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Die Erfindung betrifft einen Spiegel zur Führung eines Strahlungsbündels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Temperatureinstellung einer Reflexionsfläche eines derartigen Spiegels, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie mit mindestens einem derartigen Spiegel, eine Projektionsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie mit mindestens einem derartigen Spiegel, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie mit einer Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik, mindestens einem derartigen Spiegel und mindestens einer derartigen Temperatureinstellungsvorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter Bauelemente und ein mit einem derartigen Verfahren hergestelltes strukturiertes Bauelement.
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Derartige Spiegel sind bekannt aus der
DE 37 52 388 T2 , der
WO 2008/034 636 A2 und der
EP 1 376 185 A2 . Die
JP 2005-276932 A beschreibt eine Spiegelanordnung für eine Projektionsbelichtungsanlage einschließlich einer Peltierelement-Kühlung. Die
US 2005/0211694 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum schnellen Temperaturwechsel und Temperatursteuerung.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wärmeabführkapazität der Wärmeabführeinrichtung des Spiegels zu verbessern.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Spiegel mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das direkte Aufbringen der die Reflektivität steigernden Beschichtung auf dem Peltierelement dazu führt, dass in der Beschichtung deponierte Wärme unmittelbar über das Peltierelement von der Reflexionsfläche des Spiegels abgeführt werden kann. Ein Wärmestau im Grundkörper des Spiegels wird auf diese Weise vermieden oder zumindest weitgehend reduziert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Beschichtung als hitzeempfindliche Multilayer-Beschichtung ausgeführt ist. Das Peltierelement kann direkt oder über ein passives Wärmeleiterelement an ein Wärmereservoir angeschlossen sein, welches die vom Peltierelement abgeführte Wärme seinerseits abführt. Die mit der Beschichtung versehene Reflexionsfläche des Peltierelements ist entsprechend den optischen Anforderungen, die an den Spiegel gestellt werden, optisch geformt. Die Beschichtung ist auf einem der Halbleiterelemente des Peltierelements aufgebracht. Eine derartige Beschichtung führt zu einem direkten Wärmekontakt zwischen der Beschichtung und dem Peltierelement.
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Ein mehrstufiges Peltierelement nach Anspruch 2 hat eine erhöhte Wärmeabfuhrleistung. Das mehrstufige Peltierelement kann dabei so angeordnet sein, dass alle Stufen direkt mit der die Reflektivität des Spiegels steigernden Beschichtung beschichtet sind, also nebeneinander unter der Reflexionsfläche angeordnet sind und mit dieser in direktem Wärmekontakt stehen. Alternativ ist eine Mehrstufigkeit der Peltierelemente auch in einer Anordnung möglich, bei der eines der Peltierelemente Wärme hin zu einem weiteren der Peltierelemente abführt, so dass dieses weitere Peltierelement nicht in direktem Wärmekontakt mit der Reflexionsfläche und der Beschichtung steht.
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Eine Reihenschaltung aus einstufigen Peltiereinheiten nach Anspruch 3 stellt ein Beispiel für eine Anordnung mehrerer Peltiereinheiten nebeneinander unter der Reflexionsfläche dar. Hierdurch ist eine effiziente Wärmeabführung weg von der Reflexionsfläche möglich.
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Eine Ausführung nach Anspruch 4 mit genau einer einstufigen Peltiereinheit ist im Aufbau einfach.
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Bei der Ausführung nach Anspruch 5 nutzen mehrere einstufige Peltiereinheiten ein gemeinsames Halbleiterelement. Dies reduziert die Komplexität des Aufbaus. Prinzipiell ist auch eine gemeinsame Nutzung in Form eines Peltierelements mit mehreren einstufigen Peltiereinheiten mit einem gemeinsamen n-dotierten oder p-dotierten Halbleiterelement möglich.
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Eine Anordnung der Übergangselemente nach Anspruch 6, d.h., dass die wärmeaufnehmenden Übergangselemente wenigstens bereichsweise matrixartig unter der Refle xionsfläche angeordnet sind, schafft die Möglichkeit einer gezielten Ansteuerung bestimmter Abschnitte der Reflexionsfläche, von denen Wärme abgeführt werden soll. Auch eine andere Anordnung der Übergangselemente, insbesondere in ihrer Strukturangepasst an die Form der Verteilung der in der Beschichtung deponierten Wärme, ist möglich. Derartige Anordnungen können beispielsweise in Form konzentrisch um ein Zentrum der Reflexionsfläche verlaufender Kreise gebildet sein. Auch eine Ausformung der Übergangselemente, die an einen orthogonalen Funktionensatz, beispielsweise an einen Satz Zernike-Polynome, angepasst ist, ist möglich.
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Eine Haltebrücke nach Anspruch 9 vereint die Funktionen einer Haltestruktur einerseits und einer Wärmeabführeinrichtung andererseits.
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Eine Haltebrücke nach Anspruch 10 ist gut an die Erfordernisse bei einer Spiegelhalterung angepasst.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Temperatur in der Beschichtung des Spiegels zu kontrollieren.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Temperatureinstellungsvorrichtung nach Anspruch 11.
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Mit einer derartigen Temperatureinstellungsvorrichtung lässt sich eine geregelte Wärmeabführung von der Reflexionsfläche des Spiegels weg erreichen. Der Temperatursensor kann die Temperatur der Reflexionsfläche, oder einen mit der Temperatur der Reflexionsfläche in bekannter Beziehung stehenden Parameter, insbesondere orts- und/oder zeitaufgelöst, insbesondere in Echtzeit, erfassen. Auf diese Weise kann eine Echtzeit-Temperaturkontrolle realisiert werden. Auch mehrere Temperatursensoren können vorgesehen sein. Entsprechend abschnittsweise können dann individuelle Untereinheiten der Wärmeabführeinrichtung durch die Temperatureinstellungsvorrichtung angesteuert werden. Dies erlaubt eine exakte Temperaturkontrolle über die Reflexionsfläche. Zur Temperaturkontrolle kann die Wärmeabführeinrichtung mindestens ein Mikropeltier-Element aufweisen. Derartige Mikropeltier-Elemente sind bekannt aus „Micropelt® Miniaturised Thermoelectric Devices: Small Size, High Cooling Power Densities, Short Response Time,“ in Proceedings of 24th International Conference on Thermoelectrics (ICT), 2005; H. Böttner.
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Mit derartigen Mikropeltier-Elementen können sehr schnelle Temperaturänderungen bewirkt werden, mit denen einem veränderten Wärmeeintrag auf dem Spiegel Rechnung getragen werden kann. Typische Ansprechzeiten solcher Mikropeltier-Elemente liegen im Bereich von ms. Die Mikropeltier-Elemente haben eine sehr hohe Kühlleistung im Bereich von 500000 W/m2 und sogar noch darüber. Die Mikropeltier-Elemente werden auf Basis von Siliziumsubstraten hergestellt, die mit Hilfe eines entsprechenden Polierschritts auf gewünschte Oberflächenspezifikationen für die Reflexionsfläche des Spiegels gebracht werden können. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Temperatureinstellungsvorrichtung kann die Temperatur der Beschichtung des Spiegels unter einem Vorgabewert gehalten werden. Alternativ ist es möglich, die Temperatur der Beschichtung auf einen Vorgabewert zu regeln. Hierzu kann das mindestens eine Peltierelement für den Fall, dass der Wärmeeintrag über das vom Spiegel geführte Strahlungsbündel nicht ausreicht, um die Vorgabetemperatur zu halten, auch zusätzliche Wärme in die Beschichtung eintragen.
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Die Vorteile einer Beleuchtungsoptik nach Anspruch 12, einer Projektionsoptik nach Anspruch 13, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 14 und eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 15 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den erfindungsgemäßen Spiegel und die erfindungsgemäße Temperatureinstellvorrichtung bereits erläutert wurden. Bei der Projektionsbelichtungsanlage kann es sich um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithografie, wobei eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt dargestellt ist;
- 2 schematisch und in Bezug auf Spiegelkomponenten in einem Axialschnitt eine - Vorrichtung zur Temperatureinstellung einer Reflexionsfläche eines Spiegels zur Führung eines EUV-Strahlungsbündels;
- 3 eine Ausführung einer Wärmeabführeinrichtung zur Abführung von in einer Beschichtung der Reflexionsfläche deponierter Wärme;
- 4 bis 6 weitere Ausführungen einer derartigen Wärmeabführeinrichtung; und
- 7 eine Haltebrücke zur Halterung eines Grundkörpers des Spiegels mit der Wärmeabführeinrichtung nach 6, wobei die Haltebrücke einen Teil der Wärmeabführeinrichtung darstellt.
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1 zeigt schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die EUV-Mikrolithografie. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 hat eine EUV-Strahlungsquelle 2 zur Erzeugung eines Nutz-Strahlungsbündels 3. Die Wellenlänge des Nutz-Strahlungsbündels 3 liegt insbesondere zwischen 5 nm und 30 nm.
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Das Nutz-Strahlungsbündel 3 wird von einem Kollektor 4 gesammelt. Entsprechende Kollektoren sind beispielsweise aus der
EP 1 225 481 A2 und der
US 2003/0043455 A1 bekannt. Nach dem Kollektor 4 propagiert das Nutz-Strahlungsbündel 3 zunächst durch eine Zwischenfokusebene 5 und trifft dann auf einen Feldfacettenspiegel 6. Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 6 trifft das Nutz-Strahlungsbündel 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 7.
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Nach Reflexion am Pupillenfacettenspiegel 7 wird das Nutz-Strahlungsbündel 3 zunächst an zwei weiteren Spiegeln 8, 9 reflektiert. Der dem Pupillenfacettenspiegel 7 direkt nachgeordnete Spiegel 8 wird nachfolgend auch als N1-Spiegel bezeichnet. Der auf den N1-Spiegel folgende Spiegel 9 wird nachfolgend auch als N2-Spiegel bezeichnet. Nach dem N2-Spiegel trifft das Nutz-Strahlungsbündel 3 auf einen Spiegel 10 für streifenden Einfall (Grazing Incidence Spiegel). Dieser Spiegel 10 wird nachfolgend auch als G-Spiegel bezeichnet.
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Gemeinsam mit dem Pupillenfacettenspiegel 7 bilden die weiteren Spiegel 8 bis 10 Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 6 in ein Objektfeld 11 in einer Objektebene 12 der Projektionsbelichtungsanlage 1 ab. Im Objektfeld 11 ist ein abzubildender Oberflächenabschnitt eines reflektierenden Retikels 13 angeordnet.
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Die Spiegel 6 bis 10 und in einem weiteren Sinne auch der Kollektor 4 gehören zu einer Beleuchtungsoptik 14 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Eine entsprechende Beleuchtungsoptik mit einem Feldfacettenspiegel und einem Pupillenfacettenspiegel ist beispielsweise bekannt aus der
DE 10 2006 020 734 A1 .
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Eine Projektionsoptik 15 bildet das Objektfeld 11 in ein in der 1 nicht dargestelltes Bildfeld in einer Bildebene 16 ab. Der Pupillenfacettenspiegel 7 liegt in einer optischen Ebene, die zu einer Pupillenebene 17 der Projektionsoptik 15 optisch konjugiert ist.
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Das Objektfeld 11 ist bogenförmig, wobei der in der 1 dargestellte Meridionalschnitt der Beleuchtungsoptik 14 durch eine Spiegelsymmetrieachse des Objektfelds 11 verläuft. Eine typische Erstreckung des Objektfeldes 11 in der Zeichenebene der 1 beträgt 8 mm. Senkrecht zur Zeichenebene der 1 beträgt eine typische Erstreckung des Objektfeldes 11 104 mm. Auch ein rechteckiges Objektfeld, beispielsweise mit einem entsprechenden Aspektverhältnis von 8 mm x 104 mm ist möglich.
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Bei der Projektionsoptik 15 handelt es sich um eine Spiegeloptik. Ein letzter Spiegel 18 der Projektionsoptik 15, der nachfolgend auch als Spiegel M6 bezeichnet wird, ist in der 1 gestrichelt dargestellt. Vor diesem Spiegel M6 sind in der Projektionsoptik 15 fünf weitere, in der 1 nicht dargestellte Spiegel M1 bis M5 angeordnet.
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Jeder der Spiegel 6 bis 10 der Beleuchtungsoptik 14 sowie M1 bis M6 der Projektionsoptik 15 stellt ein optisches Element mit einer von dem Nutz-Strahlungsbündel 3 beaufschlagbaren optischen Reflexionsfläche 19 dar. Diese optischen Elemente sind daher im Sinne der vorliegenden Beschreibung Spiegel. Auch das Retikel 13 stellt ein derartiges optisches Element, also einen Spiegel, dar.
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2 zeigt schematisch am Beispiel des Spiegels 8 den Aufbau einer Vorrichtung 20 zur Temperatureinstellung der Reflexionsfläche 19 des Spiegels 8. Entsprechende Temperatureinstellungsvorrichtungen 20 können auch bei den anderen Spiegeln der Beleuchtungsoptik 14, der Projektionsoptik 15 und beim Retikel 13 vorgesehen sein. Was nachfolgend zum Aufbau des Spiegels 8 und zum Aufbau der Temperatureinstellungsvorrichtung 20 beschrieben wird, kann in dieser Form auch bei den anderen Spiegelelementen der Projektionsbelichtungsanlage 1 vorhanden sein. Der Spiegel 8 ist in den nachfolgenden Figuren vereinfachend mit planer Reflexionsfläche 19 dargestellt.
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Der Spiegel 8 hat einen Grundkörper 21. Die Reflexionsfläche 19 des Grundkörpers 21 trägt eine die Reflektivität des Spiegels 8 steigernde Multilayer-Beschichtung 22. Hierbei kann es sich um eine alternierende Schichtfolge aus Molybdän- und Silizium-Schichten handeln. Die Multilayer-Beschichtung 22 dient zur Steigerung Reflektivität des Spiegels 8 für das EUV-Strahlungsbündel 3.
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Zur Abführung von in der Beschichtung 22 über das Strahlungsbündel 3 deponierter Wärme 23 dient eine Wärmeabführeinrichtung 24. Diese hat, wie nachfolgend anhand der 3 bis 7 noch erläutert wird, mindestens ein Peltierelement 25. Die Multilayer-Beschichtung 22 ist direkt auf dem Peltierelement 25 aufgebracht. Das Peltierelement 25 stellt also gleichzeitig den Grundkörper 21 des Spiegels 8 dar.
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Über ein passives Wärmeleiterelement 26 steht das Peltierelement 25 auf einer der Beschichtung 22 abgewandten Rückseite des Spiegels 8 mit einem Wärmereservoir 27 in wärmeleitender Verbindung.
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Die Temperatureinstellungsvorrichtung 20 hat weiterhin mindestens einen Temperatursensor 28 zur Messung einer Oberflächentemperatur der Reflexionsfläche 19. Der Temperatursensor 28 ist in der Ausführung nach 2 oberhalb der Reflexionsfläche 19 so angebracht, dass er außerhalb des Strahlengangs des Strahlungsbündels 3 angeordnet ist. Beim Temperatursensor 28 kann es sich beispielsweise um eine Wärmebildkamera, z. B. um eine CCD-Kamera mit infrarotempfindlichen Pixeln handeln. Auch andere Ausgestaltungen des Temperatursensors 28 sind möglich, beispielsweise Sensorelemente, die im Grundkörper 21 nahe der Reflexionsfläche 19 angebracht und thermisch an diesen angekoppelt sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um WiderstandsTemperatursensorelemente des Typs Pt 100 handeln. Der Temperatursensor 28 kann einen Messwert ausgeben, der einer integrierten Temperatur der gesamten Reflexionsfläche 19 und insbesondere des gesamten mit dem Strahlungsbündel 3 beaufschlagten Abschnitts der Reflexionsfläche 19 entspricht. Alternativ ist es möglich, dass der Temperatursensor 28 lediglich einen Abschnitt der mit dem Strahlungsbündel 3 beaufschlagten Reflexionsfläche 19 erfasst. Der Temperatursensor 28 kann die Reflexionsfläche 19 auch orts- und/oder zeitaufgelöst erfassen. Mehrere der Temperatursensoren 28 können vorgesehen sein, die jeweils aneinander angrenzende Abschnitte der Reflexionsfläche 19 erfassen.
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Der Temperatursensor 28 steht über eine Signalleitung 29 mit einer Regeleinrichtung 30 in Verbindung. Diese steht wiederum über eine Steuerleitung 31 mit dem Peltierelement 25 in Verbindung.
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Das Peltierelement 25 stellt ein aktives thermisches Element dar, das Wärme von der Reflexionsfläche 19 hin zum passiven Wärmeleiterelement 26 abführt. Dadurch, dass die Multilayer-Beschichtung 22 direkt auf dem Peltierelement 25 aufgebracht ist, sind die thermische Masse und der thermische Widerstand zwischen der Beschichtung 22 und dem Peltierelement 25 minimiert. Über die Regeleinrichtung 30 ist eine Kontrolle des Peltierelements 25 und damit einer von diesem abgeführten Wärmemenge pro Zeit möglich. Durch eine Anpassung der von der Reflexionsfläche 19 abgeführten Wärmeleistung an den Eintrag der Wärme 23 auf die Multilayer-Beschichtung 22 kann eine Temperatur Ts der Reflexionsfläche 19 kontrolliert werden. Ein erhöhter Eintrag der Wärme 23 kann mit einer erhöhten Wärmeabführleistung durch das Peltierelement 25 kompensiert werden, wodurch die Temperatur Ts der Reflexionsfläche 19 konstant, insbesondere auf einen Vorgabewert, gehalten werden kann. Hierzu misst der Temperatursensor 28 die Temperatur der Reflexionsfläche 19, so dass über eine entsprechende Rückkopplung in der Regeleinrichtung 30 eine diesem Messergebnis entsprechende Ansteuerung des Peltierelements 25 gewährleistet ist.
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Über das passive Wärmeleiterelement 26 geschieht eine Wärmeabfuhr vom Peltierelement 25 hin zum Wärmereservoir 27. Eine Wärmeabfuhrkapazität über das passive Wärmeleiterelement 26 ist proportional zu einem Wärmeleitvermögen von diesem und proportional zu einer Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur Tp im Ankoppelbereich zwischen dem Peltierelement 25 und dem passiven Wärmeleiterelement 26 und einer Temperatur Tr im Ankoppelbereich zwischen dem passiven Wärmeleiterelement 26 und dem Wärmereservoir 27. Aufgrund des Peltierelements 25 ist Tp größer als Ts, so dass hierdurch die Wärmeabfuhrkapazität des passiven Wärmeleiterelements 26 durch den Einsatz des Peltierelements 25 vergrößert ist.
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Durch die Ansteuerung des Peltierelements 25 mit Hilfe der Regeleinrichtung 30 ist insbesondere eine Regelung der Temperatur der Reflexionsfläche 19 in Echtzeit möglich.
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Die Regeleinrichtung 30 hat einen Speicher 32, beispielsweise einen RAM-Baustein. Im Speicher 32 werden die Messwerte des Temperatursensors 28 über einen bestimmten Zeitraum und damit der Verlauf des Eintrags der Wärme 23 auf die Reflexionsfläche 19 und damit auf die Multilayer-Beschichtung 22 abgelegt. Neben dem aktuellen Messwert des Temperatursensors 28 wird auch dieser zeitliche Verlauf zur Regelung des Peltierelements 25 benutzt und dient zur Einstellung der Temperatur der Reflexionsfläche 19 und damit der Temperatur in der Multilayer-Beschichtung 22.
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3 zeigt eine Ausführung des Peltierelements 25. Dieses umfasst eine Schicht 33, wie z.B. eine Keramikschicht 33 (z.B. Al2O3) oder eine Siliziumschicht, deren Oberseite, also deren in der 3 nach oben gewandte Seite, in optischer Qualität poliert ist und somit die Reflexionsfläche 19 darstellt.
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Ist die Schicht 33 eine elektrisch leitende Schicht, wie z.B. eine Siliziumschicht oder eine Silizium umfassende Schicht, oder allgemein, ein Metall oder ein Halbleiter, so ist es gegebenenfalls erforderlich, eine zusätzliche elektrisch isolierende Schicht anzubringen, welche bis zu einige hundert Nanometer dick sein kann, um etwaige unerwünschte elektrische Ströme innerhalb der Schicht 33 zu vermeiden. Damit wird eine Reduktion des Wirkungsgrades des Peltierelements vermieden.
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Das Ausführungsbeispiel der 3 wird ohne Beschränkung auf das Schichtmaterial der Schicht 33 anhand einer Keramikschicht beschrieben. Die Keramikschicht 33 ist in der 3 noch ohne die Multilayer-Beschichtung 22 dargestellt. Je nach den Anforderungen an den Spiegel, dessen Teil das Peltierelement 25 darstellt, ist die Keramikschicht 33 plan, konvex oder konkav ausgeformt. Die Reflexionsfläche 19 der Keramikschicht 33 kann sphärisch, asphärisch oder als Freiformfläche gestaltet sein.
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Die Keramikschicht 33 hat eine Schichtstärke im Bereich zwischen 50 µm und 1 mm. Insbesondere hat die Keramikschicht 33 eine Stärke im Bereich vom 50 µm und 200 µm.
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Das Peltierelement 25 weist eine Reihenschaltung aus zwei einstufigen Peltiereinheiten 34 auf. Auch eine Ausführung mit lediglich einer Peltiereinheit 34 oder eine Ausführung mit mehr als zwei Peltiereinheiten 34, beispielsweise mit drei, vier, fünf, zehn oder noch mehr Peltiereinheiten 34 ist möglich.
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Jede der Peltiereinheiten 34 hat ein p-dotiertes Halbleiterelement 35 und ein hierzu in Reihe geschaltetes n-dotiertes Halbleiterelement 36. Zwischen den beiden Halbleiterelementen 35, 36 ist ein wärmeaufnehmendes metallisches Übergangselement 37 geschaltet, das auf der der Reflexionsfläche 19 abgewandten Seite mit der Keramikschicht 33 in thermischem Kontakt steht.
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Dem Übergangselement 37 abgewandte Seiten der Halbleiterelemente 35, 36 stehen mit metallischen Ankoppelelementen 38 bzw. mit einem metallischen Verbindungselement 39 in elektrisch leitender Verbindung. Die Ankoppelelemente 38 und das Verbindungselement 39 sind gegeneinander elektrisch isoliert und werden auf der der Keramikschicht 33 gegenüberliegenden Seite von einem Substrat 40 aus einem elektrisch isolierenden Material getragen. Beim Substrat 40 kann es sich um das passive Wärmeleiterelement 26 handeln. Alternativ ist es möglich, dass das Substrat 40 in thermischem Kontakt mit dem dann separaten passiven Wärmeleiterelement 26 steht.
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Die Reihenschaltung der beiden Peltiereinheiten 34 wird komplettiert durch eine Spannungsquelle 41, die über Zuleitungen 42 mit den beiden Ankoppelelementen 38 in Verbindung steht. Durch das Peltierelement 25 nach 3 wird ein Wärmefluss 43 von der Keramikschicht 33 hin zum Substrat 40 erzeugt.
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Anhand der 4 wird nachfolgend eine weitere Ausführung eines Spiegels mit einer Wärmeabführeinrichtung entsprechend der Wärmeabführeinrichtung 24 nach 2 erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Dargestellt ist in der 4 ein Mikrospiegel 44, bei dem es sich beispielsweise um ein Facettenelement des Feldfacettenspiegels 6 oder des Pupillenfacettenspiegels 7 oder um ein Spiegelelement eines Multi-Mirror-Arrays handeln kann, das bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 zum Einsatz kommt. Ein Grundkörper 45 des Mikrospiegels 44 ist gleichzeitig das p-dotierte Halbleiterelement 35 des Peltierelements 25, das bei der Ausführung nach 4 eine einzelne einstufige Peltiereinheit 34 aufweist. Der Grundkörper 45 ist aus monolithischem Silizium. Alternativ kann der Grundkörper 45 auch aus einem anderen Halbleitermaterial oder aus einer Verbindung verschiedener Halbleitermaterialien gefertigt sein. Die Reflexionsfläche 19 des Grundkörpers 45 ist optisch geformt und poliert. Auf der Reflexionsfläche 19 ist wiederum die Multilayer-Beschichtung 22 aufgetragen. Auf der der Reflexionsfläche 19 abgewandten Rückseite des Grundkörpers 45 ist eine zylindrische Sacköffnung 46 geätzt. Im Boden der Sacköffnung 46 ist das metallische Übergangselement 37 ausgeführt, das der Reflexionsfläche 19 nahe benachbart, also im Bereich von dieser, angeordnet ist.
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Ein Abstand zwischen dem Übergangselement 37 und der Reflexionsfläche 19 liegt im Bereich zwischen 10 µm und 500 µm.
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In der Sacköffnung 46 ist das zylindrisch oder prismatisch ausgeführte n-dotierte Halbleiterelement 36 der Peltiereinheit 34 angeordnet. Das n-dotierte Halbleiterelement 36 ist ebenfalls aus Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial ausgeführt und wird durch ein Beschichtungsverfahren hergestellt. Zwischen der äußeren Mantelwand des n-dotierten Halbleiterelements 36 und der inneren Mantelwand der Sacköffnung 46 im p-dotierten Halbleiterelement 35 ist eine elektrische Isolierschicht 47 ausgeführt. Auf der von der Reflexionsfläche 19 abgewandten Seite des Grundkörpers 45 sind die Ankoppelelemente 38 einerseits an das p-dotierte Halbleiterelement 35 und andererseits an das n-dotierte Halbleiterelement 36 gegeneinander elektrisch isoliert angeformt. Über die Zuleitungen 42 sind diese Ankoppelelemente 38 wiederum mit der Spannungsquelle 41 verbunden. Thermisch sind die Halbleiterelemente 35, 36 auf der der Reflexionsfläche 19 abgewandten Seite an das Substrat 40 angekoppelt. Das Substrat 40 stellt einen Tragkörper für den Mikrospiegel 44 dar.
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Anhand der 5 wird nachfolgend eine weitere Ausführung eines Spiegels mit einer Wärmeabführeinrichtung entsprechend der Wärmeabführeinrichtung 24 nach 2 erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Der Spiegel 8 weist bei der Ausführung nach 5 eine Mehrzahl einstufiger Peltiereinheiten 34 nach Art der Peltiereinheit 34 nach 4 auf, die gemeinsam das Peltierelement 25 bilden. In der 5 sind schematisch drei der Peltiereinheiten 34 dargestellt. Innerhalb des Grundkörpers 21 setzt sich die Anordnung mit den Peltiereinheiten 34 in der 5 nach rechts fort. Die Peltiereinheiten 34 können insbesondere matrixartig, also zeilen- und spaltenweise, unter der Reflexionsfläche 19 angeordnet sein.
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Die Peltiereinheiten 34 haben in der Anordnung nach 5 ein gemeinsames p-dotiertes Halbleiterelement 35. In diesem sind entsprechend der Anzahl der Peltiereinheiten 34 die Sacköffnungen 46 zur Aufnahme der n-dotierten Halbleiterelemente 36 ausgeführt.
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Anhand der 6 und 7 wird nachfolgend eine weitere Ausführung eines Spiegels mit einer Wärmeabführeinrichtung entsprechend der Wärmeabführeinrichtung 24 nach 2 erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Die Ausführung nach den 6 und 7 hat zunächst einen Mikrospiegel 44 nach Art desjenigen, der im Zusammenhang mit der 4 erläutert wurde. Über ein weiteres einstufiges Peltierelement 48 ist der Mikrospiegel 44 bei der Ausführung nach den 6 und 7 mit dem Substrat 40 mechanisch verbunden. Das weitere Peltierelement 48 dient also gleichzeitig als Haltebrücke zur Halterung des Mikrospiegels 44 am Substrat 40.
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Das weitere Peltierelement 48 hat ein als Federarm ausgebildetes p-dotiertes Halbleiterelement 49 aus monolithischem Silizium oder einem anderen geeigneten Halbleitermaterial und ein ebenfalls als Federarm ausgebildetes n-dotiertes Halbleiterelement 50, ebenfalls aus monolithischem Silizium oder einem anderen geeigneten Halbleitermaterial. Auch eine andere Anzahl derartiger als dotierte Halbleiterelemente ausgeführter Federarme ist möglich, wobei jeweils paarweise p-dotierte und n-dotierte Halbleiterelemente 49, 50 zum Einsatz kommen. Die beiden Peltierelemente 34, 48 sind in Serie geschaltet. Hierzu sind die beiden als Federarme ausgeführten Halbleiterelemente 49, 50 über ein Verbindungsbauteil 51 mechanisch miteinander verbunden, das Metallbrücken 52 aufweist, die mit den metallischen Ankoppelelementen 38 elektrisch verbunden sind.
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Die Metallbrücke 52 ist mit dem zentralen Ankoppelelement 38 verbunden (n-dotiert). Die ringförmige Metallbrücke 52 ist mit den äußeren Ankoppelelementen 38 verbunden (p-dotiert). Das äußere Ankoppelelement 38, das an den p-dotierten Halbleiter ankoppelt, ist als Hohlzylinder ausgelegt.
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Über die den verschiedenen Peltiereinheiten 34 zugeordneten Spannungsquellen 41 der Ausführung nach 5 ist eine individuelle Ansteuerung der verschiedenen Peltiereinheiten 34 möglich. Hierzu stehen die Spannungsquellen 41 über in der 5 nicht dargestellte, individuelle Steuerleitungen 31 mit der Regeleinrichtung 30 in Verbindung. Durch die Ausführung nach 5 kann eine lokal unterschiedliche Wärmeabführung von der Reflexionsfläche 19 des Spiegels 8 realisiert werden. Hierdurch kann einem entsprechend nicht uniformen Eintrag der Wärme 23 Rechnung getragen werden.
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Grundsätzlich sind „p-“ und „n-“ dotierte Halbleiter in den beschriebenen Ausführungsbeispielen gegeneinander austauschbar. Dadurch können Halbleiterpaarungen, wie z.B. p-dotierter Halbleiter mit n-dotiertem Halbleiter, durch eine Halbleiterpaarung n-dotierter Halbleiter mit p-dotiertem Halbleiter ersetzt werden. Dabei muss allerdings dann die Stromrichtung umgekehrt werden.
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Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird wenigstens ein Teil des Retikels 13 auf einem Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf einem in der Bildebene 16 angeordneten Wafer zur lithografischen Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements, insbesondere eines Halbleiterbauelements, beispielsweise eines Mikrochips, abgebildet. Je nach Ausführung der Projektionsbelichtungsanlage 1 als Scanner oder als Stepper werden das Retikel 13 und der Wafer zeitlich synchronisiert und kontinuierlich im Scannerbetrieb oder schrittweise im Stepperbetrieb verfahren.