WO2006037494A2 - Vorrichtung zur temperierung von elementen - Google Patents

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WO2006037494A2
WO2006037494A2 PCT/EP2005/010351 EP2005010351W WO2006037494A2 WO 2006037494 A2 WO2006037494 A2 WO 2006037494A2 EP 2005010351 W EP2005010351 W EP 2005010351W WO 2006037494 A2 WO2006037494 A2 WO 2006037494A2
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jacket
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sub
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Tilman Schwertner
Ulrich Bingel
Klaus Zimmer
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Carl Zeiss SMT GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
    • G03F7/70891—Temperature

Definitions

  • the invention relates to a device for tempering elements, in particular for controlling the temperature of a projection object or of parts of a projection objective in semiconductor lithography, having a tempering jacket which is provided with at least one tempering line. Furthermore, the invention relates to a method for producing a device for tempering elements of a projection objective or of parts of a projection objective in semiconductor lithography, wherein a tempering jacket with at least one temperature control line is used for the temperature control. The invention also relates to the use of a device for temperature control in an EUV projection exposure apparatus.
  • Projection objectives or parts of projection objectives in semiconductor lithography are often surrounded by cooling jackets in order to obtain a constant temperature for a high positional accuracy.
  • Devices for cooling a projection objective are known, for example, from US Pat. No. 5,812,242, from US Pat. No. 6,153,877 and from US 2002/0027645 A1.
  • the present invention is therefore based on the object ei ⁇ ne device for temperature control of elements, in particular for controlling the temperature of a projection lens or parts of a projection lens, with high accuracy and effectiveness to create without high design complexity.
  • this object is achieved in that the at least one tempering line is formed in the tempering jacket.
  • the tempering line according to the invention By forming the tempering line according to the invention into the tempering jacket, a good heat transfer between the tempering jacket and the tempering lines is ensured since a used tempering agent is in direct or full contact with the tempering jacket.
  • the design of the temperature control as well as the distribution of these on the tempering is possible according to the invention by the indentation simpler and without separate high design effort for a separate tempering. In this way, the temperature gradient can be adjusted more freely, since no temperature control lines have to be adapted to the temperature control jacket.
  • Another advantage of the device according to the invention is that the tempering jacket can be deformed as a whole after the shaping of the tempering line, depending on the configuration of the projection objective or parts of the projection objective. In this way, a complex and difficult forming or bending of the tempering jacket with separate temperature control lines for adaptation to the projection objective, as is the case in the prior art, is avoided.
  • the tempering jacket is formed in two parts, wherein the tempering line is formed into at least one partial element and the partial elements are connected to one another via an adhesive.
  • the present object is further achieved in that the at least one temperature control is formed on the tempering over a galvanization process.
  • thermoplating process according to the invention in particular electroforming, also makes it possible to produce tempering jackets with complex geometries.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram with the functionality of a projection objective for microlithography, wherein the projection objective has tempering jackets;
  • FIG. 2 is a schematic representation of a tempering sleeve with an introduced tempering line
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the tempering drum of the detail shown in FIG
  • FIG. 5 a basic representation of an alternative tempering jacket with tempering lines in conjunction with a projection objective
  • FIG. 6a shows a schematic representation of process steps according to the invention to produce a tempering jacket with tempering lines according to FIG. 5 by means of a galvanization process
  • FIG. 7 shows a basic structure of an EUV projection exposure system with a light source, a lighting system and a projection objective.
  • FIG. 1 shows in principle a projection exposure apparatus with a projection objective 1 for microlithography for the production of semiconductor components.
  • the projection exposure apparatus has an illumination system 2 with a laser, not shown, as the light source.
  • an objective plane of the projection exposure apparatus there is a reticle 3 whose structure is to be imaged on a wafer 4 arranged below the projection lens 1, which is located in an image plane, in a correspondingly reduced scale.
  • the projection objective 1 has a first vertical objective part Ia and a second horizontal objective part Ib.
  • a beam splitter element 10 is provided, which is designed here as a beam splitter cube.
  • a third vertical objective part Ic with a further lens group 13 is provided below the deflection mirror 11.
  • a third vertical objective part Ic with a further lens group 13 is provided below the deflection mirror 11.
  • the ⁇ / 4 plate 14 is located in the projection objective 1 between the reticle 3 and the beam splitter element 10 behind a lens or lens group 17
  • the ⁇ / 4 plate 15 is located in the beam path of the horizontal objective part Ib and the ⁇ / 4 plate 16, which forms an optical assembly 700 with the lens group 13, is located in the third objective part Ic.
  • the three ⁇ / 4 plates 14, 15, 16 serve once to completely rotate the polarization, whereby, among other things, beam losses are minimized.
  • tempering jackets 18 are shown in FIG. These are used for cooling elements.
  • the projection objective 1 is provided with a plurality of tempering jackets 18, wherein the projection objective 1 is to be tempered as completely as possible over the entire surface.
  • a burden on them by the environment by means of the tempering jackets 18 is kept away.
  • inner tempering coats 18 'for the individual elements can additionally be provided.
  • the projection lens 1 can also be mechanically and thermally separated with tempering jackets 18 'and provided with its own tempering.
  • the attachments tion of the tempering jackets 18 on the projection lens 1 as well as to individual parts and elements of the projection lens 1 can be done in a conventional manner.
  • a section of a Temperierman ⁇ means 18 is shown in principle.
  • a Tempe- rier Arthur 19 is formed, which has a temperature control (a gas or a liquid) for temperature control, in the present case for cooling, the projection lens 1.
  • the tempering jacket 18 is formed in two parts, i. the tempering jacket 18 has a first sub-element 20 and a second sub-element 21.
  • recesses for forming the Temperierlei ⁇ device 19 are introduced via a separation process, for example by means of a milling process.
  • the sub-elements 20, 21 shown in this embodiment are shown transparent to facilitate detection of the tempering 19.
  • FIG. 3 shows in principle a longitudinal section along the line III - III according to FIG. 2 through the tempering jacket 18, wherein the temperature control line 19 is introduced only into the partial element 20. It is of course also possible that the tempering 19 is introduced only in the sub-element 21 or in both sub-elements 20 and 21.
  • the two sub-elements 20 and 21 are connected to one another in such a way that there is an at least approximately full-surface contact between the sub-elements 20 and 21. This can be achieved, for example, by gluing the partial elements 20, 21 by means of an adhesive 22. Such a large-area bonding ensures a high strength between the sub-elements 20 and 21.
  • Adhesive surfaces of the two sub-elements 20 and 21 only come into contact with the surroundings or with the ambient air at end faces 23, resulting in the advantage that less outgassing surface and can lead to contamination.
  • An advantage The at least approximately full-surface contact between the sub-elements 20 and 21 is also the very good heat transfer.
  • FIG. 4 shows an alternative possibility for connecting the partial elements 20 and 21.
  • the temperature control line 19 is formed by recesses in both partial elements 20, 21 of the tempering jacket 18.
  • the two partial elements 20, 21 are here replaced by an alternative connection method, e.g. Soldering, connected.
  • solders 24 are applied to each of the sub-elements 20 and 21 without the application of heat, i. in cold condition, rolled up.
  • both Railele ⁇ elements 20 and 21 are joined together and connected by heating, whereby the two solders 24 merge with the sub-elements 20 and 21, with each other.
  • aluminum is preferred as the material for the two subelements 20, 21.
  • aluminum can also be soldered without flux in a vacuum. In this way, there is also an at least approximately full-surface connection between the two partial elements 20 and 21 with high strength.
  • other materials for the sub-elements 20 and 21 can be used.
  • An advantage of the method according to FIG. 3 and FIG. 4 is that the tempering jacket 18 can be reshaped after introduction of the tempering lines 19 as a total element depending on the design of the object or element to be tempered.
  • Another advantage of the tempering jacket 18 thus produced is a very good heat transfer, since the temperature control is in direct or full contact with the tempering 18.
  • the Ausgestal ⁇ tion of the tempering 19 and the distribution of these on the Temperiermantel 18 can be varied or designed were ⁇ the, since the tempering 19 are applied or adapted to the tempering 18 either in a separate manufacturing or operation on got to.
  • FIG. 5 shows a projection objective 25 which is surrounded by a temperature jacket 26.
  • the tempering jacket 26 can be attached to the projection lens 25 on the outside in a known manner.
  • Tempering 27 are formed on the tempering 26 in this alternative embodiment.
  • the shaping of the tempering lines 27 takes place via a galvanization process, in particular electroforming.
  • the temperature control lines have connections 30, which are coupled to lines 31, which in turn are connected to a temperature control and supply unit 32.
  • the temperature control lines 27 lead to a distributor connection 33, which is connected to a line 34 for the removal of the temperature control medium to a drain and control unit 35.
  • a molding compound 28 is applied to the tempering jacket 26 such that the molding compound 28 forms an inner cross section of the tempering line 27.
  • a molding compound 28 can For example, be filled with graphite filled wax, metallically filled plastics or other electrically conductive, very easy to work material.
  • the molding compound 28 may, for example, be applied to the tempering jacket 26 by means of a thermally unstable adhesive 36 and be modeled depending on the design of the cross section and the intended course of the tempering line 27. Self-adhesive molding compounds can be used.
  • the tempering jacket 26 with the molding compound 28, which is electrically conductive is introduced into a galvanic bath, indicated by the reference numeral 37.
  • the articles to be coated with a metal layer in this case the tempering jacket 26 and the molding compound 28, are connected as a cathode.
  • the metal ions of a metal salt solution used then discharge on the tempering jacket 26 and the molding compound 28 as a cathode and deposit as a layer.
  • the deposition conditions such as composition of the electrolyte, cathodic current density, electrolyte temperature and electrolyte circulation as well as electroplating time, are selected in such a way that the separated metal coating has an application-specific property profile.
  • the galvanic layer 29 may for example be formed of nickel, of course, other metals, such as copper, tin, aluminum or combinations of several metals can be used to form the galvanic layer 29.
  • FIG. 6c shows the tempering jacket 26 with a tempering line 27 formed in this way, through which the temperature control medium can flow in order to cool the projection objective 26 according to FIG. 5 or parts of the projection objective 1 in semiconductor lithography.
  • Tempering jackets with complex geometries can also be produced by means of this galvanizing process, since only the molding compound 28 to be processed has to be processed to form a tempering line 27 and the machining can be very simple.
  • the tempering jackets 18, 18 'and 26 can be used for cooling or also for heating a projection objective, individual optical elements or even mechanical elements with increased heat generation.
  • FIG. 7 shows an EUV projection exposure apparatus 40 having a light source 41, an EUV illumination system 42 for illuminating a field in an object plane 43, in which a mask carrying a structure is arranged, and a projection lens 44 having a housing 44a and a beam path 45 predetermined by a plurality of deflecting mirrors 48 for imaging the structure-carrying mask in the object plane 43 onto a photosensitive substrate 46 for the production of semiconductor components.
  • the EUV illumination system 42 advantageously has a collector unit 47 on the side directed toward the light source 41 in order to focus the radiation generated by the light source 41.
  • parts of the objective housing 44a or the entire housing as well as optical elements in the interior of the projection objective 44 can also be provided with a tempering jacket 18 or 18 '.
  • collector units are used for an illumination system in wavelengths ⁇ 193 IM and are generally known in general. For this purpose, reference is made, for example, to DE 102 14 259 A1 and the older US provisional application Ser. 60 / 695,932, the contents of which should belong to the disclosure of the present application.
  • thermoelectric jacket 18 ' In addition to cooling the optical elements, such as lenses and mirrors, other mechanical parts which are sensitive to temperature can also be provided with a tempering jacket 18 '.
  • optical elements arranged in the EÜV illumination system 42 can of course also be tempered by a tempering jacket 18 '. This applies, for example, to diaphragm elements 49, as has been indicated schematically in FIG. 7 in the illumination system 42.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Temperierung von Elementen, insbesondere zur Temperierung eines Projektionsobjektives (1) oder von Teilen eines Projektionsobjektives (1) in der Halbleiterlithographie, weist einen Temperiermantel (18), der mit wenigstens einer Tem­ perierleitung (19) versehen ist, auf. Die wenigstens eine Tempe­rierleitung (19) ist in den Temperiermantel (18) eingeformt.

Description

Vorrichtung zur Temperierung von Elementen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperierung von Elementen, insbesondere zur Temperierung eines Projektionsobjek- tivs oder von Teilen eines Projektionsobjektivs in der Halblei¬ terlithographie,' mit einem Temperiermantel, der mit wenigstens einer Temperierleitung versehen ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Temperierung von Elementen eines Projektionsobjektivs oder von Teilen eines Projektionsobjektives in der Halbleiterlithogra¬ phie, wobei zur Temperierung ein Temperiermantel mit wenigstens einer Temperierleitung eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft auch einen Einsatz einer Vorrichtung zur Temperierung in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage.
Projektionsobjektive bzw. Teile von Projektionsobjektiven in der Halbleiterlithographie werden häufig mit Kühlmänteln umgeben, um eine konstante Temperatur für eine hohe Positionsgenauigkeit zu erhalten. Vorrichtungen zur Kühlung eines Projektionsobjektives sind beispielsweise aus der US 5,812,242, aus der US 6,153,877 und aus der US 2002/0027645 Al bekannt.
Nachteile des oben aufgeführten Standes der Technik liegen in einem schlechten Wärmeübergang zwischen dem Kühlmantel und den Kühlleitungen bzw. Kühlrohren, da die Wärmeübergangsfläche bei Aufbringung der Kühlleitungen auf den Kühlmantel, beispielsweise durch Verkleben, sehr klein ist. Weiterhin besteht bei Verkle¬ bung der Kühlleitungen mit dem Kühlmantel die Gefahr, dass das verwendete Klebemittel durch Ausgasen Kontaminationen verur- sacht. Oft ist auch die Festigkeit des verwendeten Klebemittels nicht ausreichend, weshalb zusätzliche Verbindungselemente zur Befestigung der Kühlleitungen an dem Kühlmantel erforderlich sind. Nachteilig ist weiterhin, dass bei Verwendung von runden Leitungsquerschnitten für die Kühlleitungen ein großer Bauraum erforderlich ist, wobei sich aber eckige oder ovale Leitungs¬ querschnitte nur sehr schwer umformen bzw. biegen lassen. Auch das Anpassen der Kühlleitungen an nicht ebene, beispielsweise rund ausgeführte Kühlmäntel, ist sehr aufwändig.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ei¬ ne Vorrichtung zur Temperierung von Elementen, insbesondere zur Temperierung eines Projektionsobjektives oder von Teilen eines Projektionsobjektives, mit hoher Genauigkeit und Wirksamkeit, ohne hohen konstruktiven Aufwand zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die we- nigstens eine Temperierleitung in den Temperiermantel eingeformt ist.
Durch das erfindungsgemäße Einformen der Temperierleitung in den Temperiermantel wird ein guter Wärmeübergang zwischen dem Tempe- riermantel und den Temperierleitungen gewährleistet, da ein ver¬ wendetes Temperiermittel in direktem bzw. vollem Kontakt mit dem Temperiermantel steht. Die Ausgestaltung der Temperierleitung wie auch die Verteilung dieser auf dem Temperiermantel ist durch die Einformung erfindungsgemäß einfacher und ohne separaten ho- hen konstruktiven Aufwand für eine gesonderte Temperierleitung möglich. Auf diese Weise kann der Temperaturgradient freier ein¬ gestellt werden, da keine Temperierleitungen an den Temperier¬ mantel angepasst werden müssen. Ein weiterer Vorteil der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung ist, dass der Temperiermantel nach der Einformung der Temperierleitung je nach Ausgestaltung des Pro¬ jektionsobjektives oder Teilen des Projektionsobjektives als ganzes umformbar ist. Auf diese Weise wird ein aufwändiges und schwieriges Umformen bzw. Biegen des Temperiermantels mit sepa¬ raten Temperierleitungen zur Anpassung an das Projektionsobjek- tiv, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, vermieden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgese¬ hen sein, dass der Temperiermantel zweiteilig ausgebildet ist, wobei in wenigstens ein Teilelement die Temperierleitung einge- formt und die Teilelemente über ein Klebemittel miteinander ver¬ bunden sind. Durch die Verbindung von zwei Teilelementen, welche den Temperiermantel bilden, mittels eines Klebemittels wird so- mit eine großflächige Verklebung ohne Festigkeitseinbuße ermög¬ licht. Da nur jeweils Stirnseiten des Temperiermantels mit der Umgebung bzw. der Umgebungsluft in Berührung kommen, ist ein Ausgasen der Klebefläche zwischen den beiden Teilelementen des Temperiermantels nur minimal, wodurch weniger Kontaminationen für die Projektionsbelichtungsanlage auftreten.
Die vorliegende Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Temperierleitung auf den Temperiermantel über einen Galvanisierungsprozess aufgeformt ist.
Erfindungsgemäß besteht damit eine weitere Möglichkeit zur Her¬ stellung eines Temperiermantels. Durch den erfindungsgemäßen Galvanisierungsprozess, insbesondere einer Galvanoformung, las- sen sich auch Temperiermäntel mit komplexen Geometrien herstel¬ len.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Ausführungsbei- spiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung nä¬ her erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung mit Funktionsweise eines Projektionsobjektives für die Mikrolithographie, wobei das Projektionsobjektiv Temperiermäntel auf¬ weist;
Figur 2 eine prinzipmäßige Darstellung eines Temperierman¬ tels mit einer eingebrachten Temperierleitung;
kigur ό einen vergrößerten Ausschnitt nach der Linie ffi-IE des in Figur 2 dargestellten Temperiermantels; Figur 4 eine alternative Ausführung des Temperierrαantels des in Figur 3 dargestellten Ausschnitts nach der
Linie IH-IE nach Figur 2;
Figur 5 eine prinzipmäßige Darstellung eines alternativen Temperiermantels mit Temperierleitungen in Verbin¬ dung mit einem Projektionsobjektiv;
Figuren 6a Eine prinzipmäßige Darstellungen von er-findungsge- bis βc mäßen Verfahrensschritten zur Herstellung eines Temperiermantels mit Temperierleitungen gemäß Figur 5 mittels eines Galvanisierungsprozesses;
Figur 7 einen prinzipmäßigen Aufbau einer EUV-Projektions- belichtungsanlage mit einer Lichtquelle, einem Be¬ leuchtungssystem und einem Projektionsobjektiv.
In Figur 1 ist prinzipmäßig eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Projektionsobjektiv 1 für die Mikrolithographie zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dargestellt.
Die Projektionsbelichtungsanlage weist ein Beleuchtungssystem 2 mit einem nicht dargestellten Laser als Lichtquelle auf. In ei¬ ner Objektivebene der Projektionsbelichtungsanlage befindet sich ein Reticle 3, dessen Struktur auf einem unter dem Projektions- objektiv 1 angeordneten Wafer 4, der sich in einer Bildebene be¬ findet, in einem entsprechend verkleinerten Maßstab abgebildet werden soll.
Das Projektionsobjektiv 1 weist ein erstes vertikales Objektiv- teil Ia und ein zweites horizontales Objektivteil Ib auf. In dem Objektivteil Ib sind mehrere Linsen 5 und ein Konkavspiegel 6, welche zusammen eine Baugruppe 70 bilden und in einem Objektiv¬ gehäuse 7 des Objektivteiles Ib angeordnet sind, vorgesehen. Zur Umlenkung eines Projektionsstrahlenbündels, welches hier nur durch einen Pfeil gekennzeichnet ist, von dem vertikalen Objek- tivteil Ia mit einer vertikalen optischen Achse 8 in das hori¬ zontale Objektivteil Ib mit einer horizontalen optischen Achse 9 ist ein Strahlenteilerelement 10 vorgesehen, welches hier als Strahlenteilerwürfel ausgebildet ist. Nach Reflexion des Projek- tionsstrahlenbündels an dem Konkavspiegel 6 und einem nachfol¬ genden Durchtritt durch das Strahlenteilerelement 10 trifft die¬ ses auf einen ' Umlenkspiegel 11. An dem Umlenkspiegel 11 erfolgt eine Ablenkung des horizontalen Strahlengangs entlang der opti¬ schen Achse 9 wiederum in eine vertikale optische Achse 12. Un- terhalb des Umlenkspiegels 11 ist ein drittes vertikales Objek¬ tivteil Ic mit einer weiteren Linsengruppe 13 vorgesehen. Zu¬ sätzlich befinden sich im Strahlengang noch drei λ/4-Platten 14, 15 -und 16. Die λ/4-Platte 14 befindet sich in dem Projektionsob¬ jektiv 1 zwischen dem Reticle 3 und dem Strahlenteilerelement 10 hinter einer Linse oder Linsengruppe 17. Die λ/4-Platte 15 be¬ findet sich im Strahlengang des horizontalen Objektivteils Ib und die λ/4-Platte 16, welche mit der Linsengruppe 13 eine opti¬ sche Baugruppe 700 bildet, befindet sich in dem dritten Objek¬ tivteil Ic. Die drei λ/4-Platten 14, 15, 16 dienen dazu, die Po- larisation einmal vollständig zu drehen, wodurch unter anderem Strahlenverluste minimiert werden.
Weiterhin sind in Figur 1 Temperiermäntel 18 dargestellt. Diese dienen zur Kühlung von Elementen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Projektionsobjektiv 1 mit mehreren Temperiermänteln 18 versehen, wobei das Projektionsobjektiv 1 möglichst ganzflächig temperiert werden soll. Um die optischen Baugruppen 10, 11, 70 und 700 thermisch stabil zu halten, wird eine Belastung dieser durch die Umgebung mittels der Temperiermäntel 18 ferngehalten. Zur Vermeidung einer Erwärmung des Projektionsobjektives 1 von innen, beispielsweise durch Absorption der optischen Elemente 5, 6, 10, 13, 15 und 16, können zusätzlich noch innere Temperier¬ mäntel 18' für die einzelnen Elemente vorgesehen werden. Ther¬ misch besonders sensible Bereiche, wie z.B. der Spiegel 6 oder der Umlenkspiegel 11, des Projektionsobjektives 1 können auch mechanisch und thermisch getrennt mit Temperiermäntel 18' und mit einem eigenen Temperierkreislauf versehen werden. Die Befes- tigung der Temperiermäntel 18 an dem Projektionsobjektiv 1 wie auch an einzelnen Teilen und Elementen des Projektionsobjektivs 1 kann in üblicher bekannter Weise erfolgen.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen werden der Aufbau und die Herstellung eines Temperiermantels 18 näher beschrieben.
In Figur 2 ist prinzipmäßig ein Ausschnitt eines Temperierman¬ tels 18 dargestellt. In den Temperiermantel 18 ist eine Tempe- rierleitung 19 eingeformt, welche ein Temperiermittel (ein Gas oder eine Flüssigkeit) zur Temperierung, im vorliegenden Fall zur Kühlung, des Projektionsobjektives 1 aufweist. Der Tempe¬ riermantel 18 ist zweiteilig ausgebildet, d.h. der Temperierman¬ tel 18 weist ein erstes Teilelement 20 und ein zweites Teilele- ment 21 auf. In wenigstens eines der beiden Teilelemente 20 und/oder 21 sind über ein Trennverfahren, beispielsweise mittels eines Fräsverfahrens, Aussparungen zur Bildung der Temperierlei¬ tung 19 eingebracht. Die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigten Teilelemente 20, 21 sind zur leichteren Erkennung der Temperier- leitung 19 transparent dargestellt.
In Figur 3 ist ein Längsschnitt nach der Linie III-III nach Fi¬ gur 2 durch den Temperiermantel 18 prinzipmäßig dargestellt, wo¬ bei die Temperierleitung 19 nur in das Teilelement 20 einge- bracht ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass die Temperierleitung 19 nur in das Teilelement 21 oder aber auch in beide Teilelemente 20 und 21 eingebracht ist. Die beiden Teil¬ elemente 20 und 21 sind derart miteinander verbunden, dass ein wenigstens annähernd vollflächiger Kontakt zwischen den Teilele- menten 20 und 21 vorliegt. Dies kann beispielsweise durch Ver¬ kleben der Teilelemente 20, 21 mittels eines Klebemittels 22 er¬ folgen. Eine derartige großflächige Verklebung gewährleistet ei¬ ne hohe Festigkeit zwischen den Teilelementen 20 und 21. Klebe¬ flächen der beiden Teilelemente 20 und 21 treten dabei nur an Stirnseiten 23 mit der Umgebung bzw. mit der Umgebungsluft in Verbindung, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass weniger Klebe¬ fläche ausgasen und zu Kontaminationen führen kann. Ein Vorteil des wenigstens annähernd vollflächigen Kontakts zwischen den Teilelementen 20 und 21 ist außerdem der sehr gute Wärmeüber¬ gang.
In Figur 4 ist eine alternative Möglichkeit zur Verbindung der Teilelemente 20 und 21 dargestellt. In diesem Ausführungsbei¬ spiel wird die Temperierleitung 19 durch Aussparungen in beiden Teilelementen 20, 21 des Temperiermantels 18 gebildet. Anstatt einer Verklebung der beiden Teilelemente 20 und 21 miteinander, werden hier die beiden Teilelemente 20, 21 über ein alternatives Verbindungsverfahren, z.B. Löten, verbunden. Hierbei werden Lote 24 auf jedes der Teilelemente 20 und 21 ohne Zufuhr von Wärme, d.h. in kaltem Zustand, aufgewalzt. Danach werden beide Teilele¬ mente 20 und 21 aufeinander gefügt und durch Erhitzen, wodurch die beiden Lote 24 mit den Teilelementen 20 und 21 verschmelzen, miteinander verbunden. Aus Gründen einer guten Wärmeleitfähig¬ keit ist Aluminium als Material für die beiden Teilelemente 20, 21 bevorzugt. In geeigneter Weise lässt sich Aluminium auch ohne Flussmittel im Vakuum verlöten. Auf diese Weise besteht eben- falls eine wenigstens annähernd vollflächige Verbindung zwischen den beiden Teilelementen 20 und 21 mit hoher Festigkeit. Selbst¬ verständlich können im Bedarfsfall auch andere Materialien für die Teilelemente 20 und 21 eingesetzt werden.
Ein Vorteil der Verfahren nach Figur 3 und Figur 4 ist, dass der Temperiermantel 18 nach Einbringung der Temperierleitungen 19 als Gesamtelement je nach Ausführung des zu temperierenden Ge¬ genstandes oder Elements umgeformt werden kann. Ein weiterer Vorteil des so erzeugten Temperiermantels 18 liegt in einem sehr guten Wärmeübergang, da das Temperiermittel in direktem bzw. vollem Kontakt mit dem Temperiermantel 18 steht. Die Ausgestal¬ tung der Temperierleitung 19 wie auch die Verteilung dieser auf dem Temperiermantel 18 kann vielfältig sein bzw. gestaltet wer¬ den, da die Temperierleitung 19 weder in einem separaten Herstellungs- bzw. Arbeitsgang auf noch an dem Temperiermantel 18 aufgebracht bzw. angepasst werden muss. Von Vorteil sind jedoch runde, einen gleichmäßigen Querschnitt aufweisende Temperierleitungen ohne enge Radien und Knickstel¬ len, wodurch weniger Geräusche durch den Temperiermittelfluss auftreten und sich somit keine Vibrationen auf die Optik über- tragen. Weiterhin sollte eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Temperierleitung oder der Temperierleitungen über die Man¬ telfläche angestrebt werden, damit eine gleichmäßige Temperatur¬ verteilung über der Mantelfläche vorliegt. Bei ebenen Flächen bzw. flächigen Optiken können Temperierleitungen schlangenförmig in dem Temperiermantel eingebracht sein. Bei runden Optiken, wie beispielsweise dem Projektionsobjektiv 1, ist eine spiralförmige Anordnung von ein oder mehreren Temperierleitungen zum Erreichen einer gleichmäßigen Temperaturverteilung am vorteilhaftesten.
Figur 5 zeigt ein Projektionsobjektiv 25, welches von einem Tem¬ periermantel 26 umgeben ist. Der Temperiermantel 26 kann dabei in bekannter Weise außenseitig an dem Projektionsobjektiv 25 an¬ gebracht sein. Temperierleitungen 27 sind in diesem alternativen Ausführungsbeispiel auf den Temperiermantel 26 aufgeformt. Die Aufformung der Temperierleitungen 27 erfolgt über einen Galvani- sierungsprozess, insbesondere eine Galvanoformung. In Figur 5 weisen die Temperierleitungen Anschlüsse 30 auf, welche mit Lei¬ tungen 31 gekoppelt sind, welche wiederum mit einer Temperier- mittelversorgungs- und Kontrolleinheit 32 verbunden sind. Wei- terhin führen die Temperierleitungen 27 zu einem Verteileran- schluss 33, welcher mit einer Leitung 34 zum Abtransport des Temperiermittels zu einer Ablauf- und Kontrolleinheit 35 verbun¬ den ist.
Nachfolgend soll anhand der Figuren 6a, 6b und 6c der Prozess der Galvanoformung zur Bildung bzw. Herstellung einer Temperier¬ leitung 27 auf dem Temperiermantel 26 näher erläutert werden.
Zur Herstellung der Temperierleitung 27 auf dem Temperiermantel 26 wird gemäß Figur 6a auf den Temperiermantel 26 eine Formmasse 28 derart aufgebracht, dass die Formmasse 28 einen inneren Quer¬ schnitt der Temperierleitung 27 bildet. Als Formmasse 28 kann beispielsweise mit Graphit gefülltes Wachs, metallisch gefüllte Kunststoffe oder ein anderes elektrisch leitendes, sehr gut zu bearbeitendes Material verwendet werden. Die Formmasse 28 kann beispielsweise mittels eines thermisch instabilen Klebemittels 36 auf den Temperiermantel 26 aufgebracht und je nach Ausgestal¬ tung des Querschnittes und des vorgesehenen Verlaufs der Tempe¬ rierleitung 27 modelliert werden. Auch selbsthaftende Formmassen können eingesetzt werden.
Gemäß Figur 6b wird der Temperiermantel 26 mit der Formmasse 28, welche elektrisch leitend ist, in ein galvanisches Bad, gestri¬ chelt mit dem Bezugszeichen 37 dargestellt, eingebracht. Dabei werden die mit einer Metallschicht zu überziehenden Gegenstände, hier der Temperiermantel 26 und die Formmasse 28, als Kathode geschaltet. An dem Temperiermantel 26 und der Formmasse 28 als Kathode entladen sich dann die Metall-Ionen einer verwendeten Metallsalzlösung und scheiden sich als Schicht ab. Die Abschei- dungsbedingungen, wie Zusammensetzung des Elektrolyten, kathodi¬ sche Stromdichte, Elektrolyt-temperatur und Elektrolytzirkulati- on sowie Galvanisierdauer, werden derart gewählt, dass der abge¬ schiedene Metallüberzug ein anwendungsgerechtes Eigenschaftspro¬ fil aufweist. Auf diese Weise werden die Formmasse 28 wie auch der Temperiermantel 26 mit einer galvanischen Schicht 29 überzo¬ gen. Die galvanische Schicht 29 kann beispielsweise aus Nickel gebildet werden, wobei selbstverständlich auch andere Metalle, wie beispielsweise Kupfer, Zinn, Aluminium oder Kombinationen von mehreren Metallen zur Bildung der galvanischen Schicht 29 verwendet werden können.
Nach Erreichen der gewünschten Schichtdicke der galvanischen Schicht 29 auf dem Temperiermantel 26 bzw. auf der Formmasse 28 wird der Temperiermantel 26 aus dem galvanischen Bad entnommen. Zur Bildung der Temperierleitung 27 wird die Formmasse 28 ent¬ fernt, wodurch eine Aussparung entsteht. Das Entfernen der Form- masse 28 kann beispielsweise durch Erwärmen, wenn z.B. als Form¬ masse 28 ein Wachs eingesetzt wird, durch Auswaschen, wenn die Formmasse 28 wasserlöslich ist, oder auch durch Ätzen erfolgen. Figur 6c zeigt den Temperiermantel 26 mit einer auf diese Weise entstandenen Temperierleitung 27, durch welche zur Kühlung des Projektionsobjektivs 26 nach der Figur 5 oder von Teilen des Projektionsobjektives 1 in der Halbleiterlithographie das Tempe¬ riermittel fließen kann.
Mittels diesem Galvanisierungsprozess lassen sich auch Tempe¬ riermäntel mit komplexen Geometrien herstellen, da nur die zu verarbeitende Formmasse 28 zur Bildung einer Temperierleitung 27 bearbeitet werden muss und die Bearbeitung sehr einfach erfolgen kann.
Die Temperiermäntel 18, 18' und 26 können zur Kühlung oder auch zur Erwärmung eines Projektionsobjektives, einzelner optischer Elemente oder auch mechanischer Elemente mit erhöhter Wärmeer¬ zeugung eingesetzt werden.
In der Figur 7 ist eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage 40 mit einer Lichtquelle 41, einem EUV-Beleuchtungssystem 42 zur Aus¬ leuchtung eines Feldes in einer Objektebene 43, in welcher eine Struktur tragende Maske angeordnet ist, sowie einem Projektions¬ objektiv 44 mit einem Gehäuse 44a und einem durch mehrere Um¬ lenkspiegel 48 vorgegebenen Strahlenverlauf 45 zur Abbildung der strukturtragenden Maske in der Objektebene 43 auf ein lichtemp¬ findliches Substrat 46 zur Herstellung von Halbleiterbauelemen¬ ten dargestellt. Das EUV-Beleuchtungssystem 42 weist in vorteil¬ hafter Weise eine Kollektoreinheit 47 auf der zur Lichtquelle 41 gerichteten Seite auf, um die von der Lichtquelle 41 erzeugte Strahlung zu bündeln.
Auch bei der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 40 können Teile des Objektivgehäuses 44a oder das gesamte Gehäuse ebenso wie op¬ tische Elemente im Inneren des Projektionsobjektives 44 mit ei- nem Temperiermantel 18 bzw. 18' versehen sein. Gleiches gilt für die Kollektoreinheit 47, die für die Kollektion der von der Lichtquelle 41 abgegebenen Strahlung vorgesehen ist. Derartige Kollektoreinheiten werden für ein Beleuchtungssystem in Wellenlängen ≤ 193 IM verwendet und sind grundsätzlich allge¬ mein bekannt. Hierzu wird beispielsweise auf die DE 102 14 259 Al und die ältere US-Provisional-Anmeldung Serial No. 60/695,932 verwiesen, deren Inhalte zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung zählen sollen.
Neben einer Kühlung der optischen Elemente, wie zum Beispiel Linsen und Spiegel können auch weitere mechanische Teile, die temperaturempfindlich sind mit einem Temperiermantel 18' verse¬ hen werden.
Neben den im Projektionsobjektiv 44 angeordneten Umlenkspiegeln 48 können selbstverständlich auch im EÜV-Beleuchtungssystem 42 angeordnete optische Elemente, wie Spiegel und andere mechani¬ sche Teile durch einen Temperiermantel 18' temperiert werden. Dies gilt zum Beispiel für Blendenelemente 49, wie dies in Figur 7 schematisch im Beleuchtungssystem 42 angedeutet worden ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Temperierung von Elementen, insbesondere zur Temperierung eines Projektionsobjektivs oder von Teilen ei- nes Projektionsobjektivs in der Halbleiterlithographie, mit einem Temperiermantel, der mit wenigstens einer Temperier¬ leitung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die we¬ nigstens eine Temperierleitung (19) in den Temperiermantel (18) eingeformt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperiermantel (18) zweiteilig ausgebildet ist, wobei in wenigstens ein Teilelement (20,21) Aussparungen zur Bil¬ dung der Temperierleitung (19) eingeformt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (20,21) derart miteinander verbunden sind, dass ein wenigstens annähernd vollflächiger Kontakt zwischen den Teilelementen (20,21) vorliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (20,21) über . ein Klebemittel (22) mit¬ einander verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (20,21) über Löten miteinander verbun¬ den sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (20,21) des Temperiermantels (18) aus Alu¬ minium gebildet sind.
7. Vorrichtung zur Temperierung von Elementen, insbesondere zur Temperierung eines Projektionsobjektivs oder von Teilen ei- nes Projektionsobjektivs in der Halbleiterlithographie, mit einem Temperiermantel, der mit wenigstens einer Temperier¬ leitung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die we- nigstens eine Temperierleitung (27) auf den Temperiermantel (26) über einen Galvanisierungsprozess aufgeformt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierleitung (27) über eine Formmasse (28) auf den
Temperiermantel (26) aufgebracht ist, wobei der Temperier¬ mantel (26) und die Formmasse (28) mit einer galvanischen Schicht (29) überzogen sind, und wobei nach dem Galvanisie¬ rungsprozess die Formmasse (28) aus der Temperierleitung (26) entfernbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse (28) ein graphitgefülltes Wachs oder ein me¬ tallisch gefüllter Kunststoff ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Temperiermantel, der mit we¬ nigstens einer Temperierleitung versehen wird, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die wenigstens eine Temperierleitung (19) in den Temperiermantel (18) eingeformt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierleitung (19) über ein Trennverfahren, insbesondere Fräsen, in den Temperiermantel (18) eingebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperiermantel (18) aus zwei Teilelementen (20,21) gefer¬ tigt wird, 'wobei in wenigstens ein Teilelement (20,21) die Temperierleitung (19) eingeformt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (20,21) über ein Klebemittel (22) vollflächig miteinander verbunden werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (20,21) über ein Lötverfahren miteinander verbunden werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (20,21) über auf den Teilelementen (20,21) auf¬ gewalzte Lote (24) miteinander verbunden werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (20,21) aus Aluminium hergestellt werden, wobei die Teilelemente (20,21) über auf den Teilelementen (20,21) aufgewalzte Lote (24) miteinander verbunden werden.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lote (24) in einem kalten Zustand auf die Teilele¬ mente (20,21) aufgebracht und durch Erhitzen miteinander verbunden werden.
18. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, mit einem Temperiermantel, der mit we¬ nigstens einer Temperierleitung versehen wird, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die wenigstens eine Temperierleitung (27) auf den Temperiermantel (26) über Galvanisieren aufgeformt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Temperiermantel (26) eine Formmasse (28) derart aufge- bracht wird, dass die Formmasse (28) einen inneren Quer¬ schnitt der Temperierleitung (27) bildet, wobei anschließend auf den Temperiermantel (26) und die Formmasse (28) eine galvanische Schicht (29) aufgebracht wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der galvanischen Schicht (29) auf den Temperiermantel (26) und auf die Formmasse (28) die Formmas¬ se (28) entfernt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Formmasse (28) über Erwärmen, Auswaschen oder Ätzen erfolgt.
22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Foritimasse (28) über ein thermisch instabiles Klebemittel auf den Temperiermantel (26) aufgebracht wird.
23. Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie, mit we¬ nigstens einem Temperiermantel, welcher zur Kühlung eines Objektivgehäuses, von Teilen eines Objektivgehäuses oder von optischen und mechanischen Elementen vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Temperiermantel wenigstens eine Tempe¬ rierleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die we¬ nigstens eine Temperierleitung (19) in den Temperiermantel (18) eingeformt ist.
24. Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie, mit we¬ nigstens einem Temperiermantel, welcher zur Kühlung eines Objektivgehäuses, von Teilen eines Objektivgehäuses oder von optischen und mechanischen Elementen vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Temperiermantel wenigstens eine Tempe- rierleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die we¬ nigstens eine Temperierleitung (27) auf den Temperiermantel (26) über einen Galvanisierungsprozess aufgeformt ist.
25. Projektionsobjektiv nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich- net, dass die Temperierleitung (27) über eine Formmasse (28) auf den Temperiermantel (26) aufgebracht ist, wobei der Tem¬ periermantel (26) und die Formmasse (28) mit einer galvani¬ schen Schicht (29) überzogen ist, und wobei nach dem Galva¬ nisierungsprozess die Formmasse (28) aus der Temperierlei- tung (26) entfernbar ist.
26. Projektionsobjektiv nach Anspruch 23 oder 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die zu temperierenden optischen und me¬ chanischen Elemente Linsen (5,13), Spiegel (6,11,48), Strah- lenteilerwürfel (10) und Blenden (49) sind.
27. EÜV-Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Lichtquelle, ei- nem Beleuchtungssystem und einem Projektionsobjektiv, mit wenigstens einem Temperiermantel, welche zur Kühlung eines Objektivgehäuses, von Teilen eines Objektivgehäuses oder von optischen und mechanischen Elementen vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Temperiermantel eine Temperierleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Temperierleitung (19) in den Temperiermantel (18) eingeformt ist.
28. EUV-Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Lichtquelle, ei¬ nem Beleuchtungssystem und einem Projektionsobjektiv, mit wenigstens einem Temperiermantel, welche zur Kühlung eines Objektivgehäuses, von Teilen eines Objektivgehäuses oder von optischen und mechanischen Elementen vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Temperiermantel eine Temperierleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Temperierleitung (27) auf den Temperiermantel (26) über ei¬ nen Galvanisierungsprozess aufgeformt ist.
29. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperiermantel (18) für eine Kollektoreinheit (47)' in dem Beleuchtungssys¬ tem (42) vorgesehen ist.
30. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperiermantel (18') für wenigstens einen im Projektionsobjektiv (44) ange¬ ordneten Spiegel (48) vorgesehen ist.
31. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperiermantel (18) für eine Blende (49) in dem Beleuchtungssystem (42) vor¬ gesehen ist.
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