EP4710149A1 - Werkstück mit einer hohlstruktur, verfahren zum zumindest teilweisen bilden einer hohlstruktur, spiegel und lithographiesystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Werkstück, umfassend: mindestens eine Hohlstruktur (27), die in dem Werkstück (25) verläuft und die zur Durchströmung mit einem Fluid (28) ausgebildet ist. Die Hohlstruktur (27) weist einen ersten Abschnitt und einen zweiten, benachbarten Abschnitt auf, die unter einem Winkel (γ) zwischen 60° und 120° zueinander ausgerichtet sind. Die Hohlstruktur (27) weist einen abgerundeten Abschnitt (37a, 37b) auf, an dem der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt ineinander übergehen. Eine Oberfläche einer Wand der Hohlstruktur (27) in dem ersten Abschnitt, in dem zweiten Abschnitt und/oder in dem abgerundeten Abschnitt (37a, 37b) weist eine Rauheit R_a von 25 µm oder weniger, bevorzugt von 10 µm oder weniger, besonders bevorzugt von 5 µm oder weniger, insbesondere von 2 µm oder weniger, auf. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum zumindest teilweisen Bilden einer Hohlstruktur (27) in einem Werkstück (25) durch selektives Laserätzen. Die Erfindung betrifft auch einen Spiegel, insbesondere einen EUV-Spiegel (24), umfassend: ein Werkstück in Form eines Substrats (25), das wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist, sowie eine reflektierende Beschichtung (26) zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung (16), die auf eine Oberfläche (25a) des Substrats (25) aufgebracht ist. Die Erfindung betrifft auch ein Lithographiesystem, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem, mit mindestens einem solchen Werkstück und/oder mit mindestens einem solchen Spiegel (M4).

Description

Werkstück mit einer Hohlstruktur, Verfahren zum zumindest teilweisen Bilden einer Hohlstruktur, Spiegel und Lithographiesystem

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Werkstück, bevorzugt ein Substrat für einen Spiegel, insbesondere ein Substrat für einen EUV-Spiegel, umfassend: mindestens eine Hohlstruktur, die in dem Substrat verläuft und die zur Durchströmung mit einem Fluid ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum zumindest teilweisen Bilden einer Hohlstruktur in einem Werkstück. Die Erfindung betrifft auch einen Spiegel, insbesondere einen EUV-Spiegel, der ein Werkstück in Form eines Substrats umfasst, das wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Lithographiesystem, insbesondere ein EUV- Lithographiesystem, umfassend: mindestens einen Spiegel, der wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist, sowie eine Temperiereinrichtung, insbesondere eine Kühleinrichtung, die zum Durchströmen der mindestens einen Hohlstruktur mit einem Temperierfluid, insbesondere mit einem Kühlfluid, ausgebildet ist.

Bei dem Lithographiesystem kann es sich um eine Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers oder um eine andere optische Anordnung handeln, die für die Lithographie verwendet wird, beispielsweise um ein Inspektionssystem, z.B. um eine Anordnung zur Vermessung bzw. zur Inspektion von in der Lithographie verwendeten Masken, Wafern oder dergleichen. Das Lithographiesystem kann beispielsweise für den Betrieb mit Strahlung im EUV- Wellenlängenbereich ausgebildet sein. Unter dem EUV-Wellenlängenbereich wird im Sinne dieser Anmeldung ein Wellenlängenbereich zwischen ca. 5 nm und ca. 30 nm verstanden. In einem EUV-Lithographiesystem in Form einer EUV-Lithographieanlage werden optische Elemente zur Reflexion von Strahlung in Form von Spiegeln, insbesondere in Form von Spiegeln eines Projektionssystems, einer hohen Strahlungsleistung ausgesetzt. Mit zunehmender Leistung der EUV- Strahlungsquelle liegen die mittleren Leistungen, die auf die Spiegel eingestrahlt werden, bei bis zu 50 W, von denen ein Drittel bis die Hälfte im Schichtsystem der reflektierenden Beschichtung absorbiert wird und zu flächiger und lokaler Aufheizung des Spiegels bzw. des Substrats führt. Diese Aufheizung führt selbst bei Verwendung von sogenanntem Null- Ausdehnungsmaterial, z.B. in Form von titandotiertem Quarzglas, oder in Form einer Glaskeramik, zu Formänderungen der Oberfläche des Spiegels, auf welche die reflektierende Beschichtung aufgebracht ist. Diese Formänderungen sind u.a. auf Inhomogenitäten des (linearen) thermischen Ausdehnungskoeffizienten (engl. „Coefficient of Thermal Expansion“, CTE) bzw. der Nulldurchgangs-Temperatur (engl. „Zero-Crossing-Temperature“, Tzc) innerhalb des Volumens des Substrats zurückzuführen, sowie darauf, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient abseits der Nulldurchgangs-Temperatur deutlich von Null verschieden ist.

Zur Reduzierung der Temperatur der Spiegel von EUV-Lithographiesystemen ist es bekannt, Hohlstrukturen in Form von Kühlkanälen in das Substrat der Spiegel einzubringen und die Hohlstrukturen in Form der Kühlkanäle mit einem Kühlfluid zu durchströmen. Derartige Kanäle können bei der Herstellung in das Substrat gefräst und mit einem Deckel verschlossen werden.

Aufgrund der schwebenden Aufhängung der Spiegel und der allgemein ungünstigen Auswirkung auf Bildfehler sind turbulente Strömungen und auf den Durchfluss des (in der Regel flüssigen) Kühlmediums zurückzuführende Vibrationen („flow-induced vibrations“, FIV) zu vermeiden. Die Innenseiten der gefrästen Kanäle sind jedoch in der Regel kantig und rau, was bezüglich FIV ungünstig ist. Mittels selektiven Laserätzens (engl. „Selective Laser induced Etching“, SLE) können Mikrokanäle, Formbohrungen, usw. in transparenten Bauteilen z.B. aus Quarzglas, Borosilikatglas, Saphir oder Rubin hergestellt werden. Beim selektiven Laserätzen wird Licht in Form von ultrakurz gepulster Laserstrahlung (ps- bzw. fs-Pulse) im Volumen eines transparenten Werkstücks (Fokusvolumen) fokussiert. Die Pulsenergie wird hierbei nur innerhalb des Fokusvolumens durch Mehrphotonenprozesse absorbiert. In dem Fokusvolumen wird das transparente Material rissfrei oder ggf. mit Mikrorissen in seinen optischen und chemischen Eigenschaften derart verändert, dass es selektiv chemisch ätzbar wird. Abhängig von den verwendeten

Laserparametern kann es sich bei der Modifikation des Materials um Mikrorisse oder um andere Tiefenschädigungen handeln. Durch Auslenkung des Fokus im Material z.B. mittels eines Mikroscannersystems werden zusammenhängende Bereiche (zusammenhängende Bestrahlungsvolumen) modifiziert, die nachfolgend mittels nass-chemischem Ätzen entfernt werden können. Beim nass-chemischen Ätzen wird das Bauteil typischerweise über mehrere Wochen oder Monate in eine Ätzlösung getaucht, die bevorzugt (selektiv) das modifizierte Material auslöst. Durch das Scannen bzw. die Bewegung der Laserstrahlung im Volumen des Werkstücks können beliebige Hohlstrukturen, z.B. in Form von Kanälen, hergestellt werden.

Limitierend für das selektive Laserätzen von Kanälen in Quarzglas und auch anderen Materialien, z.B. in titandotiertem Quarzglas, ist die vergleichsweise geringe Ätzselektivität von ca. 1 : 500 bis ca. 1 : 1500 im Vergleich zu anderen transparenten Materialien, z.B. Saphir, das eine Ätzselektivität von 1 : 10000 aufweist. Die geringe Ätzselektivität führt dazu, dass beim Ätzen der Kanal in einem Bereich am Rand des Bauteils, an dem die Ätzflüssigkeit zuerst angreift, breiter ausgebildet wird als weiter innen im Volumen des Bauteils. Die zu breiten Bereiche können zu einer inhomogenen Kühlung des Bauteils führen und ggf. mechanisch durchdrücken: Im Extremfall kann es bei zu starkem Ätzen zu Kurzschlüssen zwischen benachbarten Kanälen kommen. Generell ist auch der konische Kanalquerschnitt nicht erwünscht, der sich bei mangelnder Ätzselektivität ergibt.

In der WQ2021/115643 A1 ist ein optisches Element zur Reflexion von EUV- Strahlung beschrieben, bei dem im Substrat mindestens einen Kanal gebildet ist, der bevorzugt mit einem Kühlmedium durchströmbar ist. Das Substrat ist aus Quarzglas, insbesondere aus titandortiertem Quarzglas, oder aus einer Glaskeramik gebildet. Der Kanal weist eine Länge von mindestens 10 cm auf und eine Querschnittsfläche des Kanals variiert über die Länge des Kanals um nicht mehr als +/- 20%. In der WQ2021/115643 A1 ist beschrieben, dass die Herstellung eines Kanals mit derartigen Eigenschaften typischerweise durch selektives Laserätzen erfolgt, wobei zur Herstellung eines solchen Kanals die Ätzselektivität erhöht werden sollte. Die Innenseite eines solchen Kanals kann eine geringe Rauheit aufweisen.

In der DE102019200750A1 ist ein Herstellungsverfahren für Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie beschrieben, bei dem durch selektives Laserätzen eine Hohlstruktur in der Komponente, z.B. in einem Spiegelkörper, erzeugt wird. Die Hohlstruktur kann als Temperierkanal ausgebildet sein, der in einer Temperierebene zwischen zwei Durchbrüchen verläuft, die senkrecht zur Temperierebene ausgerichtet sind und als Einlass und als Auslass für das Temperierfluid dienen. Der Temperierkanal ist mit den Durchbrüchen über zwei eckige 90°-Abbiegungen verbunden.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkstück, einen Spiegel und ein Lithographiesystem bereitzustellen, bei denen beim Durchströmen der Hohlstruktur mit einem Fluid strömungsinduzierte Vibrationen reduziert werden. Gegenstand der Erfindung

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Werkstück der eingangs genannten Art, bei dem die Hohlstruktur einen ersten Abschnitt und einen zweiten, benachbarten Abschnitt aufweist, die unter einem Winkel zwischen 60° und 120°, bevorzugt unter einem Winkel zwischen 80° und 100°, insbesondere unter einem Winkel von 90°, zueinander ausgerichtet sind, wobei die Hohlstruktur einen abgerundeten Abschnitt aufweist, an dem der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt ineinander übergehen, und wobei eine Oberfläche einer Wand der Hohlstruktur in dem ersten Abschnitt, in dem zweiten Abschnitt und/oder in dem abgerundeten Abschnitt eine Rauheit R_a von 25 pm oder weniger, bevorzugt von 10 pm oder weniger, besonders bevorzugt von 5 pm oder weniger, insbesondere von 2 pm oder weniger, aufweist. Die Rauheit R_a, auch Mittenrauwert genannt, gibt den mittleren Abstand eines Messpunktes auf der Oberfläche zur Mittellinie der Oberfläche an. Der Mittenrauwert entspricht also dem arithmetischen Mittel der betragsmäßigen Abweichung von der Mittellinie.

Die Erfinder haben erkannt, dass es an einem Übergang zwischen zwei Abschnitten der Hohlstruktur des Werkstücks in Form eines Ecks bzw. einer scharfen Kante, insbesondere wenn die beiden Abschnitte annähernd senkrecht (d.h. unter einem Winkel zwischen 60° und 120°) zueinander ausgerichtet sind, bei den typischen Strömungsgeschwindigkeiten, mit denen das Fluid durch die Hohlstruktur strömt, zu einer Strömungsablösung an der Wand der Hohlstruktur kommt, die zu Turbulenzen führt und strömungsinduzierte Vibrationen hervorruft. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, dass die beiden Abschnitte der Hohlstruktur an einem abgerundeten Abschnitt ineinander übergehen, der einen möglichst stromlinienförmigen Verlauf aufweist. Unter einem abgerundeten Abschnitt wird ein Abschnitt verstanden, der keine Ecken aufweist. An dem abgerundeten Abschnitt geht der erste Abschnitt somit kontinuierlich in den zweiten Abschnitt über. Der Querschnitt bzw. der Durchmesser der Hohlstruktur innerhalb des abgerundeten Abschnitts ist typischerweise konstant, kann ggf. aber auch variieren. Der Querschnitt bzw. der Durchmesser des abgerundeten Abschnitts stimmt in der Regel mit dem Querschnitt beider Abschnitte überein, dies ist aber nicht zwingend der Fall, wenn der abgerundete Abschnitt an einer Verzweigung angeordnet ist (s.u.).

Die Hohlstruktur mit dem abgerundeten Abschnitt kann ganz oder teilweise durch selektives Laserätzen hergestellt werden. Die Hohlstruktur weist eine Wand auf, welche die Grenzfläche zwischen dem Innenraum der Hohlstruktur und dem Material des Werkstücks bildet. Insbesondere bei der Herstellung der Hohlstruktur durch selektives Laserätzen kann eine geringe Rauheit der Oberfläche der Wand der Hohlstruktur erreicht werden, was der Entstehung von strömungsinduzierten Vibrationen entgegenwirkt. Dies ist insbesondere in dem weiter oben beschriebenen abgerundeten Abschnitt günstig. In der Regel erfüllen sowohl der abgerundete Abschnitt als auch der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt die oben angegebene Bedingung für die Rauheit.

Für die Herstellung des weiter oben beschriebenen Werkstücks ist es insbesondere günstig, wenn die Ätzselektivität beim selektiven Laserätzen erhöht wird. Die Erhöhung der Ätzselektivität kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden, beispielsweise, indem ein flexibler Schlauch der Ätzfront nachgeführt wird. Der abgerundete Abschnitt erleichtert das Nachführen eines solchen flexiblen Schlauchs. Da der Schlauch sich bei einer zu großen mikroskopischen Rauheit der Oberfläche der Wand der Hohlstruktur insbesondere an dem abgerundeten Abschnitt an der Wand verhaken kann, erleichtert die geringe Rauheit der Oberfläche der Wand der Hohlstruktur auch das Nachführen eines solchen Schlauchs. Bei einer Ausführungsform weist die Oberfläche der Wand der Hohlstruktur Ausnehmungen auf. Die dem Innenraum der Hohlstruktur zugewandte Oberfläche der Wand weist in diesem Fall eine Oberflächenstruktur mit Ausnehmungen auf, die nachfolgend auch als Vertiefungen oder als Senken bezeichnet werden und die typischerweise einen konkaven Verlauf aufweisen.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die Ausnehmungen kraterförmig ausgebildet. Unter einer kraterförmigen Ausnehmung wird im Sinne dieser Anmeldung eine Senke bzw. Ausnehmung verstanden, deren Boden von einem ringförmig erhöhten Wall eingeschlossen wird, der nachfolgend auch als Kraterrand bezeichnet wird. Die kraterförmige Ausnehmung kann eine in der Draufsicht im Wesentlichen kreisförmige Geometrie aufweisen, es ist aber auch möglich, dass die Ausnehmung in der Draufsicht eine Geometrie aufweist, die von einer kreisförmigen Geometrie abweicht, beispielsweise eine polygonale Geometrie, eine eckige Geometrie, etc.

Bei einer weiteren Weiterbildung laufen benachbarte Ausnehmungen an der Wand der Hohlstruktur ineinander über. Die Anzahl der Ausnehmungen an der Oberfläche und deren laterale Erstreckung ist typischerweise so groß, dass benachbarte Ausnehmungen ineinander überlaufen. Für den Fall, dass die Ausnehmungen kraterförmig ausgebildet sind, bildet ein jeweiliger Kraterrand, der eine Ausnehmung einschließt, an seiner der Ausnehmung abgewandten Seite einen Abschnitt eines Kraterrandes einer benachbarten Ausnehmung oder geht in den Boden einer benachbarten Ausnehmung über. Bei dieser Weiterbildung grenzen benachbarte Ausnehmungen nicht nur aneinander an, sondern überlappen sich zumindest teilweise gegenseitig.

Bei einer weiteren Weiterbildung bilden die Ausnehmungen an der Oberfläche der Wand der Hohlstruktur eine wabenartige Oberflächenstruktur. Wie weiter oben beschrieben wurde, grenzen benachbarte Ausnehmungen typischerweise nicht nur aneinander an, wie dies auch bei Bienenwaben der Fall ist, sondern laufen ineinander über. Anders als bei Bienenwaben sind die Ausnehmungen in der Regel auch nicht in einem regelmäßigen Raster angeordnet. Auch variiert die Form und Größe der Ausnehmungen, welche die wabenartige Oberflächenstruktur bilden. Die Ränder zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen, die insbesondere in Form von Kraterrändern ausgebildet sein können, bilden in der Regel eine zu der Wabenstruktur komplementäre netzartige Oberflächenstruktur.

Bei einer Weiterbildung weisen die Ausnehmungen eine maximale laterale Erstreckung von nicht mehr als 500 pm, bevorzugt von nicht mehr als 450 pm, insbesondere von nicht mehr als 400 pm auf. Unter der maximalen lateralen Erstreckung wird der maximale laterale Abstand zwischen zwei Punkten entlang des Randes der Ausnehmung in der Draufsicht auf die Ausnehmung verstanden. Bei einer kraterförmigen Ausnehmung bezeichnet die maximale laterale Erstreckung den maximalen lateralen Abstand zwischen zwei Punkten am jeweiligen Kraterrand.

Bei einer weiteren Weiterbildung weisen die Ausnehmungen eine maximale Tiefe von nicht mehr als 20 pm, bevorzugt von nicht mehr als 15 pm, insbesondere von nicht mehr als 10 pm auf. Unter der maximalen Tiefe wird der Abstand in Höhenrichtung verstanden, der zwischen dem Boden der Ausnehmung und dem höchsten Punkt am Rand der Ausnehmung bzw. am Kraterrand gemessen wird.

Die Oberfläche der Wand der Hohlstruktur kann plan sein, beispielsweise wenn die Hohlstruktur einen Kanal mit einem rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweist. Für den Fall, dass die Oberfläche der Wand der Hohlstruktur eine Krümmung aufweist, beispielsweise weil die Hohlstruktur einen Kanal mit einem kreisförmigen Querschnitt bildet, wird für die Bestimmung des lateralen Abstands und der Tiefe der Ausnehmungen davon ausgegangen, dass die Oberfläche der Hohlstruktur im für die Messung herangezogenen Teilbereich näherungsweise plan verläuft. Erforderlichenfalls kann die Abwicklung der z.B. zylindrischen Oberfläche, welche die Mantelfläche des Kanals bildet, zur Bestimmung des lateralen Abstands und der Tiefe der Ausnehmungen herangezogen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform bilden der erste Abschnitt, der zweite, benachbarte Abschnitt und der abgerundete Abschnitt jeweils einen Kanalabschnitt eines mit einem Fluid durchström baren Kanals. Ein Kanal, der mit einem Fluid bzw. mit einer Flüssigkeit durchströmbar ist, bildet einen langgestreckten, in Umfangsrichtung geschlossenen Hohlraum, der keine Verzweigungen aufweist und der sich zwischen einem ersten Ende des Kanals und einem zweiten Ende des Kanals erstreckt. Der Kanal kann an einem oder an beiden Enden in weitere Hohlstrukturen münden, die im Volumen des Werkstücks liegen. Es ist auch möglich, dass eine oder beide Enden des Kanals an der Außenseite des Werkstücks münden. Der Querschnitt bzw. der Durchmesser des abgerundeten Abschnitts stimmt in diesem Fall in der Regel im Wesentlichen mit dem Querschnitt beider Abschnitte des Kanals überein. Die Wand der Hohlstruktur bildet in diesem Fall die Mantelfläche des Kanals.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist der Kanal einen Durchmesser zwischen 1 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm, und/oder eine Länge von mindestens 10 cm, bevorzugt von mindestens 15 cm, insbesondere von mindestens 20 cm auf. Der Kanal kann einen runden Querschnitt aufweisen, der Kanal kann aber auch einen Querschnitt aufweisen, der von einer runden Geometrie abweicht. In diesem Fall wird unter dem Durchmesser des Kanals der sogenannte äquivalente Durchmesser verstanden, d.h. der Durchmesser eines Kreises, dessen Fläche dem in diesem Fall nicht kreisförmigen Querschnitt des Kanals entspricht. Für die Durchströmung mit einem Fluid haben sich Kanäle mit einem Durchmesser als günstig erwiesen, der in dem oben angegebenen Wertebereich liegt. Insbesondere für den Fall, dass das Werkstück ein großes Volumen aufweist, ist es günstig, wenn der Kanal eine vergleichsweise große Länge aufweist. Der Durchmesser des Kanals kann ggf. in Längsrichtung des Kanals variieren, in der Regel ist es jedoch günstig, wenn der Durchmesser des Kanals in Längsrichtung möglichst wenig variiert.

Bei einer Ausführungsform variiert die Querschnittsfläche des Kanals über die Länge des Kanals um nicht mehr als +/-20%, bevorzugt um nicht mehr als +/- 10%, insbesondere um nicht mehr als +/- 2%. Der Kanal weist bei dieser Ausführungsform typischerweise eine Länge von mindestens 10 cm, bevorzugt von mindestens 15 cm, insbesondere von mindestens 20 cm auf. Unter einer Variation der Querschnittsfläche des Kanals von +/- x% wird im Sinne dieser Anmeldung eine Abweichung um +/- x% von einer mittleren Querschnittsfläche AM des Kanals verstanden. Die mittlere Querschnittsfläche AM ist definiert als der Mittelwert aus der maximalen Querschnittsfläche AMAX und der minimalen Querschnittsfläche AMIN entlang der Länge des Kanals (AM = (AMAX + AMIN) / 2), wie dies in der eingangs zitierten WQ2021/115643 A1 beschrieben ist, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.

Bei einer Ausführungsform weisen ein Krümmungsradius R des abgerundeten Abschnitts und ein Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts ein Verhältnis R / D auf, das zwischen 2 und 6, bevorzugt zwischen 2,5 und 5, insbesondere zwischen 2,5 und 3,5 liegt. Bei einem Verhältnis R / D von mehr als 2 können bereits signifikante Verbesserungen hinsichtlich der strömungsinduzierten Vibrationen, z.B. > 50 %, erreicht werden. Idealerweise liegt das Verhältnis R / D zwischen ca. 2,5 und 3,5, z.B. bei 3,0, da dort typischerweise die größten Verbesserungen in Bezug auf die strömungsinduzierten Vibrationen erreicht werden. Ein Wert des Verhältnisses R / D von mehr als 6 sollte nicht überschritten werden. Bei dieser Ausführungsform weist der abgerundete Abschnitt einen konstanten Krümmungsradius auf. Der Strömungs-Querschnitt des abgerundeten Abschnitts ist typischerweise kreisförmig, kann aber ggf. von einer kreisförmigen Geometrie abweichen und z.B. eine elliptische Geometrie aufweisen. In diesem Fall wird unter dem Durchmesser des abgerundeten Abschnitts der sogenannte äquivalente Durchmesser verstanden, der weiter oben definiert wurde.

Es hat sich herausgestellt, dass das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des abgerundeten Abschnitts und dem Krümmungsradius des abgerundeten Abschnitts einen wesentlichen Parameter für eine stromlinienförmige Strömungsführung ohne Turbulenzen und somit für die Vermeidung von strömungsinduzierten Vibrationen darstellt.

Bei einer weiteren Ausführungsform liegt der Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts zwischen 2 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 2 mm und 12 mm. Ein Durchmesser des abgerundeten Abschnitts bzw. der Kanalstrukturen der Hohlstruktur, die in der angegebenen Größenordnung liegen, ermöglichen es bei den gegebenen Randbedingungen einen ausreichenden Volumenstrom für eine effiziente Temperierung des optischen Elements zu erzeugen. Die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in der Hohlstruktur liegt in der Regel in der Größenordnung von Metern / Sekunde.

Bei einer Ausführungsform weist die Hohlstruktur eine Mehrzahl von Temperierkanälen auf, die unterhalb einer Oberfläche des Werkstücks verlaufen und die Hohlstruktur weist einen über Verteilerkanäle mit den Temperierkanälen verbunden Fluidverteiler sowie einen über Sammlerkanäle mit den Temperierkanälen verbundenen Fluidsammler auf. Die Temperierkanäle dienen üblicherweise zur Kühlung des Werkstücks und werden daher nachfolgend auch als Kühlkanäle bezeichnet. Die Temperierkanäle verlaufen in der Regel in einem oberflächennahen Bereich unterhalb einer Oberfläche, bei der es sich in der Regel um eine zu temperierende Oberfläche handelt. Unter einem oberflächennahen Bereich wird ein Abstand von der zu temperierenden Oberfläche des Werkstücks verstanden, der bei 10 mm oder weniger liegt. Der Abstand von der zu temperierenden Oberfläche wird in Dickenrichtung des Werkstücks gemessen, die senkrecht zur zu temperierenden Oberfläche des Werkstücks ausgerichtet ist, unter der die Temperierkanäle verlaufen. Durch den geringen Abstand der Kühlkanäle von der zu temperierenden Oberfläche kann eine effektive Kühlung der zu temperierenden Oberfläche des Werkstücks erfolgen. Unter dem Abstand wird die minimale Distanz zwischen dem jeweiligen Temperierkanal und der zu temperierenden Oberfläche des Werkstücks verstanden.

Der Fluidverteiler und der Fluidsammler weisen in der Regel jeweils einen größeren Strömungs-Querschnitt auf als ein einzelner Kühlkanal. Das ermöglicht die Einstellung günstiger Strömungsverhältnisse. Der Fluidverteiler und/oder der Fluidsammler sind bevorzugt in einem größeren Abstand von der zu temperierenden Oberfläche angeordnet als die Kühlkanäle. Durch diese Anordnung kann die Verformung der Oberfläche durch den Fluiddruck im Fluidverteiler und/oder im Fluidsammler, die in der Regel großflächigere Hohlräume aufweisen als die Kühlkanäle, in vertretbaren Grenzen gehalten werden. Der Fluidverteiler steht typischerweise mit einem Fluideinlass in Verbindung und der Fluidsammler steht typischerweise mit einem Fluidauslass in Verbindung. Ein jeweiliger Kühlkanal kann jeweils mit genau einem Verteilerkanal und mit genau einem Sammlerkanal verbunden sein, es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass eine Gruppe von zwei oder ggf. mehr als zwei Kühlkanälen mit einem gemeinsamen Verteilerkanal und mit einem gemeinsamen Sammlerkanal verbunden sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform bildet der erste Abschnitt einen an einen Verteilerkanal angrenzenden Endabschnitt des Temperierkanals und der zweite Abschnitt bildet einen an den Endabschnitt angrenzenden Verteilerkanalabschnitt und/oder der erste Abschnitt bildet einen an einen Sammlerkanal angrenzenden Endabschnitt des Temperierkanals und der zweite Abschnitt bildet einen an den Endabschnitt angrenzenden Sammlerkanalabschnitt.

Die Kühlkanäle verlaufen typischerweise im Wesentlichen parallel zu der zu temperierenden Oberfläche, auf der für den Fall, dass es sich bei dem Werkstück um ein Substrat für einen Spiegel handelt, eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist. Da der Bauraum innerhalb des Substrats begrenzt ist, wird ein Verteilerkanal bzw. ein Sammlerkanal, der mit einem jeweiligen Kühlkanal verbunden ist, in der Regel unter einem annähernd rechten Winkel von der Oberfläche mit der reflektierenden Beschichtung weggeführt, d.h. der Sammler- bzw. der Verteilerkanalabschnitt und ein benachbarter Endabschnitt des Kühlkanals verlaufen in der Regel annähernd unter einem rechten Winkel zueinander, d.h. es findet annähernd eine 90°- Umlenkung des Fluids statt, welches die Hohlstruktur durchströmt.

Durch den weiter oben beschriebenen abgerundeten Abschnitt, insbesondere bei der Wahl eines geeigneten Verhältnisses von Krümmungsradius zu Durchmesser können in diesem Bereich strömungsinduzierte Vibrationen vermieden oder zumindest deutlich reduziert werden.

Grundsätzlich können der Fluidverteiler und der Fluidsammler auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Strömungsquerschnitt des Fluidverteilers bzw. des Fluidsammler sich ausgehend von den Verteilerkanälen bzw. von den Sammlerkanälen verjüngen, z.B. in der Art eines Trichters, sodass die Hohlräume, die der Fluidverteiler und der Fluidsammler in dem Werkstück bilden, nicht unnötig groß ausfallen. Bei einer weiteren Ausführungsform bildet der Fluidverteiler einen Einlasskanal, von dem die Verteilerkanäle abzweigen und/oder bei dem der Fluidsammler bildet einen Auslasskanal, von dem die Sammlerkanäle abzweigen. Bei dieser Ausführungsform verlaufen der Fluidsammler und der Fluidverteiler in der Regel im Wesentlichen quer zur Längsrichtung der Verteilerkanäle bzw. quer zur Längsrichtung der Sammlerkanäle. Die Verteilerkanäle bzw. die Sammlerkanäle zweigen von dem Einlasskanal bzw. dem Auslasskanal in der Regel im Wesentlichen rechtwinklig ab. Der Fluidverteiler und der Fluidsammler können in diesem Fall beispielsweise in Form von zylindrischen Kanälen ausgebildet sein, die sich ausgehend von einer Einlassöffnung bzw. von einer Auslassöffnung an einer Außenseite des Werkstücks in das Werkstück hinein erstrecken. Der Einlasskanal und der Auslasskanal können in diesem Fall z.B. in Form von Bohrungen ausgebildet sein, es ist aber auch möglich, dass diese durch das weiter oben beschriebene selektive Laserätzen hergestellt werden.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform bildet der erste Abschnitt einen dem Einlasskanal benachbarten Mündungsabschnitt des Verteilerkanals und der zweite Abschnitt bildet einen dem Mündungsabschnitt benachbarten Verzweigungsabschnitt des Einlasskanals und/oder der erste Abschnitt bildet einen dem Auslasskanal benachbarten Mündungsabschnitt des Sammlerkanals und der zweite Abschnitt bildet einen dem Mündungsabschnitt des Sammlerkanals benachbarten Verzweigungsabschnitt des Auslasskanals.

Wie weiter oben beschrieben wurde, verläuft die Längsrichtung des Einlasskanals bzw. des Auslasskanals im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung eines jeweiligen Sammlerkanals bzw. Verteilerkanals. Auch an einer jeweiligen Abzweigung eines Verteiler- bzw. Sammlerkanals ist eine stromlinienförmige Geometrie günstig, die durch das Vorsehen eines abgerundeten Abschnitts an einer Verzweigung des Einlasskanals bzw. des Auslasskanals hergestellt werden kann. Auf diese Weise können Stufen vermieden und Kanten abgerundet werden, wodurch die Geometrie der Hohlstruktur stromlinienförmiger gestaltet werden und die Ablösung des Fluids im Einlasskanal und im Auslasskanal vermieden oder zumindest stark reduziert werden kann.

Das Verhältnis von Durchmesser zum Radius des abgerundeten Abschnitts liegt bevorzugt innerhalb des weiter oben beschriebenen Wertebereichs. Es ist aber auch möglich, dass der abgerundete Abschnitt an der Verzweigung keinen konstanten Krümmungsradius aufweist. Auch der Strömungs-Durchmesser des abgerundeten Abschnitts an der Verzweigung ist nicht zwingend konstant. Beispielsweise kann sich der Querschnitt des abgerundeten Abschnitts ausgehend von dem Einasskanal bzw. ausgehend von dem Auslasskanal verjüngen.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Winkel zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Einlasskanals und dem Mündungsabschnitt des Verteilerkanals größer als 90°, bevorzugt größer als 100° und/oder der Winkel zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Auslasskanals und dem Mündungsabschnitt des Sammlerkanals größer als 90°, bevorzugt größer als 100°. Es hat sich herausgestellt, dass es für die Strömungsführung günstig ist, wenn der Verzweigungsabschnitt des Einlasskanals bzw. des Auslasskanals und der Mündungsabschnitt des Verteilerkanals bzw. des Sammlerkanals unter einem stumpfen Winkel zueinander ausgerichtet sind.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Werkstück der eingangs genannten Art, bei dem eine Oberfläche einer Wand der Hohlstruktur Ausnehmungen aufweist. Die Hohlstruktur ist in diesem Fall typischerweise durch selektives Laserätzen hergestellt. Die Wand der Hohlstruktur weist eine charakteristische Oberflächenstruktur mit Ausnehmungen auf, die wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist, wie nachfolgend nochmals im Einzelnen dargestellt wird: Bei einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen kraterförmig ausgebildet.

Bei einer weiteren Ausführungsform laufen benachbarte kraterförmige Ausnehmungen ineinander über.

Bei einer weiteren Ausführungsform bilden die Ausnehmungen an der Oberfläche der Wand der Hohlstruktur eine wabenartige Struktur.

Bei einer weiteren Ausführungsform weisen die Ausnehmungen jeweils eine maximale laterale Erstreckung von nicht mehr als 500 pm, bevorzugt von nicht mehr als 450 pm, insbesondere von nicht mehr als 400 pm auf.

Bei einer Ausführungsform weisen die Ausnehmungen eine maximale Tiefe von nicht mehr als 20 pm, bevorzugt von nicht mehr als 15 pm, insbesondere von nicht mehr als 10 pm auf.

Bei einer Ausführungsform weist die Oberfläche der Wand der Hohlstruktur eine Rauheit R_a von 25 pm oder weniger, bevorzugt von 10 pm oder weniger, besonders bevorzugt von 5 pm oder weniger, insbesondere von 2 pm oder weniger, auf.

Bei einer Ausführungsform ist die Hohlstruktur in Form eines mit einem Fluid durchströmbaren, bevorzugt gekrümmten Kanals ausgebildet.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist der Kanal einen Durchmesser zwischen 1 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm, und/oder eine Länge von mindestens 10 cm, bevorzugt von mindestens 15 cm, insbesondere von mindestens 20 cm auf.

Bei einer weiteren Weiterbildung dieser Ausführungsform variiert eine Querschnittsfläche des Kanals über die Länge des Kanals um nicht mehr als +/- 20%, bevorzugt um nicht mehr als +/-10%, insbesondere um nicht mehr als +/- 2%.

Bei beiden weiter oben beschriebenen Aspekten ist das Material des Werkstücks bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Quarzglas, insbesondere titandotiertes Quarzglas, und Glaskeramik. Bei dem Werkstück handelt es sich in diesem Fall typischerweise um ein Substrat für einen Spiegel, genauer gesagt um ein Substrat für einen EUV-Spiegel. Um auf eine ggf. inhomogene Erwärmung des Materials des Werkstücks zurückzuführende Deformationen der Oberfläche, auf welche in diesem Fall eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, zu vermeiden, werden die Substrate von Spiegeln für die EUV-Lithographie typischerweise aus so genanntem Null- Ausdehnungsmaterial hergestellt, das einen sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Wie weiter oben beschrieben wurde, sind diese Materialien hart und brüchig und lassen sich daher nur schwer mechanisch bearbeiten. Durch das weiter oben beschriebene Verfahren zum selektiven Laserätzen können aber auch in derartigen Materialien praktisch beliebig geformte Hohlstrukturen hergestellt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Material des Werkstücks eine Nulldurchgangstemperatur auf, die zwischen 0°C und 100°C, bevorzugt zwischen 19°C und 40°C, besonders bevorzugt zwischen 19°C und 32°C liegt. Die Nulldurchgangstemperatur wird u.a. in Abhängigkeit von der mittleren auftreffenden Strahlungsleistung im Betrieb eines EUV-Spiegels festgelegt.

Bei einer Ausführungsform weist das Material des Werkstücks eine räumliche Variation der Nulldurchgangstemperatur auf, die bei weniger als 3 K, bevorzugt bei weniger als 2 K, besonders bevorzugt bei weniger als 1 K, insbesondere bei weniger als 0,1 K liegt. Typischerweise ist eine hohe räumliche Homogenität der Nulldurchgangstemperatur erforderlich, um einen EUV-Spiegel effizient betreiben zu können. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Werkstück monolithisch, d.h. dieses ist einteilig ausgebildet und weist keine Fügefläche auf, an der zwei oder mehr Teilkörper des Werkstücks miteinander verbunden sind. Ein abgerundeter Abschnitt in einem monolithischen Werkstück lässt sich nicht ohne weiteres durch mechanisches Bearbeiten, z.B. durch Bohren oder durch Fräsen, in dem harten und brüchigen Glas-Material herstellen. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass das Werkstück aus zwei oder mehr Teilkörpern zusammengesetzt ist. In diesem Fall verläuft die Fügefläche typischerweise nicht durch den abgerundeten Abschnitt, d.h. die Fügefläche schneidet den abgerundeten Abschnitt nicht.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilweisen Bilden einer Hohlstruktur in einem Werkstück, insbesondere in einem Werkstück, das wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist, durch selektives Laserätzen, wobei das Verfahren umfasst: Fokussieren von gepulster Laserstrahlung in ein typischerweise zusammenhängendes Bestrahlungsvolumen in dem Werkstück, sowie zumindest teilweises Bilden der Hohlstruktur durch selektives Ätzen des Werkstücks in dem Bestrahlungsvolumen.

Wie weiter oben beschrieben wurde, kann die Hohlstruktur ganz oder nur teilweise, insbesondere abschnittsweise, durch selektives Laserätzen gebildet werden. Insbesondere kann/können der weiter oben beschriebene erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und/oder der abgerundete Abschnitt der Hohlstruktur, z.B. in Form von Kanalabschnitten, durch selektives Laserätzen gebildet werden. Nachfolgend wird vereinfachend davon ausgegangen, dass es sich bei der bei dem Verfahren gebildeten Hohlstruktur um einen Kanal handelt.

Wie weiter oben beschrieben wurde, erfolgt der Ätzprozess ausgehend vom Rand bzw. von der Oberfläche des Werkstücks in das Bestrahlungsvolumen des Werkstücks. Durch das Ätzen wird ein Kanalabschnitt gebildet, der sich in dem Bestrahlungsvolumen ausgehend von einem Eintritt in den Kanalabschnitt an der Oberfläche des Werkstücks bis zu einer Stirnseite des Kanalabschnitts erstreckt, an der eine Ätzfront gebildet wird. An der Ätzfront bzw. an der Stirnseite wird entlang des Bestrahlungsvolumens nach und nach weiteres Material des Werkstücks abgetragen, bis der Kanal vollständig gebildet ist, d.h. bis sich der Kanal über das gesamte Bestrahlungsvolumen erstreckt. Bei dem Ätzprozess wird die Länge des bereits geätzten Kanalabschnitts somit nach und nach vergrößert, vergleichbar zum Bohren eines Tunnels.

Wie ebenfalls weiter oben beschrieben wurde, ist abhängig vom Material des Werkstücks, in dem der Kanal gebildet wird, die Ätzselektivität in dem Bestrahlungsvolumen gegenüber dem nicht bestrahlten Volumen des Werkstücks vergleichsweise gering und liegt ggf. nur bei 1 : 500. Der Kanal wird dadurch am Rand des Werkstücks, an dem die Ätzflüssigkeit zuerst angreift, breiter ausgebildet als weiter innen im Volumen des Werkstücks, da der Zeitraum, in dem die Kanalwandung im Volumen des Werkstücks dem Ätzmedium ausgesetzt ist, deutlich kleiner ist als am Rand des Werkstücks.

Diesem Problem kann dadurch begegnet werden, dass eine Stirnseite eines in dem Bestrahlungsvolumen beim selektiven Laserätzen gebildeten Kanalabschnitts mit einer höheren Ätzrate geätzt wird als eine (um laufende, bereits geätzte) Kanalwandung des Kanalabschnitts.

Bevorzugt liegt das Verhältnis der Ätzrate an der Kanalwandung des Kanalabschnitts zur Ätzrate an der Stirnseite des Kanalabschnitts bzw. die Ätzselektivität bei mindestens 1 :1500, besonders bevorzugt bei mindestens 1 :2000. Im Sinne dieser Anmeldung wird unter einer Erhöhung der Ätzselektivität verstanden, dass das oben beschriebene Verhältnis abnimmt, d.h. dass die Ätzrate an der Stirnseite des Kanalabschnitts gegenüber der Ätzrate an der Kanalwandung zunimmt. Mit Ausnahme des weiter unten beschriebenen Falls, dass die Kanalwandung gegen Ätzen versiegelt wird, führt die Erhöhung der Ätzrate an der Stirnseite des Kanals relativ zur Ätzrate an der Kanalwandung zu einer insgesamt höheren Ätzrate.

Auf diese Weise kann in dem Werkstück ein Kanal mit einer ggf. erheblichen Länge gebildet werden, wobei die Querschnittsfläche des Kanals über die Länge des Kanals im Wesentlichen konstant ist bzw. nur geringfügig variiert, und zwar um nicht mehr als +/- 20 %, ggf. um nicht mehr als +/- 10% oder +/- 2 %. Dies gilt auch, wenn es sich bei dem Werkstück um ein Substrat z.B. für ein reflektierendes optisches Element handelt, das aus Quarzglas, insbesondere aus titandotiertem Quarzglas, oder aus einer Glaskeramik gebildet ist, wie dies in der WQ2021/115643 A1 beschrieben ist. Das Werkstück, bei dem es sich beispielsweise um ein Substrat für ein reflektierendes optisches Element handeln kann, kann insbesondere monolithisch ausgebildet sein (s.o.).

Für die Erhöhung der Ätzrate an der Stirnseite gegenüber der Ätzrate an der Kanalwandung, die zur Erzeugung eines über die Länge des Kanals im Wesentlichen konstanten Querschnitts günstig bzw. erforderlich ist, können verschiedene Maßnahmen einzeln oder in Kombination durchgeführt werden können.

Eine solche Maßnahme besteht darin, zum Erhöhen der Ätzrate eine Temperatur an der Stirnseite des Kanalabschnitts zu erzeugen, die mindestens 20 K, bevorzugt mindestens 40 K, insbesondere mindestens 60 K größer ist als eine Temperatur an der Kanalwandung des Kanalabschnitts. Die Ätzselektivität wird in diesem Fall dadurch erhöht, dass das Werkstück und die Ätzlösung bzw. die Ätzflüssigkeit auf einer möglichst niedrigen Temperatur gehalten werden, die knapp oberhalb oder ggf. knapp unterhalb des Gefrierpunkts der Ätzlösung liegt. Die Ätzfront an der Stirnseite des Kanals wird demgegenüber auf einer möglichst hohen Temperatur gehalten, die mindestens 20 K, bevorzugt mindestens 40 K, idealerweise mindestens 60 K höher ist als die Temperatur der Ätzlösung und des (restlichen) Werkstücks und somit auch die Temperatur an der (umlaufenden) Kanalwandung des Kanalabschnitts.

Hierbei kann die Stirnseite des Kanalabschnitts mittels mindestens einer Heizeinrichtung geheizt werden, die bevorzugt bei der Bildung des Kanals mit der Stirnseite des Kanalabschnitts mitgeführt wird. Wie weiter oben beschrieben wurde, verändert sich bei der Bildung des Kanals die Position der Stirnseite des Kanals bzw. der Ätzfront, d.h. diese bewegt sich entlang der gesamten Länge des Bestrahlungsbereichs. Um die höhere Temperatur an der Ätzfront / Stirnseite im Vergleich zum umgebenden Material des Werkstücks zu erzeugen, ist es daher günstig, die Heizeinrichtung mit der Ätzfront mitzuführen.

Die Heizeinrichtung kann sich außerhalb des Kanals, z.B. an oder in der Nähe derjenigen Oberfläche des Werkstücks befinden, die den geringsten Abstand zu dem Kanal aufweist. In diesem Fall kann die Heizeinrichtung beispielsweise entlang der Oberfläche parallel zu dem Kanal bzw. zur Ätzfront in dem Kanal mitgeführt werden. Bei der Heizeinrichtung kann es sich in diesem Fall z.B. um einen Widerstandsheizer handeln, der in Kontakt mit der Oberfläche steht, um Kontaktwärme auf das Material des Werkstücks zu übertragen. Bei der Heizeinrichtung kann es sich aber auch um eine Heizlichtquelle, beispielsweise um eine Infrarot-Lichtquelle, oder um einen Laser handeln, der auf die Ätzfront entlang der Richtung des Kanals bzw. des Kanalabschnitts fokussiert wird, oder ggf. durch das Material des Werkstücks hindurch auf die Stirnseite des Kanalabschnitts fokussiert wird. Es ist auch möglich, die Heizeinrichtung (z.B. in Form eines Widerstandsheizers oder einer Lichtquelle) durch den

Kanalabschnitt zu führen bzw. zu fädeln und die Heizeinrichtung idealerweise in konstantem Abstand zur Ätzfront zu halten. Die Heizeinrichtung kann in diesem Fall an einem geeigneten Trägerelement angebracht sein, das eine geringere Abmessung als der Kanaldurchmesser aufweist. Ein solches Trägerelement wird nachfolgend als Sonde bezeichnet. Bei einer weiteren Maßnahme wird zum Erhöhen der Ätzrate die Stirnseite des Kanalabschnitts einem gegenüber den Kanalwänden erhöhten Durchsatz einer Ätzlösung ausgesetzt. Der Durchsatz der Ätzlösung an der Stirnseite des Kanalabschnitts kann beispielsweise durch eine Verwirbelung der Ätzlösung erhöht werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Sonde dauerhaft oder (periodisch) intermittierend in den Kanalabschnitt eingeführt werden. Die Sonde kann eine Verwirbelungseinrichtung, z.B. in Form eines Propellers, einer Turbine oder dergleichen aufweisen, um die Ätzlösung zu verwirbeln und auf diese Weise den Durchsatz der Ätzlösung an der Ätzfront zu erhöhen.

Bei einer weiteren Maßnahme wird zum Erhöhen der Ätzrate die Stirnseite des Kanalabschnitts mechanisch von angeätzen Partikeln befreit. Zum Erhöhen der Ätzrate an der Stirnseite des Kanalabschnitts kann in diesem Fall eine Düse verwendet werden, die dauerhaft oder intermittierend vor dem Eingang des Kanalabschnitts angeordnet wird oder die mit Hilfe einer Sonde bzw. einer Fluidzuführungseinrichtung, z.B. in Form eines Schlauchs, dauerhaft fortschreitend oder intermittierend in den Kanalabschnitt eingeführt wird. Aufgrund der Tatsache, dass an der Kanalwandung das umgebende, nicht bestrahlte Material des Werkstücks geätzt wird, werden durch die mit Hilfe der Düse erzeugte Strömung der Ätzlösung mehr angeätzte Partikel von der Stirnseite des Kanalabschnitts entfernt als von der Kanalwandung. Alternativ oder zusätzlich zur Düse kann eine Sonde auch einen mechanischen Rührer, einen Besen oder dergleichen aufweisen, der in der Nähe der Ätzfront platziert bzw. mit dieser mitgeführt wird, um losgeätzte Partikel zu entfernen.

Bei einer weiteren Maßnahme wird zum Verringern des Verhältnisses der Ätzrate an der Kanalwandung des Kanalabschnitts zur Ätzrate an der Stirnseite des Kanalabschnitts, d.h. zur Erhöhung der Ätzselektivität, die Stirnseite des Kanalabschnitts Ultraschallwellen ausgesetzt. Die Wirkung des Ultraschalls bzw. der Ultraschallwellen kann im Lösen angeätzter Partikel, in der Umwälzung der Ätzlösung und/oder in einer Heizwirkung auf die Ätzfront liegen. Um die Stirnseite des Kanalabschnitts Ultraschall auszusetzen, kann ein Ultraschall-Erzeuger verwendet werden, der außerhalb des Werkstücks angeordnet ist und der die Ultraschallwellen durch eine dem Kanalabschnitt benachbarte Oberfläche des Werkstücks auf die Stirnseite des Kanalabschnitts einstrahlt. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ultraschall-Erzeuger an einer Sonde in den Kanalabschnitt eingeführt werden, um die Stirnseite des Kanalabschnitts den Ultraschallwellen auszusetzen.

Bei einer weiteren Maßnahme wird zum Erhöhen der Ätzrate die Kanalwandung des Kanalabschnitts gegen Ätzen versiegelt, wobei beim Versiegeln bevorzugt ein Schutzlack auf die Kanalwandung aufgetragen wird. Bei dieser Variante wird der bereits geätzte Kanalabschnitt an der um laufenden Kanalwandung - aber nicht an der Stirnseite - gegen Ätzen mit der Ätzlösung versiegelt. Zum Versiegeln kann ein Lack, beispielsweise ein Polymerlack, verwendet werden, der eine Schutzwirkung gegen Ätzen aufweist und nicht bzw. nur geringfügig von der Ätzlösung angegriffen wird. Zum Versiegeln kann bietet es sich an, das Werkstück periodisch, beispielsweise täglich, aus dem Ätzbad bzw. aus der Ätzlösung zu nehmen, zu spülen und zu trocknen, um einen während des Tages neu geätzten Kanalabschnitt zu versiegeln. Alternativ kann auch die gesamte bisherige Versiegelung des Kanalabschnitts durch die Verwendung eines beispielsweise organischen Lösemittels entfernt werden und eine neue Versiegelung kann aufgetragen werden, die bis kurz vor die Ätzfront bzw. kurz vor die Stirnseite des Kanals reicht.

Die Versiegelung kann durch Tauchen des Werkstücks in einen Schutzlack aufgetragen werden. Dabei ist es notwendig, die Stirnseite des Kanalabschnitts, welche die spätere Ätzfront bildet, frei zu lassen. Dies kann durch Einführen einer Sonde und mechanische Reinigung oder Bestrahlung mit (Laser-)Licht erfolgen, um den Lack von der Stirnseite zu entfernen. Es kann auch ein UV- härtender Lack verwendet werden. In diesem Fall kann eine Sonde in den Kanalabschnitt eingeführt werden, die zur Seite, d.h. zu der umlaufenden Kanalwandung, aber nicht in Kanalrichtung, d.h. nicht in Richtung auf die Stirnseite, abstrahlt. Abschließend wird der nicht ausgehärtete Lack aus dem bereits geätzten Kanalabschnitt ausgespült. Alternativ kann ein mit Lack getränkter Schwamm oder Filzkörper an einer Sonde in den Kanalabschnitt eingeführt werden, der dann z.B. durch Verwendung eines Abstandsdoms oder dergleichen daran gehindert wird, die Stirnfläche des Kanals, also die zukünftige Ätzfront, zu benetzen.

Wie weiter oben beschrieben wurde, kann das Werkstück aus Quarzglas, insbesondere aus titandotiertem Quarzglas, oder aus einer Glaskeramik gebildet sein. Wie eingangs beschrieben wurde, ist insbesondere bei Quarzglas die Ätzselektivität gegenüber anderen Materialien wie z.B. Saphir vergleichsweise gering, so dass einer Erhöhung der Ätzselektivität bei diesem Material wünschenswert ist. Quarzglas, insbesondere titandotiertes Quarzglas, wird aber häufig für die Herstellung von Substraten für reflektierende optische Elemente verwendet. Auch bei einer Glaskeramik lässt sich das weiter oben beschriebene Verfahren ggf. vorteilhaft anwenden.

Beim selektiven Laserätzen weist die Laserstrahlung, die in das Volumen des Werkstücks fokussiert wird, in der Regel eine Wellenlänge von ca. 1 pm oder - bei der Verwendung von frequenzverdoppeltem Licht - in der Größenordnung von ca. 500 nm auf. Keine dieser Wellenlängen ermöglicht es, in die IR- Absorptionsbanden von Quarzglas oder von titandotiertem Quarzglas einzukoppeln oder in einem Zweiphotonenprozess in das Leitungsband von Quarzglas anzuregen. Die Verwendung von Laserstrahlung mit einer Wellenlänge in der Größenordnung von ca. 1 pm ist daher bei diesen Materialien in jedem Fall sehr ineffizient, da das Licht linear nicht absorbiert wird, sondern lediglich in einem Vielphotonenprozess.

Beim selektiven Laserätzen zur zumindest teilweisen Bildung der Hohlstruktur ist es daher - unabhängig davon, ob die weiter oben beschriebene Erhöhung der Ätzselektivität realisiert wird oder nicht - günstig, wenn die wird die gepulste Laserstrahlung bei mindestens einer Wellenlänge in das Bestrahlungsvolumen fokussiert wird, die in einer Absorptionsbande des Materials des Werkstücks in einem Wellenlängenbereich zwischen 2500 nm und 3120 nm, zwischen 2150 nm und 2230 nm oder zwischen 1380 nm und 1400 nm absorbiert wird. Bei dem Material des Werkstücks kann es sich insbesondere um Quarzglas oder um titandotiertes Quarzglas handeln.

Es bietet sich an, für beide Materialien, d.h. für Quarzglas und für titandotiertes Quarzglas, Laserstrahlung zu verwenden, die in einem Zweiphotonenprozess bei ca. 2500 nm, 2230 nm oder 1380 nm absorbiert werden kann, also beispielsweise die doppelte Wellenlänge einer dieser Absorptionsbanden bzw. Wellenlängen aufweist. Alternativ kann auch Laserstrahlung mit verschiedenen Wellenlängen verwendet werden, sofern die addierte Photonenenergie derjenigen einer der oben beschriebenen Absorptionsbanden entspricht.

Die Absorptionsbanden von Hydroxylgruppen in Quarzglas ergeben sich aus der Transmissionskurve von Quarzglas in Abhängigkeit von der Wellenlänge, die beispielsweise unter

“https://www.heraeus.com/media/media/hqs/doc_hqs/products_and_solutions_ 8/optics/Daten_und_Eigenschaften_Quarzglas_fuer_die_Optik_DE.pdf“ abgerufen werden kann. Die Absorptionsbanden von titandotiertem Quarzglas bzw. die Transmission in Abhängigkeit von der Wellenlänge kann beispielsweise unter „www.pgo-online.com/de/kurven/ule_tkurve.html“ abgerufen werden. Es versteht sich, dass bei einem OH-armen Glas eine höhere Intensität verwendet werden muss als bei einem OH-reichen Glas.

Bei einem Werkstück aus Quarzglas kann zum zumindest teilweisen Bilden der Hohlstruktur die gepulste Laserstrahlung bei mindestens einer Wellenlänge in das Bestrahlungsvolumen fokussiert werden, die bei 351 nm oder weniger, bevorzugt bei 308 nm oder weniger, besonders bevorzugt bei 275 nm oder weniger, insbesondere bei 266 nm oder weniger liegt. Für die Absorption ins Leitungsband bietet es sich bei Quarzglas an, Licht bzw. Laserstrahlung eines Excimer-Lasers bei Wellenlängen von 351 nm, 308 nm, 248 nm oder 193 nm zu verwenden oder frequenzvervielfachtes Licht eines Festkörperlasers mit einer Wellenlänge, die bei 266 nm liegt. Auch ein Laser, der bei einer Wellenlänge von ca. 275 nm emittiert, kann zu diesem Zweck verwendet werden.

Bei einem Werkstück aus titandotiertem Quarzglas kann beim zumindest teilweisen Bilden der Hohlstruktur die gepulste Laserstrahlung bei mindestens einer Wellenlänge in das Bestrahlungsvolumen fokussiert werden, die zwischen 260 nm und 520 nm liegt. Für die Absorption ins Leitungsband hat es sich bei titandotiertem Quarzglas als günstig erwiesen, Laserstrahlung zwischen 260 nm und 520 nm für die Fokussierung in das Bestrahlungsvolumen zu verwenden.

Beim weiter oben beschriebenen zumindest teilweisen Bilden der Hohlstruktur durch selektives Laserätzen kann gepulste (räumlich und zeitlich) kohärente Laserstrahlung, insbesondere gepulste kohärente Excimer-Laserstrahlung, in das Bestrahlungsvolumen fokussiert werden. Es hat sich gezeigt, dass sich bei der Bestrahlung von Quarzglas oder von titandotiertem Quarzglas mit kohärenter Laserstrahlung, typischerweise bei Wellenlängen im UV- Wellenlängenbereich, erst Lichtleiterstrukturen und dann kleine Kanäle (Microchannels) ausbilden, während die Bildung nach dem Brechen der räumlichen Kohärenz des Laserlichts erst deutlich verzögert auftritt. Es ist zu erwarten, dass bereits die Lichtleiterstrukturen eine hohe Dichte gebrochener Bindungen aufweisen und somit gut ätzbar sind. Die (Mikro-)Kanäle bieten auf jeden Fall der Ätzlösung eine erhöhte Oberfläche für den Ätzprozess an.

Daher wird im hier beschriebenen Fall vorgeschlagen, anstelle von IR-Strahlung mit Pulsdauern im ps- oder fs-Bereich für das selektive Laserätzen Excimer- Laserstrahlung oder frequenzvervielfachte Festkörper-Laserstrahlung im UV- Wellenlängenbereich bei Wellenlängen von ca. 351 nm oder weniger beispielsweise bei 275 nm oder weniger zu verwenden. Die Pulsdauern der gepulsten Laserstrahlung liegen in der Regel im niedrigen ns- oder im hohen ps-Bereich. Bevorzugt wird in diesem Fall direkt der kollim ierte und ungefilterte Laserstrahl, der von einer Laserquelle erzeugt wird, in das Bestrahlungsvolumen, genauer gesagt in ein Fokusvolumen innerhalb des Bestrahlungsvolumens, fokussiert, um zu vermeiden, dass der Laserstrahl seine räumliche und zeitliche Kohärenz verliert.

Beim zumindest teilweisen Bilden der Hohlstruktur kann das selektive Ätzen in dem Bestrahlungsvolumen mittels eines reaktiven Plasmas erfolgen, wobei bevorzugt das reaktive Plasma einer Stirnseite eines beim selektiven Ätzen in dem Bestrahlungsvolumen gebildeten Kanalabschnitts zugeführt wird. Auch in diesem Fall kann die Stirnseite des in dem Bestrahlungsvolumen gebildeten Kanalabschnitts mit einer höheren Ätzrate geätzt werden als eine Kanalwandung des Kanalabschnitts.

Bei dem reaktiven Plasma bzw. bei den reaktiven Plasma-Spezies kann es sich beispielsweise um reaktive Sauerstoff-Spezies, z.B. um Sauerstoff-Radikale, handeln, aber auch um andere reaktive Spezies, z.B. um reaktive Wasserstoff- Spezies. Für das Ätzen mit Hilfe des reaktiven Plasmas kann eine vergleichsweise kleine Plasma-Quelle an einer Sonde oder dergleichen entlang der vorbestrahlten Kanäle, genauer gesagt entlang eines bereits geätzten Kanalabschnitts, bis an die Stirnseite des Kanalabschnitts geführt werden, um die Stirnseite des Kanalabschnitts lokal dem reaktiven Plasma auszusetzen.

Die Plasma-Quelle kann hierbei periodisch in den Kanalabschnitt eingeführt und periodisch wieder ausgefahren sowie der Abraum ausgespült werden. Alternativ kann auch mit kontinuierlicher oder quasi-kontinuierlicher Spülung gearbeitet werden. Das Spülen ohne in den Kanalabschnitt eingebrachte Sonde erfolgt vorzugsweise mit einer flüssigen Lösung oder mit einem Flüssigkeitsstrahl, das Spülen mit eingeführter Sonde mit einem Gasstrahl. Da die kleinsten Plasma-Quellen derzeit einen Durchmesser von ca. 10 mm aufweisen, ist die Erzeugung von Kanälen mit deutlich kleineren Durchmessern nicht durch das Einführen einer Sonde in einen jeweiligen Kanal möglich. Stattdessen ist es in diesem Fall erforderlich, eine stärkere Plasma-Quelle zu verwenden, die in der Nähe des Eingangs des Kanals (außerhalb des Werkstücks) verbleibt. Das Plasma kann in diesem Fall der Ätzfront bzw. dem Kühlkanal nachgeführt werden, indem das Plasma über eine Zuführung in die Nähe der Stirnseite des Kühlkanals bzw. in die Nähe der Stirnseite des bereits geätzten Kanalabschnitts geführt wird. Als Zuführung für das Plasma bzw. die Plasma-Spezies kann beispielsweise ein Röhrchen oder ein Schlauch verwendet werden, dessen freies Ende sich in der Nähe der Ätzfront an der Stirnseite des Kanals befindet. Der Schlauch kann ring- oder spiralförmige Verstärkungselemente aufweisen, um eine Stabilisierung von dessen Querschnitt bei guter Biegsamkeit zu ermöglichen. Da hierbei Verluste an reaktiven Atomen bzw. Spezies stattfinden, ist es erforderlich, eine solche externe Plasma-Quelle entsprechend leistungsfähiger auszulegen. Die Zuführung z.B. in der Form eines Röhrchens oder dergleichen muss in diesem Fall ggf. regelmäßig getauscht werden oder kann aus einem ätzbeständigen Material gebildet oder mit einer ätzbeständigen Innenbeschichtung bzw. Innenverkleidung versehen sein.

Wie dies in der weiter oben zitierten WQ2021/115643 A1 beschrieben ist, ist es möglich, zur Erhöhung der Ätzselektivität während des Ätzprozesses die Ätzfront, d.h. den Bereich, in dem die Ätzlösung momentan das Material des Substrats angreift, mit der für die Modifikation des Materials verwendeten Laserstrahlung oder mit Laserstrahlung bei anderen Wellenlängen zu bestrahlen. In diesem Fall kann insbesondere die eigentliche Schädigung bzw. Modifikation des Materials beim selektiven Laserätzen erst im Ätzbad vorgenommen werden. Auch bei den meisten anderen der weiter oben beschriebenen Möglichkeiten kann die Bildung des Bestrahlungsvolumens durch Fokussieren von gepulster Laserstrahlung und das selektive Ätzen des Werkstücks in dem Bestrahlungsvolumen nicht nur zeitlich aufeinander folgend, sondern ggf. zeitparallel durchgeführt werden. In letzterem Fall ist es erforderlich, dass die Ätzanlage ein Belichtungssystem aufweist, das es ermöglicht, die Fokussierung der gepulsten Laserstrahlung in dem Bestrahlungsvolumen vorzunehmen, wenn das Werkstück in dem Ätzbad bzw. in einer Ätzlösung angeordnet ist. Bei dem Ätzbad bzw. bei der Ätzlösung kann es sich um eine (leicht) saure, eine im Wesentlichen neutrale oder eine basische Ätzlösung handeln. Der Vorteil einer im Wesentlichen neutralen Ätzlösung besteht darin, dass sie die Aufrauhung minimiert. Auch neutrales oder leicht saures und insbesondere demineralisiertes oder destiliertes Wasser kann als Ätzlösung verwendet werden, vgl. auch den Artikel „Water-assisted femtosecond laser ablation for fabricating three-dimensional microfluidic chips“, Yan Li, Shiliang Qu, Current Applied Physics, Vol. 13, Issue 7, 2013, Seiten 1292-1295.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Spiegel, insbesondere einen EUV-Spiegel, umfassend: ein Werkstück in Form eines Substrats, das wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist, sowie eine reflektierende Beschichtung zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung, die auf eine Oberfläche des Substrats aufgebracht ist. Die reflektierende Beschichtung kann zur Reflexion von Strahlung eine Mehrzahl von Schichtpaaren aus Materialien mit jeweils unterschiedlichem Realteil des Brechungsindexes aufweisen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Lithographiesystem, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: mindestens ein Werkstück, wie es weiter oben beschrieben ist, und/oder mindestens einen Spiegel, insbesondere einen EUV-Spiegel, wie er weiter oben beschrieben ist, sowie eine Temperiereinrichtung, insbesondere eine Kühleinrichtung, die zum Durchströmen der mindestens einen Hohlstruktur mit einem Temperierfluid, insbesondere mit einem Kühlfluid, ausgebildet ist. Bei dem Werkstück kann es sich um eine optische Komponente oder um ein nicht-optisches, beispielsweise mechanisches Bauteil handeln, beispielsweise um einen Wafer-Chuck, eine Wafer-Table oder um ein Strukturbauteil des Lithographiesystems, z.B. in Form einer Halterung, insbesondere in Form eines Rahmens für die Halterung von optischen Elementen, eines Rahmens für die Halterung von Sensoren oder in Form eines Tragrahmens, wie sie bei EUV-Lithographiesystemen, speziell bei EUV-Lithographieanlagen, eingesetzt werden.

Die Temperiereinrichtung kann als Kühleinrichtung dienen und kann beispielsweise ausgebildet sein, ein Kühlmedium in Form eines Kühlfluids, beispielsweise einer Kühlflüssigkeit, z.B. in Form von Kühlwasser, durch die Hohlstruktur strömen zu lassen. Die Temperier- bzw. die Kühleinrichtung kann zu diesem Zweck ggf. eine Pumpe sowie geeignete Zuführungs- und Abführungsleitungen aufweisen. Die Temperiereinrichtung kann auch als Heizeinrichtung zum Heizen des Werkstücks bzw. des Substrats dienen. In diesem Fall wird der Hohlstruktur in Form des Kanals ein Temperierfluid in Form eines Heizfluids zugeführt, bei dem es sich in der Regel ebenfalls um eine Flüssigkeit handelt. Es ist auch möglich, dass die Temperiereinrichtung sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen des Spiegels ausgebildet ist. Als Temperierfluid zum Durchströmen der Hohlstruktur in Form des Kanals wird - sowohl beim Kühlen als auch beim Heizen - bevorzugt Wasser verwendet.

Die Hohlstruktur des Werkstücks bzw. des Substrats weist eine Einlassöffnung für den Eintritt des Fluids und eine Auslassöffnung für den Austritt des Fluids auf. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung können mit einem Anschluss einer Fluidzuführungsleitung bzw. einer Fluidabführungsleitung verbunden sein, um die Hohlstruktur mit der Temperiereinrichtung zu verbinden. Für den Fall, dass mehrere fluidisch getrennte Hohlstrukturen bzw. Kanäle in dem Werkstück bzw. in dem Substrat verlaufen, sind diese über separate Einlass- und Auslassöffnungen mit der Temperiereinrichtung verbunden. 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.

Zeichnung

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

Fig. 1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,

Fig. 2a, b schematische Schnittdarstellungen eines Spiegels der Projektionsbelichtungsanlage von Fig. 1 mit einer Hohlstruktur, die eine Mehrzahl von Temperierkanälen in Form von Kühlkanälen aufweist, deren Endabschnitte über abgerundete Abschnitte in Verteilerkanäle bzw. in Sammlerkanäle übergehen,

Fig. 3a-d schematische Darstellungen eines abgerundeten Abschnitts zwischen einem Verteilerkanal und einem Endabschnitt eines Kühlkanals mit jeweils identischem Strömungs-Durchmesser bei vier unterschiedlichen Krümmungsradien,

Fig. 4a-d schematische Darstellungen eines abgerundeten Abschnitts zwischen einem Sammlerkanal und einem Endabschnitt eines Kühlkanals mit jeweils identischem Strömungs-Durchmesser bei vier unterschiedlichen Krümmungsradien,

Fig. 5a eine perspektivische Darstellung eines Substrats für einen EUV- Spiegel mit einer Hohlstruktur analog zu Fig. 2a, b, bei dem die Endabschnitte der Kühlkanäle unter einem stumpfen Winkel zu den Verteilerkanälen bzw. zu den Sammlerkanälen ausgerichtet sind, Fig. 5b eine schematische Darstellung eines abgerundeten Abschnitts am Übergang zwischen einem Endabschnitt eines Kühlkanals und einem Verteilerkanal, sowie

Fig. 6a-d Darstellungen eines Substrats für einen EUV-Spiegel mit einer Hohlstruktur analog zu Fig. 2a, b, bei dem die Verteilerkanäle bzw. die Sammlerkanäle unter einem stumpfen Winkel zu einem Einlasskanal bzw. zu einem Auslasskanal ausgerichtet sind und an einem abgerundeten Abschnitt in den Einlasskanal bzw. in den Auslasskanal münden,

Fig. 6e,f Darstellungen eines mehrteiligen Substrats für einen EUV-Spiegel mit einer Hohlstruktur, die ähnlich wie in Fig. 6a-d ausgebildet ist,

Fig. 7a, b schematische Darstellungen von zwei Schritten eines Verfahrens zum selektiven Laserätzen eines Kanals in ein Substrat,

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines beim selektiven Laserätzen gebildeten Kanalabschnitts mit einer Stirnseite, die eine gegenüber dem restlichen Substrat erhöhte Temperatur aufweist,

Fig. 9 eine schematische Darstellung analog zu Fig. 8, bei der zum Erhöhen der Ätzrate die Stirnseite des Kanalabschnitts einem erhöhten Durchsatz einer Ätzlösung ausgesetzt wird,

Fig. 10 eine schematische Darstellung analog zu Fig. 8, bei der zum Erhöhen der Ätzrate die Stirnseite des Kanalabschnitts mechanisch von geätzten Partikeln befreit wird, Fig. 11 eine schematische Darstellung analog zu Fig. 8, bei der zur Erhöhung der Ätzselektivität die Stirnseite des Kanalabschnitts Ultraschallwellen ausgesetzt wird,

Fig. 12 eine schematische Darstellung analog zu Fig. 8, bei der eine Kanalwandung des Kanalabschnitts mit einem Schutzlack versiegelt wird,

Fig. 13 eine schematische Darstellung analog zu Fig. 8, bei der das Ätzen mittels eines reaktiven Plasmas erfolgt, das der Stirnseite des Kanalabschnitts zugeführt wird,

Fig. 14a-c schematische Darstellungen eines beim selektiven Laserätzen gebildeten Kanalabschnitts mit einer Stirnseite, der über einen flexiblen Schlauch ein Spülfluid zugeführt wird, sowie einer am austrittsseitigen Ende des Schlauchs angebrachten Düse,

Fig. 15a-c schematische Darstellungen eines flexiblen Schlauchs bei der Einführung in einen Kanalabschnitt unter Verwendung eines starren Führungselements und einer Nachführungseinrichtung, die eine Antriebsrolle und eine Führungsrolle aufweist,

Fig. 16a-d schematische Darstellungen des Einführens bzw. des Nachführens des flexiblen Schlauchs mittels einer Nachführungseinrichtung mit zwei Spannfuttern,

Fig. 17a, b schematische Darstellungen einer Oberfläche einer Wand eines Kanals, der auf die weiter oben in Zusammenhang mit Fig. 7a, b beschriebene Weise hergestellt wurde, Fig. 18a,b schematische Darstellungen analog zu Fig. 17a,b in einem anderen Maßstab, sowie

Fig. 19 eine weitere schematische Darstellung einer Oberfläche einer Wand eines Kanals, der auf die weiter oben in Zusammenhang mit Fig. 7a, b beschriebene Weise hergestellt wurde.

In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf Fig. 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer optischen Anordnung für die EUV-Lithographie 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.

Eine Ausführung eines Beleuchtungssystem 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.

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.

In Fig. 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 Fig. 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 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 Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.

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 handeln.

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, Gl), 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.

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.

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 Fig. 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.

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.

Das Projektionssystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.

Bei dem in der Fig. 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.

Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, eine hoch reflektierende Beschichtung für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen.

Fig. 2a, b zeigen ein Beispiel für eine Ausgestaltung des Spiegels M4 des Projektionssystems 10, der im gezeigten Beispiel ein monolithisches Werkstück in Form eines Substrats 25 aufweist. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Material des Substrats 25 um titandotiertes Quarzglas mit einem sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Das Substrat 25 kann auch aus einem anderen Material gebildet sein, das einen möglichst niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, beispielsweis aus einer Glaskeramik. Die Nulldurchgangstemperatur Tzc des Substrats 25 liegt zwischen 0°C und 100°C, typischerweise zwischen 19°C und 40°C, insbesondere zwischen 19°C und 32°C. Die Nulldurchgangstemperatur Tzc ist im Volumen des Substrats 25 im Wesentlichen konstant und weist eine räumliche Variation auf, die bei weniger als 3 K, bei weniger als 2 K, bei weniger als 1 K, oder bei weniger als 0,1 K liegt, wobei die räumliche Variation die Differenz zwischen maximaler und minimaler Nulldurchgangstemperatur Tzc bezeichnet.

An einer Oberfläche 25a des Substrats 25 ist eine reflektierende Beschichtung 26 zur Reflexion von EUV-Strahlung 16 aufgebracht, die in Fig. 1 dargestellt ist. Ein Teilbereich der Oberfläche 25a, der sich innerhalb der reflektierenden Beschichtung 26 befindet, wird von der EUV-Strahlung 16 des Projektionssystems 10 getroffen und bildet einen nicht bildlich dargestellten optisch genutzten Teilbereich der reflektierenden Beschichtung 26. Die reflektierende Beschichtung 26 kann zur Reflexion der EUV-Strahlung 16 beispielsweise eine Mehrzahl von Schichtpaaren aus Materialien mit jeweils unterschiedlichem Realteil des Brechungsindexes aufweisen, die bei einer Wellenlänge der EUV-Strahlung 16 von 13,5 nm beispielsweise aus Si und Mo gebildet sein können.

Das Substrat 25 weist eine Hohlstruktur 27 auf, die mit einem Fluid 28 durchströmt werden kann, bei dem es sich im gezeigten Beispiel um Wasser handelt. Das in Fig. 2a durch einen Pfeil angedeutete Fluid 28 tritt über eine Eintrittsöffnung 29 an einer Seitenfläche in das Substrat 25 ein, um eine Mehrzahl von Temperierkanälen in Form von Kühlkanälen 31 zu durchströmen, die einen Teil der Hohlstruktur 27 bilden, um auf diese Weise insbesondere die zu temperierende Oberfläche 25a des Substrats 25 zu kühlen, auf welche die reflektierende Beschichtung 26 aufgebracht ist.

Für die Zuführung des Fluids 28 zu der Einlassöffnung 29 sowie für das Abführen des Fluids 28 von einer in Fig. 2a, b nicht bildlich dargestellten Auslassöffnung weist die Projektionsbelichtungsanlage 1 eine Temperiereinrichtung 32 auf, die in Form einer Kühleinrichtung ausgebildet ist, die schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Die Kühleinrichtung 32 dient im gezeigten Beispiel zur Zuführung eines Kühlmittels in Form von Kühlwasser 28 zu dem Spiegel M4 und weist zu diesem Zweck eine nicht bildlich dargestellte Zuführungsleitung auf, die mit dem Kühlmitteleinlass 29 fluiddicht verbunden ist. Die Kühleinrichtung 32 weist auch eine nicht bildlich dargestellte Abführungsleitung auf, um das Kühlwasser 28 von dem nicht bildlich dargestellten Kühlmittelauslass abzuführen. Auch die anderen Spiegel M1-M3, M5, M6 des Projektionssystems 10 können eine Hohlstruktur 27 aufweisen, die zur Kühlung mit der Kühleinrichtung 32 oder ggf. mit weiteren zu diesem Zweck vorgesehenen Kühleinrichtungen verbunden werden. Anstelle einer Kühleinrichtung 32 kann auch eine Temperiereinrichtung in der Projektionsbelichtungsanlage 1 vorgesehen sein, d.h. eine Einrichtung, die zum Kühlen und/oder zum Heizen der Spiegel M1 -M6 verwendet wird. Für das Heizen kann ein geeignetes Temperierfluid 28 verwendet werden, beispielsweise Wasser, das auf eine gewünschte Temperatur erwärmt wird, bevor dieses der Hohlstruktur 27 zugeführt wird.

Wie in Fig. 2a zu erkennen ist, tritt das Fluid 28 über die Einlassöffnung 29 in einen Einlasskanal 33 der Hohlstruktur 27 ein, der einen Fluidverteiler bildet und von dem eine Mehrzahl von Verteilerkanälen 34 abzweigen, die jeweils mit einem der Mehrzahl von Temperierkanälen verbunden sind, die nachfolgend als Kühlkanäle 31 bezeichnet werden. Die Kühlkanäle 31 sind in einem Abstand A von ca. 5 mm von der im gezeigten Beispiel planen Oberfläche 25a des Substrats 25 beabstandet angeordnet und erstrecken sich parallel zur Oberfläche 25a, d.h. parallel zu einer XY-Ebene eines XYZ- Koordinatensystems. Die Kühlkanäle 31 verlaufen geradlinig, sind parallel ausgerichtet und erstrecken sich in Längsrichtung, die der Y-Richtung entspricht, über annähernd den gesamten von der Beschichtung 26 überdeckten Teilbereich der Oberfläche 25a des Substrats 25, vgl. Fig. 2b. Aus den Kühlkanälen 31 strömt das Fluid 28 über eine Mehrzahl von Sammlerkanälen 36 zu einem Fluidsammler, der bei dem in Fig. 2b gezeigten Beispiel als Auslasskanal 35 ausgebildet ist. Der Auslasskanal 35 weist die weiter oben beschriebene, in Fig. 2a, b nicht bildlich dargestellte Auslassöffnung auf, über die das Fluid 28 aus der Hohlstruktur 27 des Substrats 25 austritt.

Wie in Fig. 2b zu erkennen ist, weist die Hohlstruktur 27 einen ersten abgerundeten Abschnitt 37a auf, an dem ein jeweiliger Verteilerkanal 34 in einen Kühlkanal 31 übergeht. Entsprechend weist die Hohlstruktur 27 auch einen zweiten abgerundeten Abschnitt 37b auf, an dem ein jeweiliger Kühlkanal 31 in einen Sammlerkanal 36 übergeht. Im gezeigten Beispiel verlaufen die Kühlkanäle 31 geradlinig in horizontaler Richtung, die der Y-Richtung entspricht, und die Verteilerkanäle 34 sowie die Sammlerkanäle 36 verlaufen geradlinig in vertikaler Richtung, die der Z-Richtung entspricht. Entsprechend sind die Längsachsen der Kühlkanäle 31 unter einem Winkel y von 90° zu den Verteilerkanälen 34 bzw. zu den Sammlerkanälen 36 ausgerichtet. Der abgerundete Abschnitt 37a, b dient dazu, eine möglichst stromlinienförmige Strömungsführung zu erzeugen und auf diese Weise das Auftreten von Turbulenzen zu vermeiden oder zumindest deutlich zu reduzieren, wie sie bei einer nicht abgerundeten, „eckigen“ 90°-Abbiegung auftreten würden. Die Verringerung von Turbulenzen hat einer Verringerung der strömungsinduzierten Vibrationen des reflektierenden optischen Elements M4 zur Folge.

Der in Fig. 2a, b gezeigte Verteilerkanal 34, der an diesen angrenzende Kühlkanal 31 und der an den Kühlkanal 31 angrenzende Sammlerkanal 36 bilden drei Abschnitte eines durchgehenden, gekrümmten Kanals 31 , 34, 36, dessen Länge Lc im gezeigten Beispiel bei ca. 10 cm liegt. Die Länge Lc des Kanals 31 , 34, 36 k kann aber auch größer sein und bei ca. 15 cm oder mehr, bei ca. 20 cm oder bei mehr als ca. 20 cm liegen. Der Durchmesser des Kanals 31 , 34, 36 kann beispielsweise zwischen ca. 1 mm und ca. 20 mm liegen, insbesondere zwischen ca. 1 mm und ca. 5 mm. Grundsätzlich sollte die Querschnittsfläche A_q des Kanals 31 , 34, 36 über die Länge Lc des Kanals 31 , 34, 36 um nicht mehr als +/- 20% bzw. um nicht mehr als +/- 10% variieren. Der Kanal 31 , 34, 36 weist im gezeigten Beispiel eine Querschnittsfläche A_q auf, die über die Länge Lc des Kanals 31 , 34, 36 um nicht mehr als +/- 2% variiert.

Für eine optimierte Strömungsführung an der 90°-Abbiegung ist es vorteilhaft, wenn der abgerundete Abschnitt 37a, b einen konstanten Krümmungsradius R aufweist, wie dies in Fig. 3a-d bzw. in Fig. 4a-d dargestellt ist. Einen wesentlichen Parameter für eine optimale Strömungsführung stellt das Verhältnis zwischen dem Krümmungsradius R des abgerundeten Abschnitts 37a, 37b und dem Strömungs-Durchmesser D dar.

Fig. 3a-d zeigen den ersten abgerundeten Abschnitt 37a, an dem ein Endabschnitt 31a eines jeweiligen Kühlkanals 31 und ein an den Endabschnitt 31a angrenzender Verteilerkanalabschnitt 34a aneinander angrenzen, bei vier unterschiedlichen Verhältnissen zwischen dem Krümmungsradius R des abgerundeten Abschnitts 37a und dem Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts 37a. Der Krümmungsradius R wird hierbei in der Mitte des abgerundeten Abschnitts 37a gemessen, wie dies in Fig. 3a-d dargestellt ist. Bei allen vier gezeigten Beispielen liegt der Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts 37a bei 5 mm. Der Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts 37a entspricht hierbei dem Durchmesser D des Verteilerkanals 34 und dem Durchmesser D des Kühlkanals 31 . Die Länge L beträgt in den Darstellungen von Fig. 3a-d ca. 50 mm. Wie in Fig. 3a-d zu erkennen ist, liegt das Verhältnis R / D in den vier gezeigten Beispielen bei R / D = 2, R / D = 3, R / D = 4 bzw. R / D = 5.

Fig. 4a-d zeigen analog zu Fig. 3a-d den zweiten abgerundeten Abschnitt 37b, an dem ein Endabschnitt 31 b eines jeweiligen Kühlkanals 31 und ein an den Endabschnitt 31 b angrenzender Sammlerkanalabschnitt 36a ineinander übergehen. Der Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts 37b liegt in Fig. 4a-d bei 10 mm. Die Länge L beträgt in den Darstellungen von Fig. 4a-d ca. 60 mm. Auch bei der Darstellung von Fig. 4a-d liegt das Verhältnis R / D in den vier gezeigten Beispielen bei R / D = 2, R / D = 3, R / D = 4 bzw. R / D = 5. Der Durchmesser D eines jeweiligen abgerundeten Abschnitts 37a, 37b liegt typischerweise zwischen 2 mm und 20 mm, idealerweise zwischen 2 mm und 12 mm.

Wie weiter oben beschrieben wurde, existiert ein optimales Verhältnis zwischen dem Krümmungsradius R und dem Durchmesser D des jeweiligen abgerundeten Abschnitts 37a, 37b, bei dem die Zentrifugalkraft derart wirkt, dass der Druck des strömenden Fluids 28 auf der Außenseite des abgerundeten Abschnitts 37a, 37b im Vergleich zur Innenseite des abgerundeten Abschnitts 37a, b nur minimal ansteigt und auf diese Weise eine Reduktion der Grenzschichtablösung vor und nach dem abgerundeten Abschnitt 37a, b erreicht werden kann. In Fig. 3a-d und in Fig. 4a-d sind die Umrisse von Bereichen dargestellt, in denen die turbulente kinetische Energie des strömenden Fluids 28 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Hierbei wurde davon ausgegangen, dass das Fluid 28 von dem Verteilerkanalabschnitt 34a bzw. von dem Sammlerkanalabschnitt 36a in den jeweiligen Endabschnitt 31a bzw. 31b des Kühlkanals 31 strömt.

Für diesen Zweck hat sich ein Verhältnis zwischen dem Krümmungsradius R des abgerundeten Abschnitts 37a, 37b und dem Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts 37a, 37b als besonders vorteilhaft herausgestellt, das zwischen 2 und 6, besser zwischen 2,5 und 5, idealerweise zwischen 2,5 und 3,5 liegt. Bei einem Verhältnis R / D kleiner als 2 kann typischerweise keine signifikante Reduktion der Grenzschichtablösung erfolgen. Ein optimaler Wert für das Verhältnis R / D liegt typischerweise zwischen 2,5 und 3,5, der optimale Wert kann aber ggf. auch außerhalb dieses Wertebereichs liegen. Bei einem Verhältnis R / D von mehr als 6,0 verschlechtert sich das Strömungsverhalten typischerweise. Wie weiter oben beschrieben wurde, lässt sich der abgerundete Abschnitt 37a, b in einem monolithischen Substrat 25 in der Praxis nicht mit Hilfe von herkömmlichen Bearbeitungsverfahren herstellen. Im gezeigten Beispiel werden lediglich der Einlasskanal 33 und der Auslasskanal 35 durch ein herkömmliches Bearbeitungsverfahren hergestellt, und zwar indem eine jeweilige Bohrung in das Substrat 25 eingebracht wird. Die Verteilerkanäle 34, die Kühlkanäle 31 und die Sammlerkanäle 36 wurden hingegen durch selektives Laserätzen des Materials des Substrats 25 hergestellt, wie dies weiter unten näher beschrieben wird. Grundsätzlich können auch der Einlasskanal 33 und der Auslasskanal 35 durch selektives Laserätzen hergestellt werden.

Bei der weiter oben beschriebenen Hohlstruktur 27 sind lediglich die beiden Abschnitte 37a, 37b abgerundet, während die Verteilerkanäle 34, die Sammlerkanäle 36 und die Kühlkanäle 31 geradlinig verlaufen. Mit Hilfe des weiter unten beschriebenen selektiven Laserätzens können aber auch komplexere Hohlstrukturen 27 hergestellt werden. Fig. 5a, b zeigen ein Beispiel für eine solche Hohlstruktur 27 in einem Substrat 25, die im Wesentlichen der in Fig. 2a, b dargestellten Hohlstruktur 27 entspricht. Die Hohlstruktur 27 unterscheidet sich von der Hohlstruktur 27 von Fig. 2a, b dadurch, dass die Kühlkanäle 31 eine geringfügige Krümmung aufweisen, die der Krümmung der im gezeigten Beispiel konkav gekrümmten Oberfläche 25a folgt. Ein dem Verteilerkanal 34 benachbarter Endabschnitt 31a eines jeweiligen Kühlkanals 31 ist bei dem in Fig. 5b gezeigten Beispiel unter einem Winkel y von ca. 115° ausgerichtet. Trotz der Tatsache, dass der Kühlkanal 31 eine Krümmung aufweist, die in der ZX-Ebene verläuft, kann für den Endabschnitt 31a, der an den abgerundeten Abschnitt 31a angrenzt, eine Längsachse definiert werden, welche den Winkel y definiert. Es versteht sich, dass der zweite, in Fig. 5a, b nicht bildlich dargestellte abgerundete Abschnitt 37b entsprechend zum ersten Abschnitt 37a ausgebildet ist. Das Verhältnis R / D zwischen dem Krümmungsradius R und dem Durchmesser D der jeweiligen abgerundeten Abschnitte 37a, b liegt typischerweise in dem weiter oben beschriebenen Wertebereich.

Bei dem in Fig. 6a-f gezeigten Substrat 25 ist die Hohlstruktur 27 im Wesentlichen wie die in Fig. 2a, b gezeigte Hohlstruktur 27 ausgebildet, unterscheidet sich von dieser aber dadurch, dass die Verteilerkanäle 34 und die Sammlerkanäle 36 nicht in vertikaler Richtung verlaufen, sondern unter einem Winkel von ca. 25° zur Dickenrichtung Z des Substrats 25 ausgerichtet sind. Die in Fig. 6a-d gezeigte Hohlstruktur 27 weist wie die in Fig. 2a, b gezeigte Hohlstruktur 27 zwei nicht bildlich dargestellte abgerundete Abschnitte 37a, 37b zwischen den jeweiligen Verteilerkanälen 34 bzw. Sammlerkanälen 36 und den Kühlkanälen 31 auf. Der Winkel y zwischen den Verteilerkanälen 34 bzw. den Sammlerkanälen 36 und den Kühlkanälen 31 liegt auch in diesem Fall bei 90°, dieser verläuft aber in einer Ebene, die um ca. 25° zur Dickenrichtung Z geneigt ist, wie dies in Fig. 6d zu erkennen ist, die einen Winkel y‘ von ca. 115° zwischen der Längsachse des Einlasskanals 33 und einem jeweiligen Verteilerkanal 34 zeigt.

Die in Fig. 6a-d gezeigte Hohlstruktur 27 weist abgerundete Abschnitte 38 auf, an denen ein Mündungsabschnitt 34b eines jeweiligen Verteilerkanals 34 in den Einasskanal 33, genauer gesagt in einen Verzweigungsabschnitt 33a des Einlasskanals 33 übergehen bzw. an denen ein Mündungsabschnitt 36b eines jeweiligen Sammlerkanals 36 in einen Verzweigungsabschnitt 35a des Auslasskanals 35 übergeht. Im gezeigten Beispiel weist der jeweilige abgerundete Abschnitt 38 keinen konstanten Durchmesser bzw. Strömungs- Querschnitt auf, vielmehr nimmt der Strömungsquerschnitt ausgehend von dem Verzweigungsabschnitt 33a ab. Der abgerundete Abschnitt 38 weist auch keinen konstanten Krümmungsradius R auf, wie dies bei den beiden gekrümmten Abschnitten 37a, b der Fall ist, die zwischen den jeweiligen Verteilerkanälen 34 bzw. Sammlerkanälen 36 und einem jeweiligen Kühlkanal 31 verlaufen. Entsprechend kann kein optimiertes Verhältnis von Krümmungsradius R zu Durchmesser D angegeben werden. Auch der abgerundete Abschnitt 38 kann mit Hilfe des weiter unten beschriebenen selektiven Laserätzverfahrens hergestellt werden.

Die in Fig. 6e,f dargestellte Hohlstruktur 27 unterscheidet sich von der in Fig. 6a-d dargestellten Hohlstruktur 27 dadurch, dass das Substrat nicht monolithisch ausgebildet ist, sondern aus drei Substratteilen 39a, 39b, 39c zusammengesetzt ist, die aus titandotiertem Quarzglas bestehen. Das zweite Substratteil 39b und das dritte Substratteil 39d sind an der Unterseite des ersten Substratteils 39a angebracht, genauer gesagt dauerhaft mit der Unterseite des ersten Substratteils 39a verbunden. Die dauerhafte Verbindung ist im gezeigten Beispiel durch thermisches Bonden hergestellt, bei dem die plane Unterseite des ersten Substratteils 39a mit der planen Oberseite des zweiten Substratteils 39a und mit der planen Oberseite des dritten Substratteils 39b im blanken Zustand verbunden wird. Optional können die jeweils zwei Substratteile 39a, 39b; 39a, 39c vor dem Bonden durch Ansprengen miteinander verbunden werden.

Im ersten Substratteil 39a verlaufen die Kühlkanäle 31 , die jeweiligen abgerundeten Abschnitte 37a, 37b und die an diese anschließenden Verteilerkanäle 34 und Sammlerkanäle 36 mit Ausnahme der jeweiligen Mündungsabschnitte 34b, 36b. Die Mündungsabschnitte 34b der Verteilerkanäle 34 verlaufen in dem zweiten Substratteil 39b und die Mündungsabschnitte 36b der Sammlerkanäle 36 verlaufen in dem dritten Substratteil 39c. In dem zweiten Substratteil 39b verläuft zudem der Einlasskanal 33 der Hohlstruktur 27 und im dritten Substratteil 39c verläuft der Auslasskanal 35 der Hohlstruktur 27. Sowohl der Einlasskanal 33 als auch der Auslasskanal 35 werden in den zweiten bzw. dritten Substratteil 39a, 39b durch Bohren eingebracht. Die Mündungsabschnitte 34b der Verteilerkanäle 34 werden ausgehend von dessen Oberseite in den zweiten Substratteil 39b gebohrt, bevor dieser mit der Unterseite des ersten Substratteils 39a verbunden wird. Entsprechend werden die Mündungsabschnitte 36b der Sammlerkanäle 36 ausgehend von dessen Oberseite in den dritten Substratteil 39c gebohrt. Wie in Fig. 6f zu erkennen ist, wird an den jeweiligen Mündungsabschnitten 34b, 36b daher kein abgerundeter Abschnitt gebildet.

Wie in Fig. 6f ebenfalls zu erkennen ist, schließen die jeweiligen Verteilerkanäle 34, die in dem ersten Substratteil 39a gebildet sind, unmittelbar an den jeweiligen Mündungsabschnitt 34b an. Die Verteilerkanäle 34 und die Sammlerkanäle 36 werden ebenfalls größtenteils durch das Erzeugen einer Bohrung ausgehend von der Unterseite des ersten Substratteils 39a gebildet. Lediglich die abgerundeten Abschnitte 37a, b und die Kühlkanäle 31 werden in dem ersten Substratteil 39a durch selektives Laserätzen hergestellt. Hierzu wird das erste Substratteil 39a mit den jeweils vorgebohrten Verteilerkanälen 34 und Sammlerkanälen 36 in eine Ätzlösung getaucht, wie dies weiter unten näher beschrieben ist. Das Bonden des zweiten und dritten Substratteils 39b, c wird typischerweise nach dem selektiven Laserätzen des ersten Substratteils 39a durchgeführt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das selektive Laserätzen erst nach dem dauerhaften Verbinden bzw. Bonden der drei Substratteile 39a-c durchzuführen.

Es versteht sich, dass die Hohlstruktur 27, die den mindestens einen abgerundeten Abschnitt 37a, b, 38 aufweist, nicht auf die weiter oben beschriebenen Beispiele beschränkt ist, sondern dass grundsätzlich auch andere, komplexere Hohlstrukturen 27 in dem Substrat 25 verlaufen können, die einen oder mehrere derartige Abschnitte aufweisen. Auch können nicht nur die Kühlkanäle 31 eine Krümmung aufweisen, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 5a, b beschrieben wurde, sondern auch die Verteilerkanäle 34 und die Sammlerkanäle 36 können gekrümmt verlaufen.

Fig. 7a, b zeigt zwei Verfahrensschritte eines selektiven Laserätzverfahrens zum

Bilden eines Kanals 31 in einem Substrat 25 für einen der sechs Spiegel Mi der Projektionsoptik 10 von Fig. 1. Auf das Substrat 25 wird nach dem Bilden des Kanals 31 , genauer gesagt nach dem Bilden einer Mehrzahl von Kanälen 31 , die weiter oben angesprochene hoch reflektierende Beschichtung 26 aufgebracht. Der Kanal 31 ist im gezeigten Beispiel ein Durchgangskanal, der als Kühlkanal zum Durchfluss eines nicht bildlich dargestellten Kühlmediums, typischerweise einer Kühlflüssigkeit, z.B. in Form Wasser, durch das Substrat 25 genutzt werden kann. Für das Bilden des Kanals 31 in dem Substrat 25 wird bei dem in Fig. 7a gezeigten Verfahrensschritt gepulste Laserstrahlung, genauer gesagt ein gepulster Laserstrahl 40, in ein zusammenhängendes Bestrahlungsvolumen 41 in dem Substrat 25 fokussiert. Der Laserstrahl 40 wird hierbei von einer Laserquelle 42 erzeugt und trifft in Freistrahlpropagation auf eine Fokussieroptik 43, bei der es sich im einfachsten Fall um eine Fokussierlinse handeln kann.

Das Substrat 25 ist für die Wellenlänge AL des Laserstrahls 40 transparent und ermöglicht somit die Fokussierung des Laserstrahls 40 auf ein Fokusvolumen V um eine Fokusposition des Laserstrahls 40 herum. Die Pulsenergie eines jeweiligen Pulses des gepulsten Laserstrahls 40 wird hierbei typischerweise nur innerhalb des Fokusvolumens V durch Mehrphotonenprozesse absorbiert. In dem Fokusvolumen V wird das transparente Material des Substrats 25 rissfrei oder ggf. mit Mikrorissen in seinen optischen und chemischen Eigenschaften derart verändert, dass es selektiv chemisch ätzbar wird. Durch eine Auslenkung bzw. Bewegung des Fokusvolumens V im Substrat 25, beispielsweise mittels eines nicht bildlich dargestellten Mikroscanner-Systems, können zusammenhängende Bereiche in dem Substrat 25 modifiziert werden, die ein zusammenhängendes Bestrahlungsvolumen 41 bilden. Bei dem in Fig. 7a gezeigten Beispiel wird des Fokusvolumen V zur Bildung eines geradlinigen Bestrahlungsvolumens 41 entlang der Y-Achse eines XYZ-Koordinatensystems bewegt. Abhängig von den verwendeten Laserparametern kann es sich bei der Modifikation des Materials des Substrats 25 um Mikrorisse oder um andere Tiefenschädigungen handeln. Das durch den gepulsten Laserstrahl 40 modifizierte Bestrahlungsvolumen 41 wird nachfolgend mittels nasschemischen Ätzens entfernt, wie dies in Fig. 7b dargestellt ist. Beim nasschemischen Ätzen wird das Substrat 25 typischerweise über mehrere Wochen oder Monate in eine Ätzlösung 44 getaucht, die bevorzugt (d.h. selektiv) das modifizierte Material in dem Bestrahlungsvolumen 41 aus dem Substrat 25 auslöst, bis dieses Material vollständig entfernt ist, so dass sich der Kanal 31 in dem Substrat 25 bildet.

Beim selektiven Laserätzen wird der Laserstrahl 40 üblicherweise in Form von ultrakurz gepulster Laserstrahlung (ps- bzw. fs-Pulse) in das Fokusvolumen V fokussiert. Die Laserwellenlänge AL kann beispielsweise im IR- Wellenlängenbereich bei ca. 1 pm liegen. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Material des Substrats 25 um titandotiertes Quarzglas. Bei diesem Material hat es sich als günstig erwiesen, wenn der gepulste Laserstrahl 40 bei mindestens einer Wellenlänge AL in das Bestrahlungsvolumen 41 fokussiert wird, die zwischen 260 nm und 520 nm liegt, um die Laserstrahlung im Leitungsband des titandotierten Quarzglases zu absorbieren. Für den Fall, dass es sich bei dem Material des Substrats 25 um (undotiertes) Quarzglas handelt, ist es für die Absorption ins Leitungsband günstig, wenn die Wellenläge AL des Laserstrahls 40 im UV-Wellenlängenbereich liegt, und zwar typischerweise bei weniger als 266 nm, z.B. bei 248 nm oder bei 193 nm. Im letzteren Fall kann die Laserquelle 42 beispielsweise als Excimer-Laser oder als frequenzvervielfachter Festkörperlaser ausgebildet sein.

Speziell wenn es sich bei dem Material des Substrats 25 um Quarzglas oder um titandotiertes Quarzglas handelt, hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Laserstrahl 40 in dem Fokusvolumen V die Kohärenzbedingung erfüllt, d.h. wenn ein kohärenter Laserstrahl 40 in das Bestrahlungsvolumen 41 eingestrahlt wird, und zwar aus folgendem Grund: Es hat sich gezeigt, dass sich bei der Bestrahlung von Quarzglas mit kohärenter Laserstrahlung zunächst Lichtleiterstrukturen und dann Mikrokanäle ausbilden, während bei der Verwendung von nicht kohärenter Laserstrahlung die Bildung solcher Strukturen und somit eine entsprechende Matenalmodifikation erst deutlich später auftritt. Die Verwendung eines kohärenten Laserstrahls 40 mit Wellenlängen im UV-Wellenlängenbereich, beispielsweise bei Wellenlängen von 351 nm oder weniger, von 308 nm oder weniger, von 275 nm oder weniger oder von 266 nm oder weniger, wie sie beispielsweise von einem Excimer- Laser oder einem frequenzvervielfachten Festkörperaser erzeugt wird, in Kombination mit vergleichsweise großen Pulsdauern z.B. in der Größenordnung von ca. 100 Pikosekunden bis 100 Nanosekunden, wie sie von gütegeschalteten Festkörperlasern bzw. von Gasentladungslasern / Excimerlasern erzeugt werden, hat sich daher für das selektive Laserätzen von Quarzglas bzw. von titandotiertem Quarzglas als vorteilhaft erwiesen.

Alternativ oder ggf. zusätzlich zur Fokussierung von Laserstrahlung bei Wellenlängen im UV-Wellenlängenbereich kann insbesondere bei den beiden weiter oben genannten Materialien, d.h. bei Quarzglas oder bei titandotiertem Quarzglas, das Bestrahlungsvolumen 41 in dem Substrat 25 auch mit einem Laserstrahl 40 bestrahlt werden, der (mindestens) eine Wellenlänge AL aufweist, die in eine IR-Absorptionsbande des Materials des Substrats 25 in einem Wellenlängenbereich zwischen 2500 nm und 3120 nm, zwischen 2150 nm und 2230 nm oder zwischen 1380 nm und 1400 nm absorbiert wird. Der Laserstrahl 40 kann zu diesem Zweck z.B. die doppelte Wellenlänge AL der oben genannten Wellenlängenbereiche aufweisen, um in einem Zweiphotonenprozess in dem entsprechenden Absorptionsband absorbiert zu werden. Alternativ kann von der Laserquelle 42 auch Laserstrahlung bei verschiedenen Wellenlängen AL erzeugt werden, deren addierte Photonenenergie einer der oben genannten Absorptionsbanden entspricht. Zu diesem Zweck kann die Laserquelle 42 ggf. zwei oder mehr Laser aufweisen. Es versteht sich, dass in Fig. 7a, b lediglich zur Vereinfachung der Darstellung ein einziges Bestrahlungsvolumen 41 dargestellt ist, dass aber grundsätzlich zwei oder mehr Bestrahlungsvolumen 41 in dem Substrat 25 gebildet werden können, um zwei oder mehr Kanäle 31 in dem Substrat 25 zu bilden. Es versteht sich weiterhin, dass auch ein Netzwerk von miteinander verbundenen (Kühl-)Kanälen in dem Substrat 25 gebildet werden kann. Grundsätzlich können durch selektives Laserätzen auch gekrümmte Kanäle 31 gebildet werden, d.h. ein jeweiliger Kanal 31 muss nicht zwingend geradlinig ausgebildet sein, wie dies in Fig. 7a, b dargestellt ist. Durch das Scannen bzw. die Bewegung des Laserstrahls 40 im Volumen des Substrats 25 können grundsätzlich beliebige Hohlstrukturen 27 hergestellt werden.

Der Kanal 31 kann insbesondere wie in Zusammenhang mit Fig. 2a, b bzw. Fig. 5a, b beschrieben ausgebildet sein und an einen Verteilerkanal 34 bzw. einen Sammlerkanal 36 angrenzen. Insbesondere kann ein jeweiliger Endabschnitt 31a, 31 b des Kanals 31 an einem abgerundeten Abschnitt 37a, b in einen jeweiligen Verteilerkanalabschnitt 34a des Verteilerkanals 34 bzw. in einen jeweiligen Sammlerkanalabschnitt 36a des Sammlerkanals 36 übergehen.

Das weiter oben beschriebene selektive Laserätzverfahren ist nicht auf das Substrat 25 eines Spiegels für eine EUV-Lithographieanlage 1 beschränkt, sondern kann beispielsweise auch für das Bilden von Kanälen in einem Substrat 25 eines reflektierenden oder transmittierenden optischen Elements für ein DUV-Lithographiesystem eingesetzt werden. Das selektive Laserätzverfahren kann auch dazu dienen, Kanäle in anderen Werkstücken bzw. Komponente eines Lithographiesystems zu bilden, beispielsweise in Werkstücken, die als Halterungen für optische Elemente dienen und in die Bauteile, z.B. in Form von Aktuatoren, Sensoren, etc. integriert werden sollen oder für Werkstücke in Form eines Wafer-Chucks oder einer Wafer-Table, die mit Hilfe der Hohlstruktur bzw. mit Hilfe von Kanälen 31 temperiert werden sollen.

Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, erfolgt bei dem in Fig. 7b dargestellten Schritt des nass-chemischen Ätzens der Ätzprozess ausgehend vom Rand bzw. von einer seitlichen Oberfläche 25b des Substrats 25 in das Bestrahlungsvolumen 41 hinein, wobei durch das Ätzen ein Kanalabschnitt 45 gebildet wird, der sich in dem Bestrahlungsvolumen 41 ausgehend von einem Kanaleintritt an der seitlichen Oberfläche 25b des Substrats 25 bis zu einer Stirnseite 47 des Kanalabschnitts erstreckt, an der eine Ätzfront gebildet wird. Die Ätzfront bzw. die Stirnseite 47 des bereits geätzten Kanalabschnitts 45 schließt sich an einen noch nicht geätzten Volumenbereich 41a des Bestrahlungsvolumens 41 an. Mit zunehmender Dauer des Ätzvorgangs wird entlang des Bestrahlungsvolumens 41 nach und nach weiteres Material abgetragen, d.h. der noch nicht geätzte Volumenbereich 41a des Bestrahlungsvolumens 41 verkleinert sich, bis der Kanal 31 sich über das gesamte Bestrahlungsvolumen 41 erstreckt.

Beim Ätzen von Materialien wie Quarzglas, titandotiertem Quarzglas, von bestimmten Glaskeramiken, etc. ist die Ätzselektivität in dem Bestrahlungsvolumen 41 im Vergleich zum umgebenden, nicht bestrahlten Volumen des Substrats 25 vergleichsweise gering und liegt ggf. nur in der Größenordnung von 1 : 500. Dies kann dazu führen, dass der beim Ätzen gebildete Kanal 31 in der Nähe des jeweiligen Kanaleintritts an der Oberfläche 25a des Substrats 25 eine ggf. deutlich größere Querschnittsfläche aufweist als weiter innen im Volumen des Substrats 25. Eine über die Länge des Kanals 31 nicht konstante Querschnittsfläche ist aber z.B. im Hinblick auf Vibrationen, die auf die Strömung des (in der Regel flüssigen) Kühlmediums zurückzuführen sind, typischerweise ungünstig.

Um eine über die Länge eines jeweiligen Kanals 31 im Wesentlichen konstante Querschnittsfläche des Kanals 31 zu erzeugen, ist es günstig, wenn die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 mit einer höheren Ätzrate As geätzt wird als die jeweilige (umlaufende) Kanalwandung 46 des Kanalabschnitts 45 geätzt wird (Ätzrate AR < As). Auf diese Weise kann die Ätzselektivität erhöht werden, d.h. es wird mehr Material in Richtung des noch verbleibenden Bestrahlungsvolumens 41a bzw. des späteren Kanals 31 abgetragen als in Richtung der Kanalwandung 46, d.h. quer zur Richtung des Kanals 31 , die im gezeigten Beispiel der Y-Richtung des in Fig. 7a, b gezeigten XYZ- Koordinatensystems entspricht.

Die Ätzrate As an der Stirnseite des Kanalabschnitts 45 liegt typischerweise in der Größenordnung von ca. 100 pm/h bis zu mehreren mm/h. Für die Erhöhung der Ätzrate As an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 bzw. der Ätzselektivität, d.h. der Verringerung des Verhältnisses AR / As zwischen der Ätzrate AR an der Kanalwandung 46 des Kanalabschnitts 45 zur Ätzrate As an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45, in dem Material des Substrats 25 bestehen verschiedene Möglichkeiten, von denen nachfolgend mehrere näher beschrieben werden, die einzeln oder in Kombination angewandt werden können, um die Ätzrate As zu erhöhen bzw. um das Verhältnis AR / As zu verringern. Auf diese Weise kann eine Ätzselektivität bzw. ein Verhältnis AR / As von mehr als 1 : 1500 oder ggf. von mehr als 1 :2000 erreicht werden. Zur Reduzierung der Gesamt-Bearbeitungszeit kann das Substrat 25 zudem mit mehreren Laserquellen 42 gleichzeitig bestrahlt werden, um mehrere Kanäle 31 bzw. mehrere Ätzfronten gleichzeitig zu erzeugen.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel wird zum Erhöhen der Ätzrate As eine Temperatur Ts an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 erzeugt, die mindestens 20 K, mindestens 40 K oder idealerweise mindestens 60 K größer ist als eine Temperatur TR an der Kanalwandung 46 des Kanalabschnitts 45. Die Temperatur TR an der Kanalwandung 46 entspricht hierbei typischerweise der Temperatur der Ätzlösung 44 bzw. des Substrats 25 mit Ausnahme der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts bzw. der Ätzfront. Die Temperatur TR der Ätzlösung 44 sollte möglichst niedrig sein, d.h. idealerweise knapp oberhalb oder ggf. knapp unterhalb des Gefrierpunkts der Ätzlösung 44 liegen. Die Ätzfront an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 wird demgegenüber auf einer möglichst hohen Temperatur Ts gehalten, die idealerweise mindestens 60 K größer ist als die Temperatur TR an der Kanalwandung 46.

Um die Temperatur Ts an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 4 während des Fortschreitens des Ätzprozesses aufrecht zu erhalten, wird die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 mit Hilfe einer Heizeinrichtung 48 geheizt, die bei der Bildung des Kanals 31 mit der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 mitgeführt wird. Auf diese Weise wird die Heizeinrichtung 48 in einem konstanten Abstand zur Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 gehalten und ermöglicht es, die Temperatur Ts an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 ungefähr konstant zu halten.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel befindet sich die Heizeinrichtung 48 außerhalb des Kanalabschnitts 45 und liegt auf der Oberseite 25a des Substrats 25 auf, bei der es sich um diejenige Oberfläche des Substrats 25 handelt, die den geringsten Abstand zu dem Kanal 31 aufweist. Auf die Oberseite 25a wird nach dem selektiven Laserätzen die reflektierende Beschichtung aufgebracht, um den Spiegel Mi zu bilden. Die Heizeinrichtung 48 wird bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel entlang der Oberseite 25a des Substrats 25 parallel zu dem Kanal 31 bzw. zur Ätzfront an der Stirnseite 47 in Y-Richtung mitgeführt, wozu eine geeignete mechanische Bewegungseinrichtung in der in Fig. 7b dargestellten Ätzanlage vorgesehen sein kann.

Bei der Heizeinrichtung 48 handelt es sich bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel um einen Widerstandsheizer, der in direktem Kontakt mit der Oberfläche 25a steht, um Kontaktwärme auf das Material des Substrats 25 zu übertragen. Bei der Heizeinrichtung 48 kann es sich aber auch um eine Heizlichtquelle, beispielsweise um eine Infrarot-Lichtquelle, oder um einen Laser handeln, der Strahlung auf die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 fokussiert und bei der Bildung des Kanals 31 mitgeführt wird. Es ist alternativ auch möglich, die Heizeinrichtung 48 (z.B. in Form eines Widerstandsheizers oder einer Lichtquelle) durch den Kanalabschnitt 45 zu führen bzw. zu fädeln und die Heizeinrichtung 48 idealerweise in konstantem Abstand zur Ätzfront bzw. zur Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 zu halten. Die Heizeinrichtung 48 kann in diesem Fall an einem geeigneten Trägerelement angebracht sein, das eine geringere Abmessung als der Kanaldurchmesser aufweist.

Ein solches Trägerelement (Sonde) 49, welches in den Kanalabschnitt 45 eingeführt wird, um die Ätzrate As an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 zu erhöhen, ist in Fig. 9 dargestellt. Die Sonde 49 wird im gezeigten Beispiel in den Kanalabschnitt 45 eingeführt und beim Bilden des Kanals 31 mit der Stirnseite 47 des bereits gebildeten Kanalabschnitts 45 mitgeführt. Die Sonde 49 kann beispielsweise eine Heizeinrichtung 48 z.B. in Form eines Widerstandsheizers tragen.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel dient die Sonde 49 jedoch dazu, eine Verwirbelungseinrichtung 50 in Form eines Propellers zu tragen, um den Durchsatz an Ätzlösung 44 an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 zu erhöhen und auf diese Weise die Ätzrate As an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 zu steigern. Es versteht sich, dass an Stelle eines Propellers auch eine andere Art von Verwirbelungseinrichtung, beispielsweise eine Turbine oder dergleichen, an der Sonde 49 angebracht werden kann. Auch ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Sonde 49 kontinuierlich der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 nachgeführt wird, vielmehr kann die Sonde 49 (periodisch) intermittierend in den Kanalabschnitt 45 eingebracht und wieder aus diesem entfernt werden. In Fig. 10 wird zum Erhöhen der Ätzrate As die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 mechanisch von angeätzen Partikeln 52 befreit, indem eine Düse 51 dauerhaft oder intermittierend vor dem Kanaleintritt des Kanalabschnitts 45 angeordnet wird. Alternativ kann die Düse 51 mit Hilfe einer Sonde 49 dauerhaft fortschreitend oder intermittierend in den Kanalabschnitt 45 eingeführt werden, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben ist. Alternativ oder zusätzlich zu der in Fig. 10 gezeigten Düse kann eine Sonde 49 auch einen mechanischen Rührer, einen Besen oder dergleichen aufweisen, der in der Nähe der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 platziert bzw. mit dieser mitgeführt wird, um losgeätzte Partikel 52 von der Stirnseite 47 des bereits gebildeten Kanalabschnitts 45 zu entfernen.

Bei dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel wird zum Erhöhen der Ätzselektivität die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 Ultraschallwellen 53 ausgesetzt. Die Ultraschallwellen 53 werden von einem Ultraschall-Erreger 54 erzeugt, der wie in Fig. 9 an einer Sonde 49 in den Kanalabschnitt 45 eingeführt und in der Nähe der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 positioniert wird. Die Wirkung der Ultraschallwellen kann im Lösen angeätzter Partikel 52, in der Umwälzung der Ätzlösung 44 und/oder in einer Heizwirkung auf die Ätzfront bzw. auf die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 liegen. Um die Ultraschallwellen 53 zu erzeugen, kann ähnlich wie in Fig. 8 der Ultraschall-Erreger 54 alternativ auch außerhalb des Substrats 25, z.B. an dessen Oberseite 25a, angeordnet werden und mit der Ätzfront mitgeführt werden.

Fig. 12 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Ätzrate As an der Stirnseite 47 des Kanals 31 , bei welcher die Kanalwandung 46 des Kanalabschnitts 45 gegen Ätzen bzw. gegen den Angriff der Ätzlösung 44 versiegelt wird. Zu diesem Zweck wird bei dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel ein Schutzlack 55 auf die Kanalwandung 46 aufgebracht. Bei dem Schutzlack 55 kann es sich beispielsweise um einen Polymerlack handeln, der dem Angriff der Ätzlösung standhält. Zum Aufbringen des Schutzlacks 55 ist es erforderlich, das Substrat 25 aus der Ätzlösung 44 zu entnehmen, zu spülen und zu trocknen. Die Entnahme und das Aufträgen des Schutzlacks 55 kann periodisch in vorgegebenen Zeitintervallen erfolgen, beispielsweise einmal täglich, um einen während des Tages neu geätzten Kanalabschnitt oder den gesamten bereits geätzten Kanalabschnitt 45 entlang der Kanalwandung 46 zu versiegeln. Im letzteren Fall wird die gesamte bisherige Versiegelung des Kanalabschnitts 45 durch die Verwendung eines beispielsweise organischen Lösemittels entfernt und es wird eine neue Versiegelung aufgetragen, die bis kurz vor die Ätzfront bzw. kurz vor der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 reicht.

Zur Versiegelung wird typischerweise das gesamte Substrat 25 in einen geeigneten Schutzlack 55 getaucht. Dabei ist es notwendig, die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 freizulassen, welche die spätere Ätzfront bildet. Dies kann durch Einführen einer Sonde 49 und mechanische Reinigung mit Hilfe eines Schabers 56 erfolgen, wie dies stark schematisiert in Fig. 12 dargestellt ist. Alternativ kann auch eine Bestrahlung mit (Laser-)Licht erfolgen, um den Schutzlack 55 von der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 zu entfernen.

Für die Versiegelung kann auch ein UV-härtender Schutzlack 55 verwendet werden. In diesem Fall kann eine Sonde 49 in den Kanalabschnitt 45 eingeführt werden, die zur Seite, d.h. zu der umlaufenden Kanalwandung 46, aber nicht in Kanalrichtung (Y-Richtung), d.h. nicht in Richtung der Stirnseite 47, abstrahlt. Abschließend wird der nicht ausgehärtete Schutzlack 55 aus dem bereits geätzten Kanalabschnitt 45 ausgespült. Alternativ kann ein mit dem Schutzlack 55 getränkter Schwamm oder Filzkörper an einer Sonde 49 in den Kanalabschnitt 45 eingeführt werden. In diesem Fall kann beispielsweise durch die Verwendung eines Abstandsdoms oder dergleichen der Schutzlack 55 daran gehindert werden, die Stirnfläche 47 des Kanals 31 , d.h. die zukünftige Ätzfront, zu benetzen. Bei dem in Fig. 13 gezeigten Beispiel wird an Stelle des in Fig. 7b dargestellten nass-chemischen Ätzens der Kanal 31 in dem Substrat 25 mit Hilfe eines reaktiven Plasmas 57 geätzt, d.h. in diesem Fall wird keine flüssige Ätzlösung

44 benötigt. Für das Ätzen dient in diesem Beispiel eine Plasma-Quelle 58, die das reaktive Plasma 57 in Form von reaktiven Plasma-Spezies, im gezeigten Beispiel in Form von Sauerstoff-Radikalen, erzeugt.

Auch bei dem in Fig. 13 gezeigten Beispiel wird die Ätzrate As an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 erhöht, und zwar indem das reaktive Plasma 57 der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 zugeführt wird. Da der Kanal 31 in Fig. 13 einen kleinen Durchmesser d von ca. 5 mm, die Plasma-Quelle 58 aber einen Durchmesser von ca. 10 mm aufweist, kann diese nicht über eine Sonde 49 in den Kanalabschnitt 45 eingebracht werden. Die Plasma-Quelle 58 wird daher in der Nähe des Eintritts des Kanalabschnitts 45 angeordnet und verbleibt außerhalb des Substrats 25.

Um das reaktive Plasma 57 an die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 zu führen, dient in Fig. 13 eine Zuführung 59 in Form eines starren Röhrchens, dessen austrittsseitiges Ende in die Nähe der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts

45 geführt wird. Als Zuführung für das Plasma bzw. die Plasma-Spezies 57 kann auch ein Schlauch oder dergleichen verwendet werden, dessen freies, austrittsseitiges Ende sich in der Nähe der Stirnseite 47 des Kanals 31 befindet. Der Schlauch kann ring- oder spiralförmige Verstärkungselemente aufweisen, um eine Stabilisierung von dessen Querschnitt bei guter Biegsamkeit zu ermöglichen. Die Zuführung 59 z.B. in der Form eines Röhrchens, Rohrs oder dergleichen muss bei dem in Fig. 13 gezeigten Beispiel ggf. regelmäßig getauscht werden, aus einem ätzbeständigen Material gebildet sein oder mit einer ätzbeständigen Innenbeschichtung bzw. Innenverkleidung versehen sein.

Für den Fall, dass der Kanal 31 bzw. der Kanalabschnitt 45 einen größeren Durchmesser aufweist, kann die Plasma-Quelle 58 an einer Sonde 49 oder dergleichen in den Kanalabschnitt 45 eingeführt und bis an die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 geführt werden, um die Stirnseite 47 lokal dem reaktiven Plasma 57 auszusetzen. Die Erzeugung des reaktiven Plasmas 57 in unmittelbarer Nähe zur Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 ist günstig, da beim Transport mittels der Zuführungseinrichtung 59 Verluste an reaktiven Spezies auftreten, so dass die in Fig. 13 dargestellte externe Plasma-Quelle entsprechend leistungsfähiger ausgelegt werden muss.

Die Zuführungseinrichtung 59 oder ggf. die Plasma-Quelle 58 kann bei dem Ätzvorgang periodisch in den Kanalabschnitt 45 eingeführt und periodisch wieder ausgefahren und der Abraum ausgespült werden. Alternativ kann auch mit kontinuierlicher oder quasi-kontinuierlicher Spülung gearbeitet werden. Das Spülen ohne in den Kanalabschnitt 45 eingebrachte Zuführung 59 bzw. Sonde 49 erfolgt vorzugsweise mit einer flüssigen Lösung oder mit einem Flüssigkeitsstrahl, das Spülen mit eingeführter Zuführung 59 bzw. Sonde 49 mit einem Gasstrahl.

Fig. 14a-c beschreiben eine weitere Möglichkeit, um die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 sowie die Kanalwandung 46 angrenzend zur Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 zu spülen und hierbei von angeätzten Partikeln zu befreien. Bei dem in Fig. 14a gezeigten Beispiel wird zu diesem Zweck eine Fluidzuführung in Form eines flexiblen Schlauchs 60 in den im gezeigten Beispiel gekrümmten Kanalabschnitt 45 eingeführt. An einem austrittseitigen Ende 60a des flexiblen Schlauchs 60 tritt ein Fluidstrom 61 aus, der in Richtung auf die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 ausgerichtet ist. Bei dem Spülfluid des Fluidstroms 61 kann es sich beispielsweise um Wasser handeln.

Um eine effiziente Spülung zu gewährleisten, sollte das austrittsseitige Ende 60a des Schlauchs 60 in einem mittleren Abstand A‘ von mindestens ca. 5 mm von der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 entfernt angeordnet sein, da dies eine geeignete Verwirbelung des Fluidstroms 61 im Bereich der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 ermöglicht. Zusätzlich wird hierdurch eine Durchspülung von Randbereichen der Kanalwandung 46 des Kanalabschnitts 45 erreicht, um noch nicht vollständig von der Kanalwandung 46 getrennte Partikel abzulösen. Derartige Partikel können z.B. lamellenartig ausgebildet sein, eine erhebliche Länge von z.B. ca. 3 mm aufweisen und insbesondere an der Oberseite der Kanalwandung 46 anhaften. Derartige Partikel und Blasen können den engen Spalt zwischen der Oberseite der Kanalwandung 46 und dem Schlauch 60 blockieren, sodass die Rückströmung des Spülfluids blockiert wird, weshalb derartige Partikel mittels des Fluidstroms 61 entfernt werden sollten.

Das austrittsseitige Ende 60a des flexiblen Schlauchs 60 sollte - abhängig vom Ausströmvolumen und dem Ausströmdruck des Fluidstroms 61 - in einem mittleren Abstand A‘ von nicht mehr als ca. 15 mm von der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 angeordnet werden, da ansonsten die Rückflusswirkung des Partikel-Fluidgemischs nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Zur Verstärkung des Verwirbelungs- und Rückflusseffektes kann der Schlauch 60, wenn dieser bei der Herstellung des Kanals 31 der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 nachgeführt wird, zyklisch vor- und zurück bewegt werden, wobei der Abstand A‘ des austrittsseitigen Endes 60a des Schlauchs 60 idealerweise im optimalen Bereich des Abstands A‘ zwischen 5 mm und 10 mm variiert.

Wie in Fig. 14b gezeigt ist, kann für die optimale Anströmung der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 das austrittseitige Ende 60a des Schlauchs 60 eine Düse 51 bzw. einen Aufsatz aufweisen, wie dies weiter oben in Zusammenhang mit Fig. 10 beschrieben wurde. Die Düse 51 dient dazu, den austretenden Fluidstrom 61 in einen bedeutend größeren Raumwinkelbereich zu zerstäuben als dies in dem in Fig. 14a gezeigten Beispiel der Fall ist, in dem keine Düse an dem austrittsseitigen Ende 60a des Schlauchs 60 angebracht ist. Auf diese Weise wird eine von der Ausrichtung des Schlauchs 60 unabhängige Fluidbewegung verursacht und die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 vollumfänglich angeströmt. Ein äquivalenter bzw. mittlerer Anströmwinkel des Fluidstroms 61 an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 ist auf diese Weise unabhängig von der exakten Ausrichtung des austrittsseitigen Endes 60a des Schlauchs 60.

Die Düse 51 bzw. der am austrittseitigen Ende 60a montierte Schlauchaufsatz kann beispielsweise aus einer dünnwandigen, konvex gewölbten Folie mit einer Dicke zwischen ca. 10 pm und ca. 50 pm aus einem flexiblen, duktilen und reißfesten Material, z.B. aus Edelstahl, Messing, einem Carbon-Komposit, etc. bestehen, das mit Mikrobohrungen versehen ist. Fig. 14c zeigt eine Draufsicht auf eine solche Düse 51 mit einer Vielzahl von Mikrobohrungen. Der Flächenanteil der Bohrungen am Flächeninhalt der in Fig. 14c gezeigten Düse 51 sollte größer als 50% sein, um eine ausreichende Durchflussrate zu gewährleisten. Alternativ kann die Düse 51 auch aus einem engmaschigen Netz, einem feinporigen Stopfen oder einer Membran mit vergleichbarer Zerstäubungswirkung bestehen. Um den Zerstäubungseffekt zu erhöhen und eine optimierte Rückwärtsbewegung des Spülfluids zu erwirken, kann der Schlauch 60 an seiner um laufenden Mantelfläche im Bereich des austrittsseitigen Endes 60a zusätzlich perforiert werden, wie dies durch die in Fig. 14b dargestellten kreisförmigen Löcher angedeutet ist.

Um die Stoß- bzw. Erosionswirkung des Spülfluids auf die Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 und auf die Kanalwandung 46 zu erhöhen, kann der Fluidstrom 61 repetitiv ein- und ausgeschaltet werden, d.h. es kann eine intermittierende Spülung erfolgen. Auf diese Weise können kleinere Partikel nahe an der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 sowie größere, dünnwandige und lamellenartige Partikel z.B. an der Oberseite der Kanalwandung 46, die sich ab einer kritischen Länge von ca. 4 mm ablösen, effektiv entfernt werden. Für die effiziente Spülung der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 und der an diese angrenzenden Kanalwandung 46 ist es erforderlich, den in Fig. 14a-c beschriebenen flexiblen Schlauch 60 der Ätzfront bzw. der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 kontinuierlich nachzuführen, wenn diese im Volumen des Substrats 25 wandert. Dabei muss der flexible Schlauch 60 ggf. auch in schwer zugängliche Bereiche des Substrats 25 eingeführt werden. Um zu erreichen, dass der Schlauch 60 knickfrei in den bereits gebildeten Kanalabschnitt 45 eingeführt wird, ist es erforderlich, dass der Kraftpunkt zum Nachführen des Schlauchs 60 so nahe wie möglich an einer den Kanalabschnitt 45 begrenzenden und starren Wandung ansetzt, sowie dass die Kraftrichtung parallel zum anfänglichen Verlauf des Kanalabschnitts 45 ausgerichtet ist. Fig. 15a illustriert diesen Sachverhalt anhand des Übergangs zwischen dem in das Substrat 25 gebohrten Einlasskanal 33 und dem Mündungsabschnitt 34b des Verteilerkanals 34 der in Fig. 5a, b gezeigten Hohlstruktur 27.

Der in Fig. 15a durch eine horizontale Linie angedeutete Kraftpunkt beim Einfädeln des Schlauchs 60 in den Mündungsabschnitt 34b des Verteilerkanals 34 sollte möglichst dicht an der Wandung bzw. der Materialkante des Einlasskanals 33 am Übergang zu dem Mündungsabschnitt 34b liegen und die in Fig. 15a durch einen Pfeil angedeutete Kraftrichtung bei der Nachführung des Schlauchs 60 sollte möglichst parallel zur Längsrichtung des Mündungsabschnitts 34b des Verteilerkanals 34 ausgerichtet sein. Für den Fall, dass die Kraftrichtung und der Kraftpunkt deutlich von der in Fig. 15a gezeigten Position bzw. Ausrichtung abweichen, führt dies unweigerlich zu einem Abknicken des flexiblen Schlauchs 60 beim Einführen in den Mündungsabschnitt 34b des Verteilerkanals 34, der ggf. ein weiteres Einführen verhindert und/oder den Schlauch 60 beschädigt.

Für das knickfreie Ein- und Nachführen des Schlauchs 60 in den Mündungsabschnitt 34b des Verteilerkanals 34, der unter einem Winkel von 90° zum Einlasskanal 33 ausgerichtet ist, ist es günstig, wenn der Kraftpunkt und die Kraftrichtung für die Schlauchzufuhr aus dem Substrat 25 nach außen verlagert werden. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Startpunkt des Mündungsabschnitts 34b des Verteilerkanals 34 und dem Schlauch 60 eine stabile und starre Verbindung hergestellt wird.

Eine solche Verbindung kann mit Hilfe eines in Fig. 15b gezeigten starren Führungselements 62 erfolgen. Das Führungselement 62 weist einen stabförmigen Abschnitt auf, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des zylindrischen Einlasskanals 33. Das starre Führungselement 62 weist auch einen internen Kanal 63 auf, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser des zu führenden Schlauchs 60. Das Führungselement 62 wird mit dem stabförmigen Abschnitt in den Einlasskanal 33 eingeführt. Hierbei wird eine an der Mantelfläche des stabförmigen Abschnitts gebildete Öffnung des internen Kanals 63 gegenüber der Öffnung des Mündungsabschnitts 34b des Verteilerkanals 34 positioniert, wobei nahezu ein Formschluss gebildet wird. Mit Hilfe des starren Führungselements 62 werden der Kraftpunkt und die Kraftrichtung für die Zuführung bzw. die Nahführung des Schlauchs 60 aus dem Substrat 25 nach außen an die Stirnseite des starren Führungselements 62 verlagert und ein knickfreies Einführen des Schlauchs 60 ermöglicht.

Der genaue Verlauf des Kanals 63 innerhalb des starren Führungselements 62, die Austrittsposition und der Austrittswinkel des internen Kanals 63 an der Mantelfläche des stabförmigen Abschnitts sowie die Form bzw. die Geometrie des Führungselements 62 können je nach gewünschtem Verlauf der Hohlstruktur 27 angepasst bzw. festgelegt werden. Im gezeigten Beispiel verläuft der interne Kanal 63 entlang einer Längsachse im Zentrum des Führungselements 62 und wird am freien Ende des stabförmigen Abschnitts des Führungselements 62 bogenförmig mit einem gewünschten Austrittswinkel tangential aus diesem herausgeführt. Das Führungselement 62 kann im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Längsachse ausgebildet sein, dies ist aber nicht zwingend erforderlich.

Das Führungselement 62 weist angrenzend zu dem stabförmigen Abschnitt einen seitlich über das Substrat 25 überstehenden Abschnitt auf, der einen geringfügig größeren Durchmesser als der stabförmige Abschnitt aufweist, der in den Einlasskanal 33 eingeführt wird. Dies ist günstig, da der zwischen dem stabförmigen Abschnitt und dem überstehenden Abschnitt gebildete Absatz als Anschlagfläche bei der Einführung des starren Führungselements 62 dienen kann.

Um den Rückfluss des Spülfluids zwischen dem Schlauch 60 und der Wand des internen Kanals 63 gezielt abzuleiten, ist im Fig. 15b gezeigten Beispiel an der Stirnseite des seitlich über das Substrat 25 überstehenden Abschnitts des Führungselements 62 fluid- bzw. wasserdicht ein Rückflussadapter 64 angebracht. Der Rückflussadapter 64 dient dazu, an einem geschlitzten Teil des internen Kanals 63 das rückfließende Spülfluid seitlich über einen in Fig. 15b angedeuteten radialen Kanal zur Mantelfläche des Rückflussadapters 64 abzuleiten und einer nicht bildlich dargestellten Fluidleitung zuzuführen.

Das weiter oben beschriebene starre Führungselement 62 kann beispielsweise durch additive Fertigung z.B. mit Hilfe eines 3D-Druckverfahrens monolithisch hergestellt werden. Als Material für das starre Führungselement 62, welches die Anforderungen an die Komplexität und die Wasserdichtigkeit erfüllt, kann beispielsweise eine Al-Si-Legierung verwendet werden. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann das Design des im 3D-Druckverfahren hergestellten Führungselements 62 an die Geometrie der Hohlstruktur 27 angepasst werden. Beispielsweise können hierbei Schlauchführungen mit unterschiedlichen, an die jeweilige Kanalgeometrie angepassten Austrittswinkeln des Schlauchs 60 aus der Mantelfläche des starren Führungsbauteils 62 realisiert werden. Beispielsweise kann ein Austrittswinkel von 90° zur Längsachse des starren Führungselements 62 realisiert werden. Auch der Rückflussadapter 64 kann im 3D-Druckverfahren hergestellt werden. Anders als dies in Fig. 15b dargestellt ist, kann der Rückflussadapter 64 kein separates Bauteil bilden, sondern in das Führungsbauteil 62 integriert sein.

Es ist möglich, dass das Führungselement 62 eine Mehrzahl von voneinander separierten internen Kanälen 63 aufweist, um eine simultane Nachführung von mehreren Schläuchen in mehrere Kanalabschnitte zu ermöglichen, die parallel bearbeitet werden. Die Austrittspositionen an der Mantelfläche des stabförmigen Abschnitts des Führungselements 62 können hierbei in Längsrichtung und/oder in Umfangsrichtung bzw. in radialer Richtung unterschiedlich gewählt werden.

Für eine automatisierte Nachführung des Schlauchs 60 kann eine Nachführungseinrichtung 65 verwendet werden, wie sie in Fig. 15b und in Fig. 15c dargestellt ist. Die Nachführungseinrichtung 65 weist im gezeigten Beispiel eine Laufrolle 66a und eine direkt angetriebene Antriebsrolle 66b auf. Wie in Fig. 15c zu erkennen ist, weisen die Laufrolle 66a und die Antriebsrolle 66b eine kehlige Querschnittsform auf und auch der Mantelquerschnitt ist an den Querschnitt des Schlauchs 60 angepasst, um einen effektiven Anpressdruck auf den Schlauch 60 auszuüben. Auf diese Weise kann genügend Vorschubkraft für die Führung des Schlauchs 60 aufgebracht werden und ein kritisches Eindrücken des Schlauchs 60 verhindert werden. Für eine verbesserte Haftung kann zudem die Mantelfläche der Führungsrolle 66a und der Antriebsrolle 66b angeraut bzw. gerändelt werden.

Wie in Fig. 15b zu erkennen ist, werden für die Nachführung des Schlauchs 60 die Führungsrolle 66a und die Antriebsrollte 66b unmittelbar benachbart zu dem Führungselement 62 bzw. zu dem Rückflussadapter 64 angeordnet, um ein Abknicken zu vermeiden und den Schlauch 60 durch den inneren Kanal 63 des starren Führungselements 62 in den Mündungsabschnitt 34b des Verteilerkanals 34 zu leiten. Alternativ kann die Nachführungseinrichtung 65 auch ohne die Verwendung des Führungselements 62 in der Nähe des Eingangs eines jeweiligen Kanals der Hohlstruktur 27 positioniert werden.

Die in Fig. 15b,c gezeigte Nachführungseinrichtung 65 mit der Führungsrolle 66a und der Antriebsrolle 66b ist in der Regel zur Nachführung des Schlauchs 60 - analog zu endoskopischen Werkzeugen - ausreichend, wenn der zu bildende Kanal 31 bzw. ein bereits gebildeter Kanalabschnitt 45 im Wesentlichen geradlinig verläuft oder geringfügig gebogen ist und einen Krümmungsradius von mehr als 10 mm aufweist. Mit Hilfe der Nachführungseinrichtung 65 kann der bereits eingeführte Schlauch 60 auch schnell aus dem jeweiligen Kanalabschnitt 45 entfernt werden.

Bei Kanalwandungen 46 mit kleineren Krümmungsradien von weniger als 10 mm oder Kanalverläufen mit vielen Richtungswechseln treten jedoch Schwierigkeiten beim Vorschub auf, da der Schlauch 60 - vorgebogen durch den vorherigen Verlauf des Kanalabschnitts 45 - in einem abgerundeten Abschnitt gegen die äußere Seite der Kanalwandung 46 gedrückt wird und daher eine höhere Kraft für den Vorschub aufgewendet werden muss. Zudem kann sich die vordere Schlauchkante an der mikroskopisch aufgerauten Kanalwandung 46 des Kanalabschnitts 45 verhaken. Durch den limitierten Anpressdruck der in Fig. 15b,c beschriebenen Nachführungseinrichtung 65 kann dies zum Schlupf oder Abknicken des Schlauchs 60 führen, was den weiteren Vorschub des Schlauchs 60 verhindert.

Fig. 16a-d zeigen eine Nachführungseinrichtung, mit der parallel zur Vorschubbewegung eine aktive Verdrehung des Schlauchs 60 realisiert werden kann. Die Nachführungseinrichtung weist ein automatisiert, z.B. pneumatisch, elektrisch, ... spannbares Spannfutter 67 auf, das über eine Rotationsachse direkt angetrieben werden kann. Zudem ist das Spannfutter 67 auf einer in Fig. 16a-d durch ein Rechteck angedeuteten Linearachse montiert. Um den Schlauch 60 der Stirnseite 47 des Kanalabschnitts 45 nachzuführen, wird das Spannfutter 67 im vom Schlauch 60 gelösten Zustand um einen entsprechenden Abstand, der typischerweise wenige Millimeter beträgt, von dem starren Führungselement 62 weg bewegt, ohne hierbei den Schlauch 60 zu bewegen, wie dies in Fig. 16a dargestellt ist. Danach wird der Schlauch 60 in dem Spannfutter 67 automatisiert gespannt und mit Hilfe der Linearachse zum Führungselement 62 bewegt, wie dies in Fig. 16b dargestellt ist. Auf diese Weise wird der Schlauch 60 um eine programmierbare Schublänge in den Kanalabschnitt 45 eingeführt. Danach kann das Spannfutter 67 wieder automatisiert gelöst und der Vorgang wiederholt werden, um den Schlauch 60 schrittweise durch den Kanalabschnitt 45 zu führen.

Durch eine Rotation des gesamten Spannfutters 67 kann der Schlauch 60 zusätzlich zur linearen Vorschubbewegung gedreht werden, wenn dessen austrittseitiges Ende an einem stark gekrümmten Kanalbereich entlang geführt wird, wie dies in Fig. 16c angedeutet ist. Die Drehung ermöglicht ein möglichst reibungsarmes Eindrehen des Schlauchs 60 in den stark gekrümmten Kanalbereich. Um beim Neuansetzen des Spannfutters 67 während des Zurückfahrens ein Zurückdrehen des Schlauchs 60 oder ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Schlauchs 60 aus dem Kanalabschnitt 45 zu verhindern, weist die Nachführungseinrichtung einen weiteres Spannfutter 68 auf, das ortsfest montiert ist. Das weitere Spannfutter 68 wird automatisiert gespannt, bevor das Spannfutter 67 für das Zurückfahren gelöst wird, wie dies in Fig. 16d angedeutet ist. Auf diese Weise wird die Position des Schlauchs 60 während des Neuansetzens nicht verändert. Sobald das Spannfutter 67 beim Zurückfahren seine Startposition erreicht hat und den Schlauch 60 erneut einspannt, wird das weitere, ortsfeste Spannfutter 68 wieder gelöst. Auch auf diese Weise kann ein automatisiertes, kontinuierliches Nachführen des Schlauchs 60 realisiert werden. Es ist grundsätzlich möglich, in ein- und derselben Nachführungseinrichtung die in Fig. 16a-d gezeigten Spannfutter 67, 68 mit der in Fig. 15b,c gezeigten Führungsrolle 66a und der Antriebsrolle 66b zu kombinieren. Die weiter oben beschriebene Nachführungseinrichtung ermöglicht es, einen nicht selbstbeweglichen Schlauch 60 auch bei komplexen Hohlstrukturen 27 bzw. Kanälen 31 mit einem großen Aspektverhältnis von Länge zu Durchmesser, das bei mehr als 10 : 1 liegen kann, der Stirnseite 47 eines bereits gebildeten Kanalabschnitts 45 automatisiert nachzuführen.

Es sei darauf hingewiesen, dass zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 8 bis Fig. 16a-d nur ein Kanalabschnitt 45 an dem Substrat 25 gezeigt wurde, dass aber bei einem Durchgangskanal 31 , wie er in Fig. 7a, b dargestellt ist, an beiden Seiten des Substrats 25 ein jeweiliger Kanalabschnitt 45 mit einer Kanalwandung 46 und mit einer Ätzfront an seiner Stirnseite 47 gebildet wird. Der weiter oben beschriebene Ätzschritt, insbesondere mit der Erhöhung der Ätzrate, z.B. durch das Nachführen eines Schlauchs 60, wird typischerweise an beiden Kanalabschnitten des Durchgangskanals 31 simultan durchgeführt.

Fig. 17a zeiget eine Mikroskop-Aufnahme eines Teilbereichs einer Oberfläche 46a der Wand 46 eines Kanals 31 , der auf die in Zusammenhang mit Fig. 7a, b beschriebene Weise hergestellt wurde, d.h. durch selektives Laserätzen. Bei dem Kanal 31 handelt es sich nicht wie in Fig. 7a, b dargestellt ist um einen Durchgangskanal, sondern um den in Fig. 2a, b dargestellten Temperierkanal 31 , der unter der Oberfläche 25a des Substrats 25 verläuft, auf welche die Beschichtung 26 aufgebracht ist. Für die Herstellung des Temperierkanals 31 , der an den beiden abgerundeten Abschnitten 37a, 37b in den Verteilerkanal 34 bzw. in den Sammlerkanal 36 übergeht, wurde die weiter oben in Zusammenhang mit Fig. 14a-c bis Fig. 16a-d beschriebene Spülung mittels des flexiblen Schlauchs 60 durchgeführt. Wie in Fig. 17a zu erkennen ist, weist die Oberfläche 46a eine wabenförmige Oberflächenstruktur mit einer Mehrzahl von im Wesentlichen zirkularen Ausnehmungen 70 auf, wobei benachbarte Ausnehmungen 70 ineinander überlaufen. Wie anhand von Fig. 17a und anhand von Fig. 17b zu erkennen ist, die einen Profilschnitt der Oberfläche 46a der Wand 46 des Kanals 31 entlang der in Fig. 17a gestrichelt dargestellten horizontalen Linie zeigt, sind die Ausnehmungen 70 kraterförmig, d.h. diese bilden jeweils eine Senke mit einem Boden, der von einem ringförmig erhöhten Wall eingeschlossen wird, der auch als Kraterrand bezeichnet wird. Wie im Profilschnitt von Fig. 17b zu erkennen ist, ist der Kraterrand einer jeweiligen kraterförmigen Ausnehmung 70 in der Regel nicht an jeder Stelle in Umfangsrichtung gleich hoch, sondern variiert in Abhängigkeit von der Position in Umfangsrichtung, was insbesondere auf das Ineinanderlaufen bzw. auf die Überlappung zwischen den Ausnehmungen 70 zurückzuführen ist. Die Kraterränder der jeweiligen Ausnehmungen 70 bilden eine netzartige Oberflächenstruktur.

Die in Fig. 17a,b gezeigte Oberfläche 46a mit den kraterförmigen Ausnehmungen 70 weist eine Rauheit R_a von weniger als 25 pm auf. Die Rauheit R_a der Oberfläche 46a der Wand 46 des Kanals 31 liegt typischerweise bei 20 pm oder weniger, bei 10 pm oder weniger, bei 5 pm oder weniger und kann insbesondere bei 2 pm oder weniger liegen. Sowohl der Temperierkanal 31 als auch die Verteilerkanäle 34 und die Sammlerkanäle 36 weisen eine Rauheit R_a in dem oben angegebenen Wertebereich auf und weisen eine Oberflächenstruktur mit den weiter oben beschriebenen kraterförmigen Ausnehmungen 70 auf.

Während Fig. 17a,b einen vergleichsweise kleinen Ausschnitt der Oberfläche 46a mit einer lateralen Ausdehnung von ca. 250 pm auf 190 pm zeigt, ist in Fig. 18a ein größerer Bereich der Oberfläche 46a mit einer lateralen Ausdehnung von ca. 2000 pm auf 2000 pm dargestellt. Fig. 18b zeigt einen Profilschnitt der Oberfläche 46a von Fig. 18a entlang der in Fig. 18a gezeigten horizontalen Line. In Fig. 18b ist eine besonders große und tiefe kraterförmige Ausnehmung 70 dargestellt, deren laterale Erstreckung L, die im gezeigten Beispiel dem Durchmesser der in der Draufsicht kreisförmigen kraterförmigen Ausnehmung 70 entspricht, bei ca. 300 pm liegt. Die Tiefe T der kraterförmigen Ausnehmung 70 liegt bei ca. 2 pm. Generell weisen die kraterförmigen Ausnehmungen 70 in der Regel eine maximale laterale Erstreckung L auf, die nicht größer als 500 pm, nicht größer als 450 pm bzw. nicht größer als 400 pm ist. Die maximale Tiefe T der kraterförmigen Ausnehmungen 70 liegt typischerweise bei nicht mehr als 20 pm, bei nicht mehr als 15 pm bzw. bei nicht mehr als 10 pm.

Fig. 19 zeigt die Oberfläche 46a der Wand 46 des Kanals 31 , an der ebenfalls eine Ätzbehandlung durchgeführt wurde, wobei bei der vorausgehenden Bestrahlung andere Laserparameter verwendet wurden. Wie in Fig. 19 zu erkennen ist, weist die Oberfläche 46a ebenfalls kraterförmige Ausnehmungen 70 auf, die eine polygonale Grundform aufweisen und eine wabenartige Oberflächenstruktur bilden. Auch die Ausnehmungen 70 der in Fig. 19 gezeigten Oberfläche 46a weisen die weiter oben in Zusammenhang mit Fig. 17a,b und Fig. 18a,b beschriebenen Eigenschaften hinsichtlich der maximalen lateralen Erstreckung E und der Tiefe T auf. Die in Fig. 19 dargestellte Oberfläche 46a weist zudem die weiter oben angegebenen Werte für die Rauheit R_a auf.

Claims

Patentansprüche

1 . Werkstück, bevorzugt Substrat (25) für einen Spiegel, insbesondere Substrat (25) für einen EUV-Spiegel (M4), umfassend: mindestens eine Hohlstruktur (27), die in dem Werkstück (25) verläuft und die zur Durchströmung mit einem Fluid (28) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlstruktur (27) einen ersten Abschnitt (31 a, 31 b; 34b, 36b) und einen zweiten, benachbarten Abschnitt (34a, 36a; 33a, 35a) aufweist, die unter einem Winkel (y, y‘) zwischen 60° und 120°, bevorzugt unter einem Winkel (y, y‘) zwischen 80° und 100°, insbesondere unter einem Winkel (y, y‘) von 90°, zueinander ausgerichtet sind, wobei die Hohlstruktur (27) einen abgerundeten Abschnitt (37a, 37b, 38) aufweist, an dem der erste Abschnitt (31 a, 31 b; 34b, 36b) und der zweite Abschnitt (34a; 36a; 33a, 35a) ineinander übergehen, und wobei eine Oberfläche (46a) einer Wand (46) der Hohlstruktur (27) in dem ersten Abschnitt (31 a, 31 b; 34b, 36b), in dem zweiten Abschnitt (34a; 36a; 33a, 35a) und/oder in dem abgerundeten Abschnitt (37a, 37b, 38) eine Rauheit R_a von 25 pm oder weniger, bevorzugt von 10 pm oder weniger, besonders bevorzugt von 5 pm oder weniger, insbesondere von 2 pm oder weniger, aufweist.

2. Werkstück nach Anspruch 1 , bei dem die Oberfläche (46a) der Wand (46) der Hohlstruktur (27) Ausnehmungen (70) aufweist.

3. Werkstück nach Anspruch 2, bei dem die Ausnehmungen (70) kraterförmig ausgebildet sind.

4. Werkstück nach Anspruch 2 oder 3, bei dem benachbarte Ausnehmungen (70) ineinander überlaufen.

5. Werkstück nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Ausnehmungen (70) an der Oberfläche (46a) der Wand (46) der Hohlstruktur (27) eine wabenartige Oberflächenstruktur bilden.

6. Werkstück nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Ausnehmungen (70) eine maximale laterale Erstreckung (E) von nicht mehr als 500 pm, bevorzugt von nicht mehr als 450 pm, insbesondere von nicht mehr als 400 pm aufweisen.

7. Werkstück nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Ausnehmungen (60) eine maximale Tiefe (T) von nicht mehr als 20 pm, bevorzugt von nicht mehr als 15 pm, insbesondere von nicht mehr als 10 pm aufweisen.

8. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Abschnitt (31a, 31 b), der zweite, benachbarte Abschnitt (34a; 36a) und der abgerundete Abschnitt (37a, 37b) Kanalabschnitte eines mit einem Fluid (28) durchström baren Kanals (31 , 34, 36) bilden.

9. Werkstück nach Anspruch 8, bei dem der Kanal (31 , 34, 36) einen Durchmesser (D) zwischen 1 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm, und/oder eine Länge (Lc) von mindestens 10 cm, bevorzugt von mindestens 15 cm, insbesondere von mindestens 20 cm aufweist.

10. Werkstück nach Anspruch 8 oder 9, bei dem eine Querschnittsfläche (A_q) des Kanals (31 , 34, 36) über die Länge (L_c) des Kanals (31 , 34, 36) um nicht mehr als +/- 20%, bevorzugt um nicht mehr als +/-10%, insbesondere um nicht mehr als +/- 2% variiert.

11 .Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Krümmungsradius R des abgerundeten Abschnitts (37a, 37b) und ein Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts (37a, 37b) ein Verhältnis R / D aufweisen, das zwischen 2 und 6, bevorzugt zwischen 2,5 und 5, insbesondere zwischen 2,5 und 3,5 liegt.

12. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Durchmesser D des abgerundeten Abschnitts (37a, 37b) zwischen 2 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 2 mm und 12 mm, liegt.

13. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Hohlstruktur (27) eine Mehrzahl von Temperierkanälen (31 ) aufweist, die unterhalb einer Oberfläche (25a) des Werkstücks (25) verlaufen, und bei dem die Hohlstruktur (27) einen über Verteilerkanäle (34) mit den Temperierkanälen (31 ) verbunden Fluidverteiler (33) sowie einen über Sammlerkanäle (36) mit den Temperierkanälen (31 ) verbundenen Fluidsammler (35) aufweist.

14. Werkstück nach Anspruch 13, bei dem der erste Abschnitt einen an einen Verteilerkanal (34) angrenzenden Endabschnitt (31 a) des Temperierkanals (31 ) bildet und der zweite Abschnitt einen an den Endabschnitt (31 a) angrenzenden Verteilerkanalabschnitt (34a) bildet und/oder bei dem der erste Abschnitt einen an einen Sammlerkanal (36) angrenzenden Endabschnitt (31 b) des Temperierkanals (31 ) bildet und bei dem der zweite Abschnitt einen an den Endabschnitt (31 b) angrenzenden Sammlerkanalabschnitt (36a) bildet.

15. Werkstück nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der Fluidverteiler (33) einen Einlasskanal (33) bildet, von dem die Verteilerkanäle (34) abzweigen und/oder bei dem der Fluidsammler (35) einen Auslasskanal (35) bildet, von dem die Sammlerkanäle (36) abzweigen.

16. Werkstück nach Anspruch 15, bei dem der erste Abschnitt einen dem

Einlasskanal (33) benachbarten Mündungsabschnitt (34b) des Verteilerkanals (34) bildet und bei dem der zweite Abschnitt einen dem Mündungsabschnitt (34b) benachbarten Verzweigungsabschnitt (33a) des Einlasskanals (33) bildet und/oder bei dem der erste Abschnitt einen dem Auslasskanal (35) benachbarten Mündungsabschnitt (36b) des Sammlerkanals (36) bildet und bei dem der zweite Abschnitt einen dem Mündungsabschnitt (36b) des Sammlerkanals (36) benachbarten Verzweigungsabschnitt (35a) des Auslasskanals (35) bildet.

17. Werkstück nach Anspruch 16, bei dem der Winkel (y‘) zwischen dem Verzweigungsabschnitt (33a) des Einlasskanals (33) und dem Mündungsabschnitt (34b) des Verteilerkanals (34) größer als 90°, bevorzugt größer als 100° ist und/oder bei dem der Winkel (y‘) zwischen dem Verzweigungsabschnitt des Auslasskanals (35) und dem Mündungsabschnitt (36b) des Sammlerkanals (35) größer als 90°, bevorzugt größer als 100° ist.

18. Werkstück, bevorzugt Substrat (25) für einen Spiegel, insbesondere Substrat (25) für einen EUV-Spiegel (M4), umfassend: mindestens eine Hohlstruktur (27), die in dem Werkstück (25) verläuft und die zur Durchströmung mit einem Fluid (28) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (46a) einer Wand (46) der Hohlstruktur (27) Ausnehmungen (70) aufweist.

19. Werkstück nach Anspruch 18, bei dem die Ausnehmungen (70) kraterförmig ausgebildet sind.

20. Werkstück nach einem der Ansprüche 18 oder 19, bei dem benachbarte Ausnehmungen (70) ineinander überlaufen.

21 . Werkstück nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem die Ausnehmungen (70) an der Oberfläche (46a) der Wand (46) der Hohlstruktur (27) eine wabenartige Struktur bilden.

22. Werkstück nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , bei dem die Ausnehmungen (70) jeweils eine maximale laterale Erstreckung (E) von nicht mehr als 500 pm, bevorzugt von nicht mehr als 450 pm, insbesondere von nicht mehr als 400 pm aufweisen.

23. Werkstück nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei dem die Ausnehmungen (70) eine maximale Tiefe (T) von nicht mehr als 20 pm, bevorzugt von nicht mehr als 15 pm, insbesondere von nicht mehr als 10 pm aufweisen.

24. Werkstück nach Anspruch 18 oder 23, bei dem die Oberfläche (46a) der Wand (46) der Hohlstruktur (27) eine Rauheit R_a von 25 pm oder weniger, bevorzugt von 10 pm oder weniger, besonders bevorzugt von 5 pm oder weniger, insbesondere von 2 pm oder weniger, aufweist.

25. Werkstück nach einem der Ansprüche 17 bis 24, bei dem die Hohlstruktur (27) in Form eines mit einem Fluid (28) durchströmbaren, bevorzugt gekrümmten Kanals (31 , 34, 36) ausgebildet ist.

26. Werkstück nach Anspruch 25, bei dem der Kanal (31 , 34, 36) einen Durchmesser (D) zwischen 1 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm, und/oder eine Länge (Lc) von mindestens 10 cm, bevorzugt von mindestens 15 cm, insbesondere von mindestens 20 cm aufweist.

27. Werkstück nach Anspruch 25 oder 26, bei dem eine Querschnittsfläche (A_q) des Kanals (31 , 34, 36) über die Länge (L_c) des Kanals (31 , 34, 36) um nicht mehr als +/- 20%, bevorzugt um nicht mehr als +/-10%, insbesondere um nicht mehr als +/- 2% variiert.

28. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Material ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Quarzglas, insbesondere titandotiertes Quarzglas, und Glaskeramik.

29. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Material eine Nulldurchgangstemperatur (Tzc) aufweist, die zwischen 0°C und 100°C, bevorzugt zwischen 19°C und 40°C, besonders bevorzugt zwischen 19°C und 32°C liegt.

30. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Material eine räumliche Variation der Nulldurchgangstemperatur (ATzc) aufweist, die bei weniger als 3 K, bevorzugt bei weniger als 2 K, besonders bevorzugt bei weniger als 1 K, insbesondere bei weniger als 0,1 K liegt.

31 .Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das monolithisch ausgebildet ist.

32. Verfahren zum zumindest teilweisen Bilden einer Hohlstruktur (27) in einem Werkstück (25), insbesondere in einem Werkstück (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, durch selektives Laserätzen, umfassend: Fokussieren von gepulster Laserstrahlung (40) in ein Bestrahlungsvolumen (41 ) in dem Werkstück (25), sowie zumindest teilweises Bilden der Hohlstruktur (27) durch selektives Ätzen des Werkstücks (25) in dem Bestrahlungsvolumen (41 ).

33. Spiegel, insbesondere EUV-Spiegel (24), umfassend: ein Werkstück in Form eines Substrats (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie eine reflektierende Beschichtung (26) zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung (16), die auf eine Oberfläche (25a) des Substrats (25) aufgebracht ist.

34. Lithographiesystem, insbesondere EUV-Lithographiesystem (1), umfassend: mindestens einen Werkstück nach einem der Ansprüche 1 bis 31 und/oder mindestens einen Spiegel (M4) nach Anspruch 33, sowie eine Temperiereinrichtung, insbesondere eine Kühleinrichtung (32), die zum Durchströmen der mindestens einen Hohlstruktur (27) mit einem Temperierfluid, insbesondere mit einem Kühlfluid (28), ausgebildet ist.