DE102013206529A1 - Micro actuator for shift of micro mirror of lighting system for projection exposure system, has lever arm extending in direction of actuation element and supported around pivotal axis - Google Patents

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Abstract

The actuator has a lever arm extending in a longitudinal direction of an actuation element e.g. micro-electromechanical system or comb electrode, and supported around a pivotal axis. The lever arm and the actuation element are made from micr-nano crystalline silicon, germanium, metals such as aluminum or gold, magnetic materials e.g. nickel, copper or iron, alloys, lithium niobate, barium titanate and lead zirconate titanate. Independent claims are also included for the following: (1) a method for manufacturing a micro actuator (2) an optical device (3) an optical component (4) a facet mirror (5) a lighting system for a projection exposure system (6) a method for manufacturing a micro or nano-structured component.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikroaktuator. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroaktuators. Außerdem betrifft die Erfindung ein optisches Bauelement mit einem derartigen Mikroaktuator und eine optische Baugruppe mit einer Vielzahl derartiger Bauelemente. Schließlich betrifft die Erfindung einen Facettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektikonsbelichtungsanlage.The invention relates to a microactuator. The invention further relates to a method for producing a microactuator. In addition, the invention relates to an optical component with such a microactuator and an optical assembly having a plurality of such components. Finally, the invention relates to a facet mirror for illumination optics of a projection exposure apparatus.

Eine optische Baugruppe mit einer Vielzahl von aktuatorisch verlagerbaren Einzelspiegeln ist beispielsweise aus der WO 2010/049 076 A2 bekannt. Für die Abbildungsqualität, welche mit einer derartigen Baugruppe erreicht werden kann, spielen einerseits die optischen Bauelemente, andererseits die mechanischen bzw. elektromechanischen Bauelemente, insbesondere die Aktuatoren, eine entscheidende Rolle.An optical assembly with a plurality of actuatorically displaceable individual mirrors is for example from WO 2010/049 076 A2 known. For the imaging quality, which can be achieved with such an assembly, on the one hand play the optical components, on the other hand, the mechanical or electromechanical components, in particular the actuators, a crucial role.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mikroaktuator zur Verlagerung eines Mikrospiegels zu verbessern.It is an object of the present invention to improve a microactuator for displacing a micromirror.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Der Kern der Erfindung besteht darin, einen Mikroaktuator mit einem um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerten Hebelarm und einem mit diesem verbundenen Aktuationselement auszubilden, wobei das Aktuationselement einen vorgegebenen, frei wählbaren Abstand zur Schwenkachse aufweist. Das Aktuationselement ist insbesondere derart ausgebildet, dass die mittels desselben auf den Hebelarm ausübbare Kraft quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung des Hebelarms gerichtet ist.The core of the invention consists in designing a microactuator with a lever arm pivotably mounted about a pivot axis and an actuation element connected thereto, the actuation element having a predetermined, freely selectable distance from the pivot axis. The actuation element is in particular designed such that the force exerted on the lever arm by means of the same is directed transversely, in particular perpendicular to the longitudinal direction of the lever arm.

Der Hebelarm bildet ein im Hinblick auf die Aktuierung passives Element. Der Mikroaktuator umfasst somit mit anderen Worten ein passives, mechanisches Element und ein mit diesem verbundenes aktives Aktuationselement.The lever arm forms a passive element with regard to the actuation. In other words, the microactuator thus comprises a passive, mechanical element and an active actuation element connected thereto.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es mit einem derartigen Aktuatordesign möglich ist, ein maximal im Drehpunkt erzeugbares Torsionsmoment variabel einzustellen, ohne das Aktuationselement selbst in seiner Dimensionierung verändern zu müssen. Dies hat den Vorteil, dass ein Redesign des Aktuators vermieden werden kann. Dies ist insbesondere für die Auslegung eines komplexen Systems, insbesondere mit einer Vielzahl von derartigen Aktuatoren, von erheblichem Vorteil, insbesondere, da Änderungen im Design oftmals zu parasitären, unerwünschten Effekten führen.According to the invention, it has been recognized that it is possible with such an actuator design to variably set a maximum torsional moment that can be generated at the pivot point without having to change the dimensioning of the actuation element itself. This has the advantage that a redesign of the actuator can be avoided. This is of particular advantage for the design of a complex system, in particular with a multiplicity of such actuators, in particular since changes in design often lead to parasitic, undesired effects.

Gemäß einen Aspekt der Erfindung ist das Design des Aktuationselements, insbesondere dessen Bauhöhe h, von der Ausbildung des Hebelarms, insbesondere dessen Länge L, unabhängig, d. h. entkoppelt. Hierdurch wird eine Designfreiheit für eine optimale Auslegung des Aktuator-Systems gewonnen.According to one aspect of the invention, the design of the Aktuationselements, in particular its height h, of the formation of the lever arm, in particular its length L, independently, d. H. decoupled. As a result, a design freedom for optimal design of the actuator system is obtained.

Die Bauhöhe h des Aktuationselements kann insbesondere kleiner als die Länge L des Hebelarms sein. Es gilt insbesondere h:L < 0,5, insbesondere h:L < 0,3, insbesondere h:L < 0,1, insbesondere h:L < 0,05, insbesondere h:L < 0,03, insbesondere h:L < 0,01.The overall height h of the actuation element can be smaller than the length L of the lever arm, in particular. In particular, h: L <0.5, in particular h: L <0.3, in particular h: L <0.1, in particular h: L <0.05, in particular h: L <0.03, in particular h: L <0.01.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Aktuationselement als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet. Das Aktuationselement ist insbesondere in einem MEMS-Verfahren, insbesondere in einem lithografischen Verfahren, strukturierbar. Dies ermöglicht eine sehr flexible und präzise Herstellung des Aktuationselements.According to one aspect of the invention, the actuation element is designed as a microelectromechanical system (MEMS). The actuation element can be structured in particular in a MEMS method, in particular in a lithographic method. This allows a very flexible and precise production of Aktuationselements.

Das Aktuationselement kann insbesondere eine, zwei, drei oder vier Kammelektroden aufweisen. Diese haben sich als besonders vorteilhaft zur Erzeugung einer zur Aktuation benötigten Kraft erwiesen. Alternative Ausbildungen des Aktuationselements sind jedoch ebenso möglich. Beispielsweise kann das Aktuationselement einen oder mehrere Plattenkondensatoren umfassen. Es kann auch induktiv ausgebildet sein.The actuation element can in particular have one, two, three or four comb electrodes. These have proved to be particularly advantageous for generating a force required for actuation. However, alternative embodiments of the Aktuationselements are also possible. For example, the actuator element may comprise one or more plate capacitors. It can also be designed inductively.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der Hebelarm und das Aktuationselement aus unterschiedlichen Materialien. Die Materialien des Hebelarms und/oder des Aktuationselements sind insbesondere ausgewählt aus folgender Liste: Silizium, insbesondere monokristallines Silizium, Germanium, Metalle wie beispielsweise Aluminium, Gold, magnetische Materialien, beispielsweise Nickel, Kupfer oder Eisen sowie Legierungen und Oxidverbindungen hiervon, Piezoelektrika, beispielsweise Lithiumniobat, Bariumtitanat, Blei-Zirkonat-Titanat. Der Hebelarm und das Aktuationselement können auch aus demselben Material sein. Dies ermöglicht eine sehr flexible, kostengünstige und präzise Herstellung des Hebelarms.According to another aspect of the invention, the lever arm and the actuator element are made of different materials. The materials of the lever arm and / or of the actuation element are in particular selected from the following list: silicon, in particular monocrystalline silicon, germanium, metals such as aluminum, gold, magnetic materials, for example nickel, copper or iron and alloys and oxide compounds thereof, piezoelectrics, for example lithium niobate , Barium titanate, lead zirconate titanate. The lever arm and the actuator can also be made of the same material. This allows a very flexible, cost-effective and precise production of the lever arm.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroaktuators zu verbessern.Another object of the invention is to improve a method of manufacturing a microactuator.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 5 gelöst.This object is solved by the features of claim 5.

Der Kern der Erfindung besteht darin, einen Hebelarm mit einer vorgegebenen Länge und ein hiervon separates Aktuationselement bereitzustellen und sodann das Aktuationselement mit dem Hebelarm zu verbinden. Dies ermöglicht es, den Hebelarm unabhängig von der Ausbildung des Aktuationselements herzustellen. Es ist insbesondere möglich, die Länge des Hebelarms frei zu wählen und/oder an gegebenenfalls individuell variierende Anforderungen anzupassen. Außerdem wird es hierdurch möglich, das Material des Hebelarms unabhängig vorn Material des Aktuationselements auszuwählen. Insbesondere gewinnt man eine Designfreiheit für eine optimale Auslegung des Aktuator-Systems.The essence of the invention is to provide a lever arm with a predetermined length and a separate actuation element and then the actuator with the Lever arm to connect. This makes it possible to produce the lever arm regardless of the design of the Aktuationselements. In particular, it is possible to freely choose the length of the lever arm and / or to adapt it to possibly individually varying requirements. In addition, it is thereby possible to select the material of the lever arm independently of the material of the Aktuationselements. In particular, one gains a design freedom for an optimal design of the actuator system.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Hebelarm aus einem Wafer mit einer vorgegebenen Dicke hergestellt. Der Hebelarm wird insbesondere aus einem Siliziumwafer, insbesondere aus einem monokristallinen Siliziumwafer, oder aus einem Silizium auf Isolator-Wafer (englisch: Silicon an insulator wafer, SOI-Wafer) hergestellt. Zur Herstellung des Hebelarms ist insbesondere ein mikrotechnisches Verfahren, insbesondere ein lithografisches Verfahren, vorgesehen. Der Hebelarm wird insbesondere vertikal zur Waferoberfläche hergestellt. Hierdurch unterscheidet sich der Aktuator in seiner Herstellung und Realisierung wesentlich von sogenannten In-plain Aktuatoren, die beispielsweise in der Oberfläche von Siliziumwafern gefertigt werden.According to one aspect of the invention, the lever arm is made from a wafer having a predetermined thickness. The lever arm is produced, in particular, from a silicon wafer, in particular from a monocrystalline silicon wafer, or from a silicon on insulator wafer (silicon to insulator wafer, SOI wafer). To produce the lever arm, a microtechnical process, in particular a lithographic process, is provided in particular. The lever arm is made especially vertical to the wafer surface. As a result, the actuator differs substantially in its production and realization from so-called in-plane actuators, which are manufactured, for example, in the surface of silicon wafers.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Aktuationselement aus einem Wafer hergestellt. Es kann insbesondere aus einem Siliziumwafer, insbesondere einem monokristallinen Siliziumwafer oder einem SOI-Wafer hergestellt werden. Es kann insbesondere mittels eines mikrotechnischen Verfahrens, vorzugsweise eines lithografischen Verfahrens, hergestellt, insbesondere strukturiert werden.According to a further aspect of the invention, the actuation element is produced from a wafer. In particular, it can be produced from a silicon wafer, in particular a monocrystalline silicon wafer or an SOI wafer. In particular, it can be produced, in particular structured, by means of a microtechnical process, preferably a lithographic process.

Dies ermöglicht eine sehr flexible, kostengünstige und präzise Herstellung des Aktuationselements.This allows a very flexible, cost-effective and precise production of Aktuationselements.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Länge L des Hebelarms in Abhängigkeit eines vorgegebenen, maximal zu erzeugenden Torsionsmoments ermittelt. Hierbei können mechanische Details der Aufhängung des Hebelarms berücksichtigt werden. Es ist somit insbesondere möglich, den Arbeitsbereich des Aktuators auf einfache Weise präzise einzustellen.According to a further aspect of the invention, the length L of the lever arm is determined as a function of a predetermined maximum torsional moment to be generated. This mechanical details of the suspension of the lever arm can be considered. It is thus possible in particular to precisely set the working range of the actuator in a simple manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Aktuationselement in einem mikrotechnischen Verfahren mit dem Hebelarm verbunden. Zur Verbindung des Aktuationselements mit dem Hebelarm kann insbesondere ein Bond-Verfahren vorgesehen sein. Besteht das Aktuationselement und/oder der Hebelarm aus keinem bondbaren Material, kann eine zusätzliche geeignete Schicht für die Bondverbindung eingefügt werden.According to a further aspect of the invention, the actuation element is connected to the lever arm in a microtechnical method. In particular, a bonding method may be provided for connecting the actuation element to the lever arm. If the actuation element and / or the lever arm does not consist of a bondable material, an additional suitable layer for the bond connection can be inserted.

Weitere Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein optisches Bauelement, eine optische Baugruppe und einen Facettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.Another object of the invention is to improve an optical component, an optical assembly and a facet mirror for an illumination optical system of a projection exposure apparatus.

Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 9, 10 und 12 gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den vorgehend beschriebenen.These objects are achieved by the features of claims 9, 10 and 12. The advantages result from the previously described.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weisen mindestens zwei der Mikroaktuatoren der Baugruppe Hebelarme mit unterschiedlichen Längen auf. Es ist insbesondere möglich, die Länge jedes der Hebelarme der einzelnen Mikroaktuatoren der Baugruppe individuell anzupassen. Hierdurch wird einerseits die Präzision der Baugruppe verbessert, andererseits wird eine gezielte Verlagerung der Einzelspiegel vereinfacht. Durch die Anpassung der Länge der Hebelarme kann insbesondere erreicht werden, dass ein vorgegebenes Aktuationssignal zu einer bestimmten Auslenkung eines vorgegebenen Einzelspiegels führt.According to one aspect of the invention, at least two of the microactuators of the assembly have lever arms of different lengths. In particular, it is possible to individually adapt the length of each of the lever arms of the individual microactuators of the assembly. As a result, on the one hand, the precision of the assembly is improved, on the other hand, a targeted displacement of the individual mirrors is simplified. By adjusting the length of the lever arms can be achieved in particular that a predetermined actuation signal leads to a certain deflection of a given individual mirror.

Beim optischen Bauelement handelt es sich insbesondere vom einen Mikrospiegel mit mindestens einen Verlagerungs-Freiheitsgrad. Bei dem Verlagerungs-Freiheitsgrad des Spiegelkörpers relativ zur Tragstruktur handelt es sich um mindestens einen Kipp- und/oder Translationsfreiheitsgrad. Die Reflexionsfläche eines der Spiegelkörper kann insbesondere eine Ausdehnung im Bereich von 0,5 mm × 0,5 mm bis 10 mm × 10 mm haben. Die Reflexionsfläche eines der Spiegelkörper kann auch von der Quadratform abweichen.The optical component is in particular a micromirror with at least one degree of displacement. The degree of freedom of displacement of the mirror body relative to the support structure is at least one degree of tilt and / or translational freedom. The reflection surface of one of the mirror bodies may in particular have an extension in the range of 0.5 mm × 0.5 mm to 10 mm × 10 mm. The reflection surface of one of the mirror bodies can also deviate from the square shape.

Das optische Element kann mittels eines Lagerungssystems basierend auf Festkörpergelenken so gelagert sein, dass es in den aktuierten Freiheitsgraden hinreichend nachgiebig ist, um mit den zur Verfügung stehenden Aktuatorkräften die geforderte Auslenkung zu erreichen. Gleichzeitig kann die Lagerung so sein, dass die nicht aktuierten Freiheitsgrade eine hinreichende Steifigkeit aufweisen und dass das Lagerungssystem eine ausreichende thermische Leistungsdichte bzw. eine ausreichende absolute thermische Leistung abführen kann. Um die Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen, ist es denkbar, zusätzliche Wärmeleitungselemente bzw. Wärmeleitungsabschnitte einzusetzen, die eine relativ geringe mechanische Steifigkeit haben können.The optical element can be mounted by means of a storage system based on solid-state joints so that it is sufficiently yielding in the actuated degrees of freedom in order to achieve the required deflection with the available actuator forces. At the same time, the bearing can be such that the degrees of freedom not actuated have sufficient rigidity and that the bearing system can dissipate a sufficient thermal power density or a sufficient absolute thermal power. In order to increase the thermal conductivity, it is conceivable to use additional heat-conducting elements or heat-conducting sections, which may have a relatively low mechanical rigidity.

Der Aktuator kann einen mit dem Spiegelkörper verbundenen und sich senkrecht zu einer Spiegelebene und/oder senkrecht zu einer Membranebene der geschlitzten Membran in einer Längsrichtung erstreckenden Aktuatorstift aufweisen. Stellkräfte auf einen solchen Aktuatorstift können senkrecht zur Längsrichtung, insbesondere parallel zur Membranebene verlaufen. Der Aktuatorstift bildet somit einen Hebelarm.The actuator may have an actuator pin connected to the mirror body and extending perpendicularly to a mirror plane and / or perpendicular to a membrane plane of the slit diaphragm in a longitudinal direction. Actuating forces on such Aktuatorstift can perpendicular to the longitudinal direction, in particular parallel to Membrane level run. The actuator pin thus forms a lever arm.

Durch die erfindungsgemäße Auslegung des Aktuators, insbesondere des Hebelarms, kann das erzeugte Drehmoment erhöht werden.The inventive design of the actuator, in particular the lever arm, the torque generated can be increased.

Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, eine Beleuchtungsoptik und ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage sowie eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 13 bis 15 gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den vorhergehend beschriebenen.Further objects of the invention are to improve an illumination optical system and a lighting system for a projection exposure apparatus as well as a projection exposure apparatus. These objects are achieved by the features of claims 13 to 15. The advantages result from the previously described.

Beim Einsatz eines Beleuchtungssystems mit einer EUV-Strahlungsquelle mit einer erzeugten Nutzstrahlung im Bereich von 5 nm bis 30 nm kommen die Vorteile der erfindungsgemäßen optischen Baugruppe besonders gut zum Tragen.When using a lighting system with an EUV radiation source with a generated useful radiation in the range of 5 nm to 30 nm, the advantages of the optical assembly according to the invention are particularly effective.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. Die Vorteile ergeben sich wiederum aus den bereits beschriebenen.Another object of the invention is to improve a method of manufacturing a micro- or nanostructured device. This object is solved by the features of claim 16. The advantages again result from those already described.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings. In this show:

1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie mit einer im Meridionalschnitt dargestellten Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik; 1 schematically a projection exposure apparatus for microlithography with a lighting optical system shown in the meridional section and a projection optics;

2 eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 mit einem Multispiegel-Array (MMA) und einem von diesem beleuchteten Pupillenfacettenspiegel; 2 a further embodiment of an illumination optical system of the projection exposure after 1 with a multi-level array (MMA) and a pupil facet mirror illuminated by it;

3 schematisch eine Aufsicht auf den Pupillenfacettenspiegel nach 2 mit einer Pupillenfacetten-Ausleuchtung, die einem Beleuchtungssetting entspricht; 3 schematically a plan view of the pupil facet mirror after 2 with a pupil facet illumination corresponding to a lighting setting;

4 die Beleuchtungsoptik nach 2 mit einer umgestellten Kanalzuordnung des Multispiegel-Arrays zum Pupillenfacettenspiegel; 4 the illumination optics after 2 with a rearranged channel assignment of the multi-level array to the pupil facet mirror;

5 schematisch eine Aufsicht auf den Pupillenfacettenspiegel nach 4 mit einer Pupillenfacetten-Ausleuchtung, die einem annularen Beleuchtungssetting entspricht; 5 schematically a plan view of the pupil facet mirror after 4 with a pupil facet illumination corresponding to an annular illumination setting;

6 schematisch eine Ausführung eines Einzelspiegels eines der Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik nach 1 bzw. eines Einzelspiegels des Multispiegel-Arrays nach 3 in einer geschnittenen Seitenansicht; 6 schematically an embodiment of an individual mirror of the facet mirror of the illumination optical system according to 1 or an individual mirror of the multi-level array 3 in a sectional side view;

7 eine Ausführung einer Aufhängung eines Einzelspiegels nach 6; 7 an embodiment of a suspension of a single mirror after 6 ;

8 in einer zu 6 ähnlichen Darstellung schematisch zwei nebeneinander liegende Einzelspiegel einer weiteren Ausführung eines der Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik nach 1 bzw. des Multispiegel-Arrays nach 3 in einer geschnittenen Seitenansicht, wobei der in der 8 links dargestellte Einzelspiegel in einer unverkippten Neutralstellung und der in der 8 rechts dargestellte Einzelspiegel in einer durch den Aktuator verkippten Stellung dargestellt ist; 8th in one too 6 similar representation schematically two juxtaposed individual mirror of a further embodiment of the facet mirror of the illumination optical system according to 1 or the multilevel array 3 in a sectional side view, wherein in the 8th left individual mirror in an untilted neutral position and in the 8th shown right single mirror is shown in a tilted position by the actuator;

9 einen Schnitt gemäß Linie IX-IX in 8; 9 a section along line IX-IX in 8th ;

10 schematisch Verfahrensschritte eines Verfahrensablaufs zur Herstellung von Gegenelektroden eines Aktuators zur Verlagerung eines Spiegelkörpers des Einzelspiegels in der Ausführung nach den 8 und 9; 10 schematically method steps of a method sequence for the production of counterelectrodes of an actuator for displacing a mirror body of the individual mirror in the embodiment according to the 8th and 9 ;

11 schematisch einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Integration eines Spiegelkörpers mit einer Spiegelfläche mit geringer Rauheit in einen Einzelspiegel der Ausführung nach den 6, 8 und 14; 11 schematically a process flow of a method for integrating a mirror body with a mirror surface with low roughness in a single mirror of the embodiment of the 6 . 8th and 14 ;

12 in einer zu 8 ähnlichen Darstellung eine Ausschnittsvergrößerung einer weiteren Ausführung eines Einzelspiegels im Bereich eines Abstandshalters und eines Aktuatorstiftes und einen zwischenliegenden Wärmeleitungsabschnitt; 12 in one too 8th a similar representation an enlarged detail of another embodiment of a single mirror in the region of a spacer and an actuator pin and an intermediate heat conduction portion;

13 in einer zu 12 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Verbindung des Abstandshalters mit dem Aktuatorstift und dem Wärmeleitungsabschnitt; 13 in one too 12 a similar representation of a further embodiment of a compound of the spacer with the Aktuatorstift and the heat conduction portion;

14 und 15 unterschiedliche Ansichten einer weiteren Ausführungsform des Einzelspiegels mit Aktuator; 14 and 15 different views of another embodiment of the single mirror with actuator;

16 schematisch eine weitere Ausführung einer Aufhängung eines Einzelspiegels. 16 schematically another embodiment of a suspension of a single mirror.

Zunächst wird der allgemeine Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 1 und deren Bestandteile beschrieben. Für Details diesbezüglich sei auf die WO 2010/049076 A2 verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist. 1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Das Objektfeld 5 kann rechteckig oder bogenförmig mit einem x/y-Aspektverhältnis von beispielsweise 13/1 gestaltet sein. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes und in der 1 nicht dargestelltes reflektierendes Retikel, das eine mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 zur Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter Halbleiter-Bauelemente zu projizierende Struktur trägt. Eine Projektionsoptik 7 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9. Abgebildet wird die Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.First, the general structure of a projection exposure apparatus 1 and their components are described. For details in this regard is on the WO 2010/049076 A2 which is hereby incorporated in its entirety as part of the present application. 1 schematically shows in a meridional section a projection exposure system 1 for microlithography. A lighting system 2 the projection exposure system 1 has next to a radiation source 3 a illumination optics 4 for the exposure of an object field 5 in an object plane 6 , The object field 5 may be rectangular or arcuate with an x / y aspect ratio of, for example, 13/1. One is exposed in the object field 5 arranged and in the 1 not shown reflective reticle, the one with the projection exposure system 1 contributes to the production of microstructured or nanostructured semiconductor devices to be projected structure. A projection optics 7 serves to represent the object field 5 in a picture field 8th in an image plane 9 , The structure on the reticle is imaged onto a photosensitive layer in the area of the image field 8th in the picture plane 9 arranged wafer, which is not shown in the drawing.

Das Retikel, das von einem nicht dargestellten Retikelhalter gehalten ist, und der Wafer, der von einem nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist, werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 synchron in der y-Richtung gescannt. Abhängig vom Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik 7 kann auch ein gegenläufiges Scannen des Retikels relativ zum Wafer stattfinden.The reticle, which is held by a reticle holder, not shown, and the wafer, which is held by a wafer holder, not shown, are in operation of the projection exposure apparatus 1 scanned synchronously in the y-direction. Depending on the imaging scale of the projection optics 7 can also take place an opposite scanning of the reticle relative to the wafer.

Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge Produced Plasma), oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser Produced Plasma) handeln. Auch andere EUV-Strahlungsquellen, beispielsweise solche, die auf einem Synchrotron oder auf einem Free Electron Laser (Freie Elektronenlaser, FEL) basieren, sind möglich.At the radiation source 3 it is an EUV radiation source with an emitted useful radiation in the range between 5 nm and 30 nm. It can be a plasma source, for example a GDPP source (plasma generation by gas discharge, gas discharge produced plasma), or an LPP Source (plasma generation by laser, laser produced plasma). Other EUV radiation sources are also possible, for example those based on a synchrotron or on a Free Electron Laser (FEL).

EUV-Strahlung 10, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 11 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist beispielsweise aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 11 propagiert die EUV-Strahlung 10 durch eine Zwischenfokusebene 12, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 13 trifft. Der Feldfacettenspiegel 13 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.EUV radiation 10 coming from the radiation source 3 emanating from a collector 11 bundled. A corresponding collector is for example from the EP 1 225 481 A known. After the collector 11 propagates the EUV radiation 10 through an intermediate focus level 12 before moving to a field facet mirror 13 meets. The field facet mirror 13 is in a plane of illumination optics 4 arranged to the object level 6 is optically conjugated.

Die EUV-Strahlung 10 wird nachfolgend auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.The EUV radiation 10 is hereinafter also referred to as useful radiation, illumination light or as imaging light.

Nach dem Feldfacettenspiegel 13 wird die EUV-Strahlung 10 von einem Pupillenfacettenspiegel 14 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 14 liegt entweder in der Eintrittspupillenebene der Beleuchtungsoptik 7 oder in einer hierzu optisch konjugierten Ebene. Der Feldfacettenspiegel 13 und der Pupillenfacettenspiegel 14 sind aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln aufgebaut, die nachfolgend noch näher beschrieben werden. Dabei kann die Unterteilung des Feldfacettenspiegels 13 in Einzelspiegel derart sein, dass jede der Feldfacetten, die für sich das gesamte Objektfeld 5 ausleuchten, durch genau einen der Einzelspiegel repräsentiert wird. Alternativ ist es möglich, zumindest einige oder alle der Feldfacetten durch eine Mehrzahl derartiger Einzelspiegel aufzubauen. Entsprechendes gilt für die Ausgestaltung der den Feldfacetten jeweils zugeordneten Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels 14, die jeweils durch einen einzigen Einzelspiegel oder durch eine Mehrzahl derartiger Einzelspiegel gebildet sein können.After the field facet mirror 13 becomes the EUV radiation 10 from a pupil facet mirror 14 reflected. The pupil facet mirror 14 lies either in the entrance pupil plane of the illumination optics 7 or in a plane optically conjugated thereto. The field facet mirror 13 and the pupil facet mirror 14 are constructed from a variety of individual mirrors, which are described in more detail below. In this case, the subdivision of the field facet mirror 13 be in individual mirrors such that each of the field facets, which for themselves the entire object field 5 Illuminate, represented by exactly one of the individual mirrors. Alternatively, it is possible to construct at least some or all of the field facets through a plurality of such individual mirrors. The same applies to the configuration of the pupil facets of the pupil facet mirror respectively assigned to the field facets 14 , which may each be formed by a single individual mirror or by a plurality of such individual mirrors.

Die EUV-Strahlung 10 trifft auf die beiden Facettenspiegel 13, 14 unter einem definierten Einfallswinkel auf. Die beiden Facettenspiegel werden insbesondere im Bereich eines normal incidence-Betriebs, d. h. mit einem Einfallswinkel, der kleiner oder gleich 25° ist, mit der EUV-Strahlung 10 beaufschlagt. Auch eine Beaufschlagung unter streifendem Einfall (grazing incidence) ist möglich. Der Pupillenfacettenspiegel 14 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die eine Pupillenebene der Projektionsoptik 7 darstellt bzw. zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 optisch konjugiert ist. Mithilfe des Pupillenfacettenspiegels 14 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 15 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs für die EUV-Strahlung 10 bezeichneten Spiegeln 16, 17 und 18 werden die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 13 einander überlagernd in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 18 der Übertragungsoptik 15 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing incidence Spiegel”). Die Übertragungsoptik 15 wird zusammen mit dem Pupillenfacettenspiegel 14 auch als Folgeoptik zur Überführung der EUV-Strahlung 10 vom Feldfacettenspiegel 13 hin zum Objektfeld 5 bezeichnet. Das Beleuchtungslicht 10 wird von der Strahlungsquelle 3 hin zum Objektfeld 5 über eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen geführt. Jedem dieser Ausleuchtungskanäle ist eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels 13 und eine dieser nachgeordnete Pupillenfacette des Pupillenfacettenspiegels 14 zugeordnet. Die Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 13 und des Pupillenfacettenspiegels 14 können aktuatorisch verkippbar sein, sodass ein Wechsel der Zuordnung der Pupillenfacetten zu den Feldfacetten und entsprechend eine geänderte Konfiguration der Ausleuchtungskanäle erreicht werden kann. Es resultieren unterschiedliche Beleuchtungssettings, die sich in der Verteilung der Beleuchtungswinkel des Beleuchtungslichts 10 über das Objektfeld 5 unterscheiden.The EUV radiation 10 meets the two facet mirrors 13 . 14 at a defined angle of incidence. The two facet mirrors are in particular in the range of a normal incidence operation, ie with an angle of incidence which is less than or equal to 25 °, with the EUV radiation 10 applied. Also, an application under grazing incidence (grazing incidence) is possible. The pupil facet mirror 14 is in a plane of illumination optics 4 arranged, which is a pupil plane of the projection optics 7 represents or to a pupil plane of the projection optics 7 is optically conjugated. Using the pupil facet mirror 14 and an imaging optical assembly in the form of a transmission optics 15 with in the order of the beam path for the EUV radiation 10 designated mirrors 16 . 17 and 18 become the field facets of the field facet mirror 13 overlapping each other in the object field 5 displayed. The last mirror 18 the transmission optics 15 is a grazing incidence mirror. The transmission optics 15 becomes along with the pupil facet mirror 14 also as a follow-up optics for the transfer of EUV radiation 10 from the field facet mirror 13 towards the object field 5 designated. The illumination light 10 is from the radiation source 3 towards the object field 5 guided over a plurality of illumination channels. Each of these illumination channels is a field facet of the field facet mirror 13 and one of these downstream pupil facets of the pupil facet mirror 14 assigned. The individual mirrors of the field facet mirror 13 and the pupil facet mirror 14 can be tiltable actuator, so that a change of the assignment of the pupil facets to the field facets and correspondingly a changed configuration of the illumination channels can be achieved. This results in different lighting settings, resulting in the distribution of the illumination angle of the illumination light 10 over the object field 5 differ.

Zur Erleichterung der Erläuterung von Lagebeziehungen wird nachfolgend unter anderem ein globales kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene auf den Betrachter zu. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.To facilitate the explanation of positional relationships, a global Cartesian xyz coordinate system is used below, among other things. The x-axis runs in the 1 perpendicular to the drawing plane towards the viewer. The y- Axis runs in the 1 to the right. The z-axis runs in the 1 up.

In ausgewählten der nachfolgenden Figuren ist ein lokales kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet, wobei die x-Achse parallel zur x-Achse nach der 1 verläuft und die y-Achse mit dieser x-Achse die optische Fläche des jeweiligen optischen Elements aufspannt.In selected of the following figures, a local Cartesian xyz coordinate system is shown, wherein the x-axis parallel to the x-axis after the 1 runs and the y-axis spans the optical surface of the respective optical element with this x-axis.

Unterschiedliche Beleuchtungssettings können über eine Verkippung der Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 13 und einen entsprechenden Wechsel der Zuordnung dieser Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 13 zu den Einzelspiegeln des Pupillenfacettenspiegels 14 erreicht werden. Abhängig von der Verkippung der Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 13 werden die diesen Einzelspiegeln neu zugeordneten Einzelspiegel des Pupillenfacettenspiegels 14 so durch Verkippung nachgeführt, dass wiederum eine Abbildung der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 13 in das Objektfeld 5 gewährleistet ist.Different illumination settings can be achieved by tilting the individual mirrors of the field facet mirror 13 and a corresponding change of the assignment of these individual mirrors of the field facet mirror 13 to the individual mirrors of the pupil facet mirror 14 be achieved. Depending on the tilt of the individual mirrors of the field facet mirror 13 The individual mirrors newly assigned to these individual mirrors of the pupil facet mirror 14 so tracked by tilting, that in turn an image of the field facets of the field facet mirror 13 in the object field 5 is guaranteed.

2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Beleuchtungsoptik 24 für die Projektionsbelichtungsanlage 1. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. 2 shows an alternative embodiment of a lighting optical system 24 for the projection exposure machine 1 , Components which correspond to those described above with reference to 1 already described, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.

Von der Strahlungsquelle 3, die ebenfalls als LPP-Quelle ausgebildet sein kann, ausgehende Nutzstrahlung 10 wird zunächst von einem ersten Kollektor 25 gesammelt. Bei dem Kollektor 25 kann es sich um einen Parabolspiegel handeln, der die Strahlungsquelle 3 in die Zwischenfokusebene 12 abbildet bzw. das Licht der Strahlungsquelle 3 auf den Zwischenfokus in der Zwischenfokusebene 12 fokussiert. Der Kollektor 25 kann so betrieben werden, dass er vor der Nutzstrahlung 10 mit Einfallswinkeln nahe 0° beaufschlagt wird. Der Kollektor 25 wird dann nahe der senkrechten Inzidenz (normal incidence) betrieben und daher auch als normal incidence-(NI-)Spiegel bezeichnet. Auch ein unter streifendem Einfall betriebener Kollektor kann anstelle des Kollektors 25 zum Einsatz kommen.From the radiation source 3 , which may also be designed as an LPP source, outgoing useful radiation 10 is first from a first collector 25 collected. At the collector 25 it can be a parabolic mirror, which is the source of radiation 3 in the Zwischenfokusebene 12 images or the light of the radiation source 3 to the intermediate focus in the Zwischenfokusbene 12 focused. The collector 25 can be operated so that it is before the useful radiation 10 with incident angles near 0 ° is applied. The collector 25 is then operated close to the normal incidence and therefore also referred to as normal incidence (NI) levels. Even under grazing incidence operated collector can instead of the collector 25 be used.

Der Zwischenfokusebene 12 ist bei der Beleuchtungsoptik 24 ein Feldfacettenspiegel 26 in Form eines Multi- bzw. Mikrospiegel-Arrays (MMA) als Beispiel für eine optische Baugruppe zur Führung der Nutzstrahlung 10, also des EUV-Strahlungsbündels, nachgeordnet. Der Feldfacettenspiegel 26 ist als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet. Er weist eine Vielzahl von matrixartig zeilen- und spaltenweise in einem Array angeordneten Einzelspiegeln 27 auf. Die Einzelspiegel 27 sind aktuatorisch verkippbar ausgelegt, wie nachfolgend noch erläutert wird. Insgesamt weist der Feldfacettenspiegel 26 etwa 100000 der Einzelspiegel 27 auf. Je nach Größe der Einzelspiegel 27 kann der Feldfacettenspiegel 26 auch beispielsweise 1000, 5000, 7000 oder auch mehrere hunderttausend, beispielsweise 500000 Einzelspiegel 27 aufweisen.The intermediate focus level 12 is in the lighting optics 24 a field facet mirror 26 in the form of a multi-mirror or micromirror array (MMA) as an example of an optical assembly for guiding the useful radiation 10 , ie the EUV radiation bundle, downstream. The field facet mirror 26 is designed as a microelectromechanical system (MEMS). It has a multiplicity of individual mirrors arranged in matrix-like rows and columns in an array 27 on. The individual mirrors 27 are designed actuatable tilting, as will be explained below. Overall, the field facet mirror 26 about 100,000 of the individual mirrors 27 on. Depending on the size of the individual mirror 27 can the field facet mirror 26 for example, 1000, 5000, 7000 or even several hundred thousand, for example, 500,000 individual mirrors 27 exhibit.

Vor dem Feldfacettenspiegel 26 kann ein Spektralfilter angeordnet sein, der die Nutzstrahlung 10 von anderen, nicht für die Projektionsbelichtung nutzbaren Wellenlängenkomponenten der Emission der Strahlungsquelle 3 trennt. Der Spektralfilter ist nicht dargestellt.In front of the field facet mirror 26 can be arranged a spectral filter, which is the useful radiation 10 from other wavelength components of the radiation source emission not usable for the projection exposure 3 separates. The spectral filter is not shown.

Der Feldfacettenspiegel 26 wird mit Nutzstrahlung 10 mit einer Leistung von beispielsweise 840 W und einer Leistungsdichte von 6,5 kW/m2 beaufschlagt.The field facet mirror 26 is using useful radiation 10 with a power of for example 840 W and a power density of 6.5 kW / m 2 applied.

Das gesamte Einzelspiegel-Array des Facettenspiegels 26 hat einen Durchmesser von 500 mm und ist dicht gepackt mit den Einzelspiegeln 27 ausgelegt. Die Einzelspiegel 27 repräsentieren, soweit eine Feldfacette durch jeweils genau einen Einzelspiegel realisiert ist, bis auf einen Skalierungsfaktor die Form des Objektfeldes 5. Der Facettenspiegel 26 kann aus 500 jeweils eine Feldfacette repräsentierenden Einzelspiegeln 27 mit einer Dimension von etwa 5 mm in der y-Richtung und 100 mm in der x-Richtung gebildet sein. Alternativ zur Realisierung jeder Feldfacette durch genau einen Einzelspiegel 27 kann jede der Feldfacetten durch Gruppen von kleineren Einzelspiegeln 27 approximiert werden. Eine Feldfacette mit Dimensionen von 5 mm in der y-Richtung und von 100 mm in der x-Richtung kann z. B. mittels eines 1 × 20-Arrays von Einzelspiegeln 27 der Dimension 5 mm × 5 mm bis hin zu einem 10 × 200-Array von Einzelspiegeln 27 mit den Dimensionen 0,5 mm × 0,5 mm aufgebaut sein. Die Flächenabdeckung des kompletten Feldfacetten-Arrays durch die Einzelspiegel 27 kann 70% bis 80% betragen.The entire single-mirror array of the facet mirror 26 has a diameter of 500 mm and is densely packed with the individual mirrors 27 designed. The individual mirrors 27 represent, as far as a field facet is realized by exactly one individual mirror, except for a scaling factor, the shape of the object field 5 , The facet mirror 26 can consist of 500 individual mirrors each representing a field facet 27 be formed with a dimension of about 5 mm in the y-direction and 100 mm in the x-direction. Alternatively to the realization of each field facet by exactly one single mirror 27 Each of the field facets can be divided into groups of smaller individual mirrors 27 be approximated. A field facet with dimensions of 5mm in the y-direction and 100mm in the x-direction may e.g. B. by means of a 1 × 20 array of individual mirrors 27 5 mm × 5 mm to a 10 × 200 array of individual mirrors 27 be constructed with the dimensions 0.5 mm × 0.5 mm. The area coverage of the complete field facet array by the individual mirrors 27 can be 70% to 80%.

Von den Einzelspiegeln 27 des Facettenspiegels 26 wird das Nutzlicht 10 hin zu einem Pupillenfacettenspiegel 28 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 28 hat etwa 2.000 statische Pupillenfacetten 29. Diese sind in einer Mehrzahl konzentrischer Ringe nebeneinander angeordnet, sodass die Pupillenfacette 29 des innersten Rings sektorförmig und die Pupillenfacetten 29 der sich hieran unmittelbar anschließenden Ringe ringsektorförmig gestaltet sind. In einem Quadranten des Pupillenfacettenspiegels 28 können in jedem der Ringe 12 Pupillenfacetten 29 nebeneinander vorliegen. Jeder der in der 3 dargestellten Ringsektoren ist wiederum von einer Mehrzahl von Einzelspiegeln 27 gebildet.From the individual mirrors 27 of the facet mirror 26 becomes the useful light 10 towards a pupil facet mirror 28 reflected. The pupil facet mirror 28 has about 2,000 static pupil facets 29 , These are arranged side by side in a plurality of concentric rings, so that the pupil facet 29 of the innermost ring sector-shaped and the pupil facets 29 the rings immediately adjacent thereto are designed ring sector-shaped. In a quadrant of the pupil facet mirror 28 can in each of the rings 12 pupil facets 29 coexist. Everyone in the 3 shown ring sectors is in turn of a plurality of individual mirrors 27 educated.

Von den Pupillenfacetten 29 wird das Nutzlicht 10 hin zu einem reflektierenden Retikel 30 reflektiert, das in der Objektebene 6 angeordnet ist. Es schließt sich dann die Projektionsoptik 7 an, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 erläutert.From the pupil facets 29 becomes the useful light 10 towards a reflective reticle 30 reflected in the object plane 6 is arranged. It then closes the projection optics 7 as described above in connection with the projection exposure apparatus 1 explained.

Zwischen dem Facettenspiegel 28 und dem Retikel 30 kann wiederum eine Übertragungsoptik vorgesehen sein, wie vorstehend in Zusammenhang mit der Beleuchtungsoptik 4 nach 1 erläutert.Between the facet mirror 28 and the reticle 30 In turn, a transmission optics can be provided, as above in connection with the illumination optics 4 to 1 explained.

3 zeigt beispielhaft eine Ausleuchtung der Pupillenfacetten 29 des Pupillenfacettenspiegels 28, mit der angenähert ein konventionelles Beleuchtungssetting erreicht werden kann. In den beiden inneren Pupillenfacettenringen des Pupillenfacettenspiegels 28 wird in Umfangsrichtung jede zweite der Pupillenfacetten 29 beleuchtet. Diese alternierende Beleuchtungsdarstellung in der 3 soll symbolisieren, dass die bei diesem Beleuchtungssetting realisierte Füllungsdichte um einen Faktor 2 geringer ist als bei einem annularen Beleuchtungssetting. Angestrebt wird in den beiden inneren Pupillenfacettenringen ebenfalls eine homogene Beleuchtungsverteilung, allerdings mit um einen Faktor 2 geringerer Belegungsdichte. Die beiden äußeren in 3 dargestellten Pupillenfacettenringe werden nicht beleuchtet. 3 shows an example of an illumination of the pupil facets 29 of the pupil facet mirror 28 with which a conventional lighting setting can be achieved approximately. In the two inner pupil facet rings of the pupil facet mirror 28 in the circumferential direction, every second of the pupil facets becomes 29 illuminated. This alternating illumination representation in the 3 is intended to symbolize that the filling density realized in this lighting setting is lower by a factor of 2 than in an annular lighting setting. The aim is also in the two inner Pupillenfacettenringen a homogeneous illumination distribution, but with a factor of 2 lower occupation density. The two outer in 3 illustrated pupil facet rings are not illuminated.

4 zeigt schematisch die Verhältnisse bei der Beleuchtungsoptik 24, soweit dort ein annulares Beleuchtungssetting eingestellt ist. Die Einzelspiegel 27 des Feldfacettenspiegels 26 sind derart aktuatorisch mit Hilfe nachfolgend noch erläuterter Aktuatoren verkippt, sodass auf dem Pupillenfacettenspiegel 28 ein äußerer Ring der ringsektorförmigen Pupillenfacette 29 mit dem Nutzlicht 10 beleuchtet ist. Diese Beleuchtung des Pupillenfacettenspiegels 28 ist in der 5 dargestellt. Die Verkippung der Einzelspiegel 27 zur Erzeugung dieser Beleuchtung ist in der 4 am Beispiel eines der Einzelspiegel 27 beispielhaft angedeutet. 4 schematically shows the conditions in the illumination optics 24 as far as an annular lighting setting is set there. The individual mirrors 27 of the field facet mirror 26 are thus actuated tilted with the help of the following explained actuators, so that on the pupil facet mirror 28 an outer ring of the annular sector-shaped pupil facet 29 with the useful light 10 is lit. This illumination of the pupil facet mirror 28 is in the 5 shown. The tilting of the individual mirrors 27 to generate this lighting is in the 4 the example of one of the individual mirrors 27 indicated by way of example.

Zum Umstellen der Beleuchtungssettings entsprechend den 2, und 4 ist ein Kippwinkel der Einzelspiegel 27 im Bereich von ± 50 mrad erforderlich. Die jeweilige Kippposition für das einzustellende Beleuchtungssetting muss mit einer Genauigkeit von 0,2 mrad eingehalten werden.To change the lighting settings according to 2 , and 4 is a tilt angle of the individual mirror 27 required in the range of ± 50 mrad. The respective tilt position for the lighting setting to be set must be maintained with an accuracy of 0.2 mrad.

Die Einzelspiegel 27 des Feldfacettenspiegels 26 bzw. die entsprechend aufgebauten Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 13 und des Pupillenfacettenspiegels 14 bei der Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 nach 1 tragen Multilayer-Beschichtungen zur Optimierung ihrer Reflektivität bei der Wellenlänge der Nutzstrahlung 10. Die Temperatur der Multilayer-Beschichtungen sollte 425 K beim Betreiben der Projektionsbelichtungsanlage 1 nicht überschreiten.The individual mirrors 27 of the field facet mirror 26 or the correspondingly constructed individual mirrors of the field facet mirror 13 and the pupil facet mirror 14 in the execution of the illumination optics 4 to 1 Apply multilayer coatings to optimize their reflectivity at the wavelength of the useful radiation 10 , The temperature of the multilayer coatings should be 425 K while operating the projection exposure equipment 1 do not exceed.

Dies wird durch einen Aufbau der Einzelspiegel erreicht, der (vgl. 6) nachfolgend beispielhaft anhand eines der Einzelspiegel 27 des Feldfacettenspiegels 26 erläutert wird.This is achieved by a construction of the individual mirrors, which (cf. 6 ) below by way of example with reference to one of the individual mirrors 27 of the field facet mirror 26 is explained.

Die Einzelspiegel 27 der Beleuchtungsoptik 4 bzw. 24 sind in einer evakuierbaren Kammer 32 untergebracht, von der in den 2 und 6 eine Begrenzungswand 33 angedeutet ist. Die Kammer 32 kommuniziert über eine Fluidleitung 33a, in der ein Absperrventil 33b untergebracht ist, mit einer Vakuumpumpe 33c. Der Betriebsdruck in der evakuierbaren Kammer 32 beträgt einige Pascal, insbesondere 3 Pa bis 5 Pa (Partialdruck H2). Alle anderen Partialdrücke liegen deutlich unterhalb von 1 × 10–7 mbar.The individual mirrors 27 the illumination optics 4 respectively. 24 are in an evacuable chamber 32 housed in the 2 and 6 a boundary wall 33 is indicated. The chamber 32 communicates via a fluid line 33a in which a shut-off valve 33b is housed, with a vacuum pump 33c , The operating pressure in the evacuable chamber 32 is some Pascal, in particular 3 Pa to 5 Pa (partial pressure H 2 ). All other partial pressures are well below 1 × 10 -7 mbar.

Der die Mehrzahl von Einzelspiegeln 27 aufweisende Spiegel bildet zusammen mit der evakuierbaren Kammer 32 eine optische Baugruppe zur Führung eines Bündels der EUV-Strahlung 10. Der Einzelspiegel 27 kann Teil eines der Facettenspiegel 13, 14 bzw. 26, 28 sein.The the majority of individual mirrors 27 having mirror forms together with the evacuable chamber 32 an optical assembly for guiding a bundle of EUV radiation 10 , The individual mirror 27 can be part of one of the facet mirrors 13 . 14 respectively. 26 . 28 be.

Jeder der Einzelspiegel 27 kann eine beaufschlagbare Reflexionsfläche 34 mit Abmessungen von 0,1 mm × 0,1 mm, 0,5 mm × 0,5 mm oder auch von 5 mm × 5 mm und größer aufweisen. Die Reflexionsfläche 34 ist Teil eines Spiegelkörpers 35 des Einzelspiegels 27. Der Spiegelkörper 35 trägt die Mehrlagen-(Multilayer)-Beschichtung.Each of the individual mirrors 27 can be acted upon reflection surface 34 having dimensions of 0.1 mm × 0.1 mm, 0.5 mm × 0.5 mm or even 5 mm × 5 mm and larger. The reflection surface 34 is part of a mirror body 35 of the single mirror 27 , The mirror body 35 wears the multilayer coating.

Die Reflexionsflächen 34 der Einzelspiegel 27 ergänzen sich zu einer gesamten Spiegel-Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 26. Entsprechend können sich die Reflexionsflächen 34 auch zur gesamten Spiegel-Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 13 oder des Pupillenfacettenspiegels 14 ergänzen.The reflection surfaces 34 the individual mirror 27 complement each other to a total mirror reflection surface of the field facet mirror 26 , Accordingly, the reflection surfaces can 34 also to the total mirror reflection surface of the field facet mirror 13 or the pupil facet mirror 14 complete.

Eine Tragstruktur 36 oder ein Substrat des Einzelspiegels 27 ist über einen Wärmeleitungsabschnitt 37 mit dem Spiegelkörper 35 mechanisch verbunden (vgl. 6). Teil des Wärmeleitungsabschnitts 37 ist ein Gelenkkörper 38, der eine Verkippung des Spiegelkörpers 35 relativ zur Tragstruktur 36 zulässt. Der Gelenkkörper 38 kann als Festkörpergelenk ausgebildet sein, das eine Verkippung des Spiegelkörpers 35 um definierte Kipp-Freiheitsgrade, beispielsweise um eine oder um zwei Kippachsen zulässt. Der Gelenkkörper 38 hat einen äußeren Haltering 39, der an der Tragstruktur 36 festgelegt ist. Weiterhin hat der Gelenkkörper 38 einen gelenkig mit dem Haltering 39 verbundenen inneren Haltekörper 40. Dieser ist zentral unter der Reflexionsfläche 34 angeordnet. Zwischen dem zentralen Haltekörper 40 und dem Spiegelkörper 35 ist ein Abstandshalter 41 angeordnet.A support structure 36 or a substrate of the single mirror 27 is over a heat pipe section 37 with the mirror body 35 mechanically connected (cf. 6 ). Part of the heat pipe section 37 is a joint body 38 that tilts the mirror body 35 relative to the support structure 36 allows. The joint body 38 can be designed as a solid-body joint, which is a tilting of the mirror body 35 by defined tilting degrees of freedom, for example, by one or two tilt axes permits. The joint body 38 has an outer retaining ring 39 that is attached to the support structure 36 is fixed. Furthermore, the joint body has 38 one articulated with the retaining ring 39 connected inner holding body 40 , This is centrally located under the reflection surface 34 arranged. Between the central holding body 40 and the mirror body 35 is a spacer 41 arranged.

Im Spiegelkörper 35 deponierte Wärme, also insbesondere der im Spiegelkörper 35 absorbierte Anteil der auf den Einzelspiegel 27 auftreffenden Nutzstrahlung 10, wird über den Wärmeleitungsabschnitt 37, nämlich über den Abstandshalter 41, den zentralen Haltekörper 40 und den Gelenkkörper 38 sowie den Halter 39 hin zur Tragstruktur 36 abgeführt. Über den Wärmeleitungsabschnitt 37 kann eine Wärmeleistungsdichte von 20 kW/m2 oder eine Wärmeleistung von mindestens 160 mW an die Tragstruktur 36 abgeführt werden. Der Wärmeleitungsabschnitt 37 ist alternativ zur Abführung einer Wärmeleistungsdichte von mindestens 1 kW/m2 oder einer vom Spiegelkörper 35 aufgenommenen Leistung von mindestens 50 mW auf die Tragstruktur 36 ausgebildet. Bei der aufgenommenen Leistung kann es sich neben absorbierter Leistung der Emission der Strahlungsquelle 3 auch beispielsweise um aufgenommene elektrische Leistung handeln. Die Tragstruktur 36 weist Kühlkanäle 42 auf, durch die ein aktives Kühlfluid geführt ist.In the mirror body 35 deposited heat, so in particular the mirror body 35 absorbed portion of the individual mirror 27 incident useful radiation 10 , is via the heat pipe section 37 , namely about the spacer 41 , the central holding body 40 and the joint body 38 as well as the holder 39 towards the supporting structure 36 dissipated. About the heat pipe section 37 can have a heat density of 20 kW / m 2 or a heat output of at least 160 mW to the support structure 36 be dissipated. The heat pipe section 37 is an alternative to dissipating a thermal power density of at least 1 kW / m 2 or one of the mirror body 35 absorbed power of at least 50 mW on the support structure 36 educated. The absorbed power may be, in addition to absorbed power, the emission of the radiation source 3 Also, for example, act on recorded electrical power. The supporting structure 36 has cooling channels 42 through which an active cooling fluid is passed.

Auf der vom Abstandshalter 41 abgewandten Seite des Haltekörpers 40 ist an diesem ein den Abstandshalter 41 mit kleineren Außendurchmesser fortsetzender Aktuatorstift 43 montiert. Der Aktuatorstift 43 umfasst einen Hebelarm 110 und ein Aktuationselement 111. Das Aktuationselement 111 ist insbesondere mit einem Ende des Hebelarms 110 verbunden. Es ist insbesondere mit dem dem Spiegelkörper 35 abgewandten Ende des Hebelarms 110 verbunden. Der Hebelarm 110 ist insbesondere senkrecht zum Spiegelkörper 35 angeordnet. Der Hebelarm 110 weist eine sich in einer Längsrichtung 112 erstreckende Länge L auf. Unter der Länge L sei insbesondere der Abstand von der Lagerung des Hebelarms 110, insbesondere seiner durch den Gelenkkörper 38 definierten Schwenkachse bzw. Schwenkachsen und seinem mit dem Aktuationselement 111 verbundenen freien Ende verstanden.On the from the spacer 41 opposite side of the holding body 40 At this one is the spacer 41 with smaller outer diameter continuing actuator pin 43 assembled. The actuator pin 43 includes a lever arm 110 and an actuation element 111 , The actuation element 111 is in particular with one end of the lever arm 110 connected. It is especially with the mirror body 35 opposite end of the lever arm 110 connected. The lever arm 110 is in particular perpendicular to the mirror body 35 arranged. The lever arm 110 has a longitudinal direction 112 extending length L on. In particular, the length L is the distance from the bearing of the lever arm 110 , in particular its through the joint body 38 defined pivot axis or pivot axes and its with the Aktuationselement 111 connected free end understood.

Der Hebelarm 110 ist passiv, d. h. er trägt nicht aktiv zum vom Aktuatorstift ausübbaren Torsionsmoment bei.The lever arm 110 is passive, ie it does not actively contribute to the torsional moment exerted by the actuator pin.

Gemäß der in der 6 dargestellten Ausführungsform ist das Aktuationselement 111 als Permanentmagnet 44 ausgebildet. Ein Nordpol und ein Südpol des Permanentmagneten 44 sind bezüglich der Längsrichtung 112 des Aktuatorstifts 43 nebeneinander angeordnet, sodass sich ein Verlauf von magnetischen Feldlinien 45 ergibt, wie in der 6 angedeutet. Die Pole des Permanentmagneten 44 sind insbesondere derart angeordnet, dass ihre Verbindungslinie quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung 112 des Aktuatorstifts 43 verläuft. Die Tragstruktur 36 ist als den Aktuatorstift 43 umgebende Hülse ausgestaltet. Die Tragstruktur 36 kann beispielsweise ein Silizium-Wafer sein, auf dem ein ganzes Array von Einzelspiegeln 27 nach Art des in der 6 gezeigten Einzelspiegels 27 angeordnet ist.According to the in the 6 The embodiment shown is the actuation element 111 as a permanent magnet 44 educated. A north pole and a south pole of the permanent magnet 44 are with respect to the longitudinal direction 112 of the actuator pin 43 arranged side by side, so that a course of magnetic field lines 45 results as in the 6 indicated. The poles of the permanent magnet 44 are in particular arranged such that their connecting line transversely, in particular perpendicular to the longitudinal direction 112 of the actuator pin 43 runs. The supporting structure 36 is as the actuator pin 43 surrounding sleeve configured. The supporting structure 36 may be, for example, a silicon wafer on which a whole array of individual mirrors 27 by type of in the 6 shown individual mirror 27 is arranged.

Auf der dem Spiegelkörper 35 abgewandten Seite der Tragstruktur 36 und des Aktuatorstifts 43 ist eine Kühlplatte 46 angeordnet. Die Kühlplatte 46 kann durchgehend für alle der Einzelspiegel 27 des Feldfacettenspiegels 26 vorgesehen sein. In der Kühlplatte 46 sind weitere Kühlkanäle 42 angeordnet, durch die das Kühlfluid aktiv geleitet wird.On the mirror body 35 opposite side of the support structure 36 and the actuator pin 43 is a cooling plate 46 arranged. The cooling plate 46 Can be used continuously for all of the individual mirrors 27 of the field facet mirror 26 be provided. In the cooling plate 46 are more cooling channels 42 arranged, through which the cooling fluid is actively passed.

Die Tragstruktur 36 sowie die Kühlplatte 46 sorgen für eine zusätzliche Strahlungskühlung der wärmebelasteten Komponenten des Einzelspiegels 27, insbesondere für eine Strahlungskühlung des Aktuatorstifts 43.The supporting structure 36 as well as the cooling plate 46 provide additional radiation cooling of the heat-loaded components of the single mirror 27 , in particular for radiation cooling of the actuator pin 43 ,

Auf einer dem Aktuatorstift 43 zugewandten Oberfläche 47 der Tragstruktur 36 sind Leiterbahnen 48 aufgedruckt. Die Kühlplatte 46 dient als Grundkörper zum Aufdrucken der Leiterbahnen 48. Ein Stromfluss durch die Leiterbahnen 48 vermittelt eine Lorentzkraft 49 an den Permanentmagneten 44, für die eine Kraftrichtung in der 6 beispielhaft angedeutet ist. Durch entsprechenden Stromfluss durch die Leiterbahnen 48 lässt sich der Aktuatorstift 43 daher auslenken und entsprechend der Spiegelkörper 35 verkippen.On a the actuator pin 43 facing surface 47 the supporting structure 36 are tracks 48 printed. The cooling plate 46 serves as a base for imprinting the printed conductors 48 , A current flow through the tracks 48 conveys a Lorentz force 49 at the permanent magnets 44 for which a force direction in the 6 is indicated by way of example. By appropriate current flow through the tracks 48 can be the actuator pin 43 therefore deflect and according to the mirror body 35 tilt.

Der Einzelspiegel 27 hat also einen Aktuator in Form eines elektromagnetisch arbeitenden Aktuators speziell in Form eines Lorentz-Aktuators. Ein Lorentz-Aktuator ist grundsätzlich beispielsweise aus der US 7,145,269 B2 bekannt. Ein derartiger Lorentz-Aktuator lässt sich in einem Batch-Prozess als mikroelektromechanisches System (micro-elekctro-mechanical system, MEMS) herstellen. Ein derartiger Aktuator wird daher im Folgenden auch als Mikroaktuator 50 bezeichnet. Mit einem derartigen Lorentz-Aktuator lässt sich eine Kraftdichte von 20 kPa erreichen. Die Kraftdichte ist definiert als das Verhältnis aus der Aktuatorkraft zu derjenigen Fläche des Aktuators, über die die Aktuatorkraft wirkt. Als Maß für die an sich zu betrachtende Seitenfläche des Aktuators, über die die Aktuatorkraft wirkt, kann der Querschnitt des Aktuatorstifts 43 dienen.The individual mirror 27 So has an actuator in the form of an electromagnetically operating actuator, especially in the form of a Lorentz actuator. A Lorentz actuator is basically for example from the US 7,145,269 B2 known. Such a Lorentz actuator can be produced in a batch process as a micro-electro-mechanical system (microelectromechanical system, MEMS). Such an actuator will therefore also be referred to below as a microactuator 50 designated. With such a Lorentz actuator, a force density of 20 kPa can be achieved. The force density is defined as the ratio of the actuator force to that area of the actuator over which the actuator force acts. As a measure of the per se to be considered side surface of the actuator over which the Aktuatorkraft acts, the cross section of the Aktuatorstifts 43 serve.

Alternativ zur Ausführung als Lorentz-Aktuatoren können die Einzelspiegel 27 auch noch als Reluktanz-Aktuatoren, beispielsweise nach Art der WO2007/134574A oder als Piezo-Aktuatoren ausgebildet sein. Mit einem Reluktanz-Aktuator lässt sich eine Kraftdichte von 50 kPa erreichen. Je nach Ausgestaltung lässt sich mit einem Piezo-Aktuator eine Kraftdichte von 50 kPa bis 1 MPa erreichen.Alternatively to the design as Lorentz actuators, the individual mirrors 27 even as reluctance actuators, for example, the type of WO2007 / 134574A or be designed as piezo actuators. With a reluctance actuator, a force density of 50 kPa can be achieved. Depending on the configuration, a force of 50 kPa to 1 MPa can be achieved with a piezo actuator.

Dargestellt sind bei der Ausführung nach 6 Leiterbahnen 48, die in Form von einander gegenüberliegenden Gruppen aufgedruckt sind.Shown in the execution after 6 conductor tracks 48 , which are printed in the form of opposing groups.

7 zeigt eine Variante des Gelenkkörpers 38 zwischen dem Haltering 39 und dem zentralen Haltekörper 40. Der Gelenkkörper 38 hat eine Vielzahl benachbarter Festkörpergelenke 55, die als Wärmeleitungsstreifen dienen und einen derart geringen Streifenquerschnitt haben, dass sie elastisch und flexibel sind. Die einander direkt benachbarten Festkörpergelenke 55 sind voneinander getrennt ausgeführt und verbinden den Haltering 39 mit dem zentralen Haltekörper 40. Im Bereich des Übergangs der Festkörpergelenke 55 hin zum äußeren Haltering 39 verlaufen die Festkörpergelenke 55 in etwa tangential. Im Bereich des Übergangs der Festkörpergelenke 55 hin zum zentralen Haltekörper 40 verlaufen die Festkörpergelenke 55 in etwa radial. 7 shows a variant of the joint body 38 between the retaining ring 39 and the central holding body 40 , The joint body 38 has a Variety of adjacent solid-state joints 55 , which serve as heat conduction strips and have such a small strip cross-section that they are elastic and flexible. The directly adjacent solid joints 55 are separated from each other and connect the retaining ring 39 with the central holding body 40 , In the area of the transition of the solid-state joints 55 towards the outer retaining ring 39 the solid joints are lost 55 approximately tangential. In the area of the transition of the solid-state joints 55 towards the central holding body 40 the solid joints are lost 55 in about radial.

Die Festkörpergelenke 55 haben zwischen dem Haltering 39 und dem zentralen Haltekörper 40 einen gebogenen Verlauf.The solid joints 55 have between the retaining ring 39 and the central holding body 40 a curved course.

Aufgrund dieses Verlaufs der Festkörpergelenke 55 ergibt sich eine charakteristische Steifigkeit des durch diese Festkörpergelenke 55 gebildeten Gelenkkörpers 38 in Bezug auf die Gegenkraft, die dieser Gelenkkörper 38 der auf den Aktuatorstift 43 ausgeübten Aktuatorkraft entgegenbringt.Because of this course of solid-state joints 55 results in a characteristic stiffness of the through these solid joints 55 formed joint body 38 in terms of the opposing force that this articulated body 38 the on the actuator pin 43 exercised actuator power.

Alternativ zum in der 7 dargestellten gebogenen Verlauf der Festkörpergelenke 55 können diese auch anders geformt sein und/oder einen anderen Verlauf aufweisen, je nachdem, welche Steifigkeitsanforderungen in Bezug auf eine Steifigkeit des Gelenkkörpers 38 in der Ebene des Halterings 39 und senkrecht hierzu gefordert ist.Alternatively to in the 7 illustrated curved course of the solid-state joints 55 These may also be shaped differently and / or have a different course, depending on which stiffness requirements with respect to a stiffness of the joint body 38 in the plane of the retaining ring 39 and is required perpendicular to this.

Außerdem kann der Gelenkkörper 38 Führungselemente aufweisen, mittels welchen die Verlagerungsfreiheitsgrade, insbesondere die Kippfreiheitsgrade des Aktuatorstifts 43 definiert werden können. Mittels derartiger Führungselemente ist es möglich, die Verkippbarkeit des Aktuatorstifts 43 auf vorgegebene Richtungen, insbesondere auf zwei senkrecht zueinander stehende Richtungen einzuschränken.In addition, the joint body can 38 Having guide elements, by means of which the displacement degrees of freedom, in particular the Kippfreiheitsgrade the actuator pin 43 can be defined. By means of such guide elements, it is possible to tilt the actuator pin 43 Restrict to predetermined directions, in particular to two mutually perpendicular directions.

Die Festkörpergelenke 55 ergeben insgesamt eine als geschlitzte Membran ausgeführte Festkörpergelenkeinrichtung. Durch die dargestellte Streifen-Strukturierung der Membran wird eine deutlich verbesserte mechanische Nachgiebigkeit in Aktuierungsrichtung ohne große Einbußen bei der Wärmeleitfähigkeit, insbesondere bei der abführbaren thermischen Leistungsdichte, erreicht. Die verbesserte mechanische Nachgiebigkeit führt zu einer Reduzierung der notwendigen Aktuierungskraft für den zentralen Haltekörper 40 und damit den hiermit verbundenen Einzelspiegel.The solid joints 55 result in a total designed as a slotted membrane solid state hinge device. The illustrated strip structuring of the membrane achieves a significantly improved mechanical compliance in the actuation direction without great losses in the thermal conductivity, in particular in the case of the dissipative thermal power density. The improved mechanical compliance leads to a reduction of the necessary Aktuierungskraft for the central holding body 40 and thus the associated individual mirror.

Eine Summe der Reflexionsflächen 34 auf den Spiegelkörpern 35 ist größer als das 0,5-fache einer von der Gesamt-Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 26 belegten Gesamtfläche. Die Gesamtfläche ist dabei definiert als die Summe der Reflexionsflächen 34 zuzüglich der Flächenbelegung durch die Zwischenräume zwischen den Reflexionsflächen 34. Ein Verhältnis der Summe der Reflexionsflächen der Spiegelkörper einerseits zu dieser Gesamtfläche wird auch als Integrationsdichte bezeichnet. Diese Integrationsdichte kann auch größer sein als 0,6, insbesondere größer als 0,7.A sum of reflection surfaces 34 on the mirror bodies 35 is greater than 0.5 times one of the total reflection area of the field facet mirror 26 occupied total area. The total area is defined as the sum of the reflection surfaces 34 plus the area occupied by the spaces between the reflecting surfaces 34 , A ratio of the sum of the reflection surfaces of the mirror bodies on the one hand to this total area is also referred to as the integration density. This integration density can also be greater than 0.6, in particular greater than 0.7.

Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird wenigstens ein Teil des Retikels 30 auf einen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer zur lithografischen Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements, insbesondere eines Halbleiterbauelements, z. B. eines Mikrochips abgebildet. Je nach Ausführung der Projektionsbelichtungsanlage 1 als Scanner oder als Stepper werden das Retikel 30 und der Wafer zeitlich synchronisiert in der y-Richtung kontinuierlich im Scannerbetrieb oder schrittweise im Stepperbetrieb verfahren.With the help of the projection exposure system 1 becomes at least a part of the reticle 30 to a region of a photosensitive layer on the wafer for lithographic production of a micro- or nanostructured device, in particular a semiconductor device, for. B. a microchip shown. Depending on the version of the projection exposure system 1 as a scanner or as a stepper become the reticle 30 and the wafer is temporally synchronized in the y-direction continuously in scanner mode or stepwise in stepper mode.

Die optische Baugruppe gemäß 6 wird im Ultrahochvakuum, insbesondere bei einem H2-Partialdruck im Bereich von 3 Pa bis 5 Pa, betrieben. Bei einer typischen Beaufschlagung der Reflexionsfläche 34 mit EUV-Strahlung 10 hat der Spiegelkörper 35 eine Temperatur von maximal 425 K. Über den Abstandshalter 41 fällt diese Temperatur bis zum Haltekörper 40 und zum Haltering 39 um 100 K ab. Zwischen dem Haltering 39 und den Kühlkanälen 42 in der Tragstruktur 36 liegt ein weiteres Temperaturgefälle von 30 K vor.The optical assembly according to 6 is operated in ultrahigh vacuum, in particular at an H 2 partial pressure in the range of 3 Pa to 5 Pa. For a typical application of the reflection surface 34 with EUV radiation 10 has the mirror body 35 a maximum temperature of 425 K. About the spacer 41 this temperature falls to the holding body 40 and to the retaining ring 39 at 100K. Between the retaining ring 39 and the cooling channels 42 in the supporting structure 36 there is another temperature gradient of 30K.

In der Kühlplatte 46 liegt eine Temperatur von etwa 300 K vor.In the cooling plate 46 is a temperature of about 300 K before.

Anhand der 8 und 9 wird nachfolgend eine weitere Ausführung von Einzelspiegeln beschrieben, die nachfolgend beispielhaft anhand zweier Einzelspiegel 27 des Feldfacettenspiegels 26 erläutert wird. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 und insbesondere unter Bezugnahme auf die 6 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.Based on 8th and 9 a further embodiment of individual mirrors will be described below, the example below with reference to two individual mirrors 27 of the field facet mirror 26 is explained. Components which correspond to those described above with reference to 1 to 7 and in particular with reference to 6 already described, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.

Die Ausführung der Einzelspiegel 27 nach den 8 und 9 unterscheidet sich von derjenigen nach der 6 zunächst durch die Gestaltung des Wärmeleitungsabschnitts 37. Dieser ist bei der Ausgestaltung nach den 8 und 9 aus insgesamt drei spiralförmig ausgeführten Wärmeleitungsstreifen 56, 57 und 58 zusammengesetzt und stellt eine geschlitzte Membran dar. Der nähere Aufbau der nach Art dreier ineinander verschachtelter Spiralfedern angeordneten Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58 ergibt sich aus der Schnittdarstellung der 9. Die Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58 sind radial um ein Zentrum 59 des Einzelspiegels 27 herumführend ausgeführt. In Bezug auf das Zentrum 59 an einem radial inneren Verbindungsabschnitt 60 des Wärmeleitungsabschnitts 37 nach den 8 und 9 ist ein Verbindungsübergang 56i, 57i, 58i jeweils des Wärmeleitungsstreifens 56, 57, 58 mit dem Spiegelkörper 35 angeordnet. Der radial innere Verbindungsabschnitt 60 des Wärmeleitungsabschnitts 37 stellt gleichzeitig den Haltekörper 40 dar. Die Verbindung des jeweiligen Wärmeleitungsstreifens 56 bis 58 mit dem Spiegelkörper 35 geschieht über den Verbindungsübergang 56i, 57i, 58i, den zentralen Haltekörper 40 und den Abstandshalter 41.The execution of the individual mirrors 27 after the 8th and 9 is different from the one after the 6 first by the design of the heat pipe section 37 , This is in the embodiment of the 8th and 9 from a total of three spirally executed heat conduction strips 56 . 57 and 58 composed and represents a slotted membrane. The closer structure of the kind of three nested spiral springs arranged heat conduction strip 56 to 58 follows from the sectional view of 9 , The heat pipe strips 56 to 58 are radially around a center 59 of the single mirror 27 running around. In terms of the center 59 at one radially inner connecting portion 60 of the heat pipe section 37 after the 8th and 9 is a connection transition 56i . 57i . 58i each of the heat pipe strip 56 . 57 . 58 with the mirror body 35 arranged. The radially inner connecting portion 60 of the heat pipe section 37 simultaneously represents the holding body 40 dar. The connection of the respective heat conduction strip 56 to 58 with the mirror body 35 happens via the connection transition 56i . 57i . 58i , the central holding body 40 and the spacer 41 ,

An einem radial äußeren Verbindungsabschnitt 61 ist ein Verbindungsübergang 56a, 57a, 58a des jeweiligen Wärmeleitungsstreifens 56, 57, 58 mit der Tragstruktur 36 angeordnet. Die Verbindung der Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58 mit der Tragstruktur 36 erfolgt über die Verbindungsübergänge 56a, 57a, 58a, den äußeren Verbindungsabschnitt 61, der gleichzeitig den Haltering 39 darstellt, und die Hülse der Tragstruktur 36.At a radially outer connecting portion 61 is a connection transition 56a . 57a . 58a of the respective heat conduction strip 56 . 57 . 58 with the supporting structure 36 arranged. The connection of the heat pipe strips 56 to 58 with the supporting structure 36 takes place via the connection transitions 56a . 57a . 58a , the outer connecting portion 61 , at the same time the retaining ring 39 represents, and the sleeve of the support structure 36 ,

Die Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58 verlaufen voneinander über Zwischenräume getrennt. Jeder der Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58 verbindet unabhängig von den anderen Wärmeleitungsstreifen den Spiegelkörper 35 mit der Tragstruktur 36. Die Tragstruktur 36 kann, wie in der 9 angedeutet, nach außen bin rechteckig begrenzt sein.The heat pipe strips 56 to 58 are separated from each other by gaps. Each of the heat pipe strips 56 to 58 connects the mirror body independently of the other heat conduction strips 35 with the supporting structure 36 , The supporting structure 36 can, as in the 9 indicated, outwardly, be rectangular limited.

Die Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58 sind so angeordnet, dass sie auf einem Radius zwischen dem inneren Verbindungsabschnitt 60 und dem äußeren Verbindungsabschnitt 61 aufeinander folgen, wobei zwischen benachbarten der Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58 jeweils ein Zwischenraum vorliegt.The heat pipe strips 56 to 58 are arranged so that they are at a radius between the inner connecting portion 60 and the outer connecting portion 61 follow one another, being between adjacent ones of the heat-conducting strips 56 to 58 in each case there is a gap.

Bei dieser Ausführungsform können wiederum Führungselemente zur Definition eindeutig bestimmter Kippfreiheitsgrade vorgesehen sein.In this embodiment, in turn guide elements can be provided for the definition of clearly determined Kippfreiheitsgrade.

Bei der Ausführung gemäß den 8 und 9 umfasst das Aktuationselement 111 eine oder mehrere Elektroden 113. Die Elektroden 113 sind mit dem Hebelarm 110 verbunden. Der Aktuatorstift 43 ist somit als Elektrodenstift ausgebildet.In the execution according to the 8th and 9 includes the actuation element 111 one or more electrodes 113 , The electrodes 113 are with the lever arm 110 connected. The actuator pin 43 is thus formed as an electrode pin.

In der Hülse der Tragstruktur 36 sind insgesamt drei Elektroden 62, 63, 64 integriert, die in Umfangsrichtung um das Zentrum 59, jeweils etwa knapp 120° überstreckend, gegeneinander elektrisch isoliert angeordnet sind. Die Elektroden 62 bis 64 stellen Gegenelektroden zum im Fall der Ausführung nach den 8 und 9 als Elektrodenstift ausgebildeten Aktuatorstift 43 dar. Der Aktuatorstift 43 kann als Hohlzylinder ausgeführt sein. Bei einer weiteren Ausführungsform des Einzelspiegels 27 können auch vier oder mehr Elektroden anstelle der drei Elektroden 62 bis 64 vorhanden sein.In the sleeve of the support structure 36 are a total of three electrodes 62 . 63 . 64 integrated in the circumferential direction around the center 59 , each about 120 ° overstretching, are arranged against each other electrically isolated. The electrodes 62 to 64 counter electrodes in the case of the execution according to the 8th and 9 formed as an electrode pin actuator pin 43 dar. The actuator pin 43 can be designed as a hollow cylinder. In a further embodiment of the single mirror 27 can also use four or more electrodes instead of the three electrodes 62 to 64 to be available.

In der 8 rechts ist der Einzelspiegel 27 in der Ausführung nach den 8 und 9 in einer gekippten Stellung gezeigt, in der die Gegenelektrode 64 eine Potenzialdifferenz zur Elektrode 113 aufweist. Aufgrund dieser Potenzialdifferenz ergibt sich eine Kraft FE, die das freie Ende des Aktuatorstifts 43 hin zur Gegenelektrode 64 zieht, was zu einer entsprechenden Verkippung des Einzelspiegels 27 führt. Die federnde Membranaufhängung aus den drei Wärmeleitungsstreifen 56, 57, 58 sorgt dabei für eine nachgiebige und kontrollierte Verkippung des Einzelspiegels 27. Zudem sorgt diese federnde Membranaufhängung für eine hohe Steifigkeit des Einzelspiegels 27 gegenüber translatorischen Bewegungen in der Membranebene der federnden Membranaufhängung, was auch als hohe in-plane-Steifigkeit bezeichnet ist. Diese hohe Steifigkeit gegenüber translatorischen Bewegungen in der Membranebene unterdrückt eine unerwünschte translatorische Bewegung des Aktuatorstifts 43, also des Elektrodenstifts, in Richtung hin zu den Elektroden 62 bis 64 ganz oder weitgehend. Auf diese Weise ist eine unerwünschte Reduzierung eines möglichen Kippwinkelbereichs des Aktuatorstifts 43 und damit des Spiegelkörpers 35 vermieden.In the 8th right is the individual mirror 27 in the execution after the 8th and 9 shown in a tilted position in which the counter electrode 64 a potential difference to the electrode 113 having. Due to this potential difference results in a force F E , which is the free end of the actuator pin 43 towards the counter electrode 64 pulls, resulting in a corresponding tilting of the individual mirror 27 leads. The resilient membrane suspension from the three heat-conducting strips 56 . 57 . 58 ensures a yielding and controlled tilting of the individual mirror 27 , In addition, this springy membrane suspension ensures high rigidity of the individual mirror 27 against translatory movements in the membrane plane of the resilient membrane suspension, which is also referred to as high in-plane stiffness. This high rigidity against translatory movements in the membrane plane suppresses undesirable translational movement of the actuator pin 43 , ie the electrode pin, towards the electrodes 62 to 64 wholly or largely. In this way, an undesirable reduction of a possible tilt angle range of the actuator pin 43 and thus the mirror body 35 avoided.

Zwischen dem in der 9 in Bezug auf das Zentrum 59 in Drei-Uhr-Position angeordneten äußeren Verbindungsabschnitt 56a und dem in der 9 etwa in Fünf-Uhr-Position angeordneten inneren Verbindungsabschnitt 56i verläuft der Wärmeleitungsstreifen 56 in Umfangsrichtung um das Zentrum 59 um etwa 420°. Der Wärmeleitungsstreifen 57 verläuft zwischen dem äußeren Verbindungsübergang 57a und dem inneren Verbindungsübergang 57i zwischen der Sieben-Uhr-Position und der Neun-Uhr-Position in der 9 ebenfalls in Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn um etwa 420°. Der Wärmeleitungsstreifen 58 verläuft zwischen dem äußeren Verbindungsübergang 58a und dem inneren Verbindungsübergang 58i zwischen der Elf-Uhr-Position und der Ein-Uhr-Position in der 9 ebenfalls in Umfangsrichtung um etwa 420°.Between in the 9 in relation to the center 59 arranged in three o'clock position outer connecting portion 56a and in the 9 approximately at five o'clock position arranged inner connecting portion 56i runs the heat pipe strip 56 in the circumferential direction around the center 59 about 420 °. The heat pipe strip 57 runs between the outer connection transition 57a and the inner connection transition 57i between the seven o'clock position and the nine o'clock position in the 9 also in the circumferential direction in the clockwise direction by about 420 °. The heat pipe strip 58 runs between the outer connection transition 58a and the inner connection transition 58i between the eleven o'clock position and the one o'clock position in the 9 also in the circumferential direction by about 420 °.

Je nach dem, wie das relative Potenzial der Gegenelektroden 62 bis 64 zum Potenzial der Elektrode 113 des Aktuatorstifts 43 gewählt ist, können die Einzelspiegel 27 der Ausführung nach den 8 und 9 um einen vorgegebenen Kippwinkel verkippt werden. Dabei sind nicht nur Kippwinkel möglich, die einer Neigung des Aktuatorstifts 43 genau zu einer der drei Gegenelektroden 62 bis 64 hin entsprechen, sondern, je nach einer vorgegebenen Potenzialkombination der Gegenelektroden 62 bis 64, auch beliebige andere Kippwinkel-Orientierungen.Depending on how the relative potential of the counter electrodes 62 to 64 to the potential of the electrode 113 of the actuator pin 43 is chosen, the individual mirrors can 27 the execution after the 8th and 9 be tilted by a predetermined tilt angle. In this case, not only tilt angles are possible, the tilt of the Aktuatorstifts 43 exactly to one of the three counterelectrodes 62 to 64 towards, but, depending on a given potential combination of the counter electrodes 62 to 64 , also any other tilt angle orientations.

Der Abstandshalter 41, der Aktuatorstift 43 sowie der Wärmeleitungsabschnitt 37 mit den Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58, dem inneren Verbindungsabschnitt 60 und dem äußeren Verbindungsabschnitt 61 sind zusammen mit dem Spiegelkörper 35 aus monokristallinem Silizium gefertigt. Alternativ können die Wärmeleitungsstreifen 56 bis 58 inklusive der Verbindungsabschnitte 60, 61 auch aus polykristallinem Diamanten mittels Mikrofabrikation gefertigt sein.The spacer 41 , the actuator pen 43 and the heat pipe section 37 with the heat conduction strips 56 to 58 , the inner connecting section 60 and the outside connecting portion 61 are together with the mirror body 35 made of monocrystalline silicon. Alternatively, the heat conduction strips 56 to 58 including the connecting sections 60 . 61 also be made of polycrystalline diamond by microfabrication.

Anstelle eines Aktuatorstifts 43 mit rundem Querschnitt kann auch ein Aktuatorstift mit elliptischem Querschnitt gewählt werden. Die Halbachsen der Ellipse dieses Querschnitts sind dann so gewählt, dass ein Abstand zwischen der Elektrode des Aktuatorstifts und den Gegenelektroden 62 bis 64 entlang einer ersten Achse, in der ein größerer Kippwinkelbereich gewünscht ist, geringer ist als entlang einer zweiten, hierzu senkrechten zweiten Achse, längs der ein kleinerer Kippwinkelbereich gewünscht ist. Der größere Kippwinkelbereich kann 100 mrad und der kleinere Kippwinkelbereich kann 50 mrad betragen. Auch eine polygonale, insbesondere eine viereckige, insbesondere eine quadratische Ausbildung des Querschnitts des Aktuatorstifts 43, insbesondere des Hebelarms 110, ist möglich.Instead of an actuator pin 43 with round cross section and an actuator pin can be selected with elliptical cross-section. The half-axes of the ellipse of this cross-section are then chosen so that a distance between the electrode of the actuator pin and the counter electrodes 62 to 64 along a first axis, in which a larger tilt angle range is desired, is less than along a second, perpendicular thereto second axis, along which a smaller tilt angle range is desired. The larger tilt angle range can be 100 mrad and the smaller tilt angle range can be 50 mrad. Also a polygonal, in particular a quadrangular, in particular a square configuration of the cross section of the actuator pin 43 , in particular the lever arm 110 , is possible.

Anhand der 10 wird nachfolgend ein Verfahren zur Herstellung der Gegenelektroden 62 bis 64 erläutert. Beim Verfahren zur Herstellung der Gegenelektroden 62 bis 64 handelt es sich insbesondere um ein mikrotechnisches Verfahren.Based on 10 hereinafter, a method for producing the counter electrodes 62 to 64 explained. In the process of making the counter electrodes 62 to 64 it is in particular a microtechnical process.

In einem Bereitstellungsschritt 65 wird ein Ausgangssubstrat bereitgestellt. Hierbei handelt es sich um einen monokristallinen Silizium-Wafer, dessen Dicke vorzugsweise zwischen 300 μm und 750 μm liegt. Die Dicke des Silizium-Wafers kann auch unterhalb oder oberhalb dieses Bereichs liegen. Als Vorderseite 66 des Ausgangssubstrats wird nachfolgend die Seite bezeichnet, an der später der Wärmeleitungsabschnitt 37 angebracht wird. Die Gegenelektroden 62 bis 64 werden von einer der Vorderseite 66 gegenüberliegenden Substratrückseite 67 des Ausgangssubstrats her strukturiert.In a deployment step 65 a starting substrate is provided. This is a monocrystalline silicon wafer whose thickness is preferably between 300 microns and 750 microns. The thickness of the silicon wafer may also be below or above this range. As front side 66 the starting substrate is hereinafter referred to the side, at the later of the heat conduction section 37 is attached. The counter electrodes 62 to 64 be from one of the front 66 opposite substrate back 67 of the starting substrate structured.

In einem Ätzschritt 68 wird nun eine Basisstruktur von der Substratrückseite 67 in das Ausgangssubstrat, also in ein die spätere Tragstruktur 36 ergebendes Roh-Trägersubstrat geätzt. Es kann sich hierbei um die ring- oder hülsenförmige Tragstruktur 36 gemäß den Ausführungen nach den 6 bis 15 handeln. Die im Ätzschritt 68 geätzte Tragstruktur 36 ist an Trennstellen zwischen den Gegenelektroden 62 bis 64 unterbrochen. Der Ätzschritt 68 erfolgt mit Hilfe eines Standardverfahrens wie optischer Lithografie und Siliziumtiefenätzen. Mit dem Ätzschritt 68 wird die Form der Gegenelektroden 62 bis 64 definiert und ein Negativ nach Art einer Gussform für die später zu schaffenden Gegenelektroden 62 bis 64 geätzt. Eine Ätztiefe 69 definiert die Höhe der Gegenelektroden 62 bis 64. Diese Ätztiefe kann geringer sein als die Dicke des Ausgangssubstrats. Bei einer nicht dargestellten Ausführung kann die Ätztiefe auch genauso groß sein wie die Dicke des Ausgangssubstrats.In an etching step 68 now becomes a basic structure from the back of the substrate 67 in the starting substrate, so in a later supporting structure 36 etched resulting raw carrier substrate. This may be the ring-shaped or sleeve-shaped support structure 36 according to the statements of the 6 to 15 act. The in the etching step 68 etched support structure 36 is at separation points between the counter electrodes 62 to 64 interrupted. The etching step 68 is carried out using standard techniques such as optical lithography and silicon etch. With the etching step 68 becomes the shape of the counter electrodes 62 to 64 defined and a negative in the manner of a mold for the later to be created counterelectrodes 62 to 64 etched. An etching depth 69 defines the height of the counterelectrodes 62 to 64 , This etch depth may be less than the thickness of the starting substrate. In one embodiment, not shown, the etch depth may also be the same size as the thickness of the starting substrate.

In einem Aufbringungsschritt 70 wird nun in Gussformen 71, die im Ätzschritt 68 geätzt wurden, zur elektrischen Isolierung der späteren Gegenelektroden 62 bis 64 auf das Ausgangssubstrat eine dielektrische Schicht aufgebracht. Bei der dielektrischen Schicht kann es sich um Siliziumdioxid handeln. Die Aufbringung kann mittels eines Standardverfahrens wie thermischer Oxidation oder CVD (Chemical Vapor Deposition) geschehen. Die Dicke der dielektrischen Schicht beträgt mehrere Mikrometer. Die dielektrische Schicht kann als Schicht dotiertem Siliziumoxids ausgeführt sein, wodurch eine Vorbereitung für eine spätere Dotierung der Gegenelektroden 62 bis 64 geschehen kann.In an application step 70 will now be in molds 71 that in the etching step 68 were etched, for electrical insulation of the later counterelectrodes 62 to 64 applied to the starting substrate, a dielectric layer. The dielectric layer may be silicon dioxide. The deposition can be done by a standard method such as thermal oxidation or CVD (Chemical Vapor Deposition). The thickness of the dielectric layer is several micrometers. The dielectric layer may be embodied as a layer of doped silicon oxide, thereby preparing for a later doping of the counterelectrodes 62 to 64 can happen.

In einem Auffüllschritt 72 wird die mit der dielektrischen Schicht ausgekleidete Gussform 71 mit polykristallinem Silizium aufgefüllt. Hierbei kann ein LPCVD-(Low Pressure, Niederdruck, CVD)Verfahren zum Einsatz kommen. Das polykristalline Silizium ist dotiert und elektrisch leitfähig. Eine Dotierung des polykristallinen Siliziums kann direkt während des Auftragens oder nachträglich mittels Diffusion geschehen.In a filling step 72 becomes the die lined with the dielectric layer 71 filled with polycrystalline silicon. In this case, an LPCVD (low pressure, low pressure, CVD) method can be used. The polycrystalline silicon is doped and electrically conductive. A doping of the polycrystalline silicon can be done directly during application or subsequently by means of diffusion.

In einem Polierschritt 73, der durch ein CMP-(Chemical-Mechanical Polishing, chemisch-mechanisches Polieren)Verfahren realisiert sein kann, wird überschüssiges polykristallines Silizium, das während des Auffüllschritts 72 außerhalb der Gussformen 71 auf dem Aufgangssubstrat aufgewachsen ist, wegpoliert.In a polishing step 73 , which may be realized by a CMP (Chemical-Mechanical Polishing) method, becomes excess polycrystalline silicon during the filling step 72 outside the molds 71 grown on the growth substrate, polished away.

In einem Strukturierschritt 74 wird nun auf der Vorderseite 66 des Ausgangssubstrats der Wärmeleitungsabschnitt 37 auf das Ausgangssubstrat aufgebracht. Dies kann mit Hilfe eines Dünnschichtverfahrens realisiert werden. Wie vorstehend erläutert, verbindet der Wärmeleitungsabschnitt 37 den Aktuatorstift 43, insbesondere den Hebelarm 110, mit der Tragstruktur 36. Als Dünnschicht kann eine polykristalline Diamantschicht zum Einsatz kommen. Die polykristalline Diamantschicht kann mit Hilfe eines CVD-Verfahrens aufgebracht werden. Der Strukturierschritt 74 ist für das Gegenelektroden-Herstellungsverfahren nicht zwingend, sondern dient der Vorbereitung der Anbringung der beweglichen zentralen Elektrode 113.In a structuring step 74 will now be on the front 66 of the starting substrate, the heat conduction portion 37 applied to the starting substrate. This can be realized by means of a thin-film process. As explained above, the heat conduction section connects 37 the actuator pin 43 , in particular the lever arm 110 , with the supporting structure 36 , As a thin film, a polycrystalline diamond layer can be used. The polycrystalline diamond layer may be deposited by a CVD method. The structuring step 74 is not mandatory for the counter electrode manufacturing process, but serves to prepare the mounting of the movable center electrode 113 ,

In einem Anbringungsschritt 75 wird der Spiegelkörper 35 von der Vorderseite 66 her angebracht. Dies geschieht derart, dass die jeweiligen Spiegelkörper 35 nach ihrer Vereinzelung jeweils im zentralen Bereich, also im Bereich des späteren zentralen Abstandshalters 41 mit dem Ausgangssubstrat verbunden sind. Der Anbringungsschritt 75 kann als Fusionsbond-Prozess gestaltet sein.In an attachment step 75 becomes the mirror body 35 from the front 66 attached. This happens in such a way that the respective mirror body 35 after their separation in each case in the central area, ie in the area of the later central spacer 41 with the starting substrate are connected. The attachment step 75 can be designed as a fusion bond process.

In einem weiteren Strukturierschritt 77 kann von der Rückseite des Ausgangssubstrats her mit Hilfe optischer Lithografie und Tiefenätzverfahren der Hebelarm 110 strukturiert werden. Dies geschieht durch Freiätzen eines Zwischenraums 76 zwischen dem Hebelarm 110 und der Hülse der Tragstruktur 36. Hierbei wird das Ausgangssubstrat komplett durchgeätzt. Der Hebelarm 110 ist anschließend nur noch über den Wärmeleitungsabschnitt 37, also über die vorher auf der Vorderseite 66 angebrachte Federaufhängung mit dem Ausgangssubstrat verbunden. Die Oxidschicht, die im Aufbringungsschritt 70 aufgebracht wurde, wirkt während dieses weiteren Strukturierschritts 77 als seitlicher Ätzstopp und schützt die im Auffüllschritt 72 für die Gegenelektroden 62 bis 64 vorbereiteten Elemente aus polykristallinem Silizium.In a further structuring step 77 can from the back of the starting substrate ago by means of optical lithography and depth etching of the lever arm 110 be structured. This is done by freezing a gap 76 between the lever arm 110 and the sleeve of the support structure 36 , In this case, the starting substrate is completely etched through. The lever arm 110 is then only on the heat pipe section 37 So on the front on the front 66 mounted spring suspension connected to the starting substrate. The oxide layer used in the application step 70 was applied acts during this further structuring step 77 as a lateral etch stop and protects the in the filling step 72 for the counter electrodes 62 to 64 prepared elements of polycrystalline silicon.

In einen Freilegungsschritt 78 wird nun die freigelegte Oxidschicht auf einer Innenseite 79 der Gegenelektroden 62 bis 64 weggeätzt. Dieser Freilegungsschritt 78 kann auch weggelassen werden.In an exposure step 78 Now the exposed oxide layer on an inside 79 the counter electrodes 62 to 64 etched away. This exposure step 78 can also be omitted.

In einem Verbindungsschritt 115 wird das Aktuationselement 111 mit dem Hebelarm 110 verbunden. Hierfür ist ein mikrotechnisches Verfahren vorgesehen. Der Verbindungsschritt 115 kann vorzugsweise als Bond-Verfahren, insbesondere als Fusionsbonden oder als eutektisches Bonden, ausgestaltet sein.In a connection step 115 becomes the actuation element 111 with the lever arm 110 connected. For this purpose, a microtechnical process is provided. The connection step 115 may preferably be configured as a bonding process, in particular as fusion bonding or as eutectic bonding.

Der so vorbereitete Mikroaktuator 50 kann in einem Anbindungsschritt 80 elektrisch und mechanisch an ein weiteres Substrat angebunden werden. Dies kann über ein Flip-Chip-Verfahren geschehen, über das die hergestellten Elektrodenanordnungen auf einen integrierten Schaltkreis (ASIC) gebondet werden. Dies geschieht von der Substratrückseite 67 her. Hierbei werden die Gegenelektroden 62 bis 64 elektrisch mit entsprechenden Schaltkreisen auf dem integrierten Schaltkreis verbunden. Eine derartige Konfiguration erlaubt eine integrierte Ansteuerung der Gegenelektroden 62 bis 64 und damit eine entsprechende Kontrolle der Kippspiegel des jeweiligen Einzelspiegels 27.The prepared microactuator 50 can in a connection step 80 electrically and mechanically connected to another substrate. This can be done via a flip-chip method, via which the manufactured electrode arrangements are bonded to an integrated circuit (ASIC). This happens from the back of the substrate 67 ago. Here are the counter electrodes 62 to 64 electrically connected to corresponding circuits on the integrated circuit. Such a configuration allows integrated control of the counter electrodes 62 to 64 and thus a corresponding control of the tilting mirror of the respective individual mirror 27 ,

Die mit diesem Verfahren hergestellten Gegenelektroden 62 bis 64 sind in die Tragstruktur 36 in das Ausgangssubstrat integriert, sind jedoch nicht mechanisch vom Ausgangssubstrat getrennt. Die Tragstruktur 36 ist somit auch nach der Integration der Gegenelektroden 62 bis 64 eine monolithische Einheit, die genügend Stabilität für weitere Prozessschritte, insbesondere für die Verbindung im Anbindungsschritt 80 gewährleistet.The counterelectrodes produced by this method 62 to 64 are in the support structure 36 integrated into the starting substrate, but are not mechanically separated from the starting substrate. The supporting structure 36 is thus also after the integration of the counter electrodes 62 to 64 a monolithic unit which has sufficient stability for further process steps, in particular for the connection in the attachment step 80 guaranteed.

Beim Anbindungsschritt 80 können die Gegenelektroden 62 bis 64 von der Rückseite 67 her über das Flip-Chip-Verfahren in einem Kontaktierungsschritt 81 direkt, also von einer in der 8 vertikal und senkrecht zur Reflexionsfläche 34 in der Neutralstellung verlaufenden Richtung her, kontaktiert werden. Ein Kontaktieren von einer beispielsweise in der 8 horizontal verlaufenden Richtung her ist nicht erforderlich.At the connection step 80 can the counter electrodes 62 to 64 from the back 67 forth about the flip-chip method in a contacting step 81 directly, so from one in the 8th vertically and perpendicular to the reflection surface 34 in the neutral position forth, be contacted. A contacting of one example in the 8th horizontally extending direction is not required.

Anhand der 11 wird nachfolgend ein Verfahren zur Integration eines Spiegelkörpers 35 mit einer Reflexionsfläche 34 mit extrem geringer Rauhigkeit erläutert.Based on 11 Below is a method for integrating a mirror body 35 with a reflection surface 34 explained with extremely low roughness.

Die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit der Reflexionsfläche 34, insbesondere an deren Mikrorauheit sind sehr hoch. Ein typischer Wert hierfür ist eine Rauhheit von 0,2 nm rms. Dieser Mikrorauheitswert erfordert eine externe Politur der Reflexionsfläche 34, die nach dem Polieren mit dem sonstigen Einzelspiegel 27 verbunden wird. Beim nachfolgend beschriebenen Herstellungsverfahren wird die vorpolierte und hoch empfindliche Reflexionsfläche 34 während aller in einem typischen Mikrofabrikationsverfahren angewandter Prozessschritte konserviert.The requirements for the surface quality of the reflection surface 34 , especially at their micro-roughness are very high. A typical value for this is a roughness of 0.2 nm rms. This microroughness value requires external polishing of the reflective surface 34 after polishing with the other individual mirror 27 is connected. In the manufacturing process described below is the pre-polished and highly sensitive reflection surface 34 preserved during all process steps used in a typical microfabrication process.

In einem Polierschritt 82 wird ein Siliziumsubstrat mit einem für die Mikrofabrikation geeigneten Format, z. B. ein rundes Substrat mit einem Durchmesser von 100 mm oder 150 mm, und einer für den Poliervorgang erforderlichen Dicke, beispielsweise einer Dicke von 10 mm, für die für die EUV-Beleuchtung erforderliche Oberflächenrauheit poliert.In a polishing step 82 is a silicon substrate with a suitable microfabrication format, for. B. a round substrate with a diameter of 100 mm or 150 mm, and a required for the polishing process thickness, for example, a thickness of 10 mm, polished for the required for EUV lighting surface roughness.

Derartige Polierverfahren sind auch als „Superpolitur” bekannt. In einem Beschichtungsschritt 83 wird das polierte Siliziumsubstrat mittels eines thermischen Verfahrens mit einer dünnen Siliziumdioxidschicht überzogen.Such polishing methods are also known as "superpolishing". In a coating step 83 For example, the polished silicon substrate is coated with a thin silicon dioxide layer by a thermal process.

In einem Fügungsschritt 84 wird das oxidierte, superpolierte Siliziumsubstrat mit einem zweiten, nicht superpolierten Siliziumsubstrat desselben Formats zusammengefügt. Hierbei kommt die superpolierte Reflexionsfläche 34 auf dem zweiten Siliziumsubstrat, das auch als Trägersubstrat bezeichnet wird, zu liegen. Bei dem Fügungsschritt 84 kann ein Fusionsbonden zum Einsatz kommen, was im Zusammenhang mit der Herstellung sogenannter „Silicon-On-Insolator” (SOI)-Wafern verwendet wird.In a joining step 84 For example, the oxidized, superpolished silicon substrate is assembled with a second non-superpolished silicon substrate of the same format. Here comes the superpolished reflection surface 34 on the second silicon substrate, which is also referred to as a carrier substrate to lie. At the joining step 84 For example, fusion bonding may be used, which is used in connection with the manufacture of so-called "silicon-on-insulator" (SOI) wafers.

In einem weiteren Polierschritt 85 wird das so entstandene Substratsandwich mit Hilfe eines chemisch-mechanischen Verfahrens poliert. Hierbei wird das zukünftige Spiegelsubstrat auf die erforderliche Dicke geschliffen. Eine typische Dicke für den Spiegelkörper 35 liegt im Bereich zwischen 30 μm und 200 μm.In a further polishing step 85 The resulting substrate sandwich is polished by means of a chemical-mechanical process. Here, the future mirror substrate is ground to the required thickness. A typical thickness for the mirror body 35 lies in the range between 30 μm and 200 μm.

Das nun auf die erforderliche Dicke gebrachte Substrat kann nun weiterprozessiert werden, da die hoch polierte und empfindliche Reflexionsfläche 34 mechanisch und chemisch durch die darüberliegende Siliziumdioxidschicht sowie das Siliziumträgersubstrat geschützt sind. The now brought to the required thickness substrate can now be further processed because the highly polished and sensitive reflection surface 34 are mechanically and chemically protected by the overlying silicon dioxide layer and the silicon carrier substrate.

In einem Strukturierschritt 86 wird nun eine der Reflexionsfläche 34 gegenüberliegende Rückseite des Spiegelsubstrats mittels eines Tiefenätzverfahrens strukturiert. Hierbei kann der Abstandshalter 41 geätzt werden, der später mit dem Wärmeleitungsabschnitt 37, also mit der Federaufhängung, die auch als Membranfederung bezeichnet wird, verbunden wird. Beim Strukturierschritt 86 können auch seitliche Spiegelgrenzen der Reflexionsfläche 34 durch Tiefenätzen vorgegeben werden, so dass bei einem späteren Entfernen des Trägersubstrats die Spiegelkörper 35 der Einzelspiegel 27 bereits vereinzelt sind.In a structuring step 86 now becomes one of the reflection surface 34 structured opposite rear side of the mirror substrate by means of a Tiefenätzverfahrens. Here, the spacer 41 etched later with the heat pipe section 37 , So with the spring suspension, which is also referred to as diaphragm suspension is connected. During the structuring step 86 can also lateral mirror boundaries of the reflection surface 34 be predetermined by deep etching, so that in a later removal of the carrier substrate, the mirror body 35 the individual mirror 27 already isolated.

Das so vorbereitete Substratsandwich wird nun in einem weiteren Verbindungsschritt 87 mit der zentralen Elektrode, also mit dem Aktuatorstift 43, verbunden. Dies erfolgt beim Anbringungsschritt 75 des Herstellungsverfahrens nach 10. Der Verbindungsschritt 87 kann als Fusionsbonden oder als eutektisches Bonden ausgestaltet sein. Hierbei kann der Abstandshalter 41 mit dem Aktuatorstift 43 verbunden werden.The substrate sandwich thus prepared will now be in a further bonding step 87 with the central electrode, ie with the actuator pin 43 , connected. This is done at the attachment step 75 of the manufacturing process 10 , The connection step 87 may be configured as fusion bonding or as eutectic bonding. Here, the spacer 41 with the actuator pin 43 get connected.

In einem Freilegungsschritt 88 wird das Trägersubstrat, das bislang die Reflexionsfläche 34 geschützt hat, mit einem Tiefenätzverfahren weggeätzt. Der Ätzprozess stoppt dabei auf der Siliziumdioxidschicht, die auf die Reflexionsfläche 34 aufgebracht ist.In an exposure step 88 becomes the carrier substrate, so far the reflection surface 34 has etched away with a deep etching process. The etching process stops on the silicon dioxide layer on the reflection surface 34 is applied.

In einem weiteren Freilegungsschritt 89 wird die Siliziumdioxidschicht beispielsweise mittels Flusssäure in Dampfphase weggeätzt. Dieser weitere Freilegungsschritt 89 kann in einer nicht oxidierenden Atmosphäre erfolgen, um eine Reoxidation des Siliziums der Reflexionsfläche 34 zu verhindern.In a further exposure step 89 For example, the silicon dioxide layer is etched away by means of hydrofluoric acid in vapor phase. This further exposure step 89 can be done in a non-oxidizing atmosphere to reoxidize the silicon of the reflective surface 34 to prevent.

Der Beschichtungsschritt 83 kann auch weggelassen werden. Anstelle einer Beschichtung mit einer dünnen Siliziumdioxidschicht kann in das Trägersubstrat mit einem Tiefenätzverfahren eine Mehrzahl von Vertiefungen geätzt werden. Diese Vertiefungen werden so bemessen und angeordnet, dass beim Zusammenfügen des Trägersubstrats mit dem vorpolierten Spiegelkörper 35 die zukünftigen Reflexionsflächen 34 mit dem Trägersubstrat nicht in Kontakt kommen. Eine Kontaktfläche zwischen dem Spiegelsubstrat und dem Trägersubstrat ist dann ausschließlich durch den Verlauf der die Vertiefungen umgebenden Rahmenflächen des Trägersubstrats vorgegeben. Diese Rahmenflächen entsprechen späteren Spiegelgrenzen der Einzelspiegel 27. Vor dem Zusammenfügen des Trägersubstrats mit dem Spiegelsubstrat wird das vorstrukturierte, also die Vertiefungen aufweisende, Trägersubstrat thermisch oxidiert. Die hierbei aufgebrachte Siliziumdioxidschicht wird beim späteren Wegätzen des Trägersubstrats als Ätzstopp verwendet. Diese Variante ohne den Beschichtungsschritt 83 kann auch bei Einzelspiegeln 27 mit nicht ebenen Reflexionsflächen 34 zum Einsatz kommen, beispielsweise bei Einzelspiegeln 27 mit konkaven oder konvexen Reflexionsflächen 34.The coating step 83 can also be omitted. Instead of a coating with a thin silicon dioxide layer, a plurality of depressions can be etched into the carrier substrate using a deep etching process. These recesses are sized and arranged so that when joining the carrier substrate with the prepolished mirror body 35 the future reflection surfaces 34 do not come into contact with the carrier substrate. A contact surface between the mirror substrate and the carrier substrate is then predefined exclusively by the course of the frame surfaces of the carrier substrate surrounding the depressions. These frame surfaces correspond to later mirror boundaries of the individual mirrors 27 , Before the carrier substrate is joined to the mirror substrate, the prestructured carrier substrate, that is to say the depressions, is thermally oxidized. The silicon dioxide layer applied here is used as an etching stop during later etching away of the carrier substrate. This variant without the coating step 83 can also be used with individual mirrors 27 with non-flat reflective surfaces 34 used, for example in individual mirrors 27 with concave or convex reflection surfaces 34 ,

Für weitere Ausführungen des Wärmeleitungsabschnitts 37 sei auf die WO 2010/049 076 A2 , insbesondere deren 18 bis 21 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.For further versions of the heat pipe section 37 be on the WO 2010/049 076 A2 , especially their 18 to 21 and the related description.

Durch die Ausgestaltung der Wärmeleitungsstreifen entsprechend den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen des Einzelspiegels nach den 8 und 9 und durch die Ausgestaltung der zwischen benachbarten Wärmeleitungsstreifen angeordneten Schlitze hinsichtlich der Form, der Breite, der Anzahl der Wärmeleitungsstreifen sowie der Form, Breite und Anzahl der Schlitze kann eine Steifigkeit und eine Wärmeleitungseigenschaft der hierdurch jeweils ausgebildeten Membranfeder zwischen dem inneren Verbindungsabschnitt 60 und dem äußeren Verbindungsabschnitt 61 an Vorgabewerte angepasst werden.Due to the configuration of the heat conduction strip according to the above-described embodiments of the individual mirror according to the 8th and 9 and by the configuration of the slits disposed between adjacent heat conduction strips with respect to the shape, the width, the number of the heat conduction strips and the shape, width and number of slits, a rigidity and a heat conduction property of the respective diaphragm spring formed between the inner connection portion 60 and the outer connecting portion 61 adapted to default values.

Anhand der 12 und 13 werden zwei verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten bei der thermischen Ankopplung des Abstandshalters 41 an den zentralen Haltekörper 40 bzw. den inneren Verbindungsabschnitt 60 des Wärmeleitungsabschnitts 37 beschrieben. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme insbesondere auf die 8 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.Based on 12 and 13 become two different design options in the thermal coupling of the spacer 41 to the central holding body 40 or the inner connecting portion 60 of the heat pipe section 37 described. Components corresponding to those described above with reference in particular to 8th already described, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.

Bei der Ausgestaltung nach 12 ist der zentrale Haltekörper 40 des Wärmeleitungsabschnitts 37 zwischen dem Abstandshalter 41 und dem Hebelarm 110 angeordnet, so dass auf einer Seite des zentralen Haltekörpers 40 des Wärmeleitungsabschnitts 37 der Abstandshalter 41 und auf der anderen Seite des zentralen Haltekörpers 40 der Hebelarm 110 angebunden ist. Der Abstandshalter 41 ist mit dem Hebelarm 110 also über den Haltkörper 40 verbunden.In the embodiment according to 12 is the central holding body 40 of the heat pipe section 37 between the spacer 41 and the lever arm 110 arranged so that on one side of the central holding body 40 of the heat pipe section 37 the spacer 41 and on the other side of the central holding body 40 the lever arm 110 is connected. The spacer 41 is with the lever arm 110 So over the holding body 40 connected.

Bei der Ausgestaltung nach 13 ist der Abstandshalter 41 direkt mit dem Hebelarm 110 verbunden. Der zentrale Haltekörper 40 des Wärmeleitungsabschnitts 37 hat eine zentrale Öffnung 96, durch die ein dem Hebelarm 110 zugewandtes Ende des Abstandshalters 41 sich hindurch erstreckt. Der zentrale Haltekörper 40, der diesen Endbereich des Abstandshalters 41 umgibt, liegt auf einer dem Abstandshalter 41 zugewandten Stirnwand des Aktuatorstifts 43 auf und ist hierüber mit dem Hebelarm 110 verbunden. Eine thermische Ankopplung des Abstandshalters 41 und damit des Spiegelkörpers 35 an den Wärmeleitungsabschnitt 37 erfolgt im Falle der Ausführung nach 13 nicht direkt, sondern über den Hebelarm 110.In the embodiment according to 13 is the spacer 41 directly with the lever arm 110 connected. The central holding body 40 of the heat pipe section 37 has a central opening 96 through which a lever arm 110 facing the end of the spacer 41 extends through it. The central holding body 40 Having this end area of the spacer 41 surrounds, lies on a spacer 41 facing end wall of the Aktuatorstifts 43 up and over here with the lever arm 110 connected. A thermal coupling of the spacer 41 and thus the mirror body 35 to the heat pipe section 37 takes place in case of execution 13 not directly, but over the lever arm 110 ,

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 14 bis 16 eine weitere Ausführungsform des Mikroaktuators 50 und dessen Aufhängung beschrieben. Identische Teile tragen dieselben Bezugszeichen wie bei den vorgehend beschriebenen Ausführungsformen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird.The following is with reference to the 14 to 16 a further embodiment of the microactuator 50 and its suspension described. Identical parts bear the same reference numerals as in the previously described embodiments, the description of which is hereby incorporated by reference.

Bei der in den 14 bis 16 dargestellten Ausführungsform ist das Aktuationselement 111 als Kammelektrode 116 ausgebildet. Die Kammelektrode 116 umfasst jeweils eine Mehrzahl beabstandet voneinander angeordneter Elektrodenfinger 117. Hierbei greifen die Elektrodenfinger 117 einer äußeren Elektrode 118 und einer inneren Elektrode 119 jeweils ineinander. Die Finger 117 der äußeren Elektrode 118 und inneren Elektrode 119 sind berührungsfrei zueinander angeordnet.In the in the 14 to 16 The embodiment shown is the actuation element 111 as a comb electrode 116 educated. The comb electrode 116 each includes a plurality of electrode fingers spaced apart from each other 117 , This is where the electrode fingers grip 117 an outer electrode 118 and an inner electrode 119 each in each other. The finger 117 the outer electrode 118 and inner electrode 119 are arranged without contact with each other.

Die äußere Elektrode 118 ist mit der Tragestruktur 36 verbunden. Die äußere Elektrode 118 ist insbesondere an der Tragestruktur 36 angeordnet.The outer electrode 118 is with the carrying structure 36 connected. The outer electrode 118 is in particular on the support structure 36 arranged.

Die innere Elektrode 119 ist Bestandteil des Aktuationselement 111, welches mit dem Hebelarm 110 verbunden ist.The inner electrode 119 is part of the actuation element 111 , which with the lever arm 110 connected is.

Bei dem in den 14 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Hebelarm 110 einen viereckigen, insbesondere einen quadratischen Querschnitt auf. Andere Querschnittsformen sind ebenso möglich. Der Hebelarm 110 kann insbesondere je nach Bedarf einen runden, insbesondere einen elliptischen, insbesondere einen kreisförmigen oder einen polygonalen, insbesondere einen regelmäßig-polygonalen, insbesondere einen dreieckigen, viereckigen oder sechseckigen Querschnitt aufweisen.In the in the 14 to 16 illustrated embodiment, the lever arm 110 a square, in particular a square cross section. Other cross-sectional shapes are also possible. The lever arm 110 In particular, it can have a round, in particular an elliptical, in particular a circular or a polygonal, in particular a regular-polygonal, in particular a triangular, quadrangular or hexagonal cross-section, as required.

Vorzugsweise unterscheidet sich die Anzahl der Elektrodenfinger 117 der jeweils einander zugeordneten äußeren und inneren Elektroden 118, 119 um eine ungerade Anzahl, insbesondere um eins.Preferably, the number of electrode fingers differs 117 the respectively associated outer and inner electrodes 118 . 119 an odd number, especially one.

Die Elektrodenfinger 117 der äußeren Elektrode 118 sind insbesondere spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene, welche in der 15 durch die x-z-Ebene gegeben ist, angeordnet.The electrode fingers 117 the outer electrode 118 are in particular mirror symmetry to a mirror plane, which in the 15 is given by the xz plane.

Die Elektrodenfinger 117 der inneren Elektrode 119 sind insbesondere spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene, welche in der 15 durch die x-z-Ebene gegeben ist, angeordnet.The electrode fingers 117 the inner electrode 119 are in particular mirror symmetry to a mirror plane, which in the 15 is given by the xz plane.

Bei der in der 14 dargestellten Ausführungsform umfasst die Aufhängung schematisch vereinfacht dargestellte Schwenkachsen 120. Die Schwenkachsen 120 verlaufen bei dem in den Figuren dargestellten Koordinatensystem in x- bzw. y-Richtung. Der Einzelspiegel 27 ist um die Schwenkachsen 120 verschwenkbar gelagert. Er weist somit zwei Kipp-Freiheitsgrade auf.When in the 14 In the illustrated embodiment, the suspension comprises pivot axes shown schematically simplified 120 , The pivot axes 120 run in the coordinate system shown in the figures in the x and y direction. The individual mirror 27 is about the pivot axes 120 pivoted. It thus has two tilting degrees of freedom.

In 16 ist schematisch eine exemplarische Ausführung der Aufhängung des Aktuatorstifts 43 dargestellt. Der Aktuatorstift 43 ist über zwei dünne Balken 121 an einem Rahmen 122 aufgehängt. Die Balken 121 sind insbesondere in y-Richtung ausgerichtet. Sie bilden innere Torsionsfedern. Der Rahmen 122 ist insbesondere rechteckig, insbesondere quadratisch ausgebildet. Er ist steif, insbesondere torsionssteif ausgebildet, insbesondere bezüglich Verformungen, insbesondere Stauchungen und/oder Dehnungen, in Richtung der y-Achse. Der Rahmen 122 weist insbesondere eine größere Steifigkeit auf als die Balken 121. Die Torsionsfedern weisen beispielsweise eine Torsionssteifigkeit von ca. 10–7 Nm/rad auf. Der Rahmen 122 ist bezüglich der Torsionssteifigkeit um mindestens einen Faktor 1000 steifer.In 16 schematically is an exemplary embodiment of the suspension of the actuator pin 43 shown. The actuator pin 43 is over two thin bars 121 on a frame 122 suspended. The bars 121 are aligned in particular in the y-direction. They form inner torsion springs. The frame 122 is in particular rectangular, in particular square. It is stiff, in particular torsionally stiff, in particular with respect to deformations, in particular compressions and / or strains, in the direction of the y-axis. The frame 122 In particular, it has a greater rigidity than the beams 121 , The torsion springs, for example, have a torsional stiffness of about 10 -7 Nm / rad. The frame 122 is stiffer with respect to torsional rigidity by at least a factor of 1000.

Der Rahmen 122 ist seinerseits mittels zweier Balken 123 an der Tragestruktur 36 befestigt. Die Balken 123 können entsprechend der Balken 121 ausgebildet sein. Sie bilden äußere Torsionsfedern. Die Balken 123 sind insbesondere in x-Richtung, d. h. in Richtung senkrecht zur Ausrichtung der Balken 121 angeordnet.The frame 122 is in turn by means of two bars 123 on the support structure 36 attached. The bars 123 can according to the bars 121 be educated. They form outer torsion springs. The bars 123 are in particular in the x-direction, ie in the direction perpendicular to the alignment of the bars 121 arranged.

Durch die inneren und äußeren Balken 121 und 123 werden zwei Kippachsen, insbesondere zwei Kippfreiheitsgrade definiert.Through the inner and outer beams 121 and 123 two tilting axes, in particular two tilting degrees of freedom are defined.

Durch die Ausbildung der Aufhängung mit dem Rahmen 122 und den inneren und äußeren Torsionsfedern ist es möglich, die Verkippung in x-Richtung zumindest weitestgehend von der Verkippung in y-Richtung zu entkoppeln. Zusätzliche Führungselemente werden bei dieser Aufhängung nicht benötigt. Selbstverständlich können auch bei dieser Ausführungsform zusätzliche Führungselemente, beispielsweise Kulissen, welche die Verschwenkbarkeit des Aktuatorstifts 43 beeinflussen, vorgesehen sein.By training the suspension with the frame 122 and the inner and outer torsion springs, it is possible to decouple the tilt in the x direction at least as far as possible from the tilt in the y direction. Additional guide elements are not needed with this suspension. Of course, in this embodiment, additional guide elements, such as scenes, which the pivotability of the Aktuatorstifts 43 be provided.

Wie in der 14 exemplarisch angedeutet ist, weist das Aktuationselement 111 eine Bauhöhe h auf. Die Bauhöhe h des Aktuationselement 111 kann fest vorgegeben sein. Sie ist insbesondere unabhängig von der Länge L des Hebelarms 110. Eine Anpassung der Länge L des Hebelarms 110 ist somit unabhängig vom Design des Aktuationselements 111. Dies gilt entsprechend auch bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen.Like in the 14 is indicated by way of example, the actuation element has 111 a height h on. The height h of the actuation element 111 can be fixed. It is in particular independent of the length L of the lever arm 110 , An adjustment of the length L of the lever arm 110 is thus independent of the design of the Aktuationselements 111 , This applies accordingly also in the previously described embodiments.

Da die Länge L des Hebelarms 110 einen direkten Einfluss auf das maximal mit dem Mikroaktuator 50 erzeugbaren Torsionsmoments hat, ist letzteres variabel einstellbar, ohne das Aktuationselement 111 in seiner Dimensionierung verändern zu müssen. Der Arbeitsbereich des Mikroaktuators 50 liegt zwischen 0 und dem maximalen Torsionsmoment. Since the length L of the lever arm 110 a direct impact on the maximum with the microactuator 50 can be generated torsional torque, the latter is variably adjustable, without the Aktuationselement 111 to change in its dimensioning. The working range of the microactuator 50 is between 0 and the maximum torsional moment.

Im Folgenden werden weitere Details des Mikroaktuators 50 stichwortartig beschrieben. Die Kraftübertragung erfolgt ausschließlich am Ende des Hebelarms 110. Hierdurch kann eine optimale Nutzung des Hebels erreicht werden.Below are more details of the microactuator 50 described in keywords. The power transmission takes place exclusively at the end of the lever arm 110 , This allows optimal use of the lever can be achieved.

Der Mikroaktuator 50 weist insbesondere einen vertikalen Aufbau auf. Er wird insbesondere vertikal zur Waferoberfläche hergestellt.The microactuator 50 has in particular a vertical structure. It is produced in particular vertically to the wafer surface.

Die Bauhöhe h des Aktuationselements 111 ist von der Länge L des Hebelarms 110 entkoppelt. Die Bauhöhe h des Aktuationselements 111 kann insbesondere geringer als die Länge L des Hebelarms 110 sein. Die Bauhöhe h kann insbesondere relativ zur Länge L klein sein. Es gilt insbesondere h:L < 0,5, insbesondere h:L < 0,3, insbesondere h:L < 0,1, insbesondere h:L < 0,05, insbesondere h:L < 0,03, insbesondere h:L < 0,01.The height h of Aktuationselements 111 is of the length L of the lever arm 110 decoupled. The height h of Aktuationselements 111 may in particular be less than the length L of the lever arm 110 be. The overall height h can be small, in particular relative to the length L. In particular, h: L <0.5, in particular h: L <0.3, in particular h: L <0.1, in particular h: L <0.05, in particular h: L <0.03, in particular h: L <0.01.

Der Hebelarm 110 kann aus Silizium, insbesondere aus monokristallinem Silizium, sein.The lever arm 110 may be silicon, in particular monocrystalline silicon.

Das Aktuationselement 111 kann aus dem selben Material sei wie der Hebelarm 110. Das Aktuationselement 111 kann auch aus einem anderen Material sein als der Hebelarm 110. Mögliche Materialien sind Halbleiter wie beispielsweise Germanium, oder Metallschichten, beispielsweise Aluminium, Kupfer, Titan als auch Legierungen von Metallen.The actuation element 111 can be made of the same material as the lever arm 110 , The actuation element 111 can also be made of a different material than the lever arm 110 , Possible materials are semiconductors such as germanium, or metal layers, for example aluminum, copper, titanium as well as alloys of metals.

Die Länge L des Hebelarms 110 kann durch eine Dicke eines zu seiner Herstellung verwendeten Wafers definiert werden. Die Länge L kann jedoch durch weitere Strukturierungsschritte beeinflusst werden. Die Länge L des Hebelarms 110 ist unabhängig vom Design des Aktuationselements 110 anpassbar.The length L of the lever arm 110 can be defined by a thickness of a wafer used to make it. However, the length L can be influenced by further structuring steps. The length L of the lever arm 110 is independent of the design of the actuation element 110 customizable.

Das Aktuationselement 111 wird in einem mikrotechnischen Verfahren mit dem Hebelarm 110 verbunden. Für den Verbindungsschritt 115 zur Verbindung des Aktuationselements 111 mit dem Hebelarm 110 ist insbesondere ein Bond-Verfahren, insbesondere ein Fusionsbond-Verfahren oder ein eutektisches Bonden vorgesehen. Mögliche Verbindungen können Si-Si-Verbindungen, Si-SiO2-Verbindungen, Metall-Si-Verbindungen als auch Metall-SiO2-Verbindungen sein.The actuation element 111 is in a microtechnical procedure with the lever arm 110 connected. For the connection step 115 for connecting the actuator element 111 with the lever arm 110 In particular, a bonding process, in particular a fusion bonding process or a eutectic bonding is provided. Possible compounds may be Si-Si compounds, Si-SiO 2 compounds, metal-Si compounds as well as metal-SiO 2 compounds.

Das Material und die Bauhöhe H des Aktuationselements 111 kann unabhängig vom Design und der Ausführung des Hebelarms 110 gewählt werden.The material and the height H of the actuator 111 can be independent of the design and design of the lever arm 110 to get voted.

Die Aktuation, d. h. die Kraftankopplung, wirkt insbesondere senkrecht zur Längsrichtung 112. Außerdem erfolgt die Kraftankopplung in einem präzise vorgebbaren Bereich entlang der Längsrichtung 112, insbesondere an einer präzise vorgebbaren Position in Längsrichtung 112.The Aktuation, ie the power coupling, acts in particular perpendicular to the longitudinal direction 112 , In addition, the power coupling takes place in a precisely predetermined range along the longitudinal direction 112 , in particular at a precisely predetermined position in the longitudinal direction 112 ,

Im Folgenden werden weitere Details des Verfahrens zur Herstellung des Mikroaktuators 50 stichwortartig beschrieben. Zur Herstellung des Mikroaktuators 50 wird der Hebelarm 110 mit einer vorgegebenen Länge L bereitgestellt. Hierbei kann die Länge L insbesondere in Abhängigkeit des vorgegebenen, maximal zu erzeugenden Torsionsmoments ermittelt werden. Der Hebelarm kann insbesondere aus einem Wafer, insbesondere einem Siliziumwafer, insbesondere aus einen monokristallinen Siliziumwafer oder einem SOI-Wafer, hergestellt werden. Die Länge L des Hebelarms 110 kann hierbei durch die Dicke dieses Wafers vorgegeben werden. Sie ist prinzipiell frei wählbar. Der Mikroaktuator 50, insbesondere der Hebelarm 110 werden insbesondere vertikal zu Waferoberfläche, d. h. vertikal zur Reflexionsfläche 34 des Einzelspiegels 27 hergestellt.In the following, further details of the method for producing the microactuator will be described 50 described in keywords. For the production of the microactuator 50 becomes the lever arm 110 provided with a predetermined length L. In this case, the length L can be determined in particular as a function of the predefined maximum torsional torque to be generated. The lever arm can in particular be produced from a wafer, in particular a silicon wafer, in particular from a monocrystalline silicon wafer or an SOI wafer. The length L of the lever arm 110 can be specified here by the thickness of this wafer. It is in principle freely selectable. The microactuator 50 , in particular the lever arm 110 become particularly vertical to the wafer surface, ie vertical to the reflection surface 34 of the single mirror 27 produced.

Der Hebelarm 110 kann in einem Strukturierungsschritt strukturiert werden.The lever arm 110 can be structured in a structuring step.

Außerdem wird das Aktuationselement 111 bereitgestellt. Das Aktuationselement 111 wird insbesondere unabhängig vom Hebelarm 110 hergestellt. Es kann insbesondere unabhängig von der Herstellung des Hebelarms 110 strukturiert werden. Zur Strukturierung des Aktuationselements 111 ist ein mikrotechnisches Verfahren, insbesondere ein lithografisches Verfahren, vorgesehen. Das Aktuationselement 111 kann aus einem Wafer, insbesondere einem Siliziumwafer, insbesondere einem monokristallinen Siliziumwafer oder einem SOI-Wafer, hergestellt werden.In addition, the actuation element 111 provided. The actuation element 111 in particular is independent of the lever arm 110 produced. In particular, it can be independent of the production of the lever arm 110 be structured. For structuring the Aktuationselements 111 is a microtechnical process, in particular a lithographic process, provided. The actuation element 111 can be produced from a wafer, in particular a silicon wafer, in particular a monocrystalline silicon wafer or an SOI wafer.

Im Verbindungsschritt 115 wird das Aktuationselement 111 mit dem Hebelarm 110 verbunden. Hierfür ist insbesondere ein Bond-Verfahren, insbesondere ein Fusionsbonden oder ein eutektisches Bonden, vorgesehen.In the connecting step 115 becomes the actuation element 111 with the lever arm 110 connected. For this purpose, in particular a bonding method, in particular a fusion bonding or a eutectic bonding, is provided.

Nach der Verbindung des Aktuationselements 111 mit dem Hebelarm 110 können das sogenannte Handle-Silizium und das vergrabene Oxid des Wafers, aus welchem das Aktuationselement 111 gefertigt ist, entfernt. Hierdurch wird die Funktionsschicht des Aktuationselements 111 an das freie Ende des Hebelarms 110 übertragen und mit diesem verbunden.After the connection of the actuation element 111 with the lever arm 110 may be the so-called handle silicon and the buried oxide of the wafer from which the actuator element 111 is made, removed. As a result, the functional layer of the Aktuationselements 111 to the free end of the lever arm 110 transferred and connected to this.

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Claims (16)

Mikroaktuator (50) zur Verlagerung eines Mikrospiegels (27) umfassend a. einen sich in einer Längsrichtung (112) erstreckenden Hebelarm (110) und b. ein mit diesem verbundenes Aktuationselement (111), c. wobei der Hebelarm (110) um eine Schwenkachse (120) verschwenkbar gelagert ist, d. wobei das Aktuationselement (111) einen vorgegebenen, frei wählbaren Abstand in Längsrichtung (112) zur Schwenkachse (120) aufweist, und e. wobei die mittels des Aktuationselements (111) auf den Hebelarm (110) ausübbare Kraft in Richtung quer zur Längsrichtung (112) wirkt.Microactuator ( 50 ) for the displacement of a micromirror ( 27 ) comprising a. in a longitudinal direction ( 112 ) extending lever arm ( 110 ) and b. an actuation element connected thereto ( 111 c. where the lever arm ( 110 ) about a pivot axis ( 120 ) is pivotally mounted, d. wherein the actuation element ( 111 ) a predetermined, freely selectable distance in the longitudinal direction ( 112 ) to the pivot axis ( 120 ), and e. wherein the means of the actuation element ( 111 ) on the lever arm ( 110 ) exerted force in the direction transverse to the longitudinal direction ( 112 ) acts. Mikroaktuator (50) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuationselement (111) als Kammelektrode ausgebildet ist.Microactuator ( 50 ) according to claim 1, characterized in that the actuation element ( 111 ) is formed as a comb electrode. Mikroaktuator (50) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (110) und das Aktuationselement (111) aus unterschiedlichen Materialien sind.Microactuator ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the lever arm ( 110 ) and the actuation element ( 111 ) are made of different materials. Mikroaktuator (50) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuationselement (111) eine Bauhöhe h und der Hebelarm (110) eine Länge L aufweist, wobei gilt: h:L < 0,5.Microactuator ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuation element ( 111 ) a height h and the lever arm ( 110 ) has a length L, where: h: L <0.5. Verfahren zur Herstellung eines Mikroaktuators (50) umfassend die folgenden Schritte: – Vorgeben einer bestimmten Länge (L), – Bereitstellen eines Hebelarms (110) mit der vorgegebenen Länge (L), – Bereitstellen eines Aktuationselements (111), – Verbinden des Aktuationselements (111) mit dem Hebelarm (110).Method for producing a microactuator ( 50 ) comprising the following steps: - specifying a certain length (L), - providing a lever arm ( 110 ) with the predetermined length (L), - providing an actuation element ( 111 ), - connecting the actuation element ( 111 ) with the lever arm ( 110 ). Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (110) aus einem Wafer mit einer vorgegebenen Dicke hergestellt wird.Method according to claim 5, characterized in that the lever arm ( 110 ) is produced from a wafer having a predetermined thickness. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) in Abhängigkeit eines vorgegebenen, maximal zu erzeugenden Torsionsmoments, ermittelt wird.Method according to one of Claims 5 to 6, characterized in that the length (L) is determined as a function of a predetermined maximum torsional torque to be generated. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuationselement (111) in einen mikrotechnischen Verfahren mit dem Hebelarm (110) verbunden wird.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that the actuation element ( 111 ) in a microtechnical procedure with the lever arm ( 110 ) is connected. Optisches Bauelement umfassend a. einen Spiegelkörper (35) mit einer Reflexionsfläche (34) und b. einen Mikroaktuator (50) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.Optical component comprising a. a mirror body ( 35 ) with a reflection surface ( 34 ) and b. a microactuator ( 50 ) according to one of claims 1 to 4. Optische Baugruppe umfassend eine Vielzahl von optischen Bauelementen gemäß Anspruch 9.An optical assembly comprising a plurality of optical components according to claim 9. Optische Baugruppe gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Mikroaktuatoren (50) Hebelarme (110) mit unterschiedlichen Längen (L) aufweisen.Optical assembly according to claim 10, characterized in that at least two of the microactuators ( 50 ) Lever arms ( 110 ) having different lengths (L). Facettenspiegel (13, 14, 26, 28) für eine Beleuchtungsoptik (4) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Mikrolithografie umfassend mindestens eine optische Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 10 bis 11.Facet mirror ( 13 . 14 . 26 . 28 ) for an illumination optics ( 4 ) of a projection exposure apparatus ( 1 ) for microlithography comprising at least one optical assembly according to one of claims 10 to 11. Beleuchtungsoptik (4) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend eine optische Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 10 bis 11.Illumination optics ( 4 ) for a projection exposure apparatus ( 1 ) comprising an optical assembly according to one of claims 10 to 11. Beleuchtungssystem (2) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend eine Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 13 und eine EUV-Strahlungsquelle (3).Lighting system ( 2 ) for a projection exposure apparatus ( 1 ) comprising an illumination optical system ( 4 ) according to claim 13 and an EUV radiation source ( 3 ). Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Mikrolithografie umfassend a) eine Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 13 und b) eine Projektionsoptik (7).Projection exposure apparatus ( 1 ) for microlithography comprising a) an illumination optics ( 4 ) according to claim 13 and b) a projection optics ( 7 ). Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 15, b) Bereitstellen eines Substrats, auf das zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, c) Bereitstellen eines Retikels (30) mit abzubildenden Strukturen, d) Projezieren mindestens eines Teils des Retikels (30) auf einen Bereich der lichtempfindlichen Schicht mittels der Projektionsbelichtungsanlage (1), e) Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen Schicht.Method for producing a microstructured or nanostructured component comprising the following steps: a) providing a projection exposure apparatus ( 1 ) according to claim 15, b) providing a substrate on which at least partially a layer of a photosensitive material is applied, c) providing a reticle ( 30 ) with structures to be imaged, d) projecting at least part of the reticle ( 30 ) to a region of the photosensitive layer by means of the projection exposure apparatus ( 1 e) developing the exposed photosensitive layer.
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