WO2024008677A1 - Optisches element mit schwingungsmindernden abschnitten von fluidleitungen, projektionsbelichtungsanlage und verfahren zur herstellung eines grundkörpers eines optischen elementes - Google Patents

Optisches element mit schwingungsmindernden abschnitten von fluidleitungen, projektionsbelichtungsanlage und verfahren zur herstellung eines grundkörpers eines optischen elementes Download PDF

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WO2024008677A1
WO2024008677A1 PCT/EP2023/068301 EP2023068301W WO2024008677A1 WO 2024008677 A1 WO2024008677 A1 WO 2024008677A1 EP 2023068301 W EP2023068301 W EP 2023068301W WO 2024008677 A1 WO2024008677 A1 WO 2024008677A1
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optical element
fluid
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fluid line
recess
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PCT/EP2023/068301
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Inventor
Eduard Schweigert
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G03F7/70891—Temperature
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    • G03F7/709—Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation

Definitions

  • the invention relates to an optical element, a projection exposure system for semiconductor lithography and a method for producing a base body of an optical element.
  • Projection exposure systems for semiconductor lithography are subject to extremely high requirements in terms of imaging quality in order to be able to produce the desired microscopically small structures as accurately as possible.
  • an illumination system illuminates a photolithographic mask, also called a reticle.
  • the light passing through the mask or the light reflected by the mask is projected by projection optics onto a substrate (for example a wafer) coated with a light-sensitive layer (photoresist) and mounted in the image plane of the projection optics in order to project the structural elements of the mask onto the photosensitive coating of the substrate to transfer.
  • the requirements for the positioning of the image on the wafer and the intensity of the light provided by the illumination system are increasing with each new generation, resulting in a higher thermal load on the optical elements.
  • the optical elements designed as mirrors which are used in EUV projection exposure systems, i.e. in systems that are operated with light with a wavelength between 1 nm and 120 nm, in particular at 13.5 nm, are tempered by water cooling integrated into their base body.
  • the base body is the element on which the optically active surface, i.e. the light used to image the structural elements acted upon mirror surface, is formed.
  • the base bodies include fluid channels through which tempered water flows and thereby conducts the heat away from the optically active surface.
  • a method often used to produce the recesses is drilling, which has the disadvantage that the holes can only be driven straight through the base body, so that the distance from the predominantly curved optically active surfaces varies over the extent of the optical element .
  • the object of the present invention is to provide an optical element and a projection exposure system for semiconductor lithography, which are optimized with regard to fluid-induced vibrations.
  • a further object of the present invention is to provide a method for producing a base body of such an optical element.
  • An optical element comprises a base body and at least one fluid line formed in the base body for guiding a temperature control fluid.
  • the fluid line is designed at least in sections such that it minimizes the excitation of mechanical vibrations by the temperature control fluid and/or dampens mechanical vibrations in the temperature control fluid.
  • the damping effect of the fluid line can be achieved in a variety of ways. For example, it is conceivable to have one biomechanical design of the fluid line to be provided, for example in the manner of shark skin.
  • a fluid line comprises a fork-shaped branch.
  • a fork-shaped branch is understood to mean a branch whose geometry is based on branches of trees, but also on branches of blood vessels in the bodies of living beings. Due to the evolutionary development of living beings, such branches are optimized with regard to their flow properties.
  • the fork-shaped branches can be designed using the draw triangle method described in the VDI 6224 guideline. In the case of a right-angled transition, an isosceles right-angled triangle, a so-called draw triangle, can be arranged in the right-angled corner. In the middle of the hypotenuse of this first triangle, another isosceles, obtuse-angled tension triangle is created. This method is continued, with three tension triangles usually being sufficient to create a fork-shaped geometry from a right-angled notch. The remaining blunt corners can be rounded off using radii or tangent curves. The same applies to non-rectangular transitions.
  • the fluid line comprises a plurality of fork-shaped branches arranged one after the other in the fluid flow direction, an adapted geometry can be achieved to improve the temperature control effect.
  • the fluid line can branch into a surface cooler.
  • the fluid line comprises a section designed as a spiral restrictor.
  • a coil restrictor is in this Context to understand a section of the fluid line that runs in the form of a spatial spiral similar to a spiral spring.
  • the cross section of the fluid line can be reduced, thereby increasing the flow velocity in the fluid line.
  • the friction between the fluid and the inner surface of the fluid line causes a pressure loss in a second region of the spiral restrictor with a constant cross section, which is further increased by the increased flow velocity.
  • the cross section is reduced back to the original cross section, whereby the flow velocity drops again.
  • a further advantageous embodiment of the solution according to the invention is characterized in that the fluid line comprises a pipe section which runs freely in a recess in the base body. This means that the fluid line itself can be caused to vibrate, whereby the vibration energy in the temperature control fluid can be dissipated to a certain extent.
  • the effect can in particular also be enhanced in that the pipe section is provided on its outside with extensions, which can be designed as blades, for example.
  • the vibration energy can be converted somewhat more effectively into heat because the internal friction occurring in the fluid also contributes to dissipation; especially in those cases in which the extensions or blades move against the resistance of the fluid.
  • the temperature control fluid can be advantageously supplied for another use, namely for dissipation of the vibration energy by means of the internal friction occurring in it.
  • it may make sense to use a fluid that is different from the temperature control fluid to dissipate the vibration energy of the pipe section and which, for example, is adapted to an improved damping effect in terms of its viscous properties.
  • the recess can be provided with a supply line in the base body for filling the recess with fluid.
  • the fluid line can comprise at least one passive fluidic valve, in particular a Tesla valve, for dampening a pressure fluctuation present in the fluid.
  • a Tesla valve is to be understood as a branching of the fluid line in such a way that a part of the medium flowing in the fluid line is branched off from the main flow, then the flow direction of the branched off part is aligned counter to the main flow direction and downstream the branched off part is aligned with the main flow again is supplied.
  • the effectiveness of the damping can be further increased by arranging at least two Tesla valves one behind the other.
  • a method according to the invention for producing a base body for an optical element using an additive method comprises the following method steps:
  • the material mixture used to produce the base body has a carrier material with at least one monomer and / or oligomer and a structural material with a glass powder
  • a polyjet process is a 3D printing process in which a print head releases tiny droplets of a photopolymer during printing is applied to a platform, which is immediately polymerized using UV light and thus hardened.
  • the process makes it possible to produce almost any geometry, although typically no transitions between the layers created when the structure is printed are detectable in the end product.
  • two different material mixtures can be used to produce the structure of the base body.
  • the base body can be produced using a second partial body, which is manufactured using a manufacturing process that differs from that of the first partial body.
  • the individual partial bodies can be connected to one another in a form-fitting or material-locking manner to form the base body.
  • This variant of the invention makes it possible, for example, to first produce a partial body with structures as described above using the method according to the invention and then to connect this partial body to another partial body which was produced using a simpler, more cost-effective and, if necessary, conventional method.
  • FIG. 1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography
  • FIG. 2 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for DUV projection lithography
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a mirror according to the invention with fluid lines formed in the base body
  • Figures 4a, b show a first embodiment of the invention
  • Figures 5a, b each show a further embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the invention
  • FIG. 7a, b each show a further embodiment of the invention.
  • Figure 8 shows a flowchart for a method according to the invention.
  • a lighting system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a radiation source 3, lighting optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6.
  • the light source 3 can also be provided as a module separate from the other lighting 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.
  • FIG. 1 A Cartesian xyz coordinate system is shown in FIG. 1 for explanation purposes.
  • the x direction runs perpendicular to the drawing plane.
  • the y-direction is horizontal and the z-direction is vertical.
  • the scanning direction in FIG. 1 runs along the y-direction.
  • the z direction runs perpendicular to the object plane 6.
  • the projection exposure system 1 includes projection optics 10.
  • the projection optics 10 is used to image the object field 5 into an image field 11 in an image plane 12.
  • the image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, an angle different from 0° between the object plane 6 and the image plane 12 is possible.
  • a structure on the reticle 7 is imaged on a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the area of the image field 11 in the image plane 12.
  • 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, on the one hand, of the reticle 7 via the reticle displacement drive 9 and, on the other hand, of the wafer 13 via the wafer displacement drive 15 can take place in synchronization 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 in particular 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) or a DPP source. Source (Gas Discharged Produced Plasma, plasma produced by gas discharge). It can also be a synchrotron-based radiation source.
  • the radiation source 3 can be a free electron laser (FEL).
  • the illumination radiation 16, which emanates from the radiation source 3, is focused by a collector 17.
  • the collector 17 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloid reflection surfaces.
  • the at least one reflection surface of the collector 17 can be in grazing incidence (Grazing Incidence, Gl), i.e. with angles of incidence greater than 45° compared to the normal direction of the mirror surface, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence smaller than 45°. with the lighting radiation 16 are applied.
  • the collector 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 false light.
  • the illumination radiation 16 propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 18.
  • the intermediate focus plane 18 can represent a separation between a radiation source module, having the radiation source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.
  • the lighting optics 4 comprises a deflection mirror 19 and, downstream of it in the beam path, a first facet mirror 20.
  • the deflection mirror 19 can be a flat deflection mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect.
  • the deflection mirror 19 can be designed as a spectral filter which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from false light of a wavelength that deviates from this.
  • the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4, which is optically conjugate to the object plane 6 as a field plane, it is also referred to as a field facet mirror.
  • the first facet mirror 20 includes a large number 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 as examples.
  • the first facets 21 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour.
  • the first facets 21 can be designed as flat facets or alternatively as convex or concave curved facets.
  • the first facets 21 themselves can also each be composed of a large number of individual mirrors, in particular a large number of micromirrors.
  • the first facet mirror 20 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS system).
  • MEMS system microelectromechanical system
  • a second facet mirror 22 is located downstream of the first facet mirror 20 in the beam path of the illumination optics 4. If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the lighting optics 4. In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1, EP 1 614 008 B1 and US 6,573,978.
  • the second facet mirror 22 comprises a plurality of second facets 23.
  • the second facets 23 are also referred to as pupil facets.
  • the second facets 23 can also be macroscopic facets, which can have, for example, round, rectangular or even hexagonal edges, or alternatively they can be facets composed of micromirrors. In this regard, reference is also made to DE 10 2008 009 600 A1.
  • the second facets 23 can have flat or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.
  • the lighting optics 4 thus forms a double faceted system.
  • This basic principle is also known as the honeycomb condenser (fly's eye integrator).
  • the second facet mirror 22 may be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as described for example in DE 10 2017 220 586 A1.
  • the second facet mirror 22 is the last bundle forming or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.
  • transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5, which contributes in particular to the imaging of the first facets 21 into the object field 5.
  • the transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the lighting optics 4.
  • the transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for perpendicular incidence (NL mirror, normal incidence mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (Gl mirror, gracing incidence mirror).
  • the lighting optics 4 has exactly three mirrors after the collector 17, namely the deflection mirror 19, the field facet mirror 20 and the pupil facet mirror 22.
  • the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the lighting optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.
  • the imaging of the first facets 21 into the object plane 6 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and a transmission optics is generally only an approximate image.
  • the projection optics 10 comprises 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 optics 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 optics 10 is a double obscured optics.
  • the projection optics 10 has an image-side numerical aperture that is larger than 0.5 and which can also be larger than 0.6 and which can be, for example, 0.7 or 0.75.
  • Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry.
  • the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape.
  • the mirrors Mi just like the mirrors of the lighting optics 4, can have highly reflective coatings for the lighting radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.
  • the projection optics 10 has a large object image offset in the y direction between a y coordinate of a center of the object field 5 and a y coordinate of the center of the image field 11.
  • This object-image offset in the y direction can be approximately as large as a z distance between the object plane 6 and the image plane 12.
  • the projection optics 10 can in particular be anamorphic. In particular, it has different imaging scales ßx, ßy in the x and y directions.
  • a positive magnification ß means an image without image reversal.
  • a negative sign for the image scale ß means an image with image reversal.
  • the projection optics 10 thus leads to a reduction in size in the x direction, that is to say in the direction perpendicular to the scanning direction, in a ratio of 4:1.
  • the projection optics 10 leads to a reduction of 8:1 in the y direction, that is to say in the scanning direction.
  • Other image scales are also possible. Image scales of the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
  • the number of intermediate image planes in the x and y directions in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or, depending on the design of the projection optics 10, can be different. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions are known from US 2018/0074303 A1.
  • One of the pupil facets 23 is assigned to exactly one of the field facets 21 to form an illumination channel for illuminating the object field 5. This can in particular result in lighting based on Köhler's principle.
  • the far field is broken down into a large number of object fields 5 using the field facets 21.
  • the field facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 23 assigned to them.
  • the field facets 21 are each imaged onto the reticle 7 by an assigned pupil facet 23, superimposed on one another, in order to illuminate the object field 5.
  • the illumination of the object field 5 is in particular as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by overlaying different lighting channels.
  • the illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be geometrically defined by an arrangement of the pupil facets.
  • the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as the lighting setting.
  • a likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels. Further aspects and details of the illumination of the object field 5 and in particular the entrance pupil of the projection optics 10 are described below.
  • the projection optics 10 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.
  • the entrance pupil of the projection optics 10 cannot regularly be illuminated precisely with the pupil facet mirror 22.
  • the aperture rays often do not intersect at a single point.
  • an area can be found in which the pairwise distance of the aperture beams becomes minimal.
  • This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in local space. In particular, this surface shows a finite curvature.
  • the projection optics have 10 different positions of the entrance pupil for the tangential and sagittal beam paths.
  • an imaging element in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7. With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.
  • the pupil facet mirror 22 is arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 10.
  • the field facet mirror 20 is tilted relative to the object plane 6.
  • the first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the deflection mirror 19.
  • the first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 22.
  • Figure 2 shows a schematic meridional section of another projection exposure system 101 for DUV projection lithography, in which the invention can also be used.
  • the structure of the projection exposure system 101 and the principle of the imaging is comparable to the structure and procedure described in Figure 1.
  • the same components are designated with a reference number increased by 100 compared to Figure 1, so the reference numbers in Figure 2 begin with 101.
  • the projection exposure system 101 essentially comprises an illumination system 102, a reticle holder 108 for holding and precisely positioning a reticle 107 provided with a structure, through which the later structures on a wafer 113 are determined, and a wafer holder 114 for holding, moving and precisely positioning this wafer 113 and a projection lens 110, with a plurality of optical elements 117, which are held via mounts 118 in a lens housing 119 of the projection lens 110.
  • the illumination system 102 provides DUV radiation 116 required for imaging the reticle 107 on the wafer 113.
  • a laser, a plasma source or the like can be used as the source for this radiation 116.
  • the radiation 116 is shaped in the illumination system 102 via optical elements in such a way that the DUV radiation 116 has the desired properties in terms of diameter, polarization, shape of the wavefront and the like when it hits the reticle 107.
  • the structure of the subsequent projection optics 110 with the lens housing 119 does not differ in principle from the structure described in Figure 1 except for the additional use of refractive optical elements 117 such as lenses, prisms, end plates and is therefore not described further.
  • FIG 3 shows an optical element designed as a mirror Mx, 117, as used, for example, in the projection exposure systems explained in Figure 1 and Figure 2.
  • the mirror Mx, 117 comprises a base body 30 with an optical effective surface 31 formed on the top of the base body 30.
  • the fluid lines 32 each include an inlet 33 and an outlet 34, which are aligned towards the back of the base body 30 facing away from the optical active surface 31. This enables easy accessibility for connecting supply lines, not shown, which transport a temperature control fluid 38 flowing through the fluid lines 32 to the inlet 33 and away from the outlet 34.
  • a 90 degree bend 35 which connects the fluid line 32 with the inlet 33 and outlet 34, is shown.
  • the arc 35 is designed in such a way that the deflection of the fluid flowing in the fluid line 32 does not generate any excitation of the mirror Mx, 117 by so-called fluid-induced vibrations.
  • the base body 30 with the fluid lines 32 integrated in the base body 30 has been produced using a 3D printing process according to the invention, in which the structure of the base body 30 is first printed with a material mixture with a carrier material comprising at least monomers and/or oligomers and a structural material comprising glass powder.
  • the 3D printer can print at least two different material mixtures and includes a UV light source which polymerizes the structure printed from the at least two material mixtures immediately after the material mixture has been applied.
  • the structure made of plastic with glass powder components is then made into a base body through a thermal process and a sintering process further processed for an optical element. In principle, the process is subject to isotropic shrinkage, but this can be maintained.
  • Figure 4a shows a detailed representation of an advantageous variant of the invention with a fluid line 32, which has a branch 40.
  • the branch 40 is designed in such a way that excitation caused by the fluid flowing through the branch 40 is minimized or completely avoided due to a reduction in dead zones and turbulence.
  • the branching is forked like branches that can be observed on trees, but also in blood vessels; For this purpose, it can be designed in particular using the draw triangle method.
  • the direction of flow of the fluid is indicated by arrows in Figure 4a.
  • the line cross-section 41.1 of the fluid line 36 before the branch 40 is the same size as the sum of the two line cross-sections 41.2, 41.3 of the fluid lines 37.1, 37.2 after the branch 40.
  • Figure 4b shows the fluid line 32 already known from Figure 4a.
  • a first triangle D10 is drawn in the area of the obtuse outer angle of the branch 40. It is created by using the bisector in the branch 40 as the height of the isosceles triangle D10. The height of the triangle D10 depends on the expected flow velocity in the area of the branch 40. Accordingly, the isosceles triangles D11 and then the further triangles D12 are created, with one corner of the triangles D11 lying on the midpoint of the base side of the triangle D10. Likewise, one corner of each triangle D12 lies at the midpoint of the base sides of the triangles D11. Along the base sides of the created Triangles D10, D11 and D12 approximate curve K1. The procedure is carried out accordingly on the opposite side of the branch 40, so that the triangles D20, D21 and D22 and the curve K2 result.
  • Figure 5a shows a further embodiment of the invention in the form of a surface cooler 42, which comprises several fork-shaped branches 40, as explained in Figure 4.
  • a fluid line 32 is first branched into three fluid lines 44 via a branch 43.1 and these are each branched into two fluid lines 45 through a further branch 43.2.
  • the fluid lines 45 are subsequently brought together by collectors 46.1, 46.2, first to form three fluid lines 44 and then to form one fluid line 32.
  • Figure 5b shows a further embodiment of the invention in the form of a quantity distributor 47 formed in a base body 30, which is only shown in part, and which has several branches 48.1, 48.2, 48.3.
  • the branches 48.1, 48.2, 48.3 have different cross sections 49.1, 49.2, 49.3. This results in the same volume flow of fluid being discharged in all three outgoing fluid lines 50.1, 50.2, 50.3. This is based on the assumption that the pressure drop across the first branch 48.1 at the second branch 48.2 is compensated for by a larger cross section 49.2 of the fluid line 50.2.
  • the fluid flow is again shown by arrows in Figure 5b.
  • the design of the cross section of the branches can also differ from the solution shown in the figure.
  • Figure 6 shows a further embodiment of the invention in the form of a spiral restrictor 51. This is integrated directly into the base body 30 (not shown in Figure 6) using a 3D printing process and has the advantage over a normal throttle that it is less Excitement is introduced into the base body 30.
  • FIG. 7a shows a further embodiment of the invention designed as a damper 60.
  • the damper 60 includes a recess 61 in the base body 30, which adjoins a fluid line 32 also formed in the base body 30.
  • a free pipe section 63 is formed in the recess 61, which connects the fluid lines 32 formed in the base body 30 to one another on both sides of the recess 61.
  • the temperature control fluid 38 is therefore guided through the pipe section 63 of the damper 60.
  • blades 65 are arranged in different orientations.
  • the recess 61 is filled with a fluid 62, which corresponds to the temperature control fluid 38 in the embodiment shown in FIG. 7a.
  • the temperature control fluid 38 flows through a bore 66 formed in the pipe section 63 into the recess 61.
  • the fluid 62 can be different from the temperature control fluid 38 and can be filled into the recess 61 through a supply line 67 in the base body 30.
  • no bore 66 is formed in the pipe section 63.
  • the pressure fluctuations formed in the fluid 38 i.e. the flow-induced vibrations, excite the pipe section 63, whereby the blades 65 arranged on the outside 64 are caused to vibrate.
  • the blades 65 move against the resistance of the fluid 62 and are braked by the resulting internal friction in the fluid 62.
  • the vibration energy is thus converted into a heating of the fluid 62 and thereby dissipated.
  • the flow-induced oscillations are dampened.
  • FIG. 7b shows a further embodiment of the invention in the form of a plurality of Tesla valves 70 integrated into a base body 30 as passive fluidic valves.
  • the Tesla valve 70 acts as a throttle (solid arrow) or has almost no effect on the fluid 38 flowing through (dashed arrow).
  • the fluid 38 is passed through a branch 73 is first divided into a primary stream 71 and a secondary stream 72, the secondary stream 72 being guided in such a way that it hits the primary stream 71 with the flow direction rotated almost by 180 °. At this point turbulence occurs, which slows down the primary stream 71 and leads to a throttling effect.
  • the Tesla valve 70 also acts as a rectifier, particularly in an arrangement of several Tesla valves 70 arranged one behind the other in a circuit, whereby a pulsating flow excited by a pump is converted into a uniform flow.
  • Figure 8 describes a method for producing a base body 30 for an optical element Mx, 117.
  • a first method step 81 at least one partial body of the base body 30 is produced using a polyjet process, the material mixture used having a carrier material with at least one monomer and/or oligomer and a structural material with at least one glass powder.
  • a third method step 83 the partial body is heated to thermally bond the glass powder components and to burn the carrier material.
  • a fourth method step 84 the partial body is sintered.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Element (Mx, 117) mit einem Grundkörper (30) und mindestens einer im Grundkörper (30) ausgebildeten Fluidleitung (32) zur Führung eines Temperierungsfluids (38). Dabei ist die Fluidleitung (32) mindestens abschnittsweise derart ausgebildet, dass diese die Anregung mechanischer Schwingungen durch das Temperierungsfluid (38) minimiert und/oder mechanische Schwingungen im Temperierungsfluid (38) dämpft. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers für ein derartiges optisches Element (Mx, 117) mit einem additiven Verfahren, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Herstellung mindestens eines Teilkörpers des Grundkörpers mit einem Polyjetverfahren, wobei das zur Herstellung Teilkörpers verwendete Materialgemisch ein Trägermaterial mit mindestens einem Monomer und/oder Oligomer und ein Strukturmaterial mit einem Glaspulver aufweist - Polymerisation des Teilkörpers - Erwärmung des polymerisierten Teilkörpers zum thermischen Verbinden der Glaspulverbestandteile und zur Verbrennung des Polymers - Sintern des Teilkörpers

Description

Optisches Element mit schwinqunqsmindernden Abschnitten von Fluidleitunqen und Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers eines optischen Elementes sowie Projektionsbelichtungsanlage
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2022 116 693.7 vom 05.07.2022 in Anspruch, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft ein optisches Element, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers eines optischen Elementes.
Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie unterliegen extrem hohen Anforderungen an die Abbildungsqualität, um die gewünschten mikroskopisch kleinen Strukturen möglichst fehlerfrei herstellen zu können. In einem Lithogra- fieprozess oder einem Mikrolithografieprozess beleuchtet ein Beleuchtungssystem eine fotolithografische Maske, die auch als Retikel bezeichnet wird. Das durch die Maske hindurchtretende Licht oder das von der Maske reflektierte Licht wird von einer Projektionsoptik, auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Fotoresist) beschichtetes, in der Bildebene der Projektionsoptik angebrachtes Substrat (beispielsweise einen Wafer) projiziert, um die Strukturelemente der Maske auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Die Anforderungen an die Positionierung der Abbildung auf dem Wafer und die Intensität des durch das Beleuchtungssystem bereitgestellten Lichts werden mit jeder neuen Generation erhöht, was zu einer höheren Wärmelast auf den optischen Elementen führt.
Üblicherweise werden die als Spiegel ausgebildeten optischen Elemente, die in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, also in Anlagen, die mit einem Licht mit einer Wellenlänge zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere bei 13,5nm betrieben werden, durch eine in ihrem Grundkörper integrierte Wasserkühlung temperiert. Unter dem Grundkörper versteht man dasjenige Element, auf welchem die optisch aktive Fläche, also die von dem zur Abbildung der Strukturelemente genutzten Licht beaufschlagte Spiegeloberfläche, ausgebildet ist. Die Grundkörper umfassen dabei Fluidkanäle, die von temperiertem Wasser durchströmt werden und dadurch die Wärme von der optisch aktiven Fläche wegführen. Ein zum Herstellen der Aussparungen häufig verwendetes Verfahren ist das Bohren, welches den Nachteil hat, dass die Bohrungen nur gerade durch den Grundkörper getrieben werden können, so dass der Abstand von den überwiegend gekrümmten optisch aktiven Flächen über die Ausdehnung des optischen Elementes hinweg unterschiedlich groß ist. Dies wiederum führt zur Ausbildung von unterschiedlichen Temperaturgradienten im Grundkörper und zu einer lokal stark voneinander abweichenden Wärmeabfuhr von der Spiegeloberfläche. Dies führt zu Deformationen auf der optisch aktiven Fläche, die wiederum nachteilige Auswirkungen auf die Abbildungsqualität des Spiegels haben. Weiterhin erlaubt das Bohren lediglich eine eingeschränkte Wahl von möglichen Geometrien der Fluidkanäle, so dass die Einstellung einer gewünschten lokalen Kühlleistung durch eine geeignete Wahl der Geometrie eines Fluidkanals nur schwer möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Element sowie eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie anzugeben, welche im Hinblick auf fluidinduzierte Vibrationen optimiert sind. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers eines derartigen optischen Elementes anzugeben.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes optisches Element umfasst einen Grundkörper und mindestens eine im Grundkörper ausgebildete Fluidleitung zur Führung eines Temperierungsfluids. Erfindungsgemäß ist die Fluidleitung mindestens abschnittsweise derart ausgebildet, dass diese die Anregung mechanischer Schwingungen durch das Temperierungsfluid minimiert und/oder mechanische Schwingungen im Temperierungsfluid dämpft. Die Dämpfungswirkung der Fluidleitung kann dabei auf unterschiedlichste Weise erreicht werden. Es ist beispielsweise denkbar, eine biomechanische Ausgestaltung der Fluidleitung vorzusehen, beispielsweise in der Art von Haifischhaut.
Es ist ebenso denkbar, dass eine Fluidleitung eine astgabelförmige Verzweigung umfasst. Unter einer astgabelförmigen Verzweigung ist dabei eine Verzweigung zu verstehen, die hinsichtlich ihrer Geometrie an Astverzweigungen von Bäumen, aber auch an Verzweigungen von Blutgefäßen in Körpern von Lebewesen angelehnt ist. Aufgrund der evolutionären Entwicklung der Lebewesen sind derartige Verzweigungen hinsichtlich deren Strömungseigenschaften optimiert. Die astgabelförmigen Verzweigungen können dabei mit der in der Richtlinie VDI 6224 beschriebenen Methode der Zugdreiecke ausgelegt werden. Im Fall eines rechtwinkligen Übergangs kann in der rechtwinkligen Ecke ein gleichschenkliges, rechtwinkliges Dreieck, ein sogenanntes Zugdreieck, angeordnet werden. In der Mitte der Hypotenuse dieses ersten Dreiecks wird ein weiteres gleichschenkliges, stumpfwinkliges Zugdreieck angelegt. Diese Methode wird weitergeführt, wobei üblicherweise drei Zugdreiecke ausreichend sind, um aus einer rechtwinkligen Kerbe eine astgabelförmige Geometrie zu gestalten. Dabei können die verbleibenden stumpfen Ecken durch Radien oder Tangenskurven abgerundet werden. Entsprechendes gilt für nicht rechtwinklige Übergänge.
Dadurch, dass die Fluidleitung mehrere in Fluidströmungsrichtung nacheinander angeordnete astgabelförmige Verzweigungen umfasst, kann eine angepasste Geometrie zu Verbesserung der Temperierwirkung verwirklicht werden. So kann sich die Fluidleitung beispielsweise in einen Flächenkühler verzweigen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Summe der Leitungsquerschnitte vor und nach einer Verzweigung konstant ist. Der konstante Gesamtleitungsquerschnitt führt zu einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit, wodurch Turbulenzen und durch diese induzierte mechanische Schwingungen an den Abzweigungen vorteilhaft vermieden werden können.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die Fluidleitung einen als Spiralrestriktor ausgebildeten Abschnitt. Unter einem Spiralrestriktor ist in diesem Zusammenhang ein Abschnitt der Fluidleitung zu verstehen, der in Form einer räumlichen Spirale ähnlich einer Spiralfeder verläuft. In einem ersten Teil des Spiralrestriktors kann der Querschnitt der Fluidleitung verringert werden, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit in der Fluidleitung erhöht. Durch die Reibung zwischen dem Fluid und der Innenfläche der Fluidleitung wird in einem zweiten Bereich des Spiralrestriktors mit konstantem Querschnitt ein Druckverlust bewirkt, welcher durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit zusätzlich verstärkt ist. In einem dritten Teil des Spiralrestriktors wird der Querschnitt wieder auf den ursprünglichen Querschnitt verkleinert, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit wieder sinkt. Diese Lösung hat den Vorteil, dass der bewirkte Druckverlust keine Turbulenzen im Fluid verursacht.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fluidleitung einen Rohrabschnitt umfasst, welcher frei in einer Ausnehmung im Grundkörper verläuft. Dadurch kann erreicht werden, dass die Fluidleitung selbst in Schwingungen versetzt werden kann, wodurch die Schwingungsenergie im Temperierfluid in einem gewissen Ausmaß dissipiert werden kann.
Der Effekt kann insbesondere auch dadurch verstärkt werden, dass der Rohrabschnitt an seiner Außenseite mit Fortsätzen versehen ist, die beispielsweise als Schaufeln ausgebildet sein können.
Wenn die Ausnehmung mit einem Fluid gefüllt ist, kann die Schwingungsenergie dadurch, dass auch die in dem Fluid auftretende innere Reibung zur Dissipation beiträgt, noch etwas effektiver in Wärme umgewandelt werden; insbesondere in denjenigen Fällen, in welchen sich die Fortsätze bzw. Schaufeln gegen den Widerstand des Fluids bewegen.
Dadurch, dass der Rohrabschnitt im Bereich der Ausnehmung mit einer Bohrung zum Befüllen der Ausnehmung mit Temperierungsfluid versehen sein kann, kann das Temperierungsfluid in einer vorteilhaften Weise einer weiteren Verwendung zugeführt werden, nämlich zur Dissipation der Schwingungsenergie mittels der in ihm auftretenden inneren Reibung. Es kann in einer weiteren Variante der Erfindung sinnvoll sein, zur Dissipation der Schwingungsenergie des Rohrabschnittes ein von dem Temperierungsfluid verschiedenes Fluid zu verwenden, welches beispielsweise hinsichtlich seiner viskosen Eigenschaften an eine verbesserte Dämpfungswirkung angepasst ist. Hierzu kann die Ausnehmung mit einer Zuleitung im Grundkörper zum Befüllen der Ausnehmung mit Fluid versehen sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Fluidleitung mindestens ein passives fluidisches Ventil, insbesondere ein Teslaventil, zur Dämpfung einer im Fluid vorhandenen Druckschwankung umfassen. Unter einem Teslaventil ist in diesem Zusammenhang eine Verzweigung der Fluidleitung in der Art zu verstehen, dass ein Teil des in der Fluidleitung strömenden Mediums vom Hauptstrom abgezweigt wird, nachfolgend die Strömungsrichtung des abgezweigten Teils entgegen der Hauptströmungsrichtung ausgerichtet wird und stromabwärts der abgezweigte Teil dem Hauptstrom wieder zugeführt wird.
Die Effektivität der Dämpfung kann weiterhin dadurch gesteigert werden, dass mindestens zwei Teslaventile hintereinander angeordnet sind.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers für ein optisches Element mit einem additiven Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:
- Herstellung mindestens eines Teilkörpers des Grundkörpers mit einem Polyjetverfahren, wobei das zur Herstellung des Grundkörpers verwendete Materialgemisch ein Trägermaterial mit mindestens einem Monomer und/oder Oligomer und ein Strukturmaterial mit einem Glaspulver aufweist
- Erwärmung des Teilkörpers zum thermischen Verbinden der Glaspulverbestandteile und zur Verbrennung des Trägermaterials
- Sintern des Teilkörpers
Unter einem Polyjetverfahren versteht man ein 3D-Druckverfahren, bei welchem während des Drucks ein Druckkopf winzig kleine Tröpfchen eines Photopolymers auf eine Plattform aufträgt, welches sofort mittels UV-Licht polymerisiert und damit ausgehärtet wird. Das Verfahren ermöglicht es, nahezu beliebige Geometrien herzustellen, wobei typischerweise im Endprodukt keine Übergänge zwischen den beim Drucken der Struktur erzeugten Schichten mehr nachweisbar sind.
Insbesondere können zwei unterschiedliche Materialgemische bei der Herstellung der Struktur des Grundkörpers Anwendung finden. Dadurch können beispielweise Teile der Struktur, wie beispielsweise der weiter oben beschriebene Rohrabschnitt in der Ausnehmung oder die Noppen einer Haifischhaut mit einem Material mit hoher Elastizität hergestellt werden.
Insbesondere kann der der Grundkörper unter Verwendung eines zweiten Teilkörpers hergestellt werden, wobei dieser mit einem von dem des ersten Teilkörpers abweichenden Fertigungsverfahren hergestellt ist. Die einzelnen Teilkörper können formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander zu dem Grundkörper verbunden werden. Diese Variante der Erfindung erlaubt es, beispielsweise zunächst einen Teilkörper mit Strukturen wie oben beschrieben mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herzustellen und diesen Teilkörper nachfolgend mit einem weiteren Teilkörper zu verbinden, der mit einem einfacheren, kostengünstigeren und gegebenenfalls konventionellen Verfahren hergestellt wurde.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
Figur 2 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Projektionslithografie,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Spiegels mit im Grundkörper ausgebildeten Fluidleitungen,
Figur 4a, b eine erste Ausführungsform der Erfindung, Figur 5a, b je eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
Figur 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
Figur 7a, b je eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und
Figur 8 ein Flussdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die Figur 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sind hierbei nicht einschränkend verstanden.
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer 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 Retikelverlage- rungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
In der Figur 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 eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
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 Waferverlagerungsantrieb 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 Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, Gl), also mit Einfallswinkeln größer als 45° gegenüber der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein. Nach dem Kollektor 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 Kollektor 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. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Ob-jektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacet- ten-spiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzel-nen ersten Facetten 21 , welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der Fig. 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung. Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978.
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündel- formende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (Nl- Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der Fig. 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 22.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der Figur 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 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 der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y- Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11 . Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y- Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy in x- und y- Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (ßx, ßy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1. Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y- Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1.
Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.
Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden. Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der Figur 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist.
Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist. Figur 2 zeigt schematisch im Meridionalschnitt eine weitere Projektionsbelichtungsanlage 101 für die DUV-Projektionslithografie, in welcher die Erfindung eben-falls zur Anwendung kommen kann.
Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung ist vergleichbar mit dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber Figur 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in Figur 2 beginnen also mit 101.
Im Unterschied zu einer wie in Figur 1 beschriebenen EUV-Projektionsbelichtungs- anlage 1 können auf Grund der größeren Wellenlänge der als Nutzlicht verwendeten DUV-Strahlung 116 im Bereich von 100 nm bis 300 nm, insbesondere von 193 nm, in der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 101 zur Abbildung beziehungsweise zur Beleuchtung refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elementen 117, wie beispielsweise Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen verwendet werden. Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst dabei im Wesentlichen ein Beleuchtungssystem 102, einen Retikelhalter 108 zur Aufnahme und exakten Positionierung eines mit einer Struktur versehenen Retikels 107, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 113 bestimmt werden, einen Waferhalter 114 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 113 und einem Projektionsobjektiv 110, mit mehreren optischen Elementen 117, die über Fassungen 118 in einem Objektivgehäuse 119 des Projektionsobjektives 110 gehalten sind.
Das Beleuchtungssystem 102 stellt eine für die Abbildung des Retikels 107 auf dem Wafer 113 benötigte DUV-Strahlung 116 bereit. Als Quelle für diese Strahlung 116 kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung 116 wird in dem Beleuchtungssystem 102 über optische Elemente derart geformt, dass die DUV-Strahlung 116 beim Auftreffen auf das Retikel 107 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist. Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 110 mit dem Objektivgehäuse 119 unterscheidet sich außer durch den zusätzlichen Einsatz von refraktiven optischen Elementen 117 wie Linsen, Prismen, Abschlussplatten prinzipiell nicht von dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.
Figur 3 zeigt ein als Spiegel Mx, 117 ausgebildetes optisches Element, wie es beispielsweise in den in der Figur 1 und in der Figur 2 erläutertet Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzt wird. Der Spiegel Mx, 117 umfasst einen Grundkörper 30 mit einer auf der Oberseite des Grundkörpers 30 ausgebildeten optischen Wirkfläche 31. Der in der Figur 1 teiltransparent dargestellte Grundkörper 30 umfasst Fluidleitungen 32, welche unterhalb der optischen Wirkfläche 31 ausgebildet sind, einen konstanten Abstand zur optischen Wirkfläche 31 aufweisen und parallel zueinander verlaufen. Die Fluidleitungen 32 umfassen jeweils einen Zulauf 33 und einen Ablauf 34, welche zu der der optischen Wirkfläche 31 abgewandten Rückseite des Grundkörpers 30 hin ausgerichtet sind. Dies ermöglicht eine einfache Zugänglichkeit zum Anschluss von nicht dargestellten Versorgungsleitungen, welche ein durch die Fluidleitungen 32 strömendes Temperierungsfluid 38 zum Zulauf 33 hin und vom Ablauf 34 weg transportieren. In einem vergrößerten Ausschnitt des Grundkörpers 30 ist ein 90-Grad-Bogen 35, welcher die Fluidleitung 32 mit dem Zulauf 33 und Ablauf 34 verbindet, dargestellt. Der Bogen 35 ist derart ausgebildet, dass die Umlenkung des in der Fluidleitung 32 strömenden Fluids keine Anregung des Spiegels Mx, 117 durch sogenannte fluidinduzierte Vibrationen erzeugt.
Der Grundkörper 30 mit den im Grundkörper 30 integrierten Fluidleitungen 32 ist mit einem erfindungsgemäßen 3D-Druckverfahren hergestellt worden, bei welchem zunächst die Struktur des Grundkörpers 30 mit einem Materialgemisch mit einem mindestens Monomere und/oder Oligomere umfassenden Trägermaterial und einem Glaspulver umfassenden Strukturmaterial gedruckt wird. Der 3D-Drucker kann mindestens zwei unterschiedliche Materialgemische drucken und umfasst eine UV- Lichtquelle, welche die aus den mindestens zwei Materialgemischen gedruckte Struktur unmittelbar nach dem Aufbringen des Materialgemischs polymerisiert. Die so hergestellte Struktur aus Kunststoff mit Glaspulverbestandteilen wird danach durch einen thermischen Prozess und einen Sinterprozess zu einem Grundkörper für ein optisches Element weiterverarbeitet. Der Prozess unterliegt prinzipbedingt einem isotropen Schrumpf, welcher aber vorgehalten werden kann.
Figur 4a zeigt eine Detaildarstellung einer vorteilhaften Variante der Erfindung mit einer Fluidleitung 32, welche eine Verzweigung 40 aufweist. Die Verzeigung 40 ist derart ausgebildet, dass eine Anregung durch das Durchströmen des Fluids durch die Verzweigung 40 auf Grund einer Reduzierung von Totzonen und Verwirbelungen minimiert oder vollständig vermieden wird. Die Verzweigung ist in Anlehnung an Verzweigungen, wie sie an Bäumen, aber auch in Blutgefäßen zu beobachten sind, astgabelförmig ausgebildet; sie kann hierzu insbesondere nach der Methode der Zugdreiecke ausgelegt werden. Die Strömungsrichtung des Fluids ist durch Pfeile in der Figur 4a angedeutet. Der Leitungsquerschnitt 41 .1 der Fluidleitung 36 vor der Verzweigung 40 ist dabei genauso groß wie die Summe der beiden Leitungsquerschnitte 41 .2, 41 .3 der Fluidleitungen 37.1 , 37.2 nach der Verzweigung 40. Unter der vereinfachenden Annahme einer über den Leitungsquerschnitt 41 .1 konstanten Strömungsgeschwindigkeit kann in diesem Fall davon ausgegangen werden, dass die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den beiden Fluidleitungen 37.1 und 37.2 der mittleren Strömungsgeschwindigkeit in der Fluidleitung 36 entspricht. Dadurch kann erreicht werden, dass insbesondere im Bereich der Verzweigung 40 in dem strömenden Fluid keine oder nahezu keine Turbulenzen auftreten, welche Anlass zu Vibrationen geben könnten.
Die astgabelförmige Auslegung der Verzweigung 40 soll nachfolgend anhand der Figur 4b kurz erläutert werden. Figur 4b zeigt die aus Figur 4a bereits bekannte Fluidleitung 32. Im Bereich des stumpfen Außenwinkels der Verzweigung 40 ist ein erstes Dreieck D10 eingezeichnet. Es entsteht dadurch, dass die Winkelhalbierende in der Verzweigung 40 als Höhe des gleichschenkligen Dreiecks D10 verwendet wird. Dabei ist die Höhe des Dreiecks D10 von der erwarteten Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Verzweigung 40 abhängig. Entsprechend entstehen die ebenfalls gleichschenkligen Dreiecke D11 und danach die weiteren Dreiecke D12, wobei jeweils eine Ecke der Dreiecke D11 auf dem Mittelpunkt der Basisseite des Dreiecks D10 liegt. Ebenso liegt jeweils eine Ecke der Dreiecke D12 dem Mittelpunkt der Basisseiten der Dreiecke D11 . Entlang der Basisseiten der entstandenen Dreiecke D10, D11 und D12 wird die Kurve K1 angenähert. Entsprechend wird auf der gegenüberliegenden Seite der Verzweigung 40 verfahren, sodass sich die Dreiecke D20, D21 und D22 und die Kurve K2 ergeben.
Figur 5a zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Form eines Flächenkühlers 42, welcher mehrere astgabelförmige Verzweigungen 40, wie in der Figur 4 erläutert, umfasst. In der in der Figur 5a dargestellten beispielhaften Ausführungsform wird eine Fluidleitung 32 zunächst über eine Verzweigung 43.1 in drei Fluidleitungen 44 verzweigt und diese durch eine weitere Verzweigung 43.2 jeweils in zwei Fluidleitungen 45 verzweigt. Dadurch ergibt sich eine mit der Anordnung in der Figur 3 erläuterten Fluidleitungen 32 vergleichbare Anordnung von mehreren parallel verlaufenden Fluidleitungen 45. ein derartiger Flächenkühler 42 kann insbesondere unterhalb einer optischen Wirkfläche angeordnet sein und diese temperieren. Die Fluidleitungen 45 werden im weiteren Verlauf durch Sammler 46.1 , 46.2 zunächst zu drei Fluidleitungen 44 und dann zu einer Fluidleitung 32 zusammengeführt.
Figur 5b zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Form eines in einem nur ausschnittsweise dargestellten Grundkörper 30 ausgebildeten Mengenverteilers 47, welcher mehrere Verzweigungen 48.1 , 48.2, 48.3 aufweist. Die Verzweigungen 48.1 , 48.2, 48.3 weisen unterschiedliche Querschnitte 49.1 , 49.2, 49.3 auf. Dies führt dazu, dass in allen drei abgehenden Fluidleitungen 50.1 , 50.2, 50.3, der gleiche Volumenstrom an Fluid abgeht. Dies beruht auf der Annahme, dass der Druckabfall über die erste Verzweigung 48.1 bei der zweiten Verzweigung 48.2 durch einen größeren Querschnitt 49.2 der Fluidleitung 50.2 ausgeglichen wird. Der Fluidstrom ist wiederum durch Pfeile in der Figur 5b dargestellt. Die Gestaltung des Querschnittes der Abzweigungen kann dabei auch von der war in der Figur gezeigten Lösung abweichen. Ob der Querschnitt der Verzweigungen 48.1 , 48.2, 48.3 entlang der Strömungsrichtung des Fluids zu- oder abnimmt, hängt von den Verhältnissen im strömenden Fluid ab, insbesondere davon, ob die Strömung durch Reibungseffekte oder die kinetische Energie der strömenden Volumenelemente des Fluids dominiert wird. Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Form eines Spiralrest- riktors 51. Dieser wird mit Hilfe eines 3D-Druckverfahrens direkt in den Grundkörper 30 (in der Figur 6 nicht dargestellt) integriert und hat gegenüber einer normalen Drossel den Vorteil, dass er weniger Anregung in den Grundkörper 30 einbringt.
Figur 7a zeigt eine weitere als Dämpfer 60 ausgebildete Ausführungsform der Erfindung. Der Dämpfer 60 umfasst eine Ausnehmung 61 im Grundkörper 30, welche an eine ebenfalls im Grundkörper 30 ausgebildete Fluidleitung 32 angrenzt. In der Ausnehmung 61 ist ein freier Rohrabschnitt 63 ausgebildet, welcher die im Grund-körper 30 ausgebildeten Fluidleitungen 32 zu beiden Seiten der Ausnehmung 61 miteinander verbindet. Das Temperierungsfluid 38 wird also durch den Rohrabschnitt 63 des Dämpfers 60 geführt. An der Außenseite 64 des Rohrabschnitts 63 sind Schaufeln 65 in unterschiedlichen Orientierungen angeordnet. Die Ausnehmung 61 wird mit einem Fluid 62 gefüllt, wobei diese in der in der Figur 7a gezeigten Ausführungsform dem Temperierungsfluid 38 entspricht. Im gezeigten Beispiel strömt das Temperierungsfluid 38 durch eine im Rohrabschnitt 63 ausgebildete Bohrung 66 in die Ausnehmung 61 . Alternativ kann das Fluid 62 von dem Temperierungsfluid 38 unterschiedlich sein und durch eine Zuleitung 67 im Grundkörper 30 in die Ausnehmung 61 eingefüllt werden. In diesem Fall ist im Rohrabschnitt 63 keine Bohrung 66 ausgebildet. Die im Fluid 38 ausgebildeten Druckschwankungen, also die flussinduzierten Schwingungen regen den Rohrabschnitt 63 an, wodurch diean der Außenseite 64 angeordneten Schaufeln 65 in Schwingungen versetzt werden. Die Schaufeln 65 bewegen sich gegen den Widerstand des Fluids 62 und werden durch die dadurch entstehende innere Reibung in dem Fluid 62 abgebremst. Die Schwingungsenergie wird somit in eine Erwärmung des Fluids 62 überführt und dadurch dissipiert. Die flussinduzierten Schwingungen werden im Ergebnis gedämpft.
Figur 7b zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Form einer Mehrzahl von in einen Grundkörper 30 integrierten Teslaventile 70 als passive fluidische Ventile. Das Teslaventil 70 wirkt je nach Durchflussrichtung des Fluids 38 als Drossel (durchgezogener Pfeil) oder hat nahezu keine Auswirkung auf das durchströmende Fluid 38 (gestrichelter Pfeil). Das Fluid 38 wird durch eine Verzweigung 73 zunächst in einen primären Strom 71 und einen sekundären Strom 72 aufgeteilt, wobei der sekundäre Strom 72 derart geführt wird, dass er mit nahezu um 180° gedrehter Strömungsrichtung auf den primären Strom 71 trifft. An dieser Stelle kommt es zu Verwirbelungen, welche den primären Strom 71 abbremsen und zu einer Drosselwirkung führen. Das Teslaventil 70 wirkt insbesondere in einer Anordnung von mehreren in einem Kreislauf hintereinander angeordneten Teslaventilen 70 auch als Gleichrichter, wodurch eine durch eine Pumpe angeregte pulsierende Strömung in eine gleichmäßige Strömung umgewandelt wird.
Es versteht sich von selbst, dass die beschriebenen komplexen Geometrien durch konventionelle Verfahren nur schwer oder gar nicht herstellbar sind. Entsprechend vorteilhaft ist es, diese Geometrien mittels eines vorteilhaften additiven Verfahrens wie nachfolgend beschrieben herzustellen.
Figur 8 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers 30 für ein optisches Element Mx, 117.
In einem ersten Verfahrensschritt 81 wird mindestens ein Teilkörper des Grundkörpers 30 mit einem Polyjetverfahren hergestellt, wobei das verwendete Materialgemisch ein Trägermaterial mit mindestens einem Monomer und/oder Oligomer und ein Strukturmaterial mit mindestens einem Glaspulver aufweist.
In einem dritten Verfahrensschritt 83 wird der Teilkörper zum thermischen Verbinden der Glaspulverbestandteile und zur Verbrennung des Trägermaterials erwärmt.
In einem vierten Verfahrensschritt 84 wird der Teilkörper gesintert. Bezugszeichenliste
1 Projektionsbelichtungsanlage
2 Beleuchtungssystem
3 Strahlungsquelle
4 Beleuchtungsoptik
5 Objektfeld
6 Objektebene
7 Retikel
8 Retikelhalter
9 Retikelverlagerungsantrieb
10 Projektionsoptik
11 Bildfeld
12 Bildebene
13 Wafer
14 Waferhalter
15 Waferverlagerungsantrieb
16 EUV-Strahlung
17 Kollektor
18 Zwischenfokusebene
19 Umlenkspiegel
20 Facettenspiegel
21 Facetten
22 Facettenspiegel
23 Facetten
30 Grundkörper
31 optische Wirkfläche
32 Fluidleitung
33 Zulauf
34 Ablauf
35 Bogen Fluidleitung Fluidleitung
T emperierungsfluid Verzweigung Querschnitt Flächenkühler Verzweigung Fluidleitung Fluidleitung Sammler Mengenverteiler Verzweigung Querschnitt Fluidleitung Spiralrestriktor Dämpfer Ausnehmung Fluid
Rohrabschnitt Außenseite Schaufel Bohrung Zuleitung Teslaventil Primärer Strom Sekundärer Strom Verzweigung Verfahrensschritt 1 Verfahrensschritt 2 Verfahrensschritt 3 Verfahrensschritt 4 101 Projektionsbelichtungsanlage
102 Beleuchtungssystem
107 Retikel
108 Retikelhalter
110 Projektionsoptik
113 Wafer
114 Waferhalter
116 DUV-Strahlung
117 optisches Element
118 Fassungen
119 Objektivgehäuse
M1-M6 Spiegel

Claims

Patentansprüche Optisches Element (Mx, 117) mit einem Grundkörper (30) und mindestens einer im Grundkörper (30) ausgebildeten Fluidleitung (32) zur Führung eines Temperierungsfluids (38), dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (32) mindestens abschnittsweise derart ausgebildet ist, dass diese die Anregung mechanischer Schwingungen durch das Temperierungsfluid (38) minimiert und/oder mechanische Schwingungen im Temperierungsfluid (38) dämpft. Optisches Element (Mx, 117) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidleitung (32) eine astgabelförmige Verzweigung (40) umfasst. Optisches Element (Mx, 117) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (32) mehrere in Fluidströmungsrichtung nacheinander angeordnete astgabelförmige Verzweigungen (40) umfasst. Optisches Element (Mx, 117) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie mindestens einer astgabelförmigen Verzweigung (40) einer Geometrie entspricht, welche nach der Methode der Zugdreiecke ermittelt wurde. Optisches Element (Mx,117) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass verbleibende stumpfe Ecken durch Radien oder Tangenskurven abgerundet sind. Optisches Element (Mx, 117) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fluidleitung (32) in einen Flächenkühler (42) verzweigt.
7. Optisches Element (Mx, 117) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Leitungsquerschnitte vor und nach einer Verzweigung (40) konstant ist.
8. Optisches Element (Mx, 117) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (32) einen als Spiralrestriktor (51 ) ausgebildeten Abschnitt umfasst.
9. Optisches Element (Mx, 117) einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung einen Rohrabschnitt (63) umfasst, welcher frei in einer Ausnehmung (61 ) im Grundkörper (30) verläuft.
10. Optisches Element (Mx, 117) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (63) an seiner Außenseite mit Fortsätzen (65) versehen ist.
11 .Optisches Element (Mx, 117) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (65) als Schaufeln ausgebildet sind.
12. Optisches Element (Mx, 117) einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (61 ) mit einem Fluid gefüllt ist.
13. Optisches Element (Mx, 117) einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (63) im Bereich der Ausnehmung (61 ) mit einer Bohrung (66) zum Befüllen der Ausnehmung (61 ) mit Temperierungsfluid (68) versehen ist.
14. Optisches Element (Mx, 117) einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (61 ) mit einer Zuleitung (67) im Grundkörper (30) zum Befül- len der Ausnehmung (61 ) mit Fluid (62) versehen ist. Optisches Element (Mx, 117) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (32) mindestens ein passives fluidisches Ventil (70), insbesondere ein Teslaventil, zur Dämpfung einer im Fluid (38) vorhandenen Druckschwankung umfasst. Optisches Element (Mx, 117) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Teslaventile (70) hintereinander angeordnet sind. Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem optischen Element nach einem der Ansprache 1 bis 16. Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers für ein optisches Element (Mx, 117) mit einem additiven Verfahren, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Herstellung mindestens eines Teilkörpers des Grundkörpers mit einem Polyjetverfahren, wobei das zur Herstellung des Teilkörpers verwendete Matenalgemisch ein Trägermaterial mit mindestens einem Monomer und/oder Oligomer und ein Strukturmaterial mit einem Glaspulver aufweist
- Erwärmung des Teilkörpers zum thermischen Verbinden der Glaspulverbestandteile und zur Verbrennung des Trägermaterials
- Sintern des Teilkörpers Verfahren nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass zwei unterschiedliche Materialgemische bei der Herstellung des Teilkörpers Anwendung finden. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper unter Verwendung eines zweiten Teilkörpers hergestellt wird, wobei dieser mit einem von dem des ersten Teilkörpers abweichenden Fertigungsverfahren hergestellt ist.
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