DE102022213814A1

DE102022213814A1 - Spiegelvorrichtung, Verfahren zum Kühlen eines Spiegels und Projektionsobjektiv für eine mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102022213814A1
Application number: DE102022213814.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schaub
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-12-16
Filing date: 2022-12-16
Publication date: 2023-12-07

Abstract

Spiegelvorrichtung für eine mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage, mit einem Spiegelkörper (23) und einer an dem Spiegelkörper (23) ausgebildeten optischen Fläche (24). Innerhalb des Spiegelkörpers (23) ist ein Kühlkanal (24) ausgebildet, der einen Abschnitt eines Kühlkreislaufs (27, 30, 35) bildet. Ein in dem Kühlkreislauf angeordnetes Kühlmittel ist einer Antriebskraft ausgesetzt, so dass das Kühlmittel entlang des Kühlkreislaufs fließt. Das Kühlmittel ist ein Flüssigmetall. Die Erfindung betrifft weiter ein Projektionsobjektiv für eine mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zum Kühlen einer Spiegelvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spiegelvorrichtung, ein Verfahren zum Kühlen eines Spiegels, und ein Projektionsobjektiv für eine mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen werden für die Herstellung integrierter Schaltkreise mit besonders kleinen Strukturen genutzt. Eine mit sehr kurzwelliger, tief ultravioletter oder extrem ultravioletter Strahlung (DUV- oder EUV-Strahlung) beleuchtete Maske (= Retikel) wird auf ein Lithografieobjekt abgebildet, um die Maskenstruktur auf das Lithografieobjekt zu übertragen.
Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst mehrere Spiegel, die eine optische Fläche aufweisen, an denen die Strahlung reflektiert wird. Die Spiegel haben eine präzise definierte Form und sind präzise positioniert, damit die Abbildung der Maske auf das Lithografieobjekt eine hinreichende Qualität hat.
Die auf die optische Fläche des Spiegels auftreffende Strahlung wird teilweise reflektiert und teilweise absorbiert. Der absorbierte Teil der Strahlung bewirkt eine Erwärmung des Spiegelkörpers. Temperaturänderungen eines Körpers gehen allgemein mit einer thermischen Verformung einher. Bei Spiegeln einer mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage ist dies unerwünscht, weil sich bei einer Änderung der geometrischen Form des Spiegels die Wellenfront der an der optischen Fläche reflektierten Strahlung verändert. Dies führt regelmäßig zu einer Verminderung der Abbildungsqualität.
Es ist bekannt, die Spiegel einer mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage aktiv zu kühlen, um die thermische Verformung gering zu halten. Dazu kann der Spiegelkörper mit ein oder mehreren Kühlkanälen versehen sein, durch die ein Kühlmittel geleitet wird. Das Kühlmittel nimmt Wärme aus dem Spiegelkörper auf und führt diese aus dem Spiegelkörper ab. Durch den Fluss des Kühlmittels in dem Spiegelkörper können flussinduzierte Vibrationen ausgelöst werden (FIV, Flow Induced Vibrations), durch die wiederum die Qualität der Abbildung beeinträchtigt werden kann.
Flussinduzierte Vibrationen können vermieden werden, indem ein Kühlmittel verwendet wird, die in den Kühlkanälen ruht, die also nicht durch die Kühlkanäle fließt. In DE 10 2019 207 559 A1 ist vorgeschlagen worden, ein Flüssigmetall als in den Kühlkanälen ruhende Flüssigkeit zu verwenden. Damit wird ausgenutzt, dass Flüssigmetalle eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben, sodass die Wärme innerhalb des Flüssigmetalls schneller abgeführt wird als innerhalb des Materials des Spiegelkörpers. Die Kühlleistung ist allerdings deutlich geringer als bei einem Kühlmittel, das durch die Kühlkanäle fließt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spiegelvorrichtung, ein Verfahren zum Kühlen eines Spiegels und ein Projektionsobjektiv für eine mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage vorzustellen, mit denen diese Nachteile vermieden werden. Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Spiegelvorrichtung für eine mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage umfasst einen Spiegelkörper mit einer an dem Spiegelkörper ausgebildeten optischen Fläche. Innerhalb des Spiegelkörpers ist ein Kühlkanal ausgebildet, der einen Abschnitt eines Kühlkreislaufs bildet. Ein in dem Kühlkreislauf angeordnetes Kühlmittel ist im Betrieb der Spiegelvorrichtung einer Antriebskraft ausgesetzt, so dass das Kühlmittel entlang des Kühlkreislaufs fließt. Das Kühlmittel ist ein Flüssigmetall.
Flüssigmetalle haben allgemein eine erheblich geringere Wärmekapazität als Wasser. Diese Unterschiede in der spezifischen Wärmekapazität sind ein Grund, aus dem Flüssigmetalle bislang nicht anstatt von Wasser als Kühlmittel verwendet werden.
Die Erfindung hat demgegenüber erkannt, dass es bei Betrachtung der Gesamt-Wärmetransportstrecke von der optischen Oberfläche des Spiegels bis zum Austrittsende des Kühlkanals die Verwendung von Flüssigmetall als Kühlmittel sogar einen Vorteil gegenüber Wasser als Kühlmittel haben kann.
Am Beispiel des Flüssigmetalls Galinstan, einer Legierung aus Gallium, Indium und Zinn, hat Wasser eine spezifische Wärmekapazität c_p, die um mehr als den Faktor 10 höher ist (c_p,Wasser = 4184 J/ (kg*K), c_p,Galinstan = 400 J/ (kg*K)). Angaben zu Materialeigenschaften beziehen sich in der vorliegenden Offenbarung auf eine Temperatur von 25 °C. Um das Risiko flussinduzierter Vibrationen gering zu halten, sollte der Kühlkreislauf so gestaltet sein, dass das Kühlmittel laminar durch den Kühlkanal strömt. Eine turbulente Strömung sollte vermieden werden. Für die Strömung in einem Rohr kann anhand der Reynolds-Zahl abgeschätzt werden, ob die Strömung laminar oder turbulent ist. Die aus dem Innendurchmesser des Rohrs, der über den Querschnitt gemittelten Geschwindigkeit U_b des Kühlmittels sowie der kinematischen Viskosität v des Kühlmittels berechnete Reynolds-Zahl sollte für ein gerades Rohr nicht oberhalb von 2300 liegen, wenn Turbulenzen vermieden werden sollen. Die kinematische Viskosität v berechnet sich als Quotient aus dynamischer Viskosität µ und Dichte ρ des Kühlmittels.
Für den im Allgemeinen nicht-geradlinigen Kühlkanal eines Spiegelkörpers kann eine Reynolds-Zahl von beispielsweise etwa 1900 angesetzt werden. Da Galinstan eine deutlich höhere dynamische Viskosität µ hat als Wasser (µ_Wasser = 1,00 * 10^-3 Pa*s; µ_Galinstan = 2,10 * 10^-3 Pa*s), wird eine Reynolds-Zahl von 1900 bereits bei einer Fließgeschwindigkeit U_b,Galinstan von 0,235 m/s erreicht statt U_b,Wasser = 0,72 m/s bei Wasser. Dabei wird von einem Rohr mit einem Durchmesser von 8 mm ausgegangen. Wegen der geringeren Fließgeschwindigkeit ist auch der Volumenstrom V bei Galinstan geringer als bei Wasser (V_Wasser = 0,72 l/min; V_Galinstan = 0,235 l/min). Da aber Galinstan eine deutlich höhere Dichte hat als Wasser (δ_Wasser = 998,6 kg/m3; δ_Galinstan = 6412 kg/m³), gilt dies nicht für den Massestrom. Der Massestrom m ist bei Galinstan mehr als doppelt so hoch wie bei Wasser (m_Was- _ser = 0,012 kg/s; m_Galinstan = 0,025 kg/s).
Es ist eine erfindungsgemäße Erkenntnis, dass ein Flüssigmetall aufgrund der Kombination aus niedriger Fließgeschwindigkeit und hohem Massestrom geeignet sein kann, um Wasser als Kühlmittel zu ersetzen, obwohl das Wasser eine so deutlich höhere Wärmekapazität hat.
Für eine Betrachtung der Kühlleistung insgesamt kann der Wärmetransport als Kette betrachtet werden, die sich erstreckt von der auf die optische Fläche auftreffenden Wärmeleistung Q_in, dem Wärmetransport innerhalb des Materials des Spiegelkörpers, dem Wärmeübergang aus dem Material des Spiegelkörpers in das Kühlmittel und dem Wärmetransport innerhalb des Kühlmittels. Für eine modellhafte Untersuchung wurde ausgegangen von einem Spiegelkörper, in dem sich ein Kühlkanal mit einem Durchmesser von 8 mm über eine Länge von 1,4 m erstreckt. Der quaderförmige Spiegelkörper hat eine Länge von ebenfalls 1,4 m und eine Breite von 16,6 mm. Die optische Fläche ist damit 0,023 m² groß. Nimmt man an, dass der Wärmeübergang über die der optischen Fläche zugewandte obere Hälfte der Kanalwand erfolgt, so steht für die Überleitung der Wärme aus dem Material des Spiegelkörpers in das Kühlmittel eine Fläche von 0,018 m² zur Verfügung.
Bei einer angenommenen Wärmeleistung von 39 W ergibt sich eine spezifische Wärmeleistung von etwa 1700 W/m², die auf die optische Fläche eingetragen wird, sowie eine spezifische Wärmeleistung von etwa 2200 W/m² beim Übergang aus dem Material des Spiegelkörpers in das Kühlmittel.
Anhand dieser Werte können die Wärmeübertragungskoeffizienten für den Übergang von dem Material des Spiegelkörpers in das Kühlmittel berechnet werden. Dabei kann auf bekannte Korrelationen für einen laminaren Fluss in geradlinigen Rohren zurückgegriffen werden, wie sie beispielsweise im VDI-Wärmeatlas niedergelegt sind. Die Angaben im VDI-Wärmeatlas gelten nur für laminare Strömungen. Für turbulente Strömungen sind stattdessen speziell für Flüssigmetalle entwickelte Korrelationen anzuwenden.
Für die Modellberechnung wird von einem Spiegelkörper aus Silizium ausgegangen, bei dem der Abstand zwischen der optischen Fläche und der nächstgelegenen Wand des Kühlkanals 12,3 mm ist. Das Kühlmittel hat beim Eintritt in den Kühlkanal ungefähr Zimmertemperatur, beispielsweise 22 °C. Wie erwartet erwärmt sich das Wasser beim Durchströmen des Kühlkanals deutlich weniger als das Galinstan. Beim Verlassen des Kühlkanals hat das Wasser eine Temperatur von 22,78 °C, das Galinstan hingegen eine Temperatur von 25,88 °C.
Dieser Unterschied resultiert aus der deutlich geringeren Wärmekapazität von Galinstan. Trotzdem ist bei Gesamtbetrachtung von Kühlmitteltemperaturerhöhung und Temperaturdifferenz zum Spiegel mit Galinstan als Kühlmittel die Temperatur des Spiegelkörper-Materials am Ausgang des Kühlkanals niedriger als mit Wasser als Kühlmittel. Bei Galinstan liegt die Temperatur des Spiegelkörper-Materials am Ausgang des Kühlkanals nur geringfügig oberhalb der Temperatur des Kühlmittels. Bei Wasser ist die Differenz zwischen der Temperatur des Spiegelkörper-Materials und dem Kühlmittel deutlich größer. Dieses Ergebnis ist unabhängig davon, ob man für die Ermittlung des Wärmeübertragungskoeffizienten für den Übergang von dem Material des Spiegelkörpers in das Kühlmittel von der Randbedingung ausgeht, dass die Wand des Kühlkanals eine konstante Temperatur hat oder dass der Wärmefluss durch die Wand des Kühlkanals hindurch konstant ist. Tatsächlich hat der Wärmeübertragungskoeffizienten einen Wert, der zwischen diesen beiden Annahmen liegt.
Es ist eine weitere wesentliche Erkenntnis im Zusammenhang der Erfindung, dass die deutlich stärkere Erwärmung des Kühlmittels Galinstan beim Durchströmen des Kühlkanals in Kauf genommen werden kann, ohne dass die Kühlwirkung beeinträchtigt wird. Die Temperatur des Spiegelkörpers am Ausgang des Kühlkanals entspricht nämlich fast der Temperatur des Kühlmittels, wenn das Kühlmittel Galinstan ist. Hingegen ist das Material des Spiegelkörpers am Ausgang des Kühlkanals deutlich wärmer als das Kühlmittel, wenn das Kühlmittel Wasser ist. Im Ergebnis führt das Kühlmittel Galinstan zu einer niedrigeren Temperatur des Spiegelkörper-Materials am Ausgang des Kühlkanals als das Kühlmittel Wasser.
Zu einem ähnlichen Resultat führt eine alternative Betrachtungsweise, mit der eine Analogie zu einem thermischen Gesamtwiderstand gebildet wird, der zwischen der optischen Fläche und dem Ausgang des Kühlkanals zu überwinden ist. Dieser thermische Gesamtwiderstand kann angesehen werden als Reihenschaltung des thermischen Widerstands des Spiegelkörper-Materials und des thermischen Widerstands beim Übergang in das Kühlmittel. Für die Zwecke der Analogie ist es möglich, auch die Temperaturerhöhung des Kühlmittels als eine Art thermischen Widerstand zu beschreiben. Für den oben betrachteten Spiegelkörper aus Silizium mit einer Wärmeleitfähigkeit λ_Silizium = 130 W/(m*K) führt eine solche Betrachtungsweise zu dem Ergebnis, dass der thermische Widerstand mit Galinstan als Kühlmittel um 55 % niedriger ist als mit Wasser als Kühlmittel. Bei Wasser entfällt der weitaus größte Anteil des so definierten thermischen Widerstands auf den Übergang aus dem Material des Spiegelkörpers in das Kühlmittel. Bei Galinstan hat der „thermische Widerstand“ innerhalb des Kühlmittels den weitaus größten Anteil.
Etwas anders liegen die Verhältnisse, wenn der Spiegelkörper nicht aus Silizium besteht, sondern aus einem Material, das innerhalb des Temperaturbereichs, innerhalb dessen ein Spiegel in einer mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage betrieben wird, einer vernachlässigbaren thermischen Ausdehnung unterliegt. Ein Beispiel für ein solches Material ist ein als ULE (Ultra Low Expansion Glass) bekanntes SiO2-TiO2-Glas, wie es beispielsweise von der Firma Corning Incorporated angeboten wird.
ULE hat eine Wärmeleitfähigkeit λ_ULE = 1,31 W/(m*K), die erheblich geringer ist als die Wärmeleitfähigkeit von Silizium (λ_Si- _lizium = 130 W/ (m*K)). Im Sinne der oben erläuterten Analogiebetrachtung fällt in der Reihenschaltung von thermischen Widerständen zwischen der optischen Fläche und dem Ausgang des Kühlkanals fällt folglich der thermische Widerstand innerhalb des Materials des Spiegelkörpers stärker ins Gewicht. Für ein Beispiel, bei dem der Abstand zwischen der optischen Fläche und der nächstgelegenen Wand des Kühlkanals 3 mm beträgt und damit deutlich kleiner ist als bei der vorangegangenen Untersuchung, ergibt sich dennoch ein Vorteil des Kühlmittels Galinstan gegenüber Wasser. Der thermische Gesamtwiderstand bei Galinstan ist um mehr als 30 % geringer als bei Wasser. Bei Wasser macht der thermische Widerstand innerhalb des Spiegelkörper-Materials fast die Hälfte und bei Galinstan sogar mehr als die Hälfte des thermischen Gesamtwiderstands aus.
Das als Kühlmittel verwendete Flüssigmetall kann ein reines Metall oder eine Metalllegierung sein. Ein Beispiel für ein reines Metall, das bei Raumtemperatur flüssig ist, ist Quecksilber.
Der Kühlkreislauf kann sich von einer Pumpe über eine Zuleitung, den Kühlkanal und eine Rückleitung erstrecken. Die Pumpe kann dazu ausgelegt sein, den Fluss eines Kühlmittels entlang des Kühlkreislaufs anzutreiben. Alternativ ist es auch möglich, den Fluss des Kühlmittels durch hydrostatischen Druck aus einem Kühlmittel-Tank in Gang zu setzen. Aufgrund der hohen Dichte des Flüssigmetalls ist ein deutlich geringerer Höhenunterschied als bei Wasser erforderlich, um denselben hydrostatischen Druck aufzubauen.
In dem Kühlkreislauf kann das Kühlmittel von der Pumpe über die Zuleitung zu dem Kühlkanal und von dem Kühlkanal durch die Rückleitung zurück zu der Pumpe geleitet werden. Der Kühlkanal kann sich entlang eines einzelnen Wegs zwischen einem Eingangsende und einem Ausgangsende durch den Spiegelkörper erstrecken. Der Kühlkanal kann sich entlang eines nicht-geradlinigen Wegs erstrecken, beispielsweise entlang eines schlangenförmigen Wegs, der vorzugsweise wenigstens zweimal, weiter vorzugsweise wenigstens fünfmal umgelenkt ist.
Möglich ist auch, dass sich eine Mehrzahl von Kühlkanälen durch den Spiegelkörper erstreckt. Die Mehrzahl von Kühlkanälen kann an eine gemeinsame Zuleitung angeschlossen sein. Zwischen der Zuleitung und den Kühlkanälen kann eine Verzweigung ausgebildet sein. Auf entsprechende Weise kann die Mehrzahl von Kühlkanälen an eine gemeinsame Rückleitung angeschlossen sein.
Das Kühlmittel unterliegt bei Temperaturänderungen einer thermischen Ausdehnung bzw. Kontraktion. In einem geschlossenen Kühlsystem kann dies eine Druckerhöhung zur Folge haben, die unerwünscht ist. Ein erhöhter Druck in einem Kühlkanal eines Spiegelkörpers kann dazu führen, dass der Spiegelkörper sich verformt. Dies kann einen Einfluss auf die Wellenfront haben, durch den sich die Abbildungsqualität verschlechtert. Um Druckänderungen möglichst zu vermeiden, kann der Kühlkreislauf eine Druckausgleichseinrichtung aufweisen. Beispielsweise kann ein Druckausgleichsbehälter vorgesehen sein, in dem das Kühlmedium gegen ein Gaspolster expandieren kann. Möglich wäre auch ein in dem Kühlkreislauf angeordneter Faltenbalg, über den das Volumen des Kühlkreislaufs variiert werden kann.
Die Pumpe, die Zuleitung und der Kühlkanal können so aufeinander abgestimmt sein, dass das Kühlmittel in Form einer laminaren Strömung in das Eintrittsende des Kühlkanals geleitet wird. Die laminare Strömung kann erhalten bleiben, während das Kühlmittel durch den Kühlkanal strömt. Aufgrund der bereits erwähnten Eigenschaften des Flüssigmetalls Galinstan sind niedrigere Reynoldszahlen erreichbar, ohne hierbei den Vorteil der Thermalperformance im Vergleich zu Wasser zu beeinträchtigen. Mit anderen Worten ergeben sich aufgrund der kleineren Reynolds-Zahlen bei vergleichbarer Thermalperformance weniger flussinduzierte Vibrationen als bei Wasser.
Die Pumpe kann eine berührungslos arbeitende Pumpe sein. Dies bedeutet, dass die Pumpe keine Antriebskomponenten aufweist, die in einem mechanischen Kontakt mit dem Kühlmittel stehen. Die Antriebskräfte zwischen der Pumpe und dem Kühlmittel können durch elektromagnetische Wechselwirkung übertragen werden. Dabei kann ausgenutzt werden, dass das Flüssigmetall eine deutlich höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als Waser und dass deswegen erheblich stärkere Lorentzkräfte induziert werden können. Die Verwendung konventioneller Pumpen, bei denen das Kühlmittel in direkten Kontakt mit Antriebskomponenten der Pumpe kommt, ist ebenfalls möglich.
Aus der Magnethydrodynamik ist bekannt, dass in einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit, die von einem magnetischen Feld durchdrungen ist, Lorentzkräfte induziert werden, wenn ein elektrischer Strom durch die Flüssigkeit geleitet wird. Durch die Lorentzkräfte wird die elektrisch leitfähige Flüssigkeit in Längsrichtung des Rohrs in Bewegung versetzt. In einer Ausführungsform ist die Pumpe eine permanentmagnetische Flüssigmetallpumpe.
Eine Spiegelvorrichtung, bei dem der Fluss eines Kühlmittels entlang eines Kühlkreislaufs mit einer berührungslos arbeitenden Pumpe angetrieben wird, hat eigenständig erfinderischen Gehalt, auch ohne, dass das Kühlmittel ein Flüssigmetall ist. Als Kühlmittel kommen in diesem Fall andere Flüssigkeiten in Betracht, die eine hinreichend hohe elektrische Leitfähigkeit haben, damit die Flüssigkeit über Lorentz-Kräfte angetrieben werden kann.
Die Spiegelvorrichtung kann einen Temperatursensor umfassen, um einem Temperaturmesswert der Temperatur des Kühlmittels zu ermitteln. Von Interesse ist häufig eine Information, wie sich die Temperatur des Kühlmittels beim Durchströmen des Kühlkanals oder eines Abschnitts des Kühlkanals verändert hat. Solche Information kann gewonnen werden, wenn eine Ausgangsinformation bekannt ist und für einen späteren Abschnitt des Kühlkanals ein Messwert gewonnen wird. Die Ausgangsinformation kann beispielsweise die Temperatur des Kühlmittels beim Eintritt in den Kühlkanal sein. Möglich ist auch, dass die Spiegelvorrichtung einen ersten Temperatursensor und einem zweiten Temperatursensor umfasst, sodass ein Abschnitt des Kühlkanals zwischen dem ersten Temperatursensor und dem zweiten Temperatursensor eingeschlossen ist.
Die Spiegelvorrichtung kann eine Steuereinheit umfassen, mit der ein mit dem Temperatursensor gewonnener Temperaturmesswert verarbeitet wird, um ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem ein Betriebsparameter der Spiegelvorrichtung angesteuert wird. Mit dem Steuersignal kann die auf den Spiegelkörper wirkende Kühlleistung eingestellt werden. Beispielsweise kann mit dem Steuersignal Einfluss genommen werden auf die Fließgeschwindigkeit, mit der die Pumpe das Kühlmittel durch den Kühlkanal fördert. Die Fließgeschwindigkeit kann erhöht werden, um die Kühlleistung zu erhöhen, und umgekehrt.
Die Spiegelvorrichtung kann mit einem Sensor für die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels ausgestattet sein. Ein Messwert über die Fließgeschwindigkeit kann in der Steuereinheit verarbeitet werden, um ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem die Pumpe angesteuert wird. Ist ein Sollwert für die Fließgeschwindigkeit vorgegeben, kann in einem geschlossenen Regelkreis die Leistung der Pumpe so angepasst werden, dass sich die gewünschte Fließgeschwindigkeit einstellt.
Der Sensor für die Fließgeschwindigkeit kann ein berührungslos arbeitender Sensor sein. Der berührungslos arbeitende Sensor kann dasselbe Prinzip ausnutzen wie die berührungslos arbeitende Pumpe, indem das elektrisch leitfähige Kühlmittel durch ein magnetisches Feld geleitet wird und eine Spannung gemessen wird, die auf diese Weise induziert wird.
Die optische Fläche des Spiegelkörpers kann durch eine hochreflektierende Beschichtung gebildet werden. Es kann sich um eine Multilayer-Beschichtung handeln, insbesondere um eine Multilayer-Beschichtung mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium. Mit einer solchen Beschichtung können etwa 70 % der auftreffenden EUV-Strahlung reflektiert werden. Die restlichen etwa 30 % werden absorbiert und führen zu einer Erwärmung der EUV-Spiegel. Die optische Fläche kann auf die Reflexion von sehr kurzwelliger UV-Strahlung optimiert sein, insbesondere DUV-Strahlung im tiefen ultravioletten Spektralbereich mit Wellenlängen zwischen 100 nm und 300 nm und/oder EUV-Strahlung im extremen ultravioletten Spektralbereich mit Wellenlängen zwischen 5 nm und 100 nm, insbesondere mit Wellenlängen zwischen 5 nm und 30 nm.
Die Erfindung betrifft auch ein Projektionsobjektiv einer mikrolithografischen Projektionsbelichtungsanlage, bei dem mit einer Mehrzahl von Spiegelvorrichtungen eine Maske auf ein Lithografieobjekt abgebildet wird, wobei wenigstens eine der Spiegelvorrichtungen als erfindungsgemäße Spiegelvorrichtung ausgebildet ist. Das Projektionsobjektiv kann wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei, weiter vorzugsweise wenigstens fünf erfindungsgemäße Spiegelvorrichtungen umfassen. Ein mit der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung gewonnener Messwert kann in einem Steuerungssystem des Projektionsobjektivs genutzt werden, um einen Betriebsparameter des Projektionsobjektivs anzusteuern. Beispielsweise können Aktuatoren angesteuert werden, mit denen die Position oder Ausrichtung eines Spiegelkörpers relativ zu einem den Spiegelkörper tragenden Rahmen verändert wird. Insbesondere kann der Betriebsparameter unter Nutzung des Messwerts in einem geschlossenen Regelkreis geregelt werden. Die Erfindung betrifft weiter eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem solchen Projektionsobjektiv.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kühlen einer Spiegelvorrichtung, wobei die Spiegelvorrichtung einen Spiegelkörper und eine an dem Spiegelkörper ausgebildete optische Fläche aufweist. Innerhalb des Spiegelkörpers ist ein Kühlkanal ausgebildet. Der Spiegelkörper wird gekühlt, indem ein Kühlmittel durch den Kühlkanal gefördert wird. Das Kühlmittel ist ein Flüssigmetall.
Die Offenbarung umfasst Weiterbildungen des Verfahrens mit Merkmalen, die im Zusammenhang der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung beschrieben sind. Die Offenbarung umfasst Weiterbildungen der Spiegelvorrichtung mit Merkmalen, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben sind.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafte Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage;
2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung;
3: einen horizontalen Schnitt eines erfindungsgemä-ßen Spiegelkörpers;
4: eine Draufsicht auf den Spiegelkörper aus 3;
5: eine vertikalen Schnitt des Spiegelkörpers aus 3;
6: das Wirkprinzip einer magnetohydrodynamischen Pumpe;
7: eine Prinzipskizze der Pumpe aus 1;
8: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Spiegelkörpers;
9-11: Vergleichsdaten zwischen Wasser und Galinstan;
12: eine schematische Darstellung des Wärmeübertrags in einen Kühlkanal;
13: Vergleichsdaten zwischen Wasser und Galinstan;
14: eine schematische Darstellung des Wärmeübertragung zwischen der optischen Fläche eines Spiegelkörpers und dem Kühlmittel in einem Kühlkanal;
15-17: weitere Vergleichsdaten zwischen Wasser und Galinstan.

In 1 ist eine mikrotlithografische EUV-Projektions-belichtungsanlage schematisch dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst ein Beleuchtungssystem 10 und ein Projektionsobjektiv 22. Mithilfe des Beleuchtungssystems 10 wird ein Objektfeld 13 in einer Objektebene 12 beleuchtet.
Das Beleuchtungssystem 10 umfasst eine Belichtungsstrahlungsquelle 14, die elektromagnetische Strahlung im EUV-Bereich, also insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm, abgibt. Die von der Belichtungsstrahlungsquelle 14 ausgehende Beleuchtungsstrahlung wird zunächst mit einem Kollektor 15 in eine Zwischenfokusebene 16 gebündelt.
Das Beleuchtungssystem 10 umfasst einen Umlenkspiegel 17, mit dem die von der Belichtungsstrahlungsquelle 14 abgegebene Beleuchtungsstrahlung auf einen ersten Facettenspiegel 18 umgelenkt wird. Dem ersten Facettenspiegel 18 ist ein zweiter Facettenspiegel 19 nachgeordnet. Mit dem zweiten Facettenspiegels 19 werden die einzelnen Facetten des ersten Facettenspiegels 18 in das Objektfeld 13 abgebildet.
Mithilfe des Projektionsobjektivs 22 wird das Objektfeld 13 über eine Mehrzahl von Spiegeln 20 in eine Bildebene 21 abgebildet. In dem Objektfeld 13 ist eine Maske (auch Retikel genannt) angeordnet, die auf eine lichtempfindliche Schicht eines in der Bildebene 21 angeordneten Wafers abgebildet wird.
Die diversen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage, an denen die Beleuchtungsstrahlung reflektiert wird, sind als EUV-Spiegel ausgebildet. Die EUV-Spiegel sind mit hoch reflektierenden Beschichtungen versehen, die die optische Fläche des Spiegels bilden. Es kann sich um Multilayer-Beschichtungen handeln, insbesondere um Multilayer-Beschichtungen mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium. Die EUV-Spiegel reflektieren etwa 70 % der auftreffenden EUV-Strahlung. Die restlichen etwa 30 % werden absorbiert und führen zu einer Erwärmung der EUV-Spiegel.
In 2 ist eine Spiegelvorrichtung gezeigt, bei der ein Spiegelkörper 23 eines Spiegels 20 über Aktuatoren 28 an einer Rahmenstruktur 29 gehalten ist. Über die Aktuatoren 28 kann die Position des Spiegels 20 relativ zu der Rahmenstruktur 29 verändert werden, um den Spiegel 20 auszurichten und zu positionieren. An dem Spiegelkörper 23 ist eine optische Fläche 24 ausgebildet, an der EUV-Strahlung reflektiert wird.
Im Inneren des Spiegelkörpers 23 ist ein Kühlkanal 27 ausgebildet, der sich entlang eines schlangenförmigen Wegs durch den Spiegelkörper 23 hindurch erstreckt. Der Kühlkanal 27 gehören zu einem Kühlsystem, in dem mit einer Pumpe 30 ein Kühlmittel entlang eines geschlossenen Kühlkreislaufs gefördert wird. Erfindungsgemäß wird ein Flüssigmetall als Kühlmittel verwendet, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Galinstan. Auf die Vorteile, die sich daraus ergeben, wird unten näher eingegangen.
Der Kühlkreislauf erstreckt sich von der Pumpe 30 über eine Zuleitung 35 bis zu einem ersten flexiblen Verbindungsschlauch 37, über den die Zuleitung 35 an den Kühlkanal 27 angeschlossen ist. Über einen zweiten flexiblen Verbindungsschlauch 38 und eine Rückleitung 36 gelangt das Kühlmittel zurück zu der Pumpe 30. An die Zuleitung 35 ist ein Druckausgleichsbehälter 32 angeschlossen, in dem das Kühlmittel gegen ein Gaspolster expandieren kann, wenn es sich durch Erwärmung ausdehnt. Die Verbindungsschläuche 37, 38 sind flexibel ausgeführt, damit die Justierung und Ausrichtung der Spiegel nicht behindert werden. Das Kühlmittel nimmt durch die absorbierte EUV-Strahlung entstehende Wärme auf und führt diese aus dem Spiegelkörper 23 ab.
Der Kühlkreislauf ist mit einem Sensor 44 für die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels versehen. Bei einer zu hohen Fließgeschwindigkeit steigt das Risiko von Turbulenzen in dem Kühlmittel und damit das Risiko, dass in dem Spiegelkörper 23 flussinduzierte Vibrationen angeregt werden. Mit dem Sensor 44 kann überwacht werden, dass die Fließgeschwindigkeit innerhalb des vorgesehenen Rahmens bleibt.
Der Kühlkanal 27 ist entlang der Horizontalausdehnung des Spiegelkörpers 23 ausgerichtet. Der Abstand zwischen den Kühlkanälen 27 und der Reflexionsfläche 24 ist über die Länge der Kühlkanäle 27 konstant und liegt in der Größenordnung von 5 mm. In anderen Ausführungsformen variiert der Abstand zwischen den Kühlkanälen 27 und der Reflexionsfläche 24. In der schematischen Darstellung der 2 sind lediglich vier Umlenkungen des Kühlkanals 27 dargestellt, in der Praxis kann die Anzahl der Umlenkungen höher sein. Bei der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 ist jeder der Spiegel 20 des Projektionsobjektivs 22 als Spiegelvorrichtung gemäß 2 ausgebildet. Möglich ist auch, nur einen Teil der Spiegel 20 so auszustatten.
Die Spiegelvorrichtung umfasst eine Steuereinheit 34, die verschiedene Steuerungsaufgaben für die Spiegelvorrichtung übernimmt. Unter anderem steuert die Steuereinheit 34 die Aktuatoren 28 an, um den Spiegelkörper 23 in eine gewünschte Position und Ausrichtung relativ zu der Rahmenstruktur 29 zu bringen, und steuert die Pumpe 30 des Kühlsystems an, um die Kühlleistung einzustellen. Eine der Eingangsgrößen, die die Steuereinheit 34 beim Ermitteln der Steuerbefehle für die Aktuatoren 28 verarbeitet, sind Temperaturmesswerte über die Temperatur des Spiegelkörpers 23, die die Steuereinheit 34 von einer Sensoreinrichtung 31 erhält. Anhand der Temperaturmesswerte werden Betriebsparameter der Spiegelvorrichtung angesteuert, wie beispielsweise die Aktuatoren 28 oder die Kühlleistung des Kühlsystems. Die Ansteuerung kann innerhalb eines geschlossenen Regelkreises erfolgen.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3-5 hat die Spiegelvorrichtung eine Mehrzahl von Kühlkanälen 27, die sich zwischen einem Eingangsverteiler 39 und einem Ausgangsverteiler 40 erstrecken. Innerhalb des in 3 unten dargestellte Kühlkanals 27 sind zwei Temperaturfühler 41, 42 vorgesehen, von denen einer am Eingangsende und einer am Ausgangsende des Kühlabschnitts 27 angeordnet ist. Jeder der Temperaturfühler 41, 42 misst die Temperatur des durch den Kühlkanal 27 fließenden Kühlmittels. Beim Durchströmen des Kühlkanal 27 erwärmt sich das Kühlmittel, indem Wärme von dem Spiegelkörper 23 aufgenommen wird. Aus der Temperaturdifferenz kann ermittelt werden, wie viel Wärme das Kühlmittel beim Durchströmen des Kanals 27 aufgenommen hat.
Die Pumpe 30 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine berührungslos arbeitende permanentmagnetische Flüssigmetallpumpe, die den Fluss des Kühlmittels antreibt, ohne dass es einen mechanischen Kontakt zwischen den Antriebsorganen der Pumpe und dem Flüssigmetall gibt. Das Prinzip ist in 6 dargestellt. Danach ist das durch den Kühlkanal 27 strömende Flüssigmetall einem senkrecht zur Flussrichtung wirkenden magnetischen Feld B ausgesetzt. Durch einen elektrischen Stromfluss I senkrecht zum Magnetfeld B und senkrecht zur Flussrichtung werden Lorentz-Kräfte induziert, durch die das Flüssigmetall in Flussrichtung angetrieben wird.
Von diesem Wirkprinzip kann gemäß 7 Gebrauch gemacht werden, indem die Pumpe 30 zwei Rotoren 43 umfasst, zwischen denen ein Abschnitt der Kühlleitung 35, 36 eingeschlossen ist, sodass das Flüssigmetall der Kreisbahn der Rotoren 43 folgen kann. Die Rotoren haben über den Umfang verteilte Magnete, sodass ein Magnetfeld durch das Flüssigmetall hindurch erzeugt wird. Durch Drehung der Rotoren werden die Lorentz-Kräfte erzeugt, mit denen das Flüssigmetall entlang der Kühlleitung 35, 36 angetrieben wird. Alternativ wäre es auch möglich, die Lorentzkräfte durch ein elektrisch angeregtes Drehfeld zu erzeugen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Kühlkreislauf auch durch hydrostatischen Druck aus einem Kühlmittelbehälter angetrieben werden.
Der Sensor 44 für die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels arbeitet ebenfalls berührungslos. Es werden dieselben physikalischen Zusammenhänge ausgenutzt wie in der berührungslos arbeitenden Pumpe 30. Das durch ein Magnetfeld strömende elektrisch leitfähige Kühlmittel induziert eine Spannung, die sich mit der Fließgeschwindigkeit ändert. Die Spannung kann gemessen werden und aus den Spannungsmesswerten auf die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels geschlossen werden. Alternativ können auch Durchflusssensoren verwendet, wie sie für Wasser oder andere Fluide verwendet werden. In einer Ausführungsform ist der Durchflusssensor ein Coriolis-Durchflussmeter.
Im Ausgangspunkt hat das Flüssigmetall Galinstan deutlich schlechtere Eigenschaften zur Verwendung als Kühlmittel als Wasser, weil die spezifische Wärmekapazität c_p von Wasser um mehr als den Faktor 10 höher ist als die spezifische Wärmekapazität von Galinstan, siehe 9. Dies bedeutet, dass bei einer bestimmten zugeführten Wärmemenge das Kühlmittel Wasser sich deutlich weniger erwärmt als das Kühlmittel Galinstan.
Die Erfindung basiert auf einer Untersuchung des Wärmeflusses von der optischen Fläche 24 eines Spiegelkörpers 23 über das Material des Spiegelkörpers 23 bis zu dem Kühlmittel in dem Kühlkanal 27. Einen wesentlichen Aspekt dabei bildet der Wärmeübergang zwischen dem Material des Spiegelkörpers und dem Kühlmittel in dem Kühlkanal 27. Für die Untersuchung wurde davon ausgegangen, dass die Wärmeüberleitung in einem Abschnitt 45 der Kühlkanalwand stattfindet, der zu der optischen Fläche 24 weist, siehe 8.
Das Material des Spiegelkörpers 23 ist Silizium mit einer Wärmeleitfähigkeit von A = 130 W/(m*K). In einem vereinfachten Modell wurde weiter von einem geradlinigen Kühlkanal 27 mit einer Länge von 1,4 m und einem Durchmesser von 8 mm ausgegangen. Der Kühlkanal 27 hat einen Abstand von 12,3 mm von der optischen Fläche. Es wird angenommen, dass die Wand des Kühlkanals vollständig mit dem Kühlmittel benetzt ist und dass das Kühlmittel in einem rein laminaren Zustand durch den Kühlkanal 27 fließt. Es wird von einer optischen Fläche von 0,023 m² ausgegangen, über die die Wärmeleistung eingebracht wird. Die für die Wärmeüberleitung aus dem Material des Spiegelkörpers 23 in das Kühlmittel zur Verfügung stehende Fläche ist 0,018 m² groß.
Für geradlinige Rohre wird allgemein davon ausgegangen, dass die Reynolds-Zahl Re_d kleiner als 2300 sein sollte, um Turbulenzen in der Strömung zu vermeiden. Da die Kühlkanäle eines Spiegelkörpers in der Praxis nicht immer geradlinig verlaufen werden, wird für die Untersuchung ein Wert für die Reynolds-Zahl Re_d von etwa 1900 festgelegt, siehe 10. Angesichts der deutlich geringeren kinematischen Viskosität v von Galinstan entspricht diese Reynolds-Zahl einer Fließgeschwindigkeit U_b von 0,078 m/s. Dies ist deutlich weniger als bei Wasser, dessen Fließgeschwindigkeit 0,239 m/s ist. Die geringere Fließgeschwindigkeit geht einher mit einem geringeren Volumenstrom V (0,235 l/min bei Galinstan gegenüber 0,72 l/min bei Wasser), aufgrund der größeren Dichte (6412 kg/m³ bei Galinstan gegenüber 998,60 kg/m³ bei Wasser, siehe 9) ist allerdings der Massestrom m bei Galinstan höher (0,025 kg/s bei Galinstan gegenüber 0,012 kg/s bei Wasser).
Anschaulich gesprochen kann mit dem Flüssigmetall bei gleicher Reynoldszahl, also gleichem Risiko für flussinduzierte Vibrationen, eine bessere Thermalperformance erreicht werden. Umgekehrt lässt sich eine vergleichbare Thermalperformance bei niedrigerer Reynoldszahl erreichen.
Eine Wärmeleistung Q_in von 39 W auf der optischen Fläche 24 führt zu einer auf die Fläche bezogenen spezifischen Wärmeleistung q_opt auf der optischen Fläche 24 von 1672 Watt/m². Da die mit dem Kühlmittel benetzte Fläche des Kühlkanals kleiner ist als die optische Fläche 24 ist die spezifische Wärmeleistung q_wet beim Übergang aus dem Material des Spiegelkörpers 23 in das Kühlmittel mit 2217 W/m² höher, siehe 11. Durch die Zufuhr von Wärme erhöht sich die Temperatur des Kühlmittels, sodass die Temperatur T_in des Kühlmittels am Eingangsende des Kühlkanals 27 niedriger ist als die Temperatur T_out des Kühlmittels am Ausgangsende des Kühlkanals 27, siehe 12. Für die Untersuchung wurde eine Eingangstemperatur T_in von 22 °C angenommen, siehe 11.
Der Wärmeübertragungskoeffizient aus dem Material des Spiegelkörpers 23 in das Kühlmittel hängt davon ab, ob man als Randbedingung von einer konstanten Temperatur T der Kanalwand oder von einem konstanten Wärmefluss q durch die Kanalwand ausgeht, siehe 13. Dieser Zusammenhang ist unabhängig davon, ob man den lokalen Wärmeübertragungskoeffizienten α_lokal oder einen Durchschnittswert α des Wärmeübertragungskoeffizienten betrachtet, siehe 13. Tatsächlich liegt der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen diesen beiden Werten. Dies gilt sowohl für den lokalen Wärmeübertragungskoeffizienten als auch für den Durchschnittswert.
Der Übergang von der Temperatur T_opt der optischen Fläche 24 über die Temperatur T_wall der Wand des Kühlkanals 27 bis zur mittleren Temperatur T_b des Kühlmittels kann gemäß 14 durch im Sinne der oben erläuterten Analogiebetrachtung als eine Reihenschaltung von thermischen Widerständen R_cond, R_conv, R_fluid beschrieben werden. Dabei entspricht R_cond dem thermischen Widerstand innerhalb des Materials des Spiegelkörpers 23, R_conv dem thermischen Widerstand beim Übergang aus dem Material des Spiegelkörpers 23 in das Kühlmittel und R_fluid dem „thermischen Widerstand“ innerhalb des Kühlmittels. Anders als in der vereinfachten Darstellung der 14 ist der Temperaturverlauf innerhalb des Kühlmittels tatsächlich nicht linear. Der thermische Widerstand R_cond des Materials des Spiegelkörpers 23 hängt ab von der in dem Material zurückzulegenden Strecke L, der Wärmeleitfähigkeit λ_solid des Materials sowie der Größe A_opt der optischen Fläche und berechnet sich zu R_cond = L/λ_solid * A_opt). Der Widerstand R_conv beim Übergang der Wärme in das Kühlmittel hängt ab von dem Wärmeübertragungskoeffizienten α und von der Größe A_wet der mit dem Kühlmittel benetzten Fläche und berechnet sich zu R_conv = 1(α*A_wet).
Der thermische Gesamtwiderstand R_total, der sich als Summe aus R_cond, Rconv und R_fluid ergibt, ist gemäß 16 bei dem Kühlmittel Galinstan um 55 % geringer als bei dem Kühlmittel Wasser. Zwar ist der thermische Widerstand R_fluid innerhalb der Flüssigkeit bei Galinstan deutlich höher. Dies gleicht sich aber durch den geringeren thermischen Widerstand R_conv beim Übergang aus dem Material des Spiegelkörpers 23 in das Kühlmittel aus.
Gemäß 15 führt der niedrigere thermische Widerstand R_total zu dem gewünschten Ergebnis, dass die Temperatur T_wall der Kanalwand am Ausgangsende des Kühlkanals 27 bei Galinstan als Kühlmittel niedriger ist als bei Wasser als Kühlmittel. Dies gilt unabhängig davon, ob man als Randbedingung davon ausgeht, dass die Temperatur der Kanalwand konstant ist (dann 25,88 °C statt 26,92 °C), oder ob man davon ausgeht, dass der Wärmefluss konstant ist (dann 26,04 °C statt 26,43 °C). Diese Zahlen bringen den Vorteil von Galinstan gegenüber Wasser zum Ausdruck. Bezogen auf die Eingangstemperatur von 22 °C ergibt sich bei Galinstan eine um ca. 21% bessere Temperatur am Ausgang. Bei Galinstan ist die Differenz zwischen der Temperatur T_out des Kühlmittels und der Temperatur T_wall der Kanalwand klein. Bei Wasser als Kühlmittel ist diese Differenz wesentlich größer. Umgekehrt erwärmt sich das Galinstan beim Durchströmen des Kühlkanals um 3,88 °C und damit stärker als Wasser mit lediglich 0,78 °C.
Eine entsprechende Untersuchung wurde durchgeführt für einen Spiegelkörper 23 aus ULE-Glas, bei dem die Wärmeleitfähigkeit geringer ist als bei Silizium (λ = 1,31 W/(m*K) bei ULE statt λ = 1,30 W/(m*K) bei Silizium). Die Untersuchung wurde insoweit modifiziert, dass die Strecke zwischen der optischen Fläche 24 und der nächstgelegenen Wand des Kühlkanals 27 lediglich 3 mm ist, anstatt 12,3 mm bei der vorangegangenen Untersuchung mit einem Spiegelkörper aus Silizium.
Gemäß 17 ist bei dieser Untersuchung der thermische Gesamtwiderstand R_total mit Galinstan als Kühlmittel um 32 % niedriger als mit Wasser als Kühlmittel. Unabhängig vom Kühlmittel entfällt jetzt ein großer Teil des thermischen Gesamtwiderstands R_total auf den thermischen Widerstand R_cond innerhalb des Spiegelkörper-Materials. Unverändert gilt, dass der Anteil R_fluid bei Galinstan hoch ist, während bei Wasser der Anteil R_conv hoch ist. Auch bei einem Spiegelkörper aus ULE ist die Verwendung eines Flüssigmetalls als Kühlmittel folglich von Vorteil.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102019207559 A1 [0006]

Claims

Spiegelvorrichtung für eine mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage, mit einem Spiegelkörper (23) und einer an dem Spiegelkörper (23) ausgebildeten optischen Fläche (24), wobei innerhalb des Spiegelkörpers (23) ein Kühlkanal (24) ausgebildet ist, der einen Abschnitt eines Kühlkreislaufs (27, 30, 35) bildet, wobei ein in dem Kühlkreislauf (27, 30, 353) angeordnetes Kühlmittel einer Antriebskraft ausgesetzt ist, so dass das Kühlmittel entlang des Kühlkreislaufs fließt, und wobei das Kühlmittel ein Flüssigmetall ist.
Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Flüssigmetall Galinstan ist.
Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Material des Spiegelkörpers (23) Silizium umfasst.
Spiegelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Material des Spiegelkörpers (23) ULE umfasst.
Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kühlkreislauf als geschlossenes Kühlsystem ausgestaltet ist und wobei der Kühlkreislauf mit einer Druckausgleichsvorrichtung (32) versehen ist.
Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kühlkreislauf sich von einer Pumpe (30) über eine Zuleitung (35), den Kühlkanal (27) und eine Rückleitung (36) erstreckt und wobei die Pumpe (30) den Fluss des Kühlmittels entlang des Kühlkreislaufs (27, 30, 35) antreibt,.
Spiegelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Pumpe (30) eine berührungslos arbeitende Pumpe ist.
Spiegelvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Pumpe (30) eine permanentmagnetische Flüssigmetallpumpe ist.
Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Temperatursensor (41, 42), um die Temperatur des Kühlmittels zu ermitteln.
Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Sensor (44) für die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels.
Spiegelvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Sensor (44) ein berührungslos arbeitender Sensor ist.
Projektionsobjektiv für eine mikrolithografische Projektionsbelichtungsanlage (10, 22), bei dem mit einer Mehrzahl von Spiegelvorrichtungen (20) eine Maske (13) auf ein Lithografieobjekt (21) abgebildet wird, wobei wenigstens eine der Spiegelvorrichtungen als Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
Verfahren zum Kühlen einer Spiegelvorrichtung, wobei die Spiegelvorrichtung einen Spiegelkörper (23) und eine an dem Spiegelkörper (23) ausgebildete optische Fläche (24) aufweist, wobei innerhalb des Spiegelkörpers (23) ein Kühlkanal (24) ausgebildet ist, wobei der Spiegelkörper (23) gekühlt wird, indem ein Kühlmittel durch den Kühlkanal (27) gefördert wird und wobei das Kühlmittel ein Flüssigmetall ist.