adjust to the respective mirror.

Das strukturierte Objekt M reflektiert einen Teil des Beleuchtungsstrahls 104 und formt einen Projektionsstrahlengang 105, der die Information über die Struktur des strukturierten Objekts M trägt und der in ein Projektionsobjektiv 120 eingestrahlt wird, welches eine Abbildung des strukturierten Objekts M bzw. eines jeweiligen Teilbereichs davon auf einem Substrat W erzeugt. Das Substrat W, beispielsweise ein Wafer, weist ein Halbleitermaterial, z.B. Silizium, auf und ist auf einer Halterung angeordnet, welche auch als Wafer-Stage WS bezeichnet wird.The structured object M reflects a part of the illumination beam 104 and forms a projection beam path 105 that carries the information about the structure of the structured object M and that in a projection lens 120 is irradiated, which generates an image of the structured object M or of a respective subregion thereof on a substrate W. The substrate W, for example a wafer, has a semiconductor material, for example silicon, and is arranged on a holder, which is also referred to as a wafer stage WS.

Im vorliegenden Beispiel weist das Projektionsobjektiv 120 sechs reflektive optische Elemente 121 bis 126 (Spiegel) auf, um ein Bild der an dem strukturierten Objekt M vorhandenen Struktur auf dem Wafer W zu erzeugen. Typischerweise liegt die Zahl der Spiegel in einem Projektionsobjektiv 120 zwischen vier und acht, gegebenenfalls können aber auch nur zwei Spiegel verwendet werden.In the present example, the projection lens points 120 six reflective optical elements 121 to 126 (Mirror) to form an image of the structure on the structured object M on the wafer W. Typically, the number of mirrors is in a projection lens 120 between four and eight, but if necessary only two mirrors can be used.

Wie weiter oben beschrieben wurde, können mit einem Kühlfluid durchströmbare Bauteile auf unterschiedliche Weise in der EUV-Lithographieanlage 101 eingesetzt werden. Neben der Verwendung als Kühlkörper z.B. für den Kollektor-Spiegel 103, für die Spiegel 112 bis 116 des Beleuchtungssystems 110 oder für die Spiegel 121 bis 126 des Projektionsobjektivs 120 können auch die Spiegel 103, 112 bis 116, 121 bis 126 selbst, genauer gesagt deren Substrate, als mit einem Kühlfluid durchströmbare Bauteile ausgebildet werden, wie nachfolgend anhand des in 4 dargestellten Kollektor-Spiegels 103 erläutert wird.As described above, components that can be flowed through with a cooling fluid can be used in different ways in the EUV lithography system 101 be used. In addition to use as a heat sink eg for the collector mirror 103 , for the mirrors 112 to 116 of the lighting system 110 or for the mirrors 121 to 126 of the projection lens 120 can also use the mirrors 103 . 112 to 116 . 121 to 126 themselves, more precisely their substrates, are formed as components through which a cooling fluid can flow, as described below with reference to FIG 4 illustrated collector mirror 103 is explained.

Der Kollektor-Spiegel 103 weist ein Substrat 6 auf, welches auf die in Zusammenhang mit 2b beschriebene Weise durch heißisostatisches Pressen erzeugt wurde und welches eine monolithische Einheit mit einer Mehrzahl von Rohrabschnitten 1 bildet, die in 4 in einer regelmäßigen Anordnung dargestellt sind, die aber selbstverständlich auch in einer anderen Weise in dem Substrat 6 angeordnet werden können.The collector mirror 103 has a substrate 6 on which in connection with 2 B described manner was produced by hot isostatic pressing and which is a monolithic unit with a plurality of pipe sections 1 that forms in 4 are shown in a regular arrangement, but of course in a different way in the substrate 6 can be arranged.

Der Kollektor-Spiegel 103 weist eine hochreflektierende Mehrlagen-Beschichtung 10 mit alternierenden Einzelschichten aus Silizium und Molybdän auf, um EUV-Strahlung 11 bei einer Nutzwellenlänge im Bereich von ca. 13,5 nm zu reflektieren. In Abhängigkeit von der verwendeten Nutzwellenlänge sind andere Materialkombinationen wie z.B. Molybdän und Beryllium, Ruthenium und Beryllium oder Lanthan und B4C als Schichtmaterialien ebenfalls möglich. Die reflektierende Mehrlagen-Beschichtung 10 weist eine (nicht dargestellte) Deckschicht auf, die aus einem Metall, z.B. aus Ruthenium, oder aus einem Metalloxid gebildet sein kann. The collector mirror 103 has a highly reflective multilayer coating 10 with alternating single layers of silicon and molybdenum on to EUV radiation 11 at a useful wavelength in the range of about 13.5 nm. Depending on the useful wavelength used, other material combinations such as molybdenum and beryllium, ruthenium and beryllium or lanthanum and B 4 C are also possible as layer materials. The reflective multi-layer coating 10 has a cover layer (not shown), which may be formed of a metal, eg of ruthenium, or of a metal oxide.

Auf die konkav gekrümmte Oberfläche 7 des Substrats, die beispielsweise einen Ausschnitt eines Rotationsellipsoids oder eines Rotationsparaboloids bilden kann, um die von der EUV-Lichtquelle 102 (vgl. 3) ausgehende EUV-Strahlung 11 zu bündeln, ist bei dem in 4 gezeigten Beispiel eine metallische Schicht 12 aus Silber aufgebracht, die zur Verbesserung der Wasserstoffresistenz des Substrats 6 dienen kann, sowie ggf. ohne Haftvermittler auf dem Material des Substrats 6 haftet, beispielsweise wenn das Substrat 6 aus SiSiC gebildet ist. In die metallische Schicht 12 ist eine Gitterstruktur in Form eines Beugungsgitters 13 eingeformt, welches dazu dient, von der EUV-Lichtquelle 102 ausgehende IR-Strahlung 14, die beispielsweise eine Wellenlänge von ca. 10,6 µm aufweisen kann, in höhere Beugungsordnungen zu streuen, so dass ein möglichst geringer Anteil der IR-Strahlung 14 an dem Kollektor-Spiegel 103 reflektiert wird und über den Beleuchtungsstrahl 104 in das Beleuchtungssystem 110 eingestrahlt wird.On the concavely curved surface 7 of the substrate, which may, for example, form a section of an ellipsoid of revolution or of a paraboloid of revolution to that of the EUV light source 102 (see. 3 ) outgoing EUV radiation 11 to bundle is at the in 4 shown example, a metallic layer 12 made of silver, which helps to improve the hydrogen resistance of the substrate 6 can serve, and optionally without adhesion promoter on the material of the substrate 6 adheres, for example, when the substrate 6 is formed of SiSiC. In the metallic layer 12 is a lattice structure in the form of a diffraction grating 13 formed, which serves, from the EUV light source 102 outgoing IR radiation 14 , which may for example have a wavelength of about 10.6 microns, to scatter in higher diffraction orders, so that the smallest possible proportion of the IR radiation 14 at the collector mirror 103 is reflected and over the illumination beam 104 in the lighting system 110 is irradiated.

Zwischen der Oberfläche 7 des Substrats 6 und der reflektierenden Beschichtung 10 ist bei dem in 4 gezeigten Beispiel eine Polierschicht 15 aus amorphem Silizium gebildet, die gleichzeitig als Haftvermittlerschicht dient. Alternativ kann die Polierschicht 15 ein anderes amorphes Material aufweisen, welches mittels einer Politur bearbeitbar ist, beispielsweise ein Material welches ausgewählt ist aus der Gruppe: amorphes Siliziummonoxid, amorphes Siliziumdioxid oder Nickel, vgl. auch die DE 10 2009 039 400 A1 . Die Polierschicht 15 ermöglicht es, die Rauheit, die durch die Körnigkeit des Materials der Gitterstruktur 13 und durch den Bearbeitungsprozess hervorgerufen wird, unter Erhaltung der Gitterstruktur 13 zu verringern. Anders als dies in 4 vereinfachend dargestellt ist, wird die reflektierende Beschichtung 10 auf die glatte Oberseite der Polierschicht 15 unter Erhaltung der Gitterstruktur 13 aufgebracht. Gegebenenfalls kann auf die Polierschicht 15 und/oder auf die metallische Schicht 12 verzichtet werden. In letzterem Fall wird die Gitterstruktur 13 bzw. das Beugungsgitter direkt an der Oberseite 7 des Substrats 6 eingeformt. Alternativ kann die Gitterstruktur 13 auch beim heißisostatischen Pressen eingeprägt werden, wenn ein Formkörper 8 mit einer der Gitterstruktur 13 entsprechenden bzw. zu dieser komplementären Struktur in die Kapsel 2 eingelegt wird, der später entfernt, beispielsweise weggeätzt wird.Between the surface 7 of the substrate 6 and the reflective coating 10 is at the in 4 example shown a polishing layer 15 formed from amorphous silicon, which also serves as a primer layer. Alternatively, the polishing layer 15 have another amorphous material which can be processed by means of a polish, for example a material which is selected from the group: amorphous silicon monoxide, amorphous silicon dioxide or nickel, cf. also the DE 10 2009 039 400 A1 , The polishing layer 15 allows the roughness caused by the graininess of the material of the lattice structure 13 and caused by the machining process while preserving the lattice structure 13 to reduce. Other than this in 4 is simplified, the reflective coating 10 on the smooth top of the polishing layer 15 while preserving the lattice structure 13 applied. Optionally, the polishing layer 15 and / or on the metallic layer 12 be waived. In the latter case, the grid structure becomes 13 or the diffraction grating directly at the top 7 of the substrate 6 formed. Alternatively, the grid structure 13 are also impressed in the hot isostatic pressing, if a molding 8th with one of the grid structure 13 corresponding or complementary to this structure in the capsule 2 is inserted, which is later removed, for example, etched away.

Bei dem in 4 gezeigten Beispiel sind in das monolithische Substrat 6 mehrere Rohrabschnitte 1 aus Kupfer eingebracht. Das Substrat 6 selbst ist aus dispersionsgehärtetem Kupfer gebildet, welches Nanopartikel aus Al2O3 enthält und beispielsweise unter den Handelsnamen Glidcop® AL-15 oder AL-25 angeboten wird. Der thermische Ausdehnungskoeffizient von Glidcop® ist ähnlich wie bei reinem Kupfer dieses Material weist mehr als ca. 92% der Wärmeleitfähigkeit von reinem Kupfer auf. Vorteilhaft ist die Verwendung der Variante Glidcop® LOX, da dieses Material resistent gegen Wasserstoff-Versprödung ist. Das Substrat 6 kann alternativ aus einem anderen metallischen Material oder aus einer Keramik, beispielsweise aus SiSiC, gebildet sein, wobei SiSiC eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit als (dispersionsgehärtetes) Kupfer aufweist, was die Wärmeabfuhr erschwert.At the in 4 Example shown are in the monolithic substrate 6 several pipe sections 1 made of copper. The substrate 6 itself is formed from dispersion-hardened copper containing nanoparticles of Al 2 O 3 and, for example, under the trade name Glidcop® AL 15 or AL- 25 is offered. The coefficient of thermal expansion of Glidcop® is similar to that of pure copper, this material has more than about 92% of the thermal conductivity of pure copper. Advantageous is the use of the variant Glidcop® LOX, since this material is resistant to hydrogen embrittlement. The substrate 6 may alternatively be formed from another metallic material or from a ceramic, for example from SiSiC, wherein SiSiC has a significantly lower thermal conductivity than (dispersion-hardened) copper, which makes the heat removal more difficult.

Bei dem in 4 gezeigten Beispiel ist das monolithische Substrat 6 Teil eines Grundkörpers 16 des Kollektor-Spiegels 103, der auch eine Verstärkungsstruktur 17 aufweist, die im gezeigten Beispiel aus einer gewalzten Kupferlegierung besteht, bei der es sich ebenfalls um Glidcop® handeln kann. Die Verwendung einer Verstärkungsstruktur 17 aus einer gewalzten Kupferlegierung bietet den Vorteil, dass diese den gleichen bzw. einen ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist wie das Substrat 6, so dass sich nur geringe Verformungen bei Temperaturänderungen ergeben. Die Verstärkungsstruktur 17 kann auf eine grundsätzlich beliebige Weise mit dem Substrat 6, genauer gesagt mit dessen Rückseite 18, verbunden werden, beispielsweise durch Löten, Schweißen, Kleben, Schrauben oder Nieten.At the in 4 The example shown is the monolithic substrate 6 Part of a body 16 of the collector mirror 103 that also has a reinforcing structure 17 has, in the example shown consists of a rolled copper alloy, which may also be Glidcop®. The use of a reinforcing structure 17 From a rolled copper alloy offers the advantage that it has the same or a similar coefficient of thermal expansion as the substrate 6 , so that only small deformations result from temperature changes. The reinforcing structure 17 can in a basically arbitrary way with the substrate 6 , more precisely with its back 18 be connected, for example, by soldering, welding, gluing, screwing or riveting.

Wie in 4 ebenfalls zu erkennen ist, weisen die Rohrabschnitte 1 eine vergleichsweise kleine Querschnittsfläche Q von weniger als ca. 20 mm2 auf, d.h. der Durchmesser der Rohrabschnitte 1 liegt bei etwas weniger als ca. 5 mm. Die Mitten der Rohrabschnitte 1 sind bei dem in 4 gezeigten Beispiel in einem konstanten Abstand A1 von der Oberfläche 7 des Substrats 6 angeordnet, wobei A1 = 3 mm gilt. Ein möglichst geringer Abstand A1 der Rohrabschnitte 1 von der Oberfläche 7 hat sich als günstig erwiesen, wobei die Rohrabschnitte 1 mit einem Teil ihrer Rohrwandung auf weniger als den Abstand A1 von 3 mm an die Oberfläche 7 heranreichen.As in 4 can also be seen, have the pipe sections 1 a comparatively small cross-sectional area Q of less than about 20 mm 2 , ie the diameter of the pipe sections 1 is a little less than about 5 mm. The centers of the pipe sections 1 are at the in 4 shown example at a constant distance A1 from the surface 7 of the substrate 6 arranged, where A1 = 3 mm applies. The smallest possible distance A1 of the pipe sections 1 from the surface 7 has proven to be favorable, with the pipe sections 1 with a part of its pipe wall to less than the distance A1 of 3 mm to the surface 7 come close.

Die Rohrabschnitte 1 sind bei dem in 4 gezeigten Beispiel um nicht mehr als einen Abstand A2 von 10 mm von der Oberfläche 7 des Substrats 6 beabstandet. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist es günstig, wenn die Rohrabschnitte 1 möglichst nahe an die zu kühlende Oberfläche 7 heranreichen, um eine effektive Kühlung zu ermöglichen. Das monolithische Substrat 6 selbst erstreckt sich im gezeigten Beispiel über einen Abstand A3 von ca. 3 cm von der Oberfläche 7 hinaus. Das Substrat 6 weist in seinem Randbereich einer geringfügig größere Dicke auf als in der Mitte, um eine plane Rückseite 18 zu bilden und auf diese Weise die Befestigung an der gewalzten Verstärkungsstruktur 17 zu vereinfachen. Zur Verringerung der Masse des Kollektor-Spiegels 103 können ggf. Sackbohrungen oder Rippen an der Rückseite 18 des Substrats 6 sowie ggf. an dessen umlaufender Seitenwand angebracht werden, beispielsweise durch Fräsen oder Erodieren nach dem heißisostatischen Pressen oder durch die Verwendung eines geeigneten Formkörpers, der vor dem heißisostatischen Pressen in die Kapsel 2 eingelegt wird, oder indem eine Verstärkungsstruktur 17 in Form eines Hohlkörpers, der eine Verbindung zur Außenseite der Kapsel 2 aufweist und der sich dauerhaft mit dem Substrat 6 verbindet, in die Kapsel 2 eingelegt wird. The pipe sections 1 are at the in 4 shown by no more than a distance A2 of 10 mm from the surface 7 of the substrate 6 spaced. As described above, it is beneficial if the pipe sections 1 as close as possible to the surface to be cooled 7 reach to allow effective cooling. The monolithic substrate 6 itself extends in the example shown over a distance A3 of about 3 cm from the surface 7 out. The substrate 6 has a slightly greater thickness in its edge region than in the middle to a flat back 18 to form and in this way the attachment to the rolled reinforcing structure 17 to simplify. To reduce the mass of the collector mirror 103 may have blind holes or ribs on the back 18 of the substrate 6 and optionally attached to its peripheral side wall, for example, by milling or erosion after the hot isostatic pressing or by the use of a suitable shaped body before the hot isostatic pressing into the capsule 2 is inserted, or by a reinforcing structure 17 in the form of a hollow body, which connects to the outside of the capsule 2 and that is permanently attached to the substrate 6 connects, into the capsule 2 is inserted.

Wie in 4 und ebenfalls in 2b angedeutet ist, ist an der Innenseite 1a der Rohrabschnitte 1 aus Kupfer eine Auskleidung 19 angebracht, die aus einem metallischen Material, im gezeigten Beispiel aus Aluminium, besteht. Alternativ kann an der Innenseite 1a des Rohrabschnitts 1 auch ein anderes metallisches Material oder (nach dem heißisostatischen Pressen) ein Kunststoffüberzug oder ein Liner aus einem Kunststoffschlauch angebracht sein. Alternativ können als Auskleidung an der Innenseite 1a der Rohrabschnitte 1 - typischerweise vor dem heißisostatischen Pressen - auch Rohre aus Edelstahl oder aus Aluminium eingebracht werden. Um zu vermeiden, dass diese Rohre bei Temperaturänderungen des Substrats 6 zu Spannungen führen, können dünne, ggf. gewellte Rohre verwendet werden.As in 4 and also in 2 B is indicated on the inside 1a the pipe sections 1 made of copper a lining 19 attached, which consists of a metallic material, in the example shown of aluminum. Alternatively, on the inside 1a of the pipe section 1 another metallic material or (after the hot isostatic pressing) a plastic coating or a liner made of a plastic tube may be attached. Alternatively, as a lining on the inside 1a the pipe sections 1 - Typically, before hot isostatic pressing - pipes made of stainless steel or aluminum are introduced. To avoid getting these tubes in case of temperature changes of the substrate 6 lead to tensions, thin, possibly corrugated pipes can be used.

5 zeigt beispielhaft den ersten EUV-Spiegel 121 des Projektionssystems 120, der ebenfalls ein Substrat 6 aufweist, das durch mechanisches Verdichten und Sintern hergestellt wurde. Das Substrat 6 ist bei dem in 5 gezeigten Beispiel aus titandotiertem Quarzglas gebildet, wobei der Titan-Gehalt bei ca. 7 % liegt. Zur Herstellung des Substrats 6 wurde ein titandotiertes Quarzglaspulver verwendet. Bei der Herstellung des Quarzglaspulvers durch Direktabscheidung wird das Quarzglaspulver durch die Zerkleinerung eines porösen, massiven Glaskörpers erzeugt. Bei der Herstellung des Quarzglaspulvers in einem Soot-Prozess kann für den Fall, dass die Flamme nicht auf ein Target gerichtet ist, sondern in einer großen Kammer brennt, an den Wänden der Kammer unmittelbar loses Quarzglaspulver abgeschieden werden, das nur noch von den Wänden der Kammer abgefegt werden muss. 5 shows by way of example the first EUV level 121 of the projection system 120 , which is also a substrate 6 which has been produced by mechanical compacting and sintering. The substrate 6 is at the in 5 formed example of titanium-doped quartz glass, wherein the titanium content is about 7%. For the preparation of the substrate 6 a titanium-doped quartz glass powder was used. In the production of the quartz glass powder by direct deposition, the quartz glass powder is produced by crushing a porous, solid glass body. In the production of the quartz glass powder in a soot process, in the event that the flame is not aimed at a target but burns in a large chamber, directly on the walls of the chamber immediately loose quartz glass powder can be deposited, which only from the walls of the Chamber must be swept.

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 6 verwendete Quarzglas-Pulver wurde dann aus verschiedenen Chargen so zusammengemischt, dass sich der gewünschte Titan-Gehalt einstellt. Eine mechanische Durchmischung von einer oder mehreren Pulverchargen sorgt für eine gute Homogenität des aus dem Quarzglaspulver erhaltenen Substrats 6.The quartz glass powder was analyzed for its composition, particularly in terms of its Ti content, and batches each having different Ti content were formed. As a powdery filler for the production of the substrate 6 Quartz glass powders used were then mixed together from different batches to set the desired titanium content. A mechanical mixing of one or more powder lots ensures good homogeneity of the substrate obtained from the quartz glass powder 6 ,

Bei dem in 5 gezeigten Beispiel weist das Substrat 6 (außerhalb der Rohrabschnitte 1) einen temperaturabhängigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten CTE mit einer Nulldurchgangs-Temperatur Tzc in einem Temperaturbereich zwischen 20°C und 70°C auf, wobei eine Steigung ΔCTE/ΔT des thermischen Ausdehnungskoeffizienten CTE des titandotierten Quarzglases bei einer Temperatur von 22°C bei weniger als 1,7 ppb/K2, günstiger Weise bei weniger als 1,4 ppb/K2, insbesondere bei weniger als 1,0 ppb/K2, idealer Weise bei weniger als 0,7 ppb/K2 liegt. Besonders geringe Werte der Steigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten ΔCTE/ΔT des titandotierten Quarzglases von typischerweise weniger als ca. 1,0 ppb/K2 lassen sich erhalten, wenn das Quarzglas zusätzlich mit Fluor dotiert ist. Der Fluor-Gehalt des Quarzglases des Substrats 6 kann beispielsweise zwischen 0 ppm und 10000 ppm nach Gewicht liegen.At the in 5 The example shown has the substrate 6 (outside the pipe sections 1 ) a temperature-dependent coefficient of thermal expansion CTE with a zero-crossing temperature Tzc in a temperature range between 20 ° C and 70 ° C, wherein a slope .DELTA.CTE / .DELTA.T of the thermal expansion coefficient CTE of the titanium-doped quartz glass at a temperature of 22 ° C at less than 1, 7 ppb / K 2 , favorably less than 1.4 ppb / K 2 , in particular less than 1.0 ppb / K 2 , ideally less than 0.7 ppb / K 2 . Particularly small values of the slope of the thermal expansion coefficient ΔCTE / ΔT of the titanium-doped quartz glass of typically less than about 1.0 ppb / K 2 can be obtained if the quartz glass is additionally doped with fluorine. The fluorine content of the quartz glass of the substrate 6 For example, it may be between 0 ppm and 10,000 ppm by weight.

Durch die Möglichkeit der Durchmischung des Quarzglaspulvers vor der Herstellung des Substrats 6 durch mechanisches Verdichten und Sintern kann der Titan-Gehalt sehr genau eingestellt werden, so dass die Nulldurchgangs-Temperatur Tzc in dem Substrat 6 bis zu einem Abstand A3 vom 3 cm von der Oberfläche 7 räumlich um nicht mehr als +/- 2,0 K, bevorzugt um nicht mehr als +/- 1,0 K, variiert.By the possibility of mixing the quartz glass powder before the production of the substrate 6 By mechanical compaction and sintering, the titanium content can be adjusted very accurately, so that the zero-crossing temperature Tzc in the substrate 6 up to a distance A3 of 3 cm from the surface 7 spatially by not more than +/- 2.0 K, preferably by not more than +/- 1.0 K, varies.

Bei dem in 5 gezeigten Beispiel sind die Rohrabschnitte 1 ebenfalls aus titandotiertem Quarzglas gebildet, dessen Eigenschaften, beispielsweise dessen Titan-Gehalt, möglichst gut mit den Eigenschaften des titandotierten Quarzglases des Substrats 6 außerhalb der Rohrabschnitte 1 übereinstimmen sollten. Die Rohrabschnitte 1 aus titandotiertem Quarzglas können beispielsweise als gezogene und geformte Rohre ausgebildet sein. Der Titan-Gehalt der Rohrabschnitte 1 sollte um nicht mehr als +/- 5 % vom Titan-Gehalt des Substrat-Materials abweichen. Der Fluor-Gehalt (sofern vorhanden) sollte um nicht mehr als +/- 30 % vom Fluor-Gehalt des Substrats 6 abweichen und auch der OH-Gehalt des typischerweise mit Wasserstoff beladenen titandotierten Quarzglases der Rohrabschnitte 1 sollte um nicht mehr als ca. +/- 10% vom OH-Gehalt des Substrats 6 abweichen.At the in 5 Example shown are the pipe sections 1 likewise formed from titanium-doped quartz glass whose properties, for example its titanium content, are as good as possible with the properties of the titanium-doped quartz glass of the substrate 6 outside the pipe sections 1 should match. The pipe sections 1 Of titanium-doped quartz glass may be formed, for example, as drawn and shaped tubes. The titanium content of the pipe sections 1 should not exceed +/- 5% of the titanium content of the Differ substrate material. The fluorine content (if any) should not exceed +/- 30% of the fluorine content of the substrate 6 differ and also the OH content of the typically loaded with hydrogen titanium-doped quartz glass of the pipe sections 1 should not exceed about +/- 10% of the OH content of the substrate 6 differ.

Bei dem in 5 gezeigten Beispiel besteht der Grundkörper des Spiegels 121 nur aus dem monolithischen Substrat 6. Es versteht sich, dass ähnlich wie weiter oben im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurde das Substrat 6 mit einer Verstärkungsstruktur aus einem zu diesem Zweck geeigneten Material verbunden werden kann.At the in 5 The example shown is the main body of the mirror 121 only from the monolithic substrate 6 , It is understood that similar to above related 4 the substrate was described 6 can be connected to a reinforcing structure of a suitable material for this purpose.

Zwar hat es sich als günstig erwiesen, das Quarzglas-Substrat 6 mit Hilfe des weiter oben beschriebenen heißisostatischen Pressens herzustellen, es ist aber alternativ auch möglich, das Substrat 6 mittels eines Verfahrens herzustellen, bei dem das Verdichten und das Sintern in zwei zeitlich aufeinander folgenden Schritten erfolgt. Beispielsweise kann das Quarzglaspulver durch uniaxiales Pressen, kaltisostatisches Pressen, Aufschwemmen, Gießen in Form oder 3D-Druck und nachfolgendes Trocken in eine Form gebracht werden, die der Endform des Substrats 6 ähnelt. Diese Form kann dann unter Schrumpf zu einem massiven Glaskörper gesintert werden.Although it has proved to be favorable, the quartz glass substrate 6 with the aid of the above-described hot isostatic pressing, but it is alternatively possible, the substrate 6 by means of a method in which compacting and sintering take place in two successive steps. For example, the uniaxial pressing, cold isostatic pressing, flooding, casting in the mold or 3D printing and subsequent drying, the quartz glass powder can be brought into a shape corresponding to the final shape of the substrate 6 similar. This form can then be sintered to a solid glass body while shrinking.

Während des Betriebs der EUV-Lithographieanlage 101, ggf. auch während der Betriebspausen, wird durch die Rohrabschnitte 1 ein Kühlfluid 20 geleitet, wie dies in 5 angedeutet ist. Bei dem Kühlfluid 20 kann es sich beispielsweise um Wasser oder um eine andere geeignete Kühlflüssigkeit handeln. Das Kühlfluid 20 kann dem jeweiligen Rohrabschnitt 1 über ein Ende 4a zugeführt und an dem anderen Ende 4b des Rohrabschnitts 1 abgeführt werden. Zu diesem Zweck können die Enden 4a, 4b der Rohrabschnitte 1 beispielsweise mit direkt angelöteten oder geschweißten metallischen Bälgen oder Flanschen verbunden werden. An den Enden 4a, 4b der Rohrabschnitte 1 können auch plan gefräste Dichtflächen gebildet werden, an die mit Hilfe von O-Ringen angeflanscht werden kann.During operation of the EUV lithography system 101 , possibly even during breaks, is through the pipe sections 1 a cooling fluid 20 directed, like this in 5 is indicated. In the cooling fluid 20 it may, for example, be water or another suitable cooling fluid. The cooling fluid 20 can the respective pipe section 1 over an end 4a fed and at the other end 4b of the pipe section 1 be dissipated. For this purpose, the ends 4a . 4b the pipe sections 1 For example, be connected to directly soldered or welded metallic bellows or flanges. At the ends 4a . 4b the pipe sections 1 It is also possible to form flat milled sealing surfaces, to which flanges can be flanged using O-rings.

Es versteht sich, dass auch andere Bauteile der EUV-Lithographieanlage 101 mit einem monolithischen Substrat 6 ausgestattet werden oder mit einem monolithischen Kühlkörper versehen werden können, der auf die weiter oben beschriebene Weise hergestellt wurde. Bei diesen Bauteilen kann es sich beispielsweise um Tragrahmen zur Aufnahme von mechanischen Kräften oder zur Halterung von Sensoren, Facettenkühler, grazing-incidence Spiegel, etc. handeln.It is understood that other components of the EUV lithography system 101 with a monolithic substrate 6 be equipped or provided with a monolithic heat sink, which was prepared in the manner described above. These components may be, for example, support frames for receiving mechanical forces or for holding sensors, facet coolers, grazing-incidence mirrors, etc.

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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]

Claims (22)

Verfahren zum Herstellen eines mit einem Kühlfluid (20) durchströmbaren Bauteils (6) für ein Lithographiesystem (101), umfassend die Schritte: Umgeben eines innerhalb einer Kapsel (2) angeordneten, mit dem Kühlfluid (20) durchströmbaren Rohrabschnitts (1) mit einem pulverförmigen Füllmaterial (3), wobei mindestens ein Ende (4a, 4b) des Rohrabschnitts (1) aus der Kapsel (2) herausragt, sowie Herstellen des Bauteils (6) durch heißisostatisches Pressen des in der Kapsel (2) angeordneten pulverförmigen Füllmaterials (3).Method for producing a component (6) for a lithography system (101) through which a cooling fluid (20) can flow, comprising the steps: Surrounding a tube section (1) arranged inside a capsule (2) and permeable by the cooling fluid (20) with a powdery filling material (3), wherein at least one end (4a, 4b) of the pipe section (1) protrudes from the capsule (2), and Producing the component (6) by hot isostatic pressing of the powdery filling material (3) arranged in the capsule (2). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem vor dem heißisostatischen Pressen in die Kapsel (2) ein Formkörper (8) eingelegt wird, der mindestens eine Oberfläche (9) aufweist, die an die Geometrie einer Oberfläche (7) des herzustellenden Bauteils (6) angepasst ist, wobei die Oberfläche (9) des Formkörpers (8) bevorzugt konkav oder konvex gekrümmt ist.Method according to Claim 1 in which before the hot isostatic pressing in the capsule (2) a shaped body (8) is inserted, which has at least one surface (9) which is adapted to the geometry of a surface (7) of the component (6) to be produced, wherein the Surface (9) of the shaped body (8) is preferably concave or convex curved. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem vor dem heißisostatischen Pressen in die Kapsel (2) eine Verstärkungsstruktur (17) eingelegt wird, die sich beim heißisostatischen Pressen mit dem pulverförmigen Füllmaterial (3) verbindet.Method according to Claim 1 or 2 in which prior to the hot isostatic pressing in the capsule (2) a reinforcing structure (17) is inserted, which connects in the hot isostatic pressing with the powdery filling material (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rohrabschnitt (1) mit einem pulverförmigen Füllmaterial (3) in Form eines Metallpulvers, bevorzugt eines dispersionsgehärteten Kupferpulvers, Aluminiumpulvers oder in Form eines Keramikpulvers umgeben wird, wobei der Rohrabschnitt (1) bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere aus Kupfer, Aluminium, oder aus Edelstahl gebildet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the pipe section (1) with a powdery filler (3) in the form of a metal powder, preferably a dispersion-hardened copper powder, aluminum powder or in the form of a ceramic powder is surrounded, wherein the pipe section (1) preferably from a metallic Material, in particular made of copper, aluminum, or stainless steel is formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rohrabschnitt (1) mit einem pulverförmigen Füllmaterial (3) in Form von Glaspulver, bevorzugt in Form von insbesondere titandotiertem Quarzglaspulver, umgeben wird, und bei dem der Rohrabschnitt (1) aus Glas, bevorzugt aus insbesondere titandotiertem Quarzglas, gebildet ist.Method according to one of the preceding claims, in which the tube section (1) is surrounded by a powdery filling material (3) in the form of glass powder, preferably in the form of in particular titanium-doped quartz glass powder, and in which the tube section (1) consists of glass, preferably of in particular titanium-doped quartz glass. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kapsel (2) durch Verglasen der Oberfläche (3a) des pulverförmigen Füllmaterials (3) gebildet wird.Method according to one of the preceding claims, in which the capsule (2) is formed by vitrifying the surface (3a) of the powdery filling material (3). Optisches Element (103) zur Reflexion von Strahlung (11), umfassend: einen Grundkörper (16) mit einem Substrat (6), der eine Oberfläche (7) aufweist, auf die eine reflektierende Beschichtung (10) aufgebracht ist, wobei das Substrat (6) mindestens einen mit einem Kühlfluid (20) durchströmbaren Rohrabschnitt (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (6) durch mechanisches Verdichten und Sintern, insbesondere durch heißisostatisches Pressen, hergestellt ist und dass der Rohrabschnitt (1) bis zu einem Abstand (A1) von weniger als 5 mm, bevorzugt von weniger als 3 mm, an die Oberfläche (7) heranreicht.An optical element (103) for reflecting radiation (11), comprising: a base body (16) having a substrate (6) having a surface (7) to which a reflective coating (10) is applied, the substrate ( 6) has at least one pipe section (1) through which a cooling fluid (20) can flow, characterized in that the substrate (6) is produced by mechanical compacting and sintering, in particular by hot isostatic pressing, and in that the pipe section (1) up to a distance (A1) of less than 5 mm, preferably less than 3 mm, to the surface (7) extends. Optisches Element nach Anspruch 7, bei dem das Substrat (6) aus dispersionsgehärtetem Kupfer oder aus einer Keramik gebildet ist.Optical element after Claim 7 in which the substrate (6) is made of dispersion-hardened copper or of a ceramic. Optisches Element nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem an der Innenseite (1a) des Rohrabschnitts (1) eine Auskleidung (19) aus Metall und/oder aus Kunststoff angebracht ist.Optical element according to one of Claims 7 or 8th in which a lining (19) of metal and / or plastic is attached to the inside (1a) of the pipe section (1). Optisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das Substrat (6) sich mindestens 3 cm von der Oberfläche (7) erstreckt.Optical element according to one of Claims 7 to 9 in which the substrate (6) extends at least 3 cm from the surface (7). Optisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 10, welches als Kollektor-Spiegel (101) zur Bündelung von EUV-Strahlung (11) ausgebildet ist.Optical element according to one of Claims 7 to 10 , which is designed as a collector mirror (101) for bundling EUV radiation (11). Optisches Element nach Anspruch 11, bei dem an der Oberfläche (7) des Substrats (6) oder an einer zwischen dem Substrat (6) und der reflektierenden Beschichtung (10) angebrachten metallischen Schicht (12) eine Gitterstruktur (13) zur Beugung von IR-Strahlung (14) gebildet ist.Optical element after Claim 11 in which a grating structure (13) for diffracting IR radiation (14) is provided on the surface (7) of the substrate (6) or on a metallic layer (12) mounted between the substrate (6) and the reflective coating (10). is formed. Optisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem der Grundkörper (16) eine Verstärkungsstruktur (17) aus einem bevorzugt metallischen Material aufweist, die an dem Substrat (6) befestigt oder mit dem Substrat (6) durch mechanisches Verdichten und Sintern, insbesondere durch heißisostatisches Pressen, verbunden ist.Optical element according to one of Claims 7 to 12 in which the base body (16) has a reinforcing structure (17) of a preferably metallic material attached to the substrate (6) or with the substrate (6) by mechanical compression and sintering, in particular by hot isostatic pressing, is connected. Optisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei dem das Substrat (6) eine Porosität von weniger als 1 %, bevorzugt von weniger als 0,1 %, insbesondere von weniger als 0,01 %, aufweist.Optical element according to one of Claims 7 to 13 in which the substrate (6) has a porosity of less than 1%, preferably less than 0.1%, in particular less than 0.01%. Optisches Element (121) nach dem Oberbegriff von Anspruch 7, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (6) 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 (20) durchströmbare Rohrabschnitt (1) bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt aus insbesondere titandotiertem Quarzglas, gebildet ist.Optical element (121) according to the preamble of Claim 7 , especially after one of Claims 7 to 14 , characterized in that the substrate (6) by mechanical compression and sintering, in particular by hot isostatic pressing, and is made of glass, preferably made of particular titanoted quartz glass, wherein the at least one with the cooling fluid (20) through-flow pipe section (1 ) is preferably made of glass, particularly preferably of titanium-doped quartz glass. Optisches Element nach Anspruch 15, bei dem das titandotierte Quarzglas des den Rohrabschnitt (1) umgebenden Substrats (6) einen temperaturabhängigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) mit einer Nulldurchgangs-Temperatur (Tzc) in einem Temperaturbereich zwischen 20°C und 70°C aufweist, wobei eine Steigung (ΔCTE/ΔT) des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) 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.Optical element after Claim 15 in which the titanium-doped quartz glass of the substrate (6) surrounding the pipe section (1) has a temperature-dependent thermal expansion coefficient (CTE) with a zero-crossing temperature (Tzc) in a temperature range between 20 ° C and 70 ° C, wherein a slope (ΔCTE / .DELTA.T) of the thermal expansion coefficient (CTE) 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 at less than 0.7 ppb / K 2 . Optisches Element nach Anspruch 16, bei dem das titandotierte Quarzglas des den Rohrabschnitt (1) umgebenden Substrats (6) einen Fluor-Gehalt zwischen 0 ppm und 10000 ppm nach Gewicht aufweist.Optical element after Claim 16 in which the titanium-doped quartz glass of the substrate (6) surrounding the pipe section (1) has a fluorine content between 0 ppm and 10000 ppm by weight. Optisches Element nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Nulldurchgangs-Temperatur (Tzc) in dem Substrat (6) bis zu einem Abstand vom 3 cm von der Oberfläche (7) räumlich um nicht mehr als +/- 2,0 K, bevorzugt um nicht mehr als +/- 1,0 K variiert.Optical element after Claim 16 or 17 in which the zero-crossing temperature (Tzc) in the substrate (6) is spatially not more than +/- 2.0 K up to a distance of 3 cm from the surface (7), preferably not more than +/- 1.0 K varies. Optisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 18, bei dem zwischen der Oberfläche (7) des Substrats (6) und der reflektierenden Beschichtung (10) mindestens eine Polierschicht (15) aus einem amorphen Material gebildet ist.Optical element according to one of Claims 7 to 18 in which at least one polishing layer (15) of an amorphous material is formed between the surface (7) of the substrate (6) and the reflective coating (10). Optisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 19, bei dem der Rohrabschnitt (1) um nicht mehr als 10 mm von der Oberfläche (7) beabstandet ist.Optical element according to one of Claims 7 to 19 in which the pipe section (1) is spaced no more than 10 mm from the surface (7). Optisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 20, bei dem der Rohrabschnitt (1) eine Querschnittsfläche (Q) von weniger als 20 mm2 aufweist.Optical element according to one of Claims 7 to 20 in which the pipe section (1) has a cross-sectional area (Q) of less than 20 mm 2 . Lithographiesystem, insbesondere EUV-Lithographieanlage (101), umfassend: mindestens ein optisches Element (102, 121) nach einem der Ansprüche 7 bis 21.Lithography system, in particular EUV lithography system (101), comprising: at least one optical element (102, 121) according to one of Claims 7 to 21 ,
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