WO2015028450A1 - Optisches bauelement - Google Patents

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WO2015028450A1
WO2015028450A1 PCT/EP2014/068040 EP2014068040W WO2015028450A1 WO 2015028450 A1 WO2015028450 A1 WO 2015028450A1 EP 2014068040 W EP2014068040 W EP 2014068040W WO 2015028450 A1 WO2015028450 A1 WO 2015028450A1
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WO
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optical component
circuit board
moems
printed circuit
contacts
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PCT/EP2014/068040
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English (en)
French (fr)
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Markus Holz
Benjamin Sigel
Jan Horn
Benedikt Knauf
Fabian Zimmer
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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Publication date
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Priority to US15/050,664 priority patent/US9851555B2/en

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    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032Packages or encapsulation
    • B81B7/007Interconnections between the MEMS and external electrical signals
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    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
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    • G02B7/1822Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors comprising means for aligning the optical axis
    • G02B7/1827Motorised alignment
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
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    • H01L2224/05552Shape in top view
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

Definitions

  • German Patent Application No. 10 2013 217 146.3 is incorporated herein by reference.
  • the invention relates to an optical component.
  • the invention further relates to a facet mirror and an illumination optical system with such an optical component.
  • the invention relates to an illumination system for a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus.
  • the invention relates to a method for producing a micro- or nano-structured device and a device produced according to the method.
  • Optical components with a multi-mirror arrangement designed as a micro-optoelectromechanical system are known, for example, from DE 10 201 1 006 100 A1 and PCT / EP 2013/052 924.
  • An object of the present invention is to improve such an optical device.
  • the core of the invention is to provide an optical component with at least one MOEMS on the back of the MOEMS with a printed circuit board.
  • the optical component comprises a cavity which is sealed off from the outside in a vacuum-tight manner.
  • the circuit board may have lateral contacts. However, it does not just have to have side contacts.
  • the MOEMS projects laterally across the circuit board. This is achieved in particular in that the circuit board has a smaller cross-section than the MOEMS.
  • the printed circuit board in particular has a smaller cross section than the total reflection surface of the optical component. In particular, it has a cross-section which is at most as large, in particular smaller, than the smallest envelope of the individual mirrors of the MOEMS.
  • the circuit board may also have a larger cross-section than the at least one MOEMS. In particular, it is possible to arrange several MOEMS on the printed circuit board.
  • the printed circuit board is arranged in particular in the shadow casting principle on the back of the MOEMS.
  • the printed circuit board is completely arranged in a volume which runs completely within a region which is defined by a parallel displacement, in particular an orthogonal displacement, of the base surface of the MOEMS.
  • Such a design of the printed circuit board permits a dense packing, that is to say a substantially gapless arrangement of several optical components next to each other with simultaneous electrical contacting of the components between the printed circuit boards on the rear side of the components.
  • the optical component is in particular designed such that a plurality of corresponding components to a tiling, in particular a tessellation, assembled, that can be arranged side by side, are.
  • the lateral electrical contacts allow for improved attachment and / or simplified assembly of the optical device.
  • the lateral contacts are used in particular for the electrical Kunststoffiemng Printed circuit board and thus of the optical component.
  • the electrical contacts can be realized by any elements whose contact force is generated on the contact surfaces by resilient action. This can be realized in particular by spring contact pins and / or contact springs.
  • the resilient elements can be mechanically fastened both on the optical component and on the opposite side.
  • the electrical properties of the MOEMS contact can be improved.
  • the lateral contacts can also be used for heat conduction, in particular for dissipating heat from the optical component.
  • the MOEMS is a multi-mirror array (MMA) with a large number of individual mirrors.
  • the individual mirrors are designed in particular as micromirrors, that is to say with a side length of less than 1 mm.
  • they may be mirrors for EUV optics, ie mirrors with a reflection surface for reflection of EUV radiation.
  • EUV optics ie mirrors with a reflection surface for reflection of EUV radiation.
  • the printed circuit board is in particular firmly connected to the MOEMS. For example, it can be glued, welded, bonded or soldered to the MOEMS. As a result, the mechanical stability of the optical component is improved.
  • the circuit board is in particular tight, in particular vacuum-tight connected to the MOEMS.
  • it forms part of a housing of the optical component.
  • the contacts in particular the lateral contacts, are arranged on the outside of the housing. They are thus accessible from the outside. In principle, contacts on the inside of the housing are possible.
  • the circuit board is made of ceramic.
  • it may be a Low Temperature Cofired Ceramics (LTCC).
  • LTCC Low Temperature Cofired Ceramics
  • F 4 printed circuit board materials
  • the printed circuit board is formed in multiple layers. It has in particular at least 2, in particular at least 4, in particular at least 8, in particular at least 12, in particular at least 16, in particular at least 20 separate layers. On each of the layers, a plurality of conductor tracks may be arranged. The number of printed conductors per layer can be in particular at least 2, in particular at least 5, in particular at least 10, in particular at least 20, in particular at least 50, in particular at least 100.
  • the printed circuit board has a thickness, that is to say an extent in the direction perpendicular to the back side of the MOEMS, of at least 0.5 mm, in particular 1 mm, in particular at least 1.5 mm, in particular at least 2 mm. The thickness of the printed circuit board can be up to 3 mm, in particular up to 5 mm, in particular up to 10 mm.
  • the at least one printed circuit board forms a lateral boundary of a cavity.
  • the circuit board has in particular a recess.
  • the recess is laterally, in particular circumferentially bounded by the circuit board.
  • the cavity serves to arrange further components, in particular further electrical components. In particular, it is therefore not empty, in particular not completely empty.
  • the cavity is bounded on one side by the back of the at least one MOEMS. In other words, the cavity directly borders the back of the MOEMS. As a result, an electricalmaschineiemng between the arranged in the cavity components and the MOEMS is facilitated.
  • the components can be electrically connected to the MOEMS with wire-bond contacts and / or with reversing contacts (flip-chip contacts). Basically, any kind of bonding is possible.
  • the cavity is bounded on one side by a cover.
  • a cover In particular, it is closed in a vacuum-tight manner by means of the cover.
  • the cover may for example be made of ceramic or metal. It may in particular be made of a magnetic or magnetizable material or have corresponding elements. As a result, the arrangement and / or attachment of the optical component can be simplified.
  • the cover may also have mechanical fastening elements, in particular for the arrangement of the optical component on a carrier, for example a base plate.
  • the cavity is bounded by the cover in a vacuum-tight manner.
  • the cavity is closed in particular vacuum-tight to the outside. It is in particular vacuum-tightly bounded by the MOEMS, the printed circuit board and the cover to the outside. He is in particular on one side by the MOEMS, on one the
  • components in particular electrical components and / or cooling elements, are arranged in the cavity.
  • the components can be a selection of capacitors (capacitors), coils (inductors), sensors, voltage regulators, energy stores (batteries), active cooling elements, in particular Peltier elements, and integrated circuits.
  • the integrated circuits may include ASICs (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), programmable circuits, e.g. FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), programmable processors, or a combination of these types.
  • the components are arranged in the cavity particularly safe and robust. Especially with a vacuum-tight seal of the cavity the components do not have to be particularly suitable for vacuum. This increases the selection of usable components.
  • the cavity is at least partially filled with a filling material.
  • a filling material can be used for the dissipation of heat by the introduced components or the MOEMS.
  • the lateral contacts are formed as vias (Vertical Interconnect Accesses, VIAs). They are in particular designed as open, in particular as halved, VI-As, that is to say VIAs which are freely accessible in the direction transverse to their longitudinal extent. This allows easy production.
  • the lateral contacts have in particular leading properties. They are in particular self-centering. Even an off-center leadership is possible. The leading properties facilitate contacting.
  • the halved VIAs in particular spring-mounted contacts, in particular spring contacts are provided. These contacts can be soldered to the side contacts of the optical device. You can also purely mechanical, in particular due to your spring force, be connected to the side contacts.
  • the spring contacts are arranged in particular on connection printed circuit boards. It can be provided in particular to arrange such spring contacts respectively on opposite sides of the circuit board.
  • spring contacts can be arranged on each of the four sides of the circuit board.
  • at least two spring contacts are arranged on each of the four sides of the printed circuit board.
  • a stop can be provided on the side of the printed circuit board opposite the spring contact, which absorbs the spring forces
  • MOEMS reduced, which then has influence on the heat flow and possibly on the position of the MOEMS.
  • the lateral contacts have in particular a concave surface.
  • the surface may be formed in particular cylinder jacket-shaped. It may in particular have a concave, in particular a nikbogenab- sectional cross-section.
  • the printed circuit board is electrically connected to the at least one MOEMS by means of wire-bonding contacts and / or turning contacts (English: flip-chip contacts).
  • the electrical contacts are arranged in particular on the back of the MOEMS.
  • wire-bond contacts they are arranged in particular in the region of the cavity, in particular in the region of an opening or recess in the printed circuit board on the back of the MOEMS.
  • turning contacts these are arranged in particular in the region between the circuit board and the MOEMS.
  • Drahtbond- contacts and turning contacts, or the use of other bonding methods is possible.
  • 1 is a schematic representation of a projection exposure apparatus for microlithography with an illumination system and a projection optics in Meridi- onalexcellent
  • 2 shows a schematic cross section through an embodiment of an optical component with a micro-optoelectromechanical system (MOEMS) and a printed circuit board
  • MOEMS micro-optoelectromechanical system
  • FIG. 3 shows a view of the optical component according to FIG. 2 with the cover removed from the rear side
  • FIG. 6 shows a representation according to FIG. 2 of a further embodiment of an optical component.
  • the basic structure of a projection exposure apparatus 1 will first be described with reference to the figures.
  • An illumination system 2 of the projection exposure apparatus 1 has, in addition to a radiation source 3, an illumination optics 4 for exposure of an object field 5 in an object plane 6.
  • the object field 5 can be rectangular or arcuate with an x / y aspect ratio of, for example, 13/1.
  • a reflective reticle arranged in the object field 5 and not shown in FIG. 1 is exposed, which carries a structure to be projected with the projection exposure apparatus 1 for producing microstructured or nanostructured semiconductor components.
  • a projection optical system 7 is used to image the object field 5 into an image field 8 in an image plane 9.
  • the structure on the reticle is depicted on a photosensitive surface Layer of a arranged in the image plane 8 in the image plane 9 wafer, which is not shown in the drawing.
  • the reticle held by a reticle holder, not shown, and the wafer held by a wafer holder, not shown, are synchronously scanned in the y direction during operation of the projection exposure apparatus 1.
  • an opposite scan of the reticle relative to the wafer can also take place.
  • the reticle is imaged onto a region of a photosensitive layer on the wafer for the lithographic production of a microstructured or nanostructured component, in particular a semiconductor component, for example a microchip.
  • a microstructured or nanostructured component in particular a semiconductor component, for example a microchip.
  • the reticle and the wafer are moved synchronously in the y-direction continuously in scanner mode or stepwise in stepper mode.
  • the radiation source 3 is an EUV radiation source with an emitted useful radiation in the range between 5 nm and 30 nm.
  • EUV radiation 10 emanating from the radiation source 3 is bundled by a collector 11.
  • a corresponding collector is known for example from EP 1 225 481 A. After the collector 11, the EUV radiation 10 propagates through an intermediate focus plane 12 before impinging on a field facet mirror 13 having a plurality of field facets 13a.
  • the field facet mirror 13 is arranged in a plane of the illumination optics 4 which is optically conjugate to the object plane 6.
  • the EUV radiation 10 is also referred to below as useful radiation, illumination light or as imaging light.
  • the EUV radiation 10 is reflected by a pupil facet mirror 14 having a plurality of pupil facets 14a.
  • the pupil facet mirror 14 lies either in the entrance pillar plane of the illumination optics 7 or in a plane optically conjugated thereto.
  • the field facet mirror 13 and the pupil facet mirror 14 are constructed from a plurality of individual mirrors. In this case, the subdivision of the field facet mirror 13 into individual mirrors may be such that each of the field facets 13a, which in themselves illuminate the entire object field 5, is represented by exactly one of the individual mirrors. Alternatively, it is possible to construct at least some or all of the field facets 13a by a plurality of such individual mirrors. The same applies to the configuration of the pupil facets 14a of the pupil facet mirror 14 assigned to the field facets 13a, each of which can be formed by a single individual mirror or by a plurality of such individual mirrors.
  • the EUV radiation 10 impinges on the two facet mirrors 13, 14 at an angle of incidence, measured normal to the mirror surface, which is smaller or equal to 25 °.
  • the two facet mirrors 13, 14 are thus exposed to the EUV radiation 10 in the region of a normal incidence operation.
  • An application under grazing incidence is also possible.
  • the pupil facet mirror 14 is arranged in a plane of the illumination optical system 4, which represents a pupil plane of the projection optics 7 or optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 7.
  • the field facets of the field facet mirror 13 are imaged onto the object field 5 superimposing one another.
  • the last mirror 18 of the transmission optical system 15 is a "grazing incidence mirror.”
  • the transmission optical system 15, together with the pupil facet mirror 14, is also referred to as successive optics for transferring the EUV radiation 10 from the field facet mirror 13 to the object field 5
  • Illumination light 10 is guided via a plurality of illumination channels from the radiation source 3 to the object field 5.
  • a field facet 13a of the field facet mirror 13 and one pupil facet 14a of the pupil facet mirror 14 are assigned to each of these illumination channels may be tiltable in an actuatable manner, so that a change in the assignment of the pupil facets 14a to the field facets 13a and, correspondingly, a changed configuration of the illumination channels can be achieved, resulting in different illumination settings occurring in the V Discrimination of the illumination angle of the illumination light 10 on the object field 5 differ.
  • a global Cartesian xyz coordinate system will be used. det.
  • the x-axis in Fig. 1 is perpendicular to the plane to the viewer.
  • the y-axis extends in Fig. 1 to the right.
  • the z-axis extends in Fig. 1 upwards.
  • a local Cartesian xyz coordinate system is shown, wherein the x-axis is parallel to the x-axis of FIG. 1 and the y-axis spans the optical surface of the respective optical element with this x-axis.
  • the field facet mirror 13 is in the form of a multi-mirror or micromirror array (MMA).
  • MMA micromirror array
  • the multi or micromirror array is also referred to below as a mirror array 22.
  • the mirror array 22 is part of a micro-optoelectronic system (MOEMS) 73. It has a multiplicity of individual mirrors arranged in matrix-like rows and columns in an array.
  • the individual mirrors are also referred to below as mirror elements 23.
  • the mirror elements 23 are designed to be tiltable actuator.
  • the field facet mirror 13 has approximately 100,000 of the mirror elements 23. Depending on the size of the mirror elements 23, the field facet mirror 13 may also have, for example, 1000, 5000, 7000 or even several hundred thousand, for example 500,000 mirror elements 23.
  • a spectral filter In front of the field facet mirror 13, a spectral filter can be arranged which separates the useful radiation 10 from other wavelength components of the emission of the radiation source 3 that can not be used for the projection exposure.
  • the spectral filter is not shown.
  • the field facet mirror 13 is charged with useful radiation 10 with a power of 840 W and a power density of 6.5 kW / m 2 .
  • the useful radiation 10 may also have a different power and / or power density.
  • the entire single-mirror array of the facet mirror 13 has one
  • the area coverage, also referred to as degree of filling or integration density, of the complete field facet array by the mirror elements 23 is at least 70%.
  • the mirror elements 23 represent, as far as a field facet 13a is realized by exactly one mirror element 23, except for a scaling factor the shape of the object field 5.
  • the facet mirror 13 may consist of 500 each one field facet 13a representing mirror elements 23 with one dimension of about 5 mm in the y direction and 100 mm in the x direction.
  • each of the field facets 13a may be formed by groups of smaller mirror elements 23.
  • a field facet 13a having dimensions of 5 mm in the y-direction and 100 mm in the x-direction may e.g. Example, be constructed by means of a 1 x 20 array of mirror elements 23 of the dimension 5 mm x 5 mm to a 10 x 200 array of mirror elements 23 with the dimensions 0.5 mm x 0.5 mm.
  • the assignment of the mirror elements 23 to a field facet 13a is flexible.
  • the field facets 13a are defined in particular only by suitable control of the mirror elements 23.
  • the shape of the mirror elements 23 can be independent of the shape of the macroscopic field facets.
  • the mirror elements 23 have reflection surfaces 36 for reflection of the illumination radiation 10.
  • the reflection surfaces 36 each have dimensions in the micrometer range.
  • the mirror elements 23 are therefore also referred to as micromirrors. In principle, the mirror elements 23 can also be made larger.
  • the useful light 10 is reflected toward the pupil facet mirror 14.
  • the pupil facet mirror 14 has about 2000 static pupil facets 14a. These are arranged side by side in a plurality of concentric rings, so that the pupil facet 14a of the innermost ring is sector-shaped and the pupil facets 14a of the rings immediately adjacent thereto are designed in the manner of an annular sector. In one quadrant of the pupil facet mirror 14, pupil facets 14a can be present next to one another in each of the rings 12. Each of the pupil facets 14a may be formed as a mirror array 22.
  • the mirror elements 23 can be pivoted by a tilt angle. They are in particular by a tilt angle in the range of at least ⁇ 50 mrad, in particular at least ⁇ 80 mrad, in particular ⁇ 100 mrad, pivotable.
  • the respective tilting position can be maintained with an accuracy of at least 0.2 mrad, in particular at least 0.1 mrad, in particular at least 0.05 mrad.
  • the mirror elements 23 carry multilayer coatings to optimize their reflectivity at the wavelength of the useful radiation 10.
  • the temperature of the multilayer coatings should not exceed 1 425 K when operating the projection exposure equipment. This is achieved inter alia by a construction of the mirror elements 23 with heat conduction sections not shown in the figures, for the details of which reference is made to DE 10 201 1 006 100 A1.
  • the mirror elements 23 of the illumination optics 4 are indicated schematically housed in an evacuable chamber 25.
  • the operating pressure in the evacuatable chamber 25 is a few Pa (partial pressure H 2 ). All other partial pressures are well below 10 " mbar.
  • the mirror elements 23 are arranged in a substrate 30.
  • a silicon wafer can serve as the substrate 30.
  • the substrate 30 may in particular be formed from a silicon wafer, on which an entire array of mirror elements 23 is arranged.
  • the mirror elements 23 can be displaced by means of an actuator device, in particular by means of an actuator pin 38 and actuator electrodes 54.
  • an actuator device in particular by means of an actuator pin 38 and actuator electrodes 54.
  • the opti- see component 40 includes in addition to the mirror array 22 a support structure 43.
  • the optical component further comprises a circuit board 56th
  • the mirror array 22 with the mirror elements 23 and the substrate 30 has a perpendicular to a surface normal 41 extending total area. It comprises a plurality of the mirror elements 23, which each have an eflection surface 36 and at least two degrees of freedom of displacement.
  • the mirror elements 23 have at least one displacement degree of freedom. They may also have three or more displacement degrees of freedom. In particular, they have at least one, preferably at least two tilting degrees of freedom. In particular, they can also have a translational degree of freedom.
  • the displacements effected by means of the actuators can be linearly independent in pairs. However, they are not necessarily linearly independent. For example, it is possible to arrange three or more electrodes 54 equidistantly in a plane around the actuator pin 38.
  • the mirror elements 23 have a square cross-section. In principle, they can also be triangular, rectangular or hexagonal. They are designed as parquet elements.
  • the entirety of the mirror elements 23 forms a tiling of a total reflection surface of the mirror array 22.
  • the tiling is in particular a tesselation.
  • the mirror elements 23 are arranged in particular densely packed.
  • the mirror array has a degree of filling of at least 0.85, in particular at least 0.9, in particular at least 0.95.
  • the degree of filling sometimes referred to as integration density, the ratio of the total reflection surface, that is, the sum of the reflection surfaces 36 of all mirror elements 23 of the mirror array 22 to the total area of the array 22nd
  • the reflection surface 36 of the mirror elements 23 is planar.
  • the reflection surface 36 of the mirror elements 23 is provided in particular with a (multilayer) coating for optimizing its reflectivity at the wavelength of the useful radiation 10.
  • the multilayer coating in particular allows the reflection of useful radiation 10 having a wavelength in the EUV range, in particular in the range of 5 nm to 30 nm.
  • the mirror array 22 is modular. It is particularly designed as a tile element such that the tiling of the total reflection surface of the mirror array 22 by a tiling of several such tile elements, that is, a plurality of identically designed mirror arrays 22, is arbitrarily expandable.
  • the different terms "tiling” and “tiling” are merely used to distinguish between the tiling of the total reflection surface of a single mirror array 22 by the mirror elements 23 and that of a multi-mirror array through the multiple mirror arrays 22 to distinguish. They both denote a gapless and overlapping-free coverage of a simply connected area in a plane.
  • the mirror elements 23 are held by the substrate 30.
  • the substrate 30 has an edge region 42 extending in the direction perpendicular to the surface normal 41.
  • the edge region 42 is in particular arranged circumferentially around the mirror elements 23.
  • a width b in particular a maximum width b, of at most 5 mm, in particular at most 3 mm, in particular at most 1 mm, in particular at most 0.5 mm, in particular at most 0.3 mm, in particular at most 0.2 mm.
  • the total area of the mirror array 22 is thus in the direction perpendicular to the surface normal 41 by a maximum of 5 mm, in particular at most 3 mm, in particular at most 1 mm, in particular at most 0.5 mm, in particular at most 0.3 mm, in particular at most 0.2 mm over the total reflection surface, that is over the outer edge, over.
  • the total area of the mirror array 22 is in the range of
  • the projection of the total area of the mirror array 22 over its total reflection surface is also referred to as lateral or lateral overhead.
  • the ratio of lateral overhead to total extension in the same direction is at most 0, 1, in particular at most 0.05, in particular at most 0.03, in particular highest 0.02, in particular at most 0.01.
  • the lateral projection is thus at least an order of magnitude smaller than the total extension of the total reflection surface of the mirror array 22.
  • the support structure 43 is offset in the direction of the surface normal 41, in particular adjacent to the mirror array 22. It shows Preferably, a cross section which is identical to that of the substrate 30 of the mirror array 22. It is generally in the direction perpendicular to the surface normal 41 by at most 5 mm, in particular at most 3 mm, in particular at most 1 mm, in particular at most 0.5 mm, in particular at most 0, 1 mm, in particular at most 0.05 mm, in particular not at all over the substrate 30 and thus over the entire surface of the mirror array 22 via.
  • Such an arrangement is also referred to as an arrangement according to the "shadow-cast principle.” By this is meant, in particular, that the support structure 43 is arranged completely within a parallel projection of the total area of the mirror array 22 in the direction of the surface normal 41.
  • the support structure 43 is made of a ceramic and / or silicon-containing and / or aluminum-containing material. This enables a heat dissipation from the mirror array 22 with simultaneously high mechanical stability.
  • Examples of the material of the support structure 43 are ceramic materials, silicon, silicon dioxide, aluminum nitrite and aluminum oxide, for example Al 2 O 3 ceramic.
  • the support structure 43 may in particular be made of a wafer.
  • the support structure 43 may also be made of quartz or a glass wafer, which is provided with so-called thermal vias.
  • the support structure 43 has in the direction of the surface normal 41 a thickness of less than 1 mm, in particular less than 500 ⁇ .
  • the support structure 43 is designed in particular as a microelectromechanical system (MEMS).
  • MEMS microelectromechanical system
  • the support structure 43 has a recess 44 which is open on one side.
  • the recess 44 forms a receiving space open on one side for receiving further functional components. From- Savings 44 is limited on its side opposite the mirror array 22 side in the direction of the surface normal 41 of a bottom 45 of the support structure. It is bounded laterally, ie in the direction perpendicular to the surface normal 41 by an edge region 46 of the support structure 43.
  • the edge region 46 has a width bc in the direction perpendicular to the surface normal 41. In this case, 0.5 xb ⁇ bc ⁇ 2 x b.
  • the support structure 43 is mechanically connected exclusively in this edge region 46 with the mirror array 22. Between the support structure 43 and the mirror array 22, a sealing element 61 is arranged.
  • the sealing element 61 is integrated in a metallization on a rear side 48 of the substrate 30 of the mirror array 22. It may also be formed as arranged on the edge region 46 of the support structure 43 sealing ring.
  • the receiving space formed by the recess 44 is thus at least encapsulated during the manufacture of the component 40, that is, liquid-tight, in particular sealed gas-tight.
  • a continuous intermediate layer, not shown in the figures, between the mirror array 22 and the ASICs 52 is necessary.
  • the signal lines 47 are formed as electrical vias, so-called “vias.” They are bonded directly to the rear side 48 of the mirror array 22 opposite the reflection surfaces 36. They are also on the side opposite the mirror array 22, that is the rear side 49 of the support structure 43 is provided with contact elements 50.
  • Each component 40 may have more than 30, in particular more than 50, in particular more than 70 signal lines 47.
  • the signal lines 47 serve to supply power to a driver stage of a displacement device for displacing the mirror elements 23.
  • the driver stage is integrated into the support structure 43.
  • the device 40 may include a plurality of ASICs 52. It comprises at least one ASIC 52, in particular at least two, in particular at least four, in particular at least nine, in particular at least 16, in particular at least 25, in particular at least 100 ASICs 52.
  • each of the ASICs 52 is provided with at least one mirror element 23, in particular with a plurality of Mirror elements 23, in particular with at least two, in particular at least four, in particular at least eight mirror elements 23 in signal connection.
  • WO 2010/049 076 A2 for details of the control of the actuators for the displacement of the mirror elements 23.
  • the signal lines 47 to the ASICs 52 extend from the rear side 49 of the support structure 43 through the support structure 43 on the back 48 of the mirror array 22, from there on the back 48 of the mirror array 22 along and via a flip-chip contact 53 on the ASICs 52.
  • a description of the flip-chip technology can be found in the book "Group Technology of Electronics Assembly” (Publisher: Wolfgang
  • the signal lines 47 are designed and arranged such that specific signal lines 47 are collapsed on the front side 43a of the support structure 43 facing the mirror array 22 and / or on the rear side 49 thereof.
  • the signal lines 47 for the supply voltages of the ASICs 52 are connected together. This leads to a signal reduction in the region of the support structure 43.
  • the signal reduction in the region of the support structure 43 is in particular at least 10: 1.
  • the interface 55 is in particular arranged completely on the rear side 49 of the support structure 43 opposite the mirror array 22.
  • the "shadow-cast principle" is therefore also complied with in the signal flow.
  • the component 40 has a vertical integration.
  • the electrical interface 55 has a multiplicity of contact elements 50 applied to the rear side 49 of the support structure 43.
  • the contact elements 50 may be formed in particular flat. Alternatively, the contact elements 50 of the electrical
  • Interface 55 may also be formed as integrated pins in the support structure 43.
  • plated-through holes (vias) in the support structure 43 which are formed, for example, as through-holes filled with gold, are partially exposed in the region of the rear side 49 of the support structure 43. This can be done in particular by etching away a part of the
  • the metal foil 57 can be arranged in particular between the ASICs 52 and the bottom 45 of the support structure 43. It can also form a thermal interface between the ASICs 52 and the support structure 43. In this case, it is advantageous to form the metal foil 57 as a soft, corrugated metal foil, that is to say as a so-called spring foil.
  • an additional heat-conducting element 58 may be arranged between the ASICs 52 and the bottom 45 of the support structure 43, in particular between the ASICs 52 and the metal foil 57. It is also possible to provide a plurality of heat-conducting elements 58.
  • the ASICs 52 can, at least partially within the recess 44, at least partially into the recess
  • Be embedded heat conduction 58 Such a thermal interface between the ASICs 52 and the bottom 45 of the support structure 43 enhances vertical integration of the heat flow through the device 40.
  • Heat from the mirror array 22, and particularly from the ASICs In this case, 52 can be derived directly, that is to say essentially in the direction of the surface normal 41, to the bottom 45 of the carrying structure 43 and through it.
  • the printed circuit board 56 is arranged on the rear side 49 of the MOEMS 73 comprising the mirror array 22 and the support structure 43.
  • the printed circuit board 56 is glued in particular to the MOEMS 73 by means of an adhesive layer 62.
  • the adhesive layer 62 may be formed thermally conductive.
  • an alternative means for connecting the circuit board 56 to the MOEMS 73 may also be provided.
  • the printed circuit board 56 is in particular non-positively connected to the MOEMS 73.
  • the printed circuit board 56 is in particular firmly connected to the MOEMS 73.
  • the printed circuit board 56 is preferably sealed, in particular vacuum-tightly connected to the MOEMS 73.
  • the printed circuit board 56 is connected by means of wire-bond contacts 63 to the MOEMS 73, in particular to the contact elements 50 in an electrically conductive manner.
  • the circuit board 56 is made of ceramic. In particular, it is made of a low temperature cofired ceramic (LTCC). Other materials are also possible.
  • the circuit board 56 is formed in multiple layers. It comprises at least 2, in particular at least 4, in particular at least 8, in particular at least 12, in particular at least 16 layers. Each of the layers may comprise a plurality of tracks.
  • the number of interconnects per layer is in particular at least 2, in particular at least 5, in particular at least 10, in particular at least 20, in particular at least 50, in particular at least 100. The number of interconnects can also be substantially higher. It is limited in principle only by the geometric dimensions of the circuit board 56.
  • the printed circuit board 56 has a thickness d L of at least 0.5 mm in the direction of the surface normal 41.
  • the thickness d L of the printed circuit board 56 may in particular be at least 1 mm, in particular at least 1.5 mm, in particular at least 2 mm.
  • the thickness d L of the printed circuit board 56 can be up to 3 mm, in particular up to 5 mm, in particular up to 10 mm.
  • the circuit board 56 forms a lateral boundary of a cavity 64.
  • the cavity 64 serves to receive further components, in particular electronic components.
  • the remaining space in the cavity 64 may be filled with a filler 65.
  • the remaining space in the cavity 64 may in particular be partially or completely filled with the filler 65 filled in particular.
  • the filling of the cavity 64 with the filler 65 may lead to improved thermal contact of the MOEMS 73, in particular the support structure 43 and / or the mirror array 22 with the cover 66. It can also lead to a mechanical stabilization of the bonding wires to lead. In addition, it can lead to improved electrical insulation of the bonding wires.
  • the cavity 64 is open at the end. It directly adjoins the rear side 49 of the MOEMS 73, in particular of the support structure 43. The cavity 64 is thus bounded on one side by the MOEMS 73.
  • the cavity 64 is bounded by a cover 66.
  • the cavity is completed in particular by the cover 66, in particular sealed, in particular vacuum-tight.
  • a cover 66 is for example a metal plate. Other materials are also conceivable.
  • the cover 66 may in particular be made of a ferromagnetic material and / or have ferromagnetic elements. This facilitates the arrangement of the opti see component 40 on a base plate 59. On the cover 66 may also be arranged in the figures, not shown mechanical holding elements.
  • the printed circuit board 56 has lateral contacts 67.
  • the lateral contacts 67 are formed as cut open, in particular as halved VIAs.
  • the lateral contacts 67 are in particular self-centering. In particular, they have a concave, in particular a circular arc section-shaped cross section.
  • the side contacts 67 may each be arranged in pairs on opposite sides of the printed circuit board 56.
  • the MOEMS 73 is laterally, that is in the direction perpendicular to the surface normal 41 via the circuit board 56 via. The supernatant is in the range of 1 mm to 5 cm, in particular in the range of 3 mm to 3 cm.
  • contact springs 68 are provided togglingiemng the side contacts 67 of the optical component 40, in particular the circuit board 56.
  • the contact springs 68 are in turn electrically conductively connected to a connecting circuit board 69.
  • the contact springs 68 can contribute to the mechanical stabilization of the optical component 40. You can also be firmly connected to the side contacts 67, in particular glued to these, soldered or welded.
  • the connection circuit boards 69 may each be arranged in pairs on opposite sides of the optical component 40. The optical component can in particular be clamped between paired contact springs 68. In particular, it is also possible to arrange connection printed circuit boards 69 with contact springs 68 on all four sides of the printed circuit board 56. As a result, a particularly secure fixation of the component 40 is made possible.
  • the contact springs 68 serve primarily for the electrical contacting of the printed circuit board 56.
  • the mechanical fastening of the optical component 40 takes place in particular via the cover 66. In principle, it is also possible for the contact springs 68 to contribute to the mechanical fastening of the optical component 40.
  • connection printed circuit boards 69 with the contact springs 68 can form components of the base plate 59. They are in particular mechanically connected to the base plate 59.
  • the connecting printed circuit boards 69 with the contact springs 68 can also be between two optical Components 40 may be arranged.
  • they can be formed essentially mirror-symmetrically to a center plane running parallel to the surface normal 41.
  • they can have contact springs 68 arranged in pairs on opposite sides.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment of the optical component 40 and its contacting by means of the contact springs 68.
  • the basic construction of the optical component 40 shown in FIGS. 4 and 5 corresponds to that of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, to the description of which reference is hereby made.
  • the MOEMS 73 only comprises the mirror array 22.
  • a support structure 43 can be dispensed with. This is also possible in the embodiment according to FIGS. 2 and 3.
  • the mirror array 22 can be sealed on its rear side 48, in particular by means of an intermediate layer 74 shown schematically in the figures.
  • the intermediate layer 74 forms part of the mirror array 22.
  • the electronic components 70 such as capacitors, sensors, ASICs, voltage regulator active cooling elements, in particular Peltier elements, and / or further components arranged in the cavity 64.
  • the electronic components 70 are in turn arranged on a printed circuit board 71.
  • the electronic components 70 are electrically conductively connected via conductor tracks 72 to one or more of the lateral contacts 67.
  • the cooling elements (not shown in the figures) are thermally conductively connected to the MOEMS and / or the electronic components and serve to cool them.
  • the arrangement of the electronic components 70 in the cavity 64 makes it possible to arrange the electronic components 70 closer to the MOEMS 73. This leads to improved electrical properties, such as a lower supply resistance.
  • the complexity of the MOEMS 73 can be reduced by placing electronic components 70 in the cavity 64.
  • the component 40 forms a self-contained, functional unit. In particular, it forms part of an optical assembly 65, in particular of a facet mirror 13, 14 of the illumination optics 4 of the projection exposure apparatus 1.
  • the assembly 65 can also be a component of the projection optics 7 of the projection exposure apparatus 1.
  • the assembly 65 may comprise further components, for example a carrier, in particular in the form of the base plate 59.
  • the base plate 59 forms a mechanically supporting element for the optical components 40. It has a size and shape, which can be freely selected within the possibilities of material processing of the material of the base plate 59, in particular the metalworking.
  • the base plate 59 serves to cool the optical components 40.
  • the components 40 are arranged on the base plate. They are fixed in particular on the base plate 59.
  • the components 40 Due to the modular construction of the components 40, it is possible to arrange a basically any number of components 40 on the base plate 59.
  • the number and arrangement of the components 40 is limited only by the dimensions of the base plate 59.
  • the number of optical components 40 of the assembly 65 is at least 1, in particular at least 5, in particular at least 16, in particular at least 64, in particular at least 256.
  • the components 40 are in particular arranged on the base plate 59 such that they have a predetermined area Parquet the base plate 59 substantially gapless.
  • the components 40 are arranged in particular tightly packed on the base plate 59. Adjacent components 40 are arranged at a distance d from each other on the base plate 59.
  • the distance d adjacent arranged components 40 is in particular at most 1 mm, in particular at most 500 ⁇ , in particular at most 300 ⁇ , in particular at most 200 ⁇ , in particular at most 100 ⁇ , in particular at most 50 ⁇ .
  • the distance d between two adjacently arranged components 40 is at most as great as the lateral overhead of a single component 40. Because of the vertical integration of the individual components 40, it is possible to have an essentially arbitrarily shaped, in particular arbitrarily large, total mirror surface Arrangement of the components 40 on the base plate 59 produce.
  • the components 40 are exchangeable individually or in groups, in particular non-destructively interchangeable, arranged on the base plate 59.
  • she can be connected to the base plate 59, for example, by means of an adhesive layer, not shown in the figures.
  • the heat conduction between the components 40 and the base plate 59 can be further improved.

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Abstract

Optisches Bauelement (40) umfassend mindestens ein mikro-opto- elektromechanisches System (MOEMS) (73) mit einer Vorderseite und einer Rückseite, und mindestens einer Leiterplatte (56), wobei die mindestens eine Leiterplatte (56) auf der Rückseite des mindestens einen MOEMS (73) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Leiterplatte (56) seitliche Kontakte (67) aufweist und mit elektronischen Bauteilen sowie Kühlelementen bestückt sein kann, und wobei das mindestens eine MOEMS (73) seitlich über die mindestens eine Leiterplatte (56) übersteht.

Description

Optisches Bauelement
Der Inhalt der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2013 217 146.3 wird durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Facettenspiegel und eine Beleuchtungsoptik mit einem derartigen optischen Bauelement. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projekti- onsbelichtungsanlage. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nano strukturierten Bauelements und ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement.
Optische Bauelemente mit einer als mikro-opto-elektromechanisches Sys- tem (MOEMS) ausgebildeten Vielspiegel- Anordnung sind beispielsweise aus der DE 10 201 1 006 100 AI und der PCT/EP 2013/052 924 bekannt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein derartiges optisches Bauelement zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, ein optisches Bauelement mit mindestens einem MOEMS auf der Rückseite des MOEMS mit einer Leiterplatte zu versehen. Das optische Bauelement umfasst einen nach außen vakuumdicht abgeschlossenen Hohlraum.
Die Leiterplatte kann seitliche Kontakte aufweisen. Sie braucht jedoch nicht nur ausschließlich seitliche Kontakte aufzuweisen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung steht das MOEMS seitlich über die Leiterplatte über. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Leiterplatte einen kleineren Querschnitt aufweist als das MOEMS. Die Leiterplatte weist insbesondere einen kleineren Querschnitt auf als die Gesamt- Reflexionsfläche des optischen Bauelements. Sie weist insbesondere einen Querschnitt auf, welcher höchstens so groß, insbesondere kleiner ist als die kleinste Einhüllende der Einzelspiegel des MOEMS.
Die Leiterplatte kann auch einen größeren Querschnitt aufweisen als das mindestens eine MOEMS. Es ist insbesondere möglich, mehrere MOEMS auf der Leiterplatte anzuordnen.
Die Leiterplatte ist insbesondere im Schattenwurf-Prinzip auf der Rückseite des MOEMS angeordnet. Hierunter sei verstanden, dass die Leiterplatte vollständig in einem Volumen angeordnet ist, welches vollständig innerhalb eines Bereichs verläuft, der durch eine Parallelverschiebung, insbesondere eine Orthogonalverschiebung, der Grundfläche des MOEMS definiert wird. Eine derartige Ausbildung der Leiterplatte ermöglicht eine dichte Packung, das heißt eine im Wesentlichen lückenlose Anordnung, mehre - rer optischer Bauelemente nebeneinander bei gleichzeitiger elektrischer Kontaktiemng der Bauelemente zwischen den Leiterplatten auf der Rückseite der Bauelemente. Das optische Bauelement ist insbesondere derart ausgebildet, dass eine Vielzahl entsprechender Bauelemente zu einer Parkettierung, insbesondere einer Tessellation, zusammenfügbar, das heißt nebeneinander anordenbar, sind.
Die seitlichen elektrischen Kontakte ermöglichen eine verbesserte Befestigung und/oder eine vereinfachte Montage des optischen Bauelements. Die seitlichen Kontakte dienen insbesondere der elektrischen Kontaktiemng der Leiterplatte und damit des optischen Bauelements. Die elektrischen Kontakte können durch beliebige Elemente realisiert werden, deren Anpresskraft auf die Kontaktflächen durch federnde Wirkung erzeugt wird. Dies kann insbesondere durch Federkontaktstifte und/oder Kontaktfedern reali- siert werden. Die federnden Elemente können dabei sowohl am optischen Bauelement als auch auf der Gegenseite mechanisch befestigt sein. Durch die seitliche Kontaktiemng kann insbesondere auf Rückseiten- Kontaktierungen auf der Rückseite der Leiterplatte, welche zu Kräften entgegen der Befestigungs-Richtung des optischen Bauelements führen, ver- ziehtet werden. Außerdem können die elektrischen Eigenschaften der Kon- taktierung des MOEMS verbessert werden.
Die seitlichen Kontakte können auch zur Wärmeleitung, insbesondere zum Ableiten von Wärme vom optischen Bauelement, genutzt werden. Hierbei ist es insbesondere möglich, dass ein oder mehrere, insbesondere sämtliche Kontakte sowohl der elektrischen Kontaktiemng des Bauelements als auch der Wärmeableitung dienen. Es ist auch möglich, eine Teilmenge der Kontakte zur elektrischen Kontaktiemng zu verwenden und eine Teilmenge der Kontakte zur Wärmeableitung zu verwenden. Diese Teilmengen können überschneidungsfrei sein. Sie können auch gemeinsame Elemente aufweisen.
Bei dem MOEMS handelt es sich insbesondere um eine Vielspiegel- Anordnung (Multi Mirror Array, MMA) mit einer Vielzahl von Einzel- spiegeln. Die Einzelspiegel sind insbesondere als Mikrospiegel, das heißt mit einer Seitenlänge von weniger als 1 mm, ausgebildet. Es kann sich insbesondere um Spiegel für eine EUV-Optik, das heißt Spiegel mit einer Re- flexionsfläche zur Reflexion von EUV- Strahlung, handeln. Für Details des MOEMS sei insbesondere auf die DE 10 201 1 006 100 AI und die PCT/EP 2013/052 924 verwiesen, die hiermit beide vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert sein sollen.
Die Leiterplatte ist insbesondere fest mit dem MOEMS verbunden. Sie kann beispielsweise mit dem MOEMS verklebt, verschweißt, gebondet oder verlötet sein. Hierdurch wird die mechanische Stabilität des optischen Bauelements verbessert.
Die Leiterplatte ist insbesondere dicht, insbesondere vakuumdicht mit dem MOEMS verbunden. Sie bildet insbesondere einen Teil eines Gehäuses des optischen Bauelements. Hierbei sind die Kontakte, insbesondere die seitlichen Kontakte, auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet. Sie sind somit von außen zugänglich. Prinzipiell sind auch Kontakte auf der Innenseite des Gehäuses möglich.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Leiterplatte aus Keramik. Sie kann insbesondere aus einer Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (Low Temperature Cofired Ceramics, LTCC) sein. Anderer Leiterkartenmaterialien, beispielsweise F 4, sind ebenfalls möglich.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Leiterplatte mehrlagig ausgebildet. Sie weist insbesondere mindestens 2, insbesondere mindestens 4, insbesondere mindestens 8, insbesondere mindestens 12, insbesondere mindestens 16, insbesondere mindestens 20 separate Lagen auf. Auf jeder der Lagen kann eine Vielzahl von Leiterbahnen angeordnet sein. Die Anzahl der Leiterbahnen je Lage kann insbesondere mindestens 2, insbesondere mindestens 5, insbesondere mindestens 10, insbesondere mindestens 20, insbesondere mindestens 50, insbesondere mindestens 100 betragen. Die Leiterplatte weist eine Dicke, das heißt eine Erstreckimg in Richtung senkrecht zur Rückseite des MOEMS, von mindestens 0,5 mm, insbesondere 1 mm, insbesondere mindestens 1 ,5 mm, insbesondere mindestens 2 mm auf. Die Dicke der Leiterplatte kann bis zu 3 mm, insbesondere bis zu 5 mm, insbesondere bis zu 10 mm, betragen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bildet die mindestens eine Leiterplatte eine seitliche Begrenzung eines Hohlraums. Die Leiterplatte weist insbesondere eine Aussparung auf. Die Aussparung wird seitlich, insbesondere umlaufend, von der Leiterplatte begrenzt. Der Hohlraum dient der Anordnung weiterer Komponenten, insbesondere weiterer elektrischer Komponenten. Er ist somit insbesondere nicht leer, insbesondere nicht vollständig leer. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der Hohlraum auf einer Seite von der Rückseite des mindestens einen MOEMS begrenzt. Der Hohlraum grenzt mit anderen Worten direkt an die Rückseite des MOEMS. Hierdurch wird eine elektrische Kontaktiemng zwischen den im Hohlraum angeordneten Komponenten und dem MOEMS erleichtert. Die Komponen- ten können mit Drahtbond-Kontakten und/oder mit Wende-Kontakten (englisch: Flip-Chip-Kontakten) elektrisch mit dem MOEMS verbunden sein. Grundsätzlich ist jegliche Art des Bonding möglich.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Hohlraum auf einer Seite von einer Abdeckung begrenzt. Er ist insbesondere mittels der Abdeckung vakuumdicht abgeschlossen. Die Abdeckung kann beispielsweise aus Keramik oder aus Metall sein. Sie kann insbesondere aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material sein oder entsprechende Elemente aufweisen. Hierdurch kann die Anordnung und/oder Befestigung des optischen Bauelements vereinfacht werden. Die Abdeckung kann auch mechanische Befestigungselemente, insbesondere zur Anordnung des optischen Bauelements auf einem Träger, beispielsweise einer Grundplatte, aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der Hohlraum von der Abdeckung vakuumdicht begrenzt. Der Hohlraum ist insbesondere nach außen vakuumdicht abgeschlossen. Er ist insbesondere durch das MOEMS, die Leiterplatte und die Abdeckung nach außen vakuumdicht begrenzt. Er ist insbesondere auf einer Seite durch das MOEMS, auf einer dem
MOEMS gegenüberliegenden Seite durch die Abdeckung und im Bereich zwischen dem MOEMS und der Abdeckung umlaufend durch die Leiterplatte nach Außen vakuumdicht begrenzt. Durch die vakuumdichte Ausbildung des Hohlraums wird die Auswahl der in diesem anordenbaren elektri- sehen Komponenten verbessert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind im Hohlraum Bauteile, insbesondere elektrische Bauteile und/oder Kühlelemente, angeordnet. Bei den Bauteilen kann es sich insbesondere um eine Auswahl aus Kondensa- toren (Kapazitäten), Spulen (Induktivitäten), Sensoren, Spannungsreglern, Energiespeicher (Batterien), aktiven Kühlelementen, insbesondere Peltiere- lementen, und integrierten Schaltkreisen handeln. Die integrierten Schaltkreise können ASICs (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), programmierbare Schaltungen wie z.B. FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), programmierbare Prozessoren oder eine Kombination aus diesen Typen sein.
Die Bauteile sind in dem Hohlraum besonders sicher und robust angeordnet. Insbesondere bei einer vakuumdichten Versiegelung des Hohlraums müssen die Bauteile nicht besonders vakuumgeeignet ausgebildet sein. Hierdurch erhöht sich die Auswahl der verwendbaren Bauteile.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Hohlraum zumindest teilweise mit einem Füllmaterial ausgegossen. Hierdurch wird die Stabilität der Anordnung der Bauteile sowie insbesondere der Kontaktierungen im Hohlraum verbessert. Es ist insbesondere möglich, den gesamten im Hohlraum verbleibenden Platz auszugießen. Weiter kann das Füllmaterial zur Ableitung von Wärme durch die eingebrachten Bauteile oder des MOEMS verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die seitlichen Kontakte als Durchkontaktierungen (Vertical Interconnect Accesses, VIAs) ausgebildet. Sie sind insbesondere als geöffnete, insbesondere als halbierte VI- As, das heißt VIAs, welche in Richtung quer zu ihrer Längsausdehnung frei zugänglich sind, ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung. Die seitlichen Kontakte weisen insbesondere führende Eigenschaften auf. Sie sind insbesondere selbstzentrierend ausgebildet. Auch eine außermittige Führung ist möglich. Die führenden Eigenschaften erleichtern die Kontaktierung. Zur Kontaktierung der seitlichen Kontakte, insbesondere der halbierten VIAs, sind insbesondere federnd gelagerte Kontakte, insbesondere Federkontakte vorgesehen. Diese Kontakte können mit den seitlichen Kontakten des optischen Bauelements verlötet werden. Sie können auch rein mechanisch, insbesondere aufgrund Ihrer Federkraft, mit den seitlichen Kontakten verbunden sein. Die Federkontakte sind insbesondere auf Verbindungs-Leiterplatten angeordnet. Es kann insbesondere vorgesehen sein, derartige Federkontakte jeweils an einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte anzuordnen. Insbesondere im Falle einer rechteckigen, insbesondere quadratischen, Ausbildung der Leiterplatte des optischen Bauelements können vorteilhafterweise Federkontakte auf jeder der vier Seiten der Leiterplatte angeordnet sein. Vorzugsweise sind jeweils mindestens zwei Federkontakte auf jeder der vier Seiten der Leiterplatte angeordnet. Hierdurch ist eine sichere, stabile Anordnung und/oder Befestigung des optischen Bauelements mit Hilfe der Federkontakte möglich. Durch die „symmetrische" Anordnung der Federkontakte können die Federkräfte quer zur Befestigungsrichtung des MOEMS kompensiert werden. Für eine einseitige Kontaktierung kann auf der dem Federkontakt gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte ein Anschlag vorgesehen werden, der die Federkräfte aufnimmt. Durch eine Einseitige Kontaktierung wird die Haltekraft des
MOEMS reduziert, was dann Einfluss auf den Wärmefluss und ggf. auf die Position des MOEMS hat.
Die seitlichen Kontakte weisen insbesondere eine konkave Oberfläche auf. Die Oberfläche kann insbesondere zylindermantelförmig ausgebildet sein. Sie kann insbesondere einen konkaven, insbesondere einen kreisbogenab- schnittförmigen Querschnitt aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Leiterplatte mittels Drahtbond-Kontakten und/oder Wende-Kontakten (englisch: Flip-Chip- Kontakten) elektrisch mit dem mindestens einen MOEMS verbunden. Die elektrischen Kontakte sind insbesondere auf der Rückseite des MOEMS angeordnet. Im Falle von Drahtbond-Kontakten sind sie insbesondere im Bereich des Hohlraums, insbesondere im Bereich einer Öffnung oder Aus- sparung in der Leiterplatte auf der Rückseite des MOEMS angeordnet. Im Falle von Wende-Kontakten sind diese insbesondere im Bereich zwischen der Leiterplatte und dem MOEMS angeordnet. Auch eine Kombination von Drahtbond- Kontakten und Wende-Kontakten, oder auch der Einsatz weiterer Bondverfahren ist möglich. Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, einen Facettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsan- läge zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch die Verwendung eines optischen Bauelements mit den vorhergehend beschriebenen Merkmalen und Eigenschaften in den entsprechenden Baugruppen und/oder Systemen gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus dem für das optische Bauelement beschriebenen.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements zu verbessern und ein derartig hergestelltes Bauelement zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch die Verwendung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen optischen Bauelement gelöst. Die Vorteile entsprechen denjenigen, die bereits im Zusammenhang mit dem optischen Bauelement erläutert wurden. Weitere Details und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung mehrer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zei- gen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Beleuchtungssystem und einer Projektionsoptik in Meridi- onalschnitt, Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines optischen Bauelements mit einem mik- ro-opto-elektromechanischen System (MOEMS) und einer Leiterplatte,
Fig. 3 eine Ansicht des optischen Bauelements gemäß Fig. 2 bei abgenommener Abdeckung von der Rückseite,
Fig. 4 und 5 Darstellungen gemäß den Fig. 2 und 3 einer alternativen
Ausführungsform des optischen Bauelements und
Fig. 6 eine Darstellung gemäß Fig. 2 einer weiteren Ausführungsform eines optischen Bauelements. Im Folgenden wird zunächst der prinzipielle Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 1 anhand der Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Pro- jektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Das Objektfeld 5 kann rechteckig oder bogenförmig mit einem x/y- Aspektverhältnis von beispielsweise 13/1 gestaltet sein. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes und in der Fig. 1 nicht dargestell- tes reflektierendes Retikel, das eine mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 zur Herstellung mikro- beziehungsweise nanostrukturierter Halbleiter- Bauelemente zu projizierende Struktur trägt. Eine Projektionsoptik 7 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9. Abgebildet wird die Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Das Retikel, das von einem nicht dargestellten Retikelhalter gehalten ist, und der Wafer, der von einem nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist, werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 synchron in der y-Richtung gescannt. Abhängig vom Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik 7 kann auch ein gegenläufiges Scannen des Retikels relativ zum Wafer stattfinden.
Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird wenigstens ein Teil des Retikels auf einen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer zur lithographischen Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostruk- turierten Bauelements, insbesondere eines Halbleiterbauelements, zum Beispiel eines Mikrochips abgebildet. Je nach Ausführung der Projektionsbelichtungsanlage 1 als Scanner oder als Stepper werden das Retikel und der Wafer zeitlich synchronisiert in der y-Richtung kontinuierlich im Scannerbetrieb oder schrittweise im Stepperbetrieb verfahren. Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP- Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge Produced Plasma), oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser Produced Plasma) handeln. Auch andere EUV- Strahlungsquellen, beispielsweise solche, die auf einem Synchrotron oder auf einem Free Electron Laser (Freie Elektronenlaser, FEL) basieren, sind möglich. EUV-Strahlung 10, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 1 1 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist beispielsweise aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 1 1 propagiert die EUV-Strahlung 10 durch eine Zwischenfokusebene 12, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 13 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 13a trifft. Der Feldfacettenspiegel 13 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.
Die EUV-Strahlung 10 wird nachfolgend auch als Nutzstrahlung, Beleuch- tungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
Nach dem Feldfacettenspiegel 13 wird die EUV-Strahlung 10 von einem Pupillenfacettenspiegel 14 mit einer Vielzahl von Pupillenfacetten 14a reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 14 liegt entweder in der Eintrittspu- pillenebene der Beleuchtungsoptik 7 oder in einer hierzu optisch konjugierten Ebene. Der Feldfacettenspiegel 13 und der Pupillenfacettenspiegel 14 sind aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln aufgebaut. Dabei kann die Unterteilung des Feldfacettenspiegels 13 in Einzelspiegel derart sein, dass jede der Feldfacetten 13a, die für sich das gesamte Objektfeld 5 ausleuchten, durch genau einen der Einzelspiegel repräsentiert wird. Alternativ ist es möglich, zumindest einige oder alle der Feldfacetten 13a durch eine Mehrzahl derartiger Einzelspiegel aufzubauen. Entsprechendes gilt für die Ausgestaltung der den Feldfacetten 13a jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 14a des Pupillenfacettenspiegels 14, die jeweils durch einen einzigen Ein- zelspiegel oder durch eine Mehrzahl derartiger Einzelspiegel gebildet sein können.
Die EUV-Strahlung 10 trifft auf die beiden Facettenspiegel 13, 14 unter einem Einfallswinkel, gemessen normal zur Spiegelfläche, auf, der kleiner oder gleich 25° ist. Die beiden Facettenspiegel 13, 14 werden also im Bereich eines normal incidence-Betriebs mit der EUV-Strahlung 10 beaufschlagt. Auch eine Beaufschlagung unter streifendem Einfall (grazing inci- dence) ist möglich. Der Pupillenfacettenspiegel 14 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die eine Pupillenebene der Projektionsoptik 7 darstellt beziehungsweise zu einer Pupillenebene der Projektions optik 7 optisch konjugiert ist. Mithilfe des Pupillenfacettenspiegels 14 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 15 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs für die EUV-Strahlung 10 bezeichne - ten Spiegeln 16, 17 und 18 werden die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 13 einander überlagernd in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 18 der Übertragungsoptik 15 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing incidence Spiegel"). Die Übertragungsoptik 15 wird zusammen mit dem Pupillenfacettenspiegel 14 auch als Folgeoptik zur Überführung der EUV-Strahlung 10 vom Feldfacettenspiegel 13 hin zum Objektfeld 5 bezeichnet. Das Beleuchtungslicht 10 wird von der Strahlungsquelle 3 hin zum Objektfeld 5 über eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen geführt. Jedem dieser Ausleuchtungskanäle ist eine Feldfacette 13a des Feldfacettenspiegels 13 und eine dieser nachgeordnete Pupillenfacette 14a des Pupil- lenfacettenspiegels 14 zugeordnet. Die Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 13 und des Pupillenfacettenspiegels 14 können aktuatorisch verkippbar sein, sodass ein Wechsel der Zuordnung der Pupillenfacetten 14a zu den Feldfacetten 13a und entsprechend eine geänderte Konfiguration der Ausleuchtungskanäle erreicht werden kann. Es resultieren unterschiedliche Beleuchtungssettings, die sich in der Verteilung der Beleuchtungswinkel des Beleuchtungslichts 10 über das Objektfeld 5 unterscheiden.
Zur Erleichterung der Erläuterung von Lagebeziehungen wird nachfolgend unter anderem ein globales kartesisches xyz-Koordinatensystem verwen- det. Die x- Achse verläuft in der Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene auf den Betrachter zu. Die y-Achse verläuft in der Fig. 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der Fig. 1 nach oben. In ausgewählten der nachfolgenden Figuren ist ein lokales kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet, wobei die x- Achse parallel zur x- Achse nach der Fig. 1 verläuft und die y-Achse mit dieser x-Achse die optische Fläche des jeweiligen optischen Elements aufspannt. Der Feldfacettenspiegel 13 ist in Form eines Multi- beziehungsweise Mik- rospiegel-Arrays (MMA) ausgebildet. Er bildet eine optische Baugruppe zur Führung der Nutzstrahlung 10, also des EUV-Strahlungsbündels. Das Multi- beziehungsweise Mikrospiegel-Array (MMA) wird im Folgenden auch lediglich als Spiegel- Array 22 bezeichnet. Das Spiegel- Array 22 ist Bestandteil eines mikro-opto-elektronischen Systems (MOEMS) 73. Er weist eine Vielzahl von matrixartig zeilen- und spaltenweise in einem Array angeordneten Einzelspiegeln auf. Die Einzelspiegel werden im Folgenden auch als Spiegel-Elemente 23 bezeichnet. Die Spiegel-Elemente 23 sind aktuatorisch verkippbar ausgelegt. Insgesamt weist der Feldfacetten- spiegel 13 etwa 100000 der Spiegel-Elemente 23 auf. Je nach Größe der Spiegel-Elemente 23 kann der Feldfacettenspiegel 13 auch beispielsweise 1000, 5000, 7000 oder auch mehrere hunderttausend, beispielsweise 500000 Spiegel-Elemente 23 aufweisen. Vor dem Feldfacettenspiegel 13 kann ein Spektralfilter angeordnet sein, der die Nutzstrahlung 10 von anderen, nicht für die Projektionsbelichtung nutzbaren Wellenlängenkomponenten der Emission der Strahlungsquelle 3 trennt. Der Spektralfilter ist nicht dargestellt. Der Feldfacettenspiegel 13 wird mit Nutzstrahlung 10 mit einer Leistung von 840 W und einer Leistungsdichte von 6,5 kW/m2 beaufschlagt. Die Nutzstrahlung 10 kann auch eine andere Leistung und/oder Leistungsdichte aufweisen.
Das gesamte Einzelspiegel-Array des Facettenspiegels 13 hat einen
Durchmesser von 500 mm und ist dicht gepackt mit den Spiegel-Elementen 23 ausgelegt. Die Flächenabdeckung, auch als Füllgrad oder Integrationsdichte bezeichnet, des kompletten Feldfacetten-Arrays durch die Spiegel- Elemente 23 beträgt mindestens 70 %. Die Spiegel-Elemente 23 repräsentieren, soweit eine Feldfacette 13a durch jeweils genau ein Spiegel- Element 23 realisiert ist, bis auf einen Skalierungsfaktor die Form des Objektfeldes 5. Der Facettenspiegel 13 kann aus 500 jeweils eine Feldfacette 13a repräsentierenden Spiegel-Elementen 23 mit einer Dimension von etwa 5 mm in der y- ichtung und 100 mm in der x-Richtung gebildet sein. Alternativ zur Realisierung jeder Feldfacette 13a durch genau ein Spiegel- Element 23 kann jede der Feldfacetten 13a durch Gruppen von kleineren Spiegel-Elementen 23 gebildet werden. Eine Feldfacette 13a mit Dimensionen von 5 mm in der y-Richtung und von 100 mm in der x-Richtung kann z. B. mittels eines 1 x 20-Arrays von Spiegel-Elementen 23 der Dimension 5 mm x 5 mm bis hin zu einem 10 x 200-Array von Spiegel-Elementen 23 mit den Dimensionen 0,5 mm x 0,5 mm aufgebaut sein. Gemäß der Erfindung ist die Zuordnung der Spiegel-Elemente 23 zu einer Feldfacette 13a flexibel. Die Feldfacetten 13a werden insbesondere erst durch geeignete Ansteuerung der Spiegel-Elemente 23 definiert. Die Form der Spiegel- Elemente 23 kann insbesondere unabhängig von der Form der makroskopischen Feldfacetten sein. Die Spiegel-Elemente 23 weisen Reflexionsflächen 36 zur Reflexion der Beleuchtungsstrahlung 10 auf. Die Reflexionsflächen 36 haben insbesondere jeweils Abmessungen im Mikrometerbe- reich, insbesondere von weniger als 1 mm. Die Spiegel-Elemente 23 werden daher auch als Mikrospiegel bezeichnet. Prinzipiell können die Spiegel-Elemente 23 auch größer ausgebildet sein. Von den Spiegel-Elementen 23 des Facettenspiegels 13 wird das Nutzlicht 10 hin zum Pupillenfacettenspiegel 14 reflektiert. Der Pupillenfacetten- spiegel 14 hat etwa 2000 statische Pupillenfacetten 14a. Diese sind in einer Mehrzahl konzentrischer Ringe nebeneinander angeordnet, sodass die Pupillenfacette 14a des innersten Rings sektorförmig und die Pupillenfacetten 14a der sich hieran unmittelbar anschließenden Ringe ringsektorförmig gestaltet sind. In einem Quadranten des Pupillenfacettenspiegels 14 können in jedem der Ringe 12 Pupillenfacetten 14a nebeneinander vorliegen. Jede der Pupillenfacetten 14a kann als Spiegel- Array 22 ausgebildet sein. Von den Pupillenfacetten 14a wird das Nutzlicht 10 hin zu einem reflektierenden Retikel reflektiert, das in der Objektebene 6 angeordnet ist. Es schließt sich dann die Projektionsoptik 7 an, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Projektionsbelichtungsanlage nach Fig. 1 erläutert. Zum Umstellen der Beleuchtungssettings können die Spiegel-Elemente 23 um einen Kippwinkel verschwenkt werden. Sie sind insbesondere um einen Kippwinkel im Bereich von mindestens ±50 mrad, insbesondere mindestens ±80 mrad, insbesondere ±100 mrad, verschwenkbar. Die jeweilige Kippposition kann hierbei mit einer Genauigkeit von mindestens 0,2 mrad, insbesondere mindestens 0, 1 mrad, insbesondere mindestens 0,05 mrad, eingehalten werden.
Die Spiegel-Elemente 23 tragen Multilayer-Beschichtungen zur Optimierung ihrer Reflektivität bei der Wellenlänge der Nutzstrahlung 10. Die Temperatur der Multilayer-Beschichtungen sollte beim Betrieb der Projek- tionsbelichtungsanlage 1 425 K nicht überschreiten. Dies wird u. a. durch einen Aufbau der Spiegel-Elemente 23 mit in den Figuren nicht dargestellten Wärmeleitungsabschnitten erreicht, für deren Details auf die DE 10 201 1 006 100 AI verwiesen wird. Die Spiegel-Elemente 23 der Beleuchtungsoptik 4 sind schematisch angedeutet in einer evakuierbaren Kammer 25 untergebracht. Der Betriebsdruck in der evakuierbaren Kammer 25 beträgt einige Pa (Partialdruck H2). Alle anderen Partialdrücke liegen deutlich unterhalb von 10" mbar.
Die Spiegel-Elemente 23 sind in einem Substrat 30 angeordnet. Als Substrat 30 kann insbesondere ein Siliziumwafer dienen. Das Substrat 30 kann insbesondere aus einem Silizium- Wafer ausgebildet sein, auf dem ein ganzes Array von Spiegel-Elementen 23 angeordnet ist.
Die Spiegel-Elemente 23 sind mittels einer Aktuator-Einrichtung, insbesondere mittels eines Aktuatorstifts 38 und Aktuatorelektroden 54 verlagerbar. Für Details der Aktuator-Einrichtung sei wiederum auf die DE 10 201 1 006 100 AI verwiesen.
Für weitere Details insbesondere der Anordnung der Einzelspiegel 23 im Substrat 30 und deren Verschwenkbarkeit mittels der Aktuatoren sowie die Ausbildung der Gelenkkörper und Wärmeleitungsabschnitte sei auf die WO 2010/049 076 A2 verwiesen.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 6, insbesondere auf die Figuren 2 und 3 weitere Aspekte und Details eines optischen Bauelements 40 mit dem Spiegel- Array 22 beschrieben. Das opti- sehe Bauelement 40 umfasst neben dem Spiegel-Array 22 eine Tragestruktur 43. Das optische Bauelement umfasst außerdem eine Leiterplatte 56.
Das Spiegel-Array 22 mit den Spiegel-Elementen 23 und dem Substrat 30 weist eine sich senkrecht zu einer Flächennormalen 41 erstreckende Gesamtfläche auf. Es umfasst eine Vielzahl der Spiegel-Elemente 23, welche jeweils eine eflexionsfläche 36 und mindestens zwei Verlagerungs- Freiheitsgrade aufweisen. Allgemein weisen die Spiegel-Elemente 23 mindestens einen Verlagerungs-Freiheitsgrad auf. Sie können auch drei oder mehr Verlagerungs-Freiheitsgrade aufweisen. Sie weisen insbesondere mindestens einen, vorzugsweise mindestens zwei Kippfreiheitsgrade auf. Sie können insbesondere auch einen Translationsfreiheitsgrad aufweisen. Die mittels der Aktuatoren bewirkbaren Verlagerungen können paarweise linear unabhängig sein. Sie sind jedoch nicht notwendigerweise linear un- abhängig. Es ist beispielsweise möglich drei oder mehr Elektroden 54 äquidistant in einer Ebene um den Aktuatorstift 38 herum anzuordnen.
Die Spiegel-Elemente 23 weisen einen quadratischen Querschnitt auf. Sie können prinzipiell auch dreieckig, rechteckig oder sechseckig ausgebildet sein. Sie sind als Parkett-Elemente ausgebildet. Die Gesamtheit der Spiegel-Elemente 23 bildet eine Parkettierung einer Gesamt-Reflexionsfläche des Spiegel- Arrays 22. Bei der Parkettierung handelt es sich insbesondere um eine Tesselation. Die Spiegel-Elemente 23 sind insbesondere dicht gepackt angeordnet. Das Spiegel-Array hat insbesondere einen Füllgrad von mindestens 0,85, insbesondere mindestens 0,9, insbesondere mindestens 0,95. Hierbei bezeichnet der Füllgrad, teilweise auch als Integrationsdichte bezeichnet, das Verhältnis der Gesamt-Reflexionsfläche, das heißt der Summe der Reflexionsflächen 36 aller Spiegel-Elemente 23 des Spiegel- Arrays 22 zur Gesamtfläche des Arrays 22. Die Reflexionsfläche 36 der Spiegel-Elemente 23 ist eben ausgebildet. Sie kann prinzipiell auch konkav oder konvex oder als Freiformfläche ausgebildet sein. Die Reflexionsfläche 36 der Spiegel-Elemente 23 ist insbesondere mit einer (Multilayer-)Beschichtung zur Optimierung ihrer Reflektivität bei der Wellenlänge der Nutzstrahlung 10 versehen. Die Multilayer-Beschichtung ermöglicht insbesondere die Reflexion von Nutzstrahlung 10 mit einer Wellenlänge im EUV-Bereich, insbesondere im Bereich von 5 nm bis 30 nm.
Das Spiegel- Array 22 ist modular ausgebildet. Es ist insbesondere derart als Kachel-Element ausgebildet, dass die Parkettierung der Gesamt- Reflexionsfläche des Spiegel- Arrays 22 durch eine Kachelung mehrerer derartiger Kachel-Elemente, das heißt mehrerer identisch ausgebildeter Spiegel- Arrays 22, beliebig erweiterbar ist. Hierbei werden die unterschiedlichen Begriffe„Parkettierung" und„Kachelung" lediglich verwendet, um zwischen der Parkettierung der Gesamt-Reflexionsfläche eines einzelnen Spiegel- Arrays 22 durch die Spiegel-Elemente 23 und der eines Multi- Spiegel- Arrays durch die mehrerer Spiegel- Arrays 22 zu unterscheiden. Sie bezeichnen beide eine lückenlose und überlappungsfreie Überdeckung eines einfach zusammenhängenden Bereichs in einer Ebene. Auch wenn die Überdeckung der Gesamt-Reflexionsfläche vorliegend nicht perfekt lückenlos ist, was sich in einem Füllgrad < 1 widerspiegelt, wird im Folgenden von einer Parkettierung oder Kachelung gesprochen, sofern der Füllgrad den vorhergehend angegebenen Wert, insbesondere mindestens 0,85, aufweist. Die Spiegel-Elemente 23 sind von dem Substrat 30 gehalten. Das Substrat 30 weist einen sich in Richtung senkrecht zur Flächennormalen 41 erstreckenden Randbereich 42 auf. Der Randbereich 42 ist insbesondere um die Spiegel-Elemente 23 umlaufend angeordnet. Er weist in Richtung senk- recht zur Flächennormalen 41 eine Breite b, insbesondere eine maximale Breite b, von höchstens 5 mm, insbesondere höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 0,5 mm, insbesondere höchstens 0,3 mm, insbesondere höchstens 0,2 mm auf. Die Gesamtfläche des Spiegel- Arrays 22 steht somit in Richtung senkrecht zur Flächennormalen 41 um höchsten 5 mm, insbesondere höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 0,5 mm, insbesondere höchstens 0,3 mm, insbesondere höchstens 0,2 mm über die Gesamt-Reflexionsfläche, das heißt über deren äußeren Rand, über. Die Gesamtfläche des Spiegel- Arrays 22 liegt im Bereich von
1 mm x 1 mm bis 50 mm x 50 mm, insbesondere im Bereich von
10 mm x 10 mm bis 25 mm x 25 mm. Andere Abmessungen sind prinzipiell ebenfalls möglich. Sie kann insbesondere auch von der quadratischen Form abweichen. Der Überstand der Gesamtfläche des Spiegel- Arrays 22 über dessen Gesamt-Reflexionsfläche wird auch als seitlicher oder lateraler Overhead bezeichnet. Das Verhältnis von lateralem Overhead zu Gesamterstreckung in derselben Richtung beträgt höchstens 0, 1 , insbesondere höchstens 0,05, insbesondere höchstens 0,03, insbesondere höchsten 0,02, insbesondere höchstens 0,01. Der seitliche Überstand ist somit um mindes- tens eine Größenordnung kleiner als die Gesamterstreckung der Gesamt- Reflexionsfläche des Spiegel-Arrays 22.
Die Tragestruktur 43 ist in Richtung der Flächennormalen 41 versetzt, insbesondere benachbart, zum Spiegel- Array 22 angeordnet. Sie weist vor- zugsweise einen Querschnitt auf, welcher zu dem des Substrats 30 des Spiegel- Arrays 22 identisch ist. Sie steht allgemein in Richtung senkrecht zur Flächennormalen 41 um höchstens 5 mm, insbesondere höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 0,5 mm, ins- besondere höchstens 0, 1 mm, insbesondere höchstens 0,05 mm, insbesondere überhaupt nicht über das Substrat 30 und damit über die Gesamtfläche des Spiegel- Arrays 22 über. Eine derartige Anordnung wird auch als Anordnung nach dem„Schattenwurf-Prinzip" bezeichnet. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass die Tragestruktur 43 vollständig innerhalb einer Parallelprojektion der Gesamtfläche des Spiegel- Arrays 22 in Richtung der Flächennormalen 41 angeordnet ist.
Die Tragestruktur 43 ist aus einem keramik- und/oder siliziumenthaltenden und/oder aluminiumenthaltenden Material. Dies ermöglicht eine Wärmeab- fuhr vom Spiegel- Array 22 bei gleichzeitig hoher mechanischer Stabilität. Beispiele für das Material der Tragestruktur 43 sind keramische Werkstoffe, Silizium, Siliziumdioxid, Aluminium-Nitrit und Aluminium-Oxid, beispielsweise Al2O3-Keramik. Die Tragestruktur 43 kann insbesondere aus einem Wafer hergestellt sein. Die Tragestruktur 43 kann auch aus Quarz oder einem Glas-Wafer, welcher mit sogenannten thermischen Vias versehen ist, hergestellt sein. Die Tragestruktur 43 weist in Richtung der Flächennormalen 41 eine Dicke von weniger als 1 mm, insbesondere weniger als 500 μηι auf. Die Tragestruktur 43 ist insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet. Die Tragestruktur 43 weist eine einseitig offene Aussparung 44 auf. Die Aussparung 44 bildet einen einseitig offenen Aufnahmeraum zur Aufnahme weiterer funktioneller Bestandteile. Die Aus- sparung 44 wird auf ihrer dem Spiegel- Array 22 entgegengesetzten Seite in Richtung der Flächennormalen 41 von einem Boden 45 der Tragestruktur begrenzt. Sie wird seitlich, das heißt in Richtung senkrecht zur Flächennormalen 41 von einem Randbereich 46 der Tragestruktur 43 begrenzt. Der Randbereich 46 weist in Richtung senkrecht zur Flächennormalen 41 eine Breite bc auf. Hierbei gilt 0,5 x b < bc < 2 x b. Der Randbereich 46 der Tragestruktur 43 kann insbesondere gerade so breit wie der Randbereich 42 des Substrats 30 sein, b = bc. Die Tragestruktur 43 ist ausschließlich in diesem Randbereich 46 mit dem Spiegel- Array 22 mechanisch verbunden. Zwischen der Tragestruktur 43 und dem Spiegel- Array 22 ist ein Dichtungs-Element 61 angeordnet. Das Dichtungselement 61 ist in eine Metallisierung auf einer Rückseite 48 des Substrats 30 des Spiegel- Arrays 22 integriert. Es kann auch als auf dem Randbereich 46 der Tragestruktur 43 angeordneter Dichtungsring ausgebildet sein. Der von der Aussparung 44 gebildete Aufnahmeraum ist somit zumindest während der Herstellung des Bauelements 40 gekapselt, das heißt flüssigkeitsdicht, insbesondere gasdicht abgeschlossen. Prinzipiell ist es möglich im Aufnahmeraum Komponenten, insbesondere elektrische Komponenten, insbesondere ASICs 52 gekapselt, das heißt flüssigkeitsdicht, insbesondere gasdicht abgeschlossen anzuordnen. Hierfür ist noch eine in den Figuren nicht dargestellte, durchgehende Zwischenschicht zwischen dem Spiegel- Array 22 und den ASICs 52 notwendig. In die Tragestruktur 43 ist eine Vielzahl von Signalleitungen 47 integriert. Die Signalleitungen 47 sind als elektrische Durchkontaktierungen, sogenannte„Vias", ausgebildet. Sie sind direkt an die den Reflexionsflächen 36 entgegengesetzte Rückseite 48 des Spiegel- Arrays 22 gebondet. Sie sind außerdem auf der dem Spiegel- Array 22 entgegengesetzten Seite, das heißt der Rückseite 49 der Tragestruktur 43 mit Kontakt-Elementen 50 versehen. Jedes Bauelement 40 kann mehr als 30, insbesondere mehr als 50, insbesondere mehr als 70 Signalleitungen 47 aufweisen. Die Signalleitungen 47 dienen unter anderem der Stromversorgung einer Treiberstufe einer Verla- gerungs-Einrichtung zur Verlagerung der Spiegel-Elemente 23. Die Treiberstufe ist in die Tragestruktur 43 integriert. Sie ist insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung 52 (englisch: application specific integrated circuit, ASIC) ausgebildet. Das Bauelement 40 kann eine Mehrzahl von ASICs 52 aufweisen. Es umfasst mindestens ein ASIC 52, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens neun, insbesondere mindestens 16, insbesondere mindestens 25, insbesondere mindestens 100 ASICs 52. Hierbei steht jedes der ASICs 52 mit mindestens einem Spiegelelement 23, insbesondere mit einer Mehrzahl von Spiegel-Elementen 23, insbesondere mit mindestens zwei, insbe- sondere mindestens vier, insbesondere mindestens acht Spiegel-Elementen 23 in Signalverbindung. Für Details der Steuerung der Aktuatoren zur Verlagerung der Spiegel-Elemente 23 sei auf die WO 2010/049 076 A2 verwiesen. Die Signalleitungen 47 zu den ASICs 52 verlaufen von der Rückseite 49 der Tragestruktur 43 durch die Tragestruktur 43 hindurch auf die Rückseite 48 des Spiegel- Arrays 22, von dort auf der Rückseite 48 des Spiegel- Arrays 22 entlang und über einen Flip-Chip-Kontakt 53 auf die ASICs 52. Eine Beschreibung der Flip-Chip-Technik findet sich in dem Buch„Bau- gruppentechnologie der Elektronik-Montage" (Herausgeber: Wolfgang
Scheel, 2. Auflage, Verlag Technik, Berlin, 1999). Die Signalleitungen zur integrierten oder lokalen Treiberelektronik sind somit auf der Rückseite 48 der Spiegel- Arrays 22 geführt. Eine auf dem ASIC 52 generierte Steuerspannung zur Steuerung der Verlagerung eines der Spiegel-Elemente 23 wird über einen weiteren Flip-Chip-Kontakt 53 auf die Rückseite 48 des Spiegel- Arrays 22 zu einer entsprechenden Elektrode 54 gebracht. Somit befinden sich alle elektrischen Kontaktierungen eines der ASICs 52 auf derselben Seite des ASIC 52. Sie befinden sich insbesondere auf der dem Spiegel-Array 22 zugewandten Seite des ASIC 52. Eine zweiseitige Kon- taktierung sowie eine Durchkontaktierung des ASIC 52, welche prinzipiell ebenfalls möglich ist, wird hierdurch vermieden. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Anordnung der Signalleitungen 47 besteht darin, dass sämtliche Signalleitungen 47 auf der Rückseite 48 des Spiegel- Arrays 22 in einer einzigen Metallschicht verlegt sein können. Dies führt zu einer Vereinfachung des Herstellungsprozesses und damit zu einer Reduktion der Herstellungskosten.
Des Weiteren sind die Signalleitungen 47 derart ausgebildet und angeord- net, dass auf der dem Spiegel-Array 22 zugewandten Vorderseite 43a der Tragestruktur 43 und/oder auf der Rückseite 49 derselben bestimmte Signalleitungen 47 zusammengelegt sind. Beispielsweise sind die Signalleitungen 47 für die Speisespannungen der ASICs 52 zusammengeschlossen. Dies führt zu einer Signalreduktion im Bereich der Tragestruktur 43. Die Signalreduktion im Bereich der Tragestruktur 43 beträgt insbesondere mindestens 10 : 1.
Auf der Rückseite 49 der Tragestruktur 43 weist diese eine elektrische Schnittstelle 55 auf. Die Schnittstelle 55 ist insbesondere vollständig auf der dem Spiegel-Array 22 gegenüberliegenden Rückseite 49 der Tragestruktur 43 angeordnet. Das„Schattenwurf-Prinzip" ist somit auch beim Signalfluss eingehalten. Das Bauelement 40 weist eine vertikale Integration auf. Die elektrische Schnittstelle 55 weist eine Vielzahl von auf die Rückseite 49 der Tragestruktur 43 aufgebrachter Kontakt-Elemente 50 auf. Die Kontakt-Elemente 50 können insbesondere flächig ausgebildet sein. Alternativ hierzu können die Kontakt-Elemente 50 der elektrischen
Schnittstelle 55 auch als integrierte Pins in der Tragestruktur 43 ausgebildet sein. Hierbei sind Durchkontaktierungen (Vias) in der Tragestruktur 43, welche beispielsweise als mit Gold gefüllte Durchgangsbohrungen ausgebildet sind, im Bereich der Rückseite 49 der Tragestruktur 43 teilweise freigelegt. Dies kann insbesondere durch Wegätzen eines Teils des die
Durchkontaktierungen umgebenden Materials der Tragestruktur 43 erreicht werden. Das freigelegte Teilstück der Durchkontaktierungen bildet nun das Kontakt-Element 50. Die Metallfolie 57 kann insbesondere zwischen den ASICs 52 und dem Boden 45 der Tragestruktur 43 angeordnet sein. Sie kann hierbei auch eine thermische Schnittstelle zwischen den ASICs 52 und der Tragestruktur 43 bilden. Hierbei ist es vorteilhaft, die Metallfolie 57 als weiche, gewellte Metallfolie, das heißt als sogenannte Federfolie, auszubilden.
Außerdem kann ein zusätzliches Wärmeleitelement 58 zwischen den ASICs 52 und dem Boden 45 der Tragestruktur 43, insbesondere zwischen den ASICs 52 und der Metallfolie 57 angeordnet sein. Es können auch mehrere Wärmeleitelemente 58 vorgesehen sein. Die ASICs 52 können insbesondere innerhalb der Aussparung 44 zumindest teilweise in das
Wärmeleitelement 58 eingebettet sein. Eine derartige thermische Schnittstelle zwischen den ASICs 52 und dem Boden 45 der Tragestruktur 43 verbessert die vertikale Integration des Wärmeflusses durch das Bauelement 40. Wärme von dem Spiegel- Array 22 sowie insbesondere von den ASICs 52 kann hierbei direkt, das heißt im Wesentlichen in Richtung der Flächennormalen 41, zum Boden 45 der Tragestruktur 43 und durch diesen abgeleitet werden. Im Folgenden werden weitere Details des optischen Bauelements 40, insbesondere der Leiterplatte 56 und deren Anordnung und Verbindung mit dem MOEMS, insbesondere mit der Trage-Struktur 43 und/oder dem Spiegel- Array 22 beschrieben. Die Leiterplatte 56 ist auf der Rückseite 49 des das Spiegel- Array 22 und die Tragestruktur 43 umfassenden MOEMS 73 angeordnet. Die Leiterplatte 56 ist insbesondere mit dem MOEMS 73 mittels einer Klebschicht 62 verklebt. Die Klebschicht 62 kann thermisch leitend ausgebildet sein. Anstelle der Klebschicht 62 kann auch ein alternatives Mittel zur Verbindung der Leiterplatte 56 mit dem MOEMS 73 vorgesehen sein. Die Leiterplatte 56 ist insbesondere kraftschlüssig mit dem MOEMS 73 verbunden.
Die Leiterplatte 56 ist insbesondere fest mit dem MOEMS 73 verbunden. Die Leiterplatte 56 ist vorzugsweise dicht, insbesondere vakuumdicht mit dem MOEMS 73 verbunden.
Die Leiterplatte 56 ist mittels Drahtbond-Kontakten 63 mit dem MOEMS 73, insbesondere mit den Kontakt-Elementen 50 elektrisch leitend verbun- den.
Die Leiterplatte 56 ist aus Keramik. Sie ist insbesondere aus einer Nieder- temperatur-Einbrand-Keramik (englisch: Low Temperature Cofired Cera- mics, LTCC). Andere Materialien sind ebenso möglich. Die Leiterplatte 56 ist mehrlagig ausgebildet. Sie umfasst mindestens 2, insbesondere mindestens 4, insbesondere mindestens 8, insbesondere mindestens 12, insbesondere mindestens 16 Lagen. Jede der Lagen kann eine Vielzahl von Leiterbahnen umfassen. Die Anzahl der Leiterbahnen je Lage beträgt insbesondere mindestens 2, insbesondere mindestens 5, insbesondere mindestens 10, insbesondere mindestens 20, insbesondere mindestens 50, insbesondere mindestens 100. Die Anzahl der Leiterbahnen kann auch wesentlich höher sein. Sie ist prinzipiell lediglich durch die geometrischen Abmessungen der Leiterplatte 56 limitiert.
Die Leiterplatte 56 weist in Richtung der Flächennormalen 41 eine Dicke dL von mindestens 0,5 mm auf. Die Dicke dL der Leiterplatte 56 kann insbesondere mindestens 1 mm, insbesondere mindestens 1,5 mm, insbeson- dere mindestens 2 mm betragen. Die Dicke dL der Leiterplatte 56 kann bis zu 3 mm, insbesondere bis zu 5 mm, insbesondere bis zu 10 mm betragen.
Die Leiterplatte 56 bildet eine seitliche Begrenzung eines Hohlraums 64. Der Hohlraum 64 dient der Aufnahme weiterer Bauelemente, insbesondere elektronischer Bauelemente. Der verbleibende Platz im Hohlraum 64 kann mit einem Füllstoff 65 ausgefüllt sein. Der verbleibende Platz im Hohlraum 64 kann insbesondere teilweise oder vollständig mit dem Füllstoff 65 ausgefüllt insbesondere ausgegossen sein. Das Auffüllen des Hohlraums 64 mit dem Füllstoff 65 kann zu einem verbesserten thermischen Kontakt des MOEMS 73, insbesondere der Tragestruktur 43 und/oder das Spiegel- Arrays 22 mit der Abdeckung 66 führen. Es kann außerdem zu einer mechanischen Stabilisierung der Bonddrähte führen. Außerdem kann es zu einer verbesserten elektrischen Isolierung der Bonddrähte führen.
Der Hohlraum 64 ist endseitig offen. Er grenzt direkt an die Rückseite 49 des MOEMS 73, insbesondere der Tragestruktur 43. Der Hohlraum 64 wird somit auf einer Seite vom MOEMS 73 begrenzt.
Auf der dem MOEMS 73 gegenüberliegenden Seite ist der Hohlraum 64 von einer Abdeckung 66 begrenzt. Der Hohlraum ist insbesondere von der Abdeckung 66 abgeschlossen, insbesondere dicht, insbesondere vakuumdicht abgeschlossen. Als Abdeckung 66 dient beispielsweise eine Metallplatte. Andere Materialien sind ebenso denkbar. Die Abdeckung 66 kann insbesondere aus einem ferromagnetischem Material sein und/oder ferro- magnetische Elemente aufweisen. Dies erleichtert die Anordnung des opti- sehen Bauelements 40 auf einer Grundplatte 59. Auf der Abdeckung 66 können außerdem in den Figuren nicht dargestellte mechanische Halteelemente angeordnet sein.
Die Leiterplatte 56 weist seitliche Kontakte 67 auf. Die seitlichen Kontakte 67 sind als aufgeschnittene, insbesondere als halbierte VIAs ausgebildet. Die seitlichen Kontakte 67 sind insbesondere selbstzentrierend ausgebildet. Sie weisen insbesondere einen konkaven, insbesondere einen kreisbogen- abschnittförmigen Querschnitt auf. Die seitlichen Kontakte 67 können jeweils paarweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 56 angeordnet sein. Das MOEMS 73 steht seitlich, das heißt in Richtung senkrecht zur Flächennormalen 41 über die Leiterplatte 56 über. Der Überstand liegt im Bereich von 1 mm bis 5 cm, insbesondere im Bereich von 3 mm bis 3 cm. Zur Kontaktiemng der seitlichen Kontakte 67 des optischen Bauelements 40, insbesondere der Leiterplatte 56, sind Kontaktfedern 68 vorgesehen. Die Kontaktfedern 68 sind ihrerseits elektrisch leitend mit einer Verbindungs-Leiterplatte 69 verbunden. Die Kontaktfedern 68 können zur mechanischen Stabilisierung des optischen Bauelements 40 beitragen. Sie können auch fest mit den seitlichen Kontakten 67 verbunden, insbesondere mit diesen verklebt, verlötet oder verschweißt sein. Die Verbindungs- Leiterplatten 69 können jeweils paarweise auf einander gegenüberliegenden Seiten des optischen Bauelements 40 angeordnet sein. Das optische Bauelement kann insbesondere zwischen paarweise angeordneten Kontakt- federn 68 klemmend gehalten sein. Es ist insbesondere auch möglich, Verbindungs-Leiterplatten 69 mit Kontaktfedern 68 auf allen vier Seiten der Leiterplatte 56 anzuordnen. Hierdurch wird eine besonders sichere Fixierung des Bauelements 40 ermöglicht. Die Kontaktfedern 68 dienen primär der elektrischen Kontaktiemng der Leiterplatte 56. Die mechanische Befes- tigung des optischen Bauelements 40 erfolgt insbesondere über die Abdeckung 66. Prinzipiell ist es auch möglich, dass die Kontaktfedern 68 zur mechanischen Befestigung des optischen Bauelements 40 beitragen.
Die Verbindungs-Leiterplatten 69 mit den Kontaktfedern 68 können Be- standteile der Gmndplatte 59 bilden. Sie sind insbesondere mit der Grundplatte 59 mechanisch verbunden.
Wie in der Fig. 2 schematisch angedeutet ist, können die Verbindungs- Leiterplatten 69 mit den Kontaktfedern 68 auch zwischen zwei optischen Bauelementen 40 angeordnet sein. Sie können in diesem Fall im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer parallel zur Flächennormalen 41 verlaufenden Mittelebene ausgebildet sein. Sie können insbesondere paarweise auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnete Kontaktfedern 68 aufweisen.
In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform des optischen Bauelements 40 und dessen Kontaktierung mittels der Kontaktfedern 68 dargestellt. Der prinzipielle Aufbau des in den Fig. 4 und 5 dargestellten opti- sehen Bauelements 40 entspricht dem des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiels, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das MOEMS 73 lediglich das Spiegel- Array 22. Auf eine Tragestruktur 43 kann verzichtet werden. Dies ist auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 möglich. Das Spiegel- Array 22 kann auf seiner Rückseite 48 abgedichtet werden, insbesondere mittels einer in den Figuren unschema- tisch dargestellten Zwischenschicht 74. Die Zwischenschicht 74 bildet einen Bestandteil des Spiegel-Arrays 22. Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind elektronische Bauteile 70, beispielsweise Kondensatoren, Sensoren, ASICs, Spannungsregler aktive Kühlelemente, insbesondere Peltierelemente, und/oder weitere Komponenten im Hohlraum 64 angeordnet. Die elektronischen Bauteile 70 sind ihrerseits auf einer Leiterplatte 71 angeordnet. Die elektronischen Bauteile 70 sind über Leiterbahnen 72 mit einem oder mehreren der seitlichen Kontakte 67 elektrisch leitend verbunden. Die Kühlelemente (in den Figuren nicht dargestellt) sind thermisch leitfähig mit dem MOEMS und/oder den elektronischen Bauteilen verbunden und dienen deren Kühlung. Die Anordnung der elektronischen Bauteile 70 im Hohlraum 64 ermöglicht es, die elektronischen Bauteile 70 näher am MOEMS 73 anzuordnen. Dies führt zu verbesserten elektrischen Eigenschaften, beispielsweise einem niedrigeren Versorgungswiderstand. Außerdem kann die Komplexität des MOEMS 73 durch Anordnung von elektronischen Bauteilen 70 im Hohlraum 64 reduziert werden.
Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt ist, können zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Leiterplatte 56 und dem MOEMS 73, insbeson- dere der Tragestruktur 43 und/oder dem Spiegel- Array 22 anstelle von Drahtbond-Kontakten auch Wende-Kontakte 72 (englisch: Flip-Chip- Contacts) vorgesehen sein. Auch Kombinationen mit Wende-Kontakt 72 und Drahtbond-Kontakten 63 sind möglich. Grundsätzlich können die einzelnen Details der in den Figuren schematisch dargestellten und vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig miteinander kombiniert werden.
Das Bauelement 40 bildet eine in sich abgeschlossene, funktionale Einheit. Es bildet insbesondere einen Bestandteil einer optischen Baugruppe 65, insbesondere eines Facettenspiegels 13, 14 der Beleuchtungsoptik 4 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Prinzipiell kann die Baugruppe 65 auch ein Bestandteil der Projektionsoptik 7 der Projektionsbelichtungsanlage 1 sein. Die Baugruppe 65 kann weitere Bestandteile, beispielsweise einen Träger, insbesondere in Form der Grundplatte 59 aufweisen. Die Grundplatte 59 bildet ein mechanisch tragendes Element für die optischen Bauelemente 40. Sie weist eine Größe und Form auf, welche innerhalb der Möglichkeiten der Werkstoffbearbeitung des Materials der Grundplatte 59, insbesondere der Metallbearbeitung, frei gewählt werden können. Des Weiteren dient die Grundplatte 59 der Kühlung der optischen Bauelemente 40. Die Bauelemente 40 sind auf der Grundplatte angeordnet. Sie sind insbesondere auf der Grundplatte 59 fixiert. Aufgrund des modularen Aufbaus der Bauelemente 40 ist es möglich, eine prinzipiell beliebige Anzahl Bau- elemente 40 auf der Grundplatte 59 anzuordnen. Die Anzahl und Anordnung der Bauelemente 40 ist lediglich durch die Abmessungen der Grundplatte 59 beschränkt. Allgemein beträgt die Anzahl der optischen Bauelemente 40 der Baugruppe 65 mindestens 1, insbesondere mindestens 5, insbesondere mindestens 16, insbesondere mindestens 64, insbesondere min- destens 256. Die Bauelemente 40 sind insbesondere derart auf der Grundplatte 59 angeordnet, dass sie einen vorbestimmten Bereich auf der Grundplatte 59 im Wesentlichen lückenlos parkettieren. Die Bauelemente 40 sind insbesondere dicht gepackt auf der Grundplatte 59 angeordnet. Benachbarte Bauelemente 40 sind mit einem Abstand d zueinander auf der Grundplat- te 59 angeordnet. Der Abstand d benachbart angeordneter Bauelemente 40 beträgt insbesondere höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 500 μηι, insbesondere höchstens 300 μηι, insbesondere höchstens 200 μηι, insbesondere höchstens 100 μηι, insbesondere höchstens 50 μηι. Der Abstand d zweier benachbart angeordneter Bauelemente 40 ist insbesondere höchs- tens so groß wie der laterale Overhead eines einzelnen Bauelements 40. Aufgrund der vertikalen Integration der einzelnen Bauelemente 40 ist es somit möglich, eine im Wesentlichen beliebig geformte, insbesondere beliebig große Gesamt-Spiegelfläche durch Anordnung der Bauelemente 40 auf der Grundplatte 59 herzustellen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Bauelemente 40 einzeln oder in Gruppen austauschbar, insbesondere zerstörungsfrei austauschbar, auf der Grundplatte 59 angeordnet. Alternativ hierzu ist es möglich, die Bauelemente 40 fest mit der Grundplatte 59 zu verbinden. Sie können beispielsweise mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Klebeschicht mit der Grundplatte 59 verbunden sein. Hierdurch kann insbesondere die Wärmeleitung zwischen den Bauelementen 40 und der Grundplatte 59 noch weiter verbessert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Optisches Bauelement (40) umfassend
1.1. mindestens ein mikro-opto-elektromechanisches System
(MOEMS) (73) mit
1.1.1. einer Vorderseite und
1.1.2. einer Rückseite,
1.2. mindestens eine Leiterplatte (56) und
1.3. einen vakuumdicht abgeschlossenen Hohlraum (64),
1.4. wobei die mindestens eine Leiterplatte (56) auf der Rückseite des mindestens einen MOEMS (73) angeordnet ist.
2. Optisches Bauelement (40) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterplatte (56) mehrlagig ausge- bildet ist.
3. Optisches Bauelement (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterplatte (56) eine seitliche Begrenzung eines Hohlraums (64) bildet.
4. Optisches Bauelement (40) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (64) auf einer Seite von dem mindestens einen MOEMS (73) begrenzt wird.
5. Optisches Bauelement (40) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (64) von einer Abdeckung (66) vakuumdicht begrenzt wird.
6. Optisches Bauelement (40) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum (64) elektrische Bauteile und/oder Kühlelemente (70) angeordnet sind.
7. Optisches Bauelement (40) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (64) zumindest teilweise mit einem Füllmaterial ausgefüllt ist.
8. Optisches Bauelement (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Kontakte (67) als Durchkontaktierungen (vertical interconnect accesses, VIAs) ausgebildet sind.
9. Optisches Bauelement (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Kontakte (67) führende Eigenschaften besitzen.
10. Optisches Bauelement (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterplatte (56) mittels Drahtbond-Kontakten (63) und/oder Wende-Kontakten (englisch: Flip-Chip-Kontakten) (72) und/oder anderer Bond- Kontakten elektrisch mit dem mindestens einen MOEMS (73) verbunden ist.
1 1. Facettenspiegel (13, 14) für eine Beleuchtungsoptik (4) einer Projekti- onsbelichtungsanlage (1) umfassend mindestens ein optisches Bauelement (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Beleuchtungsoptik (4) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend mindestens ein optisches Bauelement (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10.
13. Beleuchtungssystem (2) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) fassend
13.1. eine Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 12 und
13.2. eine Strahlungsquelle (3).
14. Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Mikrolithographie umfassend
14.1. eine Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 12 und
14.2. eine Projektionsoptik (7) zur Projektion eines Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (8).
15. Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nano strukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Substrats, auf das zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, Bereitstellen eines etikels, das abzubildende Strukturen aufweist, - Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) gemäß Anspruch 14,
Projizieren wenigstens eines Teils des Retikels auf einen Bereich der lichtempfindlichen Schicht des Substrats mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1).
16. Bauelement hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 15.
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