DE102008041910A1

DE102008041910A1 - Catoptric or catadioptric obscured imaging system for e.g. microscope for surgical operation, has mirror support including bar-like structures for supporting mirror and arranged on reflecting mirror surface

Info

Publication number: DE102008041910A1
Application number: DE102008041910A
Authority: DE
Inventors: Heiko Feldmann; Armin SCHÖPPACH; Hans-Jürgen Mann
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2009-11-05

Abstract

The system (3) has a mirror (S1) including a reflecting mirror surface (M1) for a beam (L). The surface is turned away from and located adjacent to an object or image field (O1). The mirror has an opening (D1) for the beam. A mirror support (T1) is arranged on the surface and supports the mirror. The mirror support has bar-like structures i.e. actuators, for supporting the mirror and arranged on the surface. The structures are partial and local reflective, and run in a radial direction with respect to the opening. An independent claim is also included for a method for manufacturing a catoptric or catadioptric obscured imaging system.

Description

Die Erfindung betrifft ein katoptrisches oder katadioptrisches obskuriertes Abbildungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16. Weiter betrifft die Erfindung ein Projektionssystem und ein Mikroskop.The The invention relates to a catoptric or catadioptric obscured Imaging system according to the preamble of patent claim 1 and method for its production according to the preamble of claim 16. Furthermore, the invention relates to a projection system and a microscope.

Katoptrische oder katadioptrische obskurierte Abbildungssysteme kommen bei hochauflösenden Mikroskopen oder Projektionsobjektiven wie sie z. B. zur Entwicklung und Qualifizierung mikrolithographischer Prozesse erforderlich sind zum Einsatz. Ein katoptrisches oder katadioptrisches obskuriertes Abbildungssystem zur Anwendung in einem Mikroskop, einem Projektionsobjektiv oder in einem Inspektionssystem für die Qualifizierung von Masken und belichteten Wafern ist zum Beispiel in der DE 10 2006 047 387 A1 beschrieben.Catoptric or catadioptric obscured imaging systems are used in high-resolution microscopes or projection lenses as z. B. for the development and qualification of microlithographic processes are required. A catoptric or catadioptric obscured imaging system for use in a microscope, a projection objective or in an inspection system for qualifying masks and exposed wafers is disclosed, for example, in US Pat DE 10 2006 047 387 A1 described.

Wird das Objektiv als Mikrolithographie-Projektionssystem ausgebildet, so soll sich ein derartiges Projektionsobjektiv dadurch auszeichnen, dass ein Objektfeld ausreichender Größe mit möglichst großer bildseitiger Apertur, z. B. NA ≥ 0,7 abgebildet werden kann. Bevorzugt soll der Durchmesser des Bildfeldes mehr als 100 μm sein.Becomes the lens is designed as a microlithography projection system, so should such a projection lens characterized that an object field of sufficient size with the largest possible image-side aperture, z. B. NA ≥ 0.7 can. Preferably, the diameter of the image field should be more than 100 μm be.

Wird das Objektiv als Mikroskopobjektiv oder als Objektiv zur Untersuchung von Masken- oder Waferstrukturen eingesetzt, so soll die Größe des zu untersuchenden Objektfeldes ausreichend groß sein und das Objektiv eine möglichst große objektseitige Apertur aufweisen. Bevorzugt soll der Durchmesser des Objektfeldes mehr als 100 μm und die objektseitige Apertur NA ≥ 0,7 sein. Bei einem derartigen Anwendungsfall ist also die Bildebene und die Objektebene gegenüber dem Anwendungsfall als Objektiv eines Mikrolithographie-Projektionssystems vertauscht. Der hochaperturige Teil in der mikroskopischen Anwendung legt dann auf der Seite der Objektebene, der niederaperturige Teil auf der Seite der Bildebene.Becomes the lens as a microscope objective or as an objective for examination used by mask or wafer structures, so the size of the object field to be examined be sufficiently large and the lens the largest possible object-side aperture exhibit. Preferably, the diameter of the object field should be more as 100 μm and the object-side aperture NA ≥ 0.7 be. In such an application, therefore, the image plane and the object plane opposite the use case as a lens of a Microlithography projection system reversed. The high-aperture Part in the microscopic application then places on the side of the Object plane, the lower-aperture part on the side of the image plane.

Reine Spiegelsysteme werden für EUV-Anwendungen (EUV = Extreme Ultra Violet, d. h. Wellenlängen 1 nm ≤ λ ≤ 50 nm), gemischte Spiegel-/Linsensysteme werden bei größeren Wellenlängen, insbesondere im VUV-Bereich (VUV = Very Ultra Violet) eingesetzt.Pure Mirror systems are used for EUV applications (EUV = Extreme Ultra Violet, d. H. Wavelengths 1 nm ≦ λ ≦ 50 nm), mixed mirror / lens systems become larger Wavelengths, especially in the VUV range (VUV = Very Ultra Violet) used.

Zur Strahlführung in einem derartigen System weisen die Spiegel zentrale Öffnungen auf. Ein zentraler Teil der Apertur kann daher nicht zur Abbildung benutzt werden. Obwohl dies grundsätzlich von Nachteil ist, kann diese Obskuration für viele Anwendungen in Kauf genommen werden. Dennoch sollte der Anteil der ausgeblendeten Pupillenfläche klein gehalten werden.to Beam guidance in such a system have the mirrors central openings. A central part of the aperture therefore can not be used for mapping. Although this is basically is a disadvantage, this obscuration can be for many applications be accepted. Nevertheless, the proportion of hidden Pupil area are kept small.

Die 10 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt einer Längsschnittzeichnung eines katoptrischen Mikroskops 1 mit einem obskurierten Abbildungssystem 2 der vorstehend beschriebenen Art. Das obskurierte Abbildungssystem 2 weist zwei Spiegel S1, S2 mit einander gegenüber liegenden reflektierenden Spiegelflächen M1, M2 auf. Der linke Spiegel S1 in der Zeichnungsfigur weist eine planare reflektierende Spiegelfläche M1 auf, der rechte Spiegel S2 weist eine konkav gekrümmte Spiegelfläche M2 auf. Beide Spiegel S1, S2 weisen Durchtrittsöffnungen D1, D2 für Lichtstrahlen L1, L2 auf. Die reflektierende Spiegelfläche M1 für den Strahl des dem Objektfeld O1 nächstliegenden Spiegels S1 des Mikroskops ist von dem Objektfeld O1 abgewandt ausgerichtet. Die reflektierende Spiegelfläche M2 des gekrümmten Spiegels S2 ist zum Objektfeld O1 hin ausgerichtet.The 10 shows by way of example a section of a longitudinal sectional drawing of a catoptric microscope 1 with an obscured imaging system 2 of the type described above. The obscured imaging system 2 has two mirrors S1, S2 with mutually opposite reflecting mirror surfaces M1, M2. The left mirror S1 in the drawing figure has a planar reflecting mirror surface M1, the right mirror S2 has a concavely curved mirror surface M2. Both mirrors S1, S2 have passage openings D1, D2 for light beams L1, L2. The reflecting mirror surface M1 for the beam of the mirror S1 of the microscope closest to the object field O1 is aligned away from the object field O1. The reflecting mirror surface M2 of the curved mirror S2 is aligned with the object field O1.

Die schwierigste Position der zentralen Obskuration der Pupille ist die zum Fokus mit der größten numerischen Apertur NA1 räumlich nächstliegende Spiegelfläche M1. Aufgrund der großen numerischen Apertur NA1 nimmt die erforderliche Größe der Durchtrittsöffnung D1 mit dem Abstand d1 der reflektierenden Oberfläche M1 von der Objektebene O1 dramatisch zu. Andererseits existieren schwerwiegende Gründe, die einen endlichen Abstand d1 erzwingen. Zum Einen ist der erforderliche Arbeitsabstand d1 durch die Anwendung und die mechanische Befestigung des Spiegels S1 limitiert. Zum Andern ist eine gewisse Mindestdicke des Spiegels S1 erforderlich, um eine hinreichende mechanische Stabilität zu gewährleisten.The The most difficult position of the central obscuration of the pupil is to the focus with the largest numerical aperture NA1 spatially closest mirror surface M1. Due to the large numeric aperture NA1, the required size of the passage opening D1 with the distance d1 of the reflecting surface M1 from the object plane O1 dramatically too. On the other hand, there are serious ones Reasons that force a finite distance d1. On the one hand is the required working distance d1 through the application and the mechanical fixation of the mirror S1 is limited. To change a certain minimum thickness of the mirror S1 is required to a to ensure adequate mechanical stability.

In der US 5,717,518 A , von der die Erfindung ausgeht, wird zur Reduzierung des Arbeitsabstands d1 zwischen der reflektierenden Fläche M1 und der Objektebene O1 eine brechende Linse oder eine planparallele Platte mit rückseitiger die Fläche M1 darstellender reflektierender Beschichtung vorgeschlagen. Die die Spiegelfläche M1 tragende Struktur, nämlich die Linse bzw. die planparallele Platte befindet sich unmittelbar auf der Spiegelfläche M1.In the US 5,717,518 A , from which the invention proceeds, is proposed for reducing the working distance d1 between the reflecting surface M1 and the object plane O1, a refractive lens or a plane-parallel plate with the reflecting surface of the surface M1 representing reflective coating. The structure carrying the mirror surface M1, namely the lens or the plane-parallel plate is located directly on the mirror surface M1.

Obwohl sich diese Art obskurierter Abbildungssysteme dem Grunde nach bewährt hat, ist eine Anwendung nicht in jedem Fall möglich oder es sind korrigierende Maßnahmen zu treffen, um strukturbedingte Abbildungsfehler zu eliminieren. Insbesondere müssen andere brechende Linsenelemente vorgesehen werden, um die durch die Kombination von Spiegel und Linse auftretenden Farbfehler zu korrigieren. Für einige Anwendungen, bei denen es auf eine sehr große Bandbreite einschließlich DUV (Deep Ultra Violet) bis hinunter zu 193 nm ankommt, ist es sehr schwer alle Farbfehler zu korrigieren. Für andere Anwendungen wie z. B. EUV-Mikroskope oder Kleinfeldprojektionsobjektive gibt es keine Materialien mit hinreichender Transmission, um derartige obskurierte Abbildungssysteme mit kombinierten Linsen-/Spiegelanordnungen einsetzen zu können.Although this type of obscured imaging system has basically been proven, it is not always possible to apply it or corrective measures must be taken to eliminate structural aberrations. In particular, other refractive lens elements must be provided to correct for the color aberrations that occur due to the combination of mirror and lens. For some applications, where a very large bandwidth is needed, including DUV (Deep Ultra Violet) down to 193 nm, it is very difficult to correct all chromatic aberrations. For other applications such. As EUV microscopes or small field projection lenses, there are no materials with sufficient transmission to suchi Obscured imaging systems with combined lens / mirror assemblies can be used.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein katoptrisches oder katadioptrisches obskuriertes Abbildungssystem bereitzustellen, dessen reflektierende Oberfläche sehr feldnah angeordnet werden kann und das eine hinreichende mechanische Stabilität aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines geeigneten Verfahrens zu dessen Herstellung.The The object of the invention is therefore a catoptric or to provide catadioptric obscured imaging system, whose reflective surface are arranged very close to the field can and which has a sufficient mechanical stability. Another object of the invention is to provide a suitable method for its production.

Die erstgenannte Aufgabe wird bei einem katoptrischen oder katadioptrischen obskurierten Abbildungssystem der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Die zuletzt genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The The first task is catoptric or catadioptric obscured imaging system of the generic Kind by the features of the characterizing part of the claim 1 solved. The latter task is in a process of the generic type by the features of characterizing part of claim 16 solved. advantageous Embodiments and developments of the invention are the subject the dependent claims.

Das erfindungsgemäße katoptrische oder katadioptrische obskurierte Abbildungssystem weist einen Spiegel mit einer Durchtrittsöffnung für optische Strahlung auf. Dieser Spiegel stellt z. B. für den Fall, dass es sich um ein Abbildungssystem für ein Mikroskopobjektiv handelt, den einem Objektfeld am nächsten liegenden Spiegel dar. Für den Fall, dass es sich z. B. um das Abbildungssystem eines Projektionsobjektivs handelt, stellt dieser Spiegel den einem Bildfeld am nächsten liegenden Spiegel dar. Die Begriffe Objekt- und Bildfeld schließen dabei sogenannte Zwischen(bild)-felder mit ein. Insbesondere kann es sich um die hochaperturige Seite des Abbildungssystems handeln. Es ist z. B. geeignet als Abbildungssystem mit einer durch die Durchtrittsöffnung im Spiegel und die Objekt- oder Bildfeldgröße mit einem Felddurchmesser von z. B. größer als 0,8 mm und vorgegebener numerischer Apertur von beispielsweise über 0,8. Der Abstand zwischen dem Feld (z. B. dem Objekt oder dem Bild- oder Zwischenbildfeld) und der von diesem Feld abgewandten reflektierenden Oberfläche des Spiegels kann z. B. weniger als 7% oder gar weniger als 5% des optischen Durchmessers dieser Spiegeloberfläche betragen.The Catoptric or catadioptric invention obscured imaging system has a mirror with a passage opening for optical radiation. This mirror provides z. B. in the event that it is an imaging system for a microscope objective that is closest to an object field lying in the mirror. In the event that, for. B. represents the imaging system of a projection lens this mirror closest to a field of view Mirror. The terms object and image field close while so-called intermediate (picture) fields with a. In particular, can it is the high-aperture side of the imaging system. It is Z. B. suitable as an imaging system with a through the passage in the Mirror and the object or image field size with a field diameter of z. B. greater than 0.8 mm and predetermined numerical aperture of, for example, over 0.8. The distance between the field (for example, the object or the image or interframe field) and the reflective facing away from this field Surface of the mirror can z. B. less than 7% or even less than 5% of the optical diameter of this mirror surface be.

Der Spiegel wird nicht von einem auf der optisch im Allgemeinen nicht wirksamen Spiegelrückseite angebrachten Träger gehalten, wie dies bei den in der DE 10 2006 047 387 A1 vorgestellten Systemen der Fall ist, sondern der Spiegel wird von einem auf dieser reflektierenden Oberfläche angeordneten Spiegelträger getragen. Anstelle von einer den Spiegel tragenden Linse oder Glasplatte, wie dies in der US 5,717,518 A beschrieben ist, wird der Spiegel nach der Erfindung durch eine oder mehrere stegartige Strukturen getragen, die auf dieser reflektierenden Spiegelfläche angeordnet sind. Im Gegensatz zur Lehre der US 5,717,518 A wird die Spiegelvorderseite des Spiegels also nicht vollflächig durch den den Spiegel tragenden Körper abgedeckt, sondern nur lokal bzw. in vorbestimmten Flächenbereichen. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, den Spiegel feldnah anzuordnen und gleichzeitig die Durchtrittsöffnung klein zu halten. Weiterhin kann der Spiegel sehr dünn ausgeführt sein, ohne auf eine hohe mechanische Stabilität zu verzichten. Farbaberrationen, wie sie bei den in der US 5,717,518 A beschriebenen Systemen für breitbandige Anwendungen auftreten können, sind ausgeschlossen. Die oben angegebene Aufgabe wird demzufolge durch die Erfindung vollumfänglich gelöst.The mirror is not held by a mounted on the optically generally ineffective mirror back side carrier, as in the in the DE 10 2006 047 387 A1 the system is the case, but the mirror is supported by a mirror carrier arranged on this reflective surface. Instead of a mirror-carrying lens or glass plate, as in the US 5,717,518 A is described, the mirror is carried according to the invention by one or more web-like structures, which are arranged on this reflective mirror surface. In contrast to the doctrine of US 5,717,518 A Therefore, the mirror front side of the mirror is not covered over the entire surface by the body carrying the mirror, but only locally or in predetermined surface areas. This opens up the possibility to arrange the mirror close to the field while keeping the passage opening small. Furthermore, the mirror can be made very thin, without sacrificing high mechanical stability. Color aberrations, as in the case of US 5,717,518 A described systems for broadband applications can occur are excluded. The above object is therefore solved by the invention in its entirety.

Ein Nachteil der vorgestellten Lösung besteht darin, dass die Trägerstrukturen zu einer weiteren Obskuration der Pupille (d. h. der Einstrittspupille, wenn das Abbildungssystem z. B. Bestandteil eines Mikroskops ist oder der Austrittspupille, wenn das Abbildungssystem z. B. Bestandteil eines Projektionsobjektivs ist) führen. Dieser Tatsache muss für den jeweiligen Anwendungsfall Rechnung getragen werden. Insbesondere kann man sich durch die Wahl geeigneter Moden auf eine Ausleuchtung der nicht abgedeckten Zwischenbereiche der reflektierenden Spiegelfläche beschränken. Es ist auch möglich, die auf die Trägerstrukturen treffenden Strahlen derart abzulenken, dass sie nicht zur Abbildung beitragen. Beispiele für stegartige Strukturen, die einzeln oder in Kombination als Träger zum Einsatz kommen können, werden nachfolgend vorgestellt.One Disadvantage of the presented solution is that the Carrier structures to a further obscuration of the pupil (i.e., the entrance pupil when the imaging system is part of, for example a microscope or the exit pupil when the imaging system z. B. part of a projection lens is) lead. This fact must be for the particular application Be taken into account. In particular, one can choose by choosing appropriate Modes on an illumination of the uncovered intermediate areas restrict the reflective mirror surface. It is also possible on the support structures deflecting rays so that they are not for imaging contribute. Examples of web-like structures, individually or in combination can be used as a carrier, are presented below.

Die stegartige Struktur oder die stegartigen Strukturen können beispielsweise einen oder mehrere Stege umfassen, die ausgehend von der Durchtrittsöffnung in radialer Richtung verlaufen. Alternativ oder zusätzlich ist auch möglich, dass die stegartige Struktur oder die stegartigen Strukturen einen oder mehrere Stege umfassen, die ringförmig um die Durchtrittsöffnung angeordnet sind. Weiterhin können die stegartigen Strukturen zum Beispiel auch in der Art einer Bienenwabe angeordnete Stege umfassen.The web-like structure or the web-like structures can For example, include one or more webs, the starting from the passage opening in the radial direction. Alternatively or additionally, it is also possible that the web-like structure or the web-like structures one or more Include webs which are arranged annularly around the passage opening are. Furthermore, the web-like structures, for example also arranged in the manner of a honeycomb webs.

Eine einzelne oder mehrere der stegartigen Strukturen können auch zumindest teilweise und zumindest lokal reflektierend ausgebildet sein. Reflektierende Strukturen, d. h. Strukturen, die einen größeren Anteil der einfallenden Strahlung reflektieren als sie absorbieren oder durchlassen, werden z. B. eingesetzt, um die einfallende Strahlung gezielt in Bereiche außerhalb des abbildenden Strahlengangs zu reflektieren, wo sie weder zur Störung der Abbildung noch zu Erwärmung oder zu Degradation der optischen Elemente beitragen können.A single or multiple of the web-like structures can also formed at least partially and at least locally reflective be. Reflective structures, d. H. Structures that are larger Reflect fraction of incident radiation as they absorb or let through, z. B. used to the incident radiation specifically in areas outside the imaging beam path to reflect where they are neither disturbing the figure nor for heating or degradation of the optical elements can contribute.

Eine einzelne oder mehrere der stegartigen Strukturen können schließlich auch zumindest teilweise und zumindest lokal absorbierend ausgebildet sein. Absorbierende Strukturen, d. h. Strukturen, die einen größeren Anteil der einfallenden Strahlung absorbieren als sie reflektieren oder durchlassen, können z. B. dann eingesetzt werden, wenn die thermische Last durch die absorbierte Strahlung für die Abbildung unschädlich ist. Durch die Absorption kann eine Störung der Abbildung durch gestreutes oder reflektiertes Licht vermieden werden.Finally, a single or several of the web-like structures can also be designed to be at least partially absorbent and at least locally absorbent be. Absorbent structures, ie, structures that absorb a greater portion of the incident radiation than they reflect or transmit, may e.g. B. be used when the thermal load is harmless by the absorbed radiation for imaging. The absorption can prevent the image from being distorted by scattered or reflected light.

Eine einzelne oder mehrere der stegartigen Strukturen können zumindest lokal mit der reflektierenden Spiegelfläche verklebt sein. Eine einzelne oder mehrere der stegartigen Strukturen können auch zumindest lokal flächig an die reflektierende Spiegelfläche angesprengt sein. Beide Haltemechanismen haben sich zur Halterung optischer Bauteile bewährt. Es besteht im vorliegenden Fall jedoch die Möglichkeit der Deformation des Spiegels beim Anbringen der Verklebung, beim Verkleben selbst und beim Ansprengen. Diesem Umstand muss gegebenenfalls bei der Montage durch geeignete Gegenmaßnahmen Rechnung getragen werden.A single or multiple of the web-like structures can at least locally glued to the reflective mirror surface be. A single or several of the web-like structures can also at least locally flat to the reflective mirror surface be blasted. Both holding mechanisms have to support proven optical components. It exists in the present Case, however, the possibility of deformation of the mirror when applying the bond, when gluing itself and when wringing. This circumstance must, where appropriate, during installation by suitable Countermeasures are taken into account.

Einzelne oder mehrere der stegartigen Strukturen können auch Rastnasen umfassen, welche die Durchtrittsöffnung durchgreifen und den Spiegel von der dem Objekt- oder Bildfeld zugewandten Seite halten. Es ist auch möglich, dass einzelne oder mehrere der stegartigen Strukturen an der Innenseite der Durchtrittsöffnung z. B. durch eine radial nach Außen gerichtete mechanische Spannung gehalten werden. Eine Deformation des Spiegels ist bei diesen Arten von Halterungen weniger wahrscheinlich.Separate or more of the web-like structures can also latching noses include, which pass through the passage opening and the mirror from the side facing the object or image field hold. It is also possible that one or more the web-like structures on the inside of the passage opening z. B. by a radially outward mechanical Be held tension. A deformation of the mirror is in these Types of brackets less likely.

Eine einzelne oder mehrere der stegartigen Strukturen können zur Versteifung winklig zu der reflektierenden Spiegelfläche angeordnet sein.A single or multiple of the web-like structures can for stiffening at an angle to the reflecting mirror surface be arranged.

Eine einzelne oder mehrere der stegartigen Strukturen können als Aktuatoren ausgebildet sein, um den Spiegel zu verformen. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn sich der Spiegel durch die Halterung in ungewünschter Weise verformt hat. Die Aktuatoren können dazu verwendet werden, den Spiegel in die gewünschte Form zu verbringen. Ein einzelner oder mehrere der Aktuatoren können insbesondere auch eingerichtet sein, den Spiegel zu verformen, um thermisch verursachte Aberrationen des Spiegels (während des Betriebs des Abbildungssystems) zu kompensieren.A single or multiple of the web-like structures can be designed as actuators to deform the mirror. This can be particularly advantageous when the mirror through the holder has deformed in an undesirable manner. The Actuators can be used to mirror in to spend the desired shape. One or more the actuators can also be set up in particular deform the mirror to thermally induced aberrations of the mirror (during operation of the imaging system) to compensate.

Es wird noch einmal ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Abbildungssystem Bestandteil eines Projektionssystems, z. B. für die Lithographie, oder eines Mikroskops, z. B. für chirurgische Operationen oder zur Maskeninspektion, sein kann.It is again explicitly stated that the imaging system of the invention part a projection system, for. B. for lithography, or a microscope, z. B. for surgical operations or for mask inspection, can be.

Herstellen lässt sich ein derartiges katoptrisches oder katadioptrisches obskuriertes Abbildungssystem mit Hilfe des folgenden Verfahrens:
Zunächst wird ein Spiegel mit einer Durchtrittsöffnung für einen optischen Strahl oder ein optisches System mit einem entsprechenden Spiegel bereitgestellt, dessen reflektierende Spiegelfläche einem Objekt- oder Bildfeld am nächsten liegt, aber von diesem abgewandt ausgerichtet ist. Dann wird ein den Spiegel tragender stegartig strukturierter Spiegelträger auf der reflektierenden Spiegelfläche angeordnet und mit dem Spiegel denselben tragend verbunden.Such a catoptric or catadioptric obscured imaging system can be made by the following method:
First, there is provided a mirror having an optical beam or optical system aperture with a corresponding mirror whose reflective mirror surface is closest to, but facing away from, an object or image field. Then, a mirror-carrying web-like structured mirror support is arranged on the reflective mirror surface and connected to the mirror supporting the same.

In einer Verfahrensvariante wird der Spiegelträger wenigstens lokal auf die reflektierende Spiegelfläche aufgeklebt. Der Spiegelträger kann auch wenigstens lokal flächig an die reflektierende Spiegelfläche angesprengt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Spiegelträger wenigstens lokal mit der reflektierenden Spiegelfläche verrastet werden. In allen drei Fällen kann es günstig oder je nach Anwendungsfall gar notwendig werden, die aufgrund der Verbindung zwischen Spiegel und dem stegartig strukturierten Spiegelträger auftretenden Kräfte bei der Herstellung des Spiegels zu kompensieren. Alternativ kann der Spiegel auch nach der Verbindung mit dem Spiegelträger vermessen werden und die durch die Verbindung eingebrachten Deformationen der optischen Fläche können durch ein geeignetes Oberflächenkorrekturverfahren, beispielsweise „ion beam figuring” (IBF), kompensiert werden.In In a variant of the method, the mirror support is at least glued locally on the reflective mirror surface. The mirror support can also at least locally flat be sprinkled on the reflective mirror surface. Alternatively or additionally, the mirror support at least locally with the reflective mirror surface be locked. In all three cases it can be cheap or depending on the application even necessary, due to the Connection between the mirror and the web-like structured mirror carrier occurring forces in the production of the mirror compensate. Alternatively, the mirror can also after the connection be measured with the mirror carrier and by the Connection introduced deformations of the optical surface can be detected by a suitable surface correction method, for example, "ion beam figuring" (IBF), compensated become.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing described. Show it:

1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems im Längsschnitt, 1 FIG. 1: a first embodiment of an imaging system according to the invention in longitudinal section, FIG.

2: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spiegels für das erfindungsgemäße Abbildungssystem nach der 1 in perspektivischer Ansicht, 2 a first embodiment of a mirror for the imaging system according to the invention according to the 1 in perspective view,

3: Querschnittsansichten des Strahlbündels eines auf die Durchtrittsöffnung des Spiegels treffenden optischen Zentralstrahls an unterschiedlichen Positionen im Abbildungssystem nach der 1

a) Strahl vom Objekt durch die Durchtrittsöffnung in Höhe der reflektierenden Oberfläche des ebenen Spiegels
b) Strahl in Höhe der Oberseite der Trägerstruktur
c) Strahl auf der Oberfläche des konkaven Spiegels
d) Strahl nach der Reflexion am konkaven Spiegel in Höhe der Oberseite der Trägerstruktur
e) Strahl nach der Reflexion am konkaven Spiegel auf der reflektierenden Oberfläche des ebenen Spiegels
f) Strahl nach der Reflexion am ebenen Spiegel in Höhe der Oberseite der Trägerstruktur

3 : Cross-sectional views of the beam of an incident on the aperture of the mirror optical central beam at different positions in the imaging system according to the 1

a) beam from the object through the passage opening at the level of the reflective surface of the planar mirror
b) beam at the level of the top of the support structure
c) beam on the surface of the concave mirror
d) beam after reflection at the concave mirror at the level of the top of the support structure
e) ray after reflection at the concave mirror on the reflecting surface of the plane mirror
f) beam after reflection on the plane mirror at the level of the top of the support structure

4: Vignettierung beim erfindungsgemäßen Abbildungssystem nach der 1 mit dem ebenen Spiegel nach der 2,

a) Strahlquerschnitt der an-axis-Feldpunkte
b) Strahlquerschnitt der off-axis-Feldpunkte

4 : Vignetting in the imaging system according to the invention after 1 with the level mirror after the 2 .

a) Beam cross-section of the an-axis field points
b) beam cross section of the off-axis field points

5: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spiegels für das erfindungsgemäße Abbildungssystem nach der 1 in perspektivischer Ansicht, 5 a second embodiment of a mirror for the imaging system according to the invention according to the 1 in perspective view,

6: ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Halterung einer Trägerstruktur 6 a first embodiment of a support of a support structure

7: ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Halterung einer Trägerstruktur 7 a second embodiment of a support of a support structure

8: ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Halterung einer Trägerstruktur 8th a third embodiment of a support of a support structure

9: ein viertes Ausführungsbeispiel für eine Halterung einer Trägerstruktur 9 a fourth embodiment of a support of a support structure

10: ein Abbildungssystem nach dem Stand der Technik im Längsschnitt. 10 : A longitudinal imaging system of the prior art.

Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen obskurierten Abbildungssystems 3 im Längsschnitt als Bestandteil eines katoptrischen Mikroskops 1.The 1 shows a first embodiment of an obscured imaging system according to the invention 3 in longitudinal section as part of a catoptric microscope 1 ,

Das katoptrische Mikroskop 1 umfasst neben dem Abbildungssystem 3 ein weiteres Spiegelpaar 4 zur Abbildung des durch das Abbildungssystem 3 erzeugten Zwischenbildes in die Bildebene oder in eine weitere Zwischenbildebene.The catoptric microscope 1 includes next to the imaging system 3 another pair of mirrors 4 to image that through the imaging system 3 generated intermediate image in the image plane or in another intermediate image plane.

Das obskurierte Abbildungssystem 3 weist zwei Spiegel S1, S2 mit einander gegenüber liegenden reflektierenden Spiegelflächen M1, M2 auf. Der linke Spiegel S1 in der Zeichnungsfigur weist eine planare reflektierende Spiegelfläche M1 auf, der rechte Spiegel S2 weist eine konkav gekrümmte Spiegelfläche M2 auf. In anderen Ausführungsformen ist es möglich, M1 auch nicht planar zu gestalten, beispielsweise mit einer schwach konkaven Krümmung oder mit asphärischen Abweichungen von der Planfläche, um die Bildfehlerkorrektur des Mikroskops zu verbessern. Beide Spiegel S1, S2 weisen Durchtrittsöffnungen D1, D2 für Lichtstrahlen L1, L2 auf. Die reflektierende Spiegelfläche M1 für den Strahl des dem Objektfeld O1 nächstliegenden Spiegels S1 des Mikroskops ist von dem Objektfeld O1 abgewandt ausgerichtet. Die reflektierende Spiegelfläche M2 des gekrümmten Spiegels S2 ist zum Objektfeld O1 hin ausgerichtet.The obscured imaging system 3 has two mirrors S1, S2 with mutually opposite reflecting mirror surfaces M1, M2. The left mirror S1 in the drawing figure has a planar reflecting mirror surface M1, the right mirror S2 has a concavely curved mirror surface M2. In other embodiments, it is also possible to make M1 non-planar, for example with a slightly concave curvature or with aspheric deviations from the plane surface, to improve the image aberration correction of the microscope. Both mirrors S1, S2 have passage openings D1, D2 for light beams L1, L2. The reflecting mirror surface M1 for the beam of the mirror S1 of the microscope closest to the object field O1 is aligned away from the object field O1. The reflecting mirror surface M2 of the curved mirror S2 is aligned with the object field O1.

Abweichend von dem in 10 dargestellten Abbildungssystem 2 hat der Planspiegel S1 auf seiner Spiegelfläche M1 einen Spiegelträger T1. Der Spiegelträger T1 hat neben seiner tragenden Funktion die Funktion, dem Spiegel S1 eine gewisse mechanische Stabilität zu verleihen. Der Spiegel S1, welcher z. B. aus Quarz, Zerodur, keramischen Werkstoffen oder SiC hergestellt ist, kann daher sehr dünn, z. B. 2 mm ausgeführt werden. Darüber hinaus kann die reflektierende Oberfläche M1 des Spiegels sehr nahe am Objekt O1 angeordnet werden und die Durchtrittsöffnung D1 kann auch bei großer numerischer Apertur NA1 vergleichsweise klein gehalten werden.Notwithstanding the in 10 illustrated imaging system 2 has the plane mirror S1 on its mirror surface M1 a mirror support T1. The mirror support T1 has in addition to its supporting function to give the mirror S1 a certain mechanical stability. The mirror S1, which z. B. made of quartz, Zerodur, ceramic materials or SiC, therefore very thin, z. B. 2 mm. In addition, the reflecting surface M1 of the mirror can be arranged very close to the object O1, and the through-hole D1 can be kept comparatively small even with a large numerical aperture NA1.

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Spiegels S1 mit Spiegelträger T1 ist in der 2 dargestellt. Der Spiegelträger T1 befindet sich auf der reflektierenden Spiegeloberfläche M1. Der Spiegelträger T1 umfasst vier Stege 10, 11, 12, 13 mit rechteckigem Querschnitt Q1, welche sich ausgehend von der Durchtrittsöffnung D1 in radialer Richtung erstrecken. Die Stege 10, 11, 12, 13, z. B. aus Quarz, Zerodur, keramischen Werkstoffen oder SiC sind auf die Spiegeloberfläche M1 aufgeklebt. Anstelle mit Hilfe einer Verklebung kann der Träger T1 auch durch Ansprengen flächig mit dem Spiegel S1 verbunden sein.An embodiment of such a mirror S1 with mirror support T1 is in the 2 shown. The mirror carrier T1 is located on the reflective mirror surface M1. The mirror support T1 comprises four webs 10 . 11 . 12 . 13 with rectangular cross section Q1, which extend from the passage opening D1 in the radial direction. The bridges 10 . 11 . 12 . 13 , z. As quartz, Zerodur, ceramic materials or SiC are glued to the mirror surface M1. Instead of using a bond, the carrier T1 can also be connected by surface wringing with the mirror S1.

In dem in der 1 in Verbindung mit 2 dargestellten Design beträgt der Abstand d1 zwischen dem Objekt O1 und der Spiegeloberfläche M1 4 mm. Die Höhe der von der Spiegeloberfläche M1 abstehenden Trägerstrukturen T1 beträgt ebenfalls 4 mm. Die Breite w1 der Trägerstrukturen T1 wurde zu 10 mm angenommen. Der Radius R der Durchtrittsöffnung D1 beträgt 9,3 mm. Der optische Durchmesser OD1 der Spiegeloberfläche M1 beträgt 63 mm.In the in the 1 combined with 2 As illustrated, the distance d1 between the object O1 and the mirror surface M1 is 4 mm. The height of the projecting from the mirror surface M1 support structures T1 is also 4 mm. The width w1 of the support structures T1 was assumed to be 10 mm. The radius R of the passage opening D1 is 9.3 mm. The optical diameter OD1 of the mirror surface M1 is 63 mm.

Nachteilig ist bei einer derartigen Lösung, dass die stegartigen Strukturen 10, 11, 12, 13 zu einer weiteren Obskuration der Pupille (siehe 4) führen. Diese Tatsache muss bei der Definition der Gebrauchsszenarien berücksichtigt werden. Aufgrund des kleinen Feldes O1 des Mikroskops 1 ist die Obskuration im Wesentlichen homogen über dem gesamten Feld O1 verteilt. Mit einem derart fixierten und gehaltenen Spiegel S1 eignet sich das erfindungsgemäße Abbildungssystem 3 zum Einsatz in einem Mikroskop 1 zur Maskeninspektion.The disadvantage of such a solution that the web-like structures 10 . 11 . 12 . 13 to another obscuration of the pupil (see 4 ) to lead. This fact must be taken into account when defining the usage scenarios. Due to the small field O1 of the microscope 1 the obscuration is essentially homogeneous over the entire field O1 distributed. With such a fixed and held mirror S1, the imaging system according to the invention is suitable 3 for use in a microscope 1 for mask inspection.

Die 3a) bis f) zeigen exemplarisch die Obskurationen, die aus der mechanischen Struktur des Spiegelträgers T1 herrühren. Die 3a) zeigt die Querschnittsansicht eines Strahlbündels eines auf die Durchtrittsöffnung D1 des Spiegels S1 treffenden optischen Zentralstrahls L in Höhe der reflektierenden Oberfläche M1 des ebenen Spiegels S1 im Abbildungssystem 3 nach der 1. Der Strahl L hat eine kreisrunde Form.The 3a ) to f) show by way of example the obscurations resulting from the mechanical structure of the mirror carrier T1. The 3a ) shows the cross-sectional view of a beam of an incident on the passage opening D1 of the mirror S1 optical central beam L at the level of the reflective surface M1 of the planar mirror S1 in the imaging system 3 after 1 , The beam L has a circular shape.

Die 3b) zeigt die Querschnittsansicht des Strahls L in Höhe der Oberseite TO1 der Trägerstruktur T1. Der Querschnitt des Strahls L hat weiterhin eine kreisrunde Form. Sie ist jedoch gegenüber der Querschnittsfläche des Strahls L in der Ebene der Oberfläche M1 vergrößert. Die Aufweitung unter Beibehaltung der Querschnittsform wird dadurch ermöglicht, dass die Stege 10, 11, 12, 13 im Bereich der Durchtrittsöffnung D1 konisch verjüngt sind.The 3b ) shows the cross-sectional view of the beam L at the level of the top TO1 of the support structure T1. The cross section of the beam L continues to have a circular shape. She is, however, opposite increases the cross-sectional area of the beam L in the plane of the surface M1. The expansion while maintaining the cross-sectional shape is made possible by the fact that the webs 10 . 11 . 12 . 13 are conically tapered in the region of the passage opening D1.

Die 3c) zeigt die Querschnittsansicht des Strahls L auf der Oberfläche M2 des konkaven Spiegels S2. Die auf die Durchtrittsöffnung D2 des sphärischen Konkavspiegels S2 treffenden Strahlanteile verlassen das Abbildungssystem 3 durch diese Öffnung D2. Die auf die Oberfläche M2 treffenden Strahlanteile werden an der Oberfläche M1 reflektiert und in Richtung der Oberfläche M1 des Planspiegels S1 gelenkt. Es ist zu beachten, dass sich auch die stegartige Struktur des Trägers T1 auf der Spiegeloberfläche M1 abzeichnet, da nicht nur die vom Feld ausgehenden in Achsrichtung verlaufenden Strahlanteile berücksichtigt werden müssen, sondern auch die sogenannten Off-Axis-Strahlanteile.The 3c ) shows the cross-sectional view of the beam L on the surface M2 of the concave mirror S2. The beam portions striking the passage opening D2 of the spherical concave mirror S2 leave the imaging system 3 through this opening D2. The incident on the surface M2 beam portions are reflected at the surface M1 and directed in the direction of the surface M1 of the plane mirror S1. It should be noted that the web-like structure of the carrier T1 also appears on the mirror surface M1, since not only the beam portions extending in the axial direction from the field have to be taken into account, but also the so-called off-axis beam components.

Die 3d) zeigt den Strahl L nach der Reflexion am konkaven Spiegel S2 wieder in der Ebene der Oberseite TO1 der Trägerstruktur T1. Der Strahl L trifft u. a. auch auf den Träger T1, dessen Stege 10, 11, 12, 13 zu einer Obskuration des Strahls L führen. Ist die Oberfläche des Trägers T1 spiegelnd ausgebildet, erfolgt von dort eine Rückreflexion in Richtung Konkavspiegel S2.The 3d ) shows the beam L after the reflection at the concave mirror S2 again in the plane of the top TO1 of the support structure T1. Among other things, the beam L also strikes the carrier T1, its webs 10 . 11 . 12 . 13 lead to an obscuration of the beam L. If the surface of the carrier T1 has a mirror-like configuration, a return reflection takes place in the direction of the concave mirror S2 therefrom.

Die 3e) zeigt den Strahl L nach der Reflexion am konkaven Spiegel S2 auf der reflektierenden Oberfläche M1 des ebenen Spiegels S1. Der Strahlquerschnitt ist rund bis auf die durch den Träger T1 und die Durchtrittsöffnung D2 obskurierten Strahlanteile.The 3e ) shows the beam L after reflection at the concave mirror S2 on the reflecting surface M1 of the plane mirror S1. The beam cross section is round except for the beam components obscured by the carrier T1 and the passage opening D2.

Die 3f) zeigt den Strahl L nach der Reflexion am ebenen Spiegel S1 in der Ebene der Oberseite TO1 der Trägerstruktur T1. Der Strahlquerschnitt ist rund bis auf die durch den Träger T1 und die Durchtrittsöffnungen D1 bzw. D2 obskurierten Strahlanteile.The 3f ) shows the beam L after reflection at the plane mirror S1 in the plane of the top surface TO1 of the support structure T1. The beam cross section is round except for the beam components obscured by the carrier T1 and the passage openings D1 and D2.

Wie oben dargelegt wurde, tragen nicht nur die On-Axis-Strahlanteile sondern auch die Off-Axis-Strahlanteile eines vom Objektfeld ausgehenden Strahls zur Abbildung bei. Demzufolge können auch diese Strahlanteile einer Obskuration unterworfen sein. Es ist wünschenswert, dass das gesamte Feld derselben Obskuration unterworfen ist. Solch eine Obskuration kann man erhalten, wenn man einen nicht reflektierenden Bereich auf einer Spiegeloberfläche vorsieht, welcher als Aperturblende wirkt. Im vorliegenden Fall wird die Spiegelfläche M2 als Aperturblende verwendet. Eine andere Realisierung kann in einem Pupillenfilter in einer anderen Pupillenebene bzw. einer der Systempupille optisch konjugierten Eben bestehen.As above, not only carry the on-axis beam components but also the off-axis beam portions of an object field outgoing Beam for imaging. As a result, these too Be subjected to beam portions of obscuration. It is desirable that the entire field is subjected to the same obscuration. Such Obscuration can be obtained by using a non-reflective one Area on a mirror surface provides, which as Aperture aperture works. In the present case, the mirror surface M2 used as aperture stop. Another realization may be in one Pupil filter in another pupil plane or one of the system pupil consist of optically conjugate plane.

Aus 4 entnimmt man wie die vignettierten Anteile aller Feldpunkte sehr nahe zusammenfallen, so dass eine relativ kleine gemeinsame Obskuration entsteht. Die 4a) zeigt den Strahlquerschnitt der an-axis-Feldpunkte, die 4b) zeigt den Strahlquerschnitt der off-axis-Feldpunkte zum Vergleich. Aus der Darstellung wird ersichtlich, wie die Off-Axis-Feldpunkte den vignettierten Anteil der Pupille leicht erhöhen. Die mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnete gestrichelte Linie stellt die äußere Berandung einer möglichen gemeinsamen Obskuration dar, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als nicht reflektierender Bereich auf der Oberfläche M2 des konkaven Spiegels S2 realisiert ist. Dieser nicht reflektierende Bereich auf der Spiegeloberfläche M2 ist in der Zeichnungsfigur 3c) mit Hilfe des Bezugszeichens 17 kenntlich gemacht. Anstelle der in der 2 gezeigten Spiegelträgerstruktur T1 sind eine Vielzahl an Abwandlungen denkbar. Das Aspektverhältnis der in der 2 gezeigten Struktur T1 beträgt 4 mm Höhe zu 10 mm Breite. Es kann ein anderes Aspektverhältnis gewählt werden, je nachdem, welche mechanischen Anforderungen und welche Obskuration gewünscht bzw. durch die entsprechende Anwendung vorgegeben ist.Out 4 one takes as the vignettierten portions of all field points coincide very close, so that a relatively small common obscuration arises. The 4a ) shows the beam cross section of the an-axis field points which 4b ) shows the beam cross section of the off-axis field points for comparison. The illustration shows how the off-axis field points slightly increase the vignetted portion of the pupil. The with the reference number 16 The dashed line indicated represents the outer boundary of a possible common obscuration, which in the present exemplary embodiment is realized as a non-reflecting region on the surface M2 of the concave mirror S2. This non-reflective area on the mirror surface M2 is in the drawing figure 3c ) using the reference symbol 17 indicated. Instead of in the 2 shown mirror support structure T1 a variety of modifications are conceivable. The aspect ratio of in the 2 shown structure T1 is 4 mm high to 10 mm wide. A different aspect ratio can be selected, depending on which mechanical requirements and which obscuration is desired or predetermined by the corresponding application.

Die Stege 10, 11, 12, 13 weisen in dem Ausführungsbeispiel nach der 2 einen rechteckigen Querschnitt auf. Es sind auch andere Querschnitte, insbesondere runde, ovale, halbrunde, kreuzförmige, T- oder L-förmige oder auch Hohlprofilquerschnitte denkbar. In aller Regel wird die Querschnittsform durch die gewünschte oder geforderte mechanische Stabilität zumindest mitbestimmt.The bridges 10 . 11 . 12 . 13 in the embodiment according to the 2 a rectangular cross section. There are also other cross sections, in particular round, oval, semicircular, cross-shaped, T-shaped or L-shaped or hollow profile cross-sections conceivable. In general, the cross-sectional shape is at least co-determined by the desired or required mechanical stability.

Die Anzahl der Stege kann abweichend von der in der 2 gezeigten gewählt werden. So können z. B. drei strahlenförmig verlaufende Stege vorgesehen sein, welche in gleichen Winkelabständen von 120° zueinander verlaufen. Es können auch sechs Stege mit 60° Unterschied vorgesehen sein. Die Stege können auch unregelmäßig verteilt sein. Eine ungleichmäßige Verteilung der Stege kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Abbildung in einer Richtung besser sein muss als in den anderen Richtungen.The number of webs may differ from that in the 2 be selected. So z. B. three radially extending webs may be provided which extend at equal angular intervals of 120 ° to each other. There may also be six webs with 60 ° difference. The webs can also be distributed irregularly. An uneven distribution of the webs may be particularly useful if the image in one direction must be better than in the other directions.

Des Weiteren kann es sein, dass anstelle von linear verlaufenden Trägerstrukturen andere Arten von Trägerstrukturen geeigneter sind. So kann beispielsweise ein ringförmig um eine zentral angeordnete Durchtrittsöffnung verlaufender Träger günstig sein. Es ist auch möglich, dass die Trägerstruktur in Form einer Honigwabe gewählt wird.Of Further, it may be that instead of linearly extending support structures other types of support structures are more suitable. So, for example an annular around a centrally disposed passage opening running carrier be favorable. It is also possible that the support structure in the form of a Honeycomb is chosen.

Die 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spiegels S1 für das erfindungsgemäße Abbildungssystem 3 nach der 1 in perspektivischer Ansicht. Der Spiegel S1 weist im Zentrum wieder eine Durchtrittsöffnung D1 für einen vom Feld kommenden optischen Strahl L auf. Auf die reflektierende Spiegeloberfläche M1 ist eine wabenartige Struktur einen Spiegelträger T1 bildend aufgesprengt.The 5 shows a second embodiment of a mirror S1 for the imaging system according to the invention 3 after 1 in perspective view. The mirror S1 has in the center again a passage opening D1 for one from the field coming optical beam L on. On the reflective mirror surface M1 a honeycomb-like structure is a mirror carrier T1 forming blown up.

Es ist weiter möglich, dass Elemente eines Dunkelfeldbeleuchtungssystems in die Trägerstruktur eingebettet oder implementiert sind. So können beispielsweise die in 2 dargestellten Stegstrukturen Lichtleiter beinhalten, die das Objekt beleuchten.It is also possible that elements of a dark field illumination system are embedded or implemented in the support structure. For example, the in 2 illustrated web structures include light guides that illuminate the object.

Das Abbildungssystem sollte in Verbindung mit einer Dunkelfeldbeleuchtungseinrichtung, d. h. mit einer Beleuchtung deren ungebeugtes Licht nicht in den Abbildungsstrahlengang gelangt, oder in Verbindung mit inkohärenter Beleuchtung verwendet werden, um durch die Obskuration hervorgerufenen Effekte wie z. B. eine Variation der Abbildungsqualität mit der Größe oder der Orientierung der abgebildeten Strukturen zu verschmieren.The Imaging system should be used in conjunction with a dark field illumination device, d. H. with a lighting whose undiffracted light is not in the Imaging beam path passes, or in conjunction with incoherent Lighting used to effects caused by the obscuration such as B. a variation of the image quality with the Size or orientation of the imaged structures to smear.

Das Abbildungssystem sollte derart eingesetzt werden, dass die Orientierung der kritischsten Merkmale des Bildes nicht mit der Orientierung der Trägerstrukturen zusammenfällt. Sind die kritischsten Merkmale des Bildes z. B. vertikal und horizontal verlaufende Strukturen, so können im Fall der in der 2 dargestellten Trägerstruktur T1 die Stege 10, 11, 12, 13 z. B. in einem Winkel von 45° zu den vertikal bzw. horizontal verlaufenden Strukturen des Bildes angeordnet sein.The imaging system should be used such that the orientation of the most critical features of the image does not coincide with the orientation of the support structures. Are the most critical features of the image z. B. vertically and horizontally extending structures, so in the case of in the 2 illustrated support structure T1 the webs 10 . 11 . 12 . 13 z. B. at an angle of 45 ° to the vertical or horizontal structures of the image.

Die mit der Trägerstruktur versehene Spiegelfläche kann, z. B. wie die mit dem Bezugszeichen M1 in der 1 gekennzeichnete Spiegelfläche als Planspiegelfläche ausgefüht sein. Ein Planspiegel lasst sich sehr leicht herstellen und eine Verbindung mit einer Trägerstruktur ist vergleichsweise unkompliziert. Die Spiegelfläche kann jedoch auch als gekrümmte Fläche, insbesondere als sphärische, parabolische oder zylindrische Fläche oder gar als Freiformfläche ausgebildet sein. Die Spiegelfläche kann die optische Korrektur des Abbildungssystems tragen. Die Krümmung kann konkav oder konvex sein.The provided with the support structure mirror surface can, for. B. as the reference numeral M1 in the 1 characterized mirror surface designed as a plane mirror surface. A plane mirror can be made very easily and a connection with a support structure is relatively straightforward. However, the mirror surface may also be formed as a curved surface, in particular as a spherical, parabolic or cylindrical surface or even as a free-form surface. The mirror surface can carry the optical correction of the imaging system. The curvature can be concave or convex.

Das erfindungsgemäße Abbildungssystem eignet sich auch in einer Spiegelanordnung, bei der die feldnahe Spiegelfläche abweichend von der in der 2 gezeigten Konfiguration mehr als ein Mal zur Reflexion des optischen Strahls verwendet wird. Z. B. kann eine der in der 2 gezeigten Anordnung ähnliche Konfiguration vorliegen, bei der der Strahl an den beiden Spiegelflächen M1 und M2 zwei Mal reflektiert wird, bevor er aus der Durchtrittsöffnung D2 in der Spiegelfläche M2 in das angrenzende optische System eintritt.The imaging system according to the invention is also suitable in a mirror arrangement in which the near-field mirror surface different from that in the 2 configuration used more than once to reflect the optical beam. For example, one of the in the 2 shown arrangement similar configuration in which the beam at the two mirror surfaces M1 and M2 is reflected twice before it enters from the passage opening D2 in the mirror surface M2 in the adjacent optical system.

Um die Spiegelfläche und die Trägerstrukturen miteinander zu verbinden, ohne den Spiegel zu deformieren, ist es erforderlich, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Spiegel- und Trägerstrukturmaterialien wenigstens annähernd identisch sind. Noch günstiger ist es, wenn die verwendeten Materialien für den Spiegel und die Trägerstrukturen identisch sind. So ist es z. B. möglich, sowohl den Spiegel als auch die Trägerstrukturen aus Quarzglas oder Metall herzustellen.Around the mirror surface and the support structures with each other to connect without deforming the mirror, it is necessary that the thermal expansion coefficients of the mirror and support structure materials at least approximately identical. Even cheaper it is when the materials used for the mirror and the support structures are identical. So it is z. B. possible, both the mirror and the support structures made of quartz glass or metal.

Die Trägerstrukturen können durch Verkleben, Ansprengen oder Laser Bonding miteinander verbunden werden. Im Falle von Quarzglas ist eine Schmelzverbindung eine mögliche und geeignete Verbindungstechnik. In allen genannten Fällen besteht die Gefahr einer Verformung des Spiegels durch den Verbindungsprozess. Weil sich die Trägerstrukturen in der Nähe der optisch verwendeten Fläche befinden, ist eine mögliche Deformation des Spiegels ein Ernst zu nehmendes Problem. Wie diesem Problem begegnet werden kann wird im Folgenden anhand der Zeichnungsfiguren 6 bis 9 beschrieben.The carrier structures can be connected to each other by gluing, wringing or laser bonding. In the case of quartz glass, fusion is a possible and suitable joining technique. In all these cases there is a risk of deformation of the mirror through the bonding process. Because the support structures are close to the optically used surface, possible deformation of the mirror is a serious problem. How this problem can be addressed will be described below with reference to the drawing figures 6 to 9 described.

Eine Lösung des Problems besteht darin, die Trägerstruktur nur in kleinen Flächen mit der Spiegelfläche zu verbinden. Die 6 zeigt eine Trägerstruktur T1 in der Art der in der 2 dargestellten sternförmigen Struktur. Es sind zwei auf einer Linie liegende Stege 20, 21 gezeichnet. Die Stege 20, 21 haben im radial äußeren Bereich einen rechteckigen Querschnitt und verjüngen sich in der Nähe der Durchtrittsöffnung D1 des Planspiegels S1 konisch. Der radial außen liegende Bereich der Stege 20, 21 liegt nicht auf der Spiegelfläche M1 auf. Die Stege 20, 21 sind nicht nur konisch verjüngt zulaufend in der Nähe der Durchtrittsöffnung D1 sondern sie sind auch in Richtung der Spiegeloberfläche M1 abgeknickt. Die Spitzen SP20, SP21 der Stege 20, 21 setzen auf der Spiegeloberfläche M1 auf und sind dort angeklebt. Eine Deformation des Spiegels S1 ist dann nur im Bereich der Durchtrittsöffnung D1 möglich, also in einem Bereich, der für die Obskuration verantwortlich ist, die ohnehin zugunsten anderer optischer Vorteile billigend in Kauf genommen wird.One solution to the problem is to connect the support structure only in small areas with the mirror surface. The 6 shows a support structure T1 in the manner of in the 2 illustrated star-shaped structure. There are two webs lying on a line 20 . 21 drawn. The bridges 20 . 21 have a rectangular cross section in the radially outer region and taper conically in the vicinity of the passage opening D1 of the plane mirror S1. The radially outer region of the webs 20 . 21 does not lie on the mirror surface M1. The bridges 20 . 21 are not only tapered tapered in the vicinity of the passage opening D1 but they are also bent in the direction of the mirror surface M1. The tips SP20, SP21 of the webs 20 . 21 put on the mirror surface M1 and are glued there. Deformation of the mirror S1 is then possible only in the area of the passage opening D1, that is to say in a region which is responsible for the obscuration, which is accepted as an end in favor of other optical advantages anyway.

Eine weitere Lösung des Problems besteht darin, eine mechanische Rasteinrichtung vorzusehen, um Spiegel und Träger (ggf. sogar lösbar) miteinander zu verbinden. Die 7 zeigt eine Ausführungsvariante für die Verbindung von Spiegel S1 und Träger T1 mit einer derartigen Rasteinrichtung RA20, RA21. Die Trägerstruktur T1 für den Spiegel S1 ist wieder in der Art der in der 2 dargestellten sternförmigen Struktur ausgeführt. Wie in der 6 sind zwei auf einer Linie liegende Stege 20, 21 gezeichnet. Die Stege 20, 21 haben im radial äußeren Bereich wiederum einen rechteckigen Querschnitt und verjüngen sich in der Nähe der Durchtrittsöffnung D1 des Planspiegels S1 konisch. Die radial außen liegenden Bereiche der Stege 20, 21 liegen wie bei der Ausführungsvariante nach der 6 nicht auf der Spiegelfläche M1 auf. Sie sind auch in Übereinstimmung mit der Variante aus 6 in Richtung der Spiegeloberfläche M1 abgeknickt. Die Verjüngung der Stege 20, 21 mündet jeweils in eine Rasteinrichtung in Form einer Rastnase RA20, RA21. Die jeweilige Rastnase RA20, RA21 umgreift die Durchtrittsöffnung D1 und klemmt die Spiegelfläche M1 und die Rückfläche R1 und hält dadurch den Spiegel S1. Auch bei dieser Lösung ist eine Deformation des Spiegels S1 nur im Bereich der Durchtrittsöffnung D1 möglich.Another solution to the problem is to provide a mechanical latching device to connect mirror and carrier (possibly even releasably) with each other. The 7 shows an alternative embodiment for the connection of mirror S1 and support T1 with such a locking device RA20, RA21. The support structure T1 for the mirror S1 is again in the manner of in the 2 illustrated star-shaped structure executed. Like in the 6 are two webs lying on a line 20 . 21 drawn. The bridges 20 . 21 again have a rectangular cross section in the radially outer region and taper conically in the vicinity of the passage opening D1 of the plane mirror S1. The radially outer regions of the webs 20 . 21 lie as with the Variant according to the 6 not on the mirror surface M1. They are also made in accordance with the variant 6 bent in the direction of the mirror surface M1. The rejuvenation of the bars 20 . 21 each opens into a locking device in the form of a locking lug RA20, RA21. The respective latching nose RA20, RA21 surrounds the passage opening D1 and clamps the mirror surface M1 and the rear surface R1 and thereby holds the mirror S1. Even with this solution, a deformation of the mirror S1 is possible only in the region of the passage opening D1.

Die 8 zeigt eine Trägerstruktur T1 in der Art der in der 6 dargestellten Konfiguration. Diese Ausführung unterscheidet sich von der in der 6 gezeigten lediglich dadurch, dass die Spitzen SP20, SP21 der Stege 20, 21 punktförmig zulaufen und auf die Spiegeloberfläche M1 durch Laserbonding fixiert sind.The 8th shows a support structure T1 in the manner of in the 6 illustrated configuration. This design differs from that in the 6 shown only in that the tips SP20, SP21 of the webs 20 . 21 tapered and fixed on the mirror surface M1 by laser bonding.

Die 9 zeigt eine weitere Variante für eine Trägerstruktur T1. Diese Trägerstruktur T1 umfasst Stege 30, 31 mit elliptischem Querschnitt, der sich vom äußeren Rand des Spiegels S1 zur Mitte hin linear verjüngen. Die Stege 30, 31 enden zur Mitte hin in Spitzen 30, 31, die auf der Spiegeloberfläche M1 durch Laserbonding fixiert sind. Die Stege 30, 31 sind winklig zu der Spiegeloberfläche M1 angeordnet. Der Winkel beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 30°. Dieser Winkel ist groß genug, um eine hinreichende Versteifung des Spiegels S1 zu erreichen.The 9 shows a further variant of a support structure T1. This support structure T1 comprises webs 30 . 31 with an elliptical cross-section, which tapers linearly from the outer edge of the mirror S1 towards the middle. The bridges 30 . 31 ends in the middle in tips 30 . 31 which are fixed on the mirror surface M1 by laser bonding. The bridges 30 . 31 are arranged at an angle to the mirror surface M1. The angle is about 30 ° in the present embodiment. This angle is large enough to achieve sufficient stiffening of the mirror S1.

Die Stege 30, 31 können mit Hilfe eines oder mehrerer geeigneter Aktuatoren bewegt werden. Die Bewegung kann derart erfolgen, dass sich die Gestalt des Spiegels S1 und insbesondere die Kontur der Spiegelfläche M1 ändert. Die Änderung der Spiegelfläche M1 kann nach einer gewünschten Vorgabe eingestellt werden. Die Änderung, insbesondere Einstellung der Spiegelflächenkontur kann soweit gewünscht und/oder erforderlich auch während des Betriebs bzw. der Benutzung des Abbildungssystems erfolgen. Es ist möglich, neben herstellbedingten Formfehlern auch thermisch bedingte Konturänderungen der Spiegelfläche M1 zu kompensieren.The bridges 30 . 31 can be moved using one or more suitable actuators. The movement can take place in such a way that the shape of the mirror S1 and in particular the contour of the mirror surface M1 changes. The change of the mirror surface M1 can be adjusted according to a desired specification. The change, in particular adjustment of the mirror surface contour can, if desired and / or required, also take place during operation or use of the imaging system. It is possible, in addition to manufacturing-related shape errors and thermally induced contour changes of the mirror surface M1 to compensate.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102006047387 A1 [0002, 0014]
US 5717518 A [0009, 0014, 0014, 0014]

Claims

Catoptric or catadioptric obscured imaging system ( 3 ) - with one of a passage opening (D1) for a beam (L) having an object or image field (O1) closest and the object or image field (O1) facing away from the mirror reflecting surface (M1) for the beam (L) having a mirror (S1) and having a mirror (S1) and arranged on the reflective mirror surface (M1) mirror support (T1), characterized in that - the mirror support (T1) one or more on the mirror surface (M1) arranged and web-like structures supporting the mirror (S1) ( 10 . 11 . 12 . 13 . 20 . 21 . 30 . 31 ) having.

Imaging system ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the web-like structure or the web-like structures one or more webs ( 10 . 11 . 12 . 13 . 20 . 21 . 30 . 31 ), which extend starting from the passage opening (D1) in the radial direction.

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the web-like structure or the web-like structures comprise one or more webs, which are arranged annularly around the passage opening (D1).

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the web-like structures in the manner of a honeycomb webs arranged comprise.

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a single or more of the web-like structures are at least partially and at least locally reflective.

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an individual or a plurality of the web-like structures are at least partially and at least locally absorbent.

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the web-like structures latching lugs (RA1, RA2) comprise, which pass through the passage opening (D1) and the mirror (S1) of the object or image field (O1) side facing hold.

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a single or several of the web-like structures ( 10 . 11 . 12 . 13 . 20 . 21 . 30 . 31 ) are bonded at least locally to the reflective mirror surface (M1).

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a single or a plurality of the web-like structures are at least locally blasted to the reflective mirror surface.

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a single or several of the web-like structures ( 30 . 31 ) are arranged at an angle to the reflective mirror surface (M1).

Imaging system ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a single or several of the web-like structures ( 30 . 31 ) are formed as actuators to deform the mirror (S1).

Imaging system ( 3 ) according to claim 11, characterized in that a single or several of the actuators are arranged to compensate for thermally induced aberrations of the mirror (S1).

Projection system with an imaging system ( 3 ) according to any one of the preceding claims.

Microscope ( 1 ) with an imaging system ( 3 ) according to any one of the preceding claims.

Method for producing a catoptric or catadioptric obscured imaging system ( 3 ), in which - a reflecting mirror surface (M1) for the beam (A) which has a passage opening (D1) for a beam (L) and is closest to an object or image field (O1) and faces the object or image field (O1) L) having mirror (S1) is produced and - a mirror (S1) carrying the mirror support (T1) on the reflective mirror surface (M1) is arranged, characterized in that - the mirror support (T1) is web-like structured and that - the web-like structured mirror support (T1) is arranged on the mirror surface (M1) and is connected to the mirror (S1) supporting the mirror (S1).

Method according to claim 15, characterized in that that the mirror support (T1) at least locally to the reflective Mirror surface (M1) is glued.

Method according to one of claims 15 or 16, characterized in that the mirror carrier (T1) at least locally to the reflective mirror surface (M1) sprinkled becomes.

Method according to one of claims 15 to 17, characterized in that the mirror carrier (T1) at least locally locked to the reflective mirror surface (M1) becomes.

Method according to one of claims 15 to 18, characterized in that due to the connection between Mirror (S1) and the web-like structured mirror carrier (T1) occurring forces in the production of the mirror (S1) are compensated.