WO2009013278A1 - Device for setting the temperature of an optical element - Google Patents
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- WO2009013278A1 WO2009013278A1 PCT/EP2008/059549 EP2008059549W WO2009013278A1 WO 2009013278 A1 WO2009013278 A1 WO 2009013278A1 EP 2008059549 W EP2008059549 W EP 2008059549W WO 2009013278 A1 WO2009013278 A1 WO 2009013278A1
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Definitions
- the present invention relates to a device for adjusting the temperature of an optical element, in particular of optical elements in objectives for microlithography, and to a lens with a corresponding device, preferably an illumination objective for microlithography.
- the optical elements used there such as mirror elements and the like
- high thermal loads are affected by the incident light.
- the optical element By a possible heating of the optical element, its optical properties can be changed, so that the imaging properties of the lens are impaired overall.
- uneven exposure of the optical element to light due to non-homogeneous light irradiation as well as inhomogeneous heat dissipation may result in addition to inhomogeneous temperature distributions on the optical element, so that the imaging properties of a lens with such an optical element can also be impaired thereby.
- the cooling element has cooling channels through which a cooling medium is passed in order to cool the optical element, preferably a mirror element.
- a cooling medium preferably a mirror element.
- An elastic element a so-called sponge element, is provided to dampen the vibrations.
- Such a cooling device is due to their design only very limited useable and also has the disadvantage that an uneven temperature distribution in the optical element can be generated by the dissipation of heat in a single direction, namely the direction of the cooling element.
- a device for temperature compensation for thermally loaded bodies such as, for example, mirror carriers for a projection objective in semiconductor lithography
- the corresponding device comprises a heat distribution body disposed on one side of the thermally stressed body, wherein a gap is provided between the thermally stressed body and the heat distribution body, which is filled with a fluid for mechanical decoupling and for thermal coupling. According to a development of this fluid performs a circulating flow movement, so that takes place on the surface of the thermally stressed body temperature compensation.
- a method and an apparatus for operating a micromechanical element is also known, wherein the micromechanical element may comprise pivotable micromirrors on a chip.
- the micromechanical element is cooled by a cooling device comprising, for example, a Peltier element, in order to avoid changes in the mirror elements due to the heat input.
- a cooling device comprising, for example, a Peltier element
- the chip with the mirror elements and the Peltier element used for cooling can be enclosed in an airtight housing which is evacuated or is filled with a dry gas. Again, there is the problem that can occur due to the one-sided cooling with the Peltier element temperature inhomogeneities.
- WO 03/093 167 a device for protecting a chip is also known, which in turn can aur loa variety of micromirrors.
- the chip is placed in a chamber with a window, the chamber being cleaned by means of a flushing gas of aggressive components, such as oxygen.
- a flushing gas of aggressive components such as oxygen.
- purge gas argon or a nitrogen-hydrogen mixture is used for this purpose.
- the device should be constructed so that the optical properties of the optical element are not impaired and the device is easy to manufacture and operate.
- the present invention is based on the finding that an avoidance or reduction of heating of an optical element by incident light thereby achieved is that the largest possible heat flow to dissipate the heat is provided or a low thermal resistance is set.
- This can be achieved according to the invention by providing a gas surrounding the optical element instead of the usually surrounding air, which gas has a suitable, in particular higher, thermal conductivity than air. If a different atmosphere is usually present in the objective or general imaging device or optical arrangement in which the optical element is to be used, a gas or generally medium having a higher thermal conductivity than this atmosphere can be used for heat dissipation. This ensures that the thermally loaded element is largely surrounded by a medium, which allows a good heat dissipation.
- the medium, in particular gas, which completely surrounds the optical element in addition to the uniform environment and heat dissipation in the optical element itself provides in itself for the best possible heat balance.
- a chamber which can receive the optical element and which includes a volume in which the medium can be taken up with higher thermal conductivity, in particular gas-tightly received.
- the corresponding chamber has at least one transparent cover, through which light can reach the optical element.
- reflective optical elements such as mirrors or mirror arrays and in particular multi-mirror arrays MMAs can be provided with a large number of small, adjustable mirrors which are arranged in one field.
- the device with the transparent cover chamber comprises at least one MMA as the corresponding optical element which is accommodated in the chamber.
- the application of heat dissipation by means of a surrounding medium and the arrangement of the medium and the optical element to be treated in a chamber is particularly advantageous for MMAs, since the small structures make uniform and effective heat dissipation very difficult.
- MMAs are to be understood in the context of the chamber to mean that in relation to the chamber the mirrors are small or much smaller and have only a fraction of the extent of the chamber. The fraction is correspondingly given by the number of MMA mirrors, which may range from a few to a few tens or hundreds to several thousands.
- the device with the transparent cover chamber comprises a single reflective element, in particular a mirror, as an optical element , which preferably by the
- Chamber is separated from other optical elements.
- the medium can be arranged motionless, that is static, in the chamber. This has the advantage that vibrations or vibrations of the optical element are avoided by a possible medium movement.
- the corresponding inlets and outlets for the medium in the chamber can be vorteilhafltgue be formed so that in the chamber results in a laminar flow, preferably tangentially or parallel to the main surfaces of the optical Element or the optically active surface of the optical element or the chamber walls.
- a corresponding laminar flow avoids that the optical element (s) are impaired by the flow in their imaging properties and, in particular, that vibrations are excited. If both the optical effect of a non-laminar flow and the resulting vibrations can be neglected, non-laminar flow, in particular turbulent flow, can also be used.
- the chamber of the device is designed so that a laminar flow of the medium tangentially or parallel to the main surface of the optical Elements, eg to the mirror surface of a reflective element or the mirror surfaces of a multi-mirror assembly MMA in parallel alignment of the mirror, or results in a chamber wall.
- a laminar flow of the medium tangentially or parallel to the main surface of the optical Elements eg to the mirror surface of a reflective element or the mirror surfaces of a multi-mirror assembly MMA in parallel alignment of the mirror, or results in a chamber wall.
- This can be achieved for example by the above-mentioned arrangement of the inlets and outlets.
- convection can occur, which brings the arrangement and shaping in the chamber to a laminar flow, in particular in the region between the transparent cover and the optical element.
- the chamber volume can be fixed or variable. Through a variable chamber volume, the heat conduction conditions can be changed and adapted to the respective application.
- the chamber may be designed so that the volume enclosed by the chamber can be adjusted variably, ie adjusted. This allows the amount of medium, its pressure, the length of the heat conduction paths, etc. changed and thus the varnishleitbedin- conditions are set.
- a device can thus be provided with which the heat conduction conditions or the temperature setting conditions can be changed.
- a device may not only comprise means for changing the volume of the chamber, but various means, such as e.g. also heating devices, cooling devices, etc., which may preferably be arranged on a chamber wall.
- various means such as e.g. also heating devices, cooling devices, etc., which may preferably be arranged on a chamber wall.
- chamber walls may be flexible or adjustable, wherein by a corresponding adjustment of chamber walls and the distance of the chamber walls to the optical element or the optically active surfaces of the optical element can be changed. This also influences the heat conduction and heat dissipation, so that optimal conditions can be set by appropriate changes for the respective application.
- the heat transport path can be shortened when z. B. in the vicinity of the chamber wall, a heat sink is present. This results in a low thermal resistance and thus good heat dissipation despite mechanical decoupling.
- a media reservoir in a variable chamber volume, it may be advantageous to provide a media reservoir, so that when an enlargement of the chamber corresponding medium refilled or can be taken in a reduction of the chamber volume excess medium.
- in gaseous media can be ensured in this way that the pressure conditions in the chamber can be kept constant.
- the optical element may be completely surrounded by the chamber, or the chamber wall may be partially formed by the optical element or components thereof.
- the board or the substrate on which the mirror array is disposed may be part of the chamber wall. It is advantageous, however, that a large part of the optical element, which is thermally stressed, is surrounded by the medium in the chamber.
- Cooling and / or heating devices can be provided on or in the chamber, in particular spatially distributed, by means of which the heat removal can be intensified and / or the temperature compensation can be corrected if necessary.
- Suitable cooling and / or heating means are all conceivable means, in particular ducts through which cooling media pass, Peltier elements, electrical heating elements and the like.
- the corresponding cooling and / or heating devices must again be transparent in this case, even with the wavelength of light used, whereby external cooling channels for passing cooling media, such as gases and liquids, can be created, for example, by a double-layer, transparent cover.
- Transparent heating elements can be formed by conductive transparent layers, such as indium tin oxide (ITO) layers or strips.
- a laminar flow of the cooling medium is advantageous since this can prevent a deterioration of the optical imaging properties due to streaking or the like.
- heaters have surprisingly been found to be advantageous in connection with the heat dissipation chamber according to the invention, since by means of the heaters equalization of the temperature of the optical element can be achieved. Since a good heat dissipation is ensured by the surrounding medium at the same time, the additional contribution of heat energy, which could be supposedly disadvantageous, is not critical. Accordingly, according to another aspect of the present invention, for which, independently and in combination with other aspects of the present invention, fmdung protection is sought, a chamber with transparent cover and heat dissipation medium and at least one heating proposed.
- One or more temperature sensors may be provided on or in the chamber or on the optical element in order to detect the temperatures and in particular the temperature distribution.
- the detected temperatures can in turn be used via a control and / or regulating unit for setting the temperature or control / regulation of the cooling and / or heating elements.
- Figure 1 is a sectional view of a first embodiment of an inventive
- Figure 2 is a sectional view of a second embodiment of the device according to the invention.
- Figure 3 is a sectional view of a third embodiment of the device according to the invention.
- Figure 4 is a sectional view of a fourth embodiment of an inventive
- FIG. 5 shows a sectional view of a fifth embodiment of a device according to the invention
- the chamber 1 shows a schematic sectional view of a chamber 1, which encloses a volume 7, in which an optical element 4 is arranged.
- the chamber 1 has a transparent cover 2, which is formed for example from calcium fluoride (CaF 2 ).
- the transparent cover 2 can be adapted to the light used in order to provide the greatest possible transparency for the wavelength used.
- the optical element 4 which is shown only schematically in Figure 1, may be a single mirror element or an array of a plurality of mirrors, in particular in the form of a so-called.
- Multi-mirror array A multi-mirror array has a multiplicity of mirrors arranged in rows and columns, which are arranged movably, in particular pivotably, on a circuit board or a substrate.
- the board or the substrate comprises corresponding actuators and control electronics, which allows the adjustment or adjustment of the mirror.
- the substrate or the circuit board may be part of the chamber wall, so that only the adjustable mirror elements are accommodated in the chamber volume 7. Alternatively, however, the entire multi-mirror array with a corresponding control board can be accommodated in the chamber volume 7. Accordingly, a bottom plate 3 is then provided as a chamber wall.
- the optical element 4 in particular in the form of a multi-mirror array, can be connected to an external control and / or regulating unit via corresponding control and / or signal lines, which are passed through passages (not shown) of the chamber wall be (not shown).
- a reinforced, uniform as possible temperature dissipation through the gas chamber 7 causes by the inventive device, which in the illustrated embodiment is formed by helium.
- a heat flow from the optical element 4 can be adjusted via the gas space 7 into the chamber walls and to correspondingly connected cooling devices. Since the gas largely surrounds the optical element, moreover, homogenization of the temperature distribution via the optical element 4 is also achieved.
- the chamber 1 is equipped with cooled side panels 5 and 6, which allow heat dissipation.
- the side parts 5 and 6 of the chamber 1 can be traversed by cooling channels, through which a corresponding cooling medium, such as a cooling gas or a cooling liquid, is passed.
- the corresponding cooling medium can be cooled in an additional external cooling device (not shown).
- heating means can also be provided so that the optical element can be kept at a constant temperature or a temperature homogenization can be set.
- Figure 2 shows in a similar representation to that of Figure 1 a modified embodiment of the device according to the invention, in which similar or identical components are provided with the same reference numerals. In this respect, one is unnecessary repeated description and reference is made in this regard to the description of the embodiment of Figure 1.
- the embodiment of Figure 2 differs from that of Figure 1 to the effect that different side parts 9 and 10 are provided.
- a gas reservoir 11 is provided in the apparatus of Figure 2, which is connected via a line 13 with the gas volume enclosed by the chamber 1 7.
- the line 13 can be closed by a valve 12.
- the valve 12 can be opened, so that from the gas reservoir 11 gas can flow into the gas volume 7 or can be sucked out of this to keep the pressure constant.
- the embodiment of FIG. 3 has a gas inlet 17 and gas outlet 18 , which allow an interval-like and / or continuous flushing of the gas volume 7.
- the advantage of the static, closed gas volume 7 is that vibrations of the optical element 4 are avoided by gas movements
- the advantage of the embodiment of Figure 3 is that the chamber 1 no such must meet high requirements in terms of gas-tightness, since by the constant supply and removal of gas small losses of gas due to leaks are negligible.
- gas inlet and outlet 17, 18 it is advantageous to be arranged in the chamber 1, that turbulence can be avoided , In particular, it is advantageous if the laminar gas flow is parallel to the optically active surface of the optical element 4 or parallel to the walls of the chamber 1. Accordingly, it is advantageous to provide either the gas inlet 17 or the gas outlet 18 on the same side part 16, so that the gas flow can run along the chamber walls and the optical element 4 is arranged in the middle of the annular gas flow. Alternatively, gas inlet 17 and gas outlet 18 can also be provided on the opposite side parts 16 and 15, so that a linear gas flow results from the gas inlet 17 to the opposite gas outlet 18.
- the embodiment of Figure 3 differs from those of Figures 1 and 2 in that the substrate 14 on which the optical element 4 is arranged forming a part of the chamber wall.
- an additional cooling device 19 in the form of a Peltier element or an external water cooling is provided in the region of the bottom plate of the chamber 1 and the substrate 14, so that in particular, as indicated by the arrow of the optical element 4, a heat flow over the Substrate 14 results in the cooling device 19.
- 4 shows a fourth embodiment of the device according to the invention, again similar or identical components are provided with the same reference numerals.
- the embodiment of FIG. 4 represents a combination of the embodiments of FIGS. 2 and 3.
- the gas volume 7 can be adapted by means of variably formed side parts 15 'and 16'.
- the side parts 15 'and 16' corresponding flexible elements 30 and 31, z. B. in the form of a bellows or the like.
- FIG. 5 shows a fifth embodiment of the device according to the invention in a similar representation as that of the embodiments of Figures 1 to 4. Again, it is true that similar or identical components are provided with identical reference numerals, wherein a repeated description is omitted ,
- FIG. 5 differs from that of Figure 3 in that instead of a cooling device 19 on the back of the optical element 4, ie opposite the optically active surface, a cooling device in the region or adjacent the transparent cover 2 is provided ,
- a further transparent cover 20 is mounted at a distance from the transparent cover 2, so that a cooling channel 21 or more cooling channels are formed therebetween.
- a purge stream of a gaseous or liquid cooling medium can be passed, so that, in particular, a heat flow from the optically active surface of the optical element 4 through the transparent cover 2 results.
- heating elements 23 are provided on the chamber, which can be used in particular for the homogenization of the temperature distribution.
- the heating elements 23 may additionally or alternatively also be provided in the chamber 1.
- transparent heating elements 23 are provided on the outside of the transparent cover 2 in the region of the cooling channel 21.
- Such transparent heating elements may be formed, for example, by transparent, electrically conductive layers, such as, for example, indium tin oxide (ITO), so that electrical heating elements result.
- the heating elements 23 as well as the cooling channels 21 are spatially distributed on the outside of the chamber 1 or provided in the chamber walls to distributed by targeted heating or cooling at individual locations on the chamber wall to achieve a temperature compensation.
- a control and / or regulation with a control and / or regulating unit are also provided in or on the chamber 1, not shown in detail temperature sensors. For the temperature measurement in particular a non-contact temperature measurement via a pyrometer is conceivable.
- the purge stream is also adjusted so that a time-stationary and in the optically relevant area largely homogeneous temperature and velocity profile is formed. This avoids that streaking in the cooling medium causes impairment of the optical image.
- a device for adjusting the temperature of an optical element in a microlithography imaging device comprising a chamber (1) with at least one transparent cover (2), and wherein in the chamber (1) an arrangement of a plurality of smaller, adjustable Mirror (Multi Mirror Array MMA) and a medium for heat dissipation is provided.
- a chamber (1) with at least one transparent cover (2) wherein in the chamber (1) an arrangement of a plurality of smaller, adjustable Mirror (Multi Mirror Array MMA) and a medium for heat dissipation is provided.
- Multi Mirror Array MMA Multi Mirror Array MMA
- Apparatus according to embodiment 1 or 2 wherein the medium is gas, wherein the gas in particular helium, nitrogen and / or air comprises.
- the chamber is a closed or encapsulated chamber. 6. Device according to one of embodiments 1 to 3, wherein the chamber has at least one medium inlet (17) and at least one medium outlet (18), wherein the medium inlet and medium outlet in the chamber (1) are arranged such that a laminar medium flow sets, which is tangential or nearly parallel with respect to the MMA.
- the transparent cover (2) comprises an optical glass, quartz, an optical crystal and / or CaF 2 .
- a substrate (14), on which the MMA or the mirrors are arranged, is part of the chamber wall.
- cooling means (19) comprise at least one chamber wall arranged channels for cooling media and / or Peltier elements.
- cooling media are gases or liquids which are adjustable in their temperature.
- heating means comprise transparent heating elements (23).
- a device for adjusting the temperature of an optical element in an imaging apparatus for microlithography wherein a chamber (1) for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2) is provided, wherein in the chamber (1) a medium is provided for heat dissipation and wherein at least one chamber wall has an adjustable means for changing the heat conduction within the chamber.
- An apparatus for adjusting the temperature of an optical element in an imaging apparatus for microlithography wherein a chamber (1) is provided for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2), wherein in the chamber (1) a medium for heat dissipation is provided and wherein the volume enclosed by the chamber (1) is variably adjustable.
- An apparatus for adjusting the temperature of an optical element in a microlithography imaging apparatus wherein a chamber (1) is provided for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2), wherein in the chamber (1) a medium for heat dissipation is provided and the chamber is formed so that a laminar flow of the medium results tangentially or parallel to the main surface of the optical element or a chamber wall.
- a device for adjusting the temperature of an optical element in an imaging device for microlithography wherein a chamber (1) for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2) and at least one heating device is provided, wherein in Chamber (1) a medium for heat dissipation is provided.
- Device for adjusting the temperature of an optical element in a microlithographic imaging device comprising a chamber (1) with at least one transparent cover (2) and a reflective element, wherein in the chamber (1) a medium for heat dissipation is provided.
- the medium has a relation to the ambient atmosphere higher thermal conductivity, in particular higher thermal conductivity than air.
- the medium is gas, wherein the gas in particular comprises helium, nitrogen and / or air.
- Medium inlet and medium outlet in the chamber (1) are arranged so that a laminar medium flow is established, which is tangential or nearly parallel with respect to the optical element (4).
- Device according to one of the embodiments 19 to 32 wherein at least one or more at least partially transparent to light of certain wavelength chamber walls (2) in their distance from the optical element (4) or the optically active surfaces are adjustable.
- 34. The device according to one of the embodiments 19 to 33, wherein a with the chamber (1) connectable medium reservoir (11) is provided.
- 35. Device according to one of the embodiments 19 to 34, wherein the transparent cover (2) comprises an optical glass, quartz, an optical crystal and / or CaF 2 .
- cooling means (19) comprise at least one chamber wall arranged channels for cooling media and / or pelleting elements.
- cooling media are gases or liquids which are adjustable in their temperature.
- Lens in particular illumination objective for microlithography with an objective space with an objective atmosphere and with at least one device according to one of the preceding embodiments.
Abstract
The present invention relates to a device for setting the temperature of an optical element, in particular of optical elements in objectives for microlithography, wherein provision is made of a chamber (1) for receiving at least one optical element, in particular a mirror arrangement composed of a multiplicity of small, adjustable mirrors arranged in an array (Micro Mirror Array MMA) (4) with at least one transparent covering (2), wherein a medium having a higher thermal conductivity than air is provided in the chamber (1), and also relates to an objective, in particular an illumination objective for microlithography with a corresponding device.
Description
VORRICHTUNG ZUR TEMPERATUREINSTELLUNG EINES OPTISCHEN ELEMENTS DEVICE FOR TEMPERATURE ADJUSTMENT OF AN OPTICAL ELEMENT
[0001] HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
[0003] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements insbesondere von optischen Elementen in Objektiven für die Mikrolitho- graphie sowie ein Objektiv mit einer entsprechenden Vorrichtung, vorzugsweise ein Beleuchtungsobjektiv für die Mikrolithographie.[0003] The present invention relates to a device for adjusting the temperature of an optical element, in particular of optical elements in objectives for microlithography, and to a lens with a corresponding device, preferably an illumination objective for microlithography.
[0004] STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
[0005] Bei Hochleistungsobjektiven, wie sie beispielsweise als Beleuchtungs- oder Projektionsobjektive bei der Mikrolithographie für die Herstellung von Halbleiterbauelementen eingesetzt werden, unterliegen die dort verwendeten optischen Elemente, wie beispielsweise Spiegelelemente und dergleichen, hohen thermischen Belastungen durch das eingestrahlte Licht. Durch eine mögliche Erwärmung des optischen Elementes können dessen optische Eigenschaften verändert werden, so dass die Abbildungseigenschaften des Objektivs insgesamt beeinträchtigt werden. Darüber hinaus kann es durch eine ungleichmäßige Belastung des optischen Elementes mit Licht durch nicht homogene Lichteinstrahlung sowie eine inhomogene Wärmeabfuhr zusätzlich zu inhomogenen Temperaturverteilungen am optischen Element kommen, so dass auch dadurch die Abbildungseigenschaften eines Objektivs mit einem derartigen optischen Element beeinträchtigt werden können.In high-performance lenses, such as those used as illumination or projection lenses in microlithography for the production of semiconductor devices, the optical elements used there, such as mirror elements and the like, high thermal loads are affected by the incident light. By a possible heating of the optical element, its optical properties can be changed, so that the imaging properties of the lens are impaired overall. In addition, uneven exposure of the optical element to light due to non-homogeneous light irradiation as well as inhomogeneous heat dissipation may result in addition to inhomogeneous temperature distributions on the optical element, so that the imaging properties of a lens with such an optical element can also be impaired thereby.
[0006] Aus der JP-2004 095 993 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung eines optischen Elements bekannt, wobei die Vorrichtung ein Kühlelement vorsieht, welches inFrom JP-2004 095 993 A a method and a device for cooling an optical element is known, wherein the device provides a cooling element, which in
Kontakt mit dem optischen Element ist. Das Kühlelement weist Kühlkanäle auf, durch welche ein Kühlmedium geleitet wird, um das optische Element, vorzugsweise ein Spiegelelement, zu kühlen. Um zu vermeiden, dass durch das Kühlmedium Vibrationen auf das optische EIe-
ment übertragen werden, ist ein elastisches Element, ein sog. Schwammelement vorgesehen, um die Vibrationen zu dämpfen.Contact with the optical element is. The cooling element has cooling channels through which a cooling medium is passed in order to cool the optical element, preferably a mirror element. In order to avoid vibrations on the optical element caused by the cooling medium An elastic element, a so-called sponge element, is provided to dampen the vibrations.
[0007] Eine derartige Kühlvorrichtung ist aufgrund ihrer Gestaltung nur sehr eingeschränkt verwendungsfähig und bietet zudem den Nachteil, dass durch die Ableitung der Wärme in eine einzige Richtung, nämlich die Richtung des Kühlelements, eine ungleichmäßige Temperaturverteilung im optischen Element erzeugt werden kann.Such a cooling device is due to their design only very limited useable and also has the disadvantage that an uneven temperature distribution in the optical element can be generated by the dissipation of heat in a single direction, namely the direction of the cooling element.
[0008] In der EP 197 776 A2 ist ferner eine Vorrichtung zum Temperaturausgleich für ther- misch belastete Körper wie beispielsweise Spiegelträger für ein Projektionsobjektiv in der Halbleiterlithographie beschrieben. Die entsprechende Vorrichtung weist einen Wärmeverteilungskörper auf, der an einer Seite des thermisch belasteten Körpers angeordnet ist, wobei ein Spalt zwischen dem thermisch belasteten Körper und dem Wärmeverteilungskörper vorgesehen ist, welcher zur mechanischen Entkopplung und zur thermischen Kopplung mit einem Fluid ausgefüllt ist. Gemäß einer Weiterbildung führt dieses Fluid eine zirkulierende Strömungsbewegung aus, so dass über die Oberfläche des thermisch belasteten Körpers ein Temperaturausgleich stattfindet.In EP 197 776 A2, a device for temperature compensation for thermally loaded bodies, such as, for example, mirror carriers for a projection objective in semiconductor lithography, is also described. The corresponding device comprises a heat distribution body disposed on one side of the thermally stressed body, wherein a gap is provided between the thermally stressed body and the heat distribution body, which is filled with a fluid for mechanical decoupling and for thermal coupling. According to a development of this fluid performs a circulating flow movement, so that takes place on the surface of the thermally stressed body temperature compensation.
[0009] Obwohl mit einer derartigen Vorrichtung ein Temperaturausgleich ermöglicht wird und auch die Möglichkeit vorgesehen ist, eine Kühlung vorzunehmen, ergibt sich jedoch auch hier das Problem, dass der Wärmestrom sehr stark in Richtung des Ausgleichskörpers gerichtet ist, so dass sich ein entsprechender Temperaturgradient einstellt, der wiederum zu Temperaturinhomogenitäten führen kann.Although a temperature compensation is made possible with such a device and also the possibility is provided to perform a cooling, however, there is also the problem here that the heat flow is very strongly directed in the direction of the compensation body, so that adjusts a corresponding temperature gradient which in turn can lead to temperature inhomogeneities.
[0010] Aus der WO 03/086 955 Al ist ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betrieb eines mikromechanischen Elements bekannt, wobei das mikromechanische Element verschwenkbare Mikrospiegel auf einem Chip umfassen kann. Das mikromechanische Element wird durch eine Kühleinrichtung, die beispielsweise ein Peltier-Element umfasst, gekühlt, um Veränderungen der Spiegelelemente durch den Wärmeeintrag zu vermeiden. Um zusätzlich zu vermeiden, dass bei einer Kühlung unter eine Temperatur von 10 ° C eine Kondensation von Feuchtigkeit aus der Umgebung stattfindet, kann der Chip mit den Spiegelelementen sowie das zur Kühlung verwendete Peltier-Element in einem luftdichten Gehäuse eingeschlossen werden, welches evakuiert wird oder mit einem trockenen Gas befüllt wird.
[0011] Auch hier ergibt sich das Problem, dass durch die einseitige Kühlung mit dem Peltier- Element Temperaturinhomogenitäten auftreten können.From WO 03/086 955 Al a method and an apparatus for operating a micromechanical element is also known, wherein the micromechanical element may comprise pivotable micromirrors on a chip. The micromechanical element is cooled by a cooling device comprising, for example, a Peltier element, in order to avoid changes in the mirror elements due to the heat input. In order to additionally avoid condensation of moisture from the environment taking place when cooled below a temperature of 10 ° C., the chip with the mirror elements and the Peltier element used for cooling can be enclosed in an airtight housing which is evacuated or is filled with a dry gas. Again, there is the problem that can occur due to the one-sided cooling with the Peltier element temperature inhomogeneities.
[0012] Aus der WO 03/093 167 ist zudem eine Vorrichtung zum Schutz eines Chips bekannt, welcher wiederum eine Vielzahl von Mikrospiegeln aurweisen kann. Zur Vermeidung der Oxidation wird der Chip in einer Kammer mit einem Fenster angeordnet, wobei die Kammer mittels eines Spülgases von aggressiven Komponenten, wie Sauerstoff, gereinigt wird. Als Spülgas wird hierfür Argon oder ein Stickstoff- Wasserstoff-Gemisch eingesetzt.From WO 03/093 167 a device for protecting a chip is also known, which in turn can aurweisen a variety of micromirrors. To avoid oxidation, the chip is placed in a chamber with a window, the chamber being cleaned by means of a flushing gas of aggressive components, such as oxygen. As purge gas argon or a nitrogen-hydrogen mixture is used for this purpose.
[0013] Obwohl in der WO 03/093 167 beschrieben ist, dass das Reinigungsgas zusätzlich eine Kühlung für den Chip bereitstellen kann, ist die oben beschriebene Problematik von Temperaturinhomogenitäten in dieser Druckschrift nicht angesprochen.Although it is described in WO 03/093 167 that the cleaning gas can additionally provide cooling for the chip, the problem of temperature inhomogeneities described above is not addressed in this document.
[0014] OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
[0015] AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
[0016] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Temperatureinstel- hing eines optischen Elements bereitzustellen, welche sowohl eine ausreichende Temperaturabfuhr zur Vermeidung einer Überhitzung des optischen Elements als auch einen Temperaturausgleich zur Einstellung einer homogenen Temperaturverteilung ermöglicht. Zudem soll die Vorrichtung so aufgebaut sein, dass die optischen Eigenschaften des optischen Elementes nicht beeinträchtigt werden und die Vorrichtung einfach herstellbar und betreibbar ist.It is an object of the present invention to provide a device for temperature adjustment of an optical element which enables both a sufficient removal of temperature to prevent overheating of the optical element and a temperature compensation for setting a homogeneous temperature distribution. In addition, the device should be constructed so that the optical properties of the optical element are not impaired and the device is easy to manufacture and operate.
[0017] TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION
[0018] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 19, 20, 21, 22 und 23 sowie einem Objektiv mit den Merkmalen des Anspruchs 50. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a device having the features of claims 1, 19, 20, 21, 22 and 23 and a lens having the features of claim 50. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
[0019] Die vorliegende Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass eine Vermeidung bzw. Reduzierung einer Aufheizung eines optischen Elements durch Lichteinfall dadurch erzielt
wird, dass ein möglichst großer Wärmestrom zur Abfuhr der Wärme bereitgestellt wird bzw. ein geringer thermischer Widerstand eingestellt wird. Dies kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, dass anstelle der üblicherweise umgebenden Luft ein das optische Element umgebendes Gas bereitgestellt wird, welches eine geeignete, insbesondere höhere Wärmeleit- fähigkeit als Luft aufweist. Sofern in dem Objektiv oder allgemein Abbildungsvorrichtung bzw. optische Anordnung, in welcher das optische Element eingesetzt werden soll, üblicherweise eine andere Atmosphäre vorliegt, so kann zur Wärmeableitung ein Gas oder allgemein Medium mit einer gegenüber dieser Atmosphäre höheren Wärmeleitfähigkeit eingesetzt werden. Damit wird erreicht, dass das thermisch belastete Element weitestgehend von einem Me- dium umgeben ist, welches eine gute Wärmeabfuhr ermöglicht. Damit wird einerseits ein größtmöglicher Wärmestrom sichergestellt und andererseits gewährleistet, dass die Wärmeabfuhr möglichst in alle Richtungen gleichmäßig erfolgen kann, so dass weiterhin auch Temperaturinhomogenitäten vermieden werden. Darüber hinaus sorgt das Medium, insbesondere Gas, welches das optische Element vollständig umgibt, neben der gleichmäßigen Umgebung und Wärmeableitung beim optischen Element selbst in sich wieder für einen möglichst guten Wärmeausgleich.The present invention is based on the finding that an avoidance or reduction of heating of an optical element by incident light thereby achieved is that the largest possible heat flow to dissipate the heat is provided or a low thermal resistance is set. This can be achieved according to the invention by providing a gas surrounding the optical element instead of the usually surrounding air, which gas has a suitable, in particular higher, thermal conductivity than air. If a different atmosphere is usually present in the objective or general imaging device or optical arrangement in which the optical element is to be used, a gas or generally medium having a higher thermal conductivity than this atmosphere can be used for heat dissipation. This ensures that the thermally loaded element is largely surrounded by a medium, which allows a good heat dissipation. This ensures on the one hand the greatest possible heat flow and on the other hand ensures that the heat dissipation can be as uniform as possible in all directions, so that further temperature inhomogeneities are avoided. In addition, the medium, in particular gas, which completely surrounds the optical element, in addition to the uniform environment and heat dissipation in the optical element itself provides in itself for the best possible heat balance.
[0020] Als Medium, welches das thermisch belastete optische Element zur Wärmeabfuhr und zum Temperaturausgleich möglichst weitgehend umgibt, kann vorzugsweise Gas verwendet werden. Entsprechend ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kammer vorgesehen, welche das optische Element aufnehmen kann und welches ein Volumen einschließt, in dem das Medium mit höherer Wärmeleitfähigkeit aufgenommen, insbesondere gasdicht aufgenommen werden kann. Um den Lichteinfall auf das optische Element zu gewährleisten, weist die entsprechende Kammer mindestens eine transparente Abdeckung auf, durch welche Licht auf das optische Element gelangen kann.As a medium which surrounds the thermally stressed optical element for heat removal and temperature compensation as much as possible, preferably gas can be used. Accordingly, according to the present invention, a chamber is provided which can receive the optical element and which includes a volume in which the medium can be taken up with higher thermal conductivity, in particular gas-tightly received. In order to ensure the incidence of light on the optical element, the corresponding chamber has at least one transparent cover, through which light can reach the optical element.
[0021] Als optische Elemente können reflektive optische Elemente wie Spiegel oder Spiegelanordnungen und insbesondere Mehrfachspiegelanordnungen (Multi-Mirror-Arrays) MMA" s mit einer Vielzahl kleiner, verstellbarer Spiegel vorgesehen werden, die in einem Feld ange- ordnet sind.As optical elements, reflective optical elements such as mirrors or mirror arrays and in particular multi-mirror arrays MMAs can be provided with a large number of small, adjustable mirrors which are arranged in one field.
[0022] Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, umfasst die Vorrichtung mit der Kammer mit transparenter Abdeckung mindestens ein MMA als das
entsprechende optische Element, das in der Kammer aufgenommen ist. Die Anwendung einer Wärmeableitung mittels eines umgebenden Mediums und die Anordnung des Mediums und des zu behandelnden optischen Elements in einer Kammer ist besonders für MMAs sehr vorteilhaft, da durch die kleinen Strukturen eine gleichmäßige und effektive Wärmeableitung sehr schwierig ist. Hierfür wird durch die Erfindung in einfacher Weise eine sehr effiziente Lösung bereit gestellt. Der Begriff der kleinen Spiegel ist im Zusammenhang mit der Kammer dahingehend zu verstehen, dass im Verhältnis zur Kammer die Spiegel klein bzw. sehr viel kleiner sind und nur einen Bruchteil der Ausdehnung der Kammer aufweisen. Der Bruchteil ergibt sich entsprechend durch die Anzahl der Spiegel des MMA, die von einigen wenigen über einige 10 oder 100 bis zu einigen 1000 reichen können.According to a first aspect of the present invention, for which protection is sought on its own and in combination with other aspects of the present invention, the device with the transparent cover chamber comprises at least one MMA as the corresponding optical element which is accommodated in the chamber. The application of heat dissipation by means of a surrounding medium and the arrangement of the medium and the optical element to be treated in a chamber is particularly advantageous for MMAs, since the small structures make uniform and effective heat dissipation very difficult. For this purpose, a very efficient solution provided by the invention in a simple manner. The term small mirrors is to be understood in the context of the chamber to mean that in relation to the chamber the mirrors are small or much smaller and have only a fraction of the extent of the chamber. The fraction is correspondingly given by the number of MMA mirrors, which may range from a few to a few tens or hundreds to several thousands.
[0023] Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, umfasst die Vorrichtung mit der Kammer mit transparenter Abdeckung ein einzelnes reflektives EIe- ment, insbesondere einen Spiegel, als optisches Element, welcher vorzugsweise durch dieAccording to a second aspect of the present invention, for which protection is sought on its own and in combination with other aspects of the present invention, the device with the transparent cover chamber comprises a single reflective element, in particular a mirror, as an optical element , which preferably by the
Kammer von anderen optischen Elementen abgetrennt ist. Damit kann neben der vorteilhaften gleichmäßigen Temperatureinstellung als weiterer Vorteil die Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung der optischen Elemente hinsichtlich Wärmeabstrahlung oder Partikelerzeugung oder dergleichen vermieden werden.Chamber is separated from other optical elements. Thus, in addition to the advantageous uniform temperature setting as a further advantage, the avoidance of mutual interference of the optical elements with respect to heat radiation or particle generation or the like can be avoided.
[0024] Da durch die erhöhte Wärmeleitfähigkeit des Mediums, das das optische Element umgibt, eine ausreichende Wärmeabfuhr sichergestellt ist, ist es nicht erforderlich, dass das Medium an dem optischen Element vorbei bewegt wird. Entsprechend kann das Medium bewegungslos, also statisch, in der Kammer angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass Vibratio- nen oder Erschütterungen des optischen Elements durch eine mögliche Mediumbewegung vermieden werden.Since a sufficient heat dissipation is ensured by the increased thermal conductivity of the medium surrounding the optical element, it is not necessary that the medium is moved past the optical element. Accordingly, the medium can be arranged motionless, that is static, in the chamber. This has the advantage that vibrations or vibrations of the optical element are avoided by a possible medium movement.
[0025] Allerdings ist es auch möglich, ein bewegtes Medium vorzusehen, welches einen ständigen Mediumaustausch in der Kammer ermöglicht. Dies hat den Vorteil, dass das Medium zusätzlich durch Kühl- und/oder Heizeinrichtungen auf einer konstanten Temperatur gehalten werden kann und so die Wärmeabfuhr und/oder der Temperaturausgleich noch erhöht werden können. Zudem hat der fortlaufende Austausch des Mediums in der Kammer den Vorteil, dass die Anforderungen an die Dichtigkeit der Kammer geringer sein können, da immer ausreichendes Medium nachgeführt werden kann. Wesentlich ist jedoch auch hier die hohe Wärme-
leitfahigkeit des Mediums und die weitgehende Umgebung des optischen Elements mit dem Medium.However, it is also possible to provide a moving medium, which allows a constant medium exchange in the chamber. This has the advantage that the medium can be kept in addition by cooling and / or heating at a constant temperature and so the heat dissipation and / or temperature compensation can be increased. In addition, the continuous exchange of the medium in the chamber has the advantage that the requirements for the tightness of the chamber may be lower, as always sufficient medium can be tracked. However, the high heat conductivity of the medium and the extensive environment of the optical element with the medium.
[0026] Bei einem Austausch des Mediums in der Kammer können die entsprechenden Ein- und Auslässe für das Medium in der Kammer vorteilhaflterweise so ausgebildet sein, dass sich in der Kammer eine laminare Strömung ergibt, die bevorzugt tangential bzw. parallel zu den Hauptflächen des optischen Elements bzw. der optisch aktiven Oberfläche des optischen Elements oder den Kammerwänden verläuft. Durch eine entsprechende laminare Strömung wird vermieden, dass das oder die optischen Elemente durch die Strömung in ihren Abbildungsei- genschaften beeinträchtigt und insbesondere Vibrationen angeregt werden. Wenn sowohl die optische Wirkung einer nicht laminaren Strömung als auch die hierdurch auftretenden Vibrationen vernachlässigt werden können, kann auch eine nicht laminare Strömung, insbesondere turbulente Strömung, verwendet werden.In an exchange of the medium in the chamber, the corresponding inlets and outlets for the medium in the chamber can be vorteilhaflterweise be formed so that in the chamber results in a laminar flow, preferably tangentially or parallel to the main surfaces of the optical Element or the optically active surface of the optical element or the chamber walls. A corresponding laminar flow avoids that the optical element (s) are impaired by the flow in their imaging properties and, in particular, that vibrations are excited. If both the optical effect of a non-laminar flow and the resulting vibrations can be neglected, non-laminar flow, in particular turbulent flow, can also be used.
[0027] Entsprechend wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, die Kammer der Vorrichtung so gestaltet, dass sich eine laminare Strömung des Mediums tangential oder parallel zur Hauptfläche des optischen Elements, also z.B. zur Spiegelfläche eines reflektiven Elements oder den Spiegelflächen einer Mehrfachspiegelanord- nung MMA bei paralleler Ausrichtung der Spiegel, oder zu einer Kammerwand ergibt. Dies kann beispielsweise durch die oben angesprochene Anordnung der Ein- und Auslässe erzielt werden. Aber auch bei einer abgeschlossenen Kammer kann Konvektion entstehen, die die Anordnung und Formgebung in der Kammer zu einer laminaren Strömung insbesondere im Bereich zwischen transparenter Abdeckung und optischem Element gebracht wird.Accordingly, according to another aspect of the present invention, for which self-protection and in combination with other aspects of the present invention protection is sought, the chamber of the device is designed so that a laminar flow of the medium tangentially or parallel to the main surface of the optical Elements, eg to the mirror surface of a reflective element or the mirror surfaces of a multi-mirror assembly MMA in parallel alignment of the mirror, or results in a chamber wall. This can be achieved for example by the above-mentioned arrangement of the inlets and outlets. However, even with a closed chamber, convection can occur, which brings the arrangement and shaping in the chamber to a laminar flow, in particular in the region between the transparent cover and the optical element.
[0028] Das Kammervolumen kann fest vorgegeben sein oder veränderbar sein. Durch ein variables Kammervolumen können die Wärmeleitbedingungen verändert und an den entsprechenden Einsatzfall angepasst werden.The chamber volume can be fixed or variable. Through a variable chamber volume, the heat conduction conditions can be changed and adapted to the respective application.
[0029] Entsprechend kann nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, die Kammer so ausgebildet sein, dass sich das durch die Kammer umschlossene Volumen variabel einstellen, also verstellen lässt. Dadurch können die Menge des Mediums,
dessen Druck, die Länge der Wärmeleitwege etc. verändert und somit die Wärmeleitbedin- gungen eingestellt werden.Accordingly, according to a further aspect of the present invention, for which independently and in combination with other aspects of the present invention protection is sought, the chamber may be designed so that the volume enclosed by the chamber can be adjusted variably, ie adjusted. This allows the amount of medium, its pressure, the length of the heat conduction paths, etc. changed and thus the Wärmeleitbedin- conditions are set.
[0030] Allgemein kann somit eine Einrichtung vorgesehen werden, mit der die Wärmeleitbe- dingungen bzw. die Temperatureinstellbedingungen geändert werden können. Eine derartige Einrichtung kann nicht nur eine Einrichtung zur Veränderung des Kammervolumens umfassen, sondern vielfaltige Einrichtungen, wie z.B. auch Heizeinrichtungen, Kühleinrichtungen etc., die vorzugsweise an einer Kammerwand angeordnet sein können. Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, wird somit eine Vorrichtung mit einer Kammer mit transparenter Abdeckung und eine Einrichtung zur Manipulation der Wärmeleitung innerhalb der Kammer, die mindestens einer Kammerwand zugeordnet ist.In general, a device can thus be provided with which the heat conduction conditions or the temperature setting conditions can be changed. Such a device may not only comprise means for changing the volume of the chamber, but various means, such as e.g. also heating devices, cooling devices, etc., which may preferably be arranged on a chamber wall. Thus, according to another aspect of the present invention, for which protection is sought independently and in combination with other aspects of the present invention, there is provided a device having a transparent cover chamber and means for manipulating heat conduction within the chamber associated with at least one chamber wall is.
[0031] So können beispielsweise Kammerwände flexibel oder verstellbar ausgebildet sein, wobei durch eine entsprechende Verstellung von Kammerwänden auch der Abstand der Kammerwände zu dem optischen Element bzw. den optisch aktiven Flächen des optischen Elements veränderbar sein kann. Auch dies beeinflusst die Wärmeleitung und Wärmeabfuhr, so dass durch entsprechende Veränderungen für den jeweiligen Einsatzfall optimale Bedingungen eingestellt werden können. Durch einen geringen Abstand einer oder mehrerer Kam- merwände zu dem optischen Element und somit geringer Spaltbreite zwischen optischemThus, for example, chamber walls may be flexible or adjustable, wherein by a corresponding adjustment of chamber walls and the distance of the chamber walls to the optical element or the optically active surfaces of the optical element can be changed. This also influences the heat conduction and heat dissipation, so that optimal conditions can be set by appropriate changes for the respective application. By a small distance of one or more chamber walls to the optical element and thus a smaller gap width between optical
Element und Kammerwand kann der Wärmetransportweg verkürzt werden, wenn z. B. in der Nähe der Kammerwand eine Wärmesenke vorliegt. Damit ergibt sich ein geringer Wärmeleitwiderstand und somit eine gute Wärmeableitung trotz mechanischer Entkopplung.Element and chamber wall, the heat transport path can be shortened when z. B. in the vicinity of the chamber wall, a heat sink is present. This results in a low thermal resistance and thus good heat dissipation despite mechanical decoupling.
[0032] Bei einem veränderlichen Kammervolumen kann es vorteilhaft sein, ein Medienreservoir vorzusehen, so dass bei einer Vergrößerung der Kammer entsprechendes Medium nachgefüllt oder bei einer Verringerung des Kammervolumens überschüssiges Medium aufgenommen werden kann. Insbesondere bei gasförmigen Medien kann auf diese Weise sichergestellt werden, dass die Druckverhältnisse in der Kammer konstant gehalten werden können.In a variable chamber volume, it may be advantageous to provide a media reservoir, so that when an enlargement of the chamber corresponding medium refilled or can be taken in a reduction of the chamber volume excess medium. In particular, in gaseous media can be ensured in this way that the pressure conditions in the chamber can be kept constant.
[0033] Als transparente Abdeckung können Gläser, Quarze, insbesondere aber auch kristalline optische Materialien, insbesondere Calciumfluorid Verwendung finden, da dieses Material sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweist.
[0034] Das optische Element kann vollständig von der Kammer umgeben sein oder die Kammerwand kann teilweise durch das optische Element oder Komponenten davon gebildet sein. Insbesondere bei einem Multi-Mirror-Array kann die Platine oder das Substrat, auf dem das Spiegelfeld angeordnet ist, Teil der Kammerwand sein. Vorteilhaft ist jedoch, dass ein Großteil des optischen Elements, welches thermisch belastet ist, von dem Medium in der Kammer umgeben ist.As a transparent cover glasses, quartzes, but especially crystalline optical materials, especially calcium fluoride can be used, since this material has very good thermal conductivity. The optical element may be completely surrounded by the chamber, or the chamber wall may be partially formed by the optical element or components thereof. In particular, in a multi-mirror array, the board or the substrate on which the mirror array is disposed may be part of the chamber wall. It is advantageous, however, that a large part of the optical element, which is thermally stressed, is surrounded by the medium in the chamber.
[0035] An oder in der Kammer können, insbesondere räumlich verteilt, Kühl- und/oder Heizeinrichtungen vorgesehen sein, mittels derer die Wärrneabfuhr verstärkt und/oder der Tempe- raturausgleich erforderlichenfalls nachgebessert werden kann. Als Kühl- und/oder Heizeinrichtungen kommen alle denkbaren Mittel infrage, insbesondere von Kühlmedien durchflos- sene Kanäle, Peltier-Elemente, elektrische Heizelemente und dergleichen. Insbesondere ist es auch denkbar, Kühl- und/oder Heizeinrichtungen im Bereich der transparenten Abdeckung vorzusehen, um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung zu erreichen. Die entspre- chenden Kühl- und/oder Heizeinrichtungen müssen in diesem Falle wiederum selbst bei der verwendeten Lichtwellenlänge transparent sein, wobei beispielsweise durch eine doppellagi- ge, transparente Abdeckung externe Kühlkanäle zum Durchleiten von Kühlmedien, wie Gasen und Flüssigkeiten, geschaffen werden können. Transparente Heizelemente können durch leitfähige transparente Schichten, wie Indiumzinnoxyd (ITO)-Schichten bzw. -Streifen gebil- det werden.Cooling and / or heating devices can be provided on or in the chamber, in particular spatially distributed, by means of which the heat removal can be intensified and / or the temperature compensation can be corrected if necessary. Suitable cooling and / or heating means are all conceivable means, in particular ducts through which cooling media pass, Peltier elements, electrical heating elements and the like. In particular, it is also conceivable to provide cooling and / or heating devices in the region of the transparent cover in order to achieve the most uniform possible temperature distribution. The corresponding cooling and / or heating devices must again be transparent in this case, even with the wavelength of light used, whereby external cooling channels for passing cooling media, such as gases and liquids, can be created, for example, by a double-layer, transparent cover. Transparent heating elements can be formed by conductive transparent layers, such as indium tin oxide (ITO) layers or strips.
[0036] Im Falle von durchströmten Kühlkanälen im Bereich der transparenten Abdeckung ist eine laminare Strömung des Kühlmediums vorteilhaft, da dadurch eine Beeinträchtigung der optischen Abbildungseigenschaften durch Schlierenbildung oder dergleichen vermieden wer- den kann.In the case of throughflowed cooling channels in the region of the transparent cover, a laminar flow of the cooling medium is advantageous since this can prevent a deterioration of the optical imaging properties due to streaking or the like.
[0037] Insbesondere Heizeinrichtungen haben sich überraschenderweise in Verbindung mit der erfmdungsgemäßen Wärmeableitkammer als vorteilhaft herausgestellt, da mittels der Heizeinrichtungen eine Vergleichmäßigung der Temperatur des optischen Elements erzielt werden kann. Da durch das umgebende Medium gleichzeitig eine gute Wärmeabfuhr gewährleistet ist, ist die zusätzliche Einbringung von Wärmeenergie, die vermeintlich nachteilhaft sein könnte, unkritisch. Folglich wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Er-
fmdung Schutz begehrt wird, eine Kammer mit transparenter Abdeckung und Wärmeableitmedium sowie mindestens einer Heizeinrichtung vorgeschlagen.In particular heaters have surprisingly been found to be advantageous in connection with the heat dissipation chamber according to the invention, since by means of the heaters equalization of the temperature of the optical element can be achieved. Since a good heat dissipation is ensured by the surrounding medium at the same time, the additional contribution of heat energy, which could be supposedly disadvantageous, is not critical. Accordingly, according to another aspect of the present invention, for which, independently and in combination with other aspects of the present invention, fmdung protection is sought, a chamber with transparent cover and heat dissipation medium and at least one heating proposed.
[0032] An oder in der Kammer bzw. am optischen Element können ein oder mehrere Tempe- ratursensoren vorgesehen sein, um die Temperaturen und insbesondere die Temperaturverteilung zu erfassen. Die erfassten Temperaturen können dann wiederum über eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Einstellung der Temperatur bzw. Steuerung/Regelung der Kühl- und/oder Heizelemente dienen.[0032] One or more temperature sensors may be provided on or in the chamber or on the optical element in order to detect the temperatures and in particular the temperature distribution. The detected temperatures can in turn be used via a control and / or regulating unit for setting the temperature or control / regulation of the cooling and / or heating elements.
[0033] KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0034] Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen anhand der beige- fügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise inFurther advantages, features and features of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings. The drawings show this in a purely schematic way in
Figur 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßenFigure 1 is a sectional view of a first embodiment of an inventive
Vorrichtung;Contraption;
Figur 2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Figure 2 is a sectional view of a second embodiment of the device according to the invention;
Figur 3 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Figure 3 is a sectional view of a third embodiment of the device according to the invention;
Figur 4 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßenFigure 4 is a sectional view of a fourth embodiment of an inventive
Vorrichtung; und in Figur 5 eine Schnittansicht einer fünften Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßenContraption; and FIG. 5 shows a sectional view of a fifth embodiment of a device according to the invention
Vorrichtung.Contraption.
[0035] AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEXEMPLARY EMBODIMENTS
[0036] Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine Kammer 1, welche ein Volumen 7 umschließt, in welchem ein optisches Element 4 angeordnet ist.
[0037] Die Kammer 1 weist eine transparente Abdeckung 2 auf, die beispielsweise aus Calciumfluorid (CaF2) gebildet ist. Die transparente Abdeckung 2 kann an das verwendete Licht angepasst sein, um für die verwendete Wellenlänge die größtmögliche Transparenz bereit zu stellen.1 shows a schematic sectional view of a chamber 1, which encloses a volume 7, in which an optical element 4 is arranged. The chamber 1 has a transparent cover 2, which is formed for example from calcium fluoride (CaF 2 ). The transparent cover 2 can be adapted to the light used in order to provide the greatest possible transparency for the wavelength used.
[0038] Das optische Element 4, welches in der Figur 1 lediglich schematisch dargestellt ist, kann ein einzelnes Spiegelelement oder eine Anordnung einer Vielzahl von Spiegeln, insbesondere in Form eines sog. Multi-Mirror-Arrays sein. Ein Multi-Mirror-Array weist eine Vielzahl von in Reihen und Spalten angeordneten Spiegeln auf, die beweglich, insbesondere verschwenkbar, auf einer Platine oder einem Substrat angeordnet sind. Die Platine bzw. das Substrat umfasst entsprechende Aktoren und Steuerungs- bzw. Regelungselektronik, die die Ein- bzw. Verstellung der Spiegel ermöglicht.The optical element 4, which is shown only schematically in Figure 1, may be a single mirror element or an array of a plurality of mirrors, in particular in the form of a so-called. Multi-mirror array. A multi-mirror array has a multiplicity of mirrors arranged in rows and columns, which are arranged movably, in particular pivotably, on a circuit board or a substrate. The board or the substrate comprises corresponding actuators and control electronics, which allows the adjustment or adjustment of the mirror.
[0039] Das Substrat bzw. die Platine kann teil der Kammerwand sein, so dass lediglich die verstellbaren Spiegelelemente im Kammervolumen 7 aufgenommen sind. Alternativ kann jedoch auch der gesamte Multi-Mirror-Array mit entsprechender Steuerungsplatine in dem Kammervolumen 7 aufgenommen sein. Entsprechend ist dann eine Bodenplatte 3 als Kammerwand vorgesehen.The substrate or the circuit board may be part of the chamber wall, so that only the adjustable mirror elements are accommodated in the chamber volume 7. Alternatively, however, the entire multi-mirror array with a corresponding control board can be accommodated in the chamber volume 7. Accordingly, a bottom plate 3 is then provided as a chamber wall.
[0040] Das optische Element 4, insbesondere in Form eines Multi-Mirror-Arrays, kann über entsprechende Steuerungs- und/oder Signalleitungen, die durch Durchführungen (nicht gezeigt) der Kammerwand hindurchgeführt sind, mit einer externen Steuerungs- und/oder Regelungseinheit verbunden sein (nicht gezeigt).The optical element 4, in particular in the form of a multi-mirror array, can be connected to an external control and / or regulating unit via corresponding control and / or signal lines, which are passed through passages (not shown) of the chamber wall be (not shown).
[0041] Wie in der Figur 1 dargestellt, trifft Licht gemäß den Pfeilen, die mit 8 bezeichnet sind, auf die transparente Abdeckung 2 der Kammer 1, durchdringt diese und trifft anschließend auf die optisch aktive Fläche des optischen Elementes 4, wo das Licht in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel reflektiert wird, um wieder durch die transparente Abdeckung 2 hindurch zu treten.As shown in Figure 1, light hits according to the arrows, which are denoted by 8, on the transparent cover 2 of the chamber 1, penetrates them and then strikes the optically active surface of the optical element 4, where the light in is reflected in the embodiment shown in Figure 1 to again pass through the transparent cover 2.
[0042] Da nicht das gesamte, eingestrahlte Licht zu 100 % reflektiert wird, kommt es zu einer Erwärmung der Oberfläche des optischen Elementes 4. Eine derartige Erwärmung des optischen Elementes 4 kann zu einer Veränderung der optischen Eigenschaften führen. Zusätzlich kommt es zu einer räumlichen Temperaturverteilung am optischen Element, welche wiederum
räumlich unterschiedliche optische Eigenschaften des optischen Elementes bedingen. Die Temperaturinhomogenitäten werden zum Einen durch eine ungleichmäßige Belastung der optisch aktiven Fläche des optischen Elementes 4 mit dem eingestrahlten Licht und zum Anderen durch die nicht homogene Temperaturableitung vom optischen Element 4 bedingt.Since not all, incident light is reflected to 100%, there is a heating of the surface of the optical element 4. Such heating of the optical element 4 may lead to a change in the optical properties. In addition, there is a spatial temperature distribution at the optical element, which in turn spatially different optical properties of the optical element condition. The temperature inhomogeneities are caused on the one hand by an uneven loading of the optically active surface of the optical element 4 with the incident light and on the other hand by the non-homogeneous temperature dissipation from the optical element 4.
[0043] Um einerseits eine Kühlung des optischen Elements und somit möglichst Temperaturkonstanz des optischen Elements zu erreichen und andererseits eine Homogenisierung der Temperaturbelastung zu erzielen, wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine verstärkte, möglichst gleichmäßige Temperaturableitung über den Gasraum 7 bewirkt, welcher bei dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel durch Helium gebildet wird.On the one hand to achieve cooling of the optical element and thus the best possible temperature stability of the optical element and on the other hand to achieve homogenization of the temperature load, a reinforced, uniform as possible temperature dissipation through the gas chamber 7 causes by the inventive device, which in the illustrated embodiment is formed by helium.
[0044] Wie die Pfeile ausgehend vom optischen Element 4 und in der transparenten Abdeckung 2 zeigen, kann damit ein Wärmestrom vom optischen Element 4 über den Gasraum 7 in die Kammerwände und an entsprechend angeschlossene Kühleinrichtungen eingestellt wer- den. Da das Gas das optische Element weitgehend umgibt, wird darüber hinaus auch eine Homogenisierung der Temperaturverteilung über das optische Element 4 erreicht.As the arrows starting from the optical element 4 and in the transparent cover 2 show, a heat flow from the optical element 4 can be adjusted via the gas space 7 into the chamber walls and to correspondingly connected cooling devices. Since the gas largely surrounds the optical element, moreover, homogenization of the temperature distribution via the optical element 4 is also achieved.
[0045] Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist die Kammer 1 mit gekühlten Seitenteilen 5 und 6 ausgestattet, die eine Wärmeableitung ermöglichen. Dazu können die Seitenteile 5 und 6 der Kammer 1 mit Kühlkanälen durchzogen sein, durch die ein entsprechendes Kühlmedium, wie ein Kühlgas oder eine Kühlflüssigkeit, durchgeleitet wird. Das entsprechende Kühlmedium kann in einer zusätzlichen externen Kühleinrichtung (nicht gezeigt) abgekühlt werden. Darüber hinaus können auch Heizeinrichtungen vorgesehen werden, damit das optische Element auf einer konstanten Temperatur gehalten werden kann oder eine Temperaturhomogenisierung eingestellt werden kann.In the illustrated embodiment of Figure 1, the chamber 1 is equipped with cooled side panels 5 and 6, which allow heat dissipation. For this purpose, the side parts 5 and 6 of the chamber 1 can be traversed by cooling channels, through which a corresponding cooling medium, such as a cooling gas or a cooling liquid, is passed. The corresponding cooling medium can be cooled in an additional external cooling device (not shown). In addition, heating means can also be provided so that the optical element can be kept at a constant temperature or a temperature homogenization can be set.
[0046] Da das in dem Gasvolumen 7 vorliegende Helium eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist, wird eine effektive Wärmeabführung bei gleichzeitigem Temperaturausgleich erreicht.Since the present in the gas volume 7 helium has a higher thermal conductivity than air, effective heat dissipation is achieved with simultaneous temperature compensation.
[0047] Figur 2 zeigt in einer ähnlichen Darstellung zu derjenigen der Figur 1 eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher ähnliche oder identische Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Insofern erübrigt sich eine
wiederholte Beschreibung und es wird diesbezüglich auf die Beschreibung zur Ausfuhrungsform der Figur 1 verwiesen.Figure 2 shows in a similar representation to that of Figure 1 a modified embodiment of the device according to the invention, in which similar or identical components are provided with the same reference numerals. In this respect, one is unnecessary repeated description and reference is made in this regard to the description of the embodiment of Figure 1.
[0048] Das Ausführungsbeispiel der Figur 2 unterscheidet sich von demjenigen der Figur 1 dahingehend, dass unterschiedliche Seitenteile 9 und 10 vorgesehen sind. Die Seitenteile 9 und 10 der Figur 2 sind verstellbar ausgebildet, beispielsweise durch einen flexiblen Balg oder dergleichen. Aufgrund der flexiblen Seitenteile kann das von der Kammer 1 umschlossene Gasvolumen 7 und damit der Abstand bzw. Spalt zwischen Kammerwänden und thermisch belasteter optischer Fläche variiert werden. Somit ergibt sich die Möglichkeit, den Ab- stand einer Seitenwand, z. B. der transparenten Abdeckung 2 im Ausführungsbeispiel der Figur 2, zu der optisch aktiven Fläche des optischen Elementes 4 und damit den Wärmestrom über diese Seitenwand bzw. die transparente Abdeckung 2 zu verändern bzw. einzustellen. Da die Wärmeübergangszahl α definiert ist als λ a = — dThe embodiment of Figure 2 differs from that of Figure 1 to the effect that different side parts 9 and 10 are provided. The side parts 9 and 10 of Figure 2 are adjustable, for example, by a flexible bellows or the like. Due to the flexible side parts, the space enclosed by the chamber 1 gas volume 7 and thus the distance or gap between chamber walls and thermally loaded optical surface can be varied. Thus, the possibility results, the distance of a side wall, z. B. the transparent cover 2 in the embodiment of Figure 2, to the optically active surface of the optical element 4 and thus to change the heat flow through this side wall or the transparent cover 2 and set. Since the heat transfer coefficient α is defined as λ a = - d
mit λ = Wärmeleitfähigkeit und d = Spaltbreitewith λ = thermal conductivity and d = gap width
wird durch die Verringerung der Spaltbreite der Wärmeübergang erhöht.is increased by reducing the gap width of the heat transfer.
[0049] Um bei einer Veränderung des Gasvolumens 7 die Druckverhältnisse konstant halten zu können, ist bei der Vorrichtung der Figur 2 ein Gasreservoir 11 vorgesehen, welches über eine Leitung 13 mit dem von der Kammer 1 umschlossenen Gasvolumen 7 verbindbar ist. Die Leitung 13 kann über ein Ventil 12 abgeschlossen werden. Im Falle der Verstellung der Höhe der Seitenteile 9 und 10 und damit Änderung des Gasvolumens 7 kann das Ventil 12 geöffnet werden, so dass aus dem Gasreservoir 11 Gas in das Gasvolumen 7 nachströmen oder aus diesem abgesaugt werden kann, um den Druck konstant zu halten.In order to keep the pressure conditions constant with a change in the gas volume 7, a gas reservoir 11 is provided in the apparatus of Figure 2, which is connected via a line 13 with the gas volume enclosed by the chamber 1 7. The line 13 can be closed by a valve 12. In the case of adjustment of the height of the side parts 9 and 10 and thus change in the gas volume 7, the valve 12 can be opened, so that from the gas reservoir 11 gas can flow into the gas volume 7 or can be sucked out of this to keep the pressure constant.
[0050] Während bei den Ausfuhrungsformen der Figuren 1 und 2 die Kammer 1 zumindest während des Betriebes gasdicht abgeschlossen ist und somit ein konstantes, statisches Gasvo- lumen 7 gegeben ist, weist die Ausführungsform der Figur 3 einen Gaseinlass 17 und Gasaus- lass 18 auf, die eine intervallartige und/oder kontinuierliche Spülung des Gasvolumens 7 ermöglichen.
[0051] Während bei den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 der Vorteil des statischen, abgeschlossenen Gasvolumens 7 darin liegt, dass Erschütterungen des optischen Elementes 4 durch Gasbewegungen vermieden werden, besteht der Vorteil der Ausführungsform der Figur 3 darin, dass die Kammer 1 keine so hohen Anforderungen im Bezug auf die Gasdichtigkeit erfüllen muss, da durch das ständige Zu- und Abführen von Gas geringe Verluste an Gas durch Undichtigkeiten zu vernachlässigen sind.While in the embodiments of FIGS. 1 and 2 the chamber 1 is closed in a gastight manner at least during operation and thus a constant, static gas volume 7 is present, the embodiment of FIG. 3 has a gas inlet 17 and gas outlet 18 , which allow an interval-like and / or continuous flushing of the gas volume 7. While in the embodiments of Figures 1 and 2, the advantage of the static, closed gas volume 7 is that vibrations of the optical element 4 are avoided by gas movements, the advantage of the embodiment of Figure 3 is that the chamber 1 no such must meet high requirements in terms of gas-tightness, since by the constant supply and removal of gas small losses of gas due to leaks are negligible.
[0052] Um auch bei der Ausführungsform der Figur 3 zu vermeiden, dass die optische Abbildung durch Beeinträchtigungen des optischen Elementes durch Gasbewegungen stattfinden, ist es vorteilhaft, die Gasein- und auslasse 17, 18 so in der Kammer 1 anzuordnen, dass Turbulenzen vermieden werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die laminare Gasströmung parallel zu der optisch aktiven Fläche des optischen Elementes 4 bzw. parallel zu den Wänden der Kammer 1 verläuft. Entsprechend ist es vorteilhaft, entweder den Gaseinlass 17 oder den Gasauslass 18 an demselben Seitenteil 16 vorzusehen, so dass die Gasströmung entlang der Kammerwände verlaufen kann und das optische Element 4 in der Mitte des ringförmigen Gasstroms angeordnet ist. Alternativ können Gaseinlass 17 und Gasauslass 18 auch an den gegenüberliegenden Seitenteilen 16 und 15 vorgesehen werden, so dass sich ein linearer Gasstrom vom Gaseinlass 17 zum gegenüberliegenden Gasauslass 18 ergibt.In order to avoid even in the embodiment of Figure 3, that the optical image by impairing the optical element by gas movements take place, it is advantageous to the gas inlet and outlet 17, 18 to be arranged in the chamber 1, that turbulence can be avoided , In particular, it is advantageous if the laminar gas flow is parallel to the optically active surface of the optical element 4 or parallel to the walls of the chamber 1. Accordingly, it is advantageous to provide either the gas inlet 17 or the gas outlet 18 on the same side part 16, so that the gas flow can run along the chamber walls and the optical element 4 is arranged in the middle of the annular gas flow. Alternatively, gas inlet 17 and gas outlet 18 can also be provided on the opposite side parts 16 and 15, so that a linear gas flow results from the gas inlet 17 to the opposite gas outlet 18.
[0053] Bei der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind wiederum ähnliche oder identische Komponenten, wie sie auch in den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 verwendet werden, mit denselben Bezugszeigen bezeichnet, so dass sich eine wiederholte Beschreibung erübrigt.In the embodiment shown in Figure 3 again similar or identical components, as are used in the embodiments of Figures 1 and 2, designated by the same reference numerals, so that a repeated description is unnecessary.
[0054] Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Gasein-und Gasauslässen 17, 18 zum kontinuierlichen Austausch des Gasvolumens 7 unterscheidet sich die Ausführungsform der Figur 3 von denjenigen der Figuren 1 und 2 dahingehend, dass das Substrat 14, auf welchem das optische Element 4 angeordnet ist, einen Teil der Kammerwand bildet. Außerdem ist im Bereich der Bodenplatte der Kammer 1 bzw. des Substrats 14 eine zusätzliche Kühleinrichtung 19 in Form eines Peltier-Elements oder einer externen Wasserkühlung vorgesehen, so dass sich insbesondere, wie mit dem Pfeil von dem optischen Element 4 angedeutet, ein Wärmestrom über das Substrat 14 in die Kühleinrichtung 19 ergibt.
[0055] Die Figur 4 zeigt eine vierte Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei wiederum ähnliche oder identische Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Die Ausfuhrungsform der Figur 4 stellt eine Kombination der Ausführungsformen der Figuren 2 und 3 dar. Durch variabler ausgebildete Seitenteile 15' und 16' ist das Gasvo- lumen 7 anpassbar. Hierzu weisen die Seitenteile 15' und 16' entsprechende flexible Elemente 30 und 31, z. B. in Form eines Faltenbalges oder dergleichen auf.In addition to the previously described gas inlet and gas outlets 17, 18 for the continuous exchange of the gas volume 7, the embodiment of Figure 3 differs from those of Figures 1 and 2 in that the substrate 14 on which the optical element 4 is arranged forming a part of the chamber wall. In addition, an additional cooling device 19 in the form of a Peltier element or an external water cooling is provided in the region of the bottom plate of the chamber 1 and the substrate 14, so that in particular, as indicated by the arrow of the optical element 4, a heat flow over the Substrate 14 results in the cooling device 19. 4 shows a fourth embodiment of the device according to the invention, again similar or identical components are provided with the same reference numerals. The embodiment of FIG. 4 represents a combination of the embodiments of FIGS. 2 and 3. The gas volume 7 can be adapted by means of variably formed side parts 15 'and 16'. For this purpose, the side parts 15 'and 16' corresponding flexible elements 30 and 31, z. B. in the form of a bellows or the like.
[0056] Die Figur 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ähnlichen Darstellung wie diejenige der Ausführungsformen der Figuren 1 bis 4. Auch hier gilt wiederum, dass ähnliche oder identische Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen sind, wobei auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.5 shows a fifth embodiment of the device according to the invention in a similar representation as that of the embodiments of Figures 1 to 4. Again, it is true that similar or identical components are provided with identical reference numerals, wherein a repeated description is omitted ,
[0057] Die Ausführungsform der Figur 5 unterscheidet sich von derjenigen der Figur 3 dahingehend, dass anstelle einer Kühleinrichtung 19 an der Rückseite des optischen Elementes 4, also gegenüberliegend der optisch aktiven Fläche, eine Kühleinrichtung im Bereich bzw. benachbart der transparenten Abdeckung 2 vorgesehen ist. Hierzu ist eine weitere transparente Abdeckung 20 im Abstand zur transparenten Abdeckung 2 angebracht, so dass dazwischen ein Kühlkanal 21 oder mehrere Kühlkanäle ausgebildet sind. Durch den Kühlkanal 21 kann ein Spülstrom eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmediums geleitet werden, so dass sich insbesondere ein Wärmestrom von der optisch aktiven Fläche des optischen Elementes 4 durch die transparente Abdeckung 2 hindurch ergibt.The embodiment of Figure 5 differs from that of Figure 3 in that instead of a cooling device 19 on the back of the optical element 4, ie opposite the optically active surface, a cooling device in the region or adjacent the transparent cover 2 is provided , For this purpose, a further transparent cover 20 is mounted at a distance from the transparent cover 2, so that a cooling channel 21 or more cooling channels are formed therebetween. Through the cooling channel 21, a purge stream of a gaseous or liquid cooling medium can be passed, so that, in particular, a heat flow from the optically active surface of the optical element 4 through the transparent cover 2 results.
[0058] Zusätzlich sind an der Kammer 1 Heizelemente 23 vorgesehen, die insbesondere zur Homogenisierung der Temperaturverteilung eingesetzt werden können. Die Heizelemente 23 können zusätzlich oder alternativ auch in der Kammer 1 vorgesehen sein.In addition, 1 heating elements 23 are provided on the chamber, which can be used in particular for the homogenization of the temperature distribution. The heating elements 23 may additionally or alternatively also be provided in the chamber 1.
[0059] Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Figur 5 sind transparente Heizelemente 23 an der Außenseite der transparenten Abdeckung 2 im Bereich des Kühlkanals 21 vorgesehen. Derartige transparente Heizelemente können beispielsweise durch transparente, elektrisch leitfähige Schichten, wie beispielsweise Indiumzinnoxyd (ITO) gebildet sein, so dass sich elektrische Heizelemente ergeben. Die Heizelemente 23 sind ebenso wie auch die Kühlkanäle 21 räumlich verteilt an der Außenseite der Kammer 1 oder in den Kammerwanden vorgesehen, um durch gezielte Heizung oder Kühlung an einzelnen Stellen über die Kammerwand verteilt einen Temperaturausgleich zu erzielen.
[0060] Um eine entsprechende Steuerung und/oder Regelung mit einer nicht näher dargestellten Steuerungs- und/oder Regelungseinheit vornehmen zu können, sind in oder an der Kammer 1 ebenfalls nicht näher dargestellte Temperatursensoren vorgesehen. Für die Tempera- turmessung ist insbesondere auch eine kontaktlose Temperaturmessung über ein Pyrometer denkbar.In the embodiment shown in FIG. 5, transparent heating elements 23 are provided on the outside of the transparent cover 2 in the region of the cooling channel 21. Such transparent heating elements may be formed, for example, by transparent, electrically conductive layers, such as, for example, indium tin oxide (ITO), so that electrical heating elements result. The heating elements 23 as well as the cooling channels 21 are spatially distributed on the outside of the chamber 1 or provided in the chamber walls to distributed by targeted heating or cooling at individual locations on the chamber wall to achieve a temperature compensation. In order to make a corresponding control and / or regulation with a control and / or regulating unit, not shown, are also provided in or on the chamber 1, not shown in detail temperature sensors. For the temperature measurement in particular a non-contact temperature measurement via a pyrometer is conceivable.
[0061] Als Wärmequellen für eine lokale Erwärmung sind auch Infrarot-Quellen, wie z. B. Laser, denkbar.As sources of heat for local heating and infrared sources such. As laser, conceivable.
[0062] Wenn eine Beeinflussung der optischen Abbildungseigenschafiten durch den Spülstrom durch den Kühlkanal 21 zu befurchten ist, ist der Spülstrom ebenfalls so einzustellen, dass sich ein zeitlich stationäres und im optisch relevanten Bereich weitgehend homogenes Temperatur- und Geschwindigkeitsprofil ausbildet. Dadurch wird vermieden, dass durch Schlierenbildung im Kühlmedium Beeinträchtigung der optischen Abbildung bewirkt wird.If an influencing of the optical imaging properties by the purge flow through the cooling channel 21 is to be gefuftten, the purge stream is also adjusted so that a time-stationary and in the optically relevant area largely homogeneous temperature and velocity profile is formed. This avoids that streaking in the cooling medium causes impairment of the optical image.
[0063] Die vorliegende Erfindung zeichnet sich somit lediglich in besonderer Weise durch folgende Ausfuhrungsbeispiele aus:The present invention is therefore characterized only in a special way by the following exemplary embodiments:
1. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvor- richtung für die Mikrolithographie, wobei die Vorrichtung eine Kammer (1) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) umfasst, und wobei in der Kammer (1) eine Anordnung einer Vielzahl kleiner, verstellbarer Spiegel (Multi Mirror Array MMA) und ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist.1. A device for adjusting the temperature of an optical element in a microlithography imaging device, the device comprising a chamber (1) with at least one transparent cover (2), and wherein in the chamber (1) an arrangement of a plurality of smaller, adjustable Mirror (Multi Mirror Array MMA) and a medium for heat dissipation is provided.
2. Vorrichtung nach Ausfuhrungsform 1, wobei das Medium eine gegenüber der Umge- bungsatmosphäre höhere Wärmeleitfähigkeit, insbesondere höhere Wärmeleitfähigkeit als2. Device according to embodiment 1, wherein the medium has a higher thermal conductivity than the ambient atmosphere, in particular higher thermal conductivity than
Luft aufweist.Air has.
3. Vorrichtung nach Ausführungsform 1 oder 2, wobei das Medium Gas ist, wobei das Gas insbesondere Helium, Stickstoff und/oder Luft umfasst.3. Apparatus according to embodiment 1 or 2, wherein the medium is gas, wherein the gas in particular helium, nitrogen and / or air comprises.
4. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Kammer (1) dicht, insbesondere gasdicht abschließbar ist und ein statisches Medium einschließt.4. Device according to one of the preceding embodiments, wherein the chamber (1) is tight, in particular gas-tight lockable and includes a static medium.
5. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Kammer eine geschlossene oder gekapselte Kammer ist.
6. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 1 bis 3, wobei die Kammer mindestens einen Mediumeinlass (17) und mindestens einen Mediumauslass (18) aufweist, wobei Mediumeinlass und Mediumauslass in der Kammer (1) so angeordnet sind, dass sich eine laminare Mediumströmung einstellt, welche in Bezug auf das MMA tangential oder nahe- zu parallel ist.5. Device according to one of the preceding embodiments, wherein the chamber is a closed or encapsulated chamber. 6. Device according to one of embodiments 1 to 3, wherein the chamber has at least one medium inlet (17) and at least one medium outlet (18), wherein the medium inlet and medium outlet in the chamber (1) are arranged such that a laminar medium flow sets, which is tangential or nearly parallel with respect to the MMA.
7. Vorrichtung nach Ausfuhrungsform 6, wobei die Medienströmung in Bezug auf die optisch aktiven Flächen tangential oder nahezu parallel ist.7. Device according to embodiment 6, wherein the media flow is tangential or nearly parallel with respect to the optically active surfaces.
8. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das von der Kammer (1) umschlossene Volumen variabel ist. 9. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei mindestens eine, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Kammerwände (9, 10) verstellbar sind.8. Device according to one of the preceding embodiments, wherein the space enclosed by the chamber (1) is variable. 9. Device according to one of the preceding embodiments, wherein at least one, preferably two opposite chamber walls (9, 10) are adjustable.
10. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausfuhrungsformen, wobei mindestens eine, vorzugsweise mehrere Kammerwände (2) in ihrem Abstand zum MMA (4) und insbesondere den optisch aktiven Flächen verstellbar sind. 11. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein mit der Kammer (1) verbindbares Mediumreservoir (11) vorgesehen ist.10. Device according to one of the preceding embodiments, wherein at least one, preferably a plurality of chamber walls (2) in their distance from the MMA (4) and in particular the optically active surfaces are adjustable. 11. Device according to one of the preceding embodiments, wherein a with the chamber (1) connectable medium reservoir (11) is provided.
12. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die transparente Abdeckung (2) ein optisches Glas, Quarz, einen optischen Kristall und/oder CaF2 um- fasst. 13. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein Substrat (14), auf dem das MMA oder die Spiegel angeordnet sind, Teil der Kammerwand ist.12. Device according to one of the preceding embodiments, wherein the transparent cover (2) comprises an optical glass, quartz, an optical crystal and / or CaF 2 . 13. Device according to one of the preceding embodiments, wherein a substrate (14), on which the MMA or the mirrors are arranged, is part of the chamber wall.
14. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Kammer Kühl- und/oder Heizeinrichtungen (5, 6, 19, 21, 23) zugeordnet sind, die insbesondere an und/oder in mindestens einer Kammerwand vorzugsweise räumlich verteilt angeordnet sind.14. Device according to one of the preceding embodiments, wherein the chamber cooling and / or heating means (5, 6, 19, 21, 23) are associated, which are arranged in particular spatially distributed and in particular in at least one chamber wall.
15. Vorrichtung nach Ausführungsform 14, wobei die Kühleinrichtungen (19) an mindestens einer Kammerwand angeordnete Kanäle für Kühlmedien und/oder Peltierelemente umfassen.15. Device according to embodiment 14, wherein the cooling means (19) comprise at least one chamber wall arranged channels for cooling media and / or Peltier elements.
16. Vorrichtung nach Ausführungsform 15, wobei die Kühlmedien Gase oder Flüssigkeiten sind, welche in ihrer Temperatur einstellbar sind.
17. Vorrichtung nach Ausführungsform 14, wobei die Heizeinrichtungen transparente Heizelemente (23) umfassen.16. Device according to embodiment 15, wherein the cooling media are gases or liquids which are adjustable in their temperature. 17. Device according to embodiment 14, wherein the heating means comprise transparent heating elements (23).
18. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei an und/oder in der Kammer mindestens ein, vorzugsweise mehrere Temperatursensoren vorgesehen sind, die vorzugsweise mit einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Temperatureinstellung am optischen Element zusammenwirken.18. Device according to one of the preceding embodiments, wherein at least one, preferably a plurality of temperature sensors are provided on and / or in the chamber, which preferably cooperate with a control and / or regulating unit for adjusting the temperature at the optical element.
19. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvorrichtung für die Mikrolithographie, wobei eine Kammer (1) zur Aufnahme mindestens eines optischen Elements (4) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) vorgesehen ist, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist und wobei mindestens eine Kammerwand eine verstellbare Einrichtung zur Veränderung der Wärmeleitung innerhalb der Kammer aufweist.19. A device for adjusting the temperature of an optical element in an imaging apparatus for microlithography, wherein a chamber (1) for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2) is provided, wherein in the chamber (1) a medium is provided for heat dissipation and wherein at least one chamber wall has an adjustable means for changing the heat conduction within the chamber.
20. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvorrichtung für die Mikrolithographie, wobei eine Kammer (1) zur Aufnahme mindestens ei- nes optischen Elements (4) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) vorgesehen ist, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist und wobei das von der Kammer (1) umschlossene Volumen variabel einstellbar ist.20. An apparatus for adjusting the temperature of an optical element in an imaging apparatus for microlithography, wherein a chamber (1) is provided for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2), wherein in the chamber (1) a medium for heat dissipation is provided and wherein the volume enclosed by the chamber (1) is variably adjustable.
21. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvorrichtung für die Mikrolithographie, wobei eine Kammer (1) zur Aufnahme mindestens ei- nes optischen Elements (4) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) vorgesehen ist, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist und die Kammer so ausgebildet ist, dass sich eine laminare Strömung des Mediums tangential oder parallel zur Hauptfläche des optischen Elements oder einer Kammerwand ergibt.21. An apparatus for adjusting the temperature of an optical element in a microlithography imaging apparatus, wherein a chamber (1) is provided for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2), wherein in the chamber (1) a medium for heat dissipation is provided and the chamber is formed so that a laminar flow of the medium results tangentially or parallel to the main surface of the optical element or a chamber wall.
22. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvor- richtung für die Mikrolithographie, wobei eine Kammer (1) zur Aufnahme mindestens eines optischen Elements (4) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) und mindestens einer Heizeinrichtung vorgesehen ist, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist.22. A device for adjusting the temperature of an optical element in an imaging device for microlithography, wherein a chamber (1) for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2) and at least one heating device is provided, wherein in Chamber (1) a medium for heat dissipation is provided.
23. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvor- richtung für die Mikrolithographie, wobei die Vorrichtung eine Kammer (1) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) und einem reflektiven Element umfasst, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen 19 bis 23, wobei das Medium eine gegenüber der Umgebungsatmosphäre höhere Wärmeleitfähigkeit, insbesondere höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist.23. Device for adjusting the temperature of an optical element in a microlithographic imaging device, the device comprising a chamber (1) with at least one transparent cover (2) and a reflective element, wherein in the chamber (1) a medium for heat dissipation is provided. 24. Device according to one of embodiments 19 to 23, wherein the medium has a relation to the ambient atmosphere higher thermal conductivity, in particular higher thermal conductivity than air.
25. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 24, wobei das Medium Gas ist, wobei das Gas insbesondere Helium, Stickstoff und/oder Luft umfasst.25. Device according to one of the embodiments 19 to 24, wherein the medium is gas, wherein the gas in particular comprises helium, nitrogen and / or air.
26. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 22 oder 24 bis 25,wobei in der Kammer (1) mindestens ein reflektives optisches Element (4), insbesondere eine Spiegelanordnung, vorzugsweise eine Anordnung einer Vielzahl kleiner, verstellbarer Spiegel in einem Feld (Multi Mirror Array MMA) vorgesehen ist. 27. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 26, wobei die Kammer (1) dicht, insbesondere gasdicht abschließbar ist und ein statisches Medium einschließt.26. Device according to one of the embodiments 19 to 22 or 24 to 25, wherein in the chamber (1) at least one reflective optical element (4), in particular a mirror arrangement, preferably an arrangement of a plurality of small, adjustable mirror in a field (Multi Mirror Array MMA) is provided. 27. Device according to one of the embodiments 19 to 26, wherein the chamber (1) is tight, in particular gas-tight lockable and includes a static medium.
28. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 27, wobei die Kammer eine geschlossene oder gekapselte Kammer ist.28. Device according to one of the embodiments 19 to 27, wherein the chamber is a closed or encapsulated chamber.
29. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 28, wobei die Kammer mindestens einen Mediumeinlass (17) und mindestens einen Mediumauslass (18) aufweist, wobei29. Device according to one of the embodiments 19 to 28, wherein the chamber has at least one medium inlet (17) and at least one medium outlet (18), wherein
Mediumeinlass und Mediumauslass in der Kammer (1) so angeordnet sind, dass sich eine laminare Mediumströmung einstellt, welche in Bezug auf das optische Element (4) tangential oder nahezu parallel ist.Medium inlet and medium outlet in the chamber (1) are arranged so that a laminar medium flow is established, which is tangential or nearly parallel with respect to the optical element (4).
30. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 oder 21 bis 29, wobei das von der Kammer (1) umschlossene Volumen variabel ist.30. Device according to one of the embodiments 19 or 21 to 29, wherein the volume of the chamber (1) is variable.
31. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 30, wobei mindestens eine oder zwei oder mehrere gegenüberliegende Kammerwände (9, 10) verstellbar sind.31. Device according to one of the embodiments 19 to 30, wherein at least one or two or more opposite chamber walls (9, 10) are adjustable.
32. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 31, wobei mindestens eine oder mehrere Kammerwände (2) in ihrem Abstand zum optischen Element (4) oder den optisch aktiven Flächen verstellbar sind.32. Device according to one of the embodiments 19 to 31, wherein at least one or more chamber walls (2) are adjustable in their distance from the optical element (4) or the optically active surfaces.
33. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 32, wobei mindestens eine oder mehrere zumindest teilweise für Licht bestimmter Wellenlänge transparente Kammerwände (2) in ihrem Abstand zum optischen Element (4) oder den optisch aktiven Flächen verstellbar sind. 34. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 33, wobei ein mit der Kammer (1) verbindbares Mediumreservoir (11) vorgesehen ist.
35. Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen 19 bis 34, wobei die transparente Abdeckung (2) ein optisches Glas, Quarz, einen optischen Kristall und/oder CaF2 umfasst.33. Device according to one of the embodiments 19 to 32, wherein at least one or more at least partially transparent to light of certain wavelength chamber walls (2) in their distance from the optical element (4) or the optically active surfaces are adjustable. 34. The device according to one of the embodiments 19 to 33, wherein a with the chamber (1) connectable medium reservoir (11) is provided. 35. Device according to one of the embodiments 19 to 34, wherein the transparent cover (2) comprises an optical glass, quartz, an optical crystal and / or CaF 2 .
36. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 35, wobei ein Substrat (14), auf dem das optische Element angeordnet ist, Teil der Kammerwand ist. 37. Vorrichtung nach einer der Ausfuhrungsformen 19 bis 36, wobei der Kammer mindestens eine Kühleinrichtung zugeordnet ist.36. Device according to one of the embodiments 19 to 35, wherein a substrate (14) on which the optical element is arranged, part of the chamber wall. 37. Device according to one of the embodiments 19 to 36, wherein the chamber is associated with at least one cooling device.
38. Vorrichtung nach Ausführungsform 37, wobei die mindestens eine Kühleinrichtung an und/oder in mindestens einer Kammerwand angeordnet ist.38. Device according to embodiment 37, wherein the at least one cooling device is arranged on and / or in at least one chamber wall.
39. Vorrichtung nach Ausführungsform 38, wobei die mindestens eine Kühleinrichtung an und/oder in mindestens einer Kammerwand räumlich verteilt angeordnet ist.39. Device according to embodiment 38, wherein the at least one cooling device is arranged spatially distributed on and / or in at least one chamber wall.
40. Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen 37 bis 39, wobei die Kühleinrichtungen (19) an mindestens einer Kammerwand angeordnete Kanäle für Kühlmedien und/oder PeI- tierelemente umfassen.40. Device according to one of the embodiments 37 to 39, wherein the cooling means (19) comprise at least one chamber wall arranged channels for cooling media and / or pelleting elements.
41. Vorrichtung nach Ausführungsform 40, wobei die Kühlmedien Gase oder Flüssigkeiten sind, welche in ihrer Temperatur einstellbar sind.41. Device according to embodiment 40, wherein the cooling media are gases or liquids which are adjustable in their temperature.
42. Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen 19 bis 21 oder 23 bis 41, wobei der Kammer mindestens eine Heizeinrichtung zugeordnet ist.42. Device according to one of the embodiments 19 to 21 or 23 to 41, wherein the chamber is associated with at least one heating device.
43. Vorrichtung nach Ausführungsform 22 oder 42, wobei die mindestens eine Heizeinrichtung an und/oder in mindestens einer Kammerwand angeordnet ist. 44. Vorrichtung nach Ausführungsform 22 oder 42, wobei die mindestens eine Heizeinrichtung an und/oder in mindestens einer Kammerwand räumlich verteilt angeordnet ist.43. Device according to embodiment 22 or 42, wherein the at least one heating device is arranged on and / or in at least one chamber wall. 44. Device according to embodiment 22 or 42, wherein the at least one heating device is spatially distributed on and / or in at least one chamber wall.
45. Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen 22 oder 42 bis 44, wobei die Heizeinrichtungen transparente Heizelemente (23) umfassen.45. Device according to one of the embodiments 22 or 42 to 44, wherein the heating means comprise transparent heating elements (23).
46. Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen 19 bis 45,wobei an und/oder in der Kam- mer mindestens ein Temperatursensor vorgesehen ist.46. Device according to one of the embodiments 19 to 45, wherein at least one temperature sensor is provided on and / or in the chamber.
47. Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen 19 bis 46, wobei mindestens eine Steue- rungs- und/oder Regelungseinheit zur Temperatureinstellung am optischen Element vorgesehen ist.47. Device according to one of the embodiments 19 to 46, wherein at least one control and / or regulating unit is provided for adjusting the temperature at the optical element.
48. Vorrichtung nach Ausführungsform 23,wobei das reflektive Element ein Spiegel ist.
49. Vorrichtung nach Ausfuhrungsform 23 oder 48, wobei das reflektive Element durch die Kammer von anderen optischen Elementen getrennt ist.48. The device according to embodiment 23, wherein the reflective element is a mirror. 49. Device according to embodiment 23 or 48, wherein the reflective element is separated from the other optical elements by the chamber.
50. Objektiv, insbesondere Beleuchtungsobjektiv für die Mikrolithographie mit einem Objek- tivraum mit einer Objektivatmosphäre und mit mindestens einer Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausfuhrungsformen.50. Lens, in particular illumination objective for microlithography with an objective space with an objective atmosphere and with at least one device according to one of the preceding embodiments.
51. Objektiv nach Ausführungsform 19, wobei in der Kammer (1) der Vorrichtung ein Medium vorgesehen ist, welches eine gegenüber der Objektivatmosphäre höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist.51. Lens according to embodiment 19, wherein in the chamber (1) of the device, a medium is provided which has a relation to the objective atmosphere higher thermal conductivity.
[0064] Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Ausfuhrungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann klar ersichtlich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern Abänderungen durch Weglassen einzelner Merkmale oder unterschiedliche Kombination verschiedener Merkmale möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.
Although the present invention has been described in detail with reference to the accompanying embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the invention is not limited thereto, but modifications are possible by omitting individual features or different combination of different features, without the scope of the attached To leave claims.
Claims
1. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvorrichtung für die Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kammer (1) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) um- fasst, wobei in der Kammer (1) eine Anordnung einer Vielzahl kleiner, verstellbarer Spiegel (Multi Mirror Array MMA) und ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist.Device for adjusting the temperature of an optical element in an imaging apparatus for microlithography, characterized in that the device comprises a chamber (1) with at least one transparent cover (2), wherein in the chamber (1) an arrangement of a plurality of smaller , adjustable mirror (Multi Mirror Array MMA) and a medium for heat dissipation is provided.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Medium eine gegenüber der Umgebungsatmosphäre höhere Wärmeleitfähigkeit, insbesondere höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the medium has a relation to the ambient atmosphere higher thermal conductivity, in particular higher thermal conductivity than air.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium Gas ist, wobei das Gas insbesondere Helium, Stickstoff und/oder Luft um- fasst.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the medium is gas, wherein the gas in particular helium, nitrogen and / or air comprises.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (1) dicht, insbesondere gasdicht abschließbar ist und ein statisches Medium einschließt.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber (1) is tight, in particular gas-tight lockable and includes a static medium.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer eine geschlossene oder gekapselte Kammer ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber is a closed or encapsulated chamber.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer mindestens einen Mediumeinlass (17) und mindestens einen Mediumauslass (18) aufweist, wobei Mediumeinlass und Mediumauslass in der Kammer (1) so angeordnet sind, dass sich eine laminare Mediumströmung einstellt, welche in Bezug auf das MMA tangential oder nahezu parallel ist. 6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the chamber has at least one medium inlet (17) and at least one medium outlet (18), wherein the medium inlet and medium outlet in the chamber (1) are arranged so that a laminar Medium flow sets, which is tangential or nearly parallel with respect to the MMA.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienströmung in Bezug auf die optisch aktiven Flächen tangential oder nahezu parallel ist.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the media flow is tangential or nearly parallel with respect to the optically active surfaces.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Kammer (1) umschlossene Volumen variabel ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the of the chamber (1) enclosed volume is variable.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Kammerwände (9, 10) verstellbar sind. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one, preferably two opposite chamber walls (9, 10) are adjustable.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine, vorzugsweise mehrere Kammerwände (2) in ihrem Abstand zum MMA (4) und insbesondere den optisch aktiven Flächen verstellbar sind.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one, preferably a plurality of chamber walls (2) in their distance from the MMA (4) and in particular the optically active surfaces are adjustable.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Kammer (1) verbindbares Mediumreservoir (11) vorgesehen ist.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a with the chamber (1) connectable medium reservoir (11) is provided.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Abdeckung (2) ein optisches Glas, Quarz, einen optischen Kristall und/oder CaF2 umfasst.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transparent cover (2) comprises an optical glass, quartz, an optical crystal and / or CaF 2 .
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat (14), auf dem das MMA oder die Spiegel angeordnet sind, Teil der Kammerwand ist. 13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a substrate (14), on which the MMA or the mirrors are arranged, is part of the chamber wall.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammer Kühl- und/oder Heizeinrichtungen (5, 6, 19, 21, 23) zugeordnet sind, die insbesondere an und/oder in mindestens einer Kammerwand vorzugsweise räumlich verteilt angeordnet sind. 14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber cooling and / or heating means (5, 6, 19, 21, 23) are associated, which are arranged in particular spatially distributed in particular and / or in at least one chamber wall ,
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtungen (19) an mindestens einer Kammerwand angeordnete Kanäle für Kühlmedien und/oder Peltierelemente umfassen.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the cooling devices (19) comprise channels for cooling media and / or Peltier elements arranged on at least one chamber wall.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmedien Gase oder Flüssigkeiten sind, welche in ihrer Temperatur einstellbar sind.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the cooling media are gases or liquids which are adjustable in their temperature.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen transparente Heizelemente (23) umfassen.17. The device according to claim 14, characterized in that the heating means comprise transparent heating elements (23).
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an und/oder in der Kammer mindestens ein, vorzugsweise mehrere Temperatursensoren vorgesehen sind, die vorzugsweise mit einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Temperatureinstellung am optischen Element zusammenwirken.18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that on and / or in the chamber at least one, preferably a plurality of temperature sensors are provided, which preferably cooperate with a control and / or regulating unit for adjusting the temperature of the optical element.
19. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvor- richtung für die Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (1) zur Aufnahme mindestens eines optischen Elements (4) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) vorgesehen ist, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist und wobei mindestens eine Kammerwand eine ver- stellbare Einrichtung zur Veränderung der Wärmeleitung innerhalb der Kammer aufweist.19. A device for adjusting the temperature of an optical element in an imaging device for microlithography, characterized in that a chamber (1) for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2) is provided, wherein in the chamber (1) a medium for heat dissipation is provided, and wherein at least one chamber wall has an adjustable means for changing the heat conduction within the chamber.
20. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvorrichtung für die Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (1) zur Aufnahme mindestens eines optischen Elements (4) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) vorgesehen ist, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist und wobei das von der Kammer (1) umschlossene Volumen variabel einstellbar ist.20. A device for adjusting the temperature of an optical element in an imaging apparatus for microlithography, characterized in that a chamber (1) for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2) is provided, wherein in the chamber (1 ) A medium for heat dissipation is provided and wherein the chamber of the (1) enclosed volume is variably adjustable.
21. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvorrichtung für die Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (1) zur Aufnahme mindestens eines optischen Elements (4) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) vorgesehen ist, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist und die Kammer so ausgebildet ist, dass sich eine Ia- minare Strömung des Mediums tangential oder parallel zur Hauptfläche des optischen Elements oder einer Kammerwand ergibt.21. A device for adjusting the temperature of an optical element in an imaging apparatus for microlithography, characterized in that a chamber (1) for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2) is provided, wherein in the chamber (1 ) a medium for heat dissipation is provided and the chamber is designed so that a Minar flow of the medium results tangentially or parallel to the main surface of the optical element or a chamber wall.
22. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvorrichtung für die Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (1) zur Aufnahme mindestens eines optischen Elements (4) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) und mindestens einer Heizeinrichtung vorgesehen ist, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist.22. An apparatus for adjusting the temperature of an optical element in an imaging apparatus for microlithography, characterized in that a chamber (1) for receiving at least one optical element (4) with at least one transparent cover (2) and at least one heating device is provided, wherein the chamber (1) is provided a medium for heat dissipation.
23. Vorrichtung zur Temperatureinstellung eines optischen Elements in einer Abbildungsvor- richtung für die Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kammer (1) mit mindestens einer transparenten Abdeckung (2) und einem reflektiven Element umfasst, wobei in der Kammer (1) ein Medium zur Wärmeableitung vorgesehen ist. 23. A device for adjusting the temperature of an optical element in a microlithographic imaging device, characterized in that the device comprises a chamber (1) with at least one transparent cover (2) and a reflective element, wherein in the chamber (1) Medium is provided for heat dissipation.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium eine gegenüber der Umgebungsatmosphäre höhere Wärmeleitfähigkeit, insbesondere höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist.24. Device according to one of claims 19 to 23, characterized in that the medium has a relation to the ambient atmosphere higher thermal conductivity, in particular higher thermal conductivity than air.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium Gas ist, wobei das Gas insbesondere Helium, Stickstoff und/oder Luft umfasst.25. Device according to one of claims 19 to 24, characterized in that the medium is gas, wherein the gas in particular comprises helium, nitrogen and / or air.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22 oder 24 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (1) mindestens ein reflektives optisches Element (4), insbesondere eine26. Device according to one of claims 19 to 22 or 24 to 25, characterized in that in the chamber (1) at least one reflective optical element (4), in particular a
Spiegelanordnung, vorzugsweise eine Anordnung einer Vielzahl kleiner, verstellbarer Spiegel in einem Feld (Multi Mirror Array MMA) vorgesehen ist.Mirror arrangement, preferably an arrangement of a plurality of small, adjustable mirror in a field (Multi Mirror Array MMA) is provided.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (1) dicht, insbesondere gasdicht abschließbar ist und ein statisches Medium einschließt. 27. The device according to one of claims 19 to 26, characterized in that the chamber (1) is tight, in particular gas-tight lockable and includes a static medium.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer eine geschlossene oder gekapselte Kammer ist.28. Device according to one of claims 19 to 27, characterized in that the chamber is a closed or encapsulated chamber.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer mindestens einen Mediumeinlass (17) und mindestens einen Mediumauslass (18) aufweist, wobei Mediumeinlass und Mediumauslass in der Kammer (1) so angeordnet sind, dass sich eine laminare Mediumströmung einstellt, welche in Bezug auf das optische Element (4) tangential oder nahezu parallel ist. 29. Device according to one of claims 19 to 28, characterized in that the chamber has at least one medium inlet (17) and at least one medium outlet (18), wherein the medium inlet and medium outlet in the chamber (1) are arranged so that a laminar Medium flow sets, which is tangential or nearly parallel with respect to the optical element (4).
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Kammer (1) umschlossene Volumen variabel ist.30. Device according to one of claims 19 or 21 to 29, characterized in that the of the chamber (1) enclosed volume is variable.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine oder zwei oder mehrere gegenüberliegende Kammerwände (9, 10) verstellbar sind.31. Device according to one of claims 19 to 30, characterized in that at least one or two or more opposite chamber walls (9, 10) are adjustable.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine oder mehrere Kammerwände (2) in ihrem Abstand zum optischen EIe- ment (4) oder den optisch aktiven Flächen verstellbar sind.32. Device according to one of claims 19 to 31, characterized in that at least one or more chamber walls (2) in their distance from the optical EIe- element (4) or the optically active surfaces are adjustable.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine oder mehrere zumindest teilweise für Licht bestimmter Wellenlänge transparente Kammerwände (2) in ihrem Abstand zum optischen Element (4) oder den op- tisch aktiven Flächen verstellbar sind.33. Device according to one of claims 19 to 32, characterized in that at least one or more at least partially transparent to light of certain wavelength chamber walls (2) in their distance from the optical element (4) or the optically active surfaces are adjustable.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Kammer (1) verbindbares Mediumreservoir (11) vorgesehen ist.34. Device according to one of claims 19 to 33, characterized in that a with the chamber (1) connectable medium reservoir (11) is provided.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Abdeckung (2) ein optisches Glas, Quarz, einen optischen Kristall und/oder CaF2 umfasst. 35. Device according to one of claims 19 to 34, characterized in that the transparent cover (2) comprises an optical glass, quartz, an optical crystal and / or CaF 2 .
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat (14), auf dem das optische Element angeordnet ist, Teil der Kammerwand ist.36. Device according to one of claims 19 to 35, characterized in that a substrate (14) on which the optical element is arranged, part of the chamber wall.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammer mindestens eine Kühleinrichtung zugeordnet ist.37. Device according to one of claims 19 to 36, characterized in that the chamber is associated with at least one cooling device.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühleinrichtung an und/oder in mindestens einer Kammerwand ange- ordnet ist.38. Device according to claim 37, characterized in that the at least one cooling device is arranged on and / or in at least one chamber wall.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühleinrichtung an und/oder in mindestens einer Kammerwand räumlich verteilt angeordnet ist. 39. Apparatus according to claim 38, characterized in that the at least one cooling device is arranged spatially distributed on and / or in at least one chamber wall.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtungen (19) an mindestens einer Kammerwand angeordnete Kanäle für Kühlmedien und/oder Peltierelemente umfassen.40. Device according to one of claims 37 to 39, characterized in that the cooling means (19) arranged on at least one chamber wall channels for cooling media and / or Peltier elements.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmedien Gase oder Flüssigkeiten sind, welche in ihrer Temperatur einstellbar sind.41. Apparatus according to claim 40, characterized in that the cooling media are gases or liquids which are adjustable in their temperature.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21 oder 23 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammer mindestens eine Heizeinrichtung zugeordnet ist. 42. Device according to one of claims 19 to 21 or 23 to 41, characterized in that the chamber is associated with at least one heating device.
43. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heizeinrichtung an und/oder in mindestens einer Kammerwand angeordnet ist.43. Apparatus according to claim 22 or 42, characterized in that the at least one heating device is arranged on and / or in at least one chamber wall.
44. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heizeinrichtung an und/oder in mindestens einer Kammerwand räumlich verteilt angeordnet ist. 44. Apparatus according to claim 22 or 42, characterized in that the at least one heating device is arranged spatially distributed on and / or in at least one chamber wall.
45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen transparente Heizelemente (23) umfassen.45. Device according to one of claims 22 or 42 to 44, characterized in that the heating means comprise transparent heating elements (23).
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass an und/oder in der Kammer mindestens ein Temperatursensor vorgesehen ist.46. Device according to one of claims 19 to 45, characterized in that at least one temperature sensor is provided on and / or in the chamber.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Temperatureinstellung am optischen Element vorgesehen ist.47. Device according to one of claims 19 to 46, characterized in that at least one control and / or regulating unit is provided for adjusting the temperature at the optical element.
48. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektive Element ein Spiegel ist.48. The device according to claim 23, characterized in that the reflective element is a mirror.
49. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 48, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektive Element durch die Kammer von anderen optischen Elementen getrennt ist.49. Device according to claim 23 or 48, characterized in that the reflective element is separated from the other optical elements by the chamber.
50. Objektiv, insbesondere Beleuchtungsobjektiv für die Mikrolithographie mit einem Objektivraum mit einer Objektivatmosphäre und mit mindestens einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 50. Lens, in particular illumination objective for microlithography with an objective space with an objective atmosphere and with at least one device according to one of the preceding claims.
51. Objektiv nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (1) der Vorrichtung ein Medium vorgesehen ist, welches eine gegenüber der Objektivatmosphäre höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist. 51. Lens according to claim 19, characterized in that in the chamber (1) of the device, a medium is provided which has a relation to the objective atmosphere higher thermal conductivity.
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 08775272 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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