WO2022179735A1 - Optisches element zur reflexion von strahlung und optische anordnung - Google Patents

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WO2022179735A1
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cooling
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Stefan Xalter
Soeren KNORR
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an optical element for reflecting radiation, in particular for reflecting EUV radiation, comprising: a substrate which has a first partial body and a second partial body which are assembled at an interface, a reflective coating which is applied to a surface of the first part body is applied, a plurality of cooling channels, which run in the substrate in the region of the interface below the surface on which the reflective coating is applied, a manifold formed in the substrate for connecting a coolant inlet to the plurality of cooling channels, and an in the substrate formed collector for connecting the plurality of cooling channels with a coolant outlet.
  • the invention also relates to an optical arrangement, in particular an EUV lithography system, which comprises at least one such optical element and a cooling device, which is designed for a coolant to flow through the plurality of cooling channels.
  • Reflecting optical elements for lithography are becoming increasingly thermal due to the increasing power of the radiation sources with which they are operated burdened. This applies in particular to the mirrors of projection systems for EUV lithography.
  • a material for the substrate of such reflecting optical elements which are referred to below as mirrors for the sake of simplicity, whose coefficient of thermal expansion is as close as possible to "zero". In reality, this requirement is at best met for a specific temperature, also known as the zero crossing temperature.
  • the mirror of such a projection system heats up differently depending on the different settings or lighting conditions, so that it is only ever operated close to the zero crossing temperature.
  • the mirror or more precisely the surface with the reflective coating, deforms under the thermal load of the irradiation.
  • this "mirror heating" problem has a limiting effect on the performance of the optical arrangement in which the mirror is arranged.
  • Another, comparatively simple concept is to cool a respective mirror directly, i.e. to flow a cooling fluid through the substrate of the mirror, more precisely through cooling channels formed in the substrate.
  • the advantage of this concept is that the temperature of the mirror can be adjusted comparatively precisely by the temperature of the cooling fluid, i.e. the mirror has a thermal reference.
  • a distributor is required to connect a coolant inlet of the substrate to the plurality of cooling channels and a collector to connect the plurality of cooling channels of the substrate to a coolant outlet.
  • An optical element in the form of a mirror has become known from DE 102019217530 A1, which has a first layer made of a first material and a second layer made of a second material, which are composed along an interface.
  • the optical element also has a cooling device which runs in the area of the interface and which is set up to cool the optical element.
  • the cooling device can have a number of cooling channels through which a coolant, e.g. cooling water, can flow.
  • the cooling channels can extend parallel to one another and open laterally into side channels that are connected to a coolant inlet or a coolant outlet.
  • the object of the invention is to provide an optical element and an optical arrangement in which deformations on the surface of the optical element, on which a reflective coating is applied, can be reduced due to direct cooling with a cooling fluid.
  • this object is achieved by an optical element of the type mentioned at the outset, in which the distributor and/or the collector extend further into the second body part of the substrate than into the first body part of the substrate, starting from the interface.
  • the extent of the distributor/collector in the first partial body or in the second partial body relates to the thickness direction of the substrate.
  • the extent of the distributor/collector in the first partial body is usually very small. In particular, the maximum distance of the distributor/collector from the interface in the first part-body cannot be greater than the maximum extent of a respective cooling channel in the first part-body.
  • the (maximum) extent of the distributor/collector in the second part-body is generally (significantly) larger than the maximum extent of a respective cooling channel in the second part-body.
  • the extent of the distributor/collector in the second part-body can in particular correspond to at least five times the extent of the distributor/collector in the first part-body.
  • the distributor and/or the collector can, if necessary, extend from the interface only into the second part-body—but not into the first part-body.
  • the distributor or the collector is largely, if necessary completely relocated into the second sub-body, ie the distributor/collector runs further within the second sub-body than within the first sub-body, starting from the interface.
  • the distributor/collector connects to the cooling channels that extend along the interface.
  • the cross section of a respective cooling channel can be divided between the two partial bodies.
  • one groove-shaped depression can be formed in the first part-body and another groove-shaped depression in the second part-body, with the two groove-shaped depressions being joined together to form a single cooling channel when the two part-bodies are connected along the interface, as is the case, for example, in DE 102019 217530 A1.
  • a respective groove-shaped indentation is milled into both the first part-body and the second part-body.
  • a groove-shaped depression it is also possible for a groove-shaped depression to be milled only into the first partial body or only into the second partial body and for the respective other partial body to cover the depression in the manner of a cover in order to form the cross section of the cooling channel.
  • the boundary surface runs within or at the edge of the cross section of a respective cooling channel, so that it is basically sufficient if the distributor/collector extends into the second part of the body of the substrate up to the area of the boundary surface in order to connect a respective cooling channel with the To connect coolant inlet or with the coolant outlet.
  • the distributor/collector can also extend into the first part-body, for example in order to connect the cooling channels to one another in that part of their cross section which extends into the first part-body.
  • the distributor and the collector can be constructed in the same way. In this case, the distributor on the optical element can only be distinguished from the collector when a cooling medium flows through the optical element or the cooling channels.
  • the distributor and the collector it is also possible for the distributor and the collector to be designed in different ways, ie to have a different geometry, in order to optimize the flow of the cooling medium.
  • the distributor and/or the collector in the second part-body are aligned at an angle of no more than 30° in relation to a thickness direction of the substrate, at least in a section starting from the interface.
  • the distributor/collector it is advantageous for the distributor/collector to be at least in a section starting from the interface relative to the surface of the first partial body or relative to the to tilt interface. In this way, the face of the manifold/collector that may buckle due to internal pressure of the cooling fluid is also tilted relative to the surface, thereby reducing the effect of the buckling on the geometry of the surface.
  • the distributor/collector can extend in particular in or parallel to the thickness direction of the substrate, i.e. perpendicular to a generally planar base surface of the second partial body, but this is not absolutely necessary.
  • the distributor and/or the collector run in the second body part, optionally also in the first body part, at least in a section starting from the interface below a partial area of the surface not covered by the reflective coating.
  • the distributor and/or the collector run in the second body part, optionally also in the first body part, at least in a section starting from the interface below a partial area of the surface not covered by the reflective coating.
  • the distributor/collector In order to reduce the effects of the fluid pressure, it is also possible, if necessary, for the distributor/collector to extend into the partial area of the surface covered by the reflective coating, but not into an optically used partial area of the reflective coating. During the irradiation of the optical element in an optical arrangement, for example in an EUV lithography system, the optically used partial area is exposed to useful radiation.
  • the distributor has a distribution chamber which widens from the coolant inlet towards the interface and/or the collector has a collection chamber which widens tapered from the interface towards the coolant outlet.
  • the manifold/collector can also extend along the interface between the first and second body parts without the manifold/collector extending further into the second body part than in the first body part extends. In this case it is favorable to form the distribution/collection chamber as flat as possible along the interface.
  • a flow-optimized, essentially triangular or funnel-shaped geometry of the distributor/collector is realized by expanding or narrowing the flow cross-section of the respective chamber.
  • this geometry also means that the area of the distributor/collector is comparatively large. This and the fact that the boundary surface and thus the distributor/collector usually runs at a small distance from the surface on which the reflective coating is applied means that the internal pressure in the distributor/collector chamber may cause bulging also leads to the surface.
  • the distribution chamber extends from the coolant inlet to the interface and/or the collection chamber extends from the interface to the coolant outlet.
  • the distribution/collection chamber starting from the interface, is oriented essentially perpendicularly to the direction of thickness of the substrate, as was described further above.
  • the distributor and/or the collector has/have a section starting from the boundary surface with connecting channels for connecting at least one cooling channel to the coolant inlet or to the coolant outlet.
  • the cooling channels are continued in connecting channels, which connect to one or more of the cooling channels in the area of the interface.
  • connection channels can be aligned in particular at an angle of no more than 30° relative to a thickness direction of the substrate.
  • the cooling channels in the vicinity of the edge of the optically used partial area of the surface or in the vicinity of the partial area of the surface covered with a reflective coating are deflected essentially in the vertical direction.
  • the cooling channels or the connecting channels can be distributed or brought together in a further section of the distributor/collector, which is spaced apart from the surface of the substrate or from the interface in the thickness direction.
  • a cooling channel it is possible for a cooling channel to be assigned to exactly one connecting channel.
  • the connecting channel represents a continuation of the cooling channel in the second body part of the substrate.
  • the connecting channels are typically drilled into the second body part of the substrate, i.e. the connecting channels are bores.
  • a number of, for example, ten or more cooling channels are usually formed in the substrate, each of which has a comparatively small cross-sectional area.
  • the connecting channels which usually also have a comparatively large length or depth, there is therefore a manufacturing risk that the second partial body of the substrate will be damaged during drilling.
  • a respective connecting channel is connected to at least two, in particular exactly two, cooling channels.
  • the cross-sectional area of the Connecting channel are increased immediately adjacent to the cooling channel to at least twice the cross-sectional area, whereby the production risk when drilling the connecting channels can be reduced.
  • a cross section of a respective connecting channel decreases, in particular in stages, starting from the interface.
  • the reduction in the cross section of a respective connecting channel can in particular be stepped, i.e. the connecting channel has one or possibly several steps at which the cross section of the connecting channel decreases step by step. In principle, it is also possible to continuously change or reduce the cross section of a respective connecting channel.
  • the distributor chamber adjoins the section of the distributor with the connection channels of the distributor and/or the collection chamber adjoins the section of the collector with the connection channels of the collector.
  • the distribution chamber/collection chamber is spaced apart from the surface with the reflective coating or from the interface between the two partial bodies in the thickness direction of the substrate with the aid of the connecting channels. Due to the greater distance from the surface, deformations of the substrate caused by the bulging of the respective chamber due to the pressure of the cooling fluid have less of an effect on the geometry of the surface than in the case described above, in which the distribution chamber/collection chamber is directly adjacent to the Interface connects.
  • the distribution chamber and/or the collection chamber extend along a further interface between the second part-body and a third part-body of the substrate, which is assembled with the second part-body at the further interface.
  • the further interface can in particular extend essentially parallel to the interface at which the first part-body is assembled with the second part-body.
  • the distribution chamber or the collection chamber is offset in the thickness direction of the substrate from the interface to the further interface.
  • the further boundary surface is usually required because the distribution chamber or the collection chamber cannot simply be implemented in the second partial body due to the funnel-shaped geometry if this is to be offset from the boundary surface in the direction of thickness.
  • the connecting channels of the distributor open into a common inlet channel, which is connected to the coolant inlet, and/or the connecting channels of the collector open into a common outlet channel, which is connected to the coolant outlet.
  • the inlet channel and the outlet channel are typically designed as bores in the second body part.
  • the inlet channel or the outlet channel can in particular run essentially parallel to the base area of the second partial body or the substrate, but this is not absolutely necessary.
  • the inlet channel or the outlet channel can form a transverse bore in the second body part, into which the connecting channels open.
  • the coolant inlet and the coolant outlet can be designed in the form of openings at the free ends of the inlet channel and the outlet channel.
  • the coolant inlet and/or the coolant outlet are formed in the second part body and/or in the third part body of the substrate.
  • the coolant inlet or the coolant outlet can For example, form an opening in a side surface of the second and/or the third partial body, but it is also possible for the coolant inlet and/or the coolant outlet to be on the underside of the substrate, ie on the surface of the substrate opposite the interface or the further interface is formed.
  • the substrate is typically shaped in such a way that a coolant line can be connected to the coolant inlet or the coolant outlet in a simple manner.
  • the cross section of a respective cooling channel of the plurality of cooling channels is divided between the first part body and the second part body.
  • the cooling channel generally does not run in or parallel to the generally planar boundary surface.
  • the surface of the substrate to which the reflective coating is applied is curved and/or the cooling channel itself is curved (in the thickness direction of the substrate), the curved cooling channel preferably having a constant distance from the curved surface.
  • the above-described division of the cross section of the cooling channel into the two partial bodies is particularly favorable in the event that the interface itself does not follow the curvature of the surface and is, for example, planar. In this case, by dividing the cross section over the two partial bodies, it can be ensured that the curved cooling channel follows the curved surface despite the planar boundary surface, so that the cooling channel runs at a constant distance from the curved surface.
  • a groove-shaped depression is introduced not only into the first part of the body, but also into the second part of the body Has curvature that follows the curvature of the surface.
  • the cooling channel is formed by assembling a correspondingly curved, groove-shaped indentation in the first part-body with the groove-shaped indentation in the second part-body along the interface. In this way it can be achieved that the curved cooling channel has a constant channel cross-section over its length.
  • a further aspect of the invention relates to an optical arrangement, for example an EUV lithography system, comprising: at least one optical element, which is designed as described above, and a cooling device, which is designed for a coolant to flow through the plurality of cooling channels.
  • the EUV lithography system can be an EUV lithography system for exposing a wafer or another optical arrangement that uses EUV radiation, for example an EUV inspection system, e.g. for inspecting masks used in EUV lithography, wafers or the like.
  • the reflecting optical element can in particular be a mirror of a projection system of an EUV lithography system.
  • the cooling device can be designed, for example, to allow a coolant in the form of a cooling fluid, for example a cooling liquid, e.g.
  • the cooling device can optionally have a pump and suitable feed and discharge lines.
  • the optical arrangement can also be a lithography system for another wavelength range, e.g. for the DUV wavelength range, for example a DUV lithography system or an inspection system for inspecting masks, wafers or the like.
  • FIG. 1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a mirror that has a plurality of cooling channels and a distribution chamber and a collection chamber that run along an interface between two partial bodies of a substrate
  • FIG. 3a, b schematic representations of a mirror in which the
  • Distribution chamber and the collection chamber are formed only in the second part body and extend in the thickness direction of the substrate,
  • FIG. 4a, b schematic representations of a mirror with a
  • Distribution chamber and a collection chamber which run along a further interface between the second body part and a third body part of the substrate,
  • FIGS. 5a-c schematic representations of a mirror with connecting channels running in the thickness direction in order to connect the cooling channels to an inlet channel of the distributor
  • FIG 6a, b schematic representations of a mirror analogous to FIGS. 5a-c, which has a curved surface and in which the cooling channels have a cross section that runs both in the first part body and in the second part body.
  • an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6.
  • the light source 3 can also be provided as a separate module from the rest of the illumination system. In this case the lighting system does not include the light source 3 .
  • a reticle 7 arranged in the object field 5 is illuminated.
  • the reticle 7 is held by a reticle holder 8 .
  • the reticle holder 8 can be displaced in particular in a scanning direction via a reticle displacement drive 9 .
  • an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, an illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6.
  • the light source 3 can also be used as a other lighting system may be provided separate module. In this case the lighting system does not include the light source 3 .
  • FIG. 1 A Cartesian xyz coordinate system is shown in FIG. 1 for explanation.
  • the x-direction runs perpendicular to the plane of the drawing.
  • the y-direction is horizontal and the z-direction is vertical.
  • the scanning direction runs along the y-direction.
  • the z-direction runs perpendicular to the object plane 6.
  • the projection exposure system 1 comprises a projection system 10.
  • the projection system 10 is used to image the object field 5 in an image field 11 in an image plane 12.
  • a structure on the reticle 7 is imaged on a light-sensitive layer of a wafer arranged in the region of the image field 11 in the image plane 12 13.
  • the wafer 13 is held by a wafer holder 14.
  • the wafer holder 14 can be displaced in particular along the y-direction via a wafer displacement drive 15 .
  • the displacement of the reticle 7 via the reticle displacement drive 9 on the one hand and the wafer 13 on the other hand via the wafer displacement drive 15 can be synchronized with one another.
  • the radiation source 3 is an EUV radiation source.
  • the radiation source 3 emits in particular EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light.
  • the useful radiation has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm.
  • the radiation source 3 can be a plasma source, for example an LPP source (laser produced plasma, plasma generated with the aid of a laser) or a DPP Source (Gas Discharged Produced Plasma). It can also be a synchrotron-based radiation source.
  • the radiation source 3 can be a free-electron laser (free-electron laser, FEL).
  • the illumination radiation 16 emanating from the radiation source 3 is bundled by a collector mirror 17 .
  • the collector mirror 17 can be a collector mirror with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces.
  • the at least one reflection surface of the collector mirror 17 can be exposed to the illumination radiation 16 in grazing incidence (Grazing Incidence, Gl), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence less than 45° will.
  • Gl grazing Incidence
  • NI normal incidence
  • the collector mirror 17 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress stray light.
  • the intermediate focus plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the radiation source 3 and the collector mirror 17, and the illumination optics 4.
  • the illumination optics 4 comprises a deflection mirror 19 and a first facet mirror 20 downstream of this in the beam path.
  • the deflection mirror 19 can be a plane deflection mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflection mirror 19 can be designed as a spectral filter, which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from stray light of a different wavelength.
  • the first facet mirror 20 includes a multiplicity of individual first facets 21, which are also referred to below as field facets. Some of these facets 21 are shown in FIG. 1 only by way of example.
  • the first facet mirror 20 is followed by a second facet mirror 22.
  • the second facet mirror 22 comprises a plurality of second facets 23.
  • the illumination optics 4 thus forms a double-faceted system.
  • This basic principle is also known as a honeycomb condenser (Fly's Eye Integrator).
  • the individual first facets 21 are imaged in the object field 5 with the aid of the second facet mirror 22 .
  • the second facet mirror 22 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.
  • the projection system 10 includes a plurality of mirrors Mi, which are numbered consecutively according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1 .
  • the projection system 10 comprises six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible.
  • the penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16.
  • the projection system 10 involves doubly obscured optics.
  • the projection system 10 has an image-side numerical aperture which is greater than 0.4 or 0.5 and which can also be greater than 0.6 and which can be, for example, 0.7 or 0.75.
  • the mirrors Mi can have a highly reflective coating for the illumination radiation 16.
  • FIG. 2 shows an example of a mirror M4 of the projection system 10, which has a substrate 25, which is formed from a first part-body 26a and a second part-body 26b.
  • the first partial body 26a which is plate-shaped in the example shown
  • the second partial body 26b which forms a main body of the substrate 25, are at a common interface 27 assembled or connected to each other, which is a flat surface in the example shown, but this is not absolutely necessary.
  • the connection between the two partial bodies 26a, b is produced by a conventional joining or bonding process, for example by high-temperature or low-temperature bonding or by wringing.
  • the material of the first part-body 26a and of the second part-body 26b can be identical, but they can also be different materials.
  • both the material of the first part body 26a and the material of the second part body 26b are Ultra Low Expansion Glass (ULE®).
  • the substrate 25 or the two partial bodies 26a, b can also be formed from another material which has the lowest possible coefficient of thermal expansion, for example from a glass ceramic, for example from Zerodur®.
  • a reflective coating 29 is applied to an exposed surface 28 of the first partial body 26a that faces away from the boundary surface 27 .
  • a portion 30 of the surface 28, which is located within the reflective coating 29, is struck by the EUV radiation 16 of the projection system 10 and forms an optically used portion of the reflective coating 29.
  • the reflective coating 29 can, for example, have a plurality of pairs of layers made of materials each having a different real part of the refractive index, which can be formed, for example, from Si and Mo at a wavelength of the EUV radiation 16 of 13.5 nm.
  • the surface 28 of the first partial body 26a is shown in FIG. 2 as a flat surface, but it can also have a curvature.
  • a plurality of cooling channels 31 are formed in the substrate 25 in the region of the interface 27, which run below the surface 28 to which the reflective coating 29 is applied.
  • about twenty cooling channels 31 are present, located under the surface 28 between a Distributor 32 and a collector 33 extend, which are arranged on opposite sides of the optically usable portion 30 of the reflective coating 29.
  • the cooling channels 31 are aligned parallel to one another in the example shown in FIG. 2 .
  • the distributor 32 has a distributor chamber 32a which connects the plurality of cooling channels 31 to a common coolant inlet 34 which forms an opening in the second partial body 29b.
  • the collector 33 forms a collecting chamber, which connects the plurality of cooling channels 31 to a common coolant outlet 35, which is also designed as an opening in the second partial body 29b.
  • the distributor chamber 32a widens in a funnel shape, starting from the coolant inlet 34 , up to the ends of the cooling channels 31 , which open into the distributor chamber 32a.
  • the collecting chamber 33a narrows in a funnel shape starting from the ends of the cooling channels 33 to the coolant outlet 35.
  • the distribution chamber 32a and the collecting chamber 33a extend along the boundary surface 27 and are designed as flat as possible in the thickness direction of the substrate 25. In the example shown in FIG. 2, the distributor chamber 32a and the collection chamber 33a extend both into the first part body 26a and into the second part body 26b.
  • the distribution chamber 32a and the collection chamber 33a have an essentially triangular, flow-optimized geometry in order to achieve the most even distribution of the coolant to all coolant channels 31 and the lowest possible dynamic excitation by the flow of the cooling water.
  • the projection exposure system 1 has a cooling device 36, which is shown schematically in FIG.
  • the cooling device 36 is used in the example shown Supply of a coolant in the form of cooling water to the cooling channels 31 or to the mirror M4 and for this purpose has a supply line, not illustrated, which is connected to the coolant inlet 34 in a fluid-tight manner.
  • the cooler 36 also has a drain line, not shown, for draining the cooling water from the coolant outlet 35 .
  • the other mirrors M1-M3, M5, M6 of the projection system 10 can also be connected to the cooling device 36 for cooling or possibly to other cooling devices provided for this purpose.
  • the pressure of the cooling water flowing through the distributor chamber 32a or through the collection chamber 33a can cause the substrate 25 to bulge, which results in a change in the geometry of the surface 28 . Due to the relative proximity of the distribution chamber 32a or the collection chamber 33a to the optically used portion 30 of the surface 28, an undesired deformation of the optically used portion 30 can occur in this way.
  • the distributor 32 or the distribution chamber 32a and the collector extend in the mirror M4 shown in FIGS. 3a, b 33 or the collection chamber 33a, starting from the boundary surface 27, only into the second partial body 26a of the substrate 25.
  • the distributor chamber 32a or the collection chamber 32b it is possible for the distributor chamber 32a or the collection chamber 32b to extend slightly into the first part body 26a, starting from the interface 27, in order to also connect the cooling channels 31 to one another at their ends in the first part body 26a as well.
  • the distribution chamber 32a extends from the coolant inlet 34, which is formed on the underside of the substrate 25, to the boundary surface 27.
  • the collection chamber which is not illustrated in FIGS. 3a, b, also extends correspondingly 33a starting from the interface 27 to Coolant outlet 35, which is also formed on the underside of the substrate 25.
  • the distribution chamber 32a is oriented parallel to the thickness direction Z of the substrate 25 in this case.
  • the center plane M runs in the Z-direction and in the X-direction.
  • the distribution chamber 32a is essentially mirror-symmetrical to the center plane M.
  • the midplane M also passes through the coolant inlet 34 which forms an opening in the underside of the second part body 26b.
  • the underside of the second partial body 26b extends perpendicularly to the thickness direction Z in an XY plane of an XYZ coordinate system.
  • the area of the distribution chamber 32a is significantly reduced, which can bulge parallel to the surface 28 or to the optically used partial area 30 of the surface 28 of the mirror M4 due to the fluid pressure.
  • the distributor 32 or the collector 33 By tilting the distributor 32 or the collector 33 into the second partial body 26b, deformations of the optically used partial area 30 on the surface 28 of the mirror M4 can therefore be reduced.
  • the distribution chamber 32a it is not absolutely necessary for the distribution chamber 32a to run in the direction of thickness Z of the substrate 25; on the contrary, the distribution chamber 32a, more precisely its center plane M, can also be aligned at an angle a to the direction of thickness Z, which is generally no more than approx should be 30°.
  • collector 33 or collecting chamber 33a which cannot be seen in the partial section of FIG 25 trained.
  • an identical training is not absolutely necessary. For example, it can be advantageous for fluidic reasons if the distributor 32 or the distributor chamber 32a and the collector 33 or the collection chamber 33a have a different geometry.
  • both the distribution chamber 32a and the collection chamber 33a run in the Z-direction below a partial area 37 of the surface 28 that is not covered by the reflective coating 29, and in particular also not below the optically used partial area 30 of the surface 28.
  • the distance between the triangular pressurized area that can be seen in FIG. 3a, which is formed within the distribution chamber 32a and can bulge, and the optically effective portion 30 of the surface 28 is increased.
  • the mirror M4 shown in Fig. 2 in which the distribution chamber 32a or the collecting chamber 33a extends along the boundary surface 27 between the two partial bodies 26a, b, since the installation space in the lateral direction in the case of the in 2 is sufficient for this purpose.
  • the substrate 25 has a third partial body 26c in addition to the first and second partial bodies 26a, b.
  • the third partial body 26c is connected or assembled to the second partial body 26b at a further interface 38 and is also formed from ULE®. Like the connection described above, the connection can be formed at the interface 27 between the first and the second partial body 26a, b.
  • the collector 32 shown in FIGS. 4a, b has a section 39 adjoining the interface 27 between the first and the second part body 26a, b, which extends from the interface 27 into the second part body 26b of the substrate 25.
  • connection channels 40 are formed, which extend in the thickness direction Z of the substrate 25.
  • connection channels 40 for the connection channels 40 to be aligned in the thickness direction Z of the substrate 25; Connection channels 40 at an angle a of typically no more than 30° to the thickness direction Z are possible. In principle, it can also be advantageous if the angle a, at which the connecting channels 40 are aligned to the thickness direction Z of the substrate 25, varies in the substrate 25.
  • a respective connecting channel 40 is connected to precisely one cooling channel 31 and continues this downwards into the second partial body 26b.
  • a respective cooling channel 31 is deflected by a connecting channel 40 assigned to it from an orientation parallel to the boundary surface 27 into the second part body 26b.
  • the connection channels 40 run below a partial area of the surface 28 that is not covered by the optically effective partial area 30.
  • the coolant is distributed to the individual cooling channels 31 in the example shown in FIGS.
  • the connecting channels 40 open into the distribution chamber 32a, which connects the connecting channels 40 to the coolant inlet 34 .
  • the distribution chamber 32a extends in the example shown in Fig. 4a, b along the further boundary surface 38 between the second and the third partial body 26b, c of the substrate 25.
  • the further boundary surface 38 extends in a plane which is parallel to the Base of the third part body 26c runs, but such an orientation is not absolutely necessary.
  • the coolant inlet 34 forms an opening that runs through the third part body 26c and ends at the underside of the substrate 25 .
  • the coolant inlet 34 can be formed in the second partial body 26b.
  • the surface of the funnel-shaped plenum chamber 32a can be spaced further from the surface 28 of the substrate 25 than is the case with the mirror M4 shown in Figs. 3a,b.
  • the collector 33 is designed analogously to the distributor 32 .
  • a further interface 38 is required in order to connect the connecting channels 40 running in the Z-direction to the coolant inlet 34.
  • connection channels 40 of the distributor 32 are connected to a common inlet channel 41.
  • the inlet channel 41 is designed as a transverse bore or as a blind bore in the second partial body 26b.
  • the connecting channels 40 branch off from the common inlet channel 41 upwards (in the Z-direction) towards the surface 28 of the first partial body 26a.
  • the coolant inlet 41 forms an opening of the inlet channel 41, which is formed on a side surface of the second partial body 26b of the substrate 25.
  • the collector 33 is structurally identical to the distributor 32 and also has connecting channels 40 which open into a common outlet channel 42 which is covered by the substrate 25 in FIGS. 5a-c and is connected to the coolant outlet 35.
  • the connecting channels 40 In the event that the cross-sectional areas of the connecting channels 40 to which pressure is applied are too large and/or the ribs in the substrate 25 lying between the connecting channels 40 are too small, it is advantageous to design the connecting channels 40 in the form of stepped bores, as is shown in Fig. 5c.
  • the connecting channels 40 have a first cross-sectional area A1 immediately adjacent to the interface 27 , which is sufficient to connect a respective connecting channel 40 to two of the cooling channels 31 in each case.
  • the first cross-sectional area A1 is reduced to a second, smaller cross-sectional area A2, as a result of which the distance between two adjacent connecting channels 40 increases.
  • a respective connecting channel 40 can optionally also have two or more steps in order to reduce the cross-sectional area A1, A2, . . . starting from the interface 27 to the inlet channel 41.
  • FIGS. 6a, b show a section through a substrate 25 of a mirror M4, in which the distributor 32 and the collector 33 are designed as in FIG. 5a.
  • a respective connecting channel 40 of the distributor is connected to a common inlet channel 41 and branches off from this towards the surface 28 of the first partial body 26a.
  • the inlet channel 41 is connected to a coolant inlet which is not illustrated in FIGS. 6a, b.
  • the collector is structurally identical and has connecting channels 40 to the cooling channels 31, which open into a common outlet channel 42, which is connected to a coolant outlet that is not illustrated in FIGS. 6a, b.
  • the cooling channel 31 in the example shown in Fig. 6a, b has a cross section that is divided between the two part bodies 26a, b, i.e. the planar interface 27 between the two part bodies 26a , b runs through the cross section or the cross-sectional area AK of the cooling channel 31 .
  • the cooling channel 31 is thus composed of a first groove-shaped depression 43a formed in the first part-body 26a and a second groove-shaped depression 43b formed in the second part-body 26b.
  • Such a division of the cross section of the cooling channel 31 into the two partial bodies 26a, b is particularly favorable when the surface 28 of the substrate 25 is curved, as is the case in FIGS. 6a, b.
  • the distance D of the cooling channel 31 from the curved surface 28 should be essentially constant over the length of the cooling channel 31 .
  • cooling channels 31 of those described further above in connection with FIGS. 2, 3a, b, 4a, b and 5b, c Mirrors M4 can be designed in a corresponding manner, ie their cross section can be divided between the two partial bodies 26a, b.
  • a plurality of distributors 32 or collectors 33 can also be formed in the substrate 25, in order to each have a plurality of cooling channels 31, which run below the surface 28 with the reflective coating 29, to be connected to a respective coolant inlet 34 or to a respective coolant outlet 35 .
  • a reflective coating 29 for EUV radiation 16 a reflective coating for radiation in a different wavelength range, for example for the DUV wavelength range, can also be applied to the optical element described above.
  • the requirements for the thermal expansion of the substrate 25 are generally lower, so that substrate materials other than those described above can be used, for example conventional quartz glass (“fused silica”).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Element (M4) zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung, umfassend: ein Substrat (25), das einen ersten Teilkörper (26a) und einen zweiten Teilkörper (26b) aufweist, die an einer Grenzfläche (27) zusammengesetzt sind, eine reflektierende Beschichtung (29), die auf eine Oberfläche (28) des ersten Teilkörpers (26a) aufgebracht ist, eine Mehrzahl von Kühlkanälen (31), die in dem Substrat (25) im Bereich der Grenzfläche (27) unterhalb der Oberfläche (28) verlaufen, auf welche die reflektierende Beschichtung (29) aufgebracht ist, einen in dem Substrat (25) gebildeten Verteiler (32) zur Verbindung eines Kühlmitteleinlasses (34) mit der Mehrzahl von Kühlkanälen (31), sowie einen in dem Substrat (25) gebildeten Sammler zur Verbindung der Mehrzahl von Kühlkanälen (31) mit einem Kühlmittelauslass (35). Der Verteiler (32) und/oder der Sammler erstrecken sich ausgehend von der Grenzfläche (27) weiter in den zweiten Teilkörper (26b) des Substrats (25) als in den ersten Teilkörper (26a) des Substrats (25). Die Erfindung betrifft auch eine optische Anordnung, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem, die mindestens ein solches optisches Element (M4) sowie eine Kühleinrichtung zum Durchströmen der Mehrzahl von Kühlkanälen (31) mit einem Kühlmittel aufweist.

Description

Optisches Element zur Reflexion von Strahlung und optische Anordnung
Bezugnahme auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102021 201 715.0 vom 24. Februar 2021, deren gesamter Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein optisches Element zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung, umfassend: ein Substrat, das einen ersten Teilkörper und einen zweiten Teilkörper aufweist, die an einer Grenzfläche zusammengesetzt sind, eine reflektierende Beschichtung, die auf eine Oberfläche des ersten Teilkörpers aufgebracht ist, eine Mehrzahl von Kühlkanälen, die in dem Substrat im Bereich der Grenzfläche unterhalb der Oberfläche verlaufen, auf welche die reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, einen in dem Substrat gebildeten Verteiler zur Verbindung eines Kühlmitteleinlasses mit der Mehrzahl von Kühlkanälen, sowie einen in dem Substrat gebildeten Sammler zur Verbindung der Mehrzahl von Kühlkanälen mit einem Kühlmittelauslass. Die Erfindung betrifft auch eine optische Anordnung, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem, welche mindestens ein solches optisches Element sowie eine Kühleinrichtung umfasst, die zum Durchströmen der Mehrzahl von Kühlkanälen mit einem Kühlmittel ausgebildet ist.
Reflektierende optische Elemente für die Lithographie, insbesondere für die EUV-Lithographie, werden aufgrund der steigenden Leistungen der Strahlungsquellen, mit denen diese betrieben werden, immer stärker thermisch belastet. Dies gilt insbesondere für die Spiegel von Projektionssystemen für die EUV-Lithographie. Grundsätzlich wird versucht, für das Substrat von derartigen reflektierenden optischen Elementen, die nachfolgend zur Vereinfachung als Spiegel bezeichnet werden, ein Material zu verwenden, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient möglichst nahe bei „Null“ liegt. In der Realität wird diese Anforderung bestenfalls für eine bestimmte Temperatur erfüllt, die auch als Nulldurchgangs-Temperatur (engl „zero Crossing temperature“) bezeichnet wird.
Der Spiegel eines solchen Projektionssystems erwärmt sich in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Settings bzw. Beleuchtungszuständen unterschiedlich, so dass dieser immer nur in der Nähe der Nulldurchgangs- Temperatur betrieben wird. Dies führt dazu, dass sich der Spiegel, genauer gesagt die Oberfläche mit der reflektierenden Beschichtung, unter der Wärmelast bei der Bestrahlung deformiert. Mit steigender Wärmelast wirkt dieses „mirror heating“-Problem begrenzend für die Performance der optischen Anordnung, in welcher der Spiegel angeordnet ist.
Es existieren mechatronische Ansätze, um dieses Problem zu lösen. Ein anderes, vergleichsweise simples Konzept besteht darin, einen jeweiligen Spiegel direkt zu kühlen, d.h. das Substrat des Spiegels, genauer gesagt in dem Substrat gebildete Kühlkanäle, mit einem Kühlfluid zu durchströmen. Der Vorteil dieses Konzepts besteht darin, dass durch die Temperatur des Kühlfluids vergleichsweise präzise die Temperatur des Spiegels eingestellt werden kann, d.h. der Spiegel hat eine thermische Referenz.
Für die direkte Kühlung eines Spiegels in einer optischen Anordnung, beispielsweise in einer EUV-Lithographieanlage, gelten eine Vielzahl von Randbedingungen, für die eine optimierte Balance gefunden werden muss. Es hat sich gezeigt, dass es günstig ist, wenn in dem Substrat eine Mehrzahl von in der Regel parallel ausgerichteten Kühlkanälen gebildet ist, die unterhalb der Oberfläche verlaufen, auf welche die reflektierende Beschichtung aufgebracht ist. Um einen ausreichenden geometrischen Gestaltungsspielraum zu haben, werden die Kanalgeometrien dieser Kühlkanäle in zwei oder mehr Teilkörpern des Substrats gebildet, die durch ein geeignetes Bonding-Verfahren oder ggf. durch Ansprengen an einer oder an mehreren Grenzflächen miteinander verbunden werden. Es ist vorteilhaft, wenn möglichst wenige Grenzflächen in dem Substrat vorhanden sind.
Um zudem möglichst wenige direkte Anschlüsse an dem Substrat des Spiegels realisieren zu müssen, ist ein Verteiler zur Verbindung eines Kühlmitteleinlasses des Substrats mit der Mehrzahl von Kühlkanälen sowie ein Sammler zur Verbindung der Mehrzahl von Kühlkanälen des Substrats mit einem Kühlmittelauslass erforderlich.
Aus der DE 102019217530 A1 ist ein optisches Element in Form eines Spiegels bekannt geworden, das eine erste Schicht aus einem ersten Material und eine zweite Schicht aus einem zweiten Material aufweist, die entlang einer Grenzfläche zusammengesetzt sind. Das optische Element weist auch eine Kühleinrichtung auf, die im Bereich der Grenzfläche verläuft und die eingerichtet ist, das optische Element zu kühlen. Die Kühleinrichtung kann mehrere Kühlkanäle aufweisen, die mit einem Kühlmittel, z.B. mit Kühlwasser, durchströmbar sind. Die Kühlkanäle können sich parallel zueinander erstrecken und seitlich in Seitenkanälen münden, die mit einem Kühlmitteleinlass bzw. mit einem Kühlmittelauslass in Verbindung stehen.
Bei der Durchströmung der Kühlkanäle mit einem Kühlfluid, insbesondere mit einer Kühlflüssigkeit, wird in den Kühlkanälen und insbesondere in dem Verteiler bzw. in dem Sammler ein Innendruck erzeugt, der zu ungewollten Deformationen an der Oberfläche führen kann, auf welche die reflektierende Beschichtung aufgebracht ist. Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein optisches Element und eine optische Anordnung bereitzustellen, bei denen Deformationen an der Oberfläche des optischen Elements, an der eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, aufgrund einer direkten Kühlung mit einem Kühlfluid reduziert werden können.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt durch ein optisches Element der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Verteiler und/oder der Sammler sich ausgehend von der Grenzfläche weiter in den zweiten Teilkörper des Substrats als in den ersten Teilkörper des Substrats erstrecken.
Die Erstreckung des Verteilers/Sammlers in den ersten Teilkörper bzw. in den zweiten Teilkörper bezieht sich auf die Dickenrichtung des Substrats. Die Erstreckung des Verteilers/Sammlers in den ersten Teilkörper ist in der Regel sehr gering. Der maximale Abstand des Verteilers/Sammlers von der Grenzfläche in den ersten Teilkörper kann insbesondere nicht größer sein als die maximale Erstreckung eines jeweiligen Kühlkanals in den ersten Teilkörper. Die (maximale) Erstreckung des Verteilers/Sammlers in den zweiten Teilkörper ist hingegen in der Regel (deutlich) größer als die maximale Erstreckung eines jeweiligen Kühlkanals in den zweiten Teilkörper. Die Erstreckung des Verteilers/Sammlers in den zweiten Teilkörper kann insbesondere mindestens dem Fünffachen der Erstreckung des Verteilers/Sammlers in den ersten Teilkörper entsprechen. Der Verteiler und/oder der Sammler können sich ggf. ausgehend von der Grenzfläche nur in den zweiten Teilkörper - aber nicht in den ersten Teilkörper - erstrecken.
Anders als dies bei den in der DE 102019217530 A1 beschriebenen Seitenkanälen der Fall ist, die entlang der Grenzfläche zwischen den beiden Teilkörpern verlaufen, wird bei diesem Aspekt der Erfindung der Verteiler bzw. der Sammler größtenteils, ggf. vollständig in den zweiten Teilkörper verlegt, d.h. der Verteiler/Sammler verläuft ausgehend von der Grenzfläche weiter innerhalb des zweiten Teilkörpers als innerhalb des ersten Teilkörpers. Der Verteiler/Sammler schließt sich hierbei an die Kühlkanäle an, die sich entlang der Grenzfläche erstrecken. Auf diese Weise kann der Einfluss von durch den Innendruck des Kühlfluids im Bereich des Verteilers/Sammlers ggf. hervorgerufenen Deformationen des Substrats auf die Form der Oberfläche des ersten Teilköpers im Bereich mit der reflektierenden Beschichtung reduziert werden.
Der Querschnitt eines jeweiligen Kühlkanals kann auf die beiden Teilkörper aufgeteilt sein. In diesem Fall kann jeweils eine rillenförmige Vertiefung in dem ersten Teilkörper und eine weitere rillenförmige Vertiefung in dem zweiten Teilkörper gebildet werden, wobei die beiden rillenförmigen Vertiefungen beim Verbinden der beiden Teilkörper entlang der Grenzfläche zu einem einzigen Kühlkanal zusammengefügt werden, wie dies beispielsweise in der DE 102019 217530 A1 beschrieben ist. In diesem Fall wird eine jeweilige rillenförmige Vertiefung sowohl in den ersten Teilkörper als auch in den zweiten Teilkörper eingefräst. Es ist aber auch möglich, dass eine rillenförmige Vertiefung nur in den ersten Teilkörper oder nur in den zweiten Teilkörper eingefräst wird und der jeweils andere Teilkörper die Vertiefung in der Art eines Deckels abdeckt, um den Querschnitt des Kühlkanals zu bilden. In beiden Fällen verläuft die Grenzfläche innerhalb bzw. am Rand des Querschnitts eines jeweiligen Kühlkanals, so dass es grundsätzlich ausreichend ist, wenn der Verteiler/Sammler sich in dem zweiten Teilkörper des Substrats bis in den Bereich der Grenzfläche erstreckt, um einen jeweiligen Kühlkanal mit dem Kühlmitteleinlass bzw. mit dem Kühlmittelauslass zu verbinden. Der Verteiler/Sammler kann sich aber auch in den ersten Teilkörper erstrecken, beispielsweise um die Kühlkanäle in demjenigen Teil ihres Querschnitts miteinander zu verbinden, der sich in den ersten Teilkörper erstreckt. Der Verteiler und der Sammler können grundsätzlich baugleich ausgebildet sein. In diesem Fall können an dem optischen Element der Verteiler vom Sammler erst unterschieden werden, wenn das optische Element bzw. die Kühlkanäle mit einem Kühlmedium durchströmt werden. Es ist aber auch möglich, dass der Verteiler und der Sammler auf unterschiedliche Weise ausgebildet sind, d.h. eine unterschiedliche Geometrie aufweisen, um den Fluss des Kühlmediums zu optimieren.
Bei einerweiteren Ausführungsform sind der Verteiler und/oder der Sammler in dem zweiten Teilkörper, ggf. auch in dem ersten Teilkörper, zumindest in einem von der Grenzfläche ausgehenden Abschnitt unter einem Winkel von nicht mehr als 30° in Bezug auf eine Dickenrichtung des Substrats ausgerichtet. Um die Auswirkungen zu reduzieren, die der Innendruck in dem Verteiler/Sammler auf die Oberfläche mit der reflektierenden Beschichtung hat, ist es vorteilhaft, den Verteiler/Sammler zumindest in einem von der Grenzfläche ausgehenden Abschnitt relativ zur Oberfläche des ersten Teilkörpers bzw. relativ zu der Grenzfläche zu verkippen. Auf diese Weise wird auch die Fläche des Verteiler/Sammlers, die sich die aufgrund eines Innendrucks des Kühlfluids ggf. ausbeult, relativ zu der Oberfläche verkippt, wodurch die Auswirkung des Ausbeulens auf die Geometrie der Oberfläche reduziert wird. Der Verteiler/Sammler kann sich in dem an die Grenzfläche anschließenden Abschnitt insbesondere in bzw. parallel zur Dickenrichtung des Substrats, d.h. senkrecht zur einer in der Regel planen Grundfläche des zweiten Teilkörpers erstrecken, dies ist aber nicht zwingend notwendig.
Bei einerweiteren Ausführungsform verlaufen der Verteiler und/oder der Sammler in dem zweiten Teilkörper, ggf. auch in dem ersten Teilkörper, zumindest in einem von der Grenzfläche ausgehenden Abschnitt unterhalb eines nicht von der reflektierenden Beschichtung bedeckten Teilbereichs der Oberfläche. Um große Deformationen in dem Bereich der Oberfläche, auf welche die reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, bzw. in dem optisch genutzten Teilbereich der reflektierenden Beschichtung zu vermeiden, ist es günstig, den Verteiler/Sammler möglichst weit von der optisch genutzten Fläche entfernt zu positionieren. Bei dieser Ausführungsform ist es typischerweise erforderlich, dass auch die Kühlkanäle sich bis in den nicht von der reflektierenden Beschichtung bedeckten Teilbereich der Oberfläche erstrecken. Um die Auswirkungen des Fluiddrucks zu reduzieren, ist es ggf. auch möglich, dass sich der Verteiler/Sammler zwar in den von der reflektierenden Beschichtung bedeckten Teilbereich der Oberfläche, aber nicht in einen optisch genutzten Teilbereich der reflektierenden Beschichtung hinein erstrecken. Der optisch genutzte Teilbereich wird bei der Bestrahlung des optischen Elements in einer optischen Anordnung, beispielsweise in einer EUV-Lithographieanlage, mit Nutzstrahlung beaufschlagt.
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung, der insbesondere mit dem oben beschriebenen Aspekt kombiniert werden kann, weist der Verteiler eine Verteilerkammer auf, die sich ausgehend von dem Kühlmitteleinlass in Richtung auf die Grenzfläche erweitert und/oder der Sammler weist eine Sammelkammer auf, die sich ausgehend von der Grenzfläche in Richtung auf den Kühlmittelauslass verjüngt.
Bei diesem Aspekt der Erfindung können der Verteiler/Sammler, genauer gesagt die Verteiler-/Sammelkammer, sich auch entlang der Grenzfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Teilkörper erstrecken, ohne dass sich der Verteiler/Sammler weiter in den zweiten Teilkörper als in den ersten Teilkörper erstreckt. In diesem Fall ist es günstig, die Verteiler-/Sammelkammer entlang der Grenzfläche so flach als möglich auszubilden. Durch die Erweiterung bzw. die Verjüngung des Strömungs-Querschnitts der jeweiligen Kammer wird eine strömungsoptimierte, im Wesentlichen dreieckige bzw. trichterförmige Geometrie des Verteilers/Sammlers realisiert. Diese Geometrie führt allerdings auch dazu, dass die Fläche des Verteilers/Sammlers vergleichsweise groß ist. Dies sowie die Tatsache, dass die Grenzfläche und somit der Verteiler/Sammler in der Regel in einem geringen Abstand zu der Oberfläche verläuft, auf welcher die reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, führt dazu, dass der Innendruck in der Verteiler-/Sammelkammer ggf. zum Ausbeulen auch der Oberfläche führt.
Für den Fall, dass die Verteiler-/Sammelkammer sich entlang der Grenzfläche zwischen den beiden Teilkörpern erstreckt, hat es sich daher als günstig erwiesen, wenn diese nur unterhalb eines nicht von der reflektierenden Beschichtung bedeckten Teilbereichs der Oberfläche verlaufen (s.o.).
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform erstreckt sich die Verteilerkammer ausgehend von dem Kühlmitteleinlass bis zur Grenzfläche und/oder die Sammelkammer erstreckt sich ausgehend von der Grenzfläche bis zum dem Kühlmittelauslass. Insbesondere ist es in diesem Fall günstig, wenn die Verteiler-/Sammelkammer ausgehend von der Grenzfläche im Wesentlichen senkrecht zur Dickenrichtung des Substrats ausgerichtet ist, wie dies weiter oben beschrieben wurde.
An der Verteiler-/Sammelkammer verbleiben jedoch auch in diesem Fall große Flächen, auf die der Innendruck des Kühlfluids wirkt und die somit zu einer Verformung an der Oberfläche führen können. Es ist daher günstig, wenn die Verteiler-/Sammelkammer sich nicht bis zur Grenzfläche erstrecken bzw. nicht unmittelbar an die Grenzfläche anschließen, da die Verteiler-/Sammelkammer dort ihre größte laterale Erstreckung aufweisen.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist/weisen der Verteiler und/oder der Sammler einen von der Grenzfläche ausgehenden Abschnitt mit Verbindungskanälen zur Verbindung jeweils mindestens eines Kühlkanals mit dem Kühlmitteleinlass oder mit dem Kühlmittelauslass auf. Bei dieser Ausführungsform werden die Kühlkanäle in Verbindungskanälen weitergeführt, die im Bereich der Grenzfläche an einen oder an mehrere der Kühlkanäle anschließen.
Die Verbindungskanäle können in dem von der Grenzfläche ausgehenden Abschnitt insbesondere unter einem Winkel von nicht mehr als 30° relativ zu einer Dickenrichtung des Substrats ausgerichtet sein. Auf diese Weise werden die Kühlkanäle in der Nähe des Randes des optisch genutzten Teilbereichs der Oberfläche bzw. in der Nähe des mit einer reflektierenden Beschichtung bedeckten Teilbereichs der Oberfläche im Wesentlichen in vertikaler Richtung umgelenkt. Die Verteilung bzw. die Zusammenführung der Kühlkanäle bzw. der Verbindungskanäle kann auf diese Weise in einem weiteren Abschnitt des Verteilers/Sammlers erfolgen, der in Dickenrichtung von der Oberfläche des Substrats bzw. von der Grenzfläche beabstandet ist.
Grundsätzlich ist es möglich, dass ein Kühlkanal genau einem Verbindungskanal zugeordnet ist. In diesem Fall stellt der Verbindungskanal eine Fortsetzung des Kühlkanals in den zweiten Teilkörper des Substrats dar. Die Verbindungskanäle werden typischerweise in den zweiten Teilkörper des Substrats gebohrt, d.h. es handelt sich bei den Verbindungskanälen um Bohrungen.
In dem Substrat ist in der Regel eine Anzahl von z.B. zehn oder mehr Kühlkanälen gebildet, die jeweils eine vergleichsweise geringe Querschnittsfläche aufweisen. Beim Bohren der Verbindungskanäle, die in der Regel zudem eine vergleichsweise große Länge bzw. Tiefe aufweisen, besteht daher ein fertigungstechnisches Risiko, dass es beim Bohren zu einer Beschädigung des zweiten Teilkörpers des Substrats kommt.
Bei einer Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein jeweiliger Verbindungskanal mit mindestens zwei, insbesondere mit genau zwei Kühlkanälen verbunden. Auf diese Weise kann die Querschnittsfläche des Verbindungskanals unmittelbar benachbart zu dem Kühlkanal auf mindestens die doppelte Querschnittsfläche vergrößert werden, wodurch das Fertigungsrisiko beim Bohren der Verbindungskanäle gesenkt werden kann.
Bei einerweiteren Weiterbildung verringert sich ein Querschnitt eines jeweiligen Verbindungskanals ausgehend von der Grenzfläche insbesondere stufenweise. Für den Fall, dass die Abstände zwischen benachbarten Verbindungskanälen vergleichsweise klein sind und die mit einem Fluiddruck beaufschlagten Flächen der Verbindungskanäle aufgrund des vergleichsweise großen Querschnitts der Verbindungskanäle vergleichsweise groß, kann es günstig sein, den Bohrungsdurchmesser der Verbindungskanäle zu verändern, insbesondere ausgehend von der Grenzfläche zu verringern. Die Verringerung des Querschnitts eines jeweiligen Verbindungskanals kann insbesondere gestuft erfolgen, d.h. der Verbindungskanal weist eine oder ggf. mehrere Stufen auf, an denen der Querschnitt des Verbindungskanals stufenweise abnimmt. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Querschnitt eines jeweiligen Verbindungskanals kontinuierlich zu verändern bzw. zu verringern.
Bei einer weiteren Ausführungsform schließt sich die Verteilerkammer an den Abschnitt des Verteilers mit den Verbindungskanälen des Verteilers an und/oder die Sammelkammer schließt sich an den Abschnitt des Sammlers mit den Verbindungskanälen des Sammlers an. In diesem Fall wird mit Hilfe der Verbindungskanäle die Verteilerkammer/Sammelkammer in Dickenrichtung des Substrats von der Oberfläche mit der reflektierenden Beschichtung bzw. von der Grenzfläche zwischen den beiden Teilkörpern beabstandet. Durch den größeren Abstand von der Oberfläche wirken sich durch die Ausbeulung der jeweiligen Kammer aufgrund des Drucks des Kühlfluids verursachte Deformationen des Substrats weniger stark auf die Geometrie der Oberfläche aus als in dem weiter oben beschriebenen Fall, bei dem die Verteilerkammer/Sammelkammer sich unmittelbar an die Grenzfläche anschließt. Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform erstrecken sich die Verteilerkammer und/oder die Sammelkammer entlang einer weiteren Grenzfläche zwischen dem zweiten Teilkörper und einem dritten Teilkörper des Substrats, der an der weiteren Grenzfläche mit dem zweiten Teilkörper zusammengesetzt ist. Die weitere Grenzfläche kann sich insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Grenzfläche erstrecken, an welcher der erste Teilkörper mit dem zweiten Teilkörper zusammengesetzt ist. Auf diese Weise wird die Verteilerkammer bzw. die Sammelkammer in Dickenrichtung des Substrats von der Grenzfläche zu der weiteren Grenzfläche versetzt. Die weitere Grenzfläche wird in der Regel benötigt, da die Verteilerkammer bzw. die Sammelkammer sich aufgrund der trichterförmigen Geometrie nicht ohne weiteres nur in dem zweiten Teilkörper realisieren lässt, sofern diese in Dickenrichtung von der Grenzfläche versetzt werden soll.
Bei einer weiteren Ausführungsform münden die Verbindungskanäle des Verteilers in einen gemeinsamen Einlasskanal, der mit dem Kühlmitteleinlass verbunden ist, und/oder die Verbindungskanäle des Sammlers münden in einen gemeinsamen Auslasskanal, der mit dem Kühlmittelauslass verbunden ist. Der Einlasskanal bzw. der Auslasskanal sind typischerweise als Bohrungen in dem zweiten Teilkörper ausgebildet. Der Einlasskanal bzw. der Auslasskanal können insbesondere im Wesentlichen parallel zur Grundfläche des zweiten Teilkörpers bzw. des Substrats verlaufen, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Der Einlasskanal bzw. der Auslasskanal können eine Querbohrung in dem zweiten Teilkörper bilden, in welche die Verbindungskanäle münden. Der Kühlmitteleinlass bzw. der Kühlmittelauslass können in Form von Öffnungen an den freien Enden des Einlasskanals bzw. des Auslasskanals ausgebildet sein.
Bei einerweiteren Ausführungsform sind der Kühlmitteleinlass und/oder der Kühlmittelauslass in dem zweiten Teilkörper und/oder in dem dritten Teilkörper des Substrats gebildet. Der Kühlmitteleinlass bzw. der Kühlmittelauslass kann beispielsweise eine Öffnung in einer Seitenfläche des zweiten und/oder des dritten Teilkörpers bilden, es ist aber auch möglich, dass der Kühlmitteleinlass und/oder der Kühlmittelauslass an der Unterseite des Substrats, d.h. an der der Grenzfläche bzw. der weiteren Grenzfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats gebildet ist. Im Bereich des Kühlmitteleinlasses bzw. des Kühlmittelauslasses ist das Substrat typischerweise derart geformt, dass sich eine Kühlmittelleitung auf einfache Weise mit dem Kühlmitteleinlass bzw. mit dem Kühlmittelauslass verbinden lässt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Querschnitt eines jeweiligen Kühlkanals der Mehrzahl von Kühlkanälen auf den ersten Teilkörper und auf den zweiten Teilkörper aufgeteilt. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist es möglich, die Querschnittsfläche der Kühlkanäle bzw. eines oder mehrerer der Kühlkanäle auf die beiden Teilkörper aufzuteilen. Der Kühlkanal verläuft in diesem Fall in der Regel nicht in bzw. nicht parallel zur in der Regel planen Grenzfläche.
Bei einerweiteren Ausführungsform ist die Oberfläche des Substrats, auf welche die reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, gekrümmt und/oder der Kühlkanal selbst ist (in Dickenrichtung des Substrats) gekrümmt, wobei der gekrümmte Kühlkanal bevorzugt einen konstanten Abstand zu der gekrümmten Oberfläche aufweist. Bei einem derartigen Substrat ist die weiter oben beschriebene Aufteilung des Querschnitts des Kühlkanals auf die beiden Teilkörper insbesondere für den Fall günstig, dass die Grenzfläche selbst nicht der Krümmung der Oberfläche folgt und z.B. plan ausgebildet ist. In diesem Fall kann durch die Aufteilung des Querschnitts auf die beiden Teilkörper sichergestellt werden, dass trotz der plan verlaufenden Grenzfläche der gekrümmte Kühlkanal der gekrümmten Oberfläche folgt, so dass der Kühlkanal in einem konstanten Abstand zur gekrümmten Oberfläche verläuft. In diesem Fall wird in der Regel nicht nur in den ersten Teilkörper, sondern auch in den zweiten Teilkörper eine rillenförmige Vertiefung eingebracht, die eine Krümmung aufweist, die der Krümmung der Oberfläche folgt. Der Kühlkanal wird in diesem Fall gebildet, indem eine entsprechend gekrümmte rillenförmige Vertiefung in dem ersten Teilkörper mit der rillenförmigen Vertiefung in dem zweiten Teilkörper entlang der Grenzfläche zusammengesetzt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der gekrümmte Kühlkanal einen über seine Länge konstanten Kanalquerschnitt aufweist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine optische Anordnung, beispielsweise ein EUV-Lithographiesystem, umfassend: mindestens ein optisches Element, das wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist, sowie eine Kühleinrichtung, die zum Durchströmen der Mehrzahl von Kühlkanälen mit einem Kühlmittel ausgebildet ist. Bei dem EUV-Lithographiesystem kann es sich um eine EUV-Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers oder um eine andere optische Anordnung handeln, die EUV-Strahlung verwendet, beispielsweise um ein EUV-lnspektionssystem, z.B. zur Inspektion von in der EUV-Lithographie verwendeten Masken, Wafern oder dergleichen. Bei dem reflektierenden optischen Element kann es sich insbesondere um einen Spiegel eines Projektionssystems einer EUV-Lithographieanlage handeln. Die Kühleinrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, eine Kühlmittel in Form eines Kühlfluids, beispielsweise einer Kühlflüssigkeit, z.B. in Form von Kühlwasser oder dergleichen, durch die Kühlkanäle strömen zu lassen. Die Kühleinrichtung kann zu diesem Zweck ggf. eine Pumpe sowie geeignete Zuführungs- und Abführungsleitungen aufweisen. Bei der optischen Anordnung kann es sich auch um ein Lithographiesystem für einen anderen Wellenlängenbereich, z.B. für den DUV-Wellenlängenbereich, handeln, beispielsweise um eine DUV-Lithographieanlage oder um ein Inspektionssystem zur Inspektion von Masken, Wafern oder dergleichen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelich tungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Spiegels, der eine Mehrzahl von Kühlkanälen sowie eine Verteilerkammer und eine Sammelkammer aufweist, die entlang einer Grenzfläche zwischen zwei Teilkörpern eines Substrats verlaufen,
Fig. 3a, b schematische Darstellungen eines Spiegels, bei dem die
Verteilerkammer und die Sammelkammer nur in dem zweiten Teilkörper gebildet sind und sich in Dickenrichtung des Substrats erstrecken,
Fig. 4a, b schematische Darstellungen eines Spiegels mit einer
Verteilerkammer und einer Sammelkammer, die entlang einer weiteren Grenzfläche zwischen dem zweiten Teilkörper und einem dritten Teilkörper des Substrats verlaufen,
Fig. 5a-c schematische Darstellungen eines Spiegels mit in Dickenrichtung verlaufenden Verbindungskanälen, um die Kühlkanäle mit einem Einlasskanal des Verteilers zu verbinden, sowie Fig. 6a, b schematische Darstellungen eines Spiegels analog zu Fig. 5a-c, der eine gekrümmte Oberfläche aufweist und bei dem die Kühlkanäle einen Querschnitt aufweisen, der sowohl in dem ersten Teilkörper als auch in dem zweiten Teilkörper verläuft.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf Fig. 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer optischen Anordnung für die EUV-Lithographie in Form einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie von deren Bestandteilen ist hierbei nicht einschränkend zu verstehen.
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.
Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelich tungsanlage 1 hat neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 eine Be leuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objekt-ebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.
In Fig. 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der Fig. 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst ein Projektionssystem 10. Das Projektionssystem 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln. Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektorspiegel 17 gebündelt. Bei dem Kollektorspiegel 17 kann es sich um einen Kollektorspiegel mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektorspiegels 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, Gl), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektorspiegel 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektorspiegel 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektorspiegel 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21 , welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der Fig. 1 nur beispielhaft einige dargestellt. Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet. Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
Das Projektionssystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Beispiel umfasst das Projektionssystem 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei dem Projektionssystem 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Das Projektionssystem 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,4 oder 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, eine hoch reflektierende Beschichtung für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen.
Fig. 2 zeigt beispielhaft einen Spiegel M4 des Projektionssystems 10, der ein Substrat 25 aufweist, das aus einem ersten Teilkörper 26a und einem zweiten Teilkörper 26b gebildet ist. Der erste, im gezeigten Beispiel plattenförmige Teilkörper 26a und der zweite Teilkörper 26b, der einen Grundkörper des Substrats 25 bildet, sind an einer gemeinsamen Grenzfläche 27 zusammengesetzt bzw. miteinander verbunden, bei der es sich im gezeigten Beispiel um eine plane Fläche handelt, was aber nicht zwingend erforderlich ist. Die Verbindung zwischen den beiden Teilkörpern 26a, b ist durch ein herkömmliches Füge- bzw. Bonding-Verfahren, z.B. durch Hochtemperatur- oder Niedertemperaturbonden oder durch Ansprengen hergestellt. Das Material des ersten Teilkörpers 26a und des zweiten Teilkörpers 26b kann identisch sein, es kann sich aber auch um unterschiedliche Materialien handeln. Im gezeigten Beispiel handelt es sich sowohl bei dem Material des ersten Teilkörpers 26a als auch bei dem Material des zweiten Teilkörpers 26b um Ultra Low Expansion Glass (ULE®). Das Substrat 25 bzw. die beiden Teilkörper 26a, b können auch aus einem anderen Material gebildet sein, das einen möglichst niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, beispielsweis aus einer Glaskeramik, z.B. aus Zerodur®.
An einer der Grenzfläche 27 abgewandten, frei liegenden Oberfläche 28 des ersten Teilkörpers 26a ist eine reflektierende Beschichtung 29 aufgebracht. Ein Teilbereich 30 der Oberfläche 28, der sich innerhalb der reflektierenden Beschichtung 29 befindet, wird von der EUV-Strahlung 16 des Projektionssystems 10 getroffen und bildet einen optisch genutzten Teilbereich der reflektierenden Beschichtung 29. Die reflektierende Beschichtung 29 kann beispielsweise eine Mehrzahl von Schichtpaaren aus Materialien mit jeweils unterschiedlichem Realteil des Brechungsindexes aufweisen, die bei einer Wellenlänge der EUV-Strahlung 16 von 13,5 nm beispielsweise aus Si und Mo gebildet sein können. Die Oberfläche 28 des ersten Teilkörpers 26a ist in Fig. 2 als plane Fläche dargestellt, diese kann aber auch eine Krümmung aufweisen.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist in dem Substrat 25 im Bereich der Grenzfläche 27 eine Mehrzahl von Kühlkanälen 31 gebildet, die unterhalb der Oberfläche 28 verlaufen, auf welche die reflektierende Beschichtung 29 aufgebracht ist. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel sind ca. zwanzig Kühlkanäle 31 vorhanden, die sich unter der Oberfläche 28 zwischen einem Verteiler 32 und einem Sammler 33 erstrecken, die an gegenüberliegenden Seiten des optisch nutzbaren Teilbereichs 30 der reflektierenden Beschichtung 29 angeordnet sind. Die Kühlkanäle 31 sind bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel parallel zueinander ausgerichtet. Der Verteiler 32 weist in dem Beispiel von Fig. 2 eine Verteilerkammer 32a auf, welche die Mehrzahl der Kühlkanäle 31 mit einem gemeinsamen Kühlmitteleinlass 34 verbindet, der eine Öffnung in dem zweiten Teilkörper 29b bildet. Entsprechend bildet der Sammler 33 eine Sammelkammer, welche die Mehrzahl von Kühlkanälen 31 mit einem gemeinsamen Kühlmittelauslass 35 verbindet, der ebenfalls als Öffnung in dem zweiten Teilkörper 29b ausgebildet ist.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, erweitert sich die Verteilerkammer 32a ausgehend von dem Kühlmitteleinlass 34 trichterförmig bis zu den Enden der Kühlkanäle 31 , welche in die Verteilerkammer 32a münden. Entsprechend verengt sich die Sammelkammer 33a ausgehend von den Enden der Kühlkanäle 33 trichterförmig bis zu dem Kühlmittelauslass 35. Die Verteilerkammer 32a und die Sammelkammer 33a erstrecken sich entlang der Grenzfläche 27 und sind in Dickenrichtung des Substrats 25 so flach als möglich ausgebildet. Die Verteilerkammer 32a und die Sammelkammer 33a erstrecken sich bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel sowohl in den ersten Teilkörper 26a als auch in den zweiten Teilkörper 26b hinein. Die Verteilerkammer 32a und die Sammelkammer 33a weisen eine im Wesentlichen dreieckige, strömungsoptimierte Geometrie auf, um möglichst eine Gleichverteilung des Kühlmittels auf alle Kühlmittelkanäle 31 sowie eine möglichst geringe dynamische Anregung durch die Strömung des Kühlwassers zu erreichen.
Für die Zuführung des Kühlmittels zu dem Kühlmitteleinlass 34 sowie für das Abführen des Kühlmittels von dem Kühlmittelauslass 35 weist die Projektionsbelichtungsanlage 1 eine Kühleinrichtung 36 auf, die schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Die Kühleinrichtung 36 dient im gezeigten Beispiel zur Zuführung eines Kühlmittels in Form von Kühlwasser zu den Kühlkanälen 31 bzw. zu dem Spiegel M4 und weist zu diesem Zweck eine nicht bildlich dargestellte Zuführungsleitung auf, die mit dem Kühlmitteleinlass 34 fluiddicht verbunden ist. Die Kühleinrichtung 36 weist auch eine nicht bildlich dargestellte Abführungsleitung auf, um das Kühlwasser von dem Kühlmittelauslass 35 abzuführen. Auch die anderen Spiegel M1-M3, M5, M6 des Projektionssystems 10 können zur Kühlung mit der Kühleinrichtung 36 oder ggf. mit weiteren zu diesem Zweck vorgesehenen Kühleinrichtungen verbunden werden.
Der Druck des Kühlwassers, das durch die Verteilerkammer 32a bzw. durch die Sammelkammer 33a strömt, kann zu einer Ausbeulung des Substrats 25 führen, die eine Veränderung der Geometrie der Oberfläche 28 zur Folge hat. Aufgrund der relativen Nähe der Verteilerkammer 32a bzw. der Sammelkammer 33a zum optisch genutzten Teilbereich 30 der Oberfläche 28 kann auf diese Weise eine unerwünschte Deformation des optisch genutzten Teilbereichs 30 entstehen.
Um die Auswirkungen des Ausbeulens der Verteilerkammer 32a bzw. der Sammelkammer 33a auf den optisch genutzten Teilbereich 30 der reflektierenden Beschichtung 29 zu verringern, erstrecken sich bei dem in Fig. 3a, b gezeigten Spiegel M4 der Verteiler 32 bzw. die Verteilerkammer 32a sowie der Sammler 33 bzw. die Sammelkammer 33a ausgehend von der Grenzfläche 27 nur in den zweiten Teilkörper 26a des Substrats 25 hinein. Grundsätzlich ist es möglich, dass sich die Verteilerkammer 32a bzw. die Sammelkammer 32b ausgehend von der Grenzfläche 27 geringfügig in den ersten Teilkörper 26a hinein erstrecken, um die Kühlkanäle 31 an deren Enden zusätzlich auch in dem ersten Teilkörper 26a miteinander zu verbinden. Wie in Fig. 3a zu erkennen ist, erstreckt sich die Verteilerkammer 32a ausgehend von dem Kühlmitteleinlass 34, der an der Unterseite des Substrats 25 gebildet ist, bis zur Grenzfläche 27. Entsprechend erstreckt sich auch die in Fig. 3a, b nicht bildlich dargestellte Sammelkammer 33a ausgehend von der Grenzfläche 27 bis zum Kühlmittelauslass 35, der ebenfalls an der Unterseite des Substrats 25 gebildet ist.
Die Verteilerkammer 32a, genauer gesagt eine Mittelebene M der Verteilerkammer 32a, ist hierbei parallel zur Dickenrichtung Z des Substrats 25 ausgerichtet. Wie in dem Teilschnitt von Fig. 3a zu erkennen ist, verläuft die Mittelebene M in Z-Richtung und in X-Richtung. Die Verteilerkammer 32a ist im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zur Mittelebene M ausgebildet. Die Mittelebene M verläuft auch durch den Kühlmitteleinlass 34, der eine Öffnung in der Unterseite des zweiten Teilkörpers 26b bildet. Die Unterseite des zweiten Teilkörpers 26b erstreckt sich hierbei senkrecht zur Dickenrichtung Z in einer XY-Ebene eines XYZ-Koordinatensystems. Auf diese Weise verringert sich die Fläche der Verteilerkammer 32a erheblich, die sich aufgrund des Fluiddrucks parallel zur Oberfläche 28 bzw. zum optisch genutzten Teilbereich 30 der Oberfläche 28 des Spiegels M4 ausbeulen kann. Durch das Verkippen des Verteilers 32 bzw. des Sammlers 33 in den zweiten Teilkörper 26b hinein können daher Deformationen des optisch genutzten Teilbereichs 30 an der Oberfläche 28 des Spiegels M4 reduziert werden.
Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Verteilerkammer 32a in Dickenrichtung Z des Substrats 25 verläuft, vielmehr kann die Verteilerkammer 32a, genauer gesagt deren Mittelebene M, auch unter einem Winkel a zur Dickenrichtung Z ausgerichtet sein, der in der Regel bei nicht mehr als ca. 30° liegen sollte. Der in dem Teilschnitt von Fig. 3a nicht zu erkennende Sammler 33 bzw. die Sammelkammer 33a ist im gezeigten Beispiel baugleich zu dem Verteilter 32 bzw. der Verteilerkammer 33a an der in Y-Richtung gegenüberliegenden Seite des optisch wirksamen Teilbereichs 30 der Oberfläche 28 des Substrats 25 ausgebildet. Eine baugleiche Ausbildung ist aber nicht zwingend erforderlich. Es kann z.B. aus strömungstechnischen Gründen vorteilhaft sein, wenn der Verteiler 32 bzw. die Verteilerkammer 32a und der Sammer 33 bzw. die Sammelkammer 33a eine unterschiedliche Geometrie aufweisen.
Wie insbesondere in Fig. 3b zu erkennen ist, verlaufen sowohl die Verteilerkammer 32a als auch die Sammelkammer 33a in Z-Richtung unterhalb eines nicht von der reflektierenden Beschichtung 29 bedeckten Teilbereichs 37 der Oberfläche 28, insbesondere auch nicht unterhalb des optisch genutzten Teilbereichs 30 der Oberfläche 28. Auf diese Weise wird der Abstand der in Fig. 3a zu erkennenden dreieckigen druckbeaufschlagten Fläche, die innerhalb der Verteilerkammer 32a gebildet ist und ausbeulen kann, zum optisch wirksamen Teilbereich 30 der Oberfläche 28 vergrößert. Eine solche Anordnung ist grundsätzlich auch bei dem in Fig. 2 gezeigten Spiegel M4 möglich, bei dem die Verteilerkammer 32a bzw. die Sammelkammer 33a sich entlang der Grenzfläche 27 zwischen den beiden Teilkörpern 26a, b erstrecken, da der Bauraum in lateraler Richtung bei dem in Fig. 2 gezeigten Spiegel M4 zu diesem Zweck ausreichend ist.
Bei dem in Fig. 4a, b dargestellten Spiegel M4 weist das Substrat 25 zusätzlich zu dem ersten und zweiten Teilkörper 26a, b einen dritten Teilkörper 26c auf.
Der dritte Teilkörper 26c ist mit dem zweiten Teilkörper 26b an einer weiteren Grenzfläche 38 verbunden bzw. zusammengesetzt und ist ebenfalls aus ULE ® gebildet. Die Verbindung kann wie die weiter oben beschriebene Verbindung an der Grenzfläche 27 zwischen dem ersten und dem zweiten Teilkörper 26a, b ausgebildet sein. Der in Fig. 4a, b gezeigte Sammler 32 weist einen sich an die Grenzfläche 27 zwischen dem ersten und dem zweiten Teilkörper 26a, b anschließenden Abschnitt 39 auf, der sich ausgehend von der Grenzfläche 27 in den zweiten Teilkörper 26b des Substrats 25 erstreckt. In dem Abschnitt 39 des Verteilers 32, der sich an die Grenzfläche 27 anschließt, sind Verbindungskanäle 40 gebildet, die sich in Dickenrichtung Z des Substrats 25 erstrecken. Wie bei dem in Fig. 3a, b beschriebenen Beispiel ist es auch in Fig. 4a, b nicht zwingend erforderlich, dass die Verbindungskanäle 40 in Dickenrichtung Z des Substrats 25 ausgerichtet sind, vielmehr ist wie in Fig. 3a, b auch eine Ausrichtung der Verbindungskanäle 40 unter einem Winkel a von typischerweise nicht mehr als 30° zur Dickenrichtung Z möglich. Grundsätzlich kann es auch von Vorteil sein, wenn der Winkel a, unter dem die Verbindungskanäle 40 zur Dickenrichtung Z des Substrats 25 ausgerichtet sind, in dem Substrat 25 variiert.
Bei dem in Fig. 4a, b gezeigten Beispiel ist ein jeweiliger Verbindungskanal 40 mit genau einem Kühlkanal 31 verbunden und setzt diesen in den zweiten Teilkörper 26b nach unten hin fort. Mit anderen Worten wird ein jeweiliger Kühlkanal 31 durch einen diesem zugeordneten Verbindungskanal 40 von einer Ausrichtung parallel zur Grenzfläche 27 in den zweiten Teilkörper 26b hinein umgelenkt. Die Verbindungskanäle 40 verlaufen bei dem in Fig. 4a, b gezeigten Beispiel unterhalb eines nicht von dem optisch wirksamen Teilbereich 30 überdeckten Teilbereichs der Oberfläche 28.
Die Verteilung des Kühlmittels auf die einzelnen Kühlkanäle 31 erfolgt bei dem in Fig. 4a, b gezeigten Beispiel über eine Verteilerkammer 32a, die sich an die Verbindungskanäle 40 anschließt. Die Verbindungskanäle 40 münden in der Verteilerkammer 32a, welche die Verbindungskanäle 40 mit dem Kühlmitteleinlass 34 verbindet. Die Verteilerkammer 32a erstreckt sich bei dem in Fig. 4a, b gezeigten Beispiel entlang der weiteren Grenzfläche 38 zwischen dem zweiten und dem dritten Teilkörper 26b, c des Substrats 25. Die weitere Grenzfläche 38 erstreckt sich im gezeigten Beispiel in einer Ebene, die parallel zur Grundfläche des dritten Teilkörpers 26c verläuft, eine solche Ausrichtung ist aber nicht zwingend erforderlich. Der Kühlmitteleinlass 34 bildet eine Öffnung, die durch den dritten Teilkörper 26c hindurch verläuft und an der Unterseite des Substrats 25 endet. Alternativ kann der Kühlmitteleinlass 34 in dem zweiten Teilkörper 26b gebildet sein. Bei dem in Fig. 4a, b gezeigten Spiegel M4 kann die Fläche der trichterförmigen Verteilerkammer 32a weiter von der Oberfläche 28 des Substrats 25 beabstandet werden als dies bei dem in Fig. 3a, b gezeigten Spiegel M4 der Fall ist. Der Sammler 33 ist analog zu dem Verteiler 32 ausgebildet.
Bei dem in Fig. 4a, b gezeigten Spiegel M4 ist eine weitere Grenzfläche 38 erforderlich, um die in Z-Richtung verlaufenden Verbindungskanäle 40 mit dem Kühlmitteleinlass 34 zu verbinden.
Bei dem in Fig. 5a-c gezeigten Spiegel M4 werden die Verbindungskanäle 40 des Verteilers 32 mit einem gemeinsamen Einlasskanal 41 verbunden. Der Einlasskanal 41 ist bei dem in Fig. 5a-c gezeigten Spiegel M4 als Querbohrung bzw. als Sackbohrung in dem zweiten Teilkörper 26b ausgebildet. Die Verbindungskanäle 40 zweigen von dem gemeinsamen Einlasskanal 41 nach oben (in Z-Richtung) hin zur Oberfläche 28 des ersten Teilkörpers 26a ab. Der Kühlmitteleinlass 41 bildet bei dem in Fig. 5a-c gezeigten Beispiel eine Öffnung des Einlasskanals 41 , die an einer Seitenfläche des zweiten Teilkörpers 26b des Substrats 25 gebildet ist. Der Sammler 33 ist baugleich zum Verteiler 32 ausgebildet und weist ebenfalls Verbindungskanäle 40 auf, die in einen gemeinsamen Auslasskanal 42 münden, der in Fig. 5a-c von dem Substrat 25 verdeckt wird und mit dem Kühlmittelauslass 35 verbunden ist.
Sowohl bei dem in Fig. 4a, b als auch bei dem in Fig. 5a-c gezeigten Spiegel M4 sind die Verbindungskanäle 40 als Bohrungen in dem zweiten Teilkörper 26b des Substrats 25 ausgebildet. Für den Fall, dass wie in Fig. 4a, b bzw. in Fig. 5a-c viele Verbindungskanäle 40 vorhanden sind, die sich vergleichsweise tief in den zweiten Teilkörper 26b hinein erstrecken, besteht ein erhebliches Fertigungsrisiko, dass beim Bohren der zweite Teilkörper 26b ggf. bei der Fierstellung der Verbindungskanäle 40 beschädigt oder im schlimmsten Fall zerstört wird. Um diese Risiko zu verringern, ist bei dem in Fig. 5b gezeigten Beispiel ein jeweiliger Verbindungskanal 40 nicht mit einem, sondern mit jeweils zwei benachbarten Kühlkanälen 31 verbunden. Auf diese Weise können die Verbindungskanäle 40 mit einem größeren Querschnitt gefertigt werden als dies bei dem in Fig. 5a gezeigten Beispiel der Fall ist. Gegebenenfalls können auch mehr als zwei in der Regel benachbarte Kühlkanäle 31 mit ein- und demselben Verbindungskanal 40 verbunden werden, um das Fertigungsrisiko weiter zu verringern.
Für den Fall, dass die druckbeaufschlagten Querschnittsflächen der Verbindungskanäle 40 zu groß und/oder die zwischen den Verbindungskanälen 40 liegenden Rippen in dem Substrat 25 zu klein sind, ist es günstig, die Verbindungskanäle 40 in Form von gestuften Bohrungen auszuführen, wie dies in Fig. 5c dargestellt ist. Die Verbindungskanäle 40 weisen in diesem Fall unmittelbar benachbart zur der Grenzfläche 27 eine erste Querschnittsfläche A1 auf, die ausreichend ist, um einen jeweiligen Verbindungskanal 40 mit jeweils zwei der Kühlkanäle 31 zu verbinden. An einer Stufe wird die erste Querschnittsfläche A1 auf eine zweite, kleinere Querschnittsfläche A2 reduziert, wodurch der Abstand zwischen zwei jeweils benachbarten Verbindungskanälen 40 zunimmt. Ein jeweiliger Verbindungskanal 40 kann ggf. auch zwei oder mehr Stufen aufweisen, um die Querschnittsfläche A1, A2, ... ausgehend von der Grenzfläche 27 zu dem Eintrittskanal 41 zu reduzieren. Eine Reduzierung der Querschnittsfläche A1 , A2, ... eines jeweiligen Verbindungskanals 40 von der Grenzfläche 27 zu der Verteilerkammer 32a ist auch bei dem in Fig. 4a, b gezeigten Spiegel M4 möglich.
Fig. 6a, b zeigen einen Schnitt durch ein Substrat 25 eines Spiegels M4, bei dem der Verteiler 32 und der Sammler 33 wie in Fig. 5a ausgebildet sind. Bei dem Spiegel M4 von Fig. 6a, b ist ein jeweiliger Verbindungskanal 40 des Verteilers mit einem gemeinsamen Einlasskanal 41 verbunden und zweigt von diesem zur Oberfläche 28 des ersten Teilkörpers 26a hin ab. Der Einlasskanal 41 ist mit einem in Fig. 6a, b nicht bildlich dargestellten Kühlmitteleinlass verbunden. Der Sammler ist baugleich ausgebildet und weist Verbindungskanäle 40 zu den Kühlkanälen 31 auf, die in einen gemeinsamen Auslasskanal 42 münden, der mit einem in Fig. 6a, b nicht bildlich dargestellten Kühlmittelauslass verbunden ist.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 5a gezeigten Spiegel M4 weist der Kühlkanal 31 bei dem in Fig. 6a, b gezeigten Beispiel einen Querschnitt auf, der auf die beiden Teilkörper 26a, b aufgeteilt ist, d.h. die plane Grenzfläche 27 zwischen den beiden Teilkörpern 26a, b verläuft durch den Querschnitt bzw. die Querschnittsfläche AK des Kühlkanals 31 hindurch. Der Kühlkanal 31 setzt sich somit aus einer in dem ersten Teilkörper 26a gebildeten ersten rillenförmigen Vertiefung 43a und aus einer in dem zweiten Teilkörper 26b gebildeten zweiten rillenförmigen Vertiefung 43b zusammen. Eine solche Aufteilung des Querschnitts des Kühlkanals 31 auf die beiden Teilkörper 26a, b ist insbesondere günstig, wenn die Oberfläche 28 des Substrats 25 gekrümmt ist, wie dies in Fig. 6a, b der Fall ist.
Auch in diesem Fall sollte der Abstand D des Kühlkanals 31 von der gekrümmten Oberfläche 28 über die Länge des Kühlkanals 31 im Wesentlichen konstant sein. Dies erfordert es, dass der Kühlkanal 31 gekrümmt ist, wobei die Krümmung des Kühlkanals 31 der Krümmung der Oberfläche 28 folgt bzw. dieser entspricht. Da die Grenzfläche 27 zwischen den beiden Teilkörpern 26a, b plan ist, lässt sich ein Kühlkanal 31 mit einer über die Länge des Kühlkanals 31 konstanten Querschnittsfläche AK in diesem Fall nur realisieren, wenn nicht nur in dem ersten Teilkörper 26a eine erste, gekrümmte rillenförmige Vertiefung 43a, sondern auch in dem zweiten Teilkörper 26b eine zweite, gekrümmte rillenförmige Vertiefung 43b gebildet wird, wie dies in Fig. 6a, b gezeigt ist. Es versteht sich, dass auch die Kühlkanäle 31 der weiter oben in Zusammenhang mit Fig. 2, Fig. 3a, b Fig. 4a, b und Fig. 5b, c beschriebenen Spiegel M4 auf entsprechende Weise ausgebildet sein können, d.h. dass deren Querschnitt auf die beiden Teilkörper 26a, b aufgeteilt werden kann.
An Stelle eines einzigen Verteilers 32 bzw. eines einzigen Sammlers 33 können ggf. in dem Substrat 25 auch mehrere Verteiler 32 bzw. Sammler 33 gebildet sein, um jeweils eine Mehrzahl von Kühlkanälen 31, die unterhalb der Oberfläche 28 mit der reflektierenden Beschichtung 29 verlaufen, mit einem jeweiligen Kühlmitteleinlass 34 bzw. mit einem jeweiligen Kühlmittelauslass 35 zu verbinden. Grundsätzlich ist es jedoch günstig, wenn an dem Substrat 25 nur ein einziger Kühlmitteleinlass 34 und nur ein einziger Kühlmittelauslass 35 gebildet sind.
An Stelle einer reflektierenden Beschichtung 29 für EUV-Strahlung 16 kann auf das weiter oben beschriebene optische Element auch eine reflektierende Beschichtung für Strahlung in einem anderen Wellenlängenbereich aufgebracht werden, beispielsweise für den DUV-Wellenlängenbereich. Für ein solches reflektierendes optisches Element sind die Anforderungen an die thermische Ausdehnung des Substrats 25 in der Regel geringer, so dass andere als die weiter oben beschriebenen Substrat-Materialien verwendet werden können, beispielsweise herkömmliches Quarzglas („fused silica“).

Claims

Patentansprüche
1. Optisches Element (M4) zur Reflexion von Strahlung, insbesondere zur Reflexion von EUV-Strahlung (16), umfassend: ein Substrat (25), das einen ersten Teilkörper (26a) und einen zweiten Teilkörper (26b) aufweist, die an einer Grenzfläche (27) zusammengesetzt sind, eine reflektierende Beschichtung (29), die auf eine Oberfläche (28) des ersten Teilkörpers (26a) aufgebracht ist, eine Mehrzahl von Kühlkanälen (31), die in dem Substrat (25) im Bereich der Grenzfläche (27) unterhalb der Oberfläche (28) verlaufen, auf welche die reflektierende Beschichtung (29) aufgebracht ist, einen in dem Substrat (25) gebildeten Verteiler (32) zur Verbindung eines Kühlmitteleinlasses (34) mit der Mehrzahl von Kühlkanälen (31), sowie einen in dem Substrat (25) gebildeten Sammler (33) zur Verbindung der Mehrzahl von Kühlkanälen (31) mit einem Kühlmittelauslass (35), dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (32) und/oder der Sammler (33) sich ausgehend von der Grenzfläche (27) weiter in den zweiten Teilkörper (26b) des Substrats (25) als in den ersten Teilkörper (26a) des Substrats (25) erstrecken.
2. Optisches Element nach Anspruch 1 , bei dem der Verteiler (32) und/oder der Sammler (33) in dem zweiten Teilkörper (26b) zumindest in einem von der Grenzfläche (27) ausgehenden Abschnitt (39) unter einem Winkel (a) von nicht mehr als 30° in Bezug auf eine Dickenrichtung (Z) des Substrats (25) ausgerichtet sind.
3. Optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Verteiler (32) und/oder der Sammler (33) in dem zweiten Teilkörper (26b) zumindest in einem von der Grenzfläche (27) ausgehenden Abschnitt (39) unterhalb eines nicht von der reflektierenden Beschichtung (29) bedeckten Teilbereichs (37) der Oberfläche (28) verlaufen.
4. Optisches Element nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Verteiler (32) eine Verteilerkammer (32a) aufweist, die sich ausgehend von dem Kühlmitteleinlass (34) erweitert und/oder bei dem der Sammler (33) eine Sammelkammer (33a) aufweist, die sich in Richtung auf den Kühlmittelauslass (35) verjüngt.
5. Optisches Element nach Anspruch 4, bei dem sich die Verteilerkammer (32a) ausgehend von dem Kühlmitteleinlass (33) bis zur Grenzfläche (27) erstreckt und/oder bei dem sich die Sammelkammer (33a) ausgehend von der Grenzfläche (27) bis zum dem Kühlmittelauslass (35) erstreckt.
6. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Verteiler (32) und/oder der Sammler (33) einen von der Grenzfläche (27) ausgehenden Abschnitt (39) mit Verbindungskanälen (40) zur Verbindung jeweils mindestens eines Kühlkanals (31) mit dem Kühlmitteleinlass (34) oder mit dem Kühlmittelauslass (35) aufweist.
7. Optisches Element nach Anspruch 6, bei dem ein jeweiliger Verbindungskanal (40) mit mindestens zwei, insbesondere mit genau zwei Kühlkanälen (31) verbunden ist.
8. Optisches Element nach Anspruch 6 oder 7, bei dem ein Querschnitt (A1 ,
A2) eines jeweiligen Verbindungskanals (40) sich ausgehend von der Grenzfläche (27) insbesondere stufenweise verringert.
9. Optisches Element nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Verteilerkammer (32a) sich an den Abschnitt des Verteilers (32) mit den Verbindungskanälen (40) des Verteilers (32) anschließt und/oder bei dem die Sammelkammer (33a) sich an den Abschnitt des Sammlers (33) mit den Verbindungskanälen (40) des Sammlers (33) anschließt.
10. Optisches Element nach Anspruch 9, bei dem die Verteilerkammer (32a) und/oder die Sammelkammer (33a) sich entlang einer weiteren Grenzfläche (38) zwischen dem zweiten Teilkörper (26b) und einem dritten Teilkörper (26c) des Substrats (25) erstrecken, der an der weiteren Grenzfläche (38) mit dem zweiten Teilkörper (26b) zusammengesetzt ist.
11. Optisches Element nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Verbindungskanäle (40) des Verteilers (32) in einen gemeinsamen Einlasskanal (41) münden, der mit dem Kühlmitteleinlass (34) verbunden ist, und/oder bei dem die Verbindungskanäle (40) des Sammlers (33) in einen gemeinsamen Auslasskanal (42) münden, der mit dem Kühlmittelauslass (35) verbunden ist.
12. Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kühlmitteleinlass (34) und/oder der Kühlmittelauslass (35) in dem zweiten Teilkörper (26b) und/oder in dem dritten Teilkörper (26c) des Substrats (25) gebildet sind.
13. Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Querschnitt eines jeweiligen Kühlkanals (31 ) auf den ersten Teilkörper (26a) und auf den zweiten Teilkörper (26b) aufgeteilt ist.
14. Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Oberfläche (28), auf welche die reflektierende Beschichtung (29) aufgebracht ist, gekrümmt ist und/oder bei dem der Kühlkanal (31) gekrümmt ist, wobei bevorzugt der gekrümmte Kühlkanal (31) einen konstanten Abstand (D) zur der gekrümmten Oberfläche (28) aufweist.
15. Optische Anordnung, insbesondere ein EUV-Lithographiesystem (1), umfassend: mindestens ein optisches Element (M1 bis M6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie eine Kühleinrichtung (36), die zum Durchströmen der Mehrzahl von Kühlkanälen (31) mit einem Kühlmittel ausgebildet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023205966A1 (de) 2023-06-23 2024-06-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Element mit Temperierkanälen und Lithographiesystem
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024149546A1 (en) * 2023-01-12 2024-07-18 Asml Netherlands B.V. Thermal conditioning system and lithographic apparatus
DE102023203872A1 (de) 2023-04-26 2024-03-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Baugruppe für ein optisches System
DE102023136592A1 (de) 2023-12-22 2024-10-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Element und Projektionsbelichtungsanlage

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3645608A (en) * 1970-05-05 1972-02-29 United Aircraft Corp Cooling means for reflecting device
US4895436A (en) * 1988-08-19 1990-01-23 The Perkin-Elmer Corporation Mirror assembly
US5168924A (en) * 1991-06-28 1992-12-08 Hughes Danbury Optical Systems, Inc. Low surface distortion monochromator
US5209291A (en) * 1991-06-28 1993-05-11 Hughes Aircraft Company Cooling apparatus for optical devices
US20180239252A1 (en) * 2014-12-12 2018-08-23 Asml Netherlands B.V. Reflector
DE102019217530A1 (de) 2019-11-13 2019-12-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches element und verfahren zum herstellen eines optischen elements
WO2022008155A1 (en) * 2020-07-09 2022-01-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Mirror for a lithography system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7591561B2 (en) 2005-10-13 2009-09-22 Nikon Corporation Liquid cooled mirror for use in extreme ultraviolet lithography

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3645608A (en) * 1970-05-05 1972-02-29 United Aircraft Corp Cooling means for reflecting device
US4895436A (en) * 1988-08-19 1990-01-23 The Perkin-Elmer Corporation Mirror assembly
US5168924A (en) * 1991-06-28 1992-12-08 Hughes Danbury Optical Systems, Inc. Low surface distortion monochromator
US5209291A (en) * 1991-06-28 1993-05-11 Hughes Aircraft Company Cooling apparatus for optical devices
US20180239252A1 (en) * 2014-12-12 2018-08-23 Asml Netherlands B.V. Reflector
DE102019217530A1 (de) 2019-11-13 2019-12-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches element und verfahren zum herstellen eines optischen elements
WO2022008155A1 (en) * 2020-07-09 2022-01-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Mirror for a lithography system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023205966A1 (de) 2023-06-23 2024-06-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Element mit Temperierkanälen und Lithographiesystem
DE102023205946A1 (de) 2023-06-23 2024-06-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Element mit Kühlkanälen und optische Anordnung

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