DE102021205908A1

DE102021205908A1 - Optical arrangement and lithography system with radiation cooling

Info

Publication number: DE102021205908A1
Application number: DE102021205908.2A
Authority: DE
Inventors: Florian Höfler
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-12-15
Also published as: WO2022258253A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung (25) für ein Lithographiesystem, insbesondere für ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: ein reflektierendes optisches Element (M1), mindestens ein Peltier-Element (28) zum Temperieren, insbesondere zum Kühlen, des reflektierenden optischen Elements (M1), wobei das mindestens eine Peltier-Element (28) an dem reflektierenden optischen Element (M1) angebracht ist, sowie ein Kühlsystem (29) zur Wärmeabfuhr von dem mindestens einen Peltier-Element (28). Das Kühlsystem (29) weist einen von dem mindestens einen Peltier-Element (28) beabstandeten Kühlkörper (30) zur Wärmeabfuhr von dem mindestens einen Peltier-Element (28) durch Strahlungskühlung auf. Die Erfindung betrifft auch ein EUV-Lithographiesystem, das mindestens eine solche optische Anordnung (25) aufweist.The invention relates to an optical arrangement (25) for a lithography system, in particular for an EUV lithography system, comprising: a reflective optical element (M1), at least one Peltier element (28) for tempering, in particular for cooling, the reflective optical element ( M1), wherein the at least one Peltier element (28) is attached to the reflective optical element (M1), and a cooling system (29) for dissipating heat from the at least one Peltier element (28). The cooling system (29) has a heat sink (30) spaced apart from the at least one Peltier element (28) for dissipating heat from the at least one Peltier element (28) by radiation cooling. The invention also relates to an EUV lithography system which has at least one such optical arrangement (25).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung für ein Lithographiesystem, insbesondere für eine EUV-Lithographiesystem, umfassend: ein reflektierendes optisches Element, mindestens ein Peltier-Element zum Temperieren, insbesondere zum Kühlen, des reflektierenden optischen Elements, wobei das mindestens eine Peltier-Element an dem reflektierenden optischen Element angebracht ist, sowie ein Kühlsystem zur Wärmeabfuhr von dem mindestens einen Peltier-Element. Die Erfindung betrifft auch ein Lithographiesystem, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem, mit mindestens einer solchen optischen Anordnung.The invention relates to an optical arrangement for a lithography system, in particular for an EUV lithography system, comprising: a reflective optical element, at least one Peltier element for tempering, in particular for cooling, the reflective optical element, the at least one Peltier element on the reflective optical element is attached, and a cooling system for heat dissipation from the at least one Peltier element. The invention also relates to a lithography system, in particular an EUV lithography system, with at least one such optical arrangement.

Bei dem Lithographiesystem kann es sich um eine Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers oder um ein anderes optisches System für die Mikrolithographie handeln, beispielsweise um ein Inspektionssystem, z.B. um ein System zur Vermessung bzw. zur Inspektion von in der Lithographie verwendeten Masken, Wafern oder dergleichen. Bei dem Lithographiesystem kann es sich insbesondere um eine EUV-Lithographieanlage handeln. EUV steht für „extremes Ultraviolett“ (engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge der Nutzstrahlung zwischen 0,1 nm und 30 nm.The lithography system can be a lithography system for exposing a wafer or another optical system for microlithography, for example an inspection system, e.g. a system for measuring or inspecting masks, wafers or the like used in lithography. The lithography system can in particular be an EUV lithography system. EUV stands for "extreme ultraviolet" and refers to a wavelength of useful radiation between 0.1 nm and 30 nm.

In einem EUV-Lithographiesystem in Form einer EUV-Lithographieanlage werden reflektierende optische Elemente in Form von Spiegeln, insbesondere in Form von Spiegeln einer Projektionsoptik, einer hohen Strahlungsleistung ausgesetzt. Mit zunehmender Leistung der EUV-Strahlungsquelle liegen die mittleren Leistungen, die auf die Spiegel eingestrahlt werden, bei 50 W oder darüber, von denen ein Drittel bis die Hälfte im Schichtsystem einer reflektierenden Beschichtung des Spiegels absorbiert wird und zu flächiger und lokaler Aufheizung des Spiegels bzw. des Spiegel-Substrats führt. Zur Abführung der Wärmelast von einem solchen reflektierenden optischen Element ist typischerweise eine aktive Kühlung erforderlich. Eine solche aktive Kühlung kann innerhalb des optischen Elements (d.h. direkt) erfolgen. Aufgrund der Vakuum-Umgebung, in der ein EUV-Spiegel typischerweise betrieben wird, kann die Wärmelast auch durch eine Strahlungskühlung bzw. durch Wärmestrahlung abgeführt werden, die von dem Spiegel ausgeht.In an EUV lithography system in the form of an EUV lithography facility, reflective optical elements in the form of mirrors, in particular in the form of mirrors of projection optics, are exposed to a high radiation power. As the power of the EUV radiation source increases, the average power radiated onto the mirror is 50 W or more, of which a third to half is absorbed in the layer system of a reflective coating of the mirror and leads to extensive and local heating of the mirror or surface of the mirror substrate. Active cooling is typically required to dissipate the heat load from such a reflective optical element. Such active cooling can occur within the optical element (i.e. directly). Due to the vacuum environment in which an EUV mirror typically operates, the heat load can also be dissipated by radiative cooling or thermal radiation emanating from the mirror.

In der US 2007/0091485 A1 ist ein mit Hilfe eines Fluids direkt gekühlter Spiegel beschrieben. In einem Beispiel weist der direkt gekühlte Spiegel eine optische Oberfläche auf, die Licht absorbiert und es ist mindestens ein Mikrokanal unterhalb der optischen Oberfläche gebildet, der von dem Fluid laminar durchströmt wird. Das Fluid absorbiert Wärme, die durch das an der optischen Oberfläche absorbierte Licht hervorgerufen wird. In der US 2007/0091485 A1 wird auch beschrieben, dass ein Kondensor-Spiegel mit Hilfe einer Strahlungskühlung gekühlt werden kann: Eine Strahlungskühlung ist für die Wärmebelastung eines solchen Spiegels ausreichend und in der Regel weniger komplex und teuer als eine direkte Kühlung.In the U.S. 2007/0091485 A1 describes a mirror directly cooled with the aid of a fluid. In one example, the directly cooled mirror has an optical surface that absorbs light and at least one microchannel is formed below the optical surface through which the fluid flows in a laminar manner. The fluid absorbs heat caused by the light absorbed at the optical surface. In the U.S. 2007/0091485 A1 it is also described that a condenser mirror can be cooled with the help of radiation cooling: Radiation cooling is sufficient for the heat load on such a mirror and is usually less complex and expensive than direct cooling.

In der WO 2012/069351 A1 ist eine externe Heiz- und/oder Kühleinrichtung für einen Spiegel beschrieben, die zur Kompensation von Abbildungsfehlern des Spiegels dienen soll. Die Heiz- und/oder Kühleinrichtung weist eine matrixartige Anordnung von Peltier-Elementen auf, die auf einer beispielsweise wassergekühlten Basisplatte angeordnet sind, die von dem Spiegel beabstandet angeordnet ist. Die Basisplatte dient dazu, den geringen Temperaturbereich zu berücksichtigen, in dem die Peltier-Elemente die Temperatur einstellen oder aufrechterhalten können. Mit Hilfe der gekühlten Basisplatte kann ein geeigneter Offset für diesen Temperaturbereich eingestellt werden. Auf der Rückseite des Spiegels können geeignete Kühl- oder Heizbohrungen angebracht sein, um eine unerwünschtes „Übersprechen“ zwischen den Peltier-Elementen zu vermeiden. Mit Hilfe eines Temperatursensors kann die Temperatur bestimmt werden, welche das jeweilige Peltier-Element an den Spiegel abgibt und es kann eine Temperaturregelung des Spiegels erfolgen.In the WO 2012/069351 A1 describes an external heating and/or cooling device for a mirror, which is intended to compensate for aberrations in the mirror. The heating and/or cooling device has a matrix-like arrangement of Peltier elements, which are arranged on a base plate that is water-cooled, for example, and that is arranged at a distance from the mirror. The base plate serves to accommodate the narrow range of temperatures over which the Peltier elements can set or maintain temperature. A suitable offset for this temperature range can be set with the help of the cooled base plate. Suitable cooling or heating holes can be installed on the back of the mirror in order to avoid unwanted “crosstalk” between the Peltier elements. A temperature sensor can be used to determine the temperature which the respective Peltier element transmits to the mirror, and the temperature of the mirror can be regulated.

In der DE 10 2020 204 722 A1 ist ein optisches System für eine Lithographieanlage beschrieben, umfassend: ein optisches Element, mehrere Temperatursensoren zur Erfassung einer jeweiligen Temperatur eines Bereichs des optischen Elements, mehrere Peltier-Elemente, die an dem optischen Element angeordnet sind, um das optische Element lokal zu erwärmen und/oder zu kühlen, sowie ein Wärme/Kühlsystem zur Wärmeabgabe an die Peltier-Elemente und/oder zur Wärmeabfuhr von den Peltier-Elementen. Die Peltier-Elemente können an einer Rückseite des optischen Elements befestigt und/oder in die Rückseite des optischen Elements eingelassen sein. Eine insbesondere wassergekühlte Kühlleitung kann entlang einer Rückseite der Peltier-Elemente verlaufen.In the DE 10 2020 204 722 A1 describes an optical system for a lithography system, comprising: an optical element, a plurality of temperature sensors for detecting a respective temperature of a region of the optical element, a plurality of Peltier elements which are arranged on the optical element in order to heat the optical element locally and/or or to cool, and a heating / cooling system for dissipating heat to the Peltier elements and / or for dissipating heat from the Peltier elements. The Peltier elements can be attached to a rear side of the optical element and/or embedded in the rear side of the optical element. A particularly water-cooled cooling line can run along a rear side of the Peltier elements.

Bei der direkten Kühlung eines Spiegels mit einem Fluid und auch beim Anbringen einer wassergekühlten Kühlleitung an der Rückseite eines Spiegels findet in den Strömungsgrenzschichten zwischen dem strömenden Fluid und den Wänden des Spiegels ein Impulsaustausch statt, der ggf. zu Turbulenzen in der Strömung des Fluids führen kann. Diese Turbulenzen erhöhen den Impulstransport aus der Strömung in das Substrat des reflektierenden optischen Elements und können abhängig von Geometrie, Medium und Form zu strömungsinduzierten Vibrationen („Flow-induced-Vibrations, FIV“) führen, welche den Spiegel ungewollt beschleunigen.When cooling a mirror directly with a fluid and also when attaching a water-cooled cooling line to the back of a mirror, momentum exchange takes place in the flow boundary layers between the flowing fluid and the walls of the mirror, which can possibly lead to turbulence in the flow of the fluid . This turbulence increases momentum transport from the flow into the substrate of the reflective optical element and can be flow-inducing depending on the geometry, medium and shape ten vibrations (“flow-induced-vibrations, FIV”), which unintentionally accelerate the mirror.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Anordnung und ein Lithographiesystem, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem, bereitzustellen, welches eine effektive Kühlung eines reflektierenden optischen Elements ermöglichen.The object of the invention is to provide an optical arrangement and a lithography system, in particular an EUV lithography system, which enable effective cooling of a reflecting optical element.

Gegenstand der Erfindungsubject of the invention

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Anordnung der eingangs genannten Art, bei welcher dass das Kühlsystem (mindestens) einen von dem mindestens einen Peltier-Element - und somit auch von dem reflektierenden optischen Element - beabstandeten Kühlkörper zur Wärmeabfuhr von dem Peltier-Element durch Strahlungskühlung aufweist.This object is achieved by an optical arrangement of the type mentioned at the outset, in which the cooling system has (at least) one heat sink spaced apart from the at least one Peltier element - and thus also from the reflecting optical element - for dissipating heat from the Peltier element by radiation cooling having.

Im Gegensatz zu dem in der eingangs zitierten DE 10 2020 204 722 A1 beschriebenen optischen System, bei dem eine Kühlleitung an der Rückseite des optischen Elements verläuft, um das optische Element zu kühlen, ist bei der erfindungsgemäßen optischen Anordnung der Kühlkörper von dem optischen Element beabstandet. Da der Kühlkörper nicht mit dem reflektierenden optischen Element in Kontakt steht, kann die Problematik von strömungsinduzierten Vibrationen vermieden werden, wenn in den Kühlkörper eine Flüssigkeitskühlung integriert ist (s.u.).In contrast to the one cited at the beginning DE 10 2020 204 722 A1 described optical system, in which a cooling line runs on the back of the optical element to cool the optical element, the heat sink is spaced from the optical element in the optical arrangement according to the invention. Since the heat sink is not in contact with the reflective optical element, the problem of flow-induced vibrations can be avoided if liquid cooling is integrated into the heat sink (see below).

Der Erfinder hat zudem erkannt, dass die flüssigkeits- bzw. wassergekühlte Grundplatte, die in der WO 2012/069351 A1 beschrieben ist, nicht beliebig stark abgekühlt werden kann. Die Temperaturdifferenz zwischen der Grundplatte und der Rückseite des reflektierenden optischen Elements ist daher vergleichsweise gering und liegt typischerweise in der Größenordnung weniger Kelvin. Dies hat bei der in der WO 2012/069351 A1 beschriebenen Anordnung des Peltier-Elements in direktem Kontakt mit der Grundplatte zur Folge, dass die Temperatur der dem reflektierenden optischen Element zugewandten (kalten) Oberfläche des Peltier-Elements typischerweise sehr gering gewählt werden muss und in der Größenordnung von z.B. -40°C bis -60°C liegt, um eine effektive Abführung der Wärmelast von dem reflektiven optischen Element zu ermöglichen. Eine derart geringe Temperatur an einer Oberfläche des Peltier-Elements ist in der Regel aber unerwünscht, da diese sich ungünstig auf das Lithographiesystem auswirken kann, in dem die optische Anordnung verbaut ist. Beispielsweise kann es zum unerwünschten Ausfrieren von Bestandteilen der Restgasatmosphäre an der Oberfläche des Peltier-Elements kommen. Auch sinkt ggf. die Lebensdauer des Peltier-Elements, wenn dieses dauerhaft auf eine so niedrige Temperatur abgekühlt wird.The inventor has also recognized that the liquid or water-cooled base plate in the WO 2012/069351 A1 is described, can not be cooled arbitrarily strong. The temperature difference between the base plate and the back of the reflecting optical element is therefore comparatively small and is typically of the order of a few Kelvin. This has at the in the WO 2012/069351 A1 The result of the described arrangement of the Peltier element in direct contact with the base plate is that the temperature of the (cold) surface of the Peltier element facing the reflecting optical element typically has to be chosen to be very low and in the order of magnitude of, for example, -40°C to - 60°C in order to enable an effective dissipation of the heat load from the reflective optical element. However, such a low temperature on a surface of the Peltier element is generally undesirable since it can have an unfavorable effect on the lithography system in which the optical arrangement is installed. For example, components of the residual gas atmosphere can freeze out undesirably on the surface of the Peltier element. The service life of the Peltier element may also decrease if it is permanently cooled to such a low temperature.

Bei der erfindungsgemäßen optischen Anordnung ist hingegen das mindestens eine Peltier-Element an dem reflektierenden optischen Element angebracht und die kalte Seite des Peltier-Elements steht mit dem reflektierenden optischen Element in direktem Kontakt. Für die Vergrößerung der Temperaturdifferenz zwischen dem reflektierenden optischen Element und dem Kühlkörper wird in diesem Fall die der (Vakuum-)Umgebung zugewandte Seite des Peltier-Elements erwärmt, so dass die weiter oben beschriebene Problematik beim Kühlen des reflektierenden optischen Elements vermieden werden kann.In the case of the optical arrangement according to the invention, on the other hand, the at least one Peltier element is attached to the reflecting optical element and the cold side of the Peltier element is in direct contact with the reflecting optical element. To increase the temperature difference between the reflecting optical element and the heat sink, the side of the Peltier element facing the (vacuum) environment is heated in this case, so that the problems described above when cooling the reflecting optical element can be avoided.

Bei einer Ausführungsform weist der Kühlkörper mindestens eine Kühlkanal zur Durchströmung mit einem Fluid (einer Flüssigkeit oder einem Gas), insbesondere zur Durchströmung mit Kühlwasser, auf. Mit Hilfe des fluidgekühlten, insbesondere wassergekühlten Kühlkörpers kann die von dem bzw. den Peltier-Elementen abgegebene Wärmeleistung durch Konvektion abgeführt werden. Der Kühlkörper kann eine Oberfläche aufweisen, die dem reflektierenden optischen Element zugewandt ist, um die von den Peltier-Elementen abgestrahlte Wärmestrahlung aufzunehmen. Der mindestens eine Kühlkanal kann unterhalb der Oberfläche des Kühlkörpers verlaufen. Bei dem Kühlkörper kann es sich beispielsweise um ein metallisches Bauteil handeln, in das der mindestens eine Kühlkanal auf einfache Weise eingebracht werden kann. Der Kühlkörper kann grundsätzlich ausgebildet sein, die Abführung der von den Peltier-Elementen abgegebenen Wärmestrahlung auf eine andere als die hier beschriebene Weise zu bewirken. Das Kühlsystem kann einen offenen oder einen geschlossenen Kühlkreislauf für das Kühlfluid, beispielsweise das Kühlwasser, bilden oder einen solchen Kühlkreislauf aufweisen. Das Kühlsystem weist zudem typischerweise eine Pumpe und ein Kühlaggregat auf, um das erwärmte Kühlfluid nach dem Durchlaufen des Kühlkanals abzukühlen.In one embodiment, the heat sink has at least one cooling channel for a fluid (a liquid or a gas) to flow through, in particular for cooling water to flow through. With the aid of the fluid-cooled, in particular water-cooled, heat sink, the thermal output emitted by the Peltier element or elements can be dissipated by convection. The heat sink may have a surface facing the reflective optical element to absorb thermal radiation emitted by the Peltier elements. The at least one cooling channel can run below the surface of the heat sink. The heat sink can be a metal component, for example, into which the at least one cooling channel can be introduced in a simple manner. In principle, the heat sink can be designed to effect the dissipation of the thermal radiation emitted by the Peltier elements in a manner other than that described here. The cooling system can form an open or a closed cooling circuit for the cooling fluid, for example the cooling water, or have such a cooling circuit. The cooling system also typically has a pump and a cooling unit in order to cool the heated cooling fluid after it has passed through the cooling channel.

Bei einer weiteren Ausführungsform bildet der Kühlkörper einen Tragrahmen für das reflektierende optische Element. Das reflektierende optische Element sowie in der Regel weitere optische Elemente werden üblicherweise von einem Tragrahmen gehalten. Bei EUV-Lithographieanlagen können die jeweiligen reflektierenden optischen Elemente typischerweise mit Hilfe von Aktuatoren relativ zu einem solchen Tragrahmen bewegt werden. Um den Tragrahmen als Kühlkanal zu nutzen, ist typischerweise mindestens ein Kühlkanal in diesen eingebracht, wie dies weiter oben beschrieben ist. Der Tragrahmen weist in diesem Fall mindestens eine Oberfläche auf, die dem reflektierenden optischen Element zugewandt ist. Der Tragrahmen ist üblicherweise aus einem metallischen Material gebildet, in das der bzw. die Kühlkanäle auf einfachere Weise eingebracht werden können als in das Substrat des reflektierenden optischen Elements.In a further embodiment, the heat sink forms a support frame for the reflective optical element. The reflective optical element and, as a rule, other optical elements are usually held by a support frame. In EUV lithography systems, the respective reflecting optical elements can typically be moved relative to such a support frame with the aid of actuators. In order to use the support frame as a cooling duct, at least one cooling duct is typically introduced into it, as is described further above. In this case, the support frame has at least one Surface facing the reflective optical element. The support frame is usually formed from a metallic material, into which the cooling channel(s) can be introduced in a simpler manner than into the substrate of the reflective optical element.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die optische Anordnung mindestens ein weiteres Peltier-Element auf, das an dem Kühlkörper angebracht ist. Das mindestens eine weitere Peltier-Element weist im Betrieb eine kalte Oberfläche auf, die dem reflektierenden optischen Element zugewandt ist und ist typischerweise (mindestens) einem Peltier-Element, das an dem optischen Element angebracht ist, gegenüberliegend (und nicht seitlich versetzt zu diesem) angeordnet. Das weitere Peltier-Element weist eine kalte Seite auf, die dem reflektierenden optischen Element zugewandt ist und deren Temperatur geringer ist als die Temperatur der Oberfläche des Kühlkörpers. Durch das weitere Peltier-Element wird somit die Temperaturdifferenz zwischen der Strahlungswärme abgebenden Seite und der Strahlungswärme aufnehmenden Seite der Strahlungskühlung erhöht. Durch das Vorhandensein des Peltier-Elements, das an dem reflektierenden optischen Element angeordnet ist, kann die kalte Oberfläche bzw. Seite des weiteren Peltier-Elements eine höhere Temperatur aufweisen als dies ohne das Vorhandensein des gegenüberliegenden Peltier-Elements der Fall wäre, d.h. die kalte Seite des weiteren Peltier-Elements weist eine Temperatur auf, die in der Regel deutlich größer ist als -40°C bis -60°C.In a further embodiment, the optical arrangement has at least one further Peltier element which is attached to the heat sink. The at least one other Peltier element has, in operation, a cold surface facing the reflective optical element and is typically opposite (and not laterally offset from) (at least) a Peltier element attached to the optical element. arranged. The further Peltier element has a cold side which faces the reflective optical element and whose temperature is lower than the temperature of the surface of the heat sink. The temperature difference between the side giving off radiant heat and the side of the radiant cooling absorbing radiant heat is thus increased by the further Peltier element. Due to the presence of the Peltier element arranged on the reflective optical element, the cold surface or side of the further Peltier element can have a higher temperature than would be the case without the presence of the opposite Peltier element, i.e. the cold The side of the additional Peltier element has a temperature that is generally significantly greater than -40°C to -60°C.

Durch die Anordnung von Peltier-Elementen an dem optischen Element und von weiteren Peltier-Elementen an dem Kühlkörper kann eine unabhängige Einstellung bzw. Regelung der Strahlungswärme abgebenden Seite und der Strahlungswärme aufnehmenden Seite erfolgen. Das Vorsehen der weiteren Peltier-Elemente ist insbesondere günstig, wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem reflektierenden optischen Element und dem Kühlkörper ohne die Verwendung der weiteren Peltier-Elemente gering ist.By arranging Peltier elements on the optical element and further Peltier elements on the heat sink, the side that emits radiant heat and the side that absorbs radiant heat can be adjusted or regulated independently. The provision of the additional Peltier elements is particularly favorable when the temperature difference between the reflecting optical element and the heat sink is small without the use of the additional Peltier elements.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Peltier-Element an einer Rückseite des reflektierenden optischen Elements befestigt und/oder in die Rückseite des reflektierenden optischen Elements (ganz oder teilweise) eingelassen und/oder das mindestens eine weitere Peltier-Element ist an einer dem reflektiven optischen Element zugewandten Oberfläche des Kühlkörpers befestigt und/oder in die Oberfläche des Kühlkörpers (ganz oder teilweise) eingelassen. Die Peltier-Elemente bzw. die weiteren Peltier-Elemente können an der jeweiligen Oberfläche durch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Kleben, befestigt sein. Die Peltier-Elemente stehen typischerweise in direktem Kontakt zur Oberfläche des optischen Elements bzw. zur Oberfläche des Kühlkörpers. Zum vollständigen oder teilweisen Einlassen des bzw. der Peltier-Elemente bzw. der weiteren Peltier-Elemente in die jeweilige Oberfläche können passende Aussparungen bzw. Bohrungen in dem reflektierenden optischen Element bzw. in dem Kühlkörper vorgesehen sein. Die vollständig oder teilweise eingelassenen Peltier-Elemente können z.B. durch Kleben oder auf andere Weise in das optische Element bzw. in den Kühlkörper integriert werden. Die Oberflächen der vollständig in die Oberfläche eingelassenen Peltier-Elemente können insbesondere bündig mit der jeweiligen Oberfläche des reflektierenden optischen Elements bzw. mit der Oberfläche des Kühlkörpers abschließen. Die Rückseite des reflektierenden optischen Elements bezeichnet die der reflektierenden optischen Oberfläche gegenüberliegende Seite bzw. Oberfläche des reflektierenden optischen Elements.In a further embodiment, the at least one Peltier element is attached to a rear side of the reflective optical element and/or embedded (entirely or partially) in the rear side of the reflective optical element and/or the at least one further Peltier element is on one of the reflective optical element facing surface of the heat sink attached and / or embedded in the surface of the heat sink (in whole or in part). The Peltier elements or the additional Peltier elements can be attached to the respective surface by a material connection, for example by gluing. The Peltier elements are typically in direct contact with the surface of the optical element or with the surface of the heat sink. Suitable recesses or bores can be provided in the reflecting optical element or in the heat sink for the complete or partial embedding of the Peltier element(s) or the further Peltier elements in the respective surface. The fully or partially embedded Peltier elements can be integrated into the optical element or heat sink, e.g. by gluing or in some other way. The surfaces of the Peltier elements that are completely embedded in the surface can in particular end flush with the respective surface of the reflecting optical element or with the surface of the heat sink. The rear side of the reflective optical element refers to the side or surface of the reflective optical element opposite the reflective optical surface.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind das mindestens eine Peltier-Element und/oder das mindestens eine weitere Peltier-Element aus mindestens zwei gestapelten Peltier-Modulen zusammengesetzt. Für den Fall, das die Leistungsfähigkeit eines einzelnen Peltier-Elements (definiert als das Verhältnis von Temperaturdifferenz zu „gepumpter“ Wärme) nicht ausreichend ist, können zwei oder mehr Peltier-Elemente übereinander gestapelt werden. Durch das Stapeln von mehreren in Serie geschalteten Peltier-Elementen kann die Temperaturdifferenz, die von einem jeweiligen Peltier-Element erzeugt werden muss, um die gewünschte Temperaturdifferenz zwischen der warmen und der kalten Seite des Peltier-Elements zu erzeugen, reduziert und entsprechend kann der „gepumpte“ Wärmestrom erhöht werden. Zur mechanischen Verbindung der in Serie geschalteten Peltier-Elemente kann eine Trennschicht vorgesehen sein, das Vorsehen einer solchen Trennschicht ist aber nicht zwingend erforderlich.In a further embodiment, the at least one Peltier element and/or the at least one further Peltier element are composed of at least two stacked Peltier modules. In the event that the performance of a single Peltier element (defined as the ratio of temperature difference to "pumped" heat) is not sufficient, two or more Peltier elements can be stacked on top of each other. By stacking several Peltier elements connected in series, the temperature difference that has to be generated by a respective Peltier element in order to generate the desired temperature difference between the warm and the cold side of the Peltier element can be reduced and the " pumped" heat flow can be increased. A separating layer can be provided for the mechanical connection of the Peltier elements connected in series, but the provision of such a separating layer is not absolutely necessary.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Peltier-Element eine Einhausung auf, die das mindestens eine Peltier-Element von einer Umgebung des reflektierenden optischen Elements abschirmt und/oder das mindestens eine weitere Peltier-Element weist eine Einhausung auf, die das mindestens eine weitere Peltier-Element von einer Umgebung des Kühlkörpers abschirmt. Die Einhausung ist ausgebildet, das Ausgasen von kontaminierenden Stoffen aus dem Peltier-Element zu verhindern. Die Einhausung ist zu diesem Zweck typischerweise aus einem Material gebildet, welches selbst keine kontaminierenden Stoffe ausgast. Die Einhausung kann ggf. in Form einer Beschichtung ausgebildet sein, es kann sich aber auch um eine Einhausung in Form eines Gehäuses handeln.In a further embodiment, the at least one Peltier element has a housing that shields the at least one Peltier element from an area surrounding the reflective optical element and/or the at least one additional Peltier element has a housing that the at least one additional Peltier element shields from an environment of the heat sink. The housing is designed to prevent outgassing of contaminants from the Peltier element. For this purpose, the housing is typically made of a material which itself does not outgas any contaminating substances. The enclosure can optionally be in the form of a coating, but it can also be an enclosure in the form of a housing.

Für den Fall, dass das Peltier-Element vollständig in die Rückseite des reflektierenden optischen Elements oder das weitere Peltier-Element vollständig in die dem reflektierenden optischen Element zugewandte Oberfläche des Kühlkörpers eingebettet bzw. eingelassen ist, kann die Einhausung in der Art einer Abschirmplatte ausgebildet sein, die einen jeweiligen Teilbereich der Oberfläche mit dem eingebetteten Peltier-Element bzw. dem eingebetteten weiteren Peltier-Element überdeckt und dieses gegen die (Vakuum-)Umgebung abdichtet. Auch eine solche plattenförmige Einhausung sollte aus einem gut wärmeleitenden Material gebildet sein.In the event that the Peltier element is completely embedded or embedded in the rear side of the reflecting optical element or the further Peltier element is completely embedded or embedded in the surface of the heat sink facing the reflecting optical element, the housing can be designed in the manner of a shielding plate Which covers a respective partial area of the surface with the embedded Peltier element or the further embedded Peltier element and seals it against the (vacuum) environment. Such a plate-shaped housing should also be made of a material with good thermal conductivity.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind an dem reflektierenden optischen Element eine Mehrzahl von Peltier-Elementen bevorzugt in einer regelmäßigen Anordnung angebracht und/oder an dem Kühlkörper sind eine Mehrzahl von weiteren Peltier-Elementen bevorzugt in einer regelmäßigen Anordnung angebracht. Wie dies im Detail in der DE 10 2020 204 722 A1 beschrieben ist, kann durch eine regelmäßige oder eine unregelmäßige Anordnung einer Mehrzahl von Peltier-Elementen an der Rückseite des optischen Elements eine lokal unterschiedliche Kühlung des optischen Elements, genauer gesagt des Substrats des optischen Elements, erfolgen, wenn die Peltier-Elemente einzeln angesteuert werden (s.u.). Auf diese Weise kann ein gewünschtes Temperaturprofil an dem optischen Element eingestellt werden. Gleiches gilt für die weiteren Peltier-Elemente (sofern vorhanden), die an dem Kühlkörper in einer regelmäßigen oder ggf. einer unregelmäßigen Anordnung angebracht sind. Um ein Übersprechen zwischen unterschiedlichen Peltier-Elementen bei der Temperatureinstellung zu verhindern, hat es sich als günstig erwiesen, wenn Peltier-Elemente an der Rückseite des reflektierenden optischen Elements und weitere Peltier-Elemente an der dem reflektierenden optischen Element zugewandten Oberfläche des Kühlkörpers einander paarweise gegenüberliegen, d.h. wenn ein jeweiliges Paar von Peltier-Elementen nicht lateral zueinander versetzt sind.In a further embodiment, a plurality of Peltier elements are attached to the reflecting optical element, preferably in a regular arrangement, and/or a plurality of further Peltier elements are attached to the heat sink, preferably in a regular arrangement. How this in detail in the DE 10 2020 204 722 A1 is described, a regular or irregular arrangement of a plurality of Peltier elements on the back of the optical element can result in locally different cooling of the optical element, more precisely the substrate of the optical element, if the Peltier elements are controlled individually ( see below). In this way, a desired temperature profile can be set on the optical element. The same applies to the other Peltier elements (if present), which are attached to the heat sink in a regular or possibly an irregular arrangement. In order to prevent crosstalk between different Peltier elements when setting the temperature, it has proven to be advantageous if Peltier elements on the back of the reflective optical element and further Peltier elements on the surface of the heat sink facing the reflective optical element are arranged in pairs opposite one another , ie when a respective pair of Peltier elements are not laterally offset from one another.

Für das Einstellen eines gewünschten Temperaturprofils ist es typischerweise nicht erforderlich, dass einzelne der Peltier-Elemente durch eine geeignete Ansteuerung zum Heizen des optischen Elements genutzt werden, auch wenn dies grundsätzlich möglich ist. Das Heizen des reflektierenden optischen Elements mit Hilfe der Peltier-Elemente sowie ggf. mit Hilfe der weiteren Peltier-Elemente kann aber ggf. bei der Inbetriebnahme eines Lithographiesystems sinnvoll sein, um möglichst schnell die Arbeitstemperatur des reflektierenden optischen Elements zu erreichen, wie dies in der eingangs zitierten DE 10 2020 204 722 A1 beschrieben ist, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. In diesem Fall, d.h. beim Aufheizen des reflektierenden optischen Elements wird die Zufuhr des Kühlfluids zu dem Kühlkörper typischerweise gestoppt, d.h. dieser wird nicht von einem Kühlfluid durchströmt.In order to set a desired temperature profile, it is typically not necessary for individual Peltier elements to be used for heating the optical element by means of a suitable control, even if this is possible in principle. However, heating the reflective optical element with the help of the Peltier elements and, if necessary, with the help of the other Peltier elements can be useful when starting up a lithography system in order to reach the working temperature of the reflective optical element as quickly as possible, as is shown in quoted at the beginning DE 10 2020 204 722 A1 which is incorporated herein by reference in its entirety. In this case, ie when the reflecting optical element is heated up, the supply of the cooling fluid to the heat sink is typically stopped, ie a cooling fluid does not flow through it.

Im Betrieb der Lithographieanlage dienen die Peltier-Elemente jedoch typischerweise zum Kühlen des reflektierenden optischen Elements und die gewünschte, beispielsweise homogene Temperaturverteilung wird erzeugt, indem die Kühlleistung der Peltier-Elemente und ggf. der weiteren Peltier-Elemente geeignet eingestellt wird.During operation of the lithography system, however, the Peltier elements are typically used to cool the reflecting optical element, and the desired, for example homogeneous, temperature distribution is generated by suitably setting the cooling capacity of the Peltier elements and, if necessary, the additional Peltier elements.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die optische Anordnung eine Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des mindestens einen Peltier-Elements und/oder des mindestens einen weiteren Peltier-Elements zur Temperierung, insbesondere zur Kühlung, des reflektierenden optischen Elements auf. Wie weiter oben beschrieben wurde, dienen die Peltier-Elemente und ggf. die weiteren Peltier-Elemente im Betrieb des Lithographiesystems in der Regel ausschließlich zur Kühlung des reflektierenden optischen Elements. Wie dies ebenfalls in der DE 10 2020 204 722 A1 beschrieben ist, können Temperatursensoren vorgesehen sein, welche die lokale Temperatur des reflektierenden optischen Elements erfassen und die Peltier-Elemente sowie die weiteren Peltier-Elemente können in Abhängigkeit von den durch die Temperatursensoren erfassten Temperaturen gesteuert bzw. geregelt werden. Eine solche Regelung kann ggf. auch ohne die Temperatursensoren mit Hilfe von kalibrierten und somit bekannten Spannungs-Wärmestrom-Kennlinien bzw. Spannungs-Temperatur-Kennlinien der Peltier-Elemente sowie ggf. der weiteren Peltier-Elemente erfolgen.In a further embodiment, the optical arrangement has a control device for controlling the at least one Peltier element and/or the at least one further Peltier element for temperature control, in particular for cooling, of the reflecting optical element. As has been described above, the Peltier elements and possibly the further Peltier elements are generally used during operation of the lithography system exclusively for cooling the reflecting optical element. Like this also in the DE 10 2020 204 722 A1 is described, temperature sensors can be provided which detect the local temperature of the reflecting optical element and the Peltier elements and the further Peltier elements can be controlled or regulated as a function of the temperatures detected by the temperature sensors. Such a control can possibly also be carried out without the temperature sensors with the aid of calibrated and thus known voltage-heat flow characteristics or voltage-temperature characteristics of the Peltier elements and possibly the further Peltier elements.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Lithographiesystem, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: mindestens eine optische Anordnung, wie sie weiter oben beschrieben ist. Bei dem EUV-Lithographiesystem kann es sich um eine EUV-Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers oder um eine andere optische Anordnung handeln, die EUV-Strahlung verwendet, beispielsweise um ein EUV-Inspektionssystem, z.B. zur Inspektion von in der EUV-Lithographie verwendeten Masken, Wafern oder dergleichen.A further aspect of the invention relates to a lithography system, in particular an EUV lithography system, comprising: at least one optical arrangement as described further above. The EUV lithography system can be an EUV lithography system for exposing a wafer or another optical arrangement that uses EUV radiation, for example an EUV inspection system, e.g. for inspecting masks used in EUV lithography, wafers or the like.

Die weiter oben beschriebene optische Anordnung kann grundsätzlich auch in anderen optischen Systemen als in (EUV-)Lithographiesystemen verwendet werden. Die Verwendung der Strahlungskühlung bzw. von Strahlung als Wärmetransportmechanismus ist bei optischen Systemen, die nicht unter Vakuum-Bedingungen betrieben werden, zwar möglich, in der Regel aber nicht zweckmäßig, da bei derartigen optischen Systemen eine Temperierung bzw. Kühlung von optischen Elementen mit Hilfe einen konvektiven Wärmetransportmechanismus, z.B. mit Hilfe einer Gasströmung, durchgeführt werden kann, was beim Betrieb des reflektierenden optischen Elements in einer Vakuum-Umgebung nicht möglich ist.In principle, the optical arrangement described further above can also be used in optical systems other than in (EUV) lithography systems. Although the use of radiation cooling or radiation as a heat transport mechanism is possible in optical systems that are not operated under vacuum conditions, it is generally not expedient since in optical systems of this type temperature control or cooling of optical elements is required with the aid of a convective heat transport mechanism, eg by means of a gas flow, can be carried out, which is not possible when operating the reflective optical element in a vacuum environment.

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 result from the following description of exemplary 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 each be implemented individually or together in any combination in a variant of the invention.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt

1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
2 schematisch eine optische Anordnung für die Projektionsbelichtungsanlage von 1 mit einem Spiegel, an dem eine Mehrzahl von Peltier-Elementen angebracht ist, und mit einem Kühlsystem zur Abfuhr von Wärme von den Peltier-Elementen bzw. von dem Spiegel durch eine Strahlungskühlung,
3a,b eine schematische Darstellung einer optischen Anordnung mit einem Spiegel mit einer Mehrzahl von Peltier-Elementen sowie ein Detail eines Peltier-Elements, das drei übereinander gestapelte Peltier-Module aufweist,
4 eine schematische Darstellung einer optischen Anordnung analog zu 2, bei der eine Mehrzahl von weiteren Peltier-Elementen an einem Kühlkörper angebracht ist,
5a,b eine schematische Darstellung eines Peltier-Elements von 4, das an einer Rückseite des reflektierenden optischen Elements befestigt bzw. in die Rückseite des reflektierende optischen Elements eingelassen ist, sowie
6a-c schematische Darstellungen von Peltier-Elementen, die mit Hilfe einer Einhausung von einer Umgebung des reflektierenden optischen Elements getrennt sind.

Exemplary embodiments are shown in the schematic drawing and are explained in the following description. It shows

1 a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography,
2 schematically an optical arrangement for the projection exposure system from 1 with a mirror to which a plurality of Peltier elements is attached, and with a cooling system for dissipating heat from the Peltier elements or from the mirror by means of radiation cooling,
3a,b a schematic representation of an optical arrangement with a mirror with a plurality of Peltier elements and a detail of a Peltier element that has three Peltier modules stacked on top of one another,
4 a schematic representation of an optical arrangement analogous to 2 , in which a plurality of further Peltier elements is attached to a heat sink,
5a,b a schematic representation of a Peltier element of 4 , which is attached to a rear side of the reflective optical element or embedded in the rear side of the reflective optical element, and
6a-c schematic representations of Peltier elements, which are separated from an environment of the reflecting optical element by means of a housing.

In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.In the following description of the drawings, identical reference symbols are used for identical or functionally identical components.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile eines EUV-Lithographiesystems in Form einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie von deren Bestandteilen ist hierbei nicht einschränkend zu verstehen.The following are referring to 1 exemplarily describes the essential components of an EUV lithography system in the form of a projection exposure system 1 for microlithography. The description of the basic structure of the projection exposure system 1 and of its components is not to be understood as limiting here.

Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.One embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. In an alternative embodiment, the light source 3 can also be provided as a separate module from the rest of the illumination system. In this case the lighting system does not include the light source 3 .

Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.A reticle 7 arranged in the object field 5 is illuminated. The reticle 7 is held by a reticle holder 8 . The reticle holder 8 can be displaced in particular in a scanning direction via a reticle displacement drive 9 .

In 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.In 1 a Cartesian xyz coordinate system is drawn in for explanation. The x-direction runs perpendicular to the plane of the drawing. The y-direction is horizontal and the z-direction is vertical. The scanning direction is in the 1 along the y-direction. The z-direction runs perpendicular to the object plane 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst ein Projektionssystem 10. Das Projektionssystem 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.The projection exposure system 1 comprises a projection system 10. The projection system 10 is used to image the object field 5 in an image field 11 in an image plane 12. A structure on the reticle 7 is imaged on a light-sensitive layer of a wafer arranged in the region of the image field 11 in the image plane 12 13. The wafer 13 is held by a wafer holder 14. The wafer holder 14 can be displaced in particular along the y-direction via a wafer displacement drive 15 . The displacement of the reticle 7 via the reticle displacement drive 9 on the one hand and the wafer 13 on the other hand via the wafer displacement drive 15 can be synchronized with one another.

Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The radiation source 3 is an EUV radiation source. The radiation source 3 emits in particular EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light. In particular, the useful radiation has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The radiation source 3 can be a plasma source, for example an LPP source (laser produced plasma, plasma generated with the aid of a laser) or a DPP Source (Gas Discharged Produced Plasma). It can also be a synchrotron-based radiation source. The radiation source 3 can be an outdoor electron laser (free-electron laser, FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektorspiegel 17 gebündelt. Bei dem Kollektorspiegel 17 kann es sich um einen Kollektorspiegel mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektorspiegels 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektorspiegel 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 16 emanating from the radiation source 3 is bundled by a collector mirror 17 . The collector mirror 17 can be a collector mirror with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector mirror 17 can be exposed to the illumination radiation 16 in grazing incidence (Grazing Incidence, GI), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence less than 45° will. The collector mirror 17 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress stray light.

Nach dem Kollektorspiegel 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektorspiegel 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the collector mirror 17, the illumination radiation 16 propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 18. The intermediate focus plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the radiation source 3 and the collector mirror 17, and the illumination optics 4.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt. Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23.The illumination optics 4 comprises a deflection mirror 19 and a first facet mirror 20 downstream of this in the beam path. The deflection mirror 19 can be a plane deflection mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflection mirror 19 can be designed as a spectral filter, which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from stray light of a different wavelength. The first facet mirror 20 includes a multiplicity of individual first facets 21, which are also referred to below as field facets. Of these facets 21 are in the 1 only a few shown as examples. A second facet mirror 22 is arranged downstream of the first facet mirror 20 in the beam path of the illumination optics 4. The second facet mirror 22 comprises a plurality of second facets 23.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly`s Eye Integrator) bezeichnet. Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.The illumination optics 4 thus forms a double-faceted system. This basic principle is also known as a honeycomb condenser (Fly's Eye Integrator). The individual first facets 21 are imaged in the object field 5 with the aid of the second facet mirror 22 . The second facet mirror 22 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.

Das Projektionssystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The projection system 10 includes a plurality of mirrors Mi, which are numbered consecutively according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1 .

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst das Projektionssystem 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei dem Projektionssystem 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,4 oder 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.At the in the 1 illustrated example, the projection system 10 comprises six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection system 10 involves doubly obscured optics. The projection optics 10 has an image-side numerical aperture which is greater than 0.4 or 0.5 and which can also be greater than 0.6 and which can be 0.7 or 0.75, for example.

Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, eine hoch reflektierende Beschichtung für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen.Like the mirrors of the illumination optics 4, the mirrors Mi can have a highly reflective coating for the illumination radiation 16.

2 zeigt eine optische Anordnung 25 des EUV-Lithographiesystems in Form der Projektionsbelichtungsanlage 1 von 1, welche ein reflektierendes optisches Element in Form des ersten Spiegels M1 der Projektionsoptik 10 umfasst. Es versteht sich, dass es sich bei dem reflektierenden optischen Element auch um einen anderen Spiegel M2 bis M6 der Projektionsoptik 10 oder um einen Spiegel der Beleuchtungsoptik 4 handeln kann. Der Spiegel M1 weist eine Vorderseite 26a mit einer optischen Oberfläche auf, auf die im Betrieb der EUV-Lithographieanlage 1 Beleuchtungsstrahlung 16 einfällt. Der Spiegel M1 weist zur Reflexion der Beleuchtungsstrahlung 16 eine hoch reflektierende Beschichtung auf, die in 2 nicht bildlich dargestellt ist. 2 shows an optical arrangement 25 of the EUV lithography system in the form of the projection exposure apparatus 1 from FIG 1 , which includes a reflective optical element in the form of the first mirror M1 of the projection optics 10. It goes without saying that the reflecting optical element can also be another mirror M2 to M6 of the projection optics 10 or a mirror of the illumination optics 4 . The mirror M1 has a front side 26a with an optical surface onto which illumination radiation 16 is incident when the EUV lithography system 1 is in operation. The mirror M1 has a highly reflective coating for reflecting the illumination radiation 16, which is 2 is not illustrated.

An einer der Vorderseite 26a abgewandten Rückseite 26b des Spiegels M1, genauer gesagt eines Spiegel-Substrats, ist eine Mehrzahl von Peltier-Elementen 28 angebracht, von denen in 2 beispielhaft drei Peltier-Elemente 28 dargestellt sind. Die Peltier-Elemente 28 sind bei dem in 2 gezeigten Beispiel in einer regelmäßigen Anordnung (einem 2-dimensionalen Raster, z.B. einem kartesischen Raster) angeordnet. Benachbarte Peltier-Elemente 28 weisen gleiche Abstände voneinander auf und die Peltier-Elemente 28 sind gleichmäßig über die plane Oberfläche an der Rückseite 26b des Spiegels M1 verteilt angeordnet.A plurality of Peltier elements 28 are attached to a rear side 26b of the mirror M1 facing away from the front side 26a, more precisely of a mirror substrate, of which in 2 three Peltier elements 28 are shown as an example. The Peltier elements 28 are in the in 2 example shown in a regular arrangement (a 2-dimensional grid, such as a Cartesian grid) arranged. Adjacent Peltier elements 28 are equidistant from one another, and the Peltier elements 28 are evenly distributed over the planar surface on the back 26b of mirror M1.

Die Peltier-Elemente 28 dienen zur Temperierung des Spiegels M1 und können grundsätzlich sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen des Spiegels M1 dienen. Im Belichtungsbetrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden die Peltier-Elemente 28 typischerweise zur Kühlung des Spiegels M1 verwendet. In diesem Fall weist eine mit der Rückseite 26b des Spiegels M1 in Kontakt stehende erste Seite 28a der Peltier-Elemente 28 eine erste, geringere Temperatur T_K und eine von der Rückseite 26b des Spiegels M1 abgewandte zweite Seite 28b der Peltier-Elemente 28 eine zweite, größere Temperatur Tw auf, d.h. es gilt: T_K < Tw.The Peltier elements 28 are used to control the temperature of the mirror M1 and can in principle be used both for heating and for cooling the mirror M1. During exposure operation of the projection exposure system 1, the Peltier elements 28 are typically used to cool the mirror M1. In this case, one with the The first side 28a of the Peltier elements 28 in contact with the rear side 26b of the mirror M1 has a first, lower temperature T _K and a second side 28b of the Peltier elements 28 that faces away from the rear side 26b of the mirror M1 has a second, higher temperature Tw, ie the following applies: T _K < Tw.

Die optische Anordnung 25 weist ein Kühlsystem 29 auf, das im gezeigten Beispiel einen geschlossenen Kühlkreislauf bildet. Das Kühlsystem 29 umfasst einen Kühlkörper 30, der von dem Spiegel M1 und von den Peltier-Elementen 28 beabstandet angeordnet ist. Bei dem Kühlkörper 30 handelt es sich im gezeigten Beispiel um einen metallischen Tragrahmen für den Spiegel M1 sowie für weitere nicht bildlich dargestellte Komponenten der Projektionsoptik 10. Bei dem Kühlkörper 10 kann es sich aber auch um eine andere Komponente als um einen Tragrahmen der Projektionsbelichtungsanlage 1 handeln.The optical arrangement 25 has a cooling system 29 which forms a closed cooling circuit in the example shown. The cooling system 29 includes a heat sink 30 spaced from the mirror M1 and from the Peltier elements 28 . In the example shown, the heat sink 30 is a metal support frame for the mirror M1 and for other components of the projection optics 10 that are not illustrated. The heat sink 10 can, however, also be a component other than a support frame of the projection exposure system 1 .

Der Kühlkörper 30 wird konvektiv gekühlt. Im gezeigten Beispiel weist der Kühlkörper 30 in Form des Tragrahmens einen Kühlkanal 31 zur Durchströmung mit einem Fluid, genauer gesagt mit einer Flüssigkeit, auf. Bei dem Fluid handelt es sich im gezeigten Beispiel um Kühlwasser, das von einer Pumpe 32 des Kühlsystems 29 über eine Kühlleitung dem Kühlkörper 30 zugeführt wird. Das erwärmte Kühlwasser wird über eine weitere Kühlleitung von dem Kühlkörper 30 abgeführt und mit Hilfe eines nicht bildlich dargestellten Kühlaggregats abgekühlt und nachfolgend mittels der Pumpe 32 erneut dem Kühlkörper 30 zugeführt. Der Kühlkanal 31 kann beispielsweise mäanderförmig, serpentinenartig, etc. verlaufen, um eine flächige Kühlung einer im gezeigten Beispiel planen Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 zu ermöglichen, die der Rückseite 26b des Spiegels M1 zugewandt ist.The heat sink 30 is convectively cooled. In the example shown, the heat sink 30 in the form of the support frame has a cooling channel 31 for a fluid to flow through, more precisely a liquid. In the example shown, the fluid is cooling water, which is supplied to the cooling body 30 by a pump 32 of the cooling system 29 via a cooling line. The heated cooling water is discharged from the cooling body 30 via a further cooling line and cooled with the aid of a cooling unit (not illustrated) and then fed back to the cooling body 30 by means of the pump 32 . The cooling channel 31 can, for example, run in a meandering or serpentine manner, etc., in order to enable planar cooling of a planar surface 33 of the heat sink 30 in the example shown, which faces the rear side 26b of the mirror M1.

Durch die Kühlung mit Hilfe des Kühlwassers, welches den Kühlkanal 31 durchströmt, kann eine Temperatur To an der Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 in gewissen Grenzen vorgegeben bzw. eingestellt werden. Zu diesem Zweck, genauer gesagt für die Ansteuerung der Pumpe 32 bzw. des Kühlaggregats des Kühlsystems 29, weist die optische Anordnung 25 eine Steuerungseinrichtung 34 auf.By cooling with the aid of the cooling water which flows through the cooling channel 31, a temperature To on the surface 33 of the heat sink 30 can be specified or set within certain limits. For this purpose, more precisely for the activation of the pump 32 or the cooling unit of the cooling system 29, the optical arrangement 25 has a control device 34.

Die Steuerungseinrichtung 34 ermöglicht es, die Temperatur des Kühlwassers vorzugeben bzw. einzustellen, das durch den Kühlkanal 31 des Kühlkörpers 30 strömt. Die Temperatur des Kühlwassers in dem Kühlkanal 31 kann beispielsweise in der Größenordnung zwischen 10°C und 15°C liegen. Die Temperatur To an der Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 ist typischerweise größer als die Temperatur des Kühlwassers und kann beispielsweise in der Größenordnung zwischen 15°C und 20°C liegen.The control device 34 makes it possible to specify or set the temperature of the cooling water that flows through the cooling channel 31 of the heat sink 30 . The temperature of the cooling water in the cooling channel 31 can, for example, be of the order of between 10°C and 15°C. The temperature To at the surface 33 of the cooling body 30 is typically higher than the temperature of the cooling water and can be of the order of between 15°C and 20°C, for example.

Im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 34 die Peltier-Elemente 28 angesteuert, wobei die erste Temperatur T_K und die zweite Temperatur Tw für jedes einzelne Peltier-Element 28 individuell vorgeben werden. Die Ansteuerung bzw. die Bestromung der Peltier-Elemente 28 kann über elektrische Leitungen erfolgen, es ist aber ggf. auch möglich, den Strom für die Ansteuerung der Peltier-Elemente 28 kontaktlos, beispielsweise induktiv, zu übertragen.During operation of the projection exposure system 1, the Peltier elements 28 are controlled with the aid of the control device 34, with the first temperature T _K and the second temperature Tw being specified individually for each individual Peltier element 28. The control or the energization of the Peltier elements 28 can take place via electrical lines, but it is also possible to transmit the current for the control of the Peltier elements 28 without contact, for example inductively.

Mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 34 kann die Temperatur des Spiegels M1 lokal eingestellt bzw. vorgegeben werden, indem die Peltier-Elemente 28 auf geeignete Weise mit einem elektrischen Strom beaufschlagt werden. Die Wärmeleistung, die von den Peltier-Elementen 28 abgeführt werden muss, um eine gewünschte Temperaturverteilung in dem Spiegel M1 vorzugeben, ist aufgrund der hohen Wärmelast, die bei der Bestrahlung mittels der Beleuchtungsstrahlung 16 auf den Spiegel M1 einwirkt, in der Regel jedoch sehr hoch.With the aid of the control device 34, the temperature of the mirror M1 can be set or specified locally by the Peltier elements 28 being supplied with an electric current in a suitable manner. However, the heat output that has to be dissipated by the Peltier elements 28 in order to specify a desired temperature distribution in the mirror M1 is usually very high due to the high thermal load that acts on the mirror M1 when the illumination radiation 16 is irradiated .

Um eine ausreichende Kühlleistung für die Abführung eines großen Wärmestroms von den Peltier-Elementen 28 zu ermöglichen, erfolgt eine Strahlungskühlung der Peltier-Elemente 28 mit Hilfe des Kühlkörpers 30. Die Temperatur To an der Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 ist kleiner als die Temperatur Tw der warmen Seite 28b eines jeweiligen Peltier-Elements 28, so dass die Wärmelast der Peltier-Elemente 28 durch eine Strahlungskühlung auf den Kühlkörper 30 übertragen und mit Hilfe der konvektiven Kühlung von dem Kühlkörpers 30 abgeführt werden kann.In order to enable sufficient cooling capacity for the dissipation of a large heat flow from the Peltier elements 28, the Peltier elements 28 are radiantly cooled with the aid of the heat sink 30. The temperature To on the surface 33 of the heat sink 30 is lower than the temperature Tw of the warm side 28b of a respective Peltier element 28, so that the thermal load of the Peltier elements 28 can be transferred to the heat sink 30 by radiation cooling and can be dissipated from the heat sink 30 with the aid of convective cooling.

Die Temperaturdifferenz T_W - T_K zwischen der kalten Seite 28a der Peltier-Elemente 28 und der warmen Seite 28b der Peltier-Elemente 28 kann bei herkömmlichen Peltier-Elementen 28 in der Größenordnung von ca. 60-80 K liegen. Für den Fall, dass die bei einer solchen Temperaturdifferenz T_W - T_K mittels eines einzelnen Peltier-Elements 28 pumpbare Wärme nicht ausreichend ist, können Peltier-Elemente 28' verwendet werden, die wie in 3a,b dargestellt ausgebildet sind.The temperature difference T _W -T _K between the cold side 28a of the Peltier elements 28 and the warm side 28b of the Peltier elements 28 can be of the order of approx. 60-80 K in conventional Peltier elements 28 . In the event that the heat that can be pumped by means of a single Peltier element 28 at such a temperature difference T _W - T _K is not sufficient, Peltier elements 28' can be used which, as in 3a,b are shown formed.

Die in 3a,b gezeigten Peltier-Elemente 28` weisen eine Mehrzahl (im gezeigten Beispiel drei) von Peltier-Modulen 35a-c auf, die übereinander gestapelt sind. Die drei Peltier-Module 28a-c sind in Serie geschaltet und werden mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 34 gemeinsam angesteuert. Durch die Serienschaltung beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der kalten Seite und warmen Seite eines jeweiligen Peltier-Moduls 28a-c, die zur Erzeugung der Temperaturdifferenz von ca. 60K-80K mittels des Peltier-Elements 28 erforderlich ist, in der Größenordnung von typischerweise ca. 20K-25K. Durch die Reduzierung der Temperaturdifferenz, die von einem jeweiligen Peltier-Modul 35a-c erzeugt werden muss, kann der von den Peltier-Elementen 28` gepumpte Wärmestrom erhöht werden. Wie dies in 3b zu erkennen ist, ist zwischen jeweils zwei benachbarten Peltier-Modulen 28a-c jeweils eine Trennschicht 36 eingebracht, die aus einem gut wärmeleitenden Material besteht. Das Vorsehen der Trennschicht 36 ist nicht zwingend erforderlich. Die einzelnen Peltier-Module 28a-c können grundsätzlich wie die in 2 gezeigten Peltier-Elemente 28 ausgebildet sein, der Unterschied bei der Verwendung als Peltier-Modul 28a-c besteht in diesem Fall allein in der Ansteuerung bzw. in der Zuführung eines elektrischen Stroms durch die Steuerungseinrichtung 34.In the 3a,b The Peltier elements 28` shown have a plurality (three in the example shown) of Peltier modules 35a-c, which are stacked one on top of the other. The three Peltier modules 28a-c are connected in series and are controlled together using the control device 34. Due to the series connection, the temperature difference between the cold side and warm side of a respective Peltier module 28a-c, which is required to generate the temperature difference of approx. 60K-80K by means of the Peltier element 28, is typically in the order of approx. 20K -25K. By reducing the temperature difference, the must be generated by a respective Peltier module 35a-c, the heat flow pumped by the Peltier elements 28` can be increased. Like this in 3b As can be seen, a separating layer 36 is introduced between each two adjacent Peltier modules 28a-c, which consists of a material with good thermal conductivity. The provision of the separating layer 36 is not absolutely necessary. The individual Peltier modules 28a-c can basically be used like those in 2 shown Peltier elements 28, the difference in use as a Peltier module 28a-c in this case consists solely in the activation or in the supply of an electric current by the control device 34.

In 4 ist eine optische Anordnung 25 dargestellt, die es ebenfalls ermöglicht, eine hohe Wärmelast von dem Spiegel M1 abzuführen. Die optische Anordnung 25 entspricht in ihrem Aufbau der in 2 dargestellten optischen Anordnung 25, weist aber zusätzlich eine Mehrzahl von weiteren Peltier-Elementen 37 auf, die an der Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 angebracht sind, welche der Rückseite 26b des Spiegels M1 zugewandt ist. Die weiteren Peltier-Elemente 37 weisen im Betrieb des EUV-Lithographiesystems 1 eine kalte Seite 38a (mit Temperatur T_K') auf, die der Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 abgewandt ist, sowie eine warme Seite 38b (mit Temperatur Tw`), die mit der Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 in direktem Kontakt steht. Auch die weiteren Peltier-Elemente 37 werden mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 34 angesteuert, um die Temperaturdifferenz T_W' - T_K' zwischen der kalten Seite 38a und der warmen Seite 38b und somit die abgepumpte Wärmeleistung einzustellen. Die Steuerungseinrichtung 34 ist ausgebildet bzw. eingerichtet, auch die weiteren Peltier-Elemente 37 individuell anzusteuern, um die Temperatur des Spiegels M1 lokal einzustellen.In 4 an optical arrangement 25 is shown which also makes it possible to dissipate a high thermal load from the mirror M1. The structure of the optical arrangement 25 corresponds to that in 2 optical arrangement 25 shown, but additionally has a plurality of further Peltier elements 37 which are attached to the surface 33 of the heat sink 30 which faces the rear side 26b of the mirror M1. During operation of the EUV lithography system 1, the other Peltier elements 37 have a cold side 38a (with temperature T _K '), which faces away from the surface 33 of the heat sink 30, and a warm side 38b (with temperature Tw`), which with the surface 33 of the heat sink 30 is in direct contact. The other Peltier elements 37 are also controlled with the aid of the control device 34 in order to set the temperature difference T _W ′−T _K ′ between the cold side 38a and the warm side 38b and thus the heat output pumped out. The control device 34 is designed or set up to also control the further Peltier elements 37 individually in order to set the temperature of the mirror M1 locally.

Bei der in 4 dargestellten optischen Anordnung 25 kann eine Steuerung sowie ggf. eine Regelung der jeweiligen Temperaturen sowohl auf der Strahlungswärme abgebenden Seite (d.h. dem Spiegel M1) als auch an der Strahlungswärme aufnehmenden Seite (d.h. dem Kühlkörper 30) erfolgen. Für den Fall, dass eine lokale Regelung der Temperatur des Spiegels M1 erfolgen soll, kann die optische Anordnung 25 eine Mehrzahl von Temperatursensoren aufweisen. Für Details bezüglich der Temperatursensoren bzw. bezüglich der Temperaturregelung sei auf die DE 10 2020 204 722 A1 verwiesen. Eine Regelung der Temperatur des Spiegels M1 kann auch ohne das Vorsehen von Temperatursensoren mit Hilfe von kalibrierten und somit bekannten Spannungs-Wärmestrom-Kennlinien bzw. Spannungs-Temperatur-Kennlinien der Peltier-Elemente 28 und der weiteren Peltier-Elemente 37 erfolgen. Die Peltier-Elemente 28 und die weiteren Peltier-Elemente 37 sind jeweils paarweise einander gegenüberliegend angeordnet. Auf diese Weise kann die Temperatur an einem Ort des Spiegels M1 mit Hilfe eines jeweiligen Paars aus einander gegenüberliegendem Peltier-Element 28 und weiterem Peltier-Element 37 eingestellt werden, ohne dass es zu einem erheblichen Übersprechen bei der Temperaturregelung kommt, wie dies der Fall wäre, wenn die Peltier-Elemente 28 und die weiteren Peltier-Elemente 37 einen lateralen Versatz zueinander aufweisen würden.At the in 4 The optical arrangement 25 shown can control and, if necessary, regulate the respective temperatures both on the side emitting radiant heat (ie the mirror M1) and on the side receiving radiant heat (ie the heat sink 30). If the temperature of the mirror M1 is to be regulated locally, the optical arrangement 25 can have a plurality of temperature sensors. For details regarding the temperature sensors and temperature control, see the DE 10 2020 204 722 A1 referred. The temperature of the mirror M1 can also be regulated without the provision of temperature sensors using calibrated and thus known voltage-heat flow characteristics or voltage-temperature characteristics of the Peltier elements 28 and the further Peltier elements 37 . The Peltier elements 28 and the further Peltier elements 37 are arranged in pairs opposite one another. In this way, the temperature at a location of the mirror M1 can be adjusted by means of a respective pair of opposing Peltier element 28 and further Peltier element 37 without causing significant crosstalk in temperature control, as would be the case , if the Peltier elements 28 and the other Peltier elements 37 would have a lateral offset to each other.

Für die Anbringung der Peltier-Elemente 28 an der Rückseite 26b des Spiegels M1 bzw. für die Anbringung der weiteren Peltier-Elemente 37 an der Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 bestehen verschiedene Möglichkeiten. 5a zeigt eines der Peltier-Elemente 28, das wie in 4 dargestellt an der Rückseite 36b des Spiegels M1 aufgebracht bzw. befestigt ist. 5b zeigt eines der Peltier-Elemente 28, das anders als in 4 dargestellt in die Rückseite 26b des Spiegels M1, genauer gesagt in eine dort vorgesehene Vertiefung bzw. Bohrung eingelassen bzw. eingebettet ist. Die in 5b gezeigte Einbettung ist vollständig, d.h. das Peltier-Element 28 steht nicht über die Rückseite 26b des Spiegels M1 über. Bei dem in 5b gezeigten Beispiel schließt das Peltier-Element 28 bündig mit der Rückseite 26b des Spiegels M1 ab. Es versteht sich aber, dass auch eine teilweise Einbettung bzw. ein teilweises Einlassen in den Spiegel M1 möglich ist, bei der das Peltier-Element 28 teilweise über die Rückseite 26b des Spiegels M1 übersteht. Die Verbindung der jeweiligen Peltier-Elemente 28 mit dem Spiegel M1 bzw. mit dessen Spiegel-Substrat ist im gezeigten Beispiel durch eine Klebeverbindung hergestellt.There are various possibilities for attaching the Peltier elements 28 to the rear side 26b of the mirror M1 or for attaching the further Peltier elements 37 to the surface 33 of the heat sink 30 . 5a shows one of the Peltier elements 28, which, as in 4 shown attached to the back 36b of mirror M1. 5b shows one of the Peltier elements 28, which differs from that in 4 shown in the back 26b of the mirror M1, more precisely embedded in a recess or bore provided there. In the 5b The embedding shown is complete, ie the Peltier element 28 does not protrude beyond the rear side 26b of the mirror M1. At the in 5b In the example shown, the Peltier element 28 is flush with the rear side 26b of the mirror M1. It goes without saying, however, that partial embedding or partial embedding in the mirror M1 is also possible, in which case the Peltier element 28 partially protrudes beyond the rear side 26b of the mirror M1. The connection of the respective Peltier elements 28 to the mirror M1 or to its mirror substrate is produced by an adhesive connection in the example shown.

Es versteht sich, dass an Stelle der in 5a,b gezeigten Peltier-Elemente 28 auch die in 3a,b gezeigten Peltier-Elemente 28' auf die in 5a,b gezeigte Weise an dem Spiegel M1 angebracht werden können. Das weiter oben in Zusammenhang mit den Peltier-Elementen 28, 28' Gesagte gilt analog auch für die Anbringung der weiteren Peltier-Elemente 37 an der Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30: Auch die weiteren Peltier-Elemente 37 können auf der Oberfläche 33 z.B. durch Kleben befestigt werden oder ganz oder teilweise in die Oberfläche 33 des Kühlkörpers 30 eingebettet werden.It goes without saying that instead of in 5a,b Peltier elements 28 shown also in 3a,b shown Peltier elements 28 'to the in 5a,b manner shown can be attached to the mirror M1. What was said above in connection with the Peltier elements 28, 28' also applies analogously to the attachment of the further Peltier elements 37 to the surface 33 of the heat sink 30: The further Peltier elements 37 can also be attached to the surface 33, for example by gluing be attached or embedded in the surface 33 of the heat sink 30 in whole or in part.

6a-c zeigen drei Peltier-Elemente 28, von denen das erste, in 6a gezeigte Peltier-Element 28 wie in 5a auf der Rückseite 26b des Spiegels M1 befestigt ist. Das in 6a gezeigte Peltier-Element 28 ist jedoch vollständig und gasdicht von einer Einhausung 39 umgeben. Die Einhausung 39 verhindert, dass kontaminierende Stoffe, die ggf. in dem Peltier-Element 28 enthalten sind, in die Vakuum-Umgebung 40 (vgl. 4) austreten können, in welcher der Spiegel M1 angeordnet ist. 6b zeigt den Fall, dass das Peltier-Element 28 mit der vollständigen gasdichten Einhausung 39 in die Rückseite 26b des Spiegels M1 eingebettet ist. Bei dem in 6c gezeigten Beispiel ist das Peltier-Element 28 ebenfalls vollständig in die Rückseite 26b des Spiegels M1 eingebettet und die Einhausung 39 ist in Form einer Abdeckplatte ausgebildet, welche auf einen Teilbereich auf der Rückseite 26b des Spiegels M1 aufgebracht ist. Die plattenförmige Einhausung 39 überdeckt das in die Oberfläche 26b eingelassene Peltier-Element 28 flächig und trennt dieses von der Vakuum-Umgebung 40. 6a-c show three Peltier elements 28, the first of which, in 6a Peltier element 28 shown as in 5a mounted on the back 26b of mirror M1. This in 6a However, the Peltier element 28 shown is surrounded completely and gas-tight by a housing 39 . The housing 39 prevents contaminating substances that may be contained in the Peltier element 28 from entering the vacuum environment 40 (cf. 4 ) can escape, in which the mirror M1 is arranged. 6b shows the case in which the Peltier element 28 with the complete gas-tight housing 39 is embedded in the rear side 26b of the mirror M1. At the in 6c In the example shown, the Peltier element 28 is also completely embedded in the rear side 26b of the mirror M1 and the housing 39 is in the form of a cover plate which is applied to a partial area on the rear side 26b of the mirror M1. The plate-shaped housing 39 covers the surface of the Peltier element 28 embedded in the surface 26b and separates it from the vacuum environment 40.

Die Einhausung 39 ist aus einem Material gebildet, das selbst keine kontaminierenden Stoffe ausgast. Die Einhausung 39 ist bevorzugt aus einem gut wärmeleitenden Material gebildet. Die Einhausung 39 kann ggf. in Form einer Beschichtung ausgebildet sein, die auf das Peltier-Element 28 aufgebracht ist. In der Regel handelt es sich bei der Einhausung 39 jedoch um ein formstabiles Bauteil in der Art eines Gehäuses. Es versteht sich, dass eine Einhausung 39 auch an den weiteren Peltier-Elementen 37 angebracht sein kann, um diese gasdicht von der Vakuum-Umgebung 40 zu trennen, in welcher der Kühlkörper 30 angeordnet ist, um das Ausgasen von kontaminierenden Stoffen in die Vakuum-Umgebung 40 zu verhindern.The housing 39 is formed from a material that does not itself outgas contaminants. The housing 39 is preferably formed from a material with good thermal conductivity. If necessary, the housing 39 can be in the form of a coating that is applied to the Peltier element 28 . As a rule, however, the housing 39 is a dimensionally stable component in the manner of a housing. It goes without saying that a housing 39 can also be attached to the other Peltier elements 37 in order to separate them in a gas-tight manner from the vacuum environment 40 in which the heat sink 30 is arranged in order to prevent contaminating substances from escaping into the vacuum Environment 40 to prevent.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 von 1 kann auch zwei oder mehr optische Anordnungen 25 aufweisen, die wie weiter oben beschrieben ausgebildet sind, um einen jeweiligen Spiegel M1 bis M6 der Projektionsoptik 10 oder einen jeweiligen Spiegel der Beleuchtungsoptik 4 zu kühlen. Bei der Inbetriebnahme des EUV-Lithographiesystems 1 können die Peltier-Elemente 28, 28' bzw. die weiteren Peltier-Elemente 37 ggf. kurzzeitig auch zur Heizung eines jeweiligen Spiegels auf seine Arbeitstemperatur eingesetzt werden, indem die an diese angelegte Spannung umgepolt wird.The projection exposure system 1 from 1 can also have two or more optical arrangements 25 which are designed as described above in order to cool a respective mirror M1 to M6 of the projection optics 10 or a respective mirror of the illumination optics 4 . When starting up the EUV lithography system 1, the Peltier elements 28, 28' or the further Peltier elements 37 can optionally also be used briefly to heat a respective mirror to its operating temperature by reversing the polarity of the voltage applied to them.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US20070091485A1 [0004]
WO 2012069351 A1 [0005, 0011]
DE 102020204722 A1 [0006, 0010, 0021, 0022, 0024, 0056]

Claims

Optical arrangement (25) for a lithography system, in particular for an EUV lithography system (1), comprising: a reflective optical element (M1), at least one Peltier element (28, 28') for tempering, in particular for cooling, the reflective optical Element (M1), wherein the at least one Peltier element (28, 28') is attached to the reflective optical element (M1), and a cooling system (29) for dissipating heat from the at least one Peltier element (28), characterized that the cooling system (29) has a cooling body (30) at a distance from the at least one Peltier element (28) for dissipating heat from the at least one Peltier element (28, 28') by radiation cooling.

Optical arrangement according to claim 1 In which the cooling body (30) has at least one cooling channel (31) for a fluid to flow through, in particular for cooling water to flow through.

Optical arrangement according to claim 1 or 2 , in which the heat sink (30) forms a support frame for the reflective optical element (M1).

Optical arrangement according to one of the preceding claims, further comprising: at least one further Peltier element (37) which is attached to the heat sink (30), the at least one further Peltier element (37) preferably having at least one Peltier element (28 , 28') attached to the optical element (M1) is arranged oppositely.

Optical arrangement according to one of the preceding claims, in which the at least one Peltier element (28, 28') is attached to a rear side (26b) of the reflective optical element (M1) or is embedded in the rear side (26b) of the reflective optical element (M1 ) is embedded and/or in which the at least one further Peltier element (37) is attached to a surface (33) of the heat sink (30) facing the reflective optical element (M1) or is embedded in the surface (33) of the heat sink (30) is let in.

Optical arrangement according to one of the preceding claims, in which the at least one Peltier element (28, 28') and/or the at least one further Peltier element (37) is composed of at least two stacked Peltier modules (35a-c)/ are.

Optical arrangement according to one of the preceding claims, in which the at least one Peltier element (28, 28') has a housing (39) which separates the at least one Peltier element (28, 28') from an area surrounding the reflecting optical element ( M1) and/or in which the at least one further Peltier element (37) has a housing (39) which shields the at least one further Peltier element (37) from an area surrounding the heat sink (30).

Optical arrangement according to one of the preceding claims, in which a plurality of Peltier elements (28, 28'), preferably in a regular arrangement, are attached to the reflecting optical element (M1) and/or in which a plurality is attached to the heat sink (30). of further Peltier elements (37) are preferably attached in a regular arrangement.

Optical arrangement according to one of the preceding claims, further comprising: a control device (34) for controlling the at least one Peltier element (28, 28') and/or the at least one further Peltier element (37) for temperature control, in particular for cooling, of the reflective optical element (M1).

Lithography system, in particular EUV lithography system (1), comprising: at least one optical arrangement (25) according to one of the preceding claims.