-
Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie für die Herstellung von Halbleiterbauelementen, in welcher wenigstens eine optische Baugruppe mit wenigstens einem mechanisch kontrolliert aktuierbaren optischen Element in einer Struktur gelagert ist, wobei zur Durchführung der mechanischen Aktuierung eine Steuersignalübertragungseinrichtung und/oder eine Energieübertragungseinrichtung vorgesehen ist.
-
Bei Hochleistungsobjektiven, wie sie beispielsweise als Projektionsobjektive in Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere im EUV-Bereich eingesetzt werden, müssen die dort verwendeten optischen Elemente, wie beispielsweise Linsen oder Spiegelelemente und dergleichen, eine sehr hohe Positionsgenauigkeit aufweisen (z. B. im EUV-Bereich in einer Größenordnung von unter 100 pm). Dies kann unter anderem nur dann erreicht werden, wenn keine unerwünschten bzw. parasitären mechanischen Effekte auf die optischen Elemente bzw. die optischen Baugruppen, in welchen die optischen Elemente gelagert sind, eingebracht werden. Unerwünschte bzw. parasitäre mechanische Effekte sind solche mechanischen Effekte, die nicht durch die Lagerung des optischen Elementes als solche bedingt sind. Parasitäre mechanische Effekte umfassen qualitativ mechanische Reibung und Dämpfung, mechanische Spannungen, mechanische Kräfte und Momente, insbesondere in Folge von mechanischem Kurzschluss zur Struktur (wie Gehäuse, Messstrukturen oder dergleichen), beispielsweise über Kabelverbindungen, sowie Vibrationen bzw. Störanregungen im höherfrequenten Bereich (z. B. im EUV-Bereich größer als 20 Hz).
-
Für die Korrektur von Bildfehlern in Projektionsobjektiven für die Halbleiterlithographie werden nach dem gegenwärtigen Stand der Technik zwei Grundtypen von Manipulatoren verwendet, Positionsmanipulatoren und Deformationsmanipulatoren. Im Fall der Positionsmanipulatoren wird die Sensitivität der optischen Wirkung eines optischen Elements auf seine Positionsänderung ausgenutzt, um bei einer geeigneten Verschiebung die gewünschte Korrektur der Wellenfront zu erreichen. Im Unterschied dazu wird bei Deformationsmanipulatoren die Sensitivität der optischen Wirkung eines optischen Elements auf mechanische Deformation ausgenutzt, um den gewünschten Korrektureffekt zu erzielen.
-
Eine Deformationsmanipulation eines optischen Elements in einem Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie ist aus der
US 2007/0036494 A1 bekannt.
-
Um derartige mechanische Aktuierungen bzw. Manipulationen durchführen zu können, muss das optische Element bzw. die optische Baugruppe mit entsprechenden Sensoren, Aktuatoren und gegebenenfalls einer Steuereinrichtung versehen sein. Diese Einrichtungen müssen mit Energie sowie Stell- und Messsignalen versorgt werden. Damit verbunden ist die Problematik, diese Energie- und Steuer- bzw. Regelsignalübertragungen durchzuführen, ohne unerwünschte bzw. parasitäre Kräfte und Momente sowie Vibrationen auf das innen gelagerte optische bzw. mechanische Element einzuleiten. Bei bekannten Kabelverbindungen kann dies nicht gewährleistet werden.
-
Die
US 2005/0140955 A1 betrifft eine Lithographieanlage, welche drahtlos Steuer- und Energiesignale übermitteln kann.
-
In der
DE 101 40 208 A1 weist eine optische Anordnung, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie, ein schlitzförmiges Bildfeld oder eine nicht rotationssymmetrische Beleuchtung auf. Ferner umfasst sie mindestens ein optisches Element und mindestens eine eine Korrekturstrahlungsquelle umfassende Korrekturstrahlungseinrichtung, die dem optischen Element Korrekturstrahlung derart zuführt, dass die Abbildungseigenschaften des optischen Elements durch die Wärmebeaufschlagung des optischen Elements mit Korrekturstrahlung korrigiert werden. Die Korrekturstrahlungseinrichtung umfasst eine Scaneinrichtung mit mindestens einem Scanspiegel, wobei der Scanspiegel derart bestrahlt und angesteuert ist, dass ein definierter Bereich einer optischen Oberfläche des optischen Elements mit Korrekturstrahlung abgescannt wird. Hierdurch lassen sich die Abbildungseigenschaften der optischen Anordnung gezielt und flexibel korrigieren bzw. justieren.
-
-
Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsbelichtungsanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche eine parasitärkraftfreie Steuersignal- und Energieübertragung auf ein zu manipulierendes bzw. zu deformierendes in einer optischen Baugruppe in einer Struktur der Projektionsbelichtungsanlage angeordnetes optisches Element ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Die Aufgabe wird ebenfalls durch die in den Ansprüchen 19, 20 und 21 genannten Merkmale gelöst.
-
Erfindungsgemäß weist die Projektionsbelichtungsanlage zur Durchführung der mechanischen Aktuierung eine Steuersignalübertragungseinrichtung und/oder eine Energieübertragungseinrichtung auf, welche wenigstens während bestimmter Betriebszustände der Projektionsbelichtungsanlage keine parasitären mechanischen Effekte in die optische Baugruppe einbringt. Das optische Element bzw. die optische Baugruppe weisen eine untergeordnete Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung zur selbständigen Durchführung der mechanischen Aktuierung des optischen Elements auf. Die untergeordnete Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung kann Statussignale zurückliefern.
-
Sonach wird es ermöglicht, Energie zur Manipulation oder Deformation eines optischen Elements wenigstens annähernd kräftefrei bzw. ohne zusätzliche Kräfte oder Momente auf das optische Element einzubringen, also beispielsweise von einer Außenstruktur der Projektionsbelichtungsanlage auf das zu manipulierende oder zu deformierende innen angeordnete optische bzw. mechanische Element zu übertragen. Eine kräftefreie Übertragung von Signalen zur Messung und Regelung bzw. Steuerung des Systems wird ebenfalls ermöglicht. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine hohe Positionsgenauigkeit bzw. Positionsstabilität der optischen Elemente innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage. Es werden zumindest während bestimmter Betriebszustände der Projektionsbelichtungsanlage keine unerwünschten bzw. parasitären mechanischen Effekte, d. h. keine zusätzlichen mechanischen Effekte zu denjenigen, welche ohnehin durch die Lagerung bedingt sind, durch die Energie- und/oder Signalübertragung in das optische Element eingeleitet. In vorteilhafter Weise ist ein untergeordneter bzw. unterlagerter Regelkreis direkt auf dem optischen Element oder der optischen Baugruppe integriert, welcher beispielsweise selbständig auf einen vorgegebenen Sollwert der Aktuierung einregelt. Dadurch kann der Datenverkehr zwischen einer insbesondere zentralen auf der Struktur bzw. auch außerhalb der Projektionsbelichtungsanlage angeordneten übergeordneten Steuerungseinrichtung und der optischen Baugruppe erheblich reduziert werden, wodurch auch Energie eingespart werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn die untergeordnete Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung Statussignale zurückliefert. Diese können beispielsweise ein Signal für die Übertragung eines Fehlercodes (z. B. unzulässige Regelabweichung, Aktuator-/Sensorausfall) oder ein READY-Signal (erfolgreiches Erreichen des neuen Sollwertes) umfassen.
-
Sehr vorteilhaft ist es, wenn durch die Steuersignalübertragungseinrichtung bzw. die Energieübertragungseinrichtung eine berührungslose Übertragung der Steuersignale bzw. der Energie bereitgestellt wird.
-
Mangels einer direkten mechanischen Verbindung können in vorteilhafter Weise auf die optische Baugruppe auch keine mechanischen Spannungen, Kräfte oder Momente eingetragen werden.
-
Die berührungslose Übertragung der Steuersignale bzw. der Energie kann über Induktion oder elektromagnetische Wellen, insbesondere Licht- oder Funkwellen erfolgen. Die Signalübertragung und Energieübertragung ohne mechanische Verbindung kann somit über Licht bzw. Funk erfolgen.
-
Die Steuersignalübertragungseinrichtung bzw. die Energieübertragungseinrichtung können wenigstens eine Sendeeinrichtung und wenigstens eine Empfangseinrichtung aufweisen. Die Struktur und/oder das optische Element bzw. die optische Baugruppe können wenigstens eine Sendeeinrichtung und/oder wenigstens eine Empfangseinrichtung der Steuersignalübertragungseinrichtung bzw. Energieübertragungseinrichtung aufweisen.
-
Für die Energieübertragung von der Struktur auf das optische Element ist zumindest ein Sender auf Strukturseite und ein Empfänger auf Seiten des optischen Elements bzw. der optischen Baugruppe vonnöten. Für die Übertragung der Steuersignale bzw. Stellsignale ist ebenfalls ein Sender auf der Struktur und ein Empfänger auf dem optischen Element vonnöten. Für die Messwertrückführung ist ein Sender auf dem optischen Element bzw. der optischen Baugruppe und ein Empfänger auf der Struktur der Projektionsbelichtungsanlage erforderlich. Die Steuersignale bzw. Stellsignale (Sollwerte und Messwerte) können parallel oder seriell übertragen werden.
-
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuersignalübertragungseinrichtung und/oder die Energieübertragungseinrichtung wenigstens eine Signalverarbeitungseinrichtung aufweisen. Auf dem optischen Element bzw. der optischen Baugruppe kann eine signalverarbeitende Elektronik notwendig sein, um die erhaltenen Stellsignale entsprechend umsetzen zu können bzw. um Messsignale übermitteln zu können.
-
Sonach könnte in vorteilhafter Weise ein untergeordneter bzw. unterlagerter Regelkreis direkt auf dem optischen Element oder der optischen Baugruppe integriert sein, welcher beispielsweise selbständig auf einen vorgegebenen Sollwert der Aktuierung einregelt. Dadurch kann der Datenverkehr zwischen einer insbesondere zentralen auf der Struktur bzw. auch außerhalb der Projektionsbelichtungsanlage angeordneten übergeordneten Steuerungseinrichtung und der optischen Baugruppe erheblich reduziert werden, wodurch auch Energie eingespart werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn die untergeordnete Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung Statussignale zurückliefert. Diese können beispielsweise ein Signal für die Übertragung eines Fehlercodes (z. B. unzulässige Regelabweichung, Aktuator-/Sensorausfall) oder ein READY-Signal (erfolgreiches Erreichen des neuen Sollwertes) umfassen.
-
Die Signalübertragung kann analog oder digital erfolgen.
-
Die wenigstens eine Sendeeinrichtung kann als insbesondere steuerbarer optoelektronischer Aktuator bzw. Lichtquelle ausgebildet sein.
-
Wenigstens eine Empfangseinrichtung kann als optoelektronischer Detektor, insbesondere Fotowiderstand, Fotodiode, Solar- bzw. Fotovoltaikzelle, Fototransistor, Fotozelle oder dergleichen ausgebildet sein. Die Signalübertragung kann sonach mit einer steuerbaren Lichtquelle und einem Fotoelement wie beispielsweise bei einem Optokoppler ausgeführt sein. Die Energieübertragung kann mit einer Lichtquelle und einer Fotozelle als Energieerzeuger bzw. Energiewandler auf der optischen Baugruppe bzw. dem optischen Element erfolgen.
-
Wenigstens eine Sendeeinrichtung kann als Funksender, insbesondere RFID-Lesegerät, ausgebildet sein. Dementsprechend kann die wenigstens eine Empfangseinrichtung als Funkempfänger bzw. RFID-Transponder, ausgebildet sein. Sonach kann die Signalübertragung und Energieübertragung über Funk vergleichbar zur RFID(Radio Frequency Identification)-Technologie ausgeführt sein.
-
Die optische Baugruppe bzw. das optische Element kann somit mittels einer untergeordneten Steuerungs- bzw. Regeleinrichtung über die Steuersignalübertragung als autarkes optisches Element sozusagen frei programmiert werden. Dementsprechend ist auch eine Übermittlung von neuen Regelalgorithmen, Software-Updates oder dergleichen möglich. Durch Softwareänderungen sind neue Funktionen jederzeit implementierbar.
-
Die optische Baugruppe kann wenigstens einen Aktuator und/oder wenigstens einen Sensor zur mechanischen Aktuierung bzw. Sensierung des optischen Elements aufweisen. Die Energieversorgung ist dabei abhängig von den benötigten Leistungen für die Aktuatorik und Sensorik, sowie für die insbesondere signalverarbeitende Elektronik an der optischen Baugruppe sicherzustellen. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Aktuatoren bzw. auch die Sensoren der optischen Baugruppe eine möglichst geringe Verlustleistung aufnehmen bzw. abgeben. Technologien mit möglichst geringer Verlustleistung sind daher zu bevorzugen. Als Aktuatoren kommen beispielsweise Piezoaktuatoren, insbesondere bei vorwiegend statischem Betrieb oder mechanische und elektrostatische Antriebe in Betracht.
-
Die notwendige Energie kann bedarfsgerecht bereitgestellt werden, wobei keine Energiespeicherung erfolgt.
-
Erfindungsgemäß kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die optische Baugruppe einen Energiespeicher aufweist. Die Energieversorgung kann somit auch über einen Energiespeicher (Akkumulator, Kondensator, Batterie, Brennstoffzelle oder dergleichen) sichergestellt werden.
-
Der Energiespeicher kann durch, insbesondere konstante Energiezufuhr aufladbar sein. Des weiteren kann er zur Pufferung bzw. zum Abfangen von Leistungsspitzen während der Verstellung bzw. Aktuierung dienen. Die Energieversorgung kann auch ausschließlich mittels eines Energiespeichers (z. B. Batterie) für die gesamte Lebensdauer der Projektionsbelichtungsanlage bzw. bis zu vorgesehenen Wartungsintervallen ausgeführt sein.
-
Vorteilhaft ist es, wenn der Energiespeicher in bestimmten Betriebszuständen, insbesondere Belichtungspausen der Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere durch mechanische Kontaktierung aufladbar ist.
-
Alternativ kann die Signal- und Energieübertragung auch durch eine auf die jeweiligen Erfordernisse optimierte mechanische Verbindung erfolgen.
-
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine bereits vorhandene mechanische Anbindung der optischen Baugruppe an der Struktur, insbesondere ein Lager, ein Aktuator oder eine Gewichtskraftkompensationseinrichtung als Steuersignalübertragungseinrichtung und/oder als Energieübertragungseinrichtung bzw. als Teil einer derartigen Einrichtung ausgebildet. Somit kann der Signal- bzw. Energietransport über die vorhandene mechanische Anbindung erfolgen. Mechanische Anbindungen können Aktuatoren, Schwerkraftkompensatoren und Lager des optischen Elements sein. Das optische Element ist in der optischen Baugruppe in der Regel statisch bestimmt gelagert. Sonach werden keine parasitären, d. h. zusätzlichen mechanischen Effekte als diejenigen, welche ohnehin durch die statisch bestimmte Lagerung bedingt sind, in das optische Element eingebracht. Bei der Fertigung des optischen Elements werden in der Regel bereits die später in der Projektionsbelichtungsanlage auftretenden durch die Lagerung bzw. die Gewichtskraft bedingten Deformationen berücksichtigt und die optischen Eigenschaften entsprechend abgestimmt.
-
Alternativ ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, dass die Steuersignalübertragungseinrichtung und/oder die Energieübertragungseinrichtung bzw. ein Teil einer derartigen Einrichtung als gesteuerte aktiv nachgeführte Leitungsverbindung ausgebildet ist.
-
Es kann so eine dem optischen Element aktiv nachgeführte Leitung vorgesehen sein, deren Anbindung an der Struktur so bewegt wird, dass keine parasitären Kräfte oder Momente auf das optische Element wirken.
-
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Steuersignalübertragungseinrichtung und/oder die Energieübertragungseinrichtung bzw. ein Teil einer derartigen Einrichtung als zusätzliche mechanische Anbindung der optischen Baugruppe an der Struktur ausgebildet, wobei die mechanische Anbindung wenigstens ein Federelement und wenigstens eine Tilgermasse aufweist. Eine mechanische Verbindung kann somit zugelassen werden, wobei die Ausführung als Feder mit zwischengeschalteter Tilgermasse erfolgt, mit dem Ziel einer dämpfungsfreien Anbindung, die als mechanischer Tiefpassfilter wirkt und Anregungen aus der Struktur nur unterhalb einer definierten Frequenz zulässt.
-
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Energieübertragungseinrichtung als Strahlungsquelle ausgebildet ist, welche zur mechanischen Aktuierung des optischen Elements auf dieses gezielt eine Strahlung, insbesondere Wärmestrahlung, abgibt. Der Energieeintrag erfolgt somit über Wärmeeinstrahlung und Aktuierung über Nutzung von Wärmeausdehnungseffekten, womit Translationsbewegungen und Deformationen des optischen Elements erzielt werden können.
-
Die durch die gezielt abgegebene Strahlung erreichte mechanische Aktuierung des optischen Elements kann interferometrisch oder indirekt über eine Wärmebildkamera, d. h. über die detektierte Wärmeverteilung in dem optischen Element, gemessen werden. Die interferometrische Messung kann abtastend über Vollbild oder Teilbilder erfolgen.
-
Die mechanische Aktuierung des optischen Elements kann eine Positionsmanipulation und/oder eine Deformationsmanipulation umfassen. Das optische Element kann beispielsweise als Linse oder Spiegel ausgebildet sein.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend sind anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung angegeben.
-
Es zeigt:
-
1 einen prinzipmäßigen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Lichtquelle, einem Beleuchtungssystem und einem Projektionsobjektiv;
-
2 eine schematische Darstellung einer optischen Baugruppe in einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage mit einer berührungslosen Steuersignalübertragungseinrichtung und Energieübertragungseinrichtung;
-
3 eine schematische Darstellung einer optischen Sende- und Empfangseinrichtung einer Steuersignalübertragungseinrichtung bzw. einer Energieübertragungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage;
-
4 eine schematische Darstellung einer optischen Baugruppe in einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage mit einer berührungslosen Steuersignalübertragungseinrichtung bzw. Energieübertragungseinrichtung und einem Energiespeicher;
-
5 eine schematische Darstellung einer optischen Baugruppe in einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage mit einem Energiespeicher, welcher in Belichtungspausen aufgeladen wird;
-
6 eine schematische Darstellung einer optischen Baugruppe in einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Energiespeicher in einer weiteren Ausführungsform;
-
7 eine schematische Darstellung einer optischen Baugruppe in einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage mit einem Energietransport über vorhandene mechanische Verbindungen;
-
8 eine schematische Darstellung einer optischen Baugruppe in einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage mit einer Energie- und Steuersignalübertragung über eine aktiv nachgeführte Leitungsverbindung;
-
9 eine schematische Darstellung einer optischen Baugruppe in einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage mit einer Energie- bzw. Steuersignalübertragung über eine zusätzliche mechanische Verbindung; und
-
10 eine schematische Darstellung einer optischen Baugruppe in einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage mit einem Energieeintrag über Wärmeeinstrahlung.
-
In
1 ist eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage
1 mit einer Lichtquelle
2, einem EUV-Beleuchtungssystem
3 zur Ausleuchtung eines Feldes in einer Objektebene
4, in welcher eine nicht dargestellte strukturtragende Maske angeordnet ist, sowie ein Projektionsobjektiv
5 mit einem Gehäuse
6 als Struktur und einem Strahlenverlauf zur Abbildung der in der Objektebene
4 angeordneten Maske auf ein lichtempfindliches Substrat
7 zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dargestellt. Das Projektionsobjektiv
5 weist zur Strahlformung als Spiegel
8 ausgebildete optische Elemente auf. Die Spiegel
8 können in Form von Spiegeln
8a bis
8h, wie aus den
2,
4 bis
10 ersichtlich, in optischen Baugruppen
9a bis
9h bzw. Fassungen oder dergleichen in dem Gehäuse
5 des Projektionsobjektivs
5 angeordnet bzw. gelagert sein. Auch das Beleuchtungssystem
3 weist entsprechende optische Elemente bzw. Baugruppen zur Strahlformung bzw. Strahlleitung auf. Diese sowie das Gehäuse des Beleuchtungssystems
3 sind jedoch nicht näher dargestellt. Als Struktur kommen neben dem Gehäuse
6 des Projektionsobjektivs
5 auch das vorstehend erwähnte Gehäuse des Beleuchtungssystems
3 sowie entsprechende Fassungen oder eine Messstruktur in Betracht. Eine derartige Messstruktur ist beispielsweise in der
DE 101 34 387 A1 beschrieben.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage näher beschrieben. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei Projektionsbelichtungsanlagen, welche in anderen Wellenlängenbereichen arbeiten, eingesetzt werden.
-
In 2 ist eine optische Baugruppe 9a mit einem mechanisch kontrolliert aktuierbaren Spiegel 8a dargestellt, welche in dem Gehäuse 6 des Projektionsobjektivs 5 über Aktuatoren 10 bzw. nicht dargestellte Gewichtskraftkompensationseinrichtungen gelagert ist. Die Aktuatoren sind vorliegend als Lorentz-Aktuatoren 10 ausgebildet. In weiteren Ausführungsbeispielen könnten jedoch auch andere Aktuatoren, wie etwa Piezoaktuatoren, vorgesehen sein. Zur Durchführung der mechanischen Aktuierung ist eine Steuersignalübertragungseinrichtung 11 und eine Energieübertragungseinrichtung 12 vorgesehen, welche keine zusätzlichen bzw. parasitären mechanischen Effekte in die optische Baugruppe 9a einbringen. Durch die Steuersignalübertragungseinrichtung 11 bzw. die Energieübertragungseinrichtung 12 wird eine berührungslose Übertragung der Steuersignale bzw. der Energie bereitgestellt. Die berührungslose Übertragung der Steuersignale bzw. der Energie über die Steuersignalübertragungseinrichtung 11 bzw. die Energieübertragungseinrichtung 12 erfolgt über elektromagnetische Wellen. In weiteren Ausführungsbeispielen könnte dies auch über Induktion erfolgen. Die Steuersignalübertragungseinrichtung 11 weist eine Sendeeinrichtung 13 und eine Empfangseinrichtung 14 auf. Die Steuersignalübertragung der Steuersignalübertragungseinrichtung 11 erfolgt über Funkwellen, weshalb die Sendeeinrichtung als Funksender 13 ausgebildet ist. Die Empfangseinrichtung ist dementsprechend als Funkempfänger 14 ausgebildet. Notwendige Antenneneinrichtungen sind nicht näher dargestellt. Die Steuersignalübertragungseinrichtung 11 weist eine Signalverarbeitungseinrichtung 15 auf, welche im Bereich des Gehäuses 6 angeordnet und mit einer Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung 17 der Projektionsbelichtungsanlage 1 verbunden ist (gestrichelt angedeutet). Des weiteren ist eine Signalverarbeitungseinrichtung 16 der optischen Baugruppe 9a vorgesehen, welche mit einer Steuereinrichtung 18 der optischen Baugruppe 9a verbunden ist. Die Steuereinrichtung 18 ist mit Piezoaktuatoren 19 und Sensoren 20 verbunden. Über die Piezoaktuatoren 19 bzw. die Sensoren 20 kann die mechanische kontrollierte Aktuierung des Spiegels 8a durchgeführt werden. Die Piezoaktuatoren 19 geben im statischen Betrieb eine geringe Verlustleistung ab. Um eine bidirektionale Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 18 der optischen Baugruppe 9a und der Steuereinrichtung 17 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zu ermöglichen, kann der Funksender 13 zusätzlich eine Empfangsfunktionalität und der Funkempfänger 14 zusätzlich eine Sendefunktionalität aufweisen.
-
Funksender 13 und Funkempfänger 14 können auch in der Art eines RFID(Radio Frequency Identification)-Systems realisiert sein, wobei Daten auf einem elektronischen Datenträger, dem sogenannten Transponder (z. B. Funkempfänger 14), gespeichert werden. Die Energieversorgung des Transponders sowie der Datenaustausch zwischen dem Transponder und dem RFID-Sender bzw. dem Lesegerät (z. B. Funksender 13) erfolgt über magnetische oder elektromagnetische Felder. Grundsätzlich besteht ein RFID-System aus zwei Komponenten, dem Transponder und dem Lesegerät bzw. je nach verwendeter Technik dem Lese- oder Schreib-/Lesegerät. Das Lesegerät bzw. der RFID-Sender weist ein Hochfrequenzmodul (Sender und Empfänger), eine Kontrolleinheit, eine Antenne zum Transponder und eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit anderen Systemen auf. Der Transponder ist der eigentliche Datenträger des RFID-Systems und weist eine Antenne und gegebenenfalls einen Mikrochip auf.
-
Die Energieversorgungseinrichtung 12 weist eine als steuerbarer optoelektronischer Aktuator bzw. Lichtquelle 21 ausgebildete Sendeeinrichtung und eine als optoelektronischer Detektor bzw. Solarzelle 22 ausgebildete Empfangseinrichtung auf, welche eine berührungslose Übertragung der Energie über Lichtstrahlung ermöglichen. Das Prinzip der Energieübertragung über die Lichtstrahlung ist in 3 weiter verdeutlicht. Die Solarzelle 22 wandelt die empfangene Lichtstrahlung in elektrische Energie um, mit welcher die Piezoaktuatoren 19 bzw. die Sensoren 20 zur kontrollierten mechanischen Aktuierung des Spiegels 8a betrieben werden. Die mechanische Aktuierung des Spiegels 8a kann eine Positionsmanipulation und/oder eine Deformationsmanipulation umfassen. In weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen könnte anstatt des Spiegels auch eine Linse vorgesehen sein. In weiteren Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, die Steuersignalübertragungseinrichtung 11 optisch auszuführen und die Energieübertragungseinrichtung 12 als Funkverbindung bzw. als RFID-System zu realisieren. Gleichermaßen ist es möglich, sowohl die Steuersignalübertragung als auch die Energieübertragung lediglich über eines der beiden Systeme zu realisieren.
-
In 4 ist eine optische Baugruppe 9b mit einem Spiegel 8b dargestellt. Der Spiegel 8b ist über Piezoaktuatoren 19 und Sensoren 20 kontrolliert deformierbar. Eine berührungslose Steuersignal- und Energieübertragungseinrichtung 23 weist eine Sende- und Empfangseinrichtung 24 mit einer Lichtquelle und einem optoelektronischen Detektor sowie eine entsprechende Sende- und Empfangseinrichtung 25 auf. Die Kommunikation zwischen den Sende- und Empfangseinrichtungen 24, 25 erfolgt über Lichtstrahlung. Des weiteren weist die optische Baugruppe einen Energiespeicher 26 und eine gestrichelt angedeutete untergeordnete Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung 27 auf, mit welcher eine selbständige Durchführung der mechanischen Aktuierung des Spiegels 8b durchführbar ist. Die Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung 27 liefert Statussignale über die Steuersignal- und Energieübertragungseinrichtung 23 an die Steuereinrichtung 17 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zurück. In vorteilhafter Weise können die Regelungsalgorithmen bzw. die Software auf der Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung 27 über die optische Verbindung 23 eingespielt bzw. aktualisiert werden. Der Energiespeicher 26 kann durch konstante Energiezufuhr über die Steuersignal- und Energieübertragungseinrichtung 23 geladen werden. Der Energiespeicher 26 dient auch zur Pufferung von Leistungsspitzen während der Verstellung des Spiegels 8b und kann als Akkumulator, Kondensator, Brennstoffzelle oder dergleichen ausgebildet sein. Über den Energiespeicher 26 können die Piezoaktuatoren 19 und die Sensoren 20 betrieben werden.
-
Wie in 5 stark vereinfacht dargestellt, kann der Energiespeicher 26 während Belichtungspausen der Projektionsbelichtungsanlage 1, also während bestimmter Betriebszustände, über eine Vorrichtung 28 geladen werden, wobei die zusätzlichen mechanischen parasitären Effekte lediglich in diesen Belichtungspausen auf eine optische Baugruppe 9c bzw. einen Spiegel 8c eingebracht werden.
-
In 6 ist eine Baugruppe 9d mit einem Spiegel 8d dargestellt, welche eine Batterie zur Energieversorgung über die gesamte Lebensdauer der Baugruppe bzw. bis zu vorgesehenen Wartungsintervallen aufweist, mit welcher die Piezoaktuatoren 19 und die Sensoren 20 betrieben werden können, ohne dass eine weitere Energieversorgung von außerhalb notwendig ist. Dementsprechend ist der Energiespeicher bzw. die Batterie 29 als Energieübertragungseinrichtung anzusehen.
-
Der Einfachheit halber sind in den 4 bis 10 Signalverarbeitungseinheiten bzw. erforderliche Analog-/Digitalwandler nicht näher dargestellt.
-
In 7 ist eine Ausführungsform einer optischen Baugruppe 9e mit einem Spiegel 8e dargestellt, bei welchem eine bereits vorhandene mechanische Anbindung der optischen Baugruppe 9e mit dem Gehäuse 6, nämlich ein Lager 10' bzw. ein Lorentz-Aktuator 10 oder eine Gewichtskraftkompensationseinrichtung 30 als Steuersignalübertragungseinrichtung bzw. Energieübertragungseinrichtung ausgebildet ist. Dadurch werden keine zusätzlichen bzw. parasitären mechanischen Effekte in die optische Baugruppe 9e eingeleitet.
-
In 8 ist eine optische Baugruppe 9f mit einem Spiegel 8f dargestellt, welche in dem Gehäuse 6 gelagert ist. Die Steuersignalübertragungseinrichtung und die Energieübertragungseinrichtung sind als gesteuerte aktiv nachgeführte Leitungsverbindung 31 ausgeführt. Die Anbindung 31 an der Struktur 6 wird derart bewegt, dass keine unerwünschten Kräfte bzw. Momente auf den Spiegel 8f wirken.
-
In 9 ist eine weitere Ausführungsform einer optischen Baugruppe 9g mit einem Spiegel 8g dargestellt. Zur Steuersignalübertragung bzw. Energieübertragung ist eine zusätzliche mechanische Anbindung 32 vorgesehen. Die mechanische Anbindung 32 weist Federelemente 33 und Tilgermassen 34 auf.
-
In 10 ist eine weitere Variante einer optischen Baugruppe 9h mit einem Spiegel 8h dargestellt, wobei als Energieübertragungseinrichtung eine Strahlungsquelle 35 zur mechanischen Aktuierung des Spiegels 8h auf diesen eine Wärmestrahlung ab. In dem Bereich 36 des Spiegels 8h erfolgt eine hohe Absorption der Wärmestrahlung, wodurch unter Ausnutzung von Wärmeausdehnungseffekten Translationsbewegungen und Deformationen des Spiegels 8h durchführbar sind.
-
Die durch die gezielt abgegebene Strahlung erreichte mechanische Aktuierung des Spiegels 8h kann über ein Interferometer 37 oder indirekt über eine Wärmebildkamera 38, d. h. über die detektierte Wärmeverteilung in dem optischen Element, gemessen werden.
