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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Komponente für eine Lithographieanlage und eine Lithographieanlage mit einer derartigen Komponente.
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Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt, Linsen, eingesetzt werden.
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Eine wie zuvor erläuterte Lithographieanlage kann aktiv gekühlte Komponenten umfassen, die einen Kühlkreislauf, beispielsweise zum Kühlen der jeweiligen Komponente mit Wasser, aufweisen können. Die Komponente kann zum Beispiel ein Spiegel oder ein Bauteil zum Halten und Positionieren eines Spiegels sein. Die Komponente kann auch eine Komponente zum Kühlen einer Elektronik oder eines Aktuators innerhalb der Lithographieanlage sein. Um einen Kühlkreislauf in der Komponente zu verwirklichen, können zu einer Seite offene Kühlkanäle als Nut in einen Rahmen der Komponente eingefräst werden. Die offene Seite wird anschließend mit Hilfe eines langestreckten angelöteten Deckels verschlossen. Um Korrosion und die Bildung sogenannter Sprödphasen, die zu einer reduzierten mechanischen Belastbarkeit führen können, in der Lötverbindung zu verhindern, ist es erforderlich, eine maximal zulässige Lötspaltdicke nicht zu überschreiten. Dies ist insbesondere bei lang gestreckten Deckeln nur schwer umsetzbar.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Komponente für eine Lithographieanlage bereitzustellen.
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Demgemäß wird eine Komponente für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Die Komponente umfasst einen Kühlkreislauf zum aktiven Kühlen der Komponente, wobei der Kühlkreislauf einen innerhalb der Komponente angeordneten ersten Kühlkanal, der eine erste Außenfläche der Komponente durchbricht und der als Bohrung ausgebildet ist, und einen innerhalb der Komponente angeordneten zweiten Kühlkanal aufweist, der eine sich von der ersten Außenfläche unterscheidende zweite Außenfläche der Komponente durchbricht und der als Bohrung ausgebildet ist, wobei der erste Kühlkanal mit dem zweiten Kühlkanal in Fluidverbindung ist, wobei der erste Kühlkanal an der ersten Außenfläche mit Hilfe eines ersten Deckels fluiddicht verschlossen ist, und wobei der zweite Kühlkanal an der zweiten Außenfläche mit Hilfe eines zweiten Deckels fluiddicht verschlossen ist.
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Dadurch, dass die Kühlkanäle als Bohrungen und nicht als langestreckte Nuten ausgebildet sind, kann auf die Anwendung langgestreckter Deckel zum Verschließen der Kühlkanäle verzichtet werden. Die Deckel können somit kleiner gestaltet werden, wodurch ein wärmebedingter Verzug oder eine wärmebedingte Ausdehnung der Deckel beim Verlöten derselben nur noch einen geringen Einfluss auf die Lötspaltdicke hat. Hierdurch kann eine sehr geringe Lötspaltdicke erzielt werden, was die Gefahr des Auftretens von Spaltkorrosion und/oder das Auftreten von Sprödphasen signifikant reduziert. Ferner ist auch die Fertigung der Deckel und von Ausnehmungen, in denen die Deckel aufgenommen sind, einfacher und kostengünstiger möglich.
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Unter einer „Bohrung“ ist vorliegend bevorzugt eine zylinderförmige Geometrie zu verstehen, deren Länge ein Vielfaches ihres Durchmessers beträgt. Die Bohrung ist bevorzugt kreiszylinderförmig und weist somit im Querschnitt eine kreisrunde Geometrie auf. Die Bohrung kann jedoch im Querschnitt jede beliebige Geometrie, beispielsweise eine ovale oder elliptische Form oder eine vieleckige Form, aufweisen. Die Kühlkanäle können beispielsweise mit Hilfe eines Tieflochbohrverfahrens, eines Fräsverfahrens oder eines Senkerodierverfahrens in die Komponente und insbesondere in einen Rahmen der Komponente eingebracht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform verläuft der erste Kühlkanal parallel zu der zweiten Außenfläche, wobei der zweite Kühlkanal parallel zu der ersten Außenfläche verläuft.
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Die Kühlkanäle können jedoch auch schräg zu der jeweiligen Außenfläche verlaufen. Die Außenflächen sind bevorzugt außenliegende Flächen des zuvor erwähnten Rahmens.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal jeweils rotationssymmetrisch aufgebaut.
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Bevorzugt ist jedem Kühlkanal eine Symmetrieachse zugeordnet, zu welcher der jeweilige Kühlkanal rotationssymmetrisch aufgebaut ist. Wie zuvor erwähnt, können die Kühlkanäle jedoch auch unsymmetrisch aufgebaut sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Komponente ferner eine an der ersten Außenfläche vorgesehene erste Ausnehmung, in welcher der erste Deckel aufgenommen ist, und eine an der zweiten Außenfläche vorgesehene zweite Ausnehmung, in welcher der zweite Deckel aufgenommen ist.
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Bevorzugt sind die Ausnehmungen rotationssymmetrisch aufgebaut. Bevorzugt sind die Deckel alle identisch aufgebaut. Insbesondere können die Deckel Standartbauteile sein. Hierdurch kann die Komponente kostengünstig hergestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Durchmesser der ersten Ausnehmung größer als ein Durchmesser des ersten Kühlkanals, wobei ein Durchmesser der zweiten Ausnehmung größer als ein Durchmesser des zweiten Kühlkanals ist.
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Dies vereinfacht die Montage der Deckel, da eine genaue Positionierung der Deckel in der jeweiligen Ausnehmung gewährleistet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Deckel und der zweite Deckel mit der Komponente verlötet, insbesondere hartverlötet.
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Insbesondere sind die Deckel in die jeweilige Ausnehmung eingelötet. Alternativ können die Deckel auch angeschweißt sein. Darüber hinaus können die Deckel beispielsweise auch als eingeschraubte Blindstopfen ausgebildet sein. In diesem Fall können die Deckel jeweils eine Dichtung, insbesondere einen O-Ring, aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Deckel und der zweite Deckel jeweils rotationssymmetrisch aufgebaut.
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Alternativ können die Deckel jedoch auch jede beliebige andere Geometrie aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Kühlkanal senkrecht oder schräg zu dem zweiten Kühlkanal angeordnet.
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Die Orientierung der Kühlkanäle zueinander ist jedoch grundsätzlich beliebig.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal umfänglich geschlossen.
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Das heißt, die Kühlkanäle sind nicht nutförmig und weisen somit entlang ihrer Längserstreckung keine Öffnung auf.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der erste Kühlkanal entlang einer ersten Raumrichtung, wobei sich der zweite Kühlkanal entlang einer sich von der ersten Raumrichtung unterscheidenden zweiten Raumrichtung erstreckt.
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Bevorzugt ist der Komponente ein Koordinatensystem mit einer x-Richtung oder ersten Raumrichtung, einer y-Richtung oder zweiten Raumrichtung und einer z-Richtung oder dritten Raumrichtung zugeordnet. Die Raumrichtungen sind senkrecht zueinander orientiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kühlkreislauf einen innerhalb der Komponente angeordneten dritten Kühlkanal auf, der die erste Außenfläche durchbricht und der als Bohrung ausgebildet ist, wobei der dritte Kühlkanal mit dem zweiten Kühlkanal in Fluidverbindung ist, und wobei der dritte Kühlkanal an der ersten Außenfläche mit Hilfe eines dritten Deckels fluiddicht verschlossen ist.
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Die Anzahl der Kühlkanäle ist beliebig. Die Kühlkanäle können beliebig zueinander orientiert sein. Bevorzugt ist der dritte Deckel in einer dem dritten Kühlkanal zugeordneten dritten Ausnehmung aufgenommen. Bevorzugt ist der dritte Deckel in die dritte Ausnehmung eingelötet. Insbesondere verbindet der zweite Kühlkanal den ersten Kühlkanal fluidisch mit dem dritten Kühlkanal. Das heißt, ein Fluid, beispielsweise Wasser, kann von dem ersten Fluidkanal durch den zweiten Fluidkanal hindurch in den dritten Fluidkanal strömen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest der dritte Kühlkanal einen Fangbereich auf, in den der zweite Kühlkanal hineinmündet, wobei ein Durchmesser des Fangbereichs größer als ein Durchmesser des dritten Kühlkanals ist.
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Jeder Kühlkanal kann einen derartigen Fangbereich aufweisen. Der Fangbereich ist bevorzugt zylinderförmig und rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse des dritten Kühlkanals aufgebaut. Der Fangbereich gleicht ein Verlaufen eines Bohrers für den Fall aus, dass die Kühlkanäle mit Hilfe eines Tieflochbohrverfahrens hergestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform deckt zumindest der erste Deckel den ersten Kühlkanal und einen vierten Kühlkanal ab.
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Jeder Deckel kann beliebig viele Kühlkanäle abdecken.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Komponente ferner einen Rahmen und eine Vielzahl in dem Rahmen aufgenommener Aktuatoreinheiten, wobei der Rahmen und/oder die Aktuatoreinheiten mit Hilfe des Kühlkreislaufs aktiv kühlbar sind.
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Mit Hilfe der Aktuatoreinheiten können Facetten eines Facettenspiegels, beispielsweise eines Feldfacettenspiegels oder eines Pupillenfacettenspiegels, ausgelenkt werden. Insbesondere sind die Kühlkanäle in dem Rahmen vorgesehen. Bevorzugt sind die Kühlkanäle in dem Rahmen zu den Aktuatoreinheiten hingeführt, um diese zu kühlen.
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Ferner wird eine Lithographieanlage, insbesondere eine EUV-Lithographieanlage oder eine DUV-Lithographieanlage, mit einer derartigen Komponente vorgeschlagen.
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EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
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„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
- 1A zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer EUV-Lithographieanlage;
- 1B zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer DUV-Lithographieanlage;
- 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Komponente für die Lithographieanlage gemäß 1A oder 1B; und
- 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Komponente für die Lithographieanlage gemäß 1A oder 1B.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
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1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 100A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind jeweils in einem nicht gezeigten Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren beziehungsweise Einstellen von optischen Elementen vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein.
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Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV-Lichtquelle 106A auf. Als EUV-Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle (oder ein Synchrotron) vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV-Bereich (extrem ultravioletter Bereich), also beispielsweise im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, aussendet. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt und die gewünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV-Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind.
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Das in 1A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf eine Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spiegels 122 auf die Photomaske 120 gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.
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Das Projektionssystem 104 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist sechs Spiegel M1 bis M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1 bis M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel M1 bis M6 der EUV-Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel M1 bis M6 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel M1 bis M6 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
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1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage 100B, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 können - wie bereits mit Bezug zu 1A beschrieben - in einem Vakuumgehäuse angeordnet und/oder von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein.
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Die DUV-Lithographieanlage 100B weist eine DUV-Lichtquelle 106B auf. Als DUV-Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert.
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Das in 1B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108B auf eine Photomaske 120. Die Photomaske 120 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.
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Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel 130 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Linsen 128 und/oder Spiegel 130 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 128 und Spiegel 130 der DUV-Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 128 und/oder Spiegel 130 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel 130 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
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Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium 132 kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das Medium 132 kann auch als Immersionsflüssigkeit bezeichnet werden.
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Eine wie zuvor erläuterte Lithographieanlage 100A, 100B, insbesondere eine EUV-Lithographieanlage 100A, umfasst aktiv gekühlte Komponenten, die einen Kühlkreislauf, beispielsweise zum Kühlen der jeweiligen Komponente mit Wasser, aufweisen können. Eine derartige aktiv gekühlte Komponente kann beispielsweise eine sogenannte Aktuatoren-Sensor-Einheit sein, mit deren Hilfe Facetten eines Facettenspiegels, beispielsweise eines Feldfacettenspiegels oder eines Pupillenfacettenspiegels, ausgelenkt werden können. Die Komponente kann jedoch auch eine Komponente zum Kühlen einer Elektronik der EUV-Lithographieanlage 100A sein.
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2 zeigt eine stark vereinfachte Schnittansicht einer wie zuvor erläuterten Komponente 200'. Die Komponente 200' kann, wie zuvor erwähnt, eine Aktuatoren-Sensor-Einheit sein. Die Komponente 200' kann einen Rahmen 202 aufweisen, der eine Vielzahl an Aktuatoreinheiten 204 trägt. Jede Aktuatoreinheit 204 kann geeignet sein, eine Facette eines Facettenspiegels auszulenken. In dem Rahmen 202 ist ein Kühlkreislauf 206, insbesondere ein Kühlwasserkreislauf, zum Kühlen des Rahmens 202 und/oder der Aktuatoreinheiten 204 vorgesehen. Der Komponente 200' ist ferner ein Koordinatensystem mit einer x-Richtung oder ersten Raumrichtung x, einer y-Richtung oder zweiten Richtung y sowie einer z-Richtung oder dritten Raumrichtung z zugeordnet.
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Der Kühlkreislauf 206 umfasst eine beliebige Anzahl an Kühlkanälen 208, 210, 212. Die Kühlkanäle 208, 210, 212 bilden in ihrer Gesamtheit den Kühlkreislauf 206. Die Kühlkanäle 208, 212 sind dabei als in den Rahmen 202 eingebrachte Bohrungen ausgeführt, die entlang der ersten Raumrichtung x verlaufen. Der Kühlkanal 210 hingegen ist als in den Rahmen 202 eingefräste und in der dritten Raumrichtung z verlaufende Nut ausgebildet, die in der ersten Raumrichtung x betrachtet offen ist. Darunter, dass der Kühlkanal 210 in der ersten Raumrichtung x betrachtet „offen“ ist, ist zu verstehen, dass der Kühlkanal 210 eine Außenfläche 214 des Rahmens 202 durchbricht.
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Der Rahmen 202 beziehungsweise die Komponente 200' umfasst neben der Außenfläche 214 noch drei weitere Außenflächen 216, 218, 220. Die Außenfläche 214 kann als erste Außenfläche der Komponente 200' beziehungsweise des Rahmens 202 bezeichnet werden, die Außenfläche 216 kann als zweite Außenfläche der Komponente 200' beziehungsweise des Rahmens 202 bezeichnet werden, die Außenfläche 218 kann als dritte Außenfläche der Komponente 200' beziehungsweise des Rahmens 202 bezeichnet werden, und die Außenfläche 220 kann als vierte Außenfläche der Komponente 200' beziehungsweise des Rahmens 202 bezeichnet werden.
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Der als Nut ausgeführte Kühlkanal 210 verbindet die Kühlkanäle 208, 212 miteinander. Die Kühlkanäle 208, 210, 212 sind alle von einer Seite des Rahmens 202, nämlich von der Außenfläche 214, in der ersten Raumrichtung x in den Rahmen 202 eingebracht. Dabei können die Kühlkanäle 208, 212 als in der ersten Raumrichtung x verlaufende Bohrungen ausgebildet sein. Der Kühlkanal 210 wiederrum kann als in der dritten Raumrichtung z verlaufende Ausfräsung ausgebildet sein.
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Der nutförmige Kühlkanal 210 ist mit Hilfe eines langestreckten Deckels 222, insbesondere eines Lötdeckels, in der ersten Raumrichtung x fluiddicht verschlossen. Der Deckel 222 kann beispielsweise eine Länge L von 700 mm aufweisen. Der Deckel 222 ist mit Hilfe einer Lötverbindung 224 mit dem Rahmen 202 hartverlötet.
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Die Korrosionsneigung und Festigkeit der Lötverbindung 224 ist entscheidend von der erzielbaren Lötspaltdicke der Lötverbindung 224 abhängig. Je nach dem für die Lötverbindung 224 verwendetem Lot und den Materialien des Deckels 222 und/oder des Rahmens 202 kann ein Lötspalt mit einer Lötspaltdicke von mehr als 50 µm zu einem Versagen der Lötverbindung 224 führen. Bei einer zu großen Lötspaltdicke, beispielsweise bei einer Lötspaltdicke von mehr als 50 µm, können sich in der Lötverbindung 224 sogenannte Sprödphasen bilden, die relativ schnell korrodieren können beziehungsweise die schon bei einer geringen mechanischen Belastung brechen können. Dieses Phänomen des Korrodierens der Sprödphasen kann als Spaltkorrosion bezeichnet werden. Darüber hinaus kann es auch aufgrund einer Chromverarmung des Rahmens 202 und/oder des Deckels 222 im Bereich der Lötverbindung 224 zu Spaltkorrosion kommen.
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Insbesondere für den Fall, dass der Deckel 222 groß dimensioniert ist, also beispielsweise eine wie zuvor erwähnte Länge L von 700 mm oder mehr aufweist, sind die erforderlichen Spezifikationen für die Lötspaltdicke nicht oder zumindest nur mit erhöhtem Aufwand einhaltbar. Auch bei deutlich kleineren Abmessungen des Deckels 222, beispielsweise auch dann, wenn die Länge L kleiner als 200 mm ist, können oftmals die erforderlichen Spezifikationen für die Lötspaltdicke nicht eingehalten werden. Dies begründet sich im Wesentlichen aus den signifikant unterschiedlichen thermischen Massen des Deckels 222 und des Rahmens 202. Diese unterschiedlichen Massen können zu einem thermischen Verzug des Deckels 222 führen. Auch den hohen Genauigkeitsanforderungen an den nutförmigen Kühlkanal 210 und den Deckel 222 sind fertigungstechnisch Grenzen gesetzt. Darüber hinaus ist die Ausdehnung, die Positionierung, das Niederhalten und der Verzug des Deckels 222 bei dem Verlöten, bei dem Temperaturen von etwa 1000 °C auftreten, des Deckels 222 mit dem Rahmen 202 kaum kontrollierbar.
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Die 3 zeigt eine Ausführungsform einer Komponente 200, die dahingehend optimiert ist, dass keine Spaltkorrosion auftritt. Die Komponente 200 umfasst einen wie zuvor erläuterten Rahmen 202, der eine Vielzahl an Aktuatoreinheiten 204 trägt. Die Komponente 200 ist aktiv gekühlt. Hierzu umfasst die Komponente 200 einen Kühlkreislauf 226, insbesondere einen Kühlwasserkreislauf, zum Kühlen des Rahmens 202 und/oder der Aktuatoreinheiten 204.
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Im Unterschied zu der Komponente 200' gemäß der 2 umfasst der Kühlkreislauf 226 der Komponente 200 mehrere Kühlkanäle 228, 230, 232, die alle umfänglich geschlossen sind und die nicht wie der nutförmige Kühlkanal 210 der Komponente 200' als Nut ausgebildet sind. Unter „umfänglich geschlossen“ ist zu verstehen, dass die Kühlkanäle 228, 230, 232 nur stirnseitig eine Öffnung aufweisen und dass eine jeweilige Wandung der Kühlkanäle 228, 230, 232 jeweils zylinderförmig und fluiddicht ist. Unter „zylinderförmig“ kann vorliegend ein Zylinder mit einem kreisrunden Querschnitt, mit einem ovalen oder elliptischen Querschnitt oder mit einem mehreckigen Querschnitt zu verstehen sein. Der Kühlkanal 232 kann als erster Kühlkanal, der Kühlkanal 230 kann als zweiter Kühlkanal und der Kühlkanal 228 kann als dritter Kühlkanal bezeichnet werden.
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Bevorzugt ist jeder Kühlkanal 228, 230, 232 jeweils als in dem Rahmen 202 vorgesehene Bohrung ausgeführt. Bevorzugt weisen die Kühlkanäle 228, 230, 232 jeweils einen kreisrunden Querschnitt auf. Die Kühlkanäle 228, 230, 232 können jedoch auch, wie zuvor erwähnt, jeden anderen beliebigen Querschnitt aufweisen. Die Kühlkanäle 228, 230, 232 können beispielsweise mit Hilfe eines Tieflochbohrverfahrens, eines Fräsverfahrens oder eines Senkerodierverfahrens in den Rahmen 202 eingebracht werden. Jedem Kühlkanal 228, 230, 232 kann eine Mittel- oder Symmetrieachse M228, M230, M232 zugeordnet sein, zu welcher der jeweilige Kühlkanal 228, 230, 232 rotationssymmetrisch aufgebaut sein kann.
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Die Symmetrieachsen M228, M232 sind dabei senkrecht zu der Symmetrieachse M230 orientiert.
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Zum Fertigen der Komponente 200 werden die Kühlkanäle 228, 232 parallel zu den Außenflächen 216, 220 sowie parallel zu der ersten Raumrichtung x in den Rahmen 202 eingebracht. Die Kühlkanäle 228, 232 können jedoch auch schräg in den Rahmen 202 eingebracht werden. Dabei durchbrechen die Kühlkanäle 228, 232 nur die Außenfläche 214 des Rahmens 202. Der Kühlkanal 230 ist parallel zu der Außenfläche 214 sowie parallel zu der zweiten Raumrichtung y in den Rahmen 202 eingebracht. Auch der Kühlkanal 230 kann schräg in den Rahmen 202 eingebracht werden. Dabei verbindet der Kühlkanal 230 die beiden Kühlkanäle 228, 232.
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Dem Kühlkanal 228 ist eine an der Außenfläche 214 vorgesehene Ausnehmung 234 zugeordnet. Die Ausnehmung 234 verbindet den Kühlkanal 228 mit einer Umgebung U der Komponente 200. Die Ausnehmung 234 kann rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse M228 ausgebildet sein. Dabei ist ein Durchmesser der Ausnehmung 234 größer als ein Durchmesser des Kühlkanals 228. In der Ausnehmung 234 ist ein Deckel 236 aufgenommen, der mit Hilfe einer Lötverbindung 238 in die Ausnehmung 234 eingelötet ist. Der Deckel 236 ist dabei bevorzugt rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse M228 aufgebaut.
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Dementsprechend weist auch der Kühlkanal 232 eine an der Außenfläche 214 vorgesehene Ausnehmung 240 auf, in die ein Deckel 242 mit Hilfe einer Lötverbindung 244 eingelötet ist. Bevorzugt sind die Ausnehmung 240 und der Deckel 242 rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse M232 aufgebaut. Auch der Kühlkanal 230 umfasst eine die Außenfläche 216 durchbrechende Ausnehmung 246, in der ein Deckel 248 aufgenommen ist, der mit Hilfe einer Lötverbindung 250 in die Ausnehmung 246 eingelötet ist. Die Ausnehmung 240 kann als erste Ausnehmung, die Ausnehmung 246 kann als zweite Ausnehmung und die Ausnehmung 234 kann als dritte Ausnehmung bezeichnet werden.
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Die Deckel 236, 242, 248 sind bevorzugt als Standardbauteile ausgebildet. Das Heißt, alle Deckel 236, 242, 248 weisen bevorzugt identische Abmessungen auf. Wie zuvor erwähnt, sind die Deckel 236, 242, 248 bevorzugt rotationssymmetrisch bezüglich der jeweiligen Symmetrieachse M228, M230, M232 aufgebaut. Die Ausnehmungen 234, 240, 246 können durch Spindeln oder Reiben hergestellt sein. Der Deckel 242 kann als erster Deckel, der Deckel 248 kann als zweiter Deckel und der Deckel 236 kann als dritter Deckel bezeichnet werden.
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Eine Lötspaltdicke von weniger als 50 µm ist mit Hilfe der standardisierten Deckel 236, 242, 248 einfach erreichbar. Beispielsweise kann bei einem Deckeldurchmesser von 30 mm und einer gewählten Passung von h7/H7 für die entsprechende Ausnehmung 234, 240, 246 und den dazugehörigen Deckel 236, 242, 248 eine maximale Lötspaltdicke von 20 µm erreicht werden. Die Gefahr eines Entstehens von Spaltkorrosion und/oder Sprödphasen ist hierdurch signifikant reduziert. Anstelle der eingelöteten Deckel 236, 242, 248 können zum Verschließen der Kühlkanäle 228, 230, 232 auch Blindverschraubungen eingesetzt werden. Eine derartige Blindverschraubung kann dabei eine Dichtung, beispielsweise einen O-Ring, umfassen.
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Bei dem Einbringen des Kühlkanals 230 in den Rahmen 202 mit Hilfe eines Tieflochbohrverfahrens ist es in der Regel erforderlich, pro 100 mm Bohrtiefe ein Verlaufen des Bohrers von 0,1 mm einzukalkulieren. Bei einer angenommenen Bohrtiefe von 500 mm entspricht dies einem Verlaufen von 0,5 mm. Um nun eine Querschnittsverengung aufgrund dieses Verlaufens des Bohrers in einem Bereich des Kühlkreislaufs 226, in dem sich die Kühlkanäle 228, 230 treffen, zu verhindert, wird an dem Kühlkanal 228 ein bevorzugt rotationssymmetrisch zu der Mittelachse M228 aufgebauter Fangbereich 252 vorgesehen. Der Fangbereich 252 ist eine Ausnehmung, deren Durchmesser größer als ein Durchmesser des Kühlkanals 228 und kleiner als ein Durchmesser der Ausnehmung 234 ist.
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Wie die 3 anhand des Deckels 242 weiterhin zeigt, können unterhalb eines Deckels 242 auch mehrere, beispielsweise zwei, Kühlkanäle 232, 254, angeordnet sein. Der Kühlkanal 254 verläuft dabei schräg zu dem Kühlkanal 232. Der Kühlkanal 254 ist bevorzugt rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse M254 aufgebaut. Der Kühlkanal 254 kann auch als vierter Kühlkanal bezeichnet werden.
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4 zeigt die Detailansicht IV gemäß der 3. Wie die 4 zeigt, umfasst die Lötverbindung 244 einen axialen Lötspalt 256 und einen radialen Lötspalt 258. Dementsprechend umfasst auch die Lötverbindung 250 einen axialen Lötspalt 260 und einen radialen Lötspalt 262. Entsprechendes gilt für den Lötspalt 238. Insbesondere der jeweilige axiale Lötspalt 256, 260 dient der Kraftaufnahme. Der radiale Lötspalt 258, 262 dient im Wesentlichen der Zufuhr des Lots zu dem axialen Lötspalt 256, 260. Alternativ kann der radiale Lötspalt 258, 262 ebenfalls der Kraftaufnahme dienen. Sowohl der axiale Lötspalt 256, 260 als auch der radiale Lötspalt 258, 262 können hochgenau, beispielsweise durch Spindeln oder Fräsen, hergestellt werden.
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5 zeigt nochmals die Detailansicht IV der Komponente 200, allerdings in einem der 4 vorgelagerten Bearbeitungsschritt. Wie die 5 zeigt, sind an den Ausnehmungen 240, 246 und an den Deckeln 242, 248 Fasen vorgesehen, um ringförmige Lotdepots 264, 266 zu bilden. Die Lotdepots 264, 266 werden beispielsweise mit einem pastenförmigen Lot aufgefüllt. Beim Aufschmelzen des Lots fließt dieses in die Lötspalte 256, 258, 260, 262 und bildet die Lötverbindungen 244, 250. Nach dem Verlöten können der Rahmen 202 und die Deckel 244, 248 mitsamt den Lotdepots 264, 266 abgetragen, beispielsweise abgefräst, werden (siehe 4), um jeweils die planen Außenflächen 214, 216 an dem Rahmen 202 zu bilden. Die Außenfläche 216 kann dabei senkrecht oder schräg zu der Außenfläche 214 orientiert sein.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 100A
- EUV-Lithographieanlage
- 100B
- DUV-Lithographieanlage
- 102
- Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
- 104
- Projektionssystem
- 106A
- EUV-Lichtquelle
- 106B
- DUV-Lichtquelle
- 108A
- EUV-Strahlung
- 108B
- DUV-Strahlung
- 110
- Spiegel
- 112
- Spiegel
- 114
- Spiegel
- 116
- Spiegel
- 118
- Spiegel
- 120
- Photomaske
- 122
- Spiegel
- 124
- Wafer
- 126
- optische Achse
- 128
- Linse
- 130
- Spiegel
- 132
- Medium
- 200
- Komponente
- 200'
- Komponente
- 202
- Rahmen
- 204
- Aktuatoreinheit
- 206
- Kühlkreislauf
- 208
- Kühlkanal
- 210
- Kühlkanal
- 212
- Kühlkanal
- 214
- Außenfläche
- 216
- Außenfläche
- 218
- Außenfläche
- 220
- Außenfläche
- 222
- Deckel
- 224
- Lötverbindung
- 226
- Kühlkreislauf
- 228
- Kühlkanal
- 230
- Kühlkanal
- 232
- Kühlkanal
- 234
- Ausnehmung
- 236
- Deckel
- 238
- Lötverbindung
- 240
- Ausnehmung
- 242
- Deckel
- 244
- Lötverbindung
- 246
- Ausnehmung
- 248
- Deckel
- 250
- Lötverbindung
- 252
- Fangbereich
- 254
- Kühlkanal
- 256
- Lötspalt
- 258
- Lötspalt
- 260
- Lötspalt
- 262
- Lötspalt
- 264
- Lotdepot
- 266
- Lotdepot
- L
- Länge
- M1
- Spiegel
- M2
- Spiegel
- M3
- Spiegel
- M4
- Spiegel
- M5
- Spiegel
- M6
- Spiegel
- M228
- Symmetrieachse
- M230
- Symmetrieachse
- M232
- Symmetrieachse
- M254
- Symmetrieachse
- U
- Umgebung
