DE102017210206A1 - Assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit wenigstens einem optischen Element (10, 20, 30a, 30b, 30c, 30d, 40a, 40b, 40c, 40d, 50), einem Trägerelement (11, 21, 31, 41, 51) zum Tragen des optischen Elements und einer zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement angeordneten Flüssigkeit (12, 22, 32, 42, 52), wobei diese Flüssigkeit ein Ferrofluid ist.The invention relates to an assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus, having at least one optical element (10, 20, 30a, 30b, 30c, 30d, 40a, 40b, 40c, 40d, 50), a carrier element (11, 21, 31, 41, 51) for supporting the optical element and a liquid (12, 22, 32, 42, 52) arranged between the optical element and the carrier element, this liquid being a ferrofluid.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.The invention relates to an assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus.

Die erfindungsgemäße Baugruppe ist insbesondere vorteilhaft in optischen Systemen mit verstellbaren optischen Elementen (weiter insbesondere mit einer Mehrzahl unabhängig voneinander verstellbarer optischer Elemente) einsetzbar, beispielsweise in einem Facettenspiegel in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, sondern allgemein auch in anderen optischen Systemen einsetzbar, in denen eine effiziente Wärmeabfuhr realisiert werden soll.The assembly according to the invention can be used particularly advantageously in optical systems with adjustable optical elements (more particularly with a plurality of independently adjustable optical elements), for example in a facet mirror in a microlithographic projection exposure apparatus. However, the invention is not limited to this, but can generally also be used in other optical systems in which an efficient heat dissipation is to be realized.

Stand der TechnikState of the art

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. The image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is hereby projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective in order to apply the mask structure to the photosensitive coating of the Transfer substrate.

In einer für EUV (d.h. für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von 15 nm) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage werden mangels Vorhandenseins lichtdurchlässiger Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.In a projection exposure apparatus designed for EUV (i.e., for electromagnetic radiation having a wavelength below 15 nm), mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of light-transmissive materials.

Insbesondere ist in der Beleuchtungseinrichtung der Einsatz von Facettenspiegeln in Form von Feldfacettenspiegeln und Pupillenfacettenspiegeln als bündelführende Komponenten z.B. aus DE 10 2008 009 600 A1 bekannt. Derartige Facettenspiegel sind aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln oder Spiegelfacetten aufgebaut, welche jeweils zum Zwecke der Justage oder auch zur Realisierung bestimmter Beleuchtungswinkelverteilungen über Festkörpergelenke (z.B. um zwei zueinander senkrechte Kippachsen) kippbar ausgelegt sein können. Des Weiteren ist auch in einer Beleuchtungseinrichtung einer für den Betrieb bei Wellenlängen im VUV-Bereich ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage zur Einstellung definierter Beleuchtungssettings (d.h. Intensitätsverteilungen in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung) der Einsatz von Spiegelanordnungen, z.B. aus WO 2005/026843 A2 , bekannt, welche eine Vielzahl unabhängig voneinander einstellbarer Spiegelelemente umfassen.In particular, in the illumination device, the use of facet mirrors in the form of field facet mirrors and pupil facet mirrors as bundle-guiding components is known, for example DE 10 2008 009 600 A1 known. Such facet mirrors are constructed from a multiplicity of individual mirrors or mirror facets, which can each be designed to be tiltable for the purpose of adjustment or else for the realization of specific illumination angle distributions via solid-body joints (eg about two mutually perpendicular tilt axes). Furthermore, in an illumination device of a microlithographic projection exposure apparatus designed for operation at wavelengths in the VUV range for setting defined illumination settings (ie intensity distributions in a pupil plane of the illumination device), the use of mirror arrangements, eg WO 2005/026843 A2 known, which comprise a plurality of independently adjustable mirror elements.

Ein in der Praxis u.a. in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage auftretendes Problem ist, dass die optischen Elemente (z.B. die vorstehend genannten Spiegelelemente) infolge Absorption der das jeweilige System im Betrieb durchlaufenden elektromagnetischen Strahlung eine Wärmelast erfahren, wobei die absorbierte Wärmeenergie eine thermisch induzierte Deformation oder sogar Zerstörung der Spiegelelemente (etwa infolge eines Abplatzens des Reflexionsschichtsystem) zur Folge haben kann. Dieses Problem ist insbesondere in einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage mit einer Plasmalichtquelle besonders gravierend, da die von einer solchen Plasmalichtquelle im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung überwiegend nicht den gewünschten (Nutz-) Wellenlängenbereich aufweist und demzufolge besonders stark vor allem an den im Strahlengang ersten optischen Elementen (z.B. dem genannten Feldfacettenspiegel oder Pupillenfacettenspiegel) absorbiert wird.One in practice u.a. In a microlithographic projection exposure system occurring problem is that the optical elements (eg the above-mentioned mirror elements) experience a heat load due to absorption of the respective system during operation electromagnetic radiation, the absorbed thermal energy thermally induced deformation or even destruction of the mirror elements (such as a spalling of the reflective layer system) may result. This problem is especially serious in a projection exposure apparatus with a plasma light source designed for operation in the EUV, since the electromagnetic radiation generated by such a plasma light source in operation does not predominantly have the desired (useful) wavelength range and therefore particularly strong, above all, in the beam path first optical elements (eg, said field facet mirror or pupil facet mirror) is absorbed.

Im Falle etwa der genannten Facettenspiegel kommt erschwerend hinzu, dass die gegebenenfalls zur hochgenauen Positionierung bzw. Aktuierung verwendeten Aktoren u.a. aufgrund der vergleichsweise engen Bauräume nur relativ geringe Aktorkräfte erzeugen bzw. über begrenzte Motorleistungen verfügen mit der Folge, dass hinsichtlich der zur Aktuierung verwendeten Festkörpergelenke eine möglichst niedrige Kipp- bzw. Biegesteifigkeit zu fordern ist. Dieser Umstand erfordert wiederum vergleichsweise geringe Querschnitte der verwendeten Festkörpergelenke wie z.B. flexibler Blattfedern, welche nur eine relativ schlechte Wärmeableitung an die umgebende Struktur ermöglichen.In the case of, for example, the facet mirrors mentioned, it is aggravating that the actuators, which may be used for high-precision positioning or actuation, may also be used. due to the comparatively narrow installation spaces generate only relatively low Aktorkräfte or have limited engine power with the result that with respect to the solid state joints used for actuation as low as possible tilting or bending stiffness is required. This fact in turn requires comparatively small cross-sections of the solid-state hinges used, e.g. flexible leaf springs, which allow only a relatively poor heat dissipation to the surrounding structure.

Im Ergebnis stellt somit die Realisierung einer effizienten Kühlung insbesondere der genannten Facettenspiegel eine anspruchsvolle Herausforderung dar.As a result, the realization of efficient cooling, in particular of the aforementioned facet mirrors, represents a demanding challenge.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2014 224 218 A1 , DE 10 2014 216 801 A1 und DE 10 2011 080 318 A1 verwiesen.The prior art is merely an example DE 10 2014 224 218 A1 . DE 10 2014 216 801 A1 and DE 10 2011 080 318 A1 directed.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, bereitzustellen, in welcher auch bei vergleichsweise geringem Bauraum thermisch induzierte Deformationen und/oder Degradationen infolge einer Absorption der das jeweilige System im Betrieb durchlaufenden elektromagnetischen Strahlung und eine damit einhergehende Beeinträchtigung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems reduziert oder vermieden werden.It is an object of the present invention to provide an assembly, especially in one microlithographic projection exposure system to provide, in which even with a comparatively small space thermally induced deformations and / or degradation due to absorption of the respective system in operation continuous electromagnetic radiation and a concomitant impairment of the imaging properties of the optical system can be reduced or avoided.

Diese Aufgabe wird durch die Baugruppe gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the assembly according to the features of the independent claim 1.

Eine erfindungsgemäße Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, weist auf:

  • - wenigstens ein optisches Element;
  • - ein Trägerelement zum Tragen des optischen Elements; und
  • - eine zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement angeordnete Flüssigkeit;
  • - wobei diese Flüssigkeit ein Ferrofluid ist.
An assembly according to the invention, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus, has:
  • at least one optical element;
  • a support member for supporting the optical element; and
  • - A arranged between the optical element and the support member liquid;
  • - This liquid is a ferrofluid.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, eine effiziente Wärmeabfuhr von einem optischen Element (wie z.B. einer Spiegelfacette eines Facettenspiegels) dadurch zu realisieren, dass als Wärmebrücke zwischen dem optischen Element und einem Trägerelement (welches wiederum mechanisch an einen Kühler gekoppelt oder selbst als Kühler ausgestaltet sein kann) eine Flüssigkeit in Form eines Ferrofluids eingesetzt wird.The invention is based in particular on the concept of realizing efficient heat removal from an optical element (such as a mirror facet of a facet mirror) by coupling it as a thermal bridge between the optical element and a carrier element (which in turn is mechanically coupled to a cooler or even configured as a cooler can be) a liquid in the form of a ferrofluid is used.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter einem „Ferrofluid“ im Einklang mit der üblichen Terminologie eine Flüssigkeit verstanden, welche ohne Verfestigung auf magnetische Felder reagiert und in einer Trägerflüssigkeit suspendierte, typischerweise wenige Nanometer (nm) große magnetische Partikel aufweist. Ein solches Ferrofluid kann aufgrund seiner magnetischen Eigenschaften auch als „superparamagnetische Flüssigkeit“ bezeichnet werden. Diese Bezeichnung wird auch dem Umstand gerecht, dass die enthaltenen Partikel (mit Durchmessern in der Größenordnung von z.B. 10nm) zu klein sind, um magnetische Domänen (sogenannte Weiss'sche Bezirke) auszubilden. Infolge der geringen Partikelgröße ist die betreffende Suspension bzw. das Ferrofluid stabil, wobei insbesondere eine (bei magnetorheologischen Flüssigkeiten mögliche) Phasentrennung nicht stattfindet.In the context of the present application, a "ferrofluid" in accordance with customary terminology is understood as meaning a liquid which reacts without solidification to magnetic fields and has magnetic particles suspended in a carrier liquid and typically of a few nanometers (nm) in size. Such a ferrofluid may also be called a "superparamagnetic liquid" because of its magnetic properties. This designation also does justice to the fact that the contained particles (with diameters of the order of, for example, 10 nm) are too small to form magnetic domains (so-called Weissian districts). Due to the small particle size, the suspension in question or the ferrofluid is stable, in particular a (in magnetorheological fluids possible) phase separation does not take place.

Durch die erfindungsgemäße Flüssigkeit bzw. das Ferrofluid wird zum einen ein großflächiger thermischer Kontakt des zu kühlenden optische Elements zum Trägerelement erreicht, zum anderen jedoch weiterhin die volle Beweglichkeit des optischen Elements gewährleistet, ohne dass unerwünschte Rückstellkräfte (welche wiederum durch Aktoren zur Aktuierung des optischen Elements zu überwinden wären) auftreten.On the one hand, a large-area thermal contact of the optical element to be cooled with the carrier element is achieved by the liquid or ferrofluid according to the invention, but on the other hand the full mobility of the optical element is still ensured without undesired restoring forces (which in turn are caused by actuators for actuating the optical element to overcome) occur.

Des Weiteren kann infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Flüssigkeit als Ferrofluid eine Beibehaltung der Position dieser Flüssigkeit im Bereich zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement in einfacher Weise durch Einsatz von Magneten realisiert werden. Diese Magnete können wiederum als Permanentmagnete ausgestaltet sein und so ein Entweichen bzw. Wegfließen des Ferrofluids zuverlässig verhindern. Zugleich kann auch ein Verdampfen der Flüssigkeit durch Wahl eines Ferrofluids mit hinreichend geringem Dampfdruck verhindert werden. Dieser Dampfdruck kann je nach verwendetem Ferrofluid z.B. im Bereich von (10-8 - 10-14) Pascal (Pa) betragen.Furthermore, as a result of the inventive design of the liquid as ferrofluid, a retention of the position of this liquid in the region between the optical element and the carrier element can be realized in a simple manner by the use of magnets. These magnets can in turn be configured as permanent magnets and thus reliably prevent the ferrofluid from escaping or flowing away. At the same time evaporation of the liquid can be prevented by selecting a ferrofluid with a sufficiently low vapor pressure. Depending on the ferrofluid used, this vapor pressure may be in the range of (10 -8-10 -14 ) pascals (Pa), for example.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Einsatzes eines Ferrofluids besteht in der gegebenenfalls als Nebeneffekt auftretenden Dämpfungswirkung, durch welche ein unerwünschter Eintrag mechanischer Vibrationen in das jeweilige optische Element im Betrieb des optischen System verringert werden kann.A further advantage of the use according to the invention of a ferrofluid consists in the damping effect which optionally occurs as a side effect, by means of which an undesired introduction of mechanical vibrations into the respective optical element during operation of the optical system can be reduced.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Positionierung des Ferrofluids zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement wird eine unerwünschte Strahlungsexposition der betreffenden Flüssigkeit und eine hiermit einhergehende Kontaminationsgefahr bereits weitgehend oder vollständig verhindert, da die Flüssigkeit sich auf der der optischen Wirkfläche abgewandten Seite des optischen Elements befindet.Due to the positioning of the ferrofluid according to the invention between the optical element and the carrier element, unwanted radiation exposure of the liquid in question and a risk of contamination associated therewith are already largely or completely prevented, since the liquid is located on the side of the optical element facing away from the effective optical surface.

Das Risiko einer Strahlungsexposition im Betrieb des optischen Systems kann jedoch durch den Einsatz einer oder mehrerer Streulichtblenden weiter verringert werden.However, the risk of radiation exposure during operation of the optical system can be further reduced by using one or more stray light apertures.

Gemäß einer Ausführungsform weist somit die erfindungsgemäße Baugruppe wenigstens eine Streulichtblende auf. Hierdurch kann eine unerwünschte Einwirkung von im Betrieb des optischen Systems bzw. der Projektionsbelichtungsanlage typischerweise vorhandenem Streulicht auf das jeweilige optische Element und eine hiermit gegebenenfalls einhergehende Zerstörung molekularer Bindungen bzw. Erzeugung von Kontaminationen verringert oder verhindert werden.According to one embodiment, the assembly according to the invention thus has at least one stray light diaphragm. In this way, an undesired effect of scattered light which is typically present in the operation of the optical system or the projection exposure apparatus on the respective optical element and any destruction of molecular bonds or generation of contaminations which may be associated therewith can be reduced or prevented.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Ferrofluid ein Perfluorpolyether auf.According to one embodiment, the ferrofluid comprises a perfluoropolyether.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element relativ zu einem Kühler beweglich gelagert.According to one embodiment, the optical element is movably mounted relative to a cooler.

Gemäß einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe eine Gelenkanordnung zur mechanischen Kopplung des optischen Elements an wenigstens einen zur Ausübung einer Kraft auf das optische Element ausgelegten Aktor auf. According to one embodiment, the assembly according to the invention has a joint arrangement for the mechanical coupling of the optical element to at least one actuator designed to apply a force to the optical element.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Trägerelement mechanisch an einen Kühler gekoppelt oder als Kühler ausgebildet.According to one embodiment, the carrier element is mechanically coupled to a radiator or designed as a cooler.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegelelement, insbesondere ein Spiegelelement einer aus einer Mehrzahl von Spiegelelementen zusammengesetzten Spiegelanordnung. Diese Spiegelelemente können unabhängig voneinander verkippbar sein.According to one embodiment, the optical element is a mirror element, in particular a mirror element of a mirror arrangement composed of a plurality of mirror elements. These mirror elements can be tilted independently.

In diesem Fall kommen die erfindungsgemäß erzielten Vorteile im Hinblick auf die in vielen Anwendungen relativ „dichte Packung“ der einzelnen optischen Elemente (etwa der Einzelspiegel eines Facettenspiegels) besonders zum Tragen.In this case, the advantages achieved according to the invention with regard to the "dense packing" of the individual optical elements in many applications (for example the individual mirrors of a facet mirror) are particularly significant.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Spiegelanordnung ein Facettenspiegel, insbesondere ein Feldfacettenspiegel oder ein Pupillenfacettenspiegel.According to one embodiment, the mirror arrangement is a facet mirror, in particular a field facet mirror or a pupil facet mirror.

Gemäß einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Baugruppe ferner eine Wechseleinheit zum Wechseln einer jeweils an einem Nutzort positionierten Spiegelfacette oder Sub-Spiegelfacette des Facettenspiegels auf. In diesem Falle kommt die Realisierung des erfindungsgemäßen Konzepts zur Wärmeabfuhr über ein Ferrofluid insofern besonders zur Geltung, als die vorstehend bereits beschriebene Beibehaltung einer stabilen Position dieses Ferrofluids über Magnete auch in Kombination mit (je nach Ausführungsform translatorisch oder rotatorisch) beweglichen Spiegelelementen unproblematisch möglich ist. Des Weiteren kann aber auch (etwa im Falle der noch detaillierter beschriebenen rotatorischen Auswechslung von jeweils am Nutzort positionierten Sub-Spiegelfacetten) das zusätzliche Problem überwunden werden, dass Kontaktbereiche zur Wärmeleitung zwischen dem optischen Element und einem gegebenenfalls vorhandenen Kühler nur in vergleichsweise geringem Maße zur Verfügung stehen.According to one embodiment, the assembly according to the invention further comprises an exchange unit for changing a mirror facet or sub-mirror facet of the facet mirror respectively positioned at a user location. In this case, the realization of the inventive concept for heat dissipation via a ferrofluid is particularly advantageous insofar as the previously described retaining a stable position of this ferrofluid via magnets in combination with (depending on the embodiment translational or rotational) movable mirror elements is possible without problems. Furthermore, however, the additional problem that the contact areas for heat conduction between the optical element and an optionally present cooler are available only to a comparatively small extent (for example in the case of the rotational substitution of sub-mirror facets positioned at the user location in each case) can also be overcome stand.

Gemäß einer Ausführungsform das optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt.According to one embodiment, the optical element is designed for an operating wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.

Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, welches wenigstens eine Baugruppe mit den vorstehend beschrieben Merkmalen aufweist.The invention further relates to an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus which has at least one assembly with the features described above.

Die Erfindung betrifft ferner eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem solchen optischen System bzw. mit einer erfindungsgemäßen Baugruppe. Die Projektionsbelichtungsanlage kann insbesondere für einen Betrieb im EUV ausgelegt sein. The invention further relates to a projection exposure apparatus with such an optical system or with an assembly according to the invention. The projection exposure apparatus can be designed in particular for operation in the EUV.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

  • 1a-c schematische Darstellungen zur Erläuterung des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzips;
  • 2-5 schematische Darstellungen zur Erläuterung möglicher Ausführungsformen der Erfindung;
  • 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines herkömmlichen Aufbaus einer Baugruppe mit einer Feldfacette eines Facettenspiegels; und
  • 7 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
Show it:
  • 1a-c schematic representations for explaining the underlying principle of the present invention;
  • 2 - 5 schematic representations for explaining possible embodiments of the invention;
  • 6 a schematic representation for explaining a conventional structure of an assembly with a field facet of a facet mirror; and
  • 7 a schematic representation of a designed for operation in EUV microlithographic projection exposure apparatus.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

1a-1c zeigen lediglich schematische und stark vereinfachte Darstellungen zur Erläuterung des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzips. 1a - 1c show only schematic and highly simplified representations to explain the underlying principle of the present invention.

Gemäß 1a-1c befindet sich zwischen einem beweglichen bzw. über (nicht dargestellte) Aktoren aktuierbaren optischen Element 10 und einem Träger 11 eine Flüssigkeit 12. Diese Flüssigkeit 12 dient zur großflächigen Wärmeabfuhr an einen mechanisch an das Trägerelement 11 gekoppelten Kühler 15.According to 1a - 1c is located between a movable or over (not shown) actuators actuatable optical element 10 and a carrier 11 a liquid 12 , This liquid 12 used for large-scale heat dissipation to a mechanically to the support element 11 coupled cooler 15 ,

Bei der Flüssigkeit 12 handelt es sich um ein Ferrofluid, welches über (in 1a-1c nicht dargestellte) Magnete an der gewünschten Position zwischen dem optischen Element 10 und dem Trägerelement 11 gehalten bzw. am Wegfließen gehindert wird. Zugleich wird auch ein Verdampfen des Ferrofluids infolge des hinreichend geringen Dampfdrucks verhindert. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein kommerziell erhältliches Ferrofluid, bestehend aus einer Suspension von Fe3O4-Partikeln (Magnetit) in einem Perfluorpolyether. Alternativ ist auch die Verwendung von Partikeln auf Basis von Aluminiumoxiden, Kobalt oder Mischferriten möglich. Anstelle von einem Perfluorpolyether können auch Silikone, Glykole, Polyphenylether, Sila-Kohlenwasserstoffe (SiHC), natürliche und synthetische Kohlenwasserstoffe, Ester oder andere organische Lösungsmittel wie zum Beispiel Heptane, Xylene, Toluene oder Butanon verwendet werden.At the liquid 12 it is a ferrofluid, which over (in 1a - 1c not shown) magnets at the desired position between the optical element 10 and the carrier element 11 is held or prevented from flowing away. At the same time evaporation of the ferrofluid due to the sufficiently low vapor pressure is prevented. The exemplary embodiment is a commercially available ferrofluid consisting of a suspension of Fe 3 O 4 particles (magnetite) in a perfluoropolyether. Alternatively it is It is also possible to use particles based on aluminum oxides, cobalt or mixed ferrites. Instead of a perfluoropolyether, silicones, glycols, polyphenyl ethers, silane hydrocarbons (SiHC), natural and synthetic hydrocarbons, esters or other organic solvents such as heptanes, xylenes, toluene or butanone can also be used.

Bei dem optischen Element 10 kann es sich insbesondere um eine Spiegelfacette eines Facettenspiegels (z.B. eines Feldfacettenspiegels oder eines Pupillenfacettenspiegels) einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage handeln, deren Aufbau im Weiteren ebenfalls noch näher beschrieben wird.In the optical element 10 it may in particular be a mirror facet of a facet mirror (eg a field facet mirror or a pupil facet mirror) of a microlithographic projection exposure apparatus designed for operation in the EUV, the structure of which will also be described in more detail below.

In 1a-1c sind zur Veranschaulichung der Beweglichkeit des optischen Elements 10 unterschiedliche Kippstellungen angedeutet, wobei unabhängig von der jeweiligen Kippstellung ein großflächiger thermischer Kontakt zum Trägerelement 11 gewährleistet bleibt. Zugleich werden durch die Flüssigkeit 12 bzw. das Ferrofluid keine unerwünschten Rückstellkräfte eingeführt mit der Folge, dass die zur Verkippung des optischen Elements 10 verwendeten Aktoren insoweit keine zusätzlichen Kräfte zur Überwindung derartiger Rückstellkräfte aufbringen müssen und in unter Bauraumaspekten wünschenswerter Weise vergleichsweise schwach ausgelegt sein können.In 1a - 1c are to illustrate the mobility of the optical element 10 indicated different tilting, wherein regardless of the respective tilted position, a large-scale thermal contact with the support element 11 remains guaranteed. At the same time be through the liquid 12 or the ferrofluid no unwanted restoring forces introduced with the result that the tilting of the optical element 10 used actuators insofar no additional forces to overcome such restoring forces must apply and can be designed comparatively weak in terms of space aspects desirable way.

Ein möglicher herkömmlicher Aufbau einer Baugruppe mit einem Aktor 67 zur Ausübung einer Kraft auf ein optisches Element 60 (z.B. Spiegelfacette) ist in 6 dargestellt, wobei mit „69“ Festkörpergelenke in Form von Blattfedern bezeichnet sind, welche in der dargestellten Baugruppe das optische Element 60 mechanisch an ein Trägerelement 61 koppeln. Der Aktor 67 ist über einen Stößel bzw. Pin 66 an das optische Element 60 mechanisch gekoppelt.A possible conventional structure of an assembly with an actuator 67 for applying a force to an optical element 60 (eg mirror facet) is in 6 represented, wherein "69" solid joints in the form of leaf springs are referred to, which in the illustrated assembly, the optical element 60 mechanically to a carrier element 61 couple. The actor 67 is via a plunger or pin 66 to the optical element 60 mechanically coupled.

Ausgehend von diesem für sich bekannten Aufbau von 6 zeigt nun 2 eine mögliche Realisierung der Erfindung, wobei in zu 1a-1c analoger Weise eine Flüssigkeit 22 in Form eines Ferrofluids zwischen optischem Element (z.B. Spiegelfacette) 20 und Trägerelement 21 über (als Permanentmagnete ausgelegte) Magnete 23 in im Wesentlichen stabiler Position gehalten wird. Gemäß 2 ist zusätzlich eine Streulichtblende 24 vorgesehen, welche dazu dient, im Betrieb des die Baugruppe aufweisenden optischen Systems (z.B. der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage) Streulicht von der Flüssigkeit 22 fernzuhalten und so eine unerwünschte Kontamination zu verhindern. Based on this known construction of 6 shows now 2 a possible realization of the invention, wherein in zu 1a - 1c analogous way, a liquid 22 in the form of a ferrofluid between optical element (eg mirror facet) 20 and carrier element 21 via (designed as permanent magnets) magnets 23 held in a substantially stable position. According to 2 is additionally a lens hood 24 provided, which serves in the operation of the module having the optical system (eg, the microlithographic projection exposure system) scattered light from the liquid 22 keep away and so prevent unwanted contamination.

3 zeigt in schematischer Darstellung eine weiter mögliche Ausführungsform der Erfindung, wobei im Vergleich zu 2 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „10“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. 3 shows a schematic representation of a further possible embodiment of the invention, wherein compared to 2 analogous or substantially functionally identical components are designated by "10" increased reference numerals.

Gemäß 3 handelt es sich bei den erfindungsgemäß zu kühlenden optischen Elementen 30a, 30b, 30c und 30d um Sub-Facetten eines Facettenspiegels, wobei jede dieser Sub-Facetten durch Bewegung des Facettenspiegels in einer der durch den Doppelpfeil angedeuteten Richtungen (d.h. entlang der x-Achse im eingezeichneten Koordinatensystem) selektiv im jeweiligen Nutzbereich positioniert (d.h. zum Führen von Beleuchtungsstrahlung verwendet) werden kann. Hierbei erfolgt wiederum in zu 2 analoger Weise eine Beibehaltung der Position der zur Wärmeabfuhr eingesetzten Flüssigkeit 32 in Form eines Ferrofluids über Magnete 33, so dass das betreffende Ferrofluid über die Magnete 33 jederzeit unterhalb der aktuell zum Führen von Beleuchtungsstrahlung verwendeten Sub-Facette (d.h. auf deren der optischen Wirkfläche entgegengesetzten Seite) gehalten wird.According to 3 these are the optical elements to be cooled according to the invention 30a . 30b . 30c and 30d sub-facets of a facet mirror, wherein each of these sub-facets are selectively positioned (ie used to guide illuminating radiation) by moving the facet mirror in one of the directions indicated by the double arrow (ie along the x-axis in the drawn coordinate system) can. This is done in turn too 2 analogous way maintaining the position of the liquid used for heat dissipation 32 in the form of a ferrofluid via magnets 33 , so that the relevant ferrofluid on the magnets 33 at any time below the sub-facet currently used to guide illumination radiation (ie, on the opposite side of the optical active surface).

4 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform, wobei wiederum zu 3 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „10“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Ausführungsform von 4 unterscheidet sich von derjenigen aus 3 dadurch, dass die Flüssigkeit 42 bzw. das Ferrofluid gemäß 4 für einen thermischen Kontakt nicht nur der aktuell zum Führen von Beleuchtungsstrahlung genutzten Sub-Facette, sondern auch der jeweils aktuell ungenutzten Sub-Facetten zum Trägerelement 41 bzw. einem an dieses mechanisch gekoppelten Kühler sorgt. 4 shows another possible embodiment, in turn to 3 analogous or substantially functionally identical components are designated by "10" increased reference numerals. The embodiment of 4 is different from the one 3 in that the liquid 42 or the ferrofluid according to 4 for a thermal contact not only the currently used for guiding illumination radiation sub-facet, but also the currently unused sub-facets to the support element 41 or ensures a mechanically coupled to this cooler.

5a-5c zeigen in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform, wobei wiederum zu 4 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „10“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. 5a - 5c show in a schematic representation of another embodiment, in turn to 4 analogous or substantially functionally identical components are designated by "10" increased reference numerals.

Die in 5a-5c veranschaulichte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen aus 4 insbesondere dadurch, dass gemäß 5a-5c unterschiedliche Sub-Facetten durch Drehung jeweils einer (durch die optischen Elemente 50a, 50b, bzw. 50c gebildeten) Spiegelfacette in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht werden können. Hierdurch wird im gezeigten Ausführungsbeispiel eine besonders dichte Anordnung der jeweiligen Facettenelemente erzielt.In the 5a - 5c illustrated embodiment differs from that 4 in particular in that according to 5a - 5c different sub-facets by rotation one each (through the optical elements 50a . 50b , respectively. 50c formed) mirror facet can be introduced into the illumination beam path. As a result, a particularly dense arrangement of the respective facet elements is achieved in the embodiment shown.

Gemäß 5c befindet sich die zur Wärmeabfuhr erfindungsgemäß eingesetzte Flüssigkeit 52 bzw. das Ferrofluid zwischen dem jeweils zur Realisierung der vorstehend beschriebenen Rotation eingesetzten Aktor 57 und den jeweiligen optischen Elementen bzw. Feldfacetten, wobei die zugehörige Drehachse mit „58“ bezeichnet ist. Auch in dieser Ausführungsform wird somit über die Flüssigkeit 52 bzw. das Ferrofluid eine effiziente Wärmeabfuhr (trotz nicht vorhandener großflächiger mechanischer Kopplung zwischen Träger 51 und optischen Elementen bzw. Spiegelfacetten) erzielt.According to 5c is the liquid used for heat dissipation according to the invention 52 or the ferrofluid between the respective actuator used to realize the rotation described above 57 and the respective optical elements or field facets, wherein the associated axis of rotation is denoted by "58". Also in this embodiment is thus on the liquid 52 or the ferrofluid an efficient heat dissipation (despite not existing large-scale mechanical coupling between carrier 51 and optical elements or mirror facets).

7 zeigt lediglich schematisch den Aufbau einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung beispielhaft realisierbar ist. 7 shows only schematically the structure of a designed for operation in the EUV microlithographic projection exposure apparatus in which the present invention can be realized by way of example.

Die in 7 dargestellte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 1 weist eine Beleuchtungseinrichtung 2 und ein Projektionsobjektiv 3 auf, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Objektebene OP des Projektionsobjektivs 3 beleuchtet. Das von einer Plasma-Strahlungsquelle 4 erzeugte EUV-Beleuchtungslicht gelangt über einen Kollektorspiegel 5 auf eine Zwischenfokusebene IMI und von dort über einen Feldfacettenspiegel 6, welcher mit einer Anordnung zur Aktuierung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein kann, auf einen Pupillenfacettenspiegel 7. Von dem Pupillenfacettenspiegel 7 gelangt das Beleuchtungslicht über eine Übertragungsoptik aus Spiegeln 8-10 in die Objektebene OP, in welcher eine abzubildende Strukturen aufweisende Maske (Retikel) angeordnet ist. Die Maskenstrukturen werden über das Projektionsobjektiv 3 auf die lichtempfindliche Beschichtung eines in der Bildebene IP des Projektionsobjektivs 3 befindlichen Substrats (Wafer) übertragen.In the 7 illustrated microlithographic projection exposure apparatus 1 has a lighting device 2 and a projection lens 3 on, wherein the illumination device, an object plane OP of the projection lens 3 illuminated. That from a plasma radiation source 4 generated EUV illumination light passes through a collector mirror 5 to an intermediate focus level IMI and from there via a field facet mirror 6 , which can be configured with an arrangement for actuation according to the embodiments described above, on a pupil facet mirror 7 , From the pupil facet mirror 7 the illumination light passes through a transmission optics mirrors 8th - 10 in the object plane OP, in which a mask having structures to be imaged (reticle) is arranged. The mask structures are over the projection lens 3 on the photosensitive coating of one in the image plane IP of the projection lens 3 transferred substrate (wafer).

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.While the invention has been described in terms of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments, e.g. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

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Claims (14)

Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit • wenigstens einem optischen Element (10, 20, 30a, 30b, 30c, 30d, 40a, 40b, 40c, 40d, 50); • einem Trägerelement (11, 21, 31, 41, 51) zum Tragen des optischen Elements; und • einer zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement angeordneten Flüssigkeit (12, 22, 32, 42, 52) ; • wobei diese Flüssigkeit ein Ferrofluid ist.Assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus, with • at least one optical element (10, 20, 30a, 30b, 30c, 30d, 40a, 40b, 40c, 40d, 50); A support member (11, 21, 31, 41, 51) for supporting the optical element; and • a liquid (12, 22, 32, 42, 52) arranged between the optical element and the carrier element; • where this fluid is a ferrofluid. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner wenigstens einen Magneten (23, 33, 43, 53) zum Halten des Ferrofluids an einer gegebenen Position aufweist.Assembly after Claim 1 characterized in that it further comprises at least one magnet (23, 33, 43, 53) for holding the ferrofluid at a given position. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens eine Streulichtblende (24, 34, 44) aufweist.Assembly after Claim 1 or 2 , characterized in that it comprises at least one stray light aperture (24, 34, 44). Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ferrofluid ein Perfluorpolyether aufweist.Assembly according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the ferrofluid comprises a perfluoropolyether. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element relativ zu einem Kühler beweglich gelagert ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element is mounted movably relative to a cooler. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Gelenkanordnung zur mechanischen Kopplung des optischen Elements an wenigstens einen zur Ausübung einer Kraft auf das optische Element (20, 50) ausgelegten Aktor (27, 57) aufweist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a hinge assembly for mechanically coupling the optical element to at least one actuator (27, 57) designed to exert a force on the optical element (20, 50). Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11, 21, 31, 41, 51) mechanisch an einen Kühler gekoppelt oder als Kühler ausgebildet ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier element (11, 21, 31, 41, 51) is mechanically coupled to a radiator or designed as a cooler. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (10, 20, 30a, 30b, 30c, 30d, 40a, 40b, 40c, 40d, 50) ein Spiegelelement, insbesondere ein Spiegelelement einer aus einer Mehrzahl von Spiegelelementen zusammengesetzten Spiegelanordnung, ist.Subassembly according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element (10, 20, 30a, 30b, 30c, 30d, 40a, 40b, 40c, 40d, 50) is a mirror element, in particular a mirror element of one of a plurality of mirror elements Mirror arrangement is. Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Spiegelelemente unabhängig voneinander verkippbar sind.Assembly after Claim 8 , characterized in that these mirror elements are tilted independently. Baugruppe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung ein Facettenspiegel, insbesondere ein Feldfacettenspiegel oder ein Pupillenfacettenspiegel, ist.Assembly after Claim 8 or 9 , characterized in that the mirror arrangement is a facet mirror, in particular a field facet mirror or a pupil facet mirror. Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Wechseleinheit zum Wechseln einer jeweils an einem Nutzort positionierten Spiegelfacette oder Sub-Spiegelfacette des Facettenspiegels aufweist.Assembly after Claim 10 , characterized in that it further comprises an exchange unit for changing a mirror facet or sub-mirror facet of the facet mirror respectively positioned at a user location. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm, is designed. Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens eine Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, characterized in that it comprises at least one assembly according to one of the preceding claims. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen System nach Anspruch 13.Microlithographic projection exposure machine with an optical system Claim 13 ,
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