DE102010025222A1

DE102010025222A1 - Steuerbare Spiegelanordnung, optisches System mit einer steuerbaren Spiegelanordnung und Verfahren zur Ansteuerung einer steuerbaren Spiegelanordnung

Info

Publication number: DE102010025222A1
Application number: DE201010025222
Authority: DE
Inventors: Dr. Werber Armin
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2011-12-29

Abstract

Eine steuerbare Spiegelanordnung (100, 300, 400) hat mindestens einem Spiegel (110), eine mit dem Spiegel gekoppelten Aktuatoranordnung zur steuerbaren Veränderung der Lage des Spiegels, wobei die Aktuatoranordnung mindestens ein thermisch aktivierbares Aktuatorelement (160B, 160C) aufweist, und eine Steuereinrichtung (150) zur Steuerung von Stellbewegungen der Aktuatoranordnung. Die Spiegelanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mindestens eine zur Abgabe eines gerichteten Lichtstrahls (154) ausgebildete Lichtquelle (152) aufweist und der Lichtstrahl mittels der Steuereinrichtung selektiv auf das thermisch aktivierbare Aktuatorelement ausrichtbar ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine steuerbare Spiegelanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein optisches System mit einer steuerbaren Spiegelanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13 sowie auf ein Verfahren zur Ansteuerung einer steuerbaren Spiegelanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15.
Beschreibung des Standes der Technik
Zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen feinstrukturierten Bauteilen werden heutzutage überwiegend mikrolithographische Projektionsbelichtungsverfahren eingesetzt. Dabei werden Masken (Retikel) verwendet, die das Muster einer abzubildenden Struktur tragen oder bilden, z. B. ein Linienmuster einer Schicht (Layer) eines Halbleiterbauelementes. Eine Maske wird in einer Projektionsbelichtungsanlage zwischen einem Beleuchtungssystem und einem Projektionsobjektiv im Bereich der Objektfläche des Projektionsobjektivs positioniert und mit einer vom Beleuchtungssystem bereitgestellten Beleuchtungsstrahlung beleuchtet. Die durch die Maske und das Muster veränderte Strahlung läuft als Projektionsstrahlung durch das Projektionsobjektiv, welches das Muster der Maske auf das zu belichtende, mit einer strahlungsempfindliche Schicht beschichtete Substrat abbildet.
Die Maske wird mit Hilfe eines Beleuchtungssystems beleuchtet, welches aus der Strahlung einer primären Strahlungsquelle auf die Maske gerichtete Beleuchtungsstrahlung formt, die durch bestimmte Beleuchtungsparameter gekennzeichnet ist und innerhalb eines Beleuchtungsfeldes definierter Form und Größe auf die Maske auftrifft.
In der Regel werden je nach Art der abzubildenden Strukturen unterschiedliche Beleuchtungsmodi (sogenannte Beleuchtungssettings) benötigt, die durch unterschiedliche örtliche Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung in einer Pupillenfläche des Beleuchtungssystems charakterisiert werden können.
Es gibt bereits eine Vielzahl von Vorschlägen, die gewünschte Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung in einer Pupillenfläche des Beleuchtungssystems bzw. eine entsprechende Winkelverteilung des Beleuchtungslichts im Beleuchtungsfeld auf der Maske mit Hilfe von Mehrfachspiegelanordnungen einzustellen, die auch als Multi-Mirror-Arrays (MMA) bezeichnet werden. Beispiele für solche Beleuchtungssysteme zur Verwendung mit Strahlung aus dem tiefen Ultraviolettbereich (DUV) sind in der US 2007/0165202 A1 (entsprechend WO 2005/026843 A2 ) gezeigt. Die Beleuchtungssysteme haben eine Pupillenformungseinheit zum Empfang von Strahlung einer primären Strahlungsquelle und zur Erzeugung einer variabel einstellbaren zweidimensionalen Intensitätsverteilung in der Pupillenfläche des Beleuchtungssystems. Die Pupillenformungseinheit hat eine Mehrfachspiegelanordnung mit individuell ansteuerbaren Einzelspiegeln, die die Winkelverteilung der auf die Einzelspiegel fallenden Strahlung gezielt so verändern können, dass sich in der Pupillenfläche die gewünschte räumliche Beleuchtungsintensitätsverteilung ergibt. Die WO 2008/131928 A1 oder die EP 1 262 836 A1 zeigen weitere Beispiele für die Verwendung von Mehrfachspiegelanordnungen in Beleuchtungssystemen für mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen, die im DUV-Bereich arbeiten.
Die Verwendung von Mehrfachspiegelanordnungen in Beleuchtungssystemen für Strahlung aus den extremen Ultraviolettbereich (EUV) ist beispielsweise in den Patentanmeldungen DE 2007 041 004 A1 und DE 2008 009 600 A1 gezeigt.
Um die geometrischen Reflexionseigenschaften einer steuerbaren Spiegelanordnung gezielt einstellen zu können, hat eine steuerbare Spiegelanordnung eine mit dem Spiegel gekoppelte Aktuatoranordnung zur steuerbaren Veränderung der Lage des Spiegels, sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Stellbewegungen der Aktuatoranordnung. Unter der Kontrolle der Steuereinrichtung können somit insbesondere die Orientierung und/oder die Position der Spiegelfläche des Spiegels gezielt verändert werden. Eine Aktuatoranordnung hat ein oder mehrere gezielt aktivierbare Aktuatorelemente, deren Aktuierung bzw. Aktivierung zur Stellbewegung der Aktuatoranordnung führen.
Aus der DE 10 2008 009 600 A1 sind Mehrfachspiegelanordnungen bekannt, die eine Vielzahl von Einzelspiegeln haben, die jeweils mit einem Aktuator derart verbunden sind, dass sie separat voneinander um mindestens eine Kippachse verkippbar sind. In einem Ausführungsbeispiel sind die Aktuatoren als elektrisch ansteuerbare Piezo-Aktuatoren ausgeführt.
Es gibt auch steuerbare Spiegelanordnungen, bei denen zur steuerbaren Veränderung der Lage von Spiegeln Aktuatoranordnungen mit mindestens einem thermisch aktivierbaren Aktuatorelement vorgesehen sind. Beispielsweise zeigt die US 6,428,173 B1 mikroelektromechanische Strukturen (MEMS), die so ausgelegt sind, dass ein einzelner Spiegel oder viele Spiegel einer Spiegelanordnung gezielt als Reaktion auf eine selektive thermische Aktuierung bzw. Aktivierung von thermisch aktivierbaren Aktuatorelementen bewegt werden können. Zur thermischen Aktivierung eines Aktuatorelementes kann ein elektrischer Strom durch mindestens einen Teil des Aktuatorelementes geleitet werden, um dieses direkt elektrisch aufzuheizen. Eine indirekte thermische Aktivierung mit Hilfe einer externen Heizeinrichtung ist als Alternative erwähnt. Das in diesem Zusammenhang zitierte Patent US 5,909,078 zeigt verschiedene Möglichkeiten der direkten oder indirekten thermischen Aktuierung von thermisch aktivierbaren Aktuatorelementen. Neben einer internen Direktheizung mit Hilfe eines durch das Aktuatorelement geleiteten Heizstroms sind auch externe Heizelemente erwähnt. Bei einer Ausführungsform sind in unmittelbarer Nähe thermisch aktivierbarer Aktuatorelemente elektrische Leiterbahnen einer elektrischen Widerstandsheizung angebracht, die sich bei Durchleitung von Heizstrom aufheizen und dadurch die in unmittelbarer Nähe liegenden thermisch aktivierbaren Aktuatorelemente aufheizen.
Das Patent US 5,914,801 beschreibt eine steuerbare Spiegelanordnung in Form einer mikroelektromechanischen Struktur (MEMS), die in der Lage ist, einen Spiegel in Form einer verspiegelten Platte relativ zu einer Rahmenstruktur um unterschiedliche, vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichtete Kippachsen unabhängig zu verkippen. Das Patent beschreibt auch die Verwendung einer solchen steuerbaren Spiegelanordnung in einen optischen Scanner, der beispielsweise in einem Bar-Code-Laser eingesetzt werden kann. Der Spiegel wird mit Hilfe von elektrostatischen Aktuatoren bewegt, die in die mikroelektromechanische Struktur integriert sind. Als Alternativen sind thermische Aktuatoren, magnetische Aktuatoren, piezoelektrische Aktuatoren und bimetallische Aktuatoren erwähnt.
Eine Spiegelanordnung mit Aktuatorelementen, die direkt oder indirekt mit Hilfe von elektrischem Strom aktiviert bzw. aktuiert werden, muss mit Hilfe elektrischer Leitungen an die zugehörige Steuereinrichtung angeschlossen werden. Im Falle von Mehrfachspiegelanordnungen ist gegebenenfalls für den elektrischen Anschluss eine komplexe Verdrahtung bzw. Verschaltung innerhalb der Aktuatoranordnung erforderlich. Bei der Verwendung solcher Spiegelanordnung innerhalb optischer Systeme, beispielsweise innerhalb eines optischen Systems für eine Lithographie-Projektionsbelichtungsanlage, kann die Notwendigkeit der Verkabelung Probleme hinsichtlich Abdichtung und Kontamination erzeugen, so dass erhöhter Aufwand zur Vermeidung solcher Probleme zu betreiben ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine steuerbare Spiegelanordnung mit einem oder mehreren Spiegeln bereitzustellen, bei der die oben beschriebenen Probleme vermindert oder vermieden werden können. Insbesondere soll die Spiegelanordnung als Teil eines viele optische Elemente umfassenden optischen Systems verwendbar sein, dessen optische Komponenten gegen die Umgebung abgedichtet innerhalb eines gasdicht abschließbaren Gehäuses angeordnet sind, wobei eine Integration der Spiegelanordnung in das optische System mit geringem Aufwand hinsichtlich der Vermeidung von Kontamination und Dichtigkeitsproblemen möglich sein soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine steuerbare Spiegelanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird ein optisches System mit einer steuerbaren Spiegelanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 13 und ein Verfahren zur Ansteuerung einer steuerbaren Spiegelanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 15 bereitgestellt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Die Aktuatoranordnung hat mindestens ein thermisch aktivierbares bzw. aktuierbares Aktuatorelement. Ein „thermisch aktivierbares Aktuatorelement” zeichnet sich dadurch aus, dass es gezielt dafür ausgelegt ist, seine Abmessungen und/oder seine Form und/oder seine Lage als Reaktion auf eine Temperaturänderung in vorgebbarer Weise zu verändern, um dadurch zu einer Stellbewegung der Aktuatoranordnung beizutragen. Die Begriffe aktuierbar und aktivierbar bzw. Aktuierung und Aktivierung werden in dieser Anmeldung synonym verwendet. Die Steuereinrichtung zur Steuerung von Stellbewegungen der Aktuatoranordnung hat mindestens eine zur Abgabe eines gerichteten Lichtstrahls ausgebildete Lichtquelle. Der Lichtstrahl kann mit Hilfe der Steuereinrichtung selektiv auf das thermisch aktivierbare Aktuatorelement ausgerichtet werden. Wenn der Lichtstrahl auf das Aktuatorelement trifft, so wird dieses im Auftreffbereich erwärmt, hauptsächlich durch Absorption der im Lichtstrahl geführten elektromagnetischen Strahlung. Wird dagegen kein Licht eingestrahlt, weil der Lichtstrahl abgeschaltet oder an eine andere Stelle abseits des Aktuatorelementes gerichtet ist, dann findet keine Erwärmung bzw. keine thermische Aktivierung bzw. Aktuierung des betreffenden Aktuatorelementes statt. Bei dieser Anordnung wird also die zur Aktuierung des thermisch aktivierbaren Aktuatorelements erforderliche Wärmeenergie auf optischem Wege berührungslos eingebracht. Die Lichtquelle kann sich dabei in einem so großen Abstand von dem aufzuheizenden Aktuatorelement befinden, dass eine Fernsteuerung mit Hilfe von Licht über große Entfernungen möglich ist.
Der Begriff „Licht” bezeichnet in dieser Anmeldung eine elektomagnetische Strahlung, die in Form eines Lichtstrahls gebündelt und zielgerichtet auf ein Aktuatorelement gerichtet werden kann und Wellenlängen- bzw. Frequenzen umfasst, die geeignet sind, vom Aktuatorelement in einem Umfang absorbiert zu werden, dass die Einstrahlung des Lichts auf das Aktuatorelement zu einer substantiellen Erwärmung des Aktuatorelementes führen kann. Die Wellenlänge des Lichts kann dabei so gewählt sein, dass sie im Bereich maximaler Absorption des bestrahlten Teils des Aktuatorelements liegt. Das Ausmaß der Aufheizung kann z. B. über die Intensität des Lichts und/oder über die Einstrahlungsdauer und/oder über die Größe eines Auftreffbereiches und/oder über Absorptionseigenschaften des bestrahlten Abschnitts gesteuert werden. Es kann sich z. B. um Laserstrahlung handeln, also um Licht, das von einem Laser als Lichtquelle emittiert wird.
Wenn die Aktuierung (bzw. Aktivierung) ausschließlich auf optischem Wege mit Hilfe von Licht erfolgt, kann beim Aufbau der Aktuatoranordnung auf elektrisch betriebene Komponenten verzichtet werden, so dass es möglich ist, dass die Spiegelanordnung keine mit dem Aktuatorelement elektrisch verbundenen elektrischen Kontakte oder elektrischen Leitungen benötigt. Auf solche Elemente kann daher verzichtet werden, wodurch ein kostengünstiger, robuster und funktionssicherer Aufbau möglich wird.
Die Spiegelanordnung kann dementsprechend als berührungslos aktuierbares bzw. betätigbares passives Bauteil mit einem oder mehreren beweglichen Spiegeln ausgestaltet sein. Dadurch können Probleme mit Kontamination, die im Zusammenhang mit der Verwendung von Elektronikkomponenten häufig auftreten, zuverlässig vermieden werden. Auch der Verkabelungsaufwand zwischen der Spiegelanordnung und der Außenwelt, insbesondere zur zugehörigen Steuereinrichtung, kann entfallen. Da jede elektrische Leitung zwischen den damit verbundenen Komponenten auch eine mechanische Kopplung bewirken kann, können auf diese Weise auch parasitäre externe Einflüsse, die ansonsten über mechanische Verbindungen zwischen der Umgebung und der Spiegelanordnung aufgebaut werden, vermieden werden.
Ein Aktuatorelement hat vorzugsweise einen thermisch aktivierbaren Aktuatorabschnitt und einen mit dem Aktuatorabschnitt thermisch gekoppelten Wärmereservoirabschnitt. Der Wärmereservoirabschnitt kann einstückig (integral) mit mindestens einem Teil des Aktuatorabschnittes ausgebildet sein oder mit diesem durch Schweißen oder eine andere, vorzugsweise stoffschlüssige Fügetechnik unter Bildung einer Kontaktfläche oder Kontaktzone verbunden sein, um einen guten Wärmefluss zwischen Wärmereservoirabschnitt und Aktuatorabschnitt sicherzustellen. Die Wärmespeicherungsfähigkeit des Wärmereservoirabschnitts ist vorzugsweise wesentlich größer als die Wärmespeicherungsfähigkeit des Aktuatorabschnitts. Der Begriff „Wärmespeicherungsfähigkeit” bezieht sich hierbei auf die Menge an Wärmeenergie, die vom Wärmereservoirabschnitt aufgenommen werden kann. Diese Menge ist wesentlich größer als die Menge an Wärmeenergie, die der Aktuatorabschnitt aufnehmen kann. Der Aktuatorabschnitt ist der aktuierbare Abschnitt des Aktuatorelementes, also derjenige Abschnitt, der unter dem Einfluss von Wärmeenergie seine Form und/oder seine Abmessungen substantiell verändert und dadurch als Stellglied dient. Der Wärmereservoirabschnitt hat in der Regel ein wesentlich größeres Volumen als der Aktuatorabschnitt, und seine durch Temperaturänderung verursachten Änderungen von Form und/oder Größe spielen in der Regel für die Stellbewegung des Aktuatorelementes keine oder nur eine untergeordnete Rolle.
In der Regel wird zum Aufheizen des Aktuatorelements der Lichtstrahl überwiegend oder ausschließlich auf den Wärmereservoirabschnitt gerichtet, der sich entsprechend der Parameter der Einstrahlung und seines Absorptionsvermögens aufheizt. Über den Wärmereservoirabschnitt wird auch der Aktuatorabschnitt aufgeheizt, der in der Regel vom Lichtstrahl nicht erfasst wird. Der Wärmereservoirabschnitt speichert die Wärmeenergie und heizt den Aktuatorabschnitt auch dann noch eine gewisse Zeit nach, wenn kein Licht mehr eingestrahlt wird. Die thermischen Eigenschaften des Wärmereservoirabschnitts und des Aktuatorabschnitts können so aufeinander abgestimmt werden, dass sich ein definierbares Schaltverhalten bzw. Stellverhalten des Aktuatorelements ergibt. Vorzugsweise wird das Verhältnis so eingestellt, dass eine Zeitkonstante für den Aufwärmvorgang des Aktuatorelementes wesentlich kleiner ist als die Zeitkonstante für das Abkühlen. Dadurch kann erreicht werden, dass ein Aktuierungszeitintervall, während dessen das Aktuatorelement in einem thermisch aktivierten Zustand ist, wesentlich länger sein kann als ein Einstrahlzeitintervall, während dessen mit Hilfe des Lichtstrahls Wärmeenergie in das Aktuatorelement übertragen wird.
Bei der Auslegung von thermisch aktivierbaren Aktuatorelementen können unterschiedliche Prinzipien genutzt werden, um durch Eintrag von Wärmeenergie (oder durch Entzug von Wärmeenergie) eine Änderung der Form und/oder Größe mindestens eines Teils eines Aktuatorelementes zu erzielen. Beispielsweise ist es möglich, dass ein Aktuatorabschnitt eines Aktuatorelementes eine Schichtstruktur mit einer ersten Schicht aus einem ersten Material mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine mit der ersten Schicht verbundene zweite Schicht aus einem zweiten Material mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der größer als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient ist. Bei einer Temperaturerhöhung des Aktuatorabschnitts dehnt sich die zweite Schicht im Vergleich zu ersten Schicht stärker aus, so dass es zu einer thermisch aktivierten Biegung quer zur Schichtstruktur kommt. Auf diese Weise kann der Aktuatorabschnitt als ein thermisch aktuierbares Biegeelement ausgestaltet werden.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist der Aktuatorabschnitt ein Bimetallelement, bei dem die erste Schicht und die zweite Schicht aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen bestehen. Bei solchen Elementen existiert ein sprunghafter Übergang zwischen den unterschiedlich großen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich der Grenzfläche zwischen den Schichten. Dadurch können hohe Biegekräfte und starke Durchbiegungen erreicht werden.
Es ist auch möglich, eine Schichtstruktur mit einem mehr oder weniger kontinuierlichen Übergang zwischen Schichten mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten dadurch zu schaffen, dass ein Halbleitermaterial von einer Seite mit Fremdatomen oder -molekülen dotiert und/oder mit energiereicher Strahlung bestrahlt wird, um benachbarte Schichten mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder unterschiedlichen inneren Spannungen zu erzeugen.
In solchen Schichtstrukturen können zwei Mechanismen gemeinsam wirken. Einerseits entstehen thermische Spannungen durch Unterschiede der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Schichten. Außerdem können intrinsische Spannungen durch strukturelle Unordnung der Fremdatome/moleküle und Schichtatome entstehen. Bei Temperaturänderung entsteht durch die strukturelle Unordnung eine Vorspannung, die Sensibilisierung auf Temperaturänderungen wird im Wesentlichen durch die Unterschiede der thermischen Ausdehnungskoeffizienten erzeugt.
Ein Aktuatorabschnitt eines Aktuatorelements kann aus einem einzigen, im Wesentlichen homogenen Material bestehen und beispielsweise in Form eines langgestreckten Balkens oder Stabes vorliegen, dessen Länge sich bei Temperaturerhöhung entsprechend dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten (Wärmeausdehnungskoeffizienten) vergrößert, wobei dann die Längenänderung in eine Stellbewegung umgesetzt wird. Es ist auch möglich, dass ein thermisch aktivierbarer Aktuatorabschnitt in Form eines bogenförmig vorgespannten Balkens vorliegt, der bei Temperaturänderung seine Krümmung verändert und dadurch eine Stellbewegung verursacht.
Ein thermisch aktivierbares Aktuatorelement kann auch einen Aktuatorabschnitt aufweisen, der mindestens zum Teil aus einer Formgedächtnislegierung (shape memory alloy) besteht. Bei solchen Materialien basiert eine thermisch induzierte Formwandlung auf einer temperaturabhängigen Gitterumwandlung zwischen unterschiedlichen Kristallstrukturen des Werkstoffes. Dementsprechend ergibt sich bei einer Temperaturänderung eine definierte Veränderung der Form eines solchen Elementes. Insbesondere können Formgedächtnislegierungen mit Zweiwegeffekt verwendet werden, um eine reversible Formumwandlung zwischen einer zu einer niedrigeren Temperatur gehörenden Niedrigtemperaturkonfiguration und einer zu einer höheren Temperatur gehörenden Hochtemperaturkonfiguration zu erlauben.
Beim Aufbau eines thermisch aktivierbaren Aktuatorelementes können auch magnetische Materialien verwendet werden, die in demjenigen Temperaturintervall, welches bei der thermischen Aktuierung genutzt wird, einen Phasenübergang zwischen einer magnetischen (z. B. ferromagnetischen oder ferrimagnetischen) Phase und einer nicht-magnetischen (paramagnetischen) Phase durchlaufen. Hier können beispielsweise ferritische Werkstoffe verwendet werden. Die thermisch induzierte deutliche Änderung des magnetischen Verhaltens kann dann zur Erzeugung einer Stellbewegung genutzt werden.
Bei manchen Ausführungsformen hat der Aktuatorabschnitt in einem thermisch nicht aktivierten Grundzustand eine im Wesentlichen in einer Ebene liegende ebene Form und ist in der Ebene bogenförmig gekrümmt. Der nicht aktivierte Krümmzustand kann insbesondere derjenige Zustand sein, in dem sich der Aktuatorabschnitt bei Raumtemperatur bzw. Umgebungstemperatur befindet. Die bogenförmige Krümmung des Aktuatorabschnitts bewirkt im Vergleich zu einer geradlinigen Form eine geringere Steifigkeit des Aktuatorelementes, so dass das Aktuatorelement einer von anderen Aktuatorelementen erzeugten Verlagerung des Spiegels nur wenig Widerstand entgegensetzt. Hierdurch eine schaltfreudige Aktuatoranordnung möglich.
Es sind unterschiedliche Konstruktionen von Spiegelanordnungen möglich. Bei manchen Ausführungsformen hat die Aktuatoranordnung eine ortsfest fixierbare Basisstruktur und eine mit dem Spiegel gekoppelte und relativ zur Basisstruktur bewegliche Trägerstruktur, wobei mindestens ein thermisch aktivierbarer Aktuatorabschnitt eines Aktuatorelementes die Basisstruktur mit der Trägerstruktur verbindet. Die Formänderung des Aktuatorabschnitts verursacht dabei eine Verlagerung der Trägerstruktur gegenüber der Basisstruktur.
Bei manchen Ausführungsformen ist die Basisstruktur ringförmig um die Trägerstruktur herum angeordnet und es sind mehrere, vorzugsweise gleichmäßig, um den Umfang der Trägerstruktur verteilte Aktuatorabschnitte vorgesehen, die die Basisstruktur mit der Trägerstruktur verbinden. Die Basisstruktur kann beispielsweise einen kreisförmigen Ring um einen Teil der Trägerstruktur bilden, der Ring kann jedoch auch polygonal sein, beispielsweise dreieckig oder viereckig. Bei manchen Ausführungsformen sind drei um den Umfang der Trägerstruktur verteilte Aktuatorabschnitte vorgesehen. Es können auch mehr als drei, beispielsweise vier, fünf, sechs oder mehr, oder weniger als drei, beispielsweise zwei um den Umfang der Trägerstruktur verteilte Aktuatorabschnitte vorgesehen sein.
Die Anzahl der unabhängig voneinander aktuierbaren Aktuatorelemente bzw. Aktuatorabschnitte und deren geometrische Anordnung zueinander bestimmt die Anzahl und Orientierung der konstruktiv vorgegebenen primären Kippachsen (bzw. Haupt-Kippachsen) einer Aktuatoranordnung. Eine primäre Kippachse (bzw. Haupt-Kippachse) im Sinne dieser Anmeldung ist eine Kippachse, die dann genutzt wird, wenn nur eines aus einer Mehrzahl von Aktuatorelementen bzw. der zugehörige Aktuatorabschnitt aktuiert wird. Entsprechend wird eine Verkippung um eine primäre Kippachse dann bewirkt, wenn nur einer aus einer Mehrzahl von Aktuatorabschnitten aktuiert wird.
Beispielsweise kann sich genau eine primäre Kippachse ergeben, wenn die Aktuatoranordnung nur ein Aktuatorelement hat oder genau zwei Aktuatorelemente, die symmetrisch zueinander gestaltet und diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Bei unsymmetrischer Ausgestaltung und/oder Anordnung zweier Aktuatorelemente können sich auch zwei primäre Kippachsen ergeben. Sind bei einer Aktuatoranordnung genau drei um den Umfang verteilte Aktuatorabschnitte vorhanden, so können sich drei primäre Kippachsen ergeben. Eine Aktuatoranordnung kann auch vier oder fünf oder sechs oder mehr primäre Kippachsen haben, in der Regel sind es jedoch weniger als 10 primäre Kippachsen.
Zusätzlich zu den primären Kippachsen können auch sekundäre Kippachsen vorhanden sein und genutzt werden. Eine sekundäre Kippachse ist eine Kippachse, um die ein Spiegel verkippt wird, wenn gleichzeitig zwei oder mehr Aktuatorelemente bzw. Aktuatorabschnitte einer mit demselben Spiegel gekoppelten Aktuatoranordnung verkippwirksam aktiviert werden. Sekundäre Kippachsen ergeben sich im Allgemeinen als Linearkombination der Aktivierung von unabhängig voneinander aktivierbaren primären Kippachsen.
Durch wahlweise Nutzung von primären und sekundären Kippachsen ist eine hochvariable Spiegelverkippung in nahezu beliebige Richtungen möglich. Die Steuerung wird jedoch in der Regel besonders einfach, wenn ausschließlich primäre Kippachsen genutzt werden.
Bei manchen Ausführungsformen sind die Kippbewegungen des Spiegels mechanisch durch einen oder mehrere geeignete mechanische Anschläge begrenzt, so dass sich ein definierter Kippwinkel einstellt, sobald die von einem oder mehreren thermisch aktivierten Aktuatorelementen bewirkten, zur Verkippung führenden Kräfte und Momente stärker sind als die Summe der Kräfte und Momente, die dieser Kippbewegung entgegenwirken. Durch eine Anschlagsbegrenzung der Kippbewegung kann auch erreicht werden, dass der sich einstellende Kippwinkel unabhängig von der Aufheizdauer und der durch Aufheizen erreichten Temperatur des thermisch aktivierten Aktuatorelementes ist. Es können z. B diskrete Anschläge in den Bereichen vorgesehen sein, in die bei Verkippung um primäre Kippachsen verkippt werden kann. Entsprechend können z. B. zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr diskrete Anschläge vorgesehen sein. Es ist auch möglich, einen Anschlag so auszubilden, dass er für mehrere Kipprichtungen als Anschlag wirksam ist. Beispielsweise kann ein Anschlag ringförmig oder ringsegmentförmig gestaltet und um eine zentrale Trägerstruktur einer Aktuatoranordnung herum angeordnet sein.
Jede Anschlagsposition definiert eine stabile Kipplage des Spiegels mit definiertem Kippwinkel um eine definierte primäre oder sekundäre Kippachse. Eine Ausführungsform mit genau zwei möglichen stabilen Kipplagen kann als bistabil bezeichnet werden, bei genau drei stabilen Kipplagen spricht man im Allgemeinen von einer tristabilen Anordnung etc.. Es sind bistabile oder tristabile Ausführungsformen möglich, aber auch monostabile oder solche mit vier, fünf, sechs oder mehr stabilen Kippstellungen.
Die Trägerstruktur kann ausschließlich über thermisch aktivierbare Aktuatorabschnitte mit der Basisstruktur verbunden sein. Bei manchen Ausführungsformen ist jedoch zusätzlich zu den Aktuatorabschnitten zwischen der Trägerstruktur und der Basisstruktur mindestens ein flexibles Wärmeleitungselement angeordnet. Das formveränderliche Wärmeleitungselement durchläuft in dem für die Nutzung der Aktuatoranordnung vorgesehenen Temperaturbereich keine außergewöhnliche Formänderung und wirkt somit nicht als Aktuatorabschnitt, jedoch kann das Wärmeleitungselement einerseits eine zusätzlich mechanische Stabilisierung der beweglichen Trägerstruktur an der Basisstruktur bewirken und andererseits kann durch das Wärmeleitungselement Wärme von der Trägerstruktur zur Basisstruktur abgeleitet werden. Dies kann insbesondere dann zu einer thermischen Stabilisierung beitragen, wenn der Spiegel während seiner Benutzung mit elektromagnetischer Strahlung hoher Intensität bestrahlt wird und sich aufgrund von Absorptionen aufheizt. Es können mehrere gleichmäßig um den Umfang der Trägerstruktur verteilte Wärmeleitungselemente vorgesehen sein, um eine zur Trägerstruktur symmetrische Ableitung von Wärme zu gewährleisten. Dadurch können temperaturbedingte Verstimmungen der Geometrie der Aktuatoranordnung vermindert oder vermieden werden. Die Anzahl der Wärmeleitungselemente kann der Anzahl der Aktuatorelemente entsprechen.
Eine besonders funktionssichere Anordnung ergibt sich dann, wenn ein Aktuatorelement einen thermisch aktivierbaren Aktuatorabschnitt und einen mit dem Aktuatorabschnitt thermisch gekoppelten Wärmereservoirabschnitt hat, die Wärmereservoirabschnitte eine ringförmig um die Trägerstruktur angeordnete Basisstruktur bilden und die Aktuatorabschnitte die Basisstruktur mit der Trägerstruktur verbinden. Hierdurch können die durch die Verwendung von Wärmereservoirs erzielbaren Vorteile mit den Vorteilen einer ringförmigen Basisstruktur kombiniert werden. Vorzugsweise ist zwischen benachbarten Wärmereservoirabschnitten der Basisstruktur eine thermische Isolierung vorgesehen, die darin bestehen kann, dass zwischen benachbarten Wärmereservoirabschnitten ein Abstand besteht. Die thermische Isolierung kann in Form einer thermisch isolierenden Zwischenschicht vorliegen, die insbesondere durch einen nicht-metallischen Werkstoff, beispielsweise durch ein Metalloxid oder einen anderen keramischen Werkstoff gebildet sein kann.
Die Spiegelanordnung kann einen einzigen Spiegel aufweisen. Solche Spiegelanordnungen können beispielsweise im Rahmen von optischen Scannersystemen verwendet werden. Vorzugsweise hat die Spiegelanordnung eine Vielzahl von Spiegeln, die in einer eindimensionalen oder zweidimensionalen Matrixanordnung angeordnet sind, so dass die Spiegelanordnung eine Mehrfachspiegelanordnung (multi-mirror-array, MMA) ist. Vorzugsweise ist dabei eine einzige Lichtquelle zur Aktivierung von Aktuatorelementen von mehreren der Spiegel, insbesondere von allen Spiegeln der Spiegelanordnung vorgesehen. Hierdurch ist ein besonders kostengünstiger Aufbau möglich, da nur eine einzige Lichtquelle, oder wenige Lichtquellen, beispielsweise zwei oder drei Lichtquellen, ausreichen können, um alle Spiegel einer Mehrfachspiegelanordnung anzusteuern und dabei bei allen Spiegeln alle Stellbewegungen bei Bedarf zu initiieren.
Die Lichtquelle kann beweglich gelagert sein, um den Lichtstrahl nach einem vorgebbaren Schema nacheinander selektiv auf unterschiedliche Aktuatorelemente zu richten. Vorzugsweise hat die Steuereinrichtung jedoch eine Umlenkeinrichtung zur selektiven Umlenkung des von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahls auf ein thermisch aktivierbares Aktuatorelement, so dass die Lichtquelle an einem geeigneten Ort stationär befestigt sein kann. Die Umlenkeinrichtung hat vorzugsweise mindestens einen gesteuert verschwenkbaren Scannerspiegel, der in Bezug auf den einfallenden Lichtstrahl unter der Kontrolle der Steuereinrichtung so verschwenkt werden kann, dass der reflektierte Lichtstrahl jeweils über ein vorgebbares Zeitintervall auf ein vorgebbares Aktuatorelement trifft.
Bei einem Verfahren zur Ansteuerung einer steuerbaren Spiegelanordnung der beschriebenen Art wird zur thermischen Aktivierung des Aktuatorelements ein von einer Lichtquelle emittierter Lichtstrahl mittels einer Steuereinrichtung selektiv auf das thermisch aktivierbare Aktuatorelement ausgerichtet. Dadurch kann dieses über eine vorgebbare Zeit auf optischem Wege aufgeheizt werden. Ist die Aufheizzeit für ein Aktuatorelement erreicht, so kann ein Lichtstrahl auf ein anderes zu aktivierendes Aktuatorelement gerichtet werden. Vorzugsweise wird der Lichtstrahl mittels der Steuereinrichtung nacheinander auf unterschiedliche Aktuatorelemente ausgerichtet, so dass mittels eines einzigen Lichtstrahls mehrere Aktuatorelemente nach einem vorgegebenen Schema nacheinander aktiviert werden können. In Verbindung mit der Nutzung von Wärmereservoirs an den Aktuatorelementen können die Zeitdauern der thermischen Aktivierung von den Zeitintervallen der Bestrahlung mittels Lichtstrahl entkoppelt werden, so dass eine einzige Lichtquelle mehrere Aktuatorelemente einer Spiegelanordnung bedienen kann.
Die Erfindung betrifft auch ein optisches System mit einer Vielzahl optischer Elemente, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das optische System mindestens eine Spiegelanordnung der in dieser Anmeldung beschriebenen Art enthält. Das optische System kann z. B. ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie sein. Insbesondere kann es sich um das Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage handeln, wobei die Spiegelanordnung vorzugsweise als Element einer Pupillenformungseinheit als ortsauflösende Lichtmodulationseinrichtung dazu beitragen kann, in einer Pupillenfläche des Beleuchtungssystems eine vorgebbare örtliche Beleuchtungsintensitätsverteilung einzustellen.
Insbesondere bei optischen Systemen für die Mikrolithographie mit elektromagnetischer Strahlung aus dem tiefen Ultaviolettbereich (DUV) oder aus dem extremen Ultraviolettbereich (EUV) ist es günstig oder zwingend, dass die optischen Elemente eines optischen Systems in einem gasdicht abschließbaren Gehäuse angeordnet sind, damit sich der Strahlengang des optischen Systems in einer hinsichtlich Druck und Zusammensetzung definierten Atmosphäre befindet. Bei optischen Systemen für die EUV-Lithographie wird beispielsweise der Innenraum eines gasdicht abschließbaren Gehäuses weitgehend evakuiert, um eine Wechselwirkung zwischen der weichen Röntgenstrahlung und absorbierenden Atomen oder Molekülen der Luftatmosphäre zu vermeiden. Gegebenenfalls kann der Innenraum mit Wasserstoff unter geringem Partialdruck gefüllt sein. Die Spiegelanordnung kann mit den anderen optischen Elementen innerhalb des Gehäuses angeordnet sein und die Lichtquelle der Steuereinrichtung kann außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Der Lichtstrahl kann durch ein Fenster hindurch in das Innere des Gehäuses eingestrahlt werden, wo sich gegebenenfalls ein Umlenkspiegel einer Scannereinrichtung befinden kann. Bei dieser Anordnung befinden sich also nur passiven Komponenten der Spiegelanordnung in dem hinsichtlich Kontamination und Abdichtung kritischen Innenraum des Gehäuses. Die Aktuatoranordnung wird berührungslos auf optischem Wege mit Hilfe des Lichtstrahls gesteuert.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt in 1A einen schematischen Vertikalschnitt und in 1B eine schematische Draufsicht auf die Unterseite einer Spiegelanordnung gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt in 2A und 2B zwei unterschiedliche Schaltstellungen der in 1 gezeigten Ausführungsform;
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Mehrfachspiegelanordnung, bei der unterschiedliche Einzelspiegel zu unterschiedlichen Zeiten mittels eines umgelenkten Laserstrahls aktuiert werden; und
4 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt durch eine andere Ausführungsform einer schaltbaren Spiegelanordnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer steuerbaren Spiegelanordnung 100 im Vertikalschnitt (1A) und in einer Draufsicht von der dem Spiegel abgewandten Unterseite (1B) gezeigt. Sie umfasst einen Spiegel 110 mit quadratischer Grundform und ebener Spiegelfläche 111. Der Spiegel hat ein Spiegelsubstrat 112, auf dessen Vorderseite eine für weiche Röntgenstrahlung bzw. extreme Ultraviolettstrahlung (EUV) wirksame Reflexionsbeschichtung 113 aufgebracht ist, die eine Vielzahl von abwechselnd übereinander liegenden Einzelschichten aus Molybdän bzw. Silizium und gegebenenfalls weitere Schichten aufweist. An der der Reflexionsbeschichtung gegenüberliegenden Rückseite des Spiegelsubstrats ist mittig eine Trägerstruktur 115 in Form einer kreiszylindrischen Säule befestigt, deren Zylinderachse parallel zur Flächennormale der Spiegelfläche 111 verläuft.
Der Spiegel bzw. seine reflektierende Spiegelfläche kann mit Hilfe einer mit dem Spiegel gekoppelten Aktuatoranordnung 120 in unterschiedliche Richtungen relativ zu einer ortsfest montierbaren Basisstruktur 130 verkippt werden, wobei die Stellbewegungen der Aktuatoranordnung über eine Steuereinrichtung 150 gesteuert werden können. Die Basisstruktur 130 hat im Wesentlichen die Form eines kreisförmigen Ringes und umschließt das dem Spiegel abgewandte, untere Ende der zylindrischen Trägerstruktur allseitig in einem radialen Abstand, der in der Größenordnung des Durchmessers der Trägerstruktur liegt. Die Basisstruktur wird durch drei im Querschnitt quadratische, kreissegmentförmig gekrümmte Blöcke 142A, 142B und 142C aus Silizium gebildet, wobei zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Blöcken jeweils eine dünne, thermisch isolierende Zwischenschicht 143A, 143B, 143C aus Quarz (SiO₂) angeordnet ist.
Die ringförmige Basisstruktur ist mit der darin eingeschlossenen Trägerstruktur über zwei Gruppen von biegsamen Festkörpergelenken mechanisch so verbunden, dass sich in Abwesenheit äußerer Einflüsse und Kräfte die in 1A gezeigte Neutralstellung des Spiegels ergibt, in der die Spiegelfläche parallel zu der ringförmigen Basisstruktur bzw. die Spiegelnormale senkrecht zu dieser ausgerichtet ist. Am unteren Ende der Trägerstruktur wird die Verbindung zur Basisstruktur durch drei gleichmäßige um den Umfang der Trägerstruktur verteilte, in 1B gestrichelt gezeichnete Blattfederelemente 147A, 147B und 147C gebildet, die in einer Ebene parallel zur Ringebene der Basisstruktur eben verlaufen und in dieser Ebene in radialer Richtung bogenförmig derart gekrümmt sind, dass ihre Länge zwischen der innen liegenden Trägerstruktur und der außen liegenden Basisstruktur mehr als doppelt so groß ist wie der radiale Abstand zwischen Trägerstruktur und Basisstruktur.
Die Verbindungsstellen eines der Blattfederelemente zur Trägerstruktur und zur Basisstruktur sind auf diese Weise um ca. 120° in Umfangsrichtung versetzt, wobei die Verbindungsstellen zur Basisstruktur in der Nähe der Isolierschichten 143A, 143B, 143C liegen.
Im Bereich der dem Spiegel zugewandten Oberseite der Basisstruktur befindet sich eine zweite Anordnung von länglichen Elementen 145A, 145B, 145C, die in der in 1A gezeigten Neutralstellung eine ebene Anordnung bilden und die die innen liegende Trägerstruktur 115 mit der außen liegenden Basisstruktur 130 mechanisch verbinden. Ähnlich wie die Blattfederelemente 147A bis 147C liegen auch diese Elemente in der Neutralstellung in einer Ebene und sind in dieser Ebene derart bogenförmig gekrümmt, dass ihre Länge zwischen den Verbindungsstellen an Trägerstruktur und Basisstruktur mehr als doppelt so groß ist wie der radiale Abstand zwischen diesen Strukturen. Jedes dieser Elemente 145A bis 145C ist etwa mittig zwischen zwei benachbarten Isolierschichten an einem der Blöcke 142A bis 142C befestigt, der Befestigungspunkt an der Trägerstruktur ist um ca. 120° gegenüber diesem Befestigungspunkt in Umfangsrichtung versetzt.
Jedes der Elemente 145A bis 145C ist nach Art eines Bimetall-Biegebalkens ausgestaltet und hat eine Schichtstruktur mit einer unten liegenden ersten Schicht und einer daran angrenzenden zweiten Schicht, die an der dem Spiegel zugewandten Oberseite liegt. Das Metall der zweiten Schicht hat einen wesentlich größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten (Wärmeausdehnungskoeffizienten α) als das Metall der ersten Schicht. Für die zweite Schicht kann z. B. Kupfer (α = 16.5·10^–6 1/K bei 20°C) oder Nickel (α = 13·10^–6 1/k bei 20°C) verwendet werden, während für die erste Schicht z. B. Silizium (α = 2.0·10^–6 1/K bei 20°C) oder Invar (α = 1.7 – 2.0·10^–6 1/K bei 20°C) verwendet werden kann. Die Differenz zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten sollte vorzugsweise mehr als 5·10^–6 1/K, insbesondere mehr als 8·10^–6 1/K oder mehr als 10·10^–6 1/K (bei 20°C) betragen, um eine starke Biegewirkung zu erzielen.
Bei Erwärmung der Bimetallelemente deutlich über die Umgebungstemperatur führt der Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten zu einer Verbiegung des Bimetallbogens nach oben in Richtung des Spiegels, da sich die zweite Schicht relativ stärker ausdehnt als die erste Schicht, so dass die zweite Schicht unter Zugspannung und die erste Schicht unter Druckspannung gerät.
Jedes der Bimetallelemente 145A bis 145C bildet mit dem jeweils damit in wärmeleitender mechanischer Verbindung stehenden, ringsegmentförmigen Block 142A bis 142C der Basisstruktur ein thermisch aktivierbares Aktuatorelement 160A, 160B bzw. 160C der Aktuatoranordnung. Jedes dieser Aktuatorelemente hat dementsprechend einen durch ein Bimetallelement gebildeten thermisch aktivierbaren Aktuatorabschnitt und einen mit dem Aktuatorabschnitt thermisch gekoppelten Block 142A bis 142C, der jeweils als Wärmereservoirabschnitt des Aktuatorelementes dient. Der ringsegmentförmige Wärmereservoirabschnitt, der im Beispielsfall aus Silizium besteht, hat im Vergleich zu dem relativ schmalen und flachen Aktuatorabschnitt ein um ein Vielfaches größeres Volumen und eine entsprechend größere Wärmeaufnahme bzw. ein entsprechend größeres Wärmespeichervermögen, das beispielsweise mehr als das Zehnfache oder mehr als das Zwanzigfache oder mehr als das Fünfzigfache oder mehr als das Hundertfache des Wärmespeichervermögens des Bimetall-Aktuatorabschnittes betragen kann. Durch eine stoffschlüssige oder integrale Verbindung zwischen Wärmereservoirabschnitt und Aktuatorabschnitt ist eine sehr gute Wärmeleitung zwischen diesen beiden Abschnitten sichergestellt, so dass bei Erwärmung des Wärmereservoirabschnittes mit kurzer zeitlicher Verzögerung auch der daran angebrachte Aktuatorabschnitt erwärmt wird.
Die Steuereinrichtung 150 zur Steuerung von Stellbewegungen der Aktuatoranordnung arbeitet berührungslos auf optischem Wege, so dass an der Aktuatoranordnung keinerlei elektrische Anschlüsse vorgesehen sein müssen. Die Steuereinrichtung umfasst als Lichtquelle 152 einen Laser, der als Reaktion auf Steuersignale einer zugeordneten Steuerung einen Laserstrahl 154 emittiert, der mit Hilfe eines gesteuert verschwenkbaren Scannerspiegels 156 über ein vorgebbares Einstrahlzeitintervall auf einen der drei Wärmereservoirabschnitte gelenkt oder wahlweise abgeschaltet oder so umgelenkt werden kann, dass der Laserstrahl auf keines der Aktuatorelemente fällt.
Die Funktion dieser Anordnung wird im Zusammenhang mit 2 näher erläutert. Darin zeigen die Teilfiguren 2A und 2B die anhand von 1 erläuterte Spiegelanordnung im Vertikalschnitt in zwei unterschiedlichen Ansteuerungssituationen, die zu unterschiedlichen Auslenkungen bzw. Verkippungen des Spiegels führen. Gleiche oder entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen in 1 bezeichnet.
2A zeigt eine Situation, in der ein parallel zur Achse der Spiegelanordnung auf die Spiegelfläche auftreffendes Lichtbündel zu einer in 2A links liegenden Seite hin abgelenkt werden soll. Hierzu soll die Spiegelfläche entsprechend verkippt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Scannerspiegel 156 so ausgerichtet wird, dass zu einem Zeitpunkt t = t₁ der vom Laser 152 ausgehende Lichtstrahl 154 auf den Wärmereservoirabschnitt 142C des im Wesentlichen rechts liegenden Aktuatorelementes 160C umgelenkt wird und dort über ein vorgebbares Zeitintervall einstrahlt. Vor Beginn der Einstrahlung hatten all Aktuatorelemente und damit auch alle zugehörigen Wärmereservoirabschnitte die gleiche Temperatur T₁, die beispielsweise der Umgebungstemperatur entsprechen kann. Durch die eingestrahlte Lichtenergie wird der Wärmereservoirabschnitt 142C nun erwärmt, wobei das Ausmaß der Aufheizung unter anderem von der Wärmespeicherungsfähigkeit des Wärmereservoirs, der Einstrahldauer und der Intensität der auftreffenden Strahlung sowie vom Absorptionsvermögen der Lichtauftrefffläche abhängt. Der Wärmereservoirabschnitt heizt sich auf eine Temperatur T₂ > T₁ auf. Mit geringer Zeitverzögerung wird auch der wärmeleitend mit dem Wärmereservoirabschnitt verbundene Aktuatorabschnitt 145C aufgeheizt. Dabei stellt sich ein entlang der Länge des bimetallischen Aktuatorabschnitts verlaufender Temperaturgradient ein, dessen „heißes” Ende am Wärmereservoirabschnitt und dessen „kaltes” Ende an der Trägerstruktur liegt. Der Temperaturgradient führt zu einer nicht homogenen Deformation des Bimetall-Aktuatorabschnitts, wobei der Biegungsradius mit zunehmendem Abstand vom Wärmereservoirabschnitt abnimmt.
Bei dieser thermischen Aktivierung des Aktuatorabschnitts dehnt sich die oben liegende Schicht des bimetallischen Biegeelementes thermisch stärker aus als die unten liegende Schicht, so dass sich das Biegeelement insgesamt zum Spiegel hin aufbiegt und die Trägerstruktur 115 zur gegenüberliegenden Seite verkippt. Die anderen bimetallischen Biegeelmente 145A und 145B bleiben dagegen im Wesentlichen auf Umgebungstemperatur und wirken dadurch lediglich nach Art von länglichen, gebogenen Festkörpergelenken, die nach Art von Biegefedern die Auslenkbewegung der Trägerstruktur und des Spiegels mitmachen und eine geringe Gegenkraft bewirken, die der Stellkraft des thermisch aktivierten Aktuatorabschnitts 145C entgegenwirkt. Auch die am unteren Ende der Trägerstruktur angreifenden Blattfederelemente 147A, 147B und 147C verformen sich aufgrund der thermisch eingeleiteten Stellbewegung der Trägerstruktur und tragen dazu bei, dass der Spiegel um eine definierte Kippachse verkippt wird, wobei das Ausmaß der Verkippung sich aus dem Gleichgewicht der Kippmomente ergibt, die einerseits vom thermisch aktivierten Aktuatorabschnitt und andererseits von den anderen an der Trägerstruktur angreifenden biegeelastischen Elementen aufgebracht werden.
Die am unteren Ende der Trägerstruktur angreifenden Blattfederelemente 147A, 147B und 147C dienen nicht nur der mechanischen Stabilisierung der Anordnung, sondern auch als flexible Wärmeleitungselemente, um Wärme von der Trägerstruktur 115 zur Basisstruktur 130 gleichmäßig abzuleiten. Dies kann zu einer thermischen Stabilisierung beitragen, wenn der Spiegel während seiner Benutzung mit elektromagnetischer Strahlung hoher Intensität bestrahlt wird und sich aufgrund von Absorptionen aufheizt.
Obwohl das Ausmaß der Verkippung über die Aufheizung des thermisch aktivierten Aktuatorelementes variabel gesteuert werden kann, ist die Kippbewegung des Spiegels in vielen Fällen mechanisch durch geeignete Anschläge begrenzt. In 2A ist beispielhaft ein Anschlag 144B gezeigt, der die vom Aktuatorabschnitt 145C verursachte Kippbewegung begrenzt, so dass sich ein definierter Kippwinkel einstellt, sobald die vom thermisch aktivierten Aktuatorabschnitt 145C bewirkten, zur Verkippung führenden Kräfte und Momente stärker sind als die Summe der Kräfte und Momente, die dieser Kippbewegung entgegenwirken. Der Anschlag bewirkt insbesondere, dass der sich einstellende Kippwinkel relativ unabhängig von der Aufheizdauer und der durch Aufheizen erreichten Temperatur des thermisch aktivierten Aktuatorelementes ist. Sobald keine Lichtenergie mehr eingestrahlt wird, findet ein Temperaturausgleich zwischen dem über die Umgebungstemperatur hinaus aufgeheizten Aktuatorelement 160C und der Umgebung statt, so dass das Aktuatorelement abkühlt und die thermisch verursachte Verbiegung des Aktuatorabschnitts 145C zurückgeht. Die in den anderen verformten Biegeelementen gespeicherte Energie bewirkt dann eine Rückstellbewegung des Spiegels in seine Neutralstellung.
Soll nun die Kippbewegung in eine andere Richtung gehen, so wird der Lichtstrahl 154 ab einem Zeitpunkt t₂ > t₁ auf ein anderes Aktuatorelement gerichtet. Im Beispiel von 2B wird dabei der Wärmereservoirabschnitt 142B des Aktuatorelements 160B so lange und so stark aufgeheizt, dass sich der zugeordnete, bimetallische Aktuatorabschnitt 145B unter Ausbildung einer nach oben gerichteten Krümmung verformt und dadurch die Trägerstruktur mit dem daran angebrachten Spiegel in die gegenüberliegende Richtung, in der Zeichnung also nach rechts verkippt. In dieser Situation wirken dann die anderen, nicht thermisch aktivierten Aktuatorabschnitte sowie die drei am unteren Ende der Trägerstruktur angreifenden Blattfederelemente 147A bis 147C als die Kippbewegung stabilisierende Federelemente, die für eine Verkippung des Spiegels um eine definierte Kippachse sorgen. Auch diese Kippbewegung ist durch einen Anschlag begrenzt, um unabhängig von der aufgebrachten Stellkraft einen definierten Kippwinkel zu erhalten, sobald die Stellkraft ausreicht, um den Spiegel bis zum Anschlag zu verkippen.
Bei der in den 1 und 2 gezeigten Spiegelanordnung hat die Aktuatoranordnung eine dreizählige Rotationssymmetrie um eine senkrecht zum Ring der Basisstruktur verlaufende Symmetrieachse. Dabei sind drei gleichmäßig um den Umfang der Trägerstruktur verteilte Aktuatorelemente und ebenfalls drei gleichmäßig um diese Trägerstruktur verteilte Blattfederelemente am unteren Ende der Trägerstruktur angeordnet. Hierdurch wird eine Anordnung eines verkippbaren Spiegels mit drei primären Kippachsen geschaffen, denn wenn immer nur einer der Aktuatorabschnitte aktuiert wird, ergeben sich genau drei Kippachsen, deren Orientierung durch die Elementgeometrie vorbestimmt ist. Wird z. B. der Aktuatorabschnitt 145C aktuiert, steht die Orientierung der genutzten Kippachse 148C senkrecht auf der Verbindungslinie zwischen dem Angriffspunkt des Aktuatorabschnitts 145C am Trägerelement 115 und dem Zentrum der Aktuatoranordnung. Anders orientierte, sekundäre Kippachsen können erzeugt werden, wenn zwei oder drei Aktuatorabschnitte in Kombination gleichzeitig aktuiert werden.
Bei einer nicht bildlich dargestellten Ausführungsform greifen die thermisch aktivierbaren Bimetallfedern (entsprechend den Elementen 145) am unteren Ende des Trägerelements an, während die Blattfederelemente bzw. Tragfedern (entsprechend den Elementen 147) näher am Spiegel angeordnet sind. Die Anordnung der Elemente 145 und 147 ist also vertauscht. Dadurch kann sich eine verbesserte Hebelwirkung ergeben.
Der Spiegel 110 kann ein Einzelspiegel sein. Bei vielen Ausführungsformen ist der Spiegel 110 einer von vielen ähnlich oder identisch aufgebauten Spiegeln einer Mehrfachspiegelanordnung, wobei jedem der Einzelspiegel eine eigene Aktuatoranordnung der dargestellten Art zugeordnet ist. 3 zeigt hierzu beispielhaft eine Spiegelanordnung 300 in Form einer Mehrfachspiegelanordnung, bei der eine Vielzahl von unabhängig voneinander um mehrere Kippachsen verkippbaren Einzelspiegeln in einer regelmäßigen, zweidimensionalen Rasteranordnung bzw. Matrixanordnung angeordnet sind. Im Beispielsfall ist die Mehrfachspiegelanordnung Teil der Pupillenformungseinheit eines Beleuchtungssystems für eine Projektionsbelichtungsanlage, die mit weicher Röntgenstrahlung bzw. extremer Ultraviolettstrahlung (EUV) arbeitet und ausschließlich reflektierende optische Elemente aufweist. Die Patentanmeldungen DE 2007 041 004 A1 und DE 2008 009 600 A1 zeigen Beispiele für typische Aufbauten solcher Beleuchtungssysteme. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften wird insoweit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Die Mehrfachspiegelanordnung 300 ist, genau wie alle anderen im Strahlengang des Beleuchtungssystems liegenden optischen Komponenten, innerhalb eines gasdicht abschließbaren Gehäuses 390 angeordnet, das in 3 gestrichelt dargestellt ist. Der Innenraum des Gehäuses ist bis in den Hochvakuumbereich evakuiert worden und mit Wasserstoff unter einem sehr geringen Partialdruck in einer Größenordnung von wenigen Pa befüllt. Da es sich bei der Spiegelanordnung um ein passives Bauteil handelt, welches zur Steuerung der Stellbewegungen der Aktuatoranordnung keinerlei elektrischen Spannungen oder Ströme benötigt, führen keine elektrischen Leitungen vom Äußeren des Gehäuses zur Spiegelanordnung, so dass ein entsprechender Dichtungsaufwand und die Gefahr von Kontamination vermieden werden.
Die Steuerung der Kippbewegungen der einzelnen Spiegel erfolgt berührungslos über einen großen Abstand auf optischem Wege mit Hilfe der Steuereinrichtung 350, deren Komponenten alle außerhalb des Gehäuses 390 angeordnet sind. Die Steuereinrichtung hat für die Ansteuerung aller Einzelspiegel nur eine einzige Lichtquelle 352 in Form eines Lasers, der an eine zentrale Steuerung 351 angeschlossen ist und als Reaktion auf Steuersignale dieser Steuerung einen Laserstrahl definierter Dauer und Intensität emittiert. Der Laserstrahl 354 ist auf einen mehrachsig verschwenkbaren, ebenen Umlenkspiegel 356 gerichtet, dessen Schwenkbewegungen über einen Spiegelantrieb 357 eingestellt werden, der ebenfalls an die Steuerung 351 angeschlossen ist.
Wird nun für einen Belichtungsprozess eine bestimmte örtliche Beleuchtungsintensitätverteilung in einer Pupillenfläche des Beleuchtungssystems benötigt, so werden an der Mehrfachspiegelanordnung 300 die Kippstellungen der Einzelspiegel so eingestellt, dass die Mehrfachspiegelanordnung die Winkelverteilung der auf sie auftreffenden elektromagnetischen Strahlung ortsauflösend so verändert, dass sich in der Pupillenfläche die gewünschte örtliche Intensitätsverteilung ergibt. Die für die Einzelspiegel vorgesehenen Verkippungen werden hierzu in einer zentralen Rechnereinheit errechnet und müssen nun mit Hilfe der Steuereinrichtung 350 eingestellt werden. Für jede Spiegeleinheit ergibt sich dabei eine Vorgabe, welches der thermisch aktuierbaren Aktuatorelemente durch Aufheizen so aktiviert werden muss, damit sich die gewünschte Kippstellung des zugehörigen Spiegels ergibt. Mit Hilfe der scannerartigen Umlenkeinrichtung wird der Laserstrahl nun nacheinander auf die Wärmereservoirabschnitte der aufzuheizenden Aktuatorelemente gerichtet. In einem Scan-Modus rastert dabei der Laserstrahl die aufzuheizenden Aktuatorelemente immer wieder ab, so dass in gewissen, vorgebbaren Zeitabständen dem Wärmereservoirabschnitt wieder Wärmeenergie zugeführt wird.
Im Beispielsfall sollen die Einzelspiegel 310A, 310B und 310C in eine bestimmte Richtung verkippt werden, so dass der Laserstrahl nacheinander auf die Wärmereservoirabschnitte der für die gewünschnte Kippbewegungen nötigen Aktuatorelemente gerichtet wird. Dabei wird beispielsweise zunächst ab einem Zeitpunkt t = t₀ das entsprechende Aktuatorelement des Spiegels 310A über ein gewisses Einstrahlintervall bestrahlt, so dass sich der Wärmereservoirabschnitt und der zugehörige Aktuatorabschnitt aufheizen und sich die gewünschte Verkippung am Spiegel einstellt. Danach wird der Scannerspiegel so in eine andere Kippstellung verschwenkt, dass der Laserstrahl nun ab einem späteren Zeitpunkt t = t₁ auf das am Spiegel 310B zu erwärmende Aktuatorelement trifft und dort den zugehörigen Wärmereservoirabschnitt aufheizt. Ist dieser aufgeheizt, wird der Umlenkspiegel 356 weiter verschwenkt, so dass der Laserstrahl ab dem späteren Zeitpunkt t = t₂ das am Spiegel 310C aufzuheizende Aktuatorelement bestrahlt und aufheizt, bis sich dessen Kippstellung einstellt.
Da die Aktuatorelemente jeweils einen Wärmereservoirabschnitt mit hoher Wärmespeicherungsfähigkeit haben, bleibt die für die Kippbewegung erforderliche relativ hohen Temperatur des Aktuatorabschnittes über einen gewissen Zeitraum auch dann erhalten, wenn der Wärmereservoirabschnitt nicht mit Laserstrahlung bestrahlt wird. Die Wiederholungsrate bzw. Refreshrate der Bestrahlung durch den Laser wird dabei so eingestellt, dass die zwischen den einzelnen Bestrahlungszeitintervallen liegenden Abkühlphasen nur so kurz sind, dass die eingestellte Kippstellung erhalten bleibt. Um dies zu erreichen, sind die Aktuatoranordnungen hinsichtlich Materialwahl und Dimensionierung der Wärmereservoirabschnitte sowie der thermischen Isolierung zwischen den Wärmereservoirabschnitten so ausgelegt, dass die Zeitkonstante für den Aufwärmvorgang wesentlich kleiner ist als die Zeitkonstante für das Abkühlen. Dadurch kann erreicht werden, dass die Refreshrate gering gehalten werden kann, wobei der Begriff „Refreshrate” hier die Wiederholungsrate der Einstrahlzeiten für ein bestimmtes zu aktivierendes Aktuatorelement eines Spiegels beschreibt.
Folgende Rechnung belegt beispielhaft, dass dies bei entsprechender Auslegung der Komponenten möglich ist. Das der Berechnung zugrunde liegende Referenzsystem hat einen Wärmespeicher bzw. Wärmereservoirabschnitt aus Kupfer, der gegenüber der Umgebung an den freiliegenden Flächen durch Vakuum bzw. eine Atmosphäre mit H₂ und gegenüber benachbarten Wärmereservoirabschnitten durch eine Schicht aus Glas thermisch isoliert ist. In den folgenden Gleichungen steht Parameter s für die Dimensionierung der entsprechenden Elemente, also beispielsweise für die Dicke des Kupferblockes, c_p für die spezifische Wärmekapazität (gemessen in J/(kg·K), λ für die Wärmeleitfähigkeit bzw. Wärmeleitzahl (gemessen in W/(K·m) und ρ für die Dichte des entsprechenden Materials (gemessen in kg·m^–3). Für den Kupferblock gelte s = 300 μm, c_P = 385, λ = 401 und p = 8920. Für die Isolierschicht aus Glas gelte s = 50 μm, c_p = 800, λ = 0,76 und ρ = 2500. Die Zahlenangaben gelten jeweils für die oben angegebenen Dimensionen der Parameter. Die Zeitkonstante T_Cu des Kupferblocks für das Aufwärmen ergibt sich als Produkt gemäß (s²·c_p·ρ)/λ zu 770 μs. Die Zeitkonstante T_Glas für das Abkühlen ergibt sich entsprechend zu 6540 μs. Bei dieser beispielhaften Konfiguration liegt also die Zeitkonstante für den Aufwärmvorgang bei weniger als 20% bzw. weniger als 15% der Zeitkonstante für das Abkühlen, so dass ein verkippter Spiegel in einer verkippten Stellung dauerhaft gehalten werden kann, auch wenn der Wärmereservoirabschnitt des zu aktuierenden Aktuatorelementes nicht dauerhaft, sondern nur in gewissen Zeitabständen mit Laserstrahlung bestrahlt wird.
An Stelle des Kupfers kann auch Silber verwendet werden. Für einen Silberblock gelte s = 300 μm, c_P = 235 J/(kg·K), λ = 429 W/(K·m) und ρ = 10490 kg·m^–3. Die Zeitkonstante T_Ag des Silberblocks für das Aufwärmen ergibt sich als Produkt gemäß (s²·c_p·ρ)/λ zu 520 μs. Hier liegt also das Verhältnis der Zeitkonstanten mit ca. 12,7 noch günstiger.
Das Verhältnis der Zeitkonstanten kann über die Dimensionierung der Isolatorschicht eingestellt werden. Je dicker die Isolatorschicht ist, desto langsamer erfolgt die Abkühlung. Das Schaltverhalten der Anordnung ist somit auf durch Auswahl geeigneter Materialkombinationen und/oder durch Dimensionierung der beteiligten Komponenten in gewissen Grenzen gewünschte Werte einstellbar.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer steuerbaren Spiegelanordnung 400 in einem schematischen Vertikalschnitt ähnlich zu 1. Strukturell und/oder funktional ähnliche oder gleiche Elemente oder Elementgruppen sind mit entsprechenden Bezugszeichen wie in 1, erhöht um 300, bezeichnet. Der von einer zylindrischen Trägerstruktur 415 getragene Spiegel 410 und Elemente der Aktuatoranordnung sind in der Neutralstellung des Spiegels mit durchgezogenen Linien und in einer gekippten Stellung mit gestrichelten Linien gezeigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2007/0165202 A1 [0005]
WO 2005/026843 A2 [0005]
WO 2008/131928 A1 [0005]
EP 1262836 A1 [0005]
DE 2007041004 A1 [0006, 0066]
DE 2008009600 A1 [0006, 0066]
DE 102008009600 A1 [0008]
US 6428173 B1 [0009]
US 5909078 [0009]
US 5914801 [0010]

Claims

Steuerbare Spiegelanordnung (100, 300, 400) mit: mindestens einem Spiegel (110, 310, 410); einer mit dem Spiegel gekoppelten Aktuatoranordnung zur steuerbaren Veränderung der Lage des Spiegels, wobei die Aktuatoranordnung mindestens ein thermisch aktivierbares Aktuatorelement (160A, 160B, 160C) aufweist; und einer Steuereinrichtung (150, 350, 450) zur Steuerung von Stellbewegungen der Aktuatoranordnung; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mindestens eine zur Abgabe eines gerichteten Lichtstrahls (154, 354, 454) ausgebildete Lichtquelle (152, 352, 452) aufweist und der Lichtstrahl mittels der Steuereinrichtung selektiv auf das thermisch aktivierbare Aktuatorelement ausrichtbar ist.
Spiegelanordnung nach Anspruch 1, worin die Spiegelanordnung (100, 300, 400) keine mit dem Aktuatorelement elektrisch verbundenen elektrischen Kontakte hat.
Spiegelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Spiegelanordnung (100, 300, 400) ein berührungslos aktuierbares passives Bauteil mit einem oder mehreren beweglichen Spiegeln ist.
Spiegelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Aktuatorelement (160A, 160B, 160C) einen thermisch aktivierbaren Aktuatorabschnitt (145A, 145B, 145C) und einen mit dem Aktuatorabschnitt thermisch gekoppelten Wärmereservoirabschnitt (142A, 142B, 142C) aufweist, wobei eine Wärmespeicherungsfähigkeit des Wärmereservoirabschnitts wesentlich größer ist als eine Wärmespeicherungsfähigkeit des Aktuatorabschnitts.
Spiegelanordnung nach Anspruch 4, worin thermische Eigenschaften des Wärmereservoirabschnitts und des Aktuatorabschnitts derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine Zeitkonstante für einen Aufwärmvorgang des Aktuatorelementes wesentlich kleiner ist als die Zeitkonstante für das Abkühlen des Aktuatorelementes.
Spiegelanordnung nach Anspruch 4 oder 5, worin der Aktuatorabschnitt im Wesentlichen aus einem Halbleitermaterial oder einer Kombination mehrerer Halbleitermaterialien und der Wärmereservoirabschnitt im Wesentlichen aus einem metallischen Werkstoff bestehen und/oder worin der Aktuatorabschnitt (145A, 145B, 145C) ein thermisch aktuierbares Biegeelement ist.
Spiegelanordnung nach Anspruch 4, 5 oder 6, worin der Aktuatorabschnitt (145A, 145B, 145C) eine Schichtstruktur mit einer ersten Schicht aus einem ersten Material mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten und einer mit der ersten Schicht verbundenen zweiten Schicht aus einem zweiten Material mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der größer als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient ist und/oder worin der Aktuatorabschnitt (145A, 145B, 145C) ein Bimetallelement ist.
Spiegelanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, worin der Aktuatorabschnitt (145A, 145B, 145C) in einem thermisch nicht aktivierten Grundzustand eine im Wesentlichen in einer ersten Ebene liegende ebene Form hat und in der ersten Ebene bogenförmig gekrümmt ist.
Spiegelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Aktuatoranordnung eine ortsfest fixierbare Basisstruktur (130) und eine mit dem Spiegel (110) gekoppelte und relativ zur Basisstruktur bewegliche Trägerstruktur (115) aufweist, wobei mindestens ein thermisch aktivierbaren Aktuatorabschnitt (145A, 145B, 145C) die Basisstruktur mit der Trägerstruktur verbindet, wobei vorzugsweise die Basisstruktur (130) ringförmig um die Trägerstruktur angeordnet ist und mehrere, insbesondere drei, um den Umfang der Trägerstruktur verteilte Aktuatorabschnitte (145A, 145B, 145C) vorgesehen sind.
Spiegelanordnung nach Anspruch 9, worin zusätzlich zu den Aktuatorabschnitten zwischen der Trägerstruktur (115) und der Basisstruktur (130) mindestens ein Wärmeleitungselement (147A, 147B, 147C) angeordnet ist, wobei vorzugsweise mehrere, insbesondere drei, um den Umfang der Trägerstruktur verteilte Wärmeleitungselemente vorgesehen sind und/oder worin zwischen benachbarten Wärmereservoirabschnitten (142A, 142B, 142C) der Basisstruktur (130) eine thermische Isolierung (143A, 143B, 143C) vorgesehen ist, insbesondere in Form einer thermisch isolierenden Zwischenschicht.
Spiegelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Steuereinrichtung (150) eine Umlenkeinrichtung (156) zur selektiven Umlenkung des von der Lichtquelle (152) emittierten Lichtstrahls auf ein thermisch aktivierbares Aktuatorelement aufweist, wobei die Umlenkeinrichtung vorzugsweise mindestens einen gesteuert verschwenkbaren Scannerspiegel aufweist.
Spiegelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Spiegelanordnung (300) eine Vielzahl von Spiegeln (310A, 310B, 310C) aufweist, die in einer eindimensionalen oder zweidimensionalen Matrixanordnung angeordnet sind, wobei eine einzige Lichtquelle (352) zur Aktuierung von Aktuatorelementen von mehreren, insbesondere von allen Spiegeln der Spiegelanordnung vorgesehen ist.
Optisches System mit einer Vielzahl optischer Elemente, insbesondere optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System mindestens eine Spiegelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.
Optisches System nach Anspruch 13, worin die optischen Elemente und die Spiegelanordnung (300) in einem gasdicht abschließbaren Gehäuse (390) angeordnet sind und die Lichtquelle (352) außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und/oder worin alle optischen Elemente des optischen Systems reflektive Element sind und/oder worin das optische System ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie ist.
Verfahren zur Ansteuerung einer steuerbaren Spiegelanordnung, die mindestens einen Spiegel und eine mit dem Spiegel gekoppelte Aktuatoranordnung zur steuerbaren Veränderung der Lage des Spiegels aufweist, wobei die Aktuatoranordnung mindestens ein thermisch aktivierbares Aktuatorelement aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass zur thermischen Aktivierung des Aktuatorelements ein von einer Lichtquelle emittiertet Lichtstrahl mittels einer Steuereinrichtung selektiv auf das thermisch aktivierbare Aktuatorelement ausgerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Lichtstrahl mittels der Steuereinrichtung nacheinander auf unterschiedliche Aktuatorelemente ausgerichtet wird, so dass mittels eines einzigen Lichtstrahls eine Vielzahl von Aktuatorelementen nach einem vorgebbaren Schema aktiviert wird.