WO2015014947A1 - Optical device and lithography system - Google Patents

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WO2015014947A1
WO2015014947A1 PCT/EP2014/066516 EP2014066516W WO2015014947A1 WO 2015014947 A1 WO2015014947 A1 WO 2015014947A1 EP 2014066516 W EP2014066516 W EP 2014066516W WO 2015014947 A1 WO2015014947 A1 WO 2015014947A1
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WO
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optical device
thermal
support
optical
optical element
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Application number
PCT/EP2014/066516
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stacy Figueredo
Timo Laufer
Original Assignee
Carl Zeiss Smt Gmbh
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Publication date
Application filed by Carl Zeiss Smt Gmbh filed Critical Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
    • G03F7/70891—Temperature
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/028—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/181—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • G02B7/1815—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation with cooling or heating systems
    • G—PHYSICS
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports

Definitions

  • the invention relates to an optical device and a lithography system.
  • lithography equipment is used in the fabrication of integrated circuits (ICs) to image a mask pattern in a mask onto a substrate, such as a silicon wafer.
  • a signal generated by an optical system light beam is directed ge ⁇ through the mask onto the substrate.
  • EUV lithography systems are currently escape ⁇ oped which use light having a wavelength in the range of 5 nm to 30 nm, in particular ⁇ sondere 13.5 nm.
  • EUV stands for "Extreme Ultra Violet”.
  • Absolute temperatures, temperature changes over time as well as thermal Gradi ⁇ ducks within individual elements play a crucial role, as they can lead to thermal deformation.
  • US 2011/0181852 describes AI a mirror field with a mirror unit comprising a mirror, a control means for adjusting ei ⁇ ner position of the mirror relative to a base and heat-conducting elements.
  • the heat-conducting elements serve to conduct heat from the mirror to the base.
  • An object of the present invention is to provide an improved opti ⁇ cal device, which is characterized in particular by lower thermal deformations.
  • an optical device having an optical ele ment ⁇ , a base, a support element and an insulation element.
  • the support member carries the optical element spaced from the base.
  • the isolati ⁇ onselement is arranged in a first thermal conduction path between the opti ⁇ rule element and the base.
  • the insulation element is arranged between the optical element and the support element or integrated into the Tragele ⁇ ment.
  • the insulating element of the heat input is reduced in the support member or at least in a part thereof.
  • ei ⁇ ne thermal deformation thereof Correspondingly reduced is ei ⁇ ne thermal deformation thereof, which has a positive effect on the accuracy of a positioning of the optical element.
  • the Mög ⁇ friendliness is so opened to force a larger portion of the heat along a second thermi ⁇ rule conduction path which does not pass through the support element.
  • the optical element may be formed as a mirror or a lens.
  • the support member may be in this case connected to the support member, spaced by the optical element to be borne by the Ba ⁇ sis.
  • the support element carries the optical element at a distance from the base
  • the support element can bear the optical element directly or indirectly.
  • Indirect support includes other elements, For example, a holding element or one or more further joints, Stützele ⁇ elements and the like between the support member and the optical element arranged.
  • the base acts as a heat sink and can for this purpose a cooling device, wherein ⁇ play, have a liquid cooling.
  • An "insulating member” is a member having a higher thermal Wi ⁇ resistor as a directly on this adjacent element. However, if it is on the immediately adjacent element by a hinge, so this may have a higher thermal resistance than the insulation element.
  • integral it is meant that the insulation element breaks the support element and is divided into two support sections and / or arranged in a recess in the support element.
  • the device may be oriented ⁇ forms as a mirror unit, in particular a mirror field.
  • Other applications of the devices, in particular in a lithography system, are also conceivable.
  • the hinge for adjusting a Orientie ⁇ tion of the optical element is arranged.
  • the joint may be arranged between the Tra ⁇ gelement and the optical element or integrated in the support element.
  • adjusting an orientation is meant in particular a Verschwen ⁇ ken of the optical element
  • the “adjustment of an orientation” may refer to a linear movement of the optical ele ⁇ ment.
  • the linear movement can be provided for example by means of two parallel ⁇ logrammlenker.
  • integrated is meant here that the Joint divided the support element into two support sections, so that they are zuei ⁇ nander articulated.
  • the hinge is formed as a solid state joint o- the hinge.
  • “Flexure hinge” means a joint which allows Re ⁇ lativrise between two rigid bodies by bending.
  • Drehge ⁇ steering is a joint meant in the sense of a kinematic pair, wherein at least one of the kinematic ⁇ partner performs a pivoting movement about a pivot axis.
  • the insulation element has a height ⁇ ren thermal resistance than the carrying element and / or the joint.
  • the thermal resistance is defined herein as the temperature change resulting from a defined heat input into an element in a defined direction.
  • the thermal resistance typically has the SI
  • the thermal resistance Rtherm of a constant-section bar is:
  • the thermal resistance means before ⁇ Trains t a thermal resistance, but not one which arises due to heat radiation or convection.
  • the thermal resistance preferably also includes an effective thermal resistance, as it results, for example, for liquids with phase change.
  • the insulation element has a clotting ⁇ Gere thermal conductivity than the support member.
  • the thermal conductivity ktherm is an intrinsic property of the material and not of geometric Ver ⁇ ratios dependent, as is the case with the thermal resistance.
  • the Insulation element preferably also has a lower thermal conductivity than the joint and / or other heat transfer.
  • thermal resistance and thermal conductivity also apply correspondingly to the other elements or means mentioned here.
  • the thermal expansion coefficient of the insulation element is selected such that a deformation, a stress and / or movement of at least one adjacent to the insulation element
  • Component for a defined temperature change of the insulation element is a minimum.
  • the thermal expansion coefficient of the insulating element should be chosen such that the mechanical influence on adjacent components is as low as possible.
  • the at least one component may, for example, be a component such as the support element or the optical element.
  • the insulation element has a ge ⁇ ringeren thermal expansion coefficient than the support element and / or the overall steering on.
  • the thermal deformation of the insulating element should be made as small as possible.
  • the thermal expansion coefficient of the insulating element should be matched to adjacent elements, for example the Tragele ⁇ ment and / or the joint in such a way that thermal Ver ⁇ formations are reduced overall.
  • the thermal expansion coefficient is defined as the change in length as a fraction of the total length of the element divided by the temperature change. This is a material property that can not behave linearly with temperature. For example, the linear one
  • Thermal expansion coefficient ⁇ for a rod is defined as follows:
  • a heat sink and a thermal ULTRASONIC coupling means are provided, which is arranged in a second thermal Lei ⁇ processing path between the optical element and the heat sink.
  • the majority of the heat from the optical element is to be dissipated via the second ther ⁇ mixing line path.
  • a heat flux along the second thermal conduction path is larger than a heat flux along the first thermi ⁇ rule conduction path. For example, greater than 50%, greater than 80%, greater than 90% or greater than 95% of the heat through the second thermal conduction path draw ⁇ leads can be. This so little heat flows through the first thermal conduction path see why thermal deformation particular Tragele ⁇ ment can be kept low.
  • the accuracy of the positioning of the optical element is correspondingly high.
  • no elements are preferably arranged, which, due thermi ⁇ shear deformation thereof can substantially take on the position of the optical element influence.
  • the total thermal resistance Roes relative to the optical element can be defined as follows:
  • Ri denotes the thermal resistance of the first thermal conduction path and R2 the thermal resistance of the second thermal conduction path.
  • the thermal coupling means has a lower thermal resistance than the insulating element, the traction gelement and / or the joint on. As a result, a large portion of the heat is dissipated via the second thermal conduction path.
  • the thermal coupling means has a higher thermal conductivity than the insulating element, the support element and / or the joint.
  • the insulation element has a ceramic or glass Kera ⁇ . These materials may have low thermal conductivity.
  • the insulation element is designed as an insert, adhesive, paste or foil.
  • Suitable insulation elements comprise at ⁇ play, polyamides, especially poly-oxydiphenylene-pyromellitimide rationale (such as under the trade name Kapton available), or mica, in particular ⁇ sondere a mica layer.
  • the support element may for example have a recess into which the insert is inserted or which is filled with the adhesive or the paste.
  • an optical device comprising: an optical element, a base, a support member, which spaces the optical element bears on the base, an insulating member that the opti ⁇ rule in a first thermal conduction path having a first thermal resistance Ri between Element and the base is arranged for reducing a heat input in the Tra- element, wherein the insulating element between the optical
  • the first and second thermal resistance Ri, R2 are formed such that a heat flow along the second thermal conduction path is greater than a heat flow along the first thermal conduction path.
  • the first and second thermal resistance Ri, R2 are formed such that greater than 50%, greater than 80%, greater than 90% or greater than 95% of the heat from the optical element via the second thermal Lei ⁇ processing path to be dissipated.
  • Heat here means the total heat flowing out of the optical element.
  • an optical device having an optical element, a base, a support member, a hinge and a thermal Kopplungsmit ⁇ tel is provided.
  • the support member carries the optical element spaced from the base.
  • the hinge is for adjusting an orientation of the optical
  • the joint connects the optical element with the tra ⁇ gelement, two support portions of the support member with each other or the Tragele ⁇ ment articulated to the base.
  • the thermal coupling means connects the retaining element with the support element, the two support sections with each other and / or the support element with the base and bridges the joint.
  • the thermal coupling medium does not have to reach the entire distance from the optical element to the base. Rather, only one or more joints are bridged. Since joints generally have a high thermal resistance, the heat can be passed to them so efficiently.
  • the thermal coupling means can advantageously be made short and thus easy to produce.
  • the support element more than two Tragab ⁇ sections, which are each connected by means of joints, wherein the heat-conducting coupling means bridges several joints. This Kings ⁇ nen several joints are easily bridged.
  • the heat-conducting coupling means has a low thermal resistance than the joint. This allows the majority of the heat to pass the joint.
  • the thermal coupling agent has a higher thermal conductivity than the joint. Also by this measure, a large part of the heat can be passed to the joint.
  • the thermal coupling means for the adjustment of the optical element is flexible.
  • the thermal coupling agent may function as a bearing for the opti cal ⁇ element.
  • the thermal coupling agent can thereby enable a rotato ⁇ rical or linear storage of the optical element. It is preferably provided that the thermal coupling means is not designed to be load-bearing and serves exclusively for heat dissipation.
  • the thermal coupling means has a lower stiffness in an adjustment direction for the adjustment of the optical ⁇ rule element as the support element and / or the joint. This can be done with little effort an adjustment of the optical element.
  • the thermal coupling agent is a fluid or a solid body.
  • Fluid means a liquid or a gas or a mixture thereof.
  • the thermal coupling agent is preferably designed as Festkör ⁇ pergelenk.
  • the fluid may be in a body, for example in the support element or in a separate envelope Fluid static or moving (this is meant that, in contrast to only loka ⁇ len currents of gravity of the fluid moves and / or this active, thus specifically controlled, is moved.) Be.
  • the fluid can be moved with a pump, for example.
  • the thermal coupling agent may comprise, for example, a metal, in particular steel, copper, silver or gold, a semimetal, in particular boron, or a semiconductor, in particular silicon carbide.
  • a liquid for the thermal coupling agent such a liquid can be used, which absorbs heat by a phase change and releases.
  • the thermal coupling means is formed in the form of at least one strip, wire, braid or film stack.
  • the individual films of the film stack can be spaced apart from one another, in particular spaced apart in parallel. Characterized a lowerêtnträg ⁇ moment of inertia and thus a smaller bending stiffness than in a ein Gi ⁇ ⁇ gen thermal coupling agent is achieved.
  • a single strip, a single wire, a single braid or a single foil of the film stack can each form a Fe ⁇ derelement.
  • a two-, three- or six-leg support is provided, wherein a support element is associated with a respective leg.
  • one or more isolation elements may be provided, which are arranged between the optical element and the plurality of support elements or integrated into a respective support element.
  • an actuator is provided for adjusting the Ori ⁇ -orientation of the optical element. It may, for example, be an electromechanical or a piezoelectric actuator. Furthermore, a lithography system is provided with at least one above ⁇ be registered device. The lithography system may in particular be an EUV lithography system. In the present case, "a" does not exclude a multiplicity, for example, the optical device can have a plurality of insulation elements or a supporting element.
  • Fig. 1 shows an optical device ge ⁇ Frankfurtss a first embodiment in a schematic sectional view
  • FIG. 1A shows in a schematic sectional view a variant with respect to FIG. 1.
  • Fig. 2 shows an optical device ge ⁇ Gurss a second embodiment in a schematic sectional view
  • Fig. 3 shows in a schematic sectional view of an optical device ge ⁇ Gurss a third embodiment
  • FIG. 3A shows a variant of FIG. 3 in a schematic sectional view.
  • Fig. 4 shows an optical device ge ⁇ Gurss a fourth embodiment in a schematic sectional view
  • Fig. 4A shows three schematic sectional views of a variant with respect to FIG 4, wherein a right section II and a section II-II above is shown from the central Fi gur ⁇
  • Fig. 5 shows an optical device ge ⁇ Gurss a fifth embodiment in a schematic sectional view
  • Fig. 6 shows an optical device ge ⁇ Frankfurtss a sixth embodiment in a schematic sectional view
  • Fig. 7 shows in a schematic sectional view of an optical device ge ⁇ Frankfurtss a seventh embodiment
  • Fig. 8 is a schematic sectional view of an optical device according to an eighth embodiment
  • FIG. 9 shows a schematic sectional view of an optical device ge ⁇ Josess a ninth embodiment
  • FIG. 10 shows a schematic view of a lithography system according to an exemplary embodiment.
  • Fig. 1 shows an optical device 100 according to a first domesticsbei ⁇ game.
  • the optical device 100 may be a mirror unit of a nes mirror array of a EUV lithography system shown in Fig. 10 1000 han ⁇ spindles.
  • the optical device 100 comprises an optical element 102.
  • the optical element 102 may be formed, for example, as a mirror, which incident ⁇ reflects the light 104. This results in a heat input, in the optical element 102nd
  • the optical device 100 further comprises a base 106, which may be provided fixed to the frame.
  • the optical device 100 includes a support member 108.
  • the Tragele ⁇ element 108 transmits the optical element 102 spaced from the base 106.
  • the support member 108 functions, the support member 108 as a bearing for the optical element 102 so that a resultant of the bearing force flow through the Support element 108 flows.
  • the support member 108 may be directly verbun with the optical element 102 ⁇ , as shown for example in Fig. 2. Alternatively, the support member 108 may be indirectly connected to the optical element 102, such as GE shows ⁇ in FIG. 1. In FIG. 1, an insulation element 110 is arranged between the optical element 102 and the support element 108.
  • the support member 108 has, by keeping it spaced from the optical element 102 from the base 106 also functions to adjust an orientation of an optical ⁇ rule element 102, for example to permit pivoting thereof.
  • the adjustment direction is designated 112 in FIG.
  • a joint 114 is provided.
  • the hinge 114 is integrated into the support element 108.
  • the support member 108 is formed as a solid-body joint is flexed and for pivoting the optical element 102, as indicated by the gestri ⁇ smiled line in FIG. 1.
  • the insulating member 110 is in a first thermal conduction path 116 to ⁇ arranged which leads from the optical element 102 by the insulating member 110 as well as by the support member 108 and thus through the joint 114 in the base of the 106th
  • the base 106 serves as a heat sink and can be provided with an additional cooling ⁇ , for example, a fluid cooling.
  • the insulating element 110 is formed for example of ceramic or glass and has a higher thermal resistance and a lower thermal ⁇ cal thermal conductivity than the support element 108 and thus also as the joint 114. Furthermore, the insulation element 110 has a lower thermal expansion coefficient than the support element 108 and thus also as the joint 114. In addition, the thermal expansion coefficient of the insulator ⁇ elements 110 may be selected such that a rotational and / or linear BEWE ⁇ supply of the optical element 102 for a defined change in temperature of the insulating member 110 in the working temperature range of the optical device 100 and the insulation member 110 is a minimum.
  • the optical device 100 further includes a heat sink 118.
  • the op ⁇ diagram element 102 is thermally conductively connected to 118 by thermal coupling means 120 with the heat sink ⁇ . This results in a second thermal conduction path 122, which leads from the optical element 102 by the thermi ⁇ rule coupling means 120 passes to the heat sink 118th
  • the heat flux from the optical element 102 is along the second thermal Lei ⁇ processing path 122 is many times greater than the heat flux along the first thermal conduction path 116. For example, 90% of the heat output via the second heat conduction path 122 and only 10% of the heat output via the first conduction path 116 are delivered.
  • the thermal coupling means to a much lower thermal resistance than the insulating member 110.
  • the thermal Kopplungsmit ⁇ tel for example, as a solid-state joint of metal, in particular gold, be prepared.
  • they also have a higher thermal conductivity than the insulation element 110, the support element 108 and the joint 114.
  • the optical element 102 can be aligned, for example, positioned in the adjustment direction 112.
  • an actuator 124 may be provided which actuates the optical element 102 in the Ver direction 112.
  • the thermal Kopp ⁇ averaging means are designed to be flexible 120th
  • the thermal Kopp ⁇ averaging means 120 have a smaller rigidity in the displacement direction 112 as the supporting member 108 and the joint 114.
  • the thermal coupling means 120 are not formed bearing according to the embodiment, that is, a flow of force through this from the optical element 102 is in ⁇ We sentlichen zero.
  • these be ⁇ vorzugt in the form of multiple strips, wires, a braid or a Foliensta ⁇ pels.
  • Two parallel foils 126 which are integrally ⁇ arranged spaced from one another, form an example of a film stack in FIG. 1.
  • the thermal coupling means 120 are preferably characterized in that they have a very high ratio of length and width to thickness (for example in the case of a film). or a very high length to thickness and width ratio (for example in the case of a wire).
  • FIG. 1A illustrates an embodiment of the insulation element 110 that is more specific than FIG. 1.
  • this can be designed in particular as an insert, adhesive, paste or film. This also applies to the embodiments according to FIGS. 2 to 4A.
  • a recess 128 is formed in the support element 108 at the top, that is to say facing the optical element 102.
  • the insulation element 110 is arranged in the recess 128 and in turn may have a depression 130.
  • a protrusion 132 formed on the optical element 102 (or on the holding element 300, see FIG. 3, in another embodiment) projects into the depression 130.
  • An insulation element 110 in the form of an insert can now be provided, for example, by inserting it into the depression 128 and then fitting the optical element 102, wherein the projection 132 is moved into the depression 130.
  • the insert 110 can be produced in advance with a U-shaped cross section.
  • the insulation element 110 is designed as an adhesive or paste, then this or these can be applied into the depression 128, whereupon the projection 132 is moved into the depression 128, if appropriate with the application of heat and / or pressure.
  • the adhesive or paste then acquires its or their shape shown in FIG. 1A, which is U-shaped in cross-section.
  • the adhesive bonds the optical element 102 firmly to the support element 108.
  • a film so it can be inserted into the Vertie ⁇ Fung 128, whereupon the projection 132 moves optionally under application of heat and / or pressure in the recess 128th Since ⁇ at the film is deformed and receives their shown in Fig. 1A, in cross section U-shaped shape.
  • the film can be threaded ⁇ oped also around the protrusion 132 110 whereupon the projection 132 moves optionally under application of heat and / or pressure in the recess 128th
  • the insulation element 110 can have a hole pattern 134, in particular if it is provided as an insert or foil. This can be generated for example by laser cutting. Holes of the hole pattern 134 may be filled with liquid or gas, in particular air. The liquid or the gas also serve here as an insulator. On the basis of Figures 2 to 4A different variants ge ⁇ genüber are subsequently Figs. 1 and 1A explained.
  • the joint 114 is provided as a sepa rates ⁇ joint and not integrated into the carrier member 108.
  • the joint 114 is formed as a hinge.
  • the rotary joint 114 includes two separate kinematic partner, for example a joint head and a joint socket or Ge ⁇ a shaft which is mounted in a socket. The movement resul ⁇ no advantage here of a bending as is the case with the solid joint.
  • the hinge 114 is integrated into the support element 108. Accordingly, the joint 114 articulates two support sections 200, 202 together.
  • the insulation element 110 is arranged between a support section 204 and the support section 202 of the support element 108, ie it is integrated into the support element 108. Alternatively, it may also be at the portion 204 to another support member which is separately gebil ⁇ det from the support member 108 and connects the optical element 102 with the insulating member.
  • Fig. 3 differs from the embodiment of FIG. 1, characterized in that between the support member 108 and the optical element 102, a Garele ⁇ ment 300 is provided, which is also referred to as a socket.
  • the Hal ⁇ teelement 300 thus fixed, the optical element 102 on the support member 108th
  • the insulation element 110 is integrated into a lateral depression 302 of the support element 108.
  • the isolation member 110 may fill the recess 302 partially or completely (shown in FIG. 3).
  • the recess 302 can be particularly easily filled and thereby produce the insulation element 110.
  • the first heat conducting path 116 performs only partially by the insulating member 110. A part of the heat can flow ⁇ also by a portion 304 of the support member 108 to the insulation member 110 over.
  • FIG. 3A shows an embodiment in which two insulation elements 110 are arranged in opposite, lateral recesses 302 of the support element 108.
  • the first heat conduction path 116 thus leads through a region 304 between the two recesses 302.
  • the depressions 302 may have a U-shaped cross-section.
  • the insulation elements 110 may be the recesses 302 in part (ge in Fig. 3A shows ⁇ ) or completely filled in. In the embodiment shown, the insulation elements 110 in turn each have- in particular in cross-section U-shaped recesses 310, in which an element 306 is inserted.
  • the element 306 may itself be an insulator, but which has a different material than a respective associated isolation element 110. Alternatively, the element 306 may be a thermal conductor.
  • an adhesive or a paste may be filled in the recesses 310.
  • a film is placed in or on the recess 310.
  • the paste or the film is in each case ge ⁇ suppressed, thus producing a respective insulation element 110th Furthermore 3A (l see Fig.) Or to the holding member 300 is shown in FIG., That the thermal coupling elements 120 not to the optical element 102 (see FIG. 3) to connect, but with a section 308 between the insulators ⁇ tion elements 110 and can be connected to the optical element 102 and the holding member 300.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the optical device 100 having a biped support 400.
  • the bipod support 400 includes two legs 402 and 404.
  • a respective leg 402, 404 includes a support member 108, a hinge 114 and an isolation member 110.
  • Each of the legs 402 However, 404 may also have, for example, the structure shown in one of FIGS. 2 or 3.
  • To 116 through each of the legs 402, 404 provides a first thermal conduction path between the legs 402, 404 is the thermal coupling member 120 is ⁇ assigns and connects the base 106 with the holding member 300th
  • Fig. 4A shows an embodiment in contrast to FIG. 4, wherein the Tragele ⁇ elements 108 form a recess 128 at its upper end together.
  • the support elements 108 may be integrally formed in its upper region.
  • an insulating member 110 is inserted in the recess 128, in turn, this in turn has a depression 130. 132.
  • a breakthrough 408 is formed, which is also characterized by one of the recess 128 associated with the bottom 410 in the material of the support elements 108 extends.
  • the coupling means 120 extends from bottom to top toward the projection 132 of the optical element 102.
  • the optical device 500 may also be used in the lithography system 1000 shown in FIG.
  • it may be a gel unit Spie ⁇ a mirror array in the optical device 500th
  • the optical device 500 comprises an optical element 502.
  • the optical element 502 may, for example, be formed as a mirror, which reflects incident light 504.
  • the incident light 504 causes an energy input into the optical element 502.
  • the optical device 500 further includes a base 506.
  • the base 506 may be provided fixed to the frame.
  • the optical device 500 includes a support member 508 which supports the optical element 502 spaced from the base 506.
  • Fig. 6 is a holding element 600, which Also referred to as socket, between the support member 508 and the opti ⁇ rule element 502 is arranged.
  • the function of the support member 508 is to support the optical element 502 to an adjustment of an orientation of the optical element 502, game as a pivot Ver at ⁇ thereof in an adjustment direction 512 for enabling ⁇ union.
  • the support element 508 absorbs the forces resulting from the storage of the optical element 502 and leads them into the base 506.
  • the optical device 500 further comprises a hinge 514, which is formed according to the embodiment as a hinge.
  • the support member 508 is composed of two support sections 550 and 552 together ⁇ men, which are connected by means of the hinge 514 hinged together.
  • the first support portion 550 connects the hinge 514 with the base 506, the Tragab ⁇ section 552, the optical element 502 with the hinge 514th
  • a cooling device for example ⁇ a fluid cooling, have.
  • the optical device 500 has at least one thermal coupling means 520, which connects the optical element 502 in a thermally conductive manner to the first support section 550, thereby bridging the hinge 514. This results in a second thermal conduction path 522, which leads past the joint 514.
  • the thermal coupling element 520 has a lower thermal resistance than the joint 514.
  • the thermal Kopplungs mit ⁇ tel 520, a higher thermal conductivity than the joint 514.
  • the thermal coupling agent may for example be formed as a solid state joint of ⁇ .
  • the thermal coupling agent may comprise metal, in particular gold.
  • the thermal coupling means 520 is formed as a film stack with a plurality of parallel foils 526 which are spaced apart from one another.
  • the statements relating to the thermal coupling agent 120 apply accordingly.
  • the heat input ⁇ contract flows from the optical element 502 via the second heat conduction path 522 in the base 506. in the joint 514 as well as at least a portion of the support member 508, particularly in the second supporting portion 552 is small , The thermal deformations of the joint 514 and of the support section 508 are correspondingly low.
  • a precise positioning capability of the optical ele ⁇ ments 502 results in the adjustment 512th
  • an actuator 524 may be provided.
  • the thermal coupling means is formed flexible for the adjustment of the op ⁇ tables element 512 in the adjustment 514,520, preferably not supporting.
  • the thermal coupling means 520 to a ge ⁇ ringere rigidity than the joint 514 in the adjustment 512th
  • FIGS. 6 to 9 show different variants of the optical device 500 from FIG. 5.
  • the thermal Kopp ⁇ averaging means the two supporting portions 550 and 552 of the thermally conductive miteinan ⁇ .
  • the thermal Kopp ⁇ averaging means 520 connects the second supporting portion 552 thermally conductively connected to the base 506th
  • the support element 508 is subdivided into three support sections, namely a first support section 550, a second support section 552 and a third support section 800.
  • the support section 550 connects the base 506 to the hinge 514
  • the support section 552 connects the hinge 514 with a hinge 802 and the support portion 800
  • the hinge 802 with the bracket 600 or directly with the optical element 502 according to another embodiment.
  • the thermal coupling means 520 bridges all joints 514, 802. It connects, for example, the support portion 800 with the support portion 550 heat-conducting.
  • FIG. 9 shows an optical device 500 having a bipod support 900.
  • the bipod support 900 is composed of two legs 902 and 904. A respective leg 902, 904, a support member 508 and a hinge 514.
  • Each includes a thermal coupling means 520 connects the Hal ⁇ teelement 600 (or in another embodiment, the optical element 502) directly to the first support section 550, a respective hinge 514 bridges becomes.
  • the lithography system 1000 comprises a light-shaping unit 1002, an illumination system 1004 and a projection objective 1006.
  • the light (working light) from the light-shaping unit 1002 which is partially represented as beam path in Fig. 10, the pitch ge ⁇ hinged at ⁇ in the illumination system 1004.
  • mirror of a mirror field 1008 which reflect the light on the mirror of a mirror array 1010th
  • a reticle 1012 is illuminated.
  • the light is thereafter directed in the projection objective 1006, a substrate 1014 so that the structure contained in the reticle 1012 smaller on the substrate 1014 is formed from ⁇ .
  • the optical devices 100 or 500 can, for example, fields for the mirror 1008 1010 find application to movable insbeson ⁇ particular tilted to store individual mirrors.

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Abstract

The invention relates to an optical device (100), comprising: an optical element (102), a base (106), a support element (108) supporting the optical element (102) at a distance from the base (106), an insulation element (110) arranged in a first thermal conduction path (116) having a first thermal resistance R1between the optical element (102) and the base (106) for reducing a heat entry into the support element (108). The insulation element (110) is arranged between the optical element (102) and the support element (108), or is integrated in the support element (108), and has a higher thermal resistance than the support element (108). Said optical device further comprises a heat sink (118) and a thermal coupling means (120), which is arranged in a second thermal conduction path (122) having a second thermal resistance R2 between the optical element (102) and the heat sink (118). The first and the second thermal resistance R1, R2 is configured such that a heat flow along the second thermal conduction path (122) is greater than a heat flow along the first thermal conduction path (116).

Description

OPTISCHE VORRICHTUNG UND LITHOGRAPHIEANLAGE  OPTICAL DEVICE AND LITHOGRAPHY SYSTEM
Der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2013 215 169 ist durch Be¬ zugnahme in die vorliegende Anmeldung inkorporiert. The entire content of the priority application DE 10 2013 215 169 is incorporated by Be ¬ zugnahme in the present application.
Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung und eine Lithographieanlage. The invention relates to an optical device and a lithography system.
Lithographieanlagen werden beispielsweise bei der Herstellung von integrierten Schaltungen bzw. ICs verwendet, um ein Maskenmuster in einer Maske auf ein Substrat, wie z.B. einem Siliziumwafer, abzubilden. Dabei wird ein von einem optischen System erzeugtes Lichtbündel durch die Maske auf das Substrat ge¬ richtet. For example, lithography equipment is used in the fabrication of integrated circuits (ICs) to image a mask pattern in a mask onto a substrate, such as a silicon wafer. In this case, a signal generated by an optical system light beam is directed ge ¬ through the mask onto the substrate.
In dem Streben nach immer kleineren Strukturen insbesondere bei der Herstel- lung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV- Lithographieanlagen entwi¬ ckelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 5 nm bis 30 nm, insbe¬ sondere 13,5 nm verwenden.„EUV" steht für„Extreme Ultra Violet". Hinsicht¬ lich der in solchen Lithographieanlagen zum Einsatz kommenden Komponenten, beispielsweise der Spiegel, bestehen höchste Positionieranforderungen. Absolute Temperaturen, Temperaturänderungen über die Zeit wie auch thermische Gradi¬ enten innerhalb einzelner Elemente spielen dabei eine entscheidende Rolle, da diese zu thermischen Verformungen führen können. In the quest for ever-smaller structures, especially in their manufacture of integrated circuits EUV lithography systems are currently escape ¬ oped which use light having a wavelength in the range of 5 nm to 30 nm, in particular ¬ sondere 13.5 nm. "EUV" stands for "Extreme Ultra Violet". With respect to the components used in such lithographic systems, for example the mirror, the highest positioning requirements exist. Absolute temperatures, temperature changes over time as well as thermal Gradi ¬ ducks within individual elements play a crucial role, as they can lead to thermal deformation.
Beispielsweise beschreibt die US 2011/0181852 AI ein Spiegelfeld mit einer Spiegeleinheit, welche einen Spiegel, eine Steuereinrichtung zum Einstellen ei¬ ner Position des Spiegels relativ zu einer Basis und wärmeleitende Elemente aufweist. Die wärmeleitenden Elemente dienen dazu, Wärme von dem Spiegel zur Basis zu leiten. Damit soll eine zu hohe Spiegeltemperatur vermieden wer¬ den, welche zu dessen Beschädigung oder zu einer Beschädigung anderer Teile führen könnte. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte opti¬ sche Vorrichtung bereitzustellen, welche sich insbesondere durch geringere thermische Verformungen auszeichnet. For example, US 2011/0181852 describes AI a mirror field with a mirror unit comprising a mirror, a control means for adjusting ei ¬ ner position of the mirror relative to a base and heat-conducting elements. The heat-conducting elements serve to conduct heat from the mirror to the base. In order to avoid too high a mirror temperature ¬ avoided, which could lead to its damage or damage to other parts. An object of the present invention is to provide an improved opti ¬ cal device, which is characterized in particular by lower thermal deformations.
Diese Aufgabe wird durch eine optische Vorrichtung mit einem optischen Ele¬ ment, einer Basis, einem Tragelement und einem Isolationselement gelöst. Das Tragelement trägt das optische Element beabstandet von der Basis. Das Isolati¬ onselement ist in einem ersten thermischen Leitungspfad zwischen dem opti¬ schen Element und der Basis angeordnet. Das Isolationselement ist zwischen dem optischen Element und dem Tragelement angeordnet oder in das Tragele¬ ment integriert. This object is achieved by an optical device having an optical ele ment ¬, a base, a support element and an insulation element. The support member carries the optical element spaced from the base. The isolati ¬ onselement is arranged in a first thermal conduction path between the opti ¬ rule element and the base. The insulation element is arranged between the optical element and the support element or integrated into the Tragele ¬ ment.
Mittels des Isolationselements wird der Wärmeeintrag in das Tragelement oder zumindest in einen Teil desselben reduziert. Entsprechend reduziert ist auch ei¬ ne thermische Verformung desselben, was sich positiv auf die Genauigkeit einer Positionierbarkeit des optischen Elements auswirkt. Außerdem wird so die Mög¬ lichkeit eröffnet, einen größeren Teil der Wärme entlang eines zweiten thermi¬ schen Leitungspfads zu zwingen, welcher nicht durch das Tragelement führt. By means of the insulating element of the heat input is reduced in the support member or at least in a part thereof. Correspondingly reduced is ei ¬ ne thermal deformation thereof, which has a positive effect on the accuracy of a positioning of the optical element. In addition, the Mög ¬ friendliness is so opened to force a larger portion of the heat along a second thermi ¬ rule conduction path which does not pass through the support element.
Das optische Element kann als ein Spiegel oder eine Linse ausgebildet sein. The optical element may be formed as a mirror or a lens.
Es kann ein Halteelement - auch als Fassung bezeichnet— vorgesehen sein, wel¬ che das optische Element hält. Das Tragelement kann in diesem Fall mit dem Halteelement verbunden sein, um das optische Element beabstandet von der Ba¬ sis zu tragen. It may be a retaining element - also called socket - provided, wel ¬ che holds the optical element. The support member may be in this case connected to the support member, spaced by the optical element to be borne by the Ba ¬ sis.
Damit, dass das Tragelement das optische Element beabstandet von der Basis trägt, ist gemeint, dass das Tragelement das optische Element unmittelbar oder mittelbar tragen kann. Beim mittelbaren Tragen sind weitere Elemente, bei- spielsweise ein Haltelement oder ein oder mehrere weitere Gelenke, Stützele¬ mente und dergleichen zwischen dem Tragelement und dem optischen Element angeordnet. Die Basis fungiert als Wärmesenke und kann hierzu eine Kühleinrichtung, bei¬ spielsweise eine Flüssigkeitskühlung, aufweisen. In that the support element carries the optical element at a distance from the base, it is meant that the support element can bear the optical element directly or indirectly. Indirect support includes other elements, For example, a holding element or one or more further joints, Stützele ¬ elements and the like between the support member and the optical element arranged. The base acts as a heat sink and can for this purpose a cooling device, wherein ¬ play, have a liquid cooling.
Ein„Isolationselement" ist ein Element, welches einen höheren thermischen Wi¬ derstand als ein unmittelbar an dieses angrenzendes Element aufweist. Handelt es sich jedoch bei dem unmittelbar angrenzenden Element um ein Gelenk, so kann dieses einen höheren thermischen Widerstand als das Isolationselement aufweisen. An "insulating member" is a member having a higher thermal Wi ¬ resistor as a directly on this adjacent element. However, if it is on the immediately adjacent element by a hinge, so this may have a higher thermal resistance than the insulation element.
Mit„integriert" ist gemeint, dass das Isolationselement das Tragelement unter- bricht und in zwei Tragabschnitte unterteilt und/oder in einer Vertiefung in dem Tragelement angeordnet ist. By "integrated" it is meant that the insulation element breaks the support element and is divided into two support sections and / or arranged in a recess in the support element.
Die Vorrichtung kann als Spiegeleinheit insbesondere eines Spiegelfeldes ausge¬ bildet sein. Auch andere Anwendungen der Vorrichtungen insbesondere bei einer Lithographieanlage sind denkbar. The device may be oriented ¬ forms as a mirror unit, in particular a mirror field. Other applications of the devices, in particular in a lithography system, are also conceivable.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Gelenk für ein Verstellen einer Orientie¬ rung des optischen Elements eingerichtet. Das Gelenk kann zwischen dem Tra¬ gelement und dem optischen Element angeordnet oder in das Tragelement inte- griert sein. Mit„Verstellen einer Orientierung" ist insbesondere ein Verschwen¬ ken des optischen Elements gemeint. Alternativ oder zusätzlich kann sich das „Verstellen einer Orientierung" auf eine lineare Bewegung des optischen Ele¬ ments beziehen. Die Linearbewegung kann beispielsweise mittels zweier Paralle¬ logrammlenker vorgesehen werden. Mit„integriert" ist hier gemeint, dass das Gelenk das Tragelement in zwei Tragabschnitte unterteilt, so dass diese zuei¬ nander gelenkig vorgesehen sind. According to one embodiment, the hinge for adjusting a Orientie ¬ tion of the optical element is arranged. The joint may be arranged between the Tra ¬ gelement and the optical element or integrated in the support element. By "adjusting an orientation" is meant in particular a Verschwen ¬ ken of the optical element Alternatively or additionally, the "adjustment of an orientation" may refer to a linear movement of the optical ele ¬ ment. The linear movement can be provided for example by means of two parallel ¬ logrammlenker. By "integrated" is meant here that the Joint divided the support element into two support sections, so that they are zuei ¬ nander articulated.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Gelenk als Festkörpergelenk o- der Drehgelenk gebildet.„Festkörpergelenk" meint ein Gelenk, welches eine Re¬ lativbewegung zwischen zwei Starrkörpern durch Biegung erlaubt. Mit„Drehge¬ lenk" ist ein Gelenk im Sinne eines kinematischen Paars gemeint, wobei zumin¬ dest einer der kinematischen Partner eine Schwenkbewegung um eine Drehachse durchführt. According to a further embodiment, the hinge is formed as a solid state joint o- the hinge. "Flexure hinge" means a joint which allows Re ¬ lativbewegung between two rigid bodies by bending. By "Drehge ¬ steering" is a joint meant in the sense of a kinematic pair, wherein at least one of the kinematic ¬ partner performs a pivoting movement about a pivot axis.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Isolationselement einen höhe¬ ren thermischen Widerstand als das Tragelement und/oder das Gelenk auf. Der thermische Widerstand ist vorliegend definiert als die Temperaturänderung, welche aus einem definierten Wärmeeintrag in ein Element in einer definierten Richtung resultiert. Der thermische Widerstand weist typischerweise die SI-According to a further embodiment, the insulation element has a height ¬ ren thermal resistance than the carrying element and / or the joint. The thermal resistance is defined herein as the temperature change resulting from a defined heat input into an element in a defined direction. The thermal resistance typically has the SI
Einheit [K/W] auf. Beispielsweise beträgt der thermische Widerstand Rtherm eines Stabs mit konstantem Querschnitt: Unit [K / W] on. For example, the thermal resistance Rtherm of a constant-section bar is:
R therm = , 1 j R therm =, 1 j
Ά ' ^therm Ά ' therm
, wobei L die Länge, A den Querschnitt und ktherm die Wärmeleitfähigkeit des entsprechenden Elements bezeichnet. Der thermische Widerstand meint bevor¬ zugt einen Wärmeleitwiderstand, nicht dagegen einen solchen, der sich aufgrund von Wärmestrahlung oder Wärmekonvektion ergibt. Außerdem umfasst der thermische Widerstand bevorzugt auch einen effektiven thermischen Widerstand, wie er sich beispielsweise für Flüssigkeiten mit Phasenwechsel ergibt. where L denotes the length, A the cross section and ktherm the thermal conductivity of the corresponding element. The thermal resistance means before ¬ Trains t a thermal resistance, but not one which arises due to heat radiation or convection. In addition, the thermal resistance preferably also includes an effective thermal resistance, as it results, for example, for liquids with phase change.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Isolationselement eine gerin¬ gere Wärmeleitfähigkeit als das Tragelement auf. Die Wärmeleitfähigkeit ktherm ist eine intrinsische Eigenschaft des Materials und nicht von geometrischen Ver¬ hältnissen abhängig, wie das bei dem thermischen Widerstand der Fall ist. Das Isolationselement weist bevorzugt auch eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das Gelenk und/oder andere Wärmeübergänge auf. According to a further embodiment, the insulation element has a clotting ¬ Gere thermal conductivity than the support member. The thermal conductivity ktherm is an intrinsic property of the material and not of geometric Ver ¬ ratios dependent, as is the case with the thermal resistance. The Insulation element preferably also has a lower thermal conductivity than the joint and / or other heat transfer.
Die vorstehenden Ausführungen zum thermischen Widerstand und zur Wärme- leitfähigkeit gelten entsprechend auch für die anderen hier genannten Elemente oder Mittel. The above remarks on thermal resistance and thermal conductivity also apply correspondingly to the other elements or means mentioned here.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des Isolationselements derart gewählt, dass eine Deformation, eine Spannung und/oder Bewegung zumindest einer zu dem Isolationselement benachbartenAccording to a further embodiment, the thermal expansion coefficient of the insulation element is selected such that a deformation, a stress and / or movement of at least one adjacent to the insulation element
Komponente für eine definierte Temperaturänderung des Isolationselements ein Minimum ist. Mit anderen Worten soll der Wärmeausdehnungskoeffizient des Isolationselements derart gewählt werden, dass der mechanische Einfluss auf benachbarte Komponenten so gering wie möglich ist. Bei der zumindest einen Komponente kann es sich beispielsweis um ein Bauteil wie das Tragelement oder das optische Element handeln. Component for a defined temperature change of the insulation element is a minimum. In other words, the thermal expansion coefficient of the insulating element should be chosen such that the mechanical influence on adjacent components is as low as possible. The at least one component may, for example, be a component such as the support element or the optical element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Isolationselement einen ge¬ ringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Tragelement und/oder das Ge- lenk auf. Die thermische Verformung des Isolationselements sollte so klein wie möglich vorgesehen werden. Außerdem sollte der Wärmeausdehnungskoeffizient des Isolationselements auf angrenzende Elemente, beispielsweise das Tragele¬ ment und/oder das Gelenk in der Weise abgestimmt sein, dass thermische Ver¬ formungen insgesamt reduziert werden. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist definiert als die Längenänderung als Bruchteil der Gesamtlänge des Elements geteilt durch die Temperaturänderung. Dies ist eine Materialeigenschaft, welche sich nicht linear zur Temperatur verhalten kann. Beispielsweise ist der lineareAccording to a further embodiment, the insulation element has a ge ¬ ringeren thermal expansion coefficient than the support element and / or the overall steering on. The thermal deformation of the insulating element should be made as small as possible. In addition, the thermal expansion coefficient of the insulating element should be matched to adjacent elements, for example the Tragele ¬ ment and / or the joint in such a way that thermal Ver ¬ formations are reduced overall. The thermal expansion coefficient is defined as the change in length as a fraction of the total length of the element divided by the temperature change. This is a material property that can not behave linearly with temperature. For example, the linear one
Wärmeausdehnungskoeffizient α für einen Stab wie folgt definiert: Thermal expansion coefficient α for a rod is defined as follows:
_ AL J_  _ AL J_
a ~ L o AT , wobei AL die Längenänderung, Lo die Ausgangslänge und ΔΤ die Tempera¬ turänderung des entsprechenden Elements bezeichnet. a ~ L o AT Wherein AL, Lo the output length and ΔΤ denotes the change in length of the temperature ¬ turänderung of the corresponding element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind eine Wärmesenke und ein thermi- sches Kopplungsmittel vorgesehen, welches in einem zweiten thermischen Lei¬ tungspfad zwischen dem optischen Element und der Wärmesenke angeordnet ist. Der Großteil der Wärme aus dem optischen Element soll über den zweiten ther¬ mischen Leitungspfad abgeführt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Wärmefluss entlang des zweiten thermischen Leitungspfads größer als ein Wärmefluss entlang des ersten thermi¬ schen Leitungspfads. Beispielsweise kann größer 50 %, größer 80 %, größer 90 % oder größer 95 % der Wärme über den zweiten thermischen Leitungspfad abge¬ führt werden. Dadurch fließt also nur wenig Wärme durch den ersten thermi- sehen Leitungspfad, weshalb thermische Verformung insbesondere des Tragele¬ ments gering gehalten werden können. Entsprechend hoch ist die Genauigkeit der Positionierbarkeit des optischen Elements. In dem zweiten thermischen Lei¬ tungspfad sind bevorzugt keine Elemente angeordnet, welche aufgrund thermi¬ scher Verformung derselben auf die Position des optischen Elements wesentlich Einfluss nehmen können. Der gesamte thermische Widerstand Roes bezogen auf das optische Element kann wie fol t definiert sein:
Figure imgf000008_0001
According to a further embodiment of a heat sink and a thermal ULTRASONIC coupling means are provided, which is arranged in a second thermal Lei ¬ processing path between the optical element and the heat sink. The majority of the heat from the optical element is to be dissipated via the second ther ¬ mixing line path. According to a further embodiment, a heat flux along the second thermal conduction path is larger than a heat flux along the first thermi ¬ rule conduction path. For example, greater than 50%, greater than 80%, greater than 90% or greater than 95% of the heat through the second thermal conduction path abge ¬ leads can be. This so little heat flows through the first thermal conduction path see why thermal deformation particular Tragele ¬ ment can be kept low. The accuracy of the positioning of the optical element is correspondingly high. In the second thermal processing path Lei ¬ no elements are preferably arranged, which, due thermi ¬ shear deformation thereof can substantially take on the position of the optical element influence. The total thermal resistance Roes relative to the optical element can be defined as follows:
Figure imgf000008_0001
, wobei Ri den thermischen Widerstand des ersten thermischen Leitungspfads und R2 den thermischen Widerstand des zweiten thermischen Leitungspfads be- zeichnet. , where Ri denotes the thermal resistance of the first thermal conduction path and R2 the thermal resistance of the second thermal conduction path.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das thermische Kopplungsmittel einen geringeren thermischen Widerstand als das Isolationselement, das Tra- gelement und/oder das Gelenk auf. Dadurch wird ein großer Anteil der Wärme über den zweiten thermischen Leitungspfad abgeführt. According to a further embodiment, the thermal coupling means has a lower thermal resistance than the insulating element, the traction gelement and / or the joint on. As a result, a large portion of the heat is dissipated via the second thermal conduction path.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das thermische Kopplungsmittel eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Isolationselement, das Tragelement und/oder das Gelenk auf. According to a further embodiment, the thermal coupling means has a higher thermal conductivity than the insulating element, the support element and / or the joint.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Isolationselement eine Kera¬ mik oder Glas auf. Diese Materialien können eine geringe thermische Leitfähig- keit aufweisen. According to a further embodiment, the insulation element has a ceramic or glass Kera ¬ . These materials may have low thermal conductivity.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Isolationselement als Einsatz, Klebstoff, Paste oder Folie ausgebildet. Geeignete Isolationselemente weisen bei¬ spielsweise Polyamide, insbesondere poly-oxydiphenylene-pyromellitimide (bei- spielsweise unter dem Markennamen Kapton erhältlich), oder Glimmer, insbe¬ sondere eine Glimmerschicht, auf. Das Tragelement kann beispielsweise eine Ausnehmung aufweisen, in welche der Einsatz eingesetzt ist oder welche mit dem Klebstoff oder der Paste verfüllt ist. Ferner wird eine optische Vorrichtung bereitgestellt, die aufweist: ein optisches Element, eine Basis, ein Tragelement, welches das optische Element beabstandet von der Basis trägt, ein Isolationselement, welches in einem ersten thermischen Leitungspfad mit einem ersten thermischen Widerstand Ri zwischen dem opti¬ schen Element und der Basis zur Reduktion eines Wärmeeintrags in das Tra- gelement angeordnet ist, wobei das Isolationselement zwischen dem optischenAccording to a further embodiment, the insulation element is designed as an insert, adhesive, paste or foil. Suitable insulation elements comprise at ¬ play, polyamides, especially poly-oxydiphenylene-pyromellitimide rationale (such as under the trade name Kapton available), or mica, in particular ¬ sondere a mica layer. The support element may for example have a recess into which the insert is inserted or which is filled with the adhesive or the paste. Further, an optical device is provided, comprising: an optical element, a base, a support member, which spaces the optical element bears on the base, an insulating member that the opti ¬ rule in a first thermal conduction path having a first thermal resistance Ri between Element and the base is arranged for reducing a heat input in the Tra- element, wherein the insulating element between the optical
Element und dem Tragelement angeordnet oder in das Tragelement integriert ist und einen höheren thermischen Widerstand als das Tragelement aufweist, eine Wärmesenke, und ein thermisches Kopplungsmittel, welches in einem zwei¬ ten thermischen Leitungspfad mit einem zweiten thermischen Widerstand R2 zwischen dem optischen Element und der Wärmesenke angeordnet ist, wobei der erste und zweite thermische Widerstand Ri, R2 derart ausgebildet sind, dass ein Wärmefluss entlang des zweiten thermischen Leitungspfads größer als ein Wär- mefluss entlang des ersten thermischen Leitungspfads ist. Gemäß einer Ausführungsform sind der erste und zweite thermische Widerstand Ri, R2 derart ausgebildet, dass größer 50 %, größer 80 %, größer 90 % oder größer 95 % der Wärme aus dem optischen Element über den zweiten thermischen Lei¬ tungspfad abgeführt werden. „Wärme" meint hier die aus dem optischen Element abfließende Gesamtwärme. Arranged element and the support element or is integrated in the support element and having a higher thermal resistance than the support member, a heat sink, and a thermal coupling means, which in a two ¬ th thermal conduction path with a second thermal resistance R2 between the optical element and the heat sink is arranged, wherein the first and second thermal resistance Ri, R2 are formed such that a heat flow along the second thermal conduction path is greater than a heat flow along the first thermal conduction path. According to one embodiment, the first and second thermal resistance Ri, R2 are formed such that greater than 50%, greater than 80%, greater than 90% or greater than 95% of the heat from the optical element via the second thermal Lei ¬ processing path to be dissipated. "Heat" here means the total heat flowing out of the optical element.
Weiterhin wird eine optische Vorrichtung mit einem optischen Element, einer Basis, einem Tragelement, einem Gelenk und einem thermischen Kopplungsmit¬ tel bereitgestellt. Das Tragelement trägt das optische Element beabstandet von der Basis. Das Gelenk ist für ein Verstellen einer Orientierung des optischenFurther, an optical device having an optical element, a base, a support member, a hinge and a thermal Kopplungsmit ¬ tel is provided. The support member carries the optical element spaced from the base. The hinge is for adjusting an orientation of the optical
Elements eingerichtet. Das Gelenk verbindet das optische Element mit dem Tra¬ gelement, zwei Tragabschnitte des Tragelements miteinander oder das Tragele¬ ment mit der Basis gelenkig. Das thermische Kopplungsmittel verbindet das Halteelement mit dem Tragelement, die zwei Tragabschnitte miteinander und/oder das Tragelement mit der Basis und überbrückt das Gelenk. Elements furnished. The joint connects the optical element with the tra ¬ gelement, two support portions of the support member with each other or the Tragele ¬ ment articulated to the base. The thermal coupling means connects the retaining element with the support element, the two support sections with each other and / or the support element with the base and bridges the joint.
Vorteilhaft muss bei dieser optischen Vorrichtung das thermische Kopplungsmit¬ tel nicht die gesamte Strecke von dem optischen Element zur Basis reichen. Vielmehr werden lediglich ein oder mehrere Gelenke überbrückt. Da Gelenke im Allgemeinen einen hohen thermischen Widerstand aufweisen, kann die Wärme so effizient an diesen vorbeigeführt werden. Die thermischen Kopplungsmittel können vorteilhaft kurz ausgebildet und damit einfach herstellbar sein. Advantageously, in this optical device, the thermal coupling medium does not have to reach the entire distance from the optical element to the base. Rather, only one or more joints are bridged. Since joints generally have a high thermal resistance, the heat can be passed to them so efficiently. The thermal coupling means can advantageously be made short and thus easy to produce.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Tragelement mehr als zwei Tragab¬ schnitte auf, welche jeweils mittels Gelenken miteinander verbunden sind, wobei das wärmeleitende Kopplungsmittel mehrere Gelenke überbrückt. Dadurch kön¬ nen mehrere Gelenke einfach überbrückt werden. According to one embodiment, the support element more than two Tragab ¬ sections, which are each connected by means of joints, wherein the heat-conducting coupling means bridges several joints. This Kings ¬ nen several joints are easily bridged.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das wärmeleitende Kopplungsmit- tel einen geringen thermischen Widerstand als das Gelenk auf. Dadurch kann der Großteil der Wärme an dem Gelenk vorbeigeführt werden. According to a further embodiment, the heat-conducting coupling means has a low thermal resistance than the joint. This allows the majority of the heat to pass the joint.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das thermische Kopplungsmittel eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das Gelenk. Auch durch diese Maßnahme kann ein Großteil der Wärme an dem Gelenk vorbeigeführt werden. According to a further embodiment, the thermal coupling agent has a higher thermal conductivity than the joint. Also by this measure, a large part of the heat can be passed to the joint.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das thermische Kopplungsmittel für das Verstellen des optischen Elements flexibel ausgebildet. Das thermische Kopplungsmittel kann die Funktion eines Lagers für das opti¬ sche Element erfüllen. Das thermische Kopplungsmittel kann dabei eine rotato¬ rische oder lineare Lagerung des optischen Elements ermöglichen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das thermische Kopplungsmittel nicht tragend ausgebildet ist und ausschließlich der Wärmeableitung dient. According to a further embodiment, the thermal coupling means for the adjustment of the optical element is flexible. The thermal coupling agent may function as a bearing for the opti cal ¬ element. The thermal coupling agent can thereby enable a rotato ¬ rical or linear storage of the optical element. It is preferably provided that the thermal coupling means is not designed to be load-bearing and serves exclusively for heat dissipation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das thermische Kopplungsmittel eine geringere Steifigkeit in einer Verstellrichtung für das Verstellen des opti¬ schen Elements als das Tragelement und/oder das Gelenk auf. Dadurch kann eine Verstellung des optischen Elements mit wenig Kraftaufwand erfolgen. According to a further embodiment, the thermal coupling means has a lower stiffness in an adjustment direction for the adjustment of the optical ¬ rule element as the support element and / or the joint. This can be done with little effort an adjustment of the optical element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das thermische Kopplungsmittel ein Fluid oder ein Festkörper.„Fluid" meint eine Flüssigkeit oder ein Gas oder ein Gemisch derselben. Bevorzugt ist das thermische Kopplungsmittel als Festkör¬ pergelenk ausgebildet. Das Fluid kann in einem Körper, beispielsweise in dem Tragelement oder in einer separaten Hülle, eingeschlossen sein. Weiter kann das Fluid statisch oder bewegt (Hier ist gemeint, dass sich im Gegensatz zu nur loka¬ len Strömungen der Schwerpunkt des Fluids bewegt und/oder dieses aktiv, also gezielt gesteuert, bewegt wird.) sein. Das Fluid kann beispielsweise mit einer Pumpe bewegt werden. According to a further embodiment, the thermal coupling agent is a fluid or a solid body. "Fluid" means a liquid or a gas or a mixture thereof. The thermal coupling agent is preferably designed as Festkör ¬ pergelenk. The fluid may be in a body, for example in the support element or in a separate envelope Fluid static or moving (this is meant that, in contrast to only loka ¬ len currents of gravity of the fluid moves and / or this active, thus specifically controlled, is moved.) Be. The fluid can be moved with a pump, for example.
Das thermische Kopplungsmittel kann beispielsweise ein Metall, insbesondere Stahl, Kupfer, Silber oder Gold, ein Halbmetall, insbesondere Bor, oder einen Halbleiter, insbesondere Siliziumcarbid, aufweisen. Als Flüssigkeit kann für das thermische Kopplungsmittel eine solche Flüssigkeit verwendet werden, welche durch einen Phasenwechsel Wärme aufnimmt und abgibt. The thermal coupling agent may comprise, for example, a metal, in particular steel, copper, silver or gold, a semimetal, in particular boron, or a semiconductor, in particular silicon carbide. As the liquid for the thermal coupling agent, such a liquid can be used, which absorbs heat by a phase change and releases.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das thermische Kopplungsmittel in Form zumindest eines Streifens, Drahts, Geflechts oder Folienstapels gebildet. Die Einzelfolien des Folienstapels können beabstandet zueinander, insbesondere parallel beabstandet, vorgesehen sein. Dadurch wird ein geringeres Flächenträg¬ heitsmoment und damit eine geringere Biege Steifigkeit als bei einem einstücki¬ gen thermischen Kopplungsmittel erzielt. Ein einzelner Streifen, einzelner Draht, einzelnes Geflecht oder einzelne Folie des Folienstapels können jeweils ein Fe¬ derelement ausbilden. According to a further embodiment, the thermal coupling means is formed in the form of at least one strip, wire, braid or film stack. The individual films of the film stack can be spaced apart from one another, in particular spaced apart in parallel. Characterized a lower Flächenträg ¬ moment of inertia and thus a smaller bending stiffness than in a einstücki ¬ gen thermal coupling agent is achieved. A single strip, a single wire, a single braid or a single foil of the film stack can each form a Fe ¬ derelement.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Zwei-, Drei- oder Sechsbeinab- stützung vorgesehen, wobei einem jeweiligen Bein ein Tragelement zugeordnet ist. Ferner können ein oder mehrere Isolationselemente vorgesehen sein, welche zwischen dem optischen Element und den mehreren Tragelementen angeordnet oder in ein jeweiliges Tragelement integriert sind. According to a further embodiment, a two-, three- or six-leg support is provided, wherein a support element is associated with a respective leg. Furthermore, one or more isolation elements may be provided, which are arranged between the optical element and the plurality of support elements or integrated into a respective support element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Aktuator zum Verstellen der Ori¬ entierung des optischen Elements vorgesehen. Es kann sich beispielsweise um einen elektromechanischen oder einen piezoelektrischen Aktuator handeln. Weiterhin wird eine Lithographieanlage mit zumindest einer vorstehend be¬ schriebenen Vorrichtung bereitgestellt. Bei der Lithographieanlage kann es sich insbesondere um eine EUV- Lithographieanlage handeln. „Ein" schließt vorliegend keine Vielzahl aus. So kann die optische Vorrichtung beispielsweise mehrere Isolationselemente oder Tragelement aufweisen. According to a further embodiment, an actuator is provided for adjusting the Ori ¬-orientation of the optical element. It may, for example, be an electromechanical or a piezoelectric actuator. Furthermore, a lithography system is provided with at least one above ¬ be registered device. The lithography system may in particular be an EUV lithography system. In the present case, "a" does not exclude a multiplicity, for example, the optical device can have a plurality of insulation elements or a supporting element.
Weitere Ausführungsbeispiele werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figu¬ ren der Zeichnungen näher erläutert. Additional embodiments will be explained in more detail with reference to the accompanying Figu ¬ ren the drawings.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge¬ mäß einem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 1 shows an optical device ge ¬ Mäss a first embodiment in a schematic sectional view;
Fig. 1A zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Variante gegenüber Fig 1. FIG. 1A shows in a schematic sectional view a variant with respect to FIG. 1.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge¬ mäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; Fig. 3 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge¬ mäß einem dritten Ausführungsbeispiel; Fig. 2 shows an optical device ge ¬ Mäss a second embodiment in a schematic sectional view; Fig. 3 shows in a schematic sectional view of an optical device ge ¬ Mäss a third embodiment;
Fig. 3A zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Variante gegenüber Fig 3. FIG. 3A shows a variant of FIG. 3 in a schematic sectional view.
Fig. 4 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge¬ mäß einem vierten Ausführungsbeispiel; Fig. 4A zeigt drei schematische Schnittansichten einer Variante gegenüber Fig. 4, wobei rechts ein Schnitt I-I und oben ein Schnitt II-II aus der mittigen Fi¬ gur gezeigt ist; Fig. 5 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge¬ mäß einem fünften Ausführungsbeispiel; Fig. 4 shows an optical device ge ¬ Mäss a fourth embodiment in a schematic sectional view; Fig. 4A shows three schematic sectional views of a variant with respect to FIG 4, wherein a right section II and a section II-II above is shown from the central Fi gur ¬. Fig. 5 shows an optical device ge ¬ Mäss a fifth embodiment in a schematic sectional view;
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge¬ mäß einem sechsten Ausführungsbeispiel; Fig. 6 shows an optical device ge ¬ Mäss a sixth embodiment in a schematic sectional view;
Fig. 7 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge¬ mäß einem siebten Ausführungsbeispiel; Fig. 7 shows in a schematic sectional view of an optical device ge ¬ Mäss a seventh embodiment;
Fig. 8 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge- mäß einem achten Ausführungsbeispiel; Fig. 8 is a schematic sectional view of an optical device according to an eighth embodiment;
Fig. 9 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung ge¬ mäß einer neunten Ausführungsbeispiel; und Fig. 10 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Lithographieanlage gemäß ei¬ nem Ausführungsbeispiel. Fig. 9 shows a schematic sectional view of an optical device ge ¬ Mäss a ninth embodiment; and FIG. 10 shows a schematic view of a lithography system according to an exemplary embodiment.
Falls nichts anderes angegeben ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Fi¬ guren gleiche oder funktionsgleiche Elemente. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind. Unless otherwise indicated, the same reference numerals in the fi gures ¬ identical or functionally similar elements. It should also be noted that the illustrations in the figures are not necessarily to scale.
Fig. 1 zeigt eine optische Vorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbei¬ spiel. Bei der optischen Vorrichtung 100 kann es sich um eine Spiegeleinheit ei- nes Spiegelfeldes einer in Fig. 10 gezeigten EUV- Lithographieanlage 1000 han¬ deln. Fig. 1 shows an optical device 100 according to a first Ausführungsbei ¬ game. The optical device 100 may be a mirror unit of a nes mirror array of a EUV lithography system shown in Fig. 10 1000 han ¬ spindles.
Die optische Vorrichtung 100 umfasst ein optisches Element 102. Das optische Element 102 kann beispielsweise als Spiegel ausgebildet sein, welcher einfallen¬ des Licht 104 reflektiert. Dabei ergibt sich ein Wärmeeintrag, in das optische Element 102. The optical device 100 comprises an optical element 102. The optical element 102 may be formed, for example, as a mirror, which incident ¬ reflects the light 104. This results in a heat input, in the optical element 102nd
Die optische Vorrichtung 100 umfasst weiterhin eine Basis 106, welche gestell- fest vorgesehen sein kann. The optical device 100 further comprises a base 106, which may be provided fixed to the frame.
Ferner umfasst die optische Vorrichtung 100 ein Tragelement 108. Das Tragele¬ ment 108 trägt das optische Element 102 beabstandet von der Basis 106. Anders gesagt fungiert das Tragelement 108 als Lager für das optische Element 102, so dass ein aus der Lagerung resultierender Kraftfluss durch das Tragelement 108 fließt. Further, the optical device 100 includes a support member 108. The Tragele ¬ element 108 transmits the optical element 102 spaced from the base 106. In other words, functions, the support member 108 as a bearing for the optical element 102 so that a resultant of the bearing force flow through the Support element 108 flows.
Das Tragelement 108 kann unmittelbar mit dem optischen Element 102 verbun¬ den sein, wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt. Alternativ kann das Tragelement 108 mittelbar mit dem optischen Element 102 verbunden sein, wie in Fig. 1 ge¬ zeigt. In Fig. 1 ist ein Isolationselement 110 zwischen dem optischen Element 102 und dem Tragelement 108 angeordnet. The support member 108 may be directly verbun with the optical element 102 ¬, as shown for example in Fig. 2. Alternatively, the support member 108 may be indirectly connected to the optical element 102, such as GE shows ¬ in FIG. 1. In FIG. 1, an insulation element 110 is arranged between the optical element 102 and the support element 108.
Das Tragelement 108 hat, indem es das optische Element 102 von der Basis 106 beabstandet hält, auch die Funktion, ein Verstellen einer Orientierung des opti¬ schen Elements 102, beispielsweise ein Verschwenken desselben zu ermöglichen. Die Verstellrichtung ist in Fig. 1 mit 112 bezeichnet. The support member 108 has, by keeping it spaced from the optical element 102 from the base 106 also functions to adjust an orientation of an optical ¬ rule element 102, for example to permit pivoting thereof. The adjustment direction is designated 112 in FIG.
Weiterhin ist ein Gelenk 114 vorgesehen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Gelenk 114 in das Tragelement 108 integriert. Dies ist dadurch vorgesehen, dass das Tragelement 108 als ein Festkörpergelenk ausgebildet ist und für das Verschwenken des optischen Elements 102 verbogen wird, wie durch die gestri¬ chelte Linie in Fig. 1 angedeutet. Das Isolationselement 110 ist in einem ersten thermischen Leitungspfad 116 an¬ geordnet, welcher von dem optischen Element 102 durch das Isolationselement 110 sowie durch das Tragelement 108 und damit auch durch das Gelenk 114 in die Basis 106 führt. Die Basis 106 dient als Wärmesenke und kann mit einer zu¬ sätzlichen Kühlung vorgesehen sein, beispielsweise einer Fluidkühlung. Furthermore, a joint 114 is provided. According to the embodiment, the hinge 114 is integrated into the support element 108. This is provided by that the support member 108 is formed as a solid-body joint is flexed and for pivoting the optical element 102, as indicated by the gestri ¬ smiled line in FIG. 1. The insulating member 110 is in a first thermal conduction path 116 to ¬ arranged which leads from the optical element 102 by the insulating member 110 as well as by the support member 108 and thus through the joint 114 in the base of the 106th The base 106 serves as a heat sink and can be provided with an additional cooling ¬ , for example, a fluid cooling.
Das Isolationselement 110 ist beispielsweise aus Keramik oder Glas ausgebildet und weist einen höheren thermischen Widerstand sowie eine geringere thermi¬ sche Wärmeleitfähigkeit als das Tragelement 108 und damit auch als das Gelenk 114 auf. Weiterhin weist das Isolationselement 110 einen geringeren Wärmeaus- dehnungskoeffizienten als das Tragelement 108 und damit auch als das Gelenk 114 auf. Darüber hinaus kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des Isolations¬ elements 110 derart gewählt sein, dass eine rotatorische und/oder lineare Bewe¬ gung des optischen Elements 102 für eine definierte Temperaturänderung des Isolationselements 110 im Arbeitstemperaturbereich der optischen Vorrichtung 100 bzw. des Isolationselements 110 ein Minimum ist. The insulating element 110 is formed for example of ceramic or glass and has a higher thermal resistance and a lower thermal ¬ cal thermal conductivity than the support element 108 and thus also as the joint 114. Furthermore, the insulation element 110 has a lower thermal expansion coefficient than the support element 108 and thus also as the joint 114. In addition, the thermal expansion coefficient of the insulator ¬ elements 110 may be selected such that a rotational and / or linear BEWE ¬ supply of the optical element 102 for a defined change in temperature of the insulating member 110 in the working temperature range of the optical device 100 and the insulation member 110 is a minimum.
Die optische Vorrichtung 100 weist weiterhin eine Wärmesenke 118 auf. Das op¬ tische Element 102 ist mittels thermischer Kopplungsmittel 120 mit der Wärme¬ senke 118 wärmeleitend verbunden. Dadurch ergibt sich ein zweiter thermischer Leitungspfad 122, welcher von dem optischen Element 102 durch die thermi¬ schen Kopplungsmittel 120 hindurch zu der Wärmesenke 118 führt. Der Wärme- fluss aus dem optischen Element 102 ist entlang des zweiten thermischen Lei¬ tungspfads 122 um ein Vielfaches größer als der Wärmefluss entlang des ersten thermischen Leitungspfads 116. Beispielsweise kann 90 % der Wärmeleistung über den zweiten Wärmeleitungspfad 122 und nur 10 % der Wärmeleistung über den ersten Leitungspfad 116 abgegeben werden. Hierzu weisen die thermischen Kopplungsmittel einen sehr viel geringeren thermischen Widerstand auf als das Isolationselement 110. Zu diesem Zweck können die thermischen Kopplungsmit¬ tel beispielsweise als Festkörpergelenk aus Metall, insbesondere Gold, herge- stellt sein. Dadurch weisen diese auch eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Isolationselement 110, das Tragelement 108 und das Gelenk 114 auf. The optical device 100 further includes a heat sink 118. The op ¬ diagram element 102 is thermally conductively connected to 118 by thermal coupling means 120 with the heat sink ¬. This results in a second thermal conduction path 122, which leads from the optical element 102 by the thermi ¬ rule coupling means 120 passes to the heat sink 118th The heat flux from the optical element 102 is along the second thermal Lei ¬ processing path 122 is many times greater than the heat flux along the first thermal conduction path 116. For example, 90% of the heat output via the second heat conduction path 122 and only 10% of the heat output via the first conduction path 116 are delivered. For this purpose, the thermal coupling means to a much lower thermal resistance than the insulating member 110. For this purpose, the thermal Kopplungsmit ¬ tel, for example, as a solid-state joint of metal, in particular gold, be prepared. As a result, they also have a higher thermal conductivity than the insulation element 110, the support element 108 and the joint 114.
Aufgrund des Umstands, dass nur wenig Wärme durch das Tragelement 108 fließt bzw. dessen absolute Temperatur niedrig ist, erfährt dieses eine nur gerin- ge thermische Verformung. Entsprechend genau kann das optische Element 102 ausgerichtet, beispielsweise in der Verstellrichtung 112 positioniert werden. Due to the fact that only a small amount of heat flows through the support element 108 or its absolute temperature is low, this experiences only a slight thermal deformation. Correspondingly, the optical element 102 can be aligned, for example, positioned in the adjustment direction 112.
Für die Positionierung des optischen Elements in der Verstellrichtung 112 kann ein Aktuator 124 vorgesehen sein, welcher das optische Element 102 in der Ver- Stellrichtung 112 betätigt. For the positioning of the optical element in the adjustment direction 112, an actuator 124 may be provided which actuates the optical element 102 in the Ver direction 112.
Für das Verstellen des optischen Elements 102 sind die thermischen Kopp¬ lungsmittel 120 flexibel ausgebildet. Insbesondere weisen die thermischen Kopp¬ lungsmittel 120 eine geringere Steifigkeit in der Verstellrichtung 112 auf als das Tragelement 108 sowie das Gelenk 114 auf. Die thermischen Kopplungsmittel 120 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel nicht tragend ausgebildet, das heißt, ein Kraftfluss durch diese ausgehend von dem optischen Element 102 ist im We¬ sentlichen Null. Um die geringe Steifigkeit der Kopplungsmittel 120 zu erreichen, sind diese be¬ vorzugt in Form mehrerer Streifen, Drähte, eines Geflechts oder eines Foliensta¬ pels ausgebildet. Zwei parallele Folien 126, welche beabstandet zueinander ange¬ ordnet sind, bilden in Fig. 1 beispielhaft einen Folienstapel. Die thermischen Kopplungsmittel 120 zeichnen sich bevorzugt dadurch aus, dass sie ein sehr ho- hes Verhältnis von Länge und Breite zu Dicke (beispielsweise im Fall einer Folie) oder ein sehr hohes Verhältnis von Länge zu Dicke und Breite (beispielsweise im Falle eines Drahtes) aufweisen. For the adjustment of the optical element 102, the thermal Kopp ¬ averaging means are designed to be flexible 120th In particular, the thermal Kopp ¬ averaging means 120 have a smaller rigidity in the displacement direction 112 as the supporting member 108 and the joint 114. The thermal coupling means 120 are not formed bearing according to the embodiment, that is, a flow of force through this from the optical element 102 is in ¬ We sentlichen zero. To achieve the low rigidity of the coupling means 120, these be ¬ vorzugt in the form of multiple strips, wires, a braid or a Foliensta ¬ pels. Two parallel foils 126 which are integrally ¬ arranged spaced from one another, form an example of a film stack in FIG. 1. The thermal coupling means 120 are preferably characterized in that they have a very high ratio of length and width to thickness (for example in the case of a film). or a very high length to thickness and width ratio (for example in the case of a wire).
Fig. 1A illustriert eine gegenüber Fig. 1 spezifischere Ausführungsform des Isola- tionselements 110. Dieses kann grundsätzlich insbesondere als Einsatz, Klebstoff, Paste oder Folie ausgebildet sein. Dies gilt auch für die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 2 bis 4A. FIG. 1A illustrates an embodiment of the insulation element 110 that is more specific than FIG. 1. In principle, this can be designed in particular as an insert, adhesive, paste or film. This also applies to the embodiments according to FIGS. 2 to 4A.
Beispielsweise ist in dem Tragelement 108 oben, also dem optischen Element 102 zugewandt, eine Vertiefung 128 ausgebildet. Das Isolationselement 110 ist in der Vertiefung 128 angeordnet und kann seinerseits eine Vertiefung 130 aufweisen. Ein an dem optischen Element 102 (oder in einer anderen Ausführungsform an dem Halteelement 300, siehe Fig. 3) ausgebildeten Vorsprung 132 ragt in die Vertiefung 130 hinein. For example, in the support element 108 at the top, that is to say facing the optical element 102, a recess 128 is formed. The insulation element 110 is arranged in the recess 128 and in turn may have a depression 130. A protrusion 132 formed on the optical element 102 (or on the holding element 300, see FIG. 3, in another embodiment) projects into the depression 130.
Ein Isolationselement 110 in Form eines Einsatzes lässt sich nun beispielsweise dadurch vorsehen, dass dieses in die Vertiefung 128 eingesetzt und hiernach das optische Element 102 aufgesetzt wird, wobei der Vorsprung 132 in die Vertiefung 130 bewegt wird. Der Einsatz 110 kann hierzu vorab mit einer im Querschnitt U- förmigen Gestalt hergestellt werden. An insulation element 110 in the form of an insert can now be provided, for example, by inserting it into the depression 128 and then fitting the optical element 102, wherein the projection 132 is moved into the depression 130. For this purpose, the insert 110 can be produced in advance with a U-shaped cross section.
Ist das Isolationselement 110 dagegen als Klebstoff oder Paste ausgebildet, so kann dieser bzw. diese in die Vertiefung 128 appliziert werden, woraufhin der Vorsprung 132 gegebenenfalls unter Aufbringens von Wärme und/oder Druck in die Vertiefung 128 bewegt wird. Dadurch erlangt der Klebstoff oder die Paste dann seine bzw. ihre in Fig. 1A gezeigte, im Querschnitt U-förmige Gestalt. Der Klebstoff verbindet im ausgehärteten Zustand das optische Element 102 fest mit dem Tragelement 108. Wird als Isolationselement 110 eine Folie verwendet, so kann diese in die Vertie¬ fung 128 eingelegt werden, woraufhin der Vorsprung 132 gegebenenfalls unter Aufbringens von Wärme und/oder Druck in die Vertiefung 128 bewegt wird. Da¬ bei wird die Folie verformt und erhält ihre in Fig. 1A gezeigte, im Querschnitt U- förmige Gestalt. Alternativ kann die Folie 110 auch um den Vorsprung 132 gewi¬ ckelt werden, woraufhin der Vorsprung 132 gegebenenfalls unter Aufbringens von Wärme und/oder Druck in die Vertiefung 128 bewegt wird. On the other hand, if the insulation element 110 is designed as an adhesive or paste, then this or these can be applied into the depression 128, whereupon the projection 132 is moved into the depression 128, if appropriate with the application of heat and / or pressure. As a result, the adhesive or paste then acquires its or their shape shown in FIG. 1A, which is U-shaped in cross-section. When cured, the adhesive bonds the optical element 102 firmly to the support element 108. Is used as the insulating member 110, a film, so it can be inserted into the Vertie ¬ Fung 128, whereupon the projection 132 moves optionally under application of heat and / or pressure in the recess 128th Since ¬ at the film is deformed and receives their shown in Fig. 1A, in cross section U-shaped shape. Alternatively, the film can be threaded ¬ oped also around the protrusion 132 110 whereupon the projection 132 moves optionally under application of heat and / or pressure in the recess 128th
Das Isolationselement 110 kann, insbesondere wenn dieses als Einsatz oder Folie vorgesehen wird, ein Lochmuster 134 aufweisen. Dieses kann beispielweise durch Laserschneiden erzeugt werden. Löcher des Lochmusters 134 können mit Flüssigkeit oder Gas, insbesondere Luft, gefüllt sein. Die Flüssigkeit oder das Gas dienen hier ebenfalls als Isolator. Anhand der Figuren 2 bis 4A werden nachfolgend verschiedene Varianten ge¬ genüber den Fig. 1 und 1A erläutert. The insulation element 110 can have a hole pattern 134, in particular if it is provided as an insert or foil. This can be generated for example by laser cutting. Holes of the hole pattern 134 may be filled with liquid or gas, in particular air. The liquid or the gas also serve here as an insulator. On the basis of Figures 2 to 4A different variants ge ¬ genüber are subsequently Figs. 1 and 1A explained.
Im Unterschied zu Fig. 1 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Wär¬ mesenke 118 in die Basis 106 integriert, also mit dieser teilweise oder vollständig bauteilidentisch. Dadurch kann die zusätzliche Wärmesenke 118 eingespart werden. In contrast to FIG. 1, the Wär ¬ mesenke integrated in the embodiment of FIG. 2 118 in the base 106, so with this component partially or completely identical. As a result, the additional heat sink 118 can be saved.
Weiterhin ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 das Gelenk 114 als sepa¬ rates Gelenk vorgesehen und nicht in das Tragelement 108 integriert. Außerdem ist das Gelenk 114 als Drehgelenk ausgebildet. Das Drehgelenk 114 umfasst zwei separate kinematische Partner, beispielsweise einen Gelenkkopf und eine Ge¬ lenkpfanne oder eine Welle, die in einer Buchse gelagert ist. Die Bewegung resul¬ tiert hier nicht aus einer Verbiegung wie das bei dem Festkörpergelenk der Fall ist. Außerdem ist das Gelenk 114 in das Tragelement 108 integriert. Entsprechend verbindet das Gelenk 114 zwei Tragabschnitte 200, 202 gelenkig miteinander. Weiterhin ist das Isolationselement 110 zwischen einem Tragabschnitt 204 und dem Tragabschnitt 202 des Tragelements 108 angeordnet, also in das Tragele- ment 108 integriert. Alternativ kann es sich bei dem Abschnitt 204 auch um ein weiteres Tragelement handeln, welches von dem Tragelement 108 separat gebil¬ det ist und das optische Element 102 mit dem Isolationselements verbindet. Further, in the embodiment of FIG. 2, the joint 114 is provided as a sepa rates ¬ joint and not integrated into the carrier member 108. In addition, the joint 114 is formed as a hinge. The rotary joint 114 includes two separate kinematic partner, for example a joint head and a joint socket or Ge ¬ a shaft which is mounted in a socket. The movement resul ¬ no advantage here of a bending as is the case with the solid joint. In addition, the hinge 114 is integrated into the support element 108. Accordingly, the joint 114 articulates two support sections 200, 202 together. Furthermore, the insulation element 110 is arranged between a support section 204 and the support section 202 of the support element 108, ie it is integrated into the support element 108. Alternatively, it may also be at the portion 204 to another support member which is separately gebil ¬ det from the support member 108 and connects the optical element 102 with the insulating member.
Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, dass zwischen dem Tragelement 108 und dem optischen Element 102 ein Halteele¬ ment 300 vorgesehen ist, welches auch als Fassung bezeichnet wird. Das Hal¬ teelement 300 befestigt somit das optische Element 102 an dem Tragelement 108. Fig. 3 differs from the embodiment of FIG. 1, characterized in that between the support member 108 and the optical element 102, a Halteele ¬ ment 300 is provided, which is also referred to as a socket. The Hal ¬ teelement 300 thus fixed, the optical element 102 on the support member 108th
Weiter ist im Unterschied zu Fig. 1A das Isolationselement 110 in eine seitliche Vertiefung 302 des Tragelements 108 integriert. Das Isolationselement 110 kann die Vertiefung 302 teilweise oder vollständig (in Fig. 3 gezeigt) ausfüllen. Mittels Klebstoffs oder einer Paste als Isolationsmaterial lässt sich die Vertiefung 302 besonders einfach verfüllen und dadurch das Isolationselement 110 erzeugen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 führt der erste Wärmeleitpfad 116 nur teilweise durch das Isolationselement 110. Ein Teil der Wärme kann auch mittels eines Bereichs 304 des Tragelements 108 an dem Isolationselement 110 vorbei¬ fließen. Fig. 3A zeigt im Unterschied zu Fig. 3 eine Ausführungsform, bei welcher zwei Isolationselemente 110 in gegenüberliegenden, seitlichen Vertiefungen 302 des Tragelements 108 angeordnet sind. Der erste Wärmeleitpfad 116 führt damit durch einen Bereich 304 zwischen den beiden Vertiefungen 302. Die Vertiefungen 302 können eine im Querschnitt U-förmige Gestalt aufweisen. Die Isolationselemente 110 können die Vertiefungen 302 teilweise (in Fig. 3A ge¬ zeigt) oder vollständig ausfüllen. In der gezeigten Ausführungsform weisen die Isolationselemente 110 jeweils wiederum— insbesondere im Querschnitt U- förmige— Vertiefungen 310 auf, in welche ein Element 306 eingesetzt ist. Das Element 306 kann selbst ein Isolator sein, welcher jedoch ein anderes Material aufweist als ein jeweils zugeordnetes Isolationselement 110. Alternativ kann das Element 306 ein Wärmeleiter sein. Beispielsweise kann ein Klebstoff oder eine Paste in die Vertiefungen 310 gefüllt werden. Alternativ wird eine Folie in oder auf die Vertiefung 310 gelegt. Hier¬ nach wird jeweils ein Element 306 in den Klebstoff, die Paste oder die Folie ge¬ drückt und so ein jeweiliges Isolationselement 110 erzeugt. Weiterhin ist in Fig. 3A gezeigt, dass die thermischen Kopplungselemente 120 nicht an das optische Element 102 (siehe Fig. l) oder an das Halteelement 300 (siehe Fig. 3) anschließen, sondern mit einem Abschnitt 308 zwischen den Isola¬ tionselementen 110 und dem optischen Element 102 bzw. dem Halteelement 300 verbunden sein können. Furthermore, in contrast to FIG. 1A, the insulation element 110 is integrated into a lateral depression 302 of the support element 108. The isolation member 110 may fill the recess 302 partially or completely (shown in FIG. 3). By means of adhesive or a paste as insulation material, the recess 302 can be particularly easily filled and thereby produce the insulation element 110. In the embodiment according to FIG. 3, the first heat conducting path 116 performs only partially by the insulating member 110. A part of the heat can flow ¬ also by a portion 304 of the support member 108 to the insulation member 110 over. In contrast to FIG. 3, FIG. 3A shows an embodiment in which two insulation elements 110 are arranged in opposite, lateral recesses 302 of the support element 108. The first heat conduction path 116 thus leads through a region 304 between the two recesses 302. The depressions 302 may have a U-shaped cross-section. The insulation elements 110 may be the recesses 302 in part (ge in Fig. 3A shows ¬) or completely filled in. In the embodiment shown, the insulation elements 110 in turn each have- in particular in cross-section U-shaped recesses 310, in which an element 306 is inserted. The element 306 may itself be an insulator, but which has a different material than a respective associated isolation element 110. Alternatively, the element 306 may be a thermal conductor. For example, an adhesive or a paste may be filled in the recesses 310. Alternatively, a film is placed in or on the recess 310. Here ¬ by an element 306 in the adhesive, the paste or the film is in each case ge ¬ suppressed, thus producing a respective insulation element 110th Furthermore 3A (l see Fig.) Or to the holding member 300 is shown in FIG., That the thermal coupling elements 120 not to the optical element 102 (see FIG. 3) to connect, but with a section 308 between the insulators ¬ tion elements 110 and can be connected to the optical element 102 and the holding member 300.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der optischen Vorrichtung 100 mit einer Zwei- beinabstützung 400. Die Zweibeinabstützung 400 umfasst zwei Beine 402 und 404. Ein jeweiliges Bein 402, 404 umfasst ein Tragelement 108, ein Gelenk 114 und ein Isolationselement 110. Jedes der Beine 402, 404 kann aber auch bei- spielsweise den in einer der Figuren 2 oder 3 gezeigten Aufbau aufweisen. Durch jedes der Beine 402, 404 ergibt sich ein erster thermischer Leitungspfad 116. Zwischen den Beinen 402, 404 ist das thermische Kopplungselement 120 ange¬ ordnet und verbindet die Basis 106 mit dem Halteelement 300. Fig. 4A zeigt im Unterschied zu Fig. 4 eine Ausführungsform, wobei die Tragele¬ mente 108 an ihrem oberen Ende gemeinsam eine Vertiefung 128 bilden. Hierzu können die Tragelemente 108 in ihrem oberen Bereich einstückig ausgebildet sein. In die Vertiefung 128 ist ein Isolationselement 110 eingesetzt. Dieses weist wiederum seinerseits eine Vertiefung 130 auf. In die Vertiefung 130 reicht ein an dem optischen Element 102 ausgebildeter Vorsprung 132. In einem der Vertie¬ fung 130 zugeordneten Boden 406 des Isolationselements 110 ist ein Durchbruch 408 ausgebildet, welcher sich auch durch einen der Vertiefung 128 zugeordneten Boden 410 im Material der Tragelemente 108 erstreckt. Das Kopplungsmittel 120 reicht von unten nach oben zu dem Vorsprung 132 des optischen Elements 102 hin. FIG. 4 shows an embodiment of the optical device 100 having a biped support 400. The bipod support 400 includes two legs 402 and 404. A respective leg 402, 404 includes a support member 108, a hinge 114 and an isolation member 110. Each of the legs 402 However, 404 may also have, for example, the structure shown in one of FIGS. 2 or 3. To 116 through each of the legs 402, 404 provides a first thermal conduction path between the legs 402, 404 is the thermal coupling member 120 is ¬ assigns and connects the base 106 with the holding member 300th Fig. 4A shows an embodiment in contrast to FIG. 4, wherein the Tragele ¬ elements 108 form a recess 128 at its upper end together. For this purpose, the support elements 108 may be integrally formed in its upper region. In the recess 128, an insulating member 110 is inserted. In turn, this in turn has a depression 130. 132. In the recess 130 reaches a projection formed on the optical member 102 projection in one of Vertie ¬ Fung 130 associated with the bottom 406 of the insulating member 110, a breakthrough 408 is formed, which is also characterized by one of the recess 128 associated with the bottom 410 in the material of the support elements 108 extends. The coupling means 120 extends from bottom to top toward the projection 132 of the optical element 102.
Fig. 5 zeigt eine optische Vorrichtung 500. Auch die optische Vorrichtung 500 kann in der in Fig. 10 gezeigten Lithographieanlage 1000 verwendet werden. Beispielsweise kann es sich bei der optischen Vorrichtung 500 um eine Spie¬ geleinheit eines Spiegelfelds handeln. 5 shows an optical device 500. The optical device 500 may also be used in the lithography system 1000 shown in FIG. For example, it may be a gel unit Spie ¬ a mirror array in the optical device 500th
Die optische Vorrichtung 500 umfasst ein optisches Element 502. Das optische Element 502 kann beispielsweise als Spiegel ausgebildet sein, welcher einfallen- des Licht 504 reflektiert. Das einfallende Licht 504 bedingt einen Energieeintrag in das optische Element 502. The optical device 500 comprises an optical element 502. The optical element 502 may, for example, be formed as a mirror, which reflects incident light 504. The incident light 504 causes an energy input into the optical element 502.
Die optische Vorrichtung 500 weist weiterhin eine Basis 506 auf. Die Basis 506 kann gestellfest vorgesehen sein. The optical device 500 further includes a base 506. The base 506 may be provided fixed to the frame.
Ferner weist die optische Vorrichtung 500 ein Tragelement 508 auf, welches das optische Element 502 beabstandet von der Basis 506 trägt. Das Tragelement 508 kann das optische Element 502 unmittelbar, wie in Fig. 5 dargestellt, oder mit¬ telbar, wie in Fig. 6 gezeigt, tragen. In Fig. 6 ist ein Halteelement 600, welches auch als Fassung bezeichnet wird, zwischen dem Tragelement 508 und dem opti¬ schen Element 502 angeordnet. Further, the optical device 500 includes a support member 508 which supports the optical element 502 spaced from the base 506. The support member 508, the optical element 502 directly, as shown in FIG. 5, or shown with ¬ telbar, as shown in Fig. 6, carry. In Fig. 6 is a holding element 600, which Also referred to as socket, between the support member 508 and the opti ¬ rule element 502 is arranged.
Die Funktion des Tragelements 508 besteht darin, das optische Element 502 zu lagern, um ein Verstellen einer Orientierung des optischen Elements 502, bei¬ spielsweise ein Ver schwenken desselben in einer Verstellrichtung 512 zu ermög¬ lichen. Das Tragelement 508 nimmt dabei die aus der Lagerung resultierenden Kräfte aus dem optischen Element 502 auf und führt diese in die Basis 506. Die optische Vorrichtung 500 weist weiterhin ein Gelenk 514 auf, welches gemäß dem Ausführungsbeispiel als Drehgelenk ausgebildet ist. The function of the support member 508 is to support the optical element 502 to an adjustment of an orientation of the optical element 502, game as a pivot Ver at ¬ thereof in an adjustment direction 512 for enabling ¬ union. The support element 508 absorbs the forces resulting from the storage of the optical element 502 and leads them into the base 506. The optical device 500 further comprises a hinge 514, which is formed according to the embodiment as a hinge.
Das Tragelement 508 setzt sich aus zwei Tragabschnitten 550 und 552 zusam¬ men, welche mittels des Gelenks 514 gelenkig miteinander verbunden sind. Der erste Tragabschnitt 550 verbindet das Gelenk 514 mit der Basis 506, der Tragab¬ schnitt 552 das optische Element 502 mit dem Gelenk 514. The support member 508 is composed of two support sections 550 and 552 together ¬ men, which are connected by means of the hinge 514 hinged together. The first support portion 550 connects the hinge 514 with the base 506, the Tragab ¬ section 552, the optical element 502 with the hinge 514th
Somit ergibt sich ein erster Wärmeleitungspfad 516, welcher von dem optischen Element 502 durch den Tragabschnitt 552, durch das Gelenk 514, durch den Tragabschnitt 550 in die Basis 506 führt. Die Basis 506 hat gleichzeitig dieThis results in a first heat conduction path 516, which leads from the optical element 502 through the support section 552, through the hinge 514, through the support section 550 into the base 506. The base 506 has the same time
Funktion einer Wärmesenke und kann hierzu eine Kühleinrichtung, beispiels¬ weise eine Fluidkühlung, aufweisen. Function of a heat sink and can this purpose a cooling device, for example ¬ a fluid cooling, have.
Ferner weist die optische Vorrichtung 500 zumindest ein thermisches Kopp- lungsmittel 520 auf, welches das optische Element 502 wärmeleitend mit dem ersten Tragabschnitt 550 verbindet und dabei das Gelenk 514 überbrückt. Somit ergibt sich ein zweiter thermischer Leitungspfad 522, welcher an dem Gelenk 514 vorbeiführt. Das thermische Kopplungselement 520 weist einen geringeren thermischen Wi¬ derstand als das Gelenk 514 auf. Außerdem weist das thermische Kopplungsmit¬ tel 520 eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das Gelenk 514. Das thermische Kopplungsmittel kann beispielsweise als Festkörpergelenk aus¬ gebildet sein. Das thermische Kopplungsmittel kann Metall, insbesondere Gold, aufweisen. Beispielhaft ist das thermische Kopplungsmittel 520 als Folienstapel mit einer Vielzahl paralleler Folien 526 gebildet, welche zueinander beabstandet sind. Hier gelten die Ausführungen in Bezug auf das thermische Kopplungsmit- tel 120 entsprechend. Furthermore, the optical device 500 has at least one thermal coupling means 520, which connects the optical element 502 in a thermally conductive manner to the first support section 550, thereby bridging the hinge 514. This results in a second thermal conduction path 522, which leads past the joint 514. The thermal coupling element 520 has a lower thermal resistance than the joint 514. In addition, the thermal Kopplungsmit ¬ tel 520, a higher thermal conductivity than the joint 514. The thermal coupling agent may for example be formed as a solid state joint of ¬. The thermal coupling agent may comprise metal, in particular gold. By way of example, the thermal coupling means 520 is formed as a film stack with a plurality of parallel foils 526 which are spaced apart from one another. Here, the statements relating to the thermal coupling agent 120 apply accordingly.
Folglich fließt der weit überwiegende Teil der Wärme aus dem optischen Element 502 über den zweiten Wärmeleitungspfad 522 in die Basis 506. Der Wärmeein¬ trag in das Gelenk 514 wie auch in zumindest einen Teil des Tragelements 508, insbesondere in den zweiten Tragabschnitt 552, ist gering. Entsprechend gering fallen die thermischen Verformungen des Gelenks 514 und des Tragabschnitts 508 aus. Damit ergibt sich eine genaue Positionierbarkeit des optischen Ele¬ ments 502 in der Verstellrichtung 512. Consequently, the vast majority of the heat, the heat input ¬ contract flows from the optical element 502 via the second heat conduction path 522 in the base 506. in the joint 514 as well as at least a portion of the support member 508, particularly in the second supporting portion 552 is small , The thermal deformations of the joint 514 and of the support section 508 are correspondingly low. Thus, a precise positioning capability of the optical ele ¬ ments 502 results in the adjustment 512th
Zur Verstellung der Verstellrichtung 512 kann ein Aktuator 524 vorgesehen sein.  For adjusting the adjustment direction 512, an actuator 524 may be provided.
Vorzugsweise ist das thermische Kopplungsmittel 520 für das Verstellen des op¬ tischen Elements 512 in der Verstellrichtung 514 flexibel ausgebildet, bevorzugt nicht tragend. Insbesondere weist das thermische Kopplungsmittel 520 eine ge¬ ringere Steifigkeit als das Gelenk 514 in der Verstellrichtung 512 auf. Preferably, the thermal coupling means is formed flexible for the adjustment of the op ¬ tables element 512 in the adjustment 514,520, preferably not supporting. Particularly, the thermal coupling means 520 to a ge ¬ ringere rigidity than the joint 514 in the adjustment 512th
Die Figuren 6 bis 9 zeigen verschiedene Varianten der optischen Vorrichtung 500 aus Fig. 5. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 verbindet das thermische Kopp¬ lungsmittel 520 die beiden Tragabschnitte 550 und 552 wärmeleitend miteinan¬ der. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 verbindet das thermische Kopp¬ lungsmittel 520 den zweiten Tragabschnitt 552 wärmeleitend mit der Basis 506. FIGS. 6 to 9 show different variants of the optical device 500 from FIG. 5. According to the embodiment of FIG. 6 520 connects the thermal Kopp ¬ averaging means the two supporting portions 550 and 552 of the thermally conductive miteinan ¬. In the embodiment according to FIG. 7, the thermal Kopp ¬ averaging means 520 connects the second supporting portion 552 thermally conductively connected to the base 506th
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 unterteilt sich das Tragelement 508 in drei Tragabschnitte, nämlich einen ersten Tragabschnitt 550, einen zweiten Tragabschnitt 552 und einen dritten Tragabschnitt 800. Der Tragabschnitt 550 verbindet die Basis 506 mit dem Gelenk 514, der Tragabschnitt 552 verbindet das Gelenk 514 mit einem Gelenk 802 und der Tragabschnitt 800 das Gelenk 802 mit der Halterung 600 (oder direkt mit dem optischen Element 502 gemäß einer anderen Ausführungsform). 8, the support element 508 is subdivided into three support sections, namely a first support section 550, a second support section 552 and a third support section 800. The support section 550 connects the base 506 to the hinge 514, the support section 552 connects the hinge 514 with a hinge 802 and the support portion 800, the hinge 802 with the bracket 600 (or directly with the optical element 502 according to another embodiment).
Das thermische Kopplungsmittel 520 überbrückt sämtliche Gelenke 514, 802. Es verbindet dabei beispielsweise den Tragabschnitt 800 mit dem Tragabschnitt 550 wärmeleitend. Fig. 9 zeigt eine optische Vorrichtung 500, welche eine Zweibeinabstützung 900 aufweist. Die Zweibeinabstützung 900 setzt sich aus zwei Beinen 902 und 904 zusammen. Ein jeweiliges Bein 902, 904 umfasst ein Tragelement 508 und ein Gelenk 514. Jeweils ein thermisches Kopplungsmittel 520 verbindet das Hal¬ teelement 600 (oder in einer anderen Ausführungsform das optische Element 502) direkt mit dem ersten Tragabschnitt 550, wobei ein jeweiliges Gelenk 514 überbrückt wird. The thermal coupling means 520 bridges all joints 514, 802. It connects, for example, the support portion 800 with the support portion 550 heat-conducting. FIG. 9 shows an optical device 500 having a bipod support 900. The bipod support 900 is composed of two legs 902 and 904. A respective leg 902, 904, a support member 508 and a hinge 514. Each includes a thermal coupling means 520 connects the Hal ¬ teelement 600 (or in another embodiment, the optical element 502) directly to the first support section 550, a respective hinge 514 bridges becomes.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 umfasst die Lithographieanlage 1000 eine Lichtformungseinheit 1002, ein Beleuchtungssystem 1004 und ein Pro- jektionsobjektiv 1006. Das Licht (Arbeitslicht) aus der Lichtformungseinheit 1002, welches in Fig. 10 teilweise als Strahlengang dargestellt ist, wird bei¬ spielsweise im Beleuchtungssystem 1004 auf Spiegel eines Spiegelfelds 1008 ge¬ lenkt, welche das Licht auf Spiegel eines Spiegelfelds 1010 reflektieren. Am Ende des Beleuchtungssystems 1004 wird ein Retikel 1012 beleuchtet. Das Licht wird hiernach im Projektionsobjektiv 1006 auf ein Substrat 1014 gelenkt, so dass die in dem Retikel 1012 enthaltene Struktur verkleinert auf dem Substrat 1014 ab¬ gebildet wird. According to the exemplary embodiment according to FIG. 10, the lithography system 1000 comprises a light-shaping unit 1002, an illumination system 1004 and a projection objective 1006. The light (working light) from the light-shaping unit 1002 which is partially represented as beam path in Fig. 10, the pitch ge ¬ hinged at ¬ in the illumination system 1004. mirror of a mirror field 1008 which reflect the light on the mirror of a mirror array 1010th At the end of the illumination system 1004, a reticle 1012 is illuminated. The light is thereafter directed in the projection objective 1006, a substrate 1014 so that the structure contained in the reticle 1012 smaller on the substrate 1014 is formed from ¬.
Die optischen Vorrichtungen 100 oder 500 können beispielsweise bei den Spiegel- feldern 1008, 1010 Anwendung finden, um einzelne Spiegel beweglich, insbeson¬ dere verkippbar, zu lagern. The optical devices 100 or 500 can, for example, fields for the mirror 1008 1010 find application to movable insbeson ¬ particular tilted to store individual mirrors.
Obwohl die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. Insbesondere können die in Bezug auf die eine optische Vorrichtung beschriebe¬ nen Ausführungsbeispiele und Merkmale genauso auf die jeweils andere optische Vorrichtung angewandt werden. Although the invention has been described with reference to various embodiments, it is by no means limited thereto, but variously modifiable. In particular, the descriptions with respect to an optical device ¬ NEN embodiments and features may be equally applied to the other optical device.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Optische Vorrichtung 100 optical device
102 Optisches Element  102 Optical element
104 Licht  104 light
106 Basis 106 base
108 Tragelement  108 supporting element
110 Isolationselement  110 insulation element
112 Verstellrichtung  112 adjustment direction
114 Gelenk  114 joint
116 erster thermischer Leitungspfad116 first thermal conduction path
118 Wärmesenke 118 heat sink
120 thermisches Kopplungsmittel 120 thermal coupling agent
122 zweiter thermischer Leitungspfad122 second thermal conduction path
124 Aktuator 124 actuator
126 Folie 126 foil
128 Vertiefung  128 deepening
130 Vertiefung  130 deepening
132 Vor sprung  132 Before jump
134 Lochmuster  134 hole pattern
200 Tragabschnitt 200 carrying section
202 Tragabschnitt  202 supporting section
204 Tragabschnitt  204 supporting section
300 Halteelement  300 retaining element
302 Vertiefung  302 deepening
304 Bereich 304 area
306 Element  306 element
308 Abschnitt  308 section
310 Vertiefung  310 deepening
400 Zweibeinabstützung  400 bipod support
402 Bein 404 Bein 402 leg 404 leg
406 Boden  406 floor
408 Durchbruch  408 breakthrough
410 Boden  410 floor
500 optische Vorrichtung 500 optical device
502 optisches Element  502 optical element
504 Licht  504 light
506 Basis  506 base
508 Tragelement  508 support element
512 Verstellrichtung 512 adjustment direction
514 Gelenk  514 joint
516 erster thermischer Leitungspfad 516 first thermal conduction path
520 thermisches Kopplungsmittel520 thermal coupling agent
522 zweiter thermischer Leitungspfad 524 Aktuator 522 second thermal conduction path 524 actuator
526 Folie  526 foil
550 erster Tragabschnitt  550 first support section
552 zweiter Tragabschnitt  552 second support section
600 Halteelement  600 retaining element
800 dritter Tragabschnitt 800 third support section
802 Gelenk  802 joint
900 Zweibeinabstützung  900 bipod support
902 Bein  902 leg
904 Bein  904 leg
1000 Lithographieanlage 1000 lithography plant
1002 Lichtformungseinheit  1002 light-shaping unit
1004 Beleuchtungssystem  1004 lighting system
1006 Produktionsobjektiv  1006 production lens
1008 Spiegelfeld  1008 mirror field
1010 Spiegelfeld 1012 Retikel 1014 Substrat 1010 mirror field 1012 reticle 1014 substrate

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Optische Vorrichtung (100), aufweisend: An optical device (100), comprising:
ein optisches Element (102),  an optical element (102),
eine Basis (106),  a base (106),
ein Tragelement (108), welches das optische Element (102) beabstandet von der Basis (106) trägt,  a support member (108) supporting the optical element (102) spaced from the base (106),
ein Isolationselement (110), welches in einem ersten thermischen Lei¬ tungspfad (116) mit einem ersten thermischen Widerstand Ri zwischen dem opti- sehen Element (102) und der Basis (106) zur Reduktion eines Wärmeeintrags in das Tragelement (108) angeordnet ist, wobei das Isolationselement (110) zwi¬ schen dem optischen Element (102) und dem Tragelement (108) angeordnet oder in das Tragelement (108) integriert ist und einen höheren thermischen Wider¬ stand als das Tragelement (108) aufweist, an insulation member (110) which is arranged in a first thermal Lei ¬ processing path (116) having a first thermal resistance Ri between the view optical element (102) and the base (106) for reducing a heat input in the support element (108) , wherein the insulating member (110) Zvi ¬ rule the optical element (102) and the support element (108) is arranged or integrated in the support element (108) and a higher thermal resisting ¬ stood as the support member (108),
eine Wärmesenke (118), und  a heat sink (118), and
ein thermisches Kopplungsmittel (120), welches in einem zweiten thermi¬ schen Leitungspfad (122) mit einem zweiten thermischen Widerstand R2 zwi¬ schen dem optischen Element (102) und der Wärmesenke (118) angeordnet ist, wobei der erste und zweite thermische Widerstand Ri, R2 derart ausgebildet sind, dass ein Wärmefluss entlang des zweiten thermischen Leitungspfads (122) grö¬ ßer als ein Wärmefluss entlang des ersten thermischen Leitungspfads (116) ist. a thermal coupling means (120) R2 Zvi ¬ rule the optical element (102) and the heat sink (118) is disposed in a second thermi ¬ rule conduction path (122) having a second thermal resistance, wherein the first and second thermal resistance Ri , R2 are formed so that a heat flow is along the second thermal conduction path (122) ¬ RESIZE SSER as a heat flow along the first thermal conduction path (116).
2. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste und zweite thermi¬ sche Widerstand Ri, R2 derart ausgebildet sind, dass größer 50 %, größer 80 %, größer 90 % oder größer 95 % der Wärme aus dem optischen Element (102) über den zweiten thermischen Leitungspfad (122) abgeführt werden. 2. An optical device according to claim 1, wherein the first and second thermi ¬ cal resistance Ri, R2 are formed such that greater than 50%, greater than 80%, greater than 90% or greater than 95% of the heat from the optical element (102) the second thermal conduction path (122) are discharged.
3. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend ein Gelenk (114) für ein Verstellen einer Orientierung des optischen Elements (102), wobei das Gelenk (114) zwischen dem Tragelement (108) und dem optischen Element (102) angeordnet oder in das Tragelement (108) integriert ist. The optical device according to claim 1 or 2, further comprising a hinge (114) for adjusting an orientation of the optical element (102), wherein the hinge (114) is disposed between the support member (108) and the optical element (102) or integrated with the support member (108).
4. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Gelenk (114) als Festkör- pergelenk oder Drehgelenk gebildet ist. 4. An optical device according to claim 3, wherein the joint (114) is formed as a solid-body joint or swivel joint.
5. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Isolati¬ onselement (110) einen höheren thermischen Widerstand als das Gelenk (114) aufweist. 5. Optical device according to one of claims 1 to 4, wherein the insula ¬ onselement (110) has a higher thermal resistance than the joint (114).
6. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Isolationselement (110) eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das Tragelement (108) und/oder das Ge¬ lenk (114) aufweist. 6. An optical device according to claim 5, wherein the insulation element (110) has a lower thermal conductivity than the support element (108) and / or the Ge ¬ steering (114).
7. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wär¬ meausdehnungskoeffizient des Isolationselements derart gewählt ist, dass eine Deformation, eine Spannung und/oder Bewegung zumindest einer zu dem Isola¬ tionselement (110) benachbarten Komponente (102, 108, 300) für eine definierte Temperaturänderung ein Minimum ist. 7. An optical device according to any one of claims 1 to 6, wherein the Wär ¬ meausdehnungskoeffizient of the insulating element is selected such that a deformation, a voltage and / or motion (at least one adjacent to the Isola ¬ tion element (110) component 102, 108, 300) is a minimum for a defined temperature change.
8. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Isolati¬ onselement (110) einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Tra¬ gelement (108) und/oder das Gelenk (114) aufweist. 8. Optical device according to one of claims 1 to 7, wherein the isolati ¬ onselement (110) has a lower thermal expansion coefficient than the Tra ¬ gelement (108) and / or the joint (114).
9. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das thermische Kopplungsmit¬ tel (120) einen geringeren thermischen Widerstand als das Isolationselement (110), das Tragelement (108) und/oder das Gelenk (114) aufweist. 9. An optical device according to claim 1, wherein the thermal Kopplungsmit ¬ tel (120) has a lower thermal resistance than the insulation element (110), the support element (108) and / or the joint (114).
10. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das thermische Kopplungs¬ mittel (120) eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Isolationselement (110), das Tragelement (108) und/oder das Gelenk (114) aufweist. 10. An optical device according to claim 9, wherein the thermal coupling ¬ medium (120) has a higher thermal conductivity than the insulating element (110), the support element (108) and / or the joint (114).
11. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Isolati¬ onselement (110) eine Keramik oder Glas aufweist. 11. Optical device according to one of claims 1 to 10, wherein the insula ¬ onselement (110) comprises a ceramic or glass.
12. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Isolati¬ onselement (110) als Einsatz, Klebstoff, Paste oder Folie ausgebildet ist. 12. Optical device according to one of claims 1 to 11, wherein the insula ¬ onselement (110) is designed as an insert, adhesive, paste or foil.
13. Optische Vorrichtung (500), aufweisend: 13. An optical device (500), comprising:
ein optisches Element (502),  an optical element (502),
eine Basis (506),  a base (506),
ein Tragelement (508), welches das optische Element (502) beabstandet von der Basis (506) trägt,  a support member (508) carrying the optical element (502) spaced from the base (506),
ein Gelenk (514) und für ein Verstellen einer Orientierung des optischen Elements (502), wobei das Gelenk (514) das optische Element (502) mit dem Tra¬ gelement (508), zwei Tragabschnitten (550, 552) des Tragelements (508) mitei¬ nander oder das Tragelement (508) mit der Basis (506) gelenkig verbindet, und ein thermisches Kopplungsmittel (520), welches das optische Elementa joint (514) and for adjusting an orientation of the optical element (502), wherein the joint (514) the optical element (502) with the Tra ¬ gelement (508), two support portions (550, 552) of the support member (508 ) mitei ¬ nander or the support member (508) hingedly connected to the base (506), and a thermal coupling means (520), which the optical element
(502) mit dem Tragelement (508), die zwei Tragabschnitte (550, 552) miteinander oder das Tragelement (508) mit der Basis (506) verbindet und das Gelenk (514) überbrückt. (502) to the support member (508) connecting two support sections (550, 552) together or the support member (508) to the base (506) and bridging the hinge (514).
14. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei das Tragelement (508) mehr als zwei Tragabschnitte (550, 552, 800) aufweist, welche jeweils mittels Gelenken (514, 802) miteinander verbunden sind, wobei das wärmeleitende Kopplungsmit¬ tel (520) mehrere Gelenke (514, 802) überbrückt. 14. An optical device according to claim 13, wherein the support element (508) has more than two support sections (550, 552, 800), which are connected to each other by means of joints (514, 802), wherein the heat-conducting Kopplungsmit ¬ tel (520) more Joints (514, 802) bridged.
15. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das thermische Kopplungsmittel (520) einen geringeren thermischen Widerstand als das Gelenk (514, 802) aufweist. The optical device according to claim 13 or 14, wherein the thermal coupling means (520) has a lower thermal resistance than the hinge (514, 802).
16. Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das thermische Kopplungs¬ mittel (520) eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Gelenk (514, 802) aufweist. 16. An optical device according to claim 15, wherein the thermal coupling ¬ medium (520) has a higher thermal conductivity than the joint (514, 802).
17. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das ther¬ mische Kopplungsmittel (120, 520) für das Verstellen des optischen Elements (102, 502) flexibel ausgebildet ist und/oder eine geringere Steifigkeit in der Ver¬ stellrichtung (112, 512) als das Tragelement (108, 508) und/oder das Gelenk (114, 514, 802) aufweist. 17. Optical device according to one of claims 1 to 16, wherein the ther ¬ mische coupling means (120, 520) for the adjustment of the optical element (102, 502) is designed to be flexible and / or a lower rigidity in the Ver ¬ adjusting direction (112 , 512) as the support member (108, 508) and / or the hinge (114, 514, 802).
18. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das ther- mische Kopplungsmittel (120, 520) ein Fluid oder ein Festkörper ist. 18. An optical device according to any one of claims 1 to 17, wherein the thermal coupling means (120, 520) is a fluid or a solid.
19. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das ther¬ mische Kopplungsmittel (120, 520) ein Metall, ein Halbmetall oder einen Halblei¬ ter aufweist. 19. Optical device according to one of claims 1 to 18, wherein the ther ¬ mixing means (120, 520) comprises a metal, a semimetal or a semicon ter ¬ ter.
20. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das ther¬ mische Kopplungsmittel (120, 520) in Form zumindest eines Streifens, Drahts, Geflechts oder Folienstapels ausgebildet ist. 20. An optical device according to any one of claims 1 to 19, wherein the ther ¬ mixing means (120, 520) is formed in the form of at least one strip, wire, braid or film stack.
21. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, ferner aufwei¬ send eine Zwei-, Drei- oder Sechsbeinabstützung (400, 900), wobei einem jeweili¬ gen Bein (402, 404, 902, 904) ein Tragelement (108, 508) zugeordnet ist. 21. An optical device according to any one of claims 1 to 20, further aufwei ¬ send a two-, three- or six-leg support (400, 900), wherein a jeweili ¬ gen leg (402, 404, 902, 904) a support member (108, 508) is assigned.
22. Optische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 21, ferner aufwei¬ send einen Aktuator (124, 524) zum Verstellen der Orientierung des optischen Elements (102, 502). 22. An optical device according to any one of claims 3 to 21, further aufwei ¬ send an actuator (124, 524) for adjusting the orientation of the optical element (102, 502).
23. Lithographieanlage (1000) mit zumindest einer optischen Vorrichtung (100, 500) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. 23. Lithography system (1000) with at least one optical device (100, 500) according to one of the preceding claims.
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