DE102017207433A1

DE102017207433A1 - Abstützung eines optischen Elements

Info

Publication number: DE102017207433A1
Application number: DE102017207433.7A
Authority: DE
Inventors: Jens Prochnau; Marwene Nefzi; Dirk Schaffer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einem optischen Element (108), einer Stützstruktur (109), einer Verbindungseinrichtung (110) und einer Aktuatoreinrichtung (111). Die Verbindungseinrichtung (110) verbindet das optische Element (108) zumindest im Wesentlichen statisch bestimmt mit der Stützstruktur (109) und ist dazu ausgebildet, die auf das optische Element (108) wirkende Gewichtskraft zumindest im Wesentlichen aufzunehmen. Die Aktuatoreinrichtung (111) verbindet das optische Element (108) mechanisch mit der Stützstruktur (109) und ist dazu ausgebildet, eine Position und/oder Orientierung des optischen Elements (108) in wenigstens einem Freiheitsgrad einzustellen. Die Verbindungseinrichtung (110) weist einen Verbindungsteil und einen Entkopplungsteil auf, wobei der Entkopplungsteil kinematisch seriell zu dem Verbindungsteil zwischen dem Verbindungsteil und dem optischen Element (108) angeordnet ist. Die Aktuatoreinrichtung (111) wirkt kinematisch parallel zu dem Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung (110) zwischen dem optischen Element (108) und der Stützstruktur (109). Der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung (110) ist derart ausgebildet, dass er in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element (108) und der Stützstruktur (109) zur Verfügung stellt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine optische Abbildungseinrichtung mit einer solchen optischen Anordnung, ein entsprechendes Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements sowie ein entsprechendes optisches Abbildungsverfahren. Die Erfindung lässt sich im Zusammenhang mit beliebigen optischen Abbildungsverfahren einsetzen. Besonders vorteilhaft lässt sie sich bei der Herstellung oder der Inspektion mikroelektronischer Schaltkreise sowie der hierfür verwendeten optischen Komponenten (beispielsweise optischer Masken) einsetzen.
Die im Zusammenhang mit der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten optischen Einrichtungen umfassten typischerweise eine Mehrzahl optischer Elementeinheiten, die ein oder mehrere optische Elemente wie Linsen, Spiegel oder optische Gitter umfassen, die im Abbildungslichtpfad angeordnet sind. Diese optischen Elemente wirken typischerweise in einem Abbildungsprozess zusammen, um ein Bild eines Objekts (beispielsweise ein auf einer Maske gebildetes Muster) auf ein Substrat (beispielsweise einen so genannten Wafer) zu transferieren. Die optischen Elemente sind typischerweise in einer oder mehreren funktionalen Gruppen zusammengefasst, die gegebenenfalls in separaten Abbildungseinheiten gehalten sind. Insbesondere bei hauptsächlich refraktiven Systemen, die mit einer Wellenlänge im so genannten Vakuum-Ultraviolett-Bereich (VUV, beispielsweise bei einer Wellenlänge von 193 nm) arbeiten, sind solche Abbildungseinheiten häufig aus einen Stapel optischer Module gebildet, die ein oder mehrere optische Elemente halten. Diese optischen Module umfassen typischerweise eine Stützstruktur mit einer im Wesentlichen ringförmigen äußeren Stützeinheit, die einen oder mehrere optische Elementhalter abstützt, die ihrerseits das optische Element halten.
Die immer weiter voranschreitende Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen führt zu einem ständigen Bedarf an erhöhter Auflösung der ihre Herstellung verwendeten optischen Systeme. Dieser Bedarf an erhöhter Auflösung bedingt den Bedarf an einer erhöhten numerischen Apertur (NA) und einer erhöhten Abbildungsgenauigkeit der optischen Systeme.
Ein Ansatz, um eine erhöhte optische Auflösung zu erhalten, besteht darin, die Wellenlänge des in dem Abbildungsprozess verwendeten Lichtes zu verringern. In den vergangenen Jahren wurden zunehmend Lösungsansätze verfolgt, bei denen Licht im so genannten extremen Ultraviolettbereich (EUV) verwendet wurde, typischerweise bei Wellenlängen von 5 nm bis 20 nm, in den meisten Fällen bei einer Wellenlänge von etwa 13 nm. In diesem EUV-Bereich ist es nicht mehr möglich, herkömmliche refraktive optische Systeme zu verwenden. Dies ist dadurch bedingt, dass die für refraktive optische Systeme verwendeten Materialien in diesem EUV-Bereich einen Absorptionsgrad aufweisen, der zu hoch ist um mit der verfügbaren Lichtleistung akzeptable Abbildungsergebnisse zu erzielen. Folglich müssen in diesem EUV-Bereich reflektive optische Systeme für die Abbildung verwendet werden.
Dieser Übergang zu reflektiven optischen Systemen mit hoher numerischer Apertur (z. B. NA > 0,4 bis 0,5) EUV-Bereich führt zu erheblichen Herausforderungen im Hinblick auf das Design der Abbildungseinrichtung.
Die oben genannten Faktoren führen zu sehr strengen Anforderungen hinsichtlich der Position und/oder Orientierung der optischen Elemente, die an der Abbildung teilnehmen, relativ zueinander sowie hinsichtlich der Deformation der einzelnen optischen Elemente, um eine gewünschte Abbildungsgenauigkeit erzielen. Zudem ist es erforderlich, diese hohe Abbildungsgenauigkeit über den gesamten Betrieb, letztlich über die Lebensdauer des Systems aufrechtzuerhalten.
Als Konsequenz müssen die Komponenten der optischen Abbildungseinrichtung (also beispielsweise die Maske, die optischen Elemente und das Substrat), die bei der Abbildung zusammenwirken, in einer wohldefinierten Weise abgestützt werden, um eine vorgegebene wohldefinierte räumliche Beziehung zwischen diesen Komponenten einzuhalten und eine minimale unerwünschte Deformation dieser Komponenten zu erzielen, um letztlich eine möglichst hohe Abbildungsqualität zu erreichen.
Um diese vorgegebene räumliche Beziehung zwischen den Komponenten über den gesamten Abbildungsprozess hinweg einzuhalten, ist es bei solchen optischen Abbildungseinrichtungen üblich, diese räumliche Beziehung zumindest intermittierend zu erfassen und zumindest einzelne der Komponenten in Abhängigkeit hiervon in wenigstens einem Freiheitsgrad (bis hin zu allen sechs Freiheitsgraden im Raum) aktiv einzustellen. Vergleichbares gilt häufig hinsichtlich der und die Deformation einzelner Komponenten. Zudem ist es typischerweise erforderlich, die Maske und das Substrat von Zeit zu Zeit zu verfahren, um unterschiedliche Bereiche des Musters der Maske auf unterschiedliche Bereiche des Substrats abzubilden.
Insbesondere bei den oben beschriebenen reflektiven optischen Systemen im EUV-Bereich mit ihren aktiv verstellbaren und/oder deformierbaren Spiegeln besteht dabei häufig das Problem, dass jede Stellbewegung des Spiegels an seinen Lagerstellen (also an den Stellen, an denen der Spiegel über eine entsprechende Verbindungseinrichtung mit seiner Stützstruktur verbunden ist) eine entsprechende Verschiebung erzeugt. Diese Verschiebung an den Lagerstellen in dem betreffenden Freiheitsgrad erfolgt in der Regel gegen eine entsprechende (typischerweise elastische) Rückstellkraft der Verbindungseinrichtung. Diese Rückstellkräfte der Lagerung werden in den Spiegel eingeleitet und erzeugen dort parasitärer Spannungen, die im ungünstigsten Fall bis in den Bereich der optisch genutzten Fläche des Spiegels fortschreiten und dort zu einer unerwünschten Deformation der Spiegeloberfläche führen.
Um derartige parasitäre Spannungen möglichst weitgehend zu vermeiden, ist daher bei konventionellen Systemen typischerweise vorgesehen, dass die Angriffspunkte der Aktuatoren und der Verbindungseinrichtung zur Stützstruktur möglichst nahe beieinander liegen. Hierbei besteht zum einen das Problem, dass eine solche Gestaltung (nicht zuletzt wegen beengter Bauraumverhältnisse) nur schwerlich bzw. mit großem Aufwand realisierbar ist. Häufig wird daher ein Lösungsansatz verfolgt, bei dem die Aktuatoren in die Verbindungseinrichtung integriert sind, wie dies beispielsweise aus der WO 2010/007036 A2 (Kugler et al.) bekannt ist, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Insbesondere bei einer solchen kompakten bzw. integrierten Gestaltung besteht jedoch das Problem, dass die Anbindung der Aktuatoren unter dynamischen Gesichtspunkten möglichst steif gestaltet sein muss, um eine möglichst hohe Regelbandbreite zu erzielen. Diese steife Anbindung wirkt sich jedoch typischerweise auch auf die Steifigkeit im Bereich der jeweiligen Lagerungsstelle aus, sodass nur eine vergleichsweise geringe Deformationsentkopplung in diesem Bereich erzielt werden kann.
Es ist zu erwarten, dass die bei kommerziellen EUV-Systemen verwendeten Spiegel in der Zukunft größer und empfindlicher gegenüber parasitären Kräften und Momenten werden, während gleichzeitig die zulässigen Deformationen der Spiegelflächen immer kleiner werden.
Ein weiteres Problem bei diesen aktiven Systeme besteht darin, dass sie typischerweise eine Vielzahl von Aktuatoren und Sensoren etc. erfordern, die eine nicht mehr vernachlässigbare Menge an Wärme in das System einbringen. Die daraus resultierende thermische Ausdehnung der Systemkomponenten führt zu einer unerwünschten Abweichung von dem Sollzustand und damit zu einer Verschlechterung der Abbildungsqualität.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine optische Anordnung, eine optische Abbildungseinrichtung, ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements sowie ein Abbildungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche die zuvor genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache Weise eine Reduktion der parasitären Spannungen in dem optischen Element bei guten dynamischen Eigenschaften realisiert.
Der Erfindung liegt die technische Lehre zugrunde, dass bei einer optischen Anordnung der eingangs genannten Art auf einfache Weise eine Reduktion von unerwünschten parasitären Spannungen in dem optischen Element bei guten dynamischen Eigenschaften realisiert werden kann, wenn die Verbindungseinrichtung in kinematisch serieller Abfolge einen Verbindungsteil und einen Entkopplungsteil aufweist und die Aktuatoreinrichtung kinematisch parallel zu dem Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur wirkt, während der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass er in dem wenigstens einen Freiheitsgrad, in dem die Verstellung des optischen Elements erfolgt, eine mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur zur Verfügung stellt.
Bei einer Variante, bei der die Aktuatoreinrichtung an dem Entkopplungsteil angreift, mithin also nur zu dem Verbindungsteil kinematisch parallel angeordnet ist, ist es in vorteilhafter Weise möglich, gerade über eine hohe Steifigkeit des Entkopplungsteils eine mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur zu erzielen. Dabei ergibt sich dank der hohen Steifigkeit des Entkopplungsteils selbst bei hoher Steifigkeit des Verbindungsteils nur eine vergleichsweise geringe Deformation des Entkopplungsteils. Dies führt lediglich zu geringen parasitären Kräften, die dann selbst bei großen Rückstellkräften (aus dem Verbindungsteil) über den Entkopplungsteil in das optische Element eingeleitet werden. Gerade die hohe Steifigkeit des Entkopplungsteils, an dem die Aktuatoreinrichtung angreift, ist dabei unter dynamischen Gesichtspunkten von großem Vorteil.
Bei einer Anbindung der Aktuatoreinrichtung an dem optischen Element, mithin also einer vollständig kinematisch parallelen Anordnung der Aktuatoreinrichtung zu der Verbindungseinrichtung, kann die Anbindung der Aktuatoreinrichtung an dem optischen Element weitgehend unabhängig von der Anbindung der Verbindungseinrichtung an dem optischen Element gestaltet werden.
Die Verbindungseinrichtung ist dabei dann typischerweise so gestaltet, dass sie im Betrieb zumindest einen Großteil, vorzugsweise sämtliche statischen Lasten aufnimmt (in der Regel also die Gewichtskraft des optischen Elements), während die Aktuatoreinrichtung zumindest überwiegend, vorzugsweise ausschließlich dazu dient, die für die Stellbewegungen erforderlichen dynamischen Kräfte aufzubringen.
Diese funktionale Trennung hat den Vorteil, dass die Anbindung der Aktuatoreinrichtung in dem wenigstens einen Freiheitsgrad, in dem eine aktive Verstellung des optischen Elements erfolgen soll, steif gestaltet werden kann. Hierdurch lassen sich besonders günstige dynamische Eigenschaften des Systems erzielen.
Die Anbindung der Verbindungseinrichtung kann hingegen in vorteilhafter Weise eine Gestaltung aufweisen, die zumindest in dem wenigstens einen Freiheitsgrad, in dem eine aktive Verstellung des optischen Elements durch die Aktuatoreinrichtung erfolgt, eine möglichst geringe Steifigkeit aufweist bzw. den Bewegungen des optischen Elements folgen kann. Durch diese mechanische Entkopplung in dem betreffenden Freiheitsgrad (bis hin zu allen sechs Freiheitsgraden im Raum) lassen sich besonders günstige Gestaltungen realisieren, bei denen nur vergleichsweise geringe parasitäre Spannungen aus der Verbindungseinrichtung in das optische Element eingeleitet werden.
Nach einem Aspekt betrifft die Erfindung daher eine optische Anordnung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einem optischen Element, einer Stützstruktur, einer Verbindungseinrichtung und einer Aktuatoreinrichtung. Die Verbindungseinrichtung verbindet das optische Element zumindest im Wesentlichen statisch bestimmt mit der Stützstruktur und ist weiterhin dazu ausgebildet, die auf das optische Element wirkende Gewichtskraft zumindest im Wesentlichen aufzunehmen. Die Aktuatoreinrichtung verbindet das optische Element mechanisch mit der Stützstruktur und ist weiterhin dazu ausgebildet, eine Position und/oder Orientierung des optischen Elements in wenigstens einem Freiheitsgrad einzustellen. Die Verbindungseinrichtung weist einen Verbindungsteil und einen Entkopplungsteil auf, wobei der Entkopplungsteil kinematisch seriell zu dem Verbindungsteil zwischen dem Verbindungsteil und dem optischen Element angeordnet ist, Die Aktuatoreinrichtung wirkt kinematisch parallel zu dem Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur. Dabei ist der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung derart ausgebildet, dass er in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur zur Verfügung stellt.
Die im Bereich der Verbindungseinrichtung erzielte mechanische Entkopplung zwischen der Stützstruktur und dem optischen Element in dem wenigstens einen aktuierten Freiheitsgrad kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen.
Bei den oben beschriebenen Varianten mit einer Anbindung der Aktuatoreinrichtung an dem Entkopplungsteil wird die mechanische Entkopplung zwischen der Stützstruktur und dem optischen Element beispielsweise einfach durch eine hohe Steifigkeit einer Komponente des Entkopplungsteils erzielt, die zwischen die Stützstruktur und das optische Element geschaltet wird. Dabei ergibt sich dank der hohen Steifigkeit dieser Komponente des Entkopplungsteils selbst bei hoher Steifigkeit des Verbindungsteils bzw. großen in diese hochsteife Komponente eingeleiteten Lasten nur eine vergleichsweise geringe Deformation dieser hochsteifen Komponente des Entkopplungsteils. Dies führt lediglich zu geringen Deformationen bzw. parasitären Kräften auf der dem optischen Element zugewandten Seite der hochsteifen Komponente, die dann über den Rest des Entkopplungsteils in das optische Element eingeleitet werden.
Bei bestimmten Varianten weist der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung daher einen Trägerabschnitt und einen Entkopplungsabschnitt auf, wobei der Entkopplungsabschnitt kinematisch seriell zu dem Trägerabschnitt zwischen dem Trägerabschnitt und dem optischen Element angeordnet ist. Der Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung weist in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Verbindungsteilsteifigkeit CVT auf, während der Trägerabschnitt in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Trägerabschnittssteifigkeit CTA aufweist und der Entkopplungsabschnitt in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Entkopplungsabschnittssteifigkeit CEA aufweist. Die Aktuatoreinrichtung greift an dem Trägerabschnitt an, um eine Auslenkung des Trägerabschnitts in dem wenigstens einen Freiheitsgrad zu erzeugen. Der Verbindungsteil übt bei der Auslenkung des Trägerabschnitts aufgrund der Verbindungsteilsteifigkeit CVT in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Rückstellkraft in dem wenigstens einen Freiheitsgrad auf den Trägerabschnitt aus, während die Rückstellkraft eine Deformation des Trägerabschnitts in dem wenigstens einen Freiheitsgrad bewirkt, aus der an dem Entkopplungsabschnitt aufgrund der Entkopplungsabschnittssteifigkeit CEA eine parasitäre Kraft in dem wenigstens einen Freiheitsgrad auf das optische Element wirkt. Die Trägerabschnittssteifigkeit CTA ist so groß gewählt, dass die parasitäre Kraft höchstens 5% bis 10%, vorzugsweise höchstens 1% bis 5%, weiter vorzugsweise höchstens 0,5% bis 1%, der Rückstellkraft beträgt.
Bei bestimmten weiteren Varianten wird die Entkopplung einfach über eine entsprechend geringe Steifigkeit des Entkopplungsteils in dem betreffenden aktuierten Freiheitsgrad erzielt.
Dabei kann die Steifigkeit des Entkopplungsteils insbesondere nur einen Bruchteil, vorzugsweise nur einen geringen Bruchteil der Steifigkeit des Verbindungsteils in dem aktuierten Freiheitsgrad betragen.
Bei bestimmten Varianten wirkt die Aktuatoreinrichtung auch kinematisch parallel zu dem Entkopplungsteil zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur, wobei der Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Verbindungsteilsteifigkeit CVT aufweist. Der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung weist wenigstens einen Entkopplungsabschnitt auf, der die mechanische Entkopplung in dem wenigstens einen Freiheitsgrad zur Verfügung stellt und in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Entkopplungsteilsteifigkeit CET aufweist. Dabei beträgt die Entkopplungsteilsteifigkeit CET höchstens 5% bis 10%, vorzugsweise höchstens 1% bis 5%, weiter vorzugsweise höchstens 0,5% bis 1%, der Verbindungsteilsteifigkeit CVT. Hiermit lassen sich sowohl im Hinblick auf die Dynamik als auch auf die Deformationsentkopplung besonders günstige Systeme erzielen.
Die jeweilige absolute Steifigkeit des Entkopplungsteils bzw. des Verbindungsteils der Verbindungseinrichtung kann grundsätzlich an den jeweiligen Anwendungsfall, insbesondere die dynamischen Anforderungen bzw. die Anforderungen an die Deformationsentkopplung angepasst werden. Vorzugsweise ist die jeweilige Steifigkeit so gewählt, dass mindestens 90%, vorzugsweise mindestens 95%, weiter vorzugsweise mindestens 99%, der Auslenkung, die dem optischen Element durch die Aktuatoreinrichtung in dem wenigstens einen Freiheitsgrad aufgeprägt wird, durch den Entkopplungsteil (genauer gesagt dessen elastische Deformation) aufgenommen wird.. Hiermit lassen sich ebenfalls besonders günstige Systeme erzielen.
Es versteht sich hierbei, dass gegebenenfalls auch mehrere Entkopplungsabschnitte vorgesehen sein können, die zueinander kinematisch seriell zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur angeordnet sind. Hierdurch lassen sich gegebenenfalls besonders günstige Konfigurationen erzielen, bei denen die Entkopplungsbewegung auf die Entkopplungsabschnitte aufgeteilt ist, sodass gegebenenfalls entsprechende geometrische Randbedingungen einfacher eingehalten werden können. Weiterhin können die einzelnen Entkopplungsabschnitte unmittelbar aneinander angrenzen bzw. aufeinanderfolgen. Ebenso können aber auch ein oder mehrere (im Vergleich zu einem oder mehreren der Entkopplungsabschnitte) steifere Zwischenabschnitte zwischen zwei derartigen Entkopplungsabschnitten vorgesehen sein. Bei bestimmten Varianten kann einer der Entkopplungsabschnitte unmittelbar an das optische Element angrenzen bzw. an dieses angebunden sein, während der andere Entkopplungsabschnitt unmittelbar an die Stützstruktur angrenzt bzw. an diese angebunden ist.
Die Verbindungseinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, um insbesondere die Funktion zu erfüllen, die statischen Lasten aus dem optischen Element in die Stützstruktur einzuleiten. Hierzu kann die Verbindungseinrichtung gegebenenfalls ausschließlich aus dem Entkopplungsabschnitt bestehen. Bei besonders günstig gestalteten Varianten umfasst die Verbindungseinrichtung einen Trägerabschnitt. Dieser kann kinematisch seriell zu dem Entkopplungsabschnitt angeordnet sein und beispielsweise einen Zwischenabschnitt darstellen, wie er oben beschrieben wurde. Insbesondere kann der Trägerabschnitt (bei allen Varianten) in dem aktuierten Freiheitsgrad eine höhere Steifigkeit aufweisen als der Entkopplungsabschnitt. Die Steifigkeit CTA des Trägerabschnitts kann dabei insbesondere in den Grenzen liegen, wie sie oben für die Steifigkeit CTA genannt wurden.
Der jeweilige Trägerabschnitt und/oder der jeweilige Entkopplungsabschnitt kann entlang einer Umfangsrichtung des optischen Elements gegebenenfalls aus mehreren, voneinander getrennten Segmenten bestehen. Bei besonders günstigen Varianten ist insbesondere der Trägerabschnitt ringförmig ausgebildet, wobei er sich entlang eines Außenumfangs des optischen Elements erstreckt. Hierdurch können besonders kompakte Gestaltungen erzielt werden, die insbesondere hinsichtlich der definierten Abstützung des optischen Elements günstig sind. Der Trägerabschnitt kann dabei insbesondere nach Art eines Fassungsrings ausgebildet sein, um diese Vorteile zu erzielen.
Bei bestimmten Varianten ist der Entkopplungsabschnitt kinematisch seriell zu dem Trägerabschnitt angeordnet, wobei der Entkopplungsabschnitt vorzugsweise zwischen dem Trägerabschnitt und dem optischen Element angeordnet ist. Hierdurch lassen sich besonders günstige Konfigurationen erzielen, bei denen insbesondere der Trägerabschnitt eine günstige, gegebenenfalls ausreichend steife Schnittstelle zur definierten Anbindung an die Stützstruktur bildet.
Die mechanische Entkopplung in dem aktuierten Freiheitsgrad kann durch den Entkopplungsabschnitt grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Wie nachfolgend noch näher dargelegt wird, kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine aktive Entkopplung erfolgt, indem der Entkopplungsabschnitt eine Nachstellbewegung ausführt, welche der Auslenkung des optischen Elements folgt.
Bei bestimmten Varianten ist jedoch alleine oder in Kombination mit einer solchen aktiven Komponente eine passive mechanische Entkopplung vorgesehen. Hierzu kann der wenigstens eine Entkopplungsabschnitt zum Bereitstellen der mechanischen Entkopplung eine Mehrzahl von elastischen Entkopplungseinheiten umfassen. Diese elastischen Entkopplungseinheiten stellen dann durch eine entsprechend geringe Steifigkeit in dem wenigstens einen (aktuierten) Freiheitsgrad sicher, dass die Verbindungseinrichtung der Bewegung des optischen Elements folgen kann, ohne größere elastische Rückstellkräfte und damit parasitäre Spannungen im optischen Element zu erzeugen.
Die mechanische Entkopplung über die Elastizität bzw. geringe Steifigkeit der Entkopplungseinheiten kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise durch das Material und/oder die Gestaltung der Entkopplungseinheiten realisiert werden. Bei bestimmten Varianten umfasst die wenigstens eine Entkopplungseinheit wenigstens ein Federelement, welches die mechanische Entkopplung zur Verfügung stellt.
Dabei kann das Federelement und/oder seine Ausrichtung im Raum grundsätzlich beliebig geeignet gewählt sein. Insbesondere kann das Federelement und/oder seine Ausrichtung an die zu erzielende (dem optischen Element folgende) Bewegung bzw. den jeweiligen Freiheitsgrad (translatorisch oder rotatorisch) angepasst sein, in dem die Entkopplung erfolgen soll. Hierbei können beliebig gestaltete Federelemente zum Einsatz kommen. Wegen der besonders einfachen Gestaltung ist das Federelement vorzugsweise nach Art eines Blattfederelements ausgebildet.
Bevorzugt weist das Federelement zumindest einen Federabschnitt auf, der sich quer zu dem wenigstens einen (aktuierten) Freiheitsgrad erstreckt. Hierdurch wird eine günstige Biegebelastung des Federelements realisiert. Das Federelement kann in seinem Verlauf grundsätzlich beliebig gestaltet sein. Bevorzugt weist das wenigstens eine Federelement zumindest abschnittsweise eine im Wesentlichen L-förmige oder U-förmige Gestalt, da hiermit besonders günstige Konfigurationen mit guter mechanische Entkopplung quer zu den Schenkeln dieser L- oder U-förmigen Querschnitte erzielt werden kann.
Bei weiteren Varianten ist wenigstens eine Entkopplungseinheit nach Art eines Bipods ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, trotz der mechanischen Entkopplung eine besonders gut definierte Abstützung des optischen Elements zu erzielen. Vorzugsweise ist der Entkopplungsabschnitt nach Art eines Hexapods ausgebildet ist, indem er drei nach Art eines Bipods ausgebildete Entkopplungseinheiten umfasst, da hiermit eine besonders günstige Abstützung erzielt werden kann. Dabei können die Entkopplungseinheiten grundsätzlich beliebig entlang des Umfangs des optischen Elements verteilt sein.
Insbesondere können die Entkopplungseinheiten im Wesentlichen gleichmäßig an einem Umfang des optischen Elements verteilt angeordnet sein.
Die Anbindung des optischen Elements über die Verbindungseinrichtung an die Stützstruktur kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise über ein oder mehrere geeignete Verbindungselemente erfolgen. Bei bestimmten Varianten umfasst die Verbindungseinrichtung wenigstens ein kinematisch seriell zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur angeordnetes Verbindungselement. Dieses Verbindungselement weist ein an einem ersten Anbindungspunkt gelenkig angebundenes erstes Ende auf, das dem optischen Element zugeordnet ist, und ein an einem zweiten Anbindungspunkt gelenkig angebundenes zweites Ende, dass der Stützstruktur zugeordnet ist. Dabei ist das Verbindungselement derart ausgebildet, dass der erste Anbindungspunkt einer Auslenkung des optischen Elements in dem wenigstens einen Freiheitsgrad aus einer Ruhelage zumindest teilweise folgt. Eine solche Verbindung hat den Vorteil, dass eine besonders einfache, genau definierte Anbindung des optischen Elements an die Stützstruktur erzielt werden kann.
Bei bestimmten Varianten kann die Verbindungseinrichtung eine Kompensationseinrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine durch die Auslenkung des optischen Elements bedingte Relativauslenkung zwischen dem ersten Anbindungspunkt und dem zweiten Anbindungspunkt in dem wenigstens einen Freiheitsgrad zumindest teilweise zu reduzieren. Bevorzugt erfolgt natürlich eine vollständige Kompensation der Relativauslenkung. Die Kompensationseinrichtung kann dabei passiv, semi-aktiv oder aktiv gestaltet sein, um die Nachstellbewegung zu realisieren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Nachstellbewegung zumindest teilweise von Hand über ein entsprechendes Stellelement erfolgt. Ebenso kann zusätzlich oder alternativ aber auch ein entsprechend angesteuerter Aktuator vorgesehen sein.
Bei bestimmten Varianten kann eine mechanische Entkopplung aber auch dadurch realisiert werden, dass die Kompensationseinrichtung eine Gegenkraft, insbesondere eine magnetische Gegenkraft, auf das optische Element ausübt, die einer aus der Relativauslenkung resultierenden elastischen Rückstellkraft entgegenwirkt. Diese Kraftkompensation geschieht bevorzugt im Bereich der Anbindung der Verbindungseinrichtung an das optische Element, mithin also im Bereich der Stelle, an der andernfalls die parasitären Rückstellkräfte in das optische Element eingeleitet würden und so entsprechende parasitäre Spannungen erzeugen im optischen Element erzeugen würden.
Bei bestimmten Varianten erfährt der erste Anbindungspunkt bei einer vorgebbaren Auslenkung des optischen Elements in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Auslenkung um einen Auslenkungsbetrag. Die Kompensationseinrichtung ist dann bevorzugt dazu ausgebildet, die Relativauslenkung zwischen dem ersten Anbindungspunkt und dem zweiten Anbindungspunkt in dem wenigstens einen Freiheitsgrad auf weniger als 20% bis 50%, vorzugsweise weniger als 10% bis 20%, weiter vorzugsweise weniger als 1% bis 5%, des Auslenkungsbetrags des ersten Anbindungspunkts zu reduzieren. Besonders bevorzugt ist es natürlich, wenn diese Relativauslenkung auf im Wesentlichen 0% des Auslenkungsbetrags des ersten Anbindungspunkts reduziert wird. Hiermit lässt sich eine besonders günstige mechanische Entkopplung in dem betreffenden Freiheitsgrad und damit eine Reduktion der parasitären Spannungen in dem optischen Element erzielen.
Die Verbindungselemente können grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Vorzugsweise ist der erste Anbindungspunkt und/oder der zweite Anbindungspunkt nach Art eines Festkörpergelenks ausgebildet, da hiermit besonders günstige Konfigurationen mit geringen Toleranzen realisiert werden können.
Die Anbindungspunkte können grundsätzlich beliebig gestaltet sein, insbesondere an die zu erzielende Bewegung bzw. Entkopplung in dem jeweiligen Freiheitsgrad angepasst sein. Besonders günstige Konfigurationen mit einer definierten Entkopplung in wenigstens einem Freiheitsgrad lassen sich erzielen, wenn der erste Anbindungspunkt und/oder der zweite Anbindungspunkt nach Art eines Scharniergelenks ausgebildet ist. Eine definierte Entkopplung in mehreren Freiheitsgraden kann insbesondere erreicht werden, wenn der erste Anbindungspunkt und/oder der zweite Anbindungspunkt nach Art eines Kardangelenks oder eines Kugelgelenks ausgebildet ist.
Die übrige Gestaltung des Verbindungselements, insbesondere die Gestaltung zwischen den beiden Anbindungspunkten, kann grundsätzlich beliebig gewählt sein und gegebenenfalls an die geometrischen Randbedingungen in der Umgebung des Verbindungselements angepasst sein. Besonders einfache Gestaltungen ergeben sich, wenn das Verbindungselement zumindest zwischen dem ersten Anbindungspunkt und dem zweiten Anbindungspunkt nach Art eines Stabes ausgebildet ist.
Bei bestimmten Varianten ist die Kompensationseinrichtung dazu ausgebildet, den zweiten Anbindungspunkt zur Reduktion der Relativauslenkung dem ersten Anbindungspunkt nachzuführen. Hierbei kann die Kompensationseinrichtung insbesondere als aktive Einheit mit einem Kompensationsaktuator ausgebildet sein, der zwischen der Stützstruktur und dem zweiten Anbindungspunkt wirkt, um den zweiten Anbindungspunkt in dem wenigstens einen Freiheitsgrad in Richtung des ersten Anbindungspunkts zu verschieben. Hiermit lässt sich gegebenenfalls sogar eine nahezu hundertprozentige mechanische Entkopplung erzielen bzw. können parasitäre Spannungen durch elastische Rückstellkräfte zumindest nahezu vollständig vermieden werden.
Bei bestimmten aktiven Varianten ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Aktuatoreinrichtung und die Kompensationseinrichtung ansteuert. Dabei kann die Steuereinrichtung insbesondere eine Sensoreinrichtung umfassen, welche wenigstens einen für die Auslenkung des optischen Elements und/oder des ersten Anbindungspunkts in dem wenigstens einen Freiheitsgrad repräsentativen Auslenkungswert erfasst. Die Steuereinrichtung steuert dann die Kompensationseinrichtung in Abhängigkeit von dem Erfassungswert an, um die gewünschte bzw. erforderliche Nachführung des zweiten Anbindungspunktes zu erzeugen.
Bei bestimmten Varianten kann die Steuereinrichtung wenigstens eine Temperatursensoreinrichtung umfassen, welche wenigstens einen für eine Temperatur der optischen Anordnung repräsentativen Temperaturwert erfasst. Die Steuereinrichtung kann dann die Kompensationseinrichtung in Abhängigkeit von dem Temperaturwert ansteuern. Dies kann insbesondere zur Kompensation unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen erfolgen. Weiterhin kann die Ansteuerung unter Verwendung eines thermischen Modells der optischen Anordnung erfolgen, welches zuvor für die optische Anordnung (theoretisch und/oder empirisch) ermittelt wurde.
Bei bestimmten Varianten umfasst die Kompensationseinrichtung eine Zwischeneinheit, die in dem wenigstens einen Freiheitsgrad beweglich zwischen der Stützstruktur und dem zweiten Anbindungspunkt angeordnet ist. Die Kompensationseinrichtung ist dann dazu ausgebildet, die Zwischeneinheit in dem wenigstens einen Freiheitsgrad in Richtung des ersten Anbindungspunkts zu verschieben, um den zweiten Anbindungspunkt dem ersten Anbindungspunkt nachzuführen. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache Gestaltung mit einer zuverlässigen nach Führung des zweiten Anbindungspunktes realisieren.
Die Zwischeneinheit kann ihrerseits grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise an der Stützstruktur angebunden sein. Vorzugsweise ist die Zwischeneinheit über eine in dem wenigstens einen Freiheitsgrad wirkende Parallelführung mit der Stützstruktur verbunden, da hiermit eine besonders günstige Kinematik erzielt werden kann.
Die Zwischeneinheit kann grundsätzlich eine beliebig gestaltete Komponente sein. Insbesondere kann sie eine einfache passive Komponente sein. Bevorzugt weist die Zwischeneinheit eine Schwerkraftkompensationseinrichtung zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Gewichtskraft des optischen Elements auf. Hiermit lassen sich besonders kompakte und günstige Gestaltungen erzielen, bei denen insbesondere eine zuverlässige Entkopplung der Schwerkraftkompensationseinrichtung in dem betreffenden Freiheitsgrad erzielt wird.
Bei bestimmten Varianten umfasst die Verbindungseinrichtung wenigstens eine aktive Schwerkraftkompensationseinrichtung, welche insbesondere primär die statischen Lasten aus dem optischen Element in die Stützstruktur einleitet. Die aktive Schwerkraftkompensationseinrichtung kann dabei zur aktiven Aufnahme wenigstens eines Teils der Gewichtskraft des optischen Elements wenigstens einen Kraftaktuator, vorzugsweise einen Lorentz-Aktuator, umfassen. Hiermit ergeben sich besonders günstige Konfigurationen.
Die vorliegende Erfindung lässt sich grundsätzlich mit beliebigen optischen Elementen einsetzen. Als besonders günstig erweist sie sich, wenn das optische Element eine reflektierende optische Fläche aufweist. Vorzugsweise ist das optische Element für eine Verwendung mit UV Licht, insbesondere bei einer Wellenlänge im Vakuum-UV Bereich (VUV) oder im extremen UV-Bereich (EUV), insbesondere bei einer Wellenlänge von 193 nm bis 248 nm (im VUV Bereich) oder 5 nm bis 20 nm, insbesondere 13 nm (EUV-Bereich), ausgebildet. In diesem Bereich kommen die Vorteile der Erfindung besonders gut zum Tragen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie und/oder die Waferinspektion, mit einer Beleuchtungseinrichtung mit einer ersten optischen Elementgruppe, einer Objekteinrichtung zur Aufnahme eines Objekts, einer Projektionseinrichtung mit einer zweiten optischen Elementgruppe und einer Bildeinrichtung, wobei die Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Objekts ausgebildet ist und die Projektionseinrichtung zur Projektion einer Abbildung des Objekts auf die Bildeinrichtung ausgebildet ist. Die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße optische Anordnung. Auch hiermit lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, so dass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem das optische Element über eine Verbindungseinrichtung zumindest im Wesentlichen statisch bestimmt mit einer Stützstruktur verbunden wird, wobei die Verbindungseinrichtung die auf das optische Element wirkende Gewichtskraft zumindest im Wesentlichen aufnimmt. Das optische Element wird über eine Aktuatoreinrichtung mechanisch mit der Stützstruktur verbunden, wobei die Aktuatoreinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Position und/oder Orientierung des optischen Elements in wenigstens einem Freiheitsgrad einzustellen. Die Aktuatoreinrichtung wirkt kinematisch parallel zu der Verbindungseinrichtung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur, wobei die Verbindungseinrichtung in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur zur Verfügung stellt. Auch hiermit lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, so dass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Der vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie und/oder die Waferinspektion, bei dem über eine Beleuchtungseinrichtung mit einer ersten optischen Elementgruppe ein Objekt beleuchtet wird und mittels einer Projektionseinrichtung mit einer zweiten optischen Elementgruppe eine Abbildung des Objekts auf einer Bildeinrichtung erzeugt wird. Dabei in der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Projektionseinrichtung, insbesondere während des Erzeugens der Abbildung, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements verwendet. Auch hiermit lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, so dass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Weitere Aspekte und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht. Alle Kombinationen der offenbarten Merkmale, unabhängig davon, ob diese Gegenstand eines Anspruchs sind oder nicht, liegen im Nutzbereich der Erfindung.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage, die eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung umfasst und mit der bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden können.
2 ist eine schematische Schnittansicht einer Variante der erfindungsgemäßen optischen Anordnung aus 1.
3 ist eine schematische Schnittansicht des Details der optischen Anordnung aus 2.
4 ist eine schematische Schnittansicht eines Details einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen optischen Anordnung aus 1.
5 zeigt schematische Schnittansichten einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen optischen Anordnung in verschiedenen Zuständen (A bis C).
6 zeigt schematische Schnittansichten eines Details einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen optischen Anordnung in verschiedenen Zuständen (A und B).
7 ist ein Diagramm zu den Kräften, die bei der optischen Anordnung aus 6 wirken.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage 101 beschrieben, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Moduls umfasst. Zur Vereinfachung der nachfolgenden Ausführungen wird in den Zeichnungen ein x,y,z-Koordinatensystem angegeben, wobei die z-Richtung der Richtung der Gravitationskraft entspricht. Selbstverständlich ist es in weiteren Ausgestaltungen möglich, beliebige davon abweichende Orientierungen eines x,y,z-Koordinatensystems zu wählen.
1 ist eine stark schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellung der Projektionsbelichtungsanlage 101, die in einem Mikrolithographieprozess zur Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet werden kann. Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 102 und eine Projektionseinrichtung 103. Die Projektionseinrichtung 103 ist dazu ausgebildet, in einem Belichtungsprozess ein Bild einer Struktur einer Maske 104.1, die in einer Maskeneinheit 104 angeordnet ist, auf ein Substrat 105.1 zu übertragen, das in einer Substrateinheit 105 angeordnet ist. Dazu beleuchtet die Beleuchtungseinrichtung 102 die Maske 104.1. Die optische Projektionseinrichtung 103 empfängt das Licht von der Maske 104.1 und projiziert das Bild der Maskenstruktur der Maske 104.1 auf das Substrat 105.1, wie z.B. einen Wafer oder dergleichen.
Die Beleuchtungseinrichtung 102 umfasst eine optische Elementgruppe 106, die ein optisches Modul 106.1 aufweist. Die Projektionseinrichtung 103 umfasst eine optische Elementgruppe 107, die eine erfindungsgemäße optische Anordnung in Form eines optischen Moduls 107.1 aufweist. Die optischen Module 106.1, 107.1 der optischen Elementgruppen 106, 107 sind entlang einer gefalteten optischen Achse 101.1 der Projektionsbelichtungsanlage 101 angeordnet. Jede der optischen Elementgruppen 106, 107 kann eine Vielzahl optischer Module 106.1, 107.1 umfassen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet die Projektionsbelichtungsanlage 101 mit Licht im EUV-Bereich (extremer UV-Bereich), mit Wellenlängen zwischen 5 nm bis 20 , insbesondere mit einer Wellenlänge etwa 13 nm. Bei den optischen Modulen 106.1, 107.1 der Beleuchtungseinrichtung 102 und der Projektionseinrichtung 103 handelt es sich im vorliegenden Beispiel ausschließlich um reflektive optische Elemente. In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist es (insbesondere in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Beleuchtungslichts) selbstverständlich auch möglich, jede Art von optischen Elementen (refraktiv, reflektiv, diffraktiv) alleine oder in beliebiger Kombination einzusetzen. Insbesondere können die Beleuchtungseinrichtung 102 und/oder die Projektionseinrichtung 103 eines oder mehrere erfindungsgemäße optische Module 107.1 umfassen. Bei weiteren Varianten der Erfindung kann die Abbildungseinrichtung 101 (mit entsprechenden Anpassungen hinsichtlich der Komponenten und ihrer Anordnung) beispielsweise für Inspektionszwecke, beispielsweise für die Waferinspektion, zum Einsatz kommen.
2 zeigt ein Detail eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen optischen Moduls 107.1. Wie der 2 zu entnehmen ist, umfasst das optische Modul 107.1 ein optisches Element 108 und eine Stützstruktur 109 der Projektionseinrichtung 103. Das optische Element 108 umfasst einen inneren, zumindest teilweise optisch nutzbaren Nutzbereich mit einer im Betrieb optisch genutzten optischen Fläche 108.1.
Das optische Element 108 ist mit der Stützstruktur 109 über eine Verbindungseinrichtung 110 verbunden. Die Verbindungseinrichtung 110 stützt das optische Element 108 dabei im Wesentlichen statisch auf der Stützstruktur ab. Dabei nimmt die Verbindungseinrichtung 110 die auf das optische Element 108 wirkende Gewichtskraft zumindest im Wesentlichen auf.
Um das optische Element 108 im Betrieb der Abbildungseinrichtung 101 aktiv verstellen zu können, ist eine Aktuatoreinrichtung 111 vorgesehen, die das optische Element 108 ebenfalls mechanisch mit der Stützstruktur 109 verbindet. Die Aktuatoreinrichtung 111 ist dabei dazu ausgebildet, dass sie gesteuert durch eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung eine Position und/oder Orientierung des optischen Elements 108 in wenigstens einem Freiheitsgrad einstellt.
Im vorliegenden Beispiel kann die Aktuatoreinrichtung 111 unter anderem die Position des optischen Elements 108 in zwei aktuierten translatorischen Freiheitsgraden, nämlich entlang der x-Achse und der y-Achse, einstellen. Es versteht sich, dass die Aktuatoreinrichtung 111 bei anderen Varianten das optische Element 108 in beliebig vielen der sechs Freiheitsgrade im Raum bewegen kann. Insbesondere kann die Stellbewegung auf lediglich einen aktuierten Freiheitsgrad beschränkt sein, ebenso sind aber Stellbewegungen in allen sechs Freiheitsgraden möglich.
Wie der 2 zu entnehmen ist, wirkt die Aktuatoreinrichtung 111 kinematisch parallel zu der Verbindungseinrichtung 110 zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 wirkt. Dabei ist die Verbindungseinrichtung 110 derart ausgebildet, dass sie in dem jeweiligen aktuierten Freiheitsgrad eine mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur zur Verfügung stellt, wie dies nachfolgend exemplarisch anhand des aktuierten Freiheitsgrads DOFx entlang der x-Achse beschrieben wird. Es versteht sich, dass eine entsprechende mechanische Entkopplung in analoger Weise auch für beliebige andere Freiheitsgrade realisiert sein kann.
Durch die kinematisch parallele Anordnung der Verbindungseinrichtung 110 und der Aktuatoreinrichtung 111 kann die Anbindung der Aktuatoreinrichtung 111 an dem optischen Element 108 weitgehend unabhängig von der Anbindung der Verbindungseinrichtung 110 an dem optischen Element 108 gestaltet werden. Die Verbindungseinrichtung 110 kann daher so gestaltet sein, dass sie im Betrieb der Abbildungseinrichtung 101 sämtliche statischen Lasten aufnimmt (in der Regel also die Gewichtskraft des optischen Elements 108), während die Aktuatoreinrichtung 111 ausschließlich dazu dient, die für die Stellbewegungen am optischen Element 108 erforderlichen dynamischen Stellkräfte aufzubringen.
Diese funktionale Trennung hat den Vorteil, dass die Anbindung der Aktuatoreinrichtung 111 in dem Freiheitsgrad DOFx, in dem die aktive Verstellung des optischen Elements 108 erfolgen soll, steif gestaltet werden kann. Hierdurch lassen sich besonders günstige dynamische Eigenschaften des Systems erzielen.
Die Anbindung des optischen Elements 108 über die Verbindungseinrichtung 110 weist hingegen in vorteilhafter Weise eine Gestaltung auf, die in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx eine möglichst geringe Steifigkeit aufweist bzw. den Bewegungen des optischen Elements 108 ohne nennenswerten Widerstand folgen kann. Durch diese mechanische Entkopplung in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx resultieren aus der Stellbewegung nur vergleichsweise geringe parasitäre Spannungen, die durch elastische Rückstellkräfte der Verbindungseinrichtung 110 bedingt werden und in das optische Element 108 eingeleitet werden.
Die mechanische Entkopplung zwischen der Stützstruktur 109 und dem optischen Element 108 wird in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx einfach über eine entsprechend geringe Gesamtsteifigkeit der Verbindungseinrichtung 110 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx erzielt. Im vorliegenden Beispiel ist die Gesamtsteifigkeit der Verbindungseinrichtung 110 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx so gering gewählt, dass die Verbindungseinrichtung 110 bei der Auslenkung des optischen Elements 108 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx nur eine geringe parasitäre Rückstellkraft in das optische Element 108 einleitet.
Um die geringe Steifigkeit und damit die mechanische Entkopplung in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx zu erzielen, umfasst die Verbindungseinrichtung 110 einen Verbindungsteil und einen Entkopplungsteil auf. Der Entkopplungsteil umfasst einen Entkopplungsabschnitt 110.1 und einen Trägerabschnitt 110.3. Der Entkopplungsabschnitt 110.1 ist von einer Vielzahl von Entkopplungseinheiten 110.2 in Form von Federelementen 110.4 gebildet, welche die mechanische Entkopplung zur Verfügung stellen. Der Verbindungsteil wird im vorliegenden Beispiel von einer Zwischeneinheit in Form einer Schwerkraftkompensationseinrichtung 110.5 gebildet.
Im vorliegenden Beispiel weist der Entkopplungsteil (aus Entkopplungsabschnitt 110.1 und Trägerabschnitt 110.3) in dem Freiheitsgrad DOFx eine Entkopplungsteilsteifigkeit CET auf, die höchstens 5% bis 10%, vorzugsweise höchstens 1% bis 5%, weiter vorzugsweise höchstens 0,5% bis 1%, der Verbindungsteilsteifigkeit CVT des Verbindungsteils 110.5 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx beträgt. Bei anderen Varianten können jedoch auch andere Steifigkeitswerte gewählt sein.
Im vorliegenden Beispiel ist lediglich ein Entkopplungsabschnitt 110.1 zwischen der Stützstruktur 109 und dem optischen Element 108 vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dass gegebenenfalls auch mehrere Entkopplungsabschnitte 110.1 vorgesehen sein können, die zueinander kinematisch seriell zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 angeordnet sind. Hierdurch lassen sich gegebenenfalls besonders günstige Konfigurationen erzielen, bei denen die Entkopplungsbewegung auf die Entkopplungsabschnitte 110.1 aufgeteilt ist, sodass gegebenenfalls entsprechende geometrische Randbedingungen, wie beispielsweise der verfügbare Bewegungsraum für das optische Element 108 und die bewegten Teile der Verbindungseinrichtung 110, einfacher eingehalten werden können. Weiterhin können die einzelnen Entkopplungsabschnitte 110.1 unmittelbar aneinander angrenzen bzw. aufeinanderfolgen. Ebenso können zwischen zwei Entkopplungsabschnitten 110.1 aber auch ein oder mehrere Zwischenabschnitte vorgesehen sein, die in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx steifer sind als einer oder beide der Entkopplungsabschnitte 110.1. Bei bestimmten Varianten kann einer der Entkopplungsabschnitte 110.1 (wie gezeigt) unmittelbar an das optische Element 108 angrenzen bzw. an dieses angebunden sein, während der andere Entkopplungsabschnitt 110.1 (nicht gezeigt) unmittelbar an die Stützstruktur 109 angrenzt bzw. an diese angebunden ist.
Im vorliegenden Beispiel umfasst die Verbindungseinrichtung 110 einen das optische Element ringförmig umgebenden Trägerabschnitt in Form eines Fassungsrings 110.3. Der Fassungsring 110.3 ist kinematisch seriell zu dem Entkopplungsabschnitt 110.1 angeordnet, wobei der Entkopplungsabschnitt 110.1 zwischen dem Fassungsring 110.3 und dem optischen Element 108 liegt.
Der Fassungsring 110.3 stellt einen Zwischenabschnitt dar, wie er oben beschrieben wurde, der in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx eine Steifigkeit CTA aufweist, die erheblich höher ist als die Entkopplungsabschnittssteifigkeit CEA des Entkopplungsabschnitts 110.1. Die Steifigkeit CTA des Fassungsrings 110.3 liegt dabei in den Grenzen, wie sie nachfolgend noch näher im Zusammenhang mit einer weiteren Variante angegeben wird. Der Fassungsring 110.3 bildet damit eine günstige, steife Schnittstelle zur definierten Anbindung des optischen Elements 108 an die Stützstruktur 109.
Die Anbindung des Fassungsrings 110.3 an die Stützstruktur 109 kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Insbesondere kann der Fassungsring 110.3 unmittelbar an die Stützstruktur 109 angebunden werden, beispielsweise angeflanscht werden. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Anbindung jedoch über die Zwischeneinheit in Form der Schwerkraftkompensationseinrichtung 110.5, welche die statischen Lasten aus dem optischen Element 108 in die Stützstruktur 109 einleitet, mithin also zur Aufnahme der Gewichtskraft des optischen Elements 108 dient.
Die Schwerkraftkompensationseinrichtung 110.5 umfasst im vorliegenden Beispiel drei (vorzugsweise gleichmäßig) am Umfang des Fassungsrings 110.3 verteilte Schwerkraftkompensationseinrichtungen 110.6. Die Schwerkraftkompensationseinrichtungen 110.6 können bei bestimmten Varianten einfache passive Komponenten sein. Im vorliegenden Beispiel ist die Schwerkraftkompensationseinrichtung 110.5 jedoch als aktive Komponente gestaltet. Hierzu umfasstjede SchwerkraftKompensationseinrichtung 110.6 (in hinlänglich bekannter Weise) einen Kraftaktuator, beispielsweise einen Lorentz-Aktuator.
Die mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx erfolgt im vorliegenden Beispiel rein passiv über die Federelemente 110.2 des Entkopplungsabschnitts 110.1, die am Außenumfang des optischen Elements 108 bzw. am Innenumfang des Fassungsrings 110.3 (vorzugsweise gleichmäßig) verteilt sind. Diese Federelemente 110.2 bilden elastische Entkopplungseinheiten, die eine entsprechend geringe Steifigkeit CEA des Entkopplungsabschnitts 110.1 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx sicherstellen. Durch diese geringe Steifigkeit CEA ist gewährleistet, dass die Verbindungseinrichtung 110 der Bewegung des optischen Elements 108 folgen kann, ohne größere elastische Rückstellkräfte FR und damit parasitäre Spannungen im optischen Element 108 zu erzeugen.
Die mechanische Entkopplung über die Elastizität bzw. geringe Steifigkeit der Federelemente 110.2 kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise durch das Material und/oder die Gestaltung der Federelemente 110.2 realisiert werden. Dabei kann das Federelement 110.2 und/oder seine Ausrichtung im Raum an die zu erzielende (dem optischen Element 108 folgende) Bewegung bzw. den jeweiligen aktuierten Freiheitsgrad DOF (translatorisch oder rotatorisch) angepasst sein, in dem die Entkopplung erfolgen soll. Hierbei können beliebig gestaltete Federelemente 110.2 zum Einsatz kommen. Wegen der besonders einfachen Gestaltung ist das jeweilige Federelement 110.2 im vorliegenden Beispiel nach Art eines Blattfederelements ausgebildet.
Wie insbesondere der 3 zu entnehmen ist, weist das jeweilige Federelement 110.2 in der senkrecht zur Umfangsrichtung des optischen Elements 108 stehenden Radialebene (hier: in der xz-Ebene) abschnittsweise einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf. Dabei ist das Federelement 110.2 so angeordnet, dass sich ein Federabschnitt 110.4 (der einen der Schenkel des L-förmigen Querschnitts bildet) quer zu dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx erstreckt. Hierdurch wird eine günstige Biegebelastung des Federelements 110.2 realisiert, welche eine wirkungsvolle Entkopplung in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx gewährleistet.
Die 3 zeigt einen ausgelenkten Zustand, in dem das optische Element 108 gegenüber seinem Ruhezustand (gestrichelte Kontur 113) in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx durch die Aktuatoreinrichtung 111 um den Auslenkungsbetrag DA ausgelenkt ist. Aufgrund der durch die Aktuatoreinrichtung 111 erzeugten Verschiebung des optischen Elements 108 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx resultiert an der Auflage des optischen Elements 108 auf dem Entkopplungsabschnitt 110 eine elastische Rückstellkraft FR, welche zu parasitären Spannungen im optischen Element 108 führt.
Mit den oben beschriebenen Steifigkeitswerten des Fassungsrings 110.3 (CTA), des Entkopplungsabschnitts 110.1 (CEA), der kombinierten Steifigkeit (CR) von Fassungsring 110.3 und Entkopplungsabschnitt 110.1 sowie den Steifigkeitswerten des optischen Elements 108 (CO) und der Schwerkraftkompensationseinrichtung 110.5 (CG) in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx ergibt sich dabei folgende Beziehung für die elastische Rückstellkraft FR im Vergleich zu einer elastischen Rückstellkraft FRD, welche bei einer direkten Anbindung des optischen Elements 108 über die Schwerkraftkompensationseinrichtung 110.5 an die Stützstruktur 109 wirken würde (wie sie in 2 durch die gestrichelte Kontur 114 angedeutet ist): $F R = F R D \cdot [\frac{C G + C O}{C G + C O + \frac{C G \cdot C O}{C R}}],$
wobei gilt: $C R = \frac{C T A}{1 + \frac{C T A}{C E A}} \cdot$
Wie der Gleichung (2) zu entnehmen ist, sinkt die kombinierte Steifigkeit CR (von Fassungsring 110.3 und Entkopplungsabschnitt 110.1) erheblich, wenn die Steifigkeit CEA des Entkopplungsabschnitts 110.1 (die ohnehin geringer ist als die Steifigkeit CTA des Fassungsrings 110.3) gesenkt wird. Anhand der Gleichung (1) wird deutlich, dass damit gegenüber der direkten Anbindung des optischen Elements (siehe Kontur 114 in 2) auch eine erhebliche Reduktion der elastischen Rückstellkraft FR und damit der parasitären Spannungen im optischen Element 108 erzielt werden kann.
Es versteht sich, dass sich mit dem vorliegenden Beispiel der Abbildungseinrichtung 101 das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zum Abstützen des optischen Elements 108 bzw. das oben beschriebene Abbildungsverfahren durchführen lassen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 4 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung in Form eines optischen Moduls 207.1 beschrieben, welches anstelle des optischen Moduls 107.1 in der Abbildungseinrichtung 101 verwendet werden kann. Das optische Modul 207.1 entspricht in seiner grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise dem optischen Modul aus den 2 und 3, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind identische Komponenten mit den identischen Bezugszeichen versehen, während gleichartige Komponenten mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern nachfolgend nichts Anderweitiges ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Funktionen und Vorteile dieser Komponenten auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.
Ein Unterschied zu dem optischen Modul 107.1 besteht darin, dass bei dem optischen Modul 207.1 eine Anbindung der (wiederum an der Stützstruktur 109 angebundenen) Aktuatoreinrichtung 211 an dem Fassungsring 210.3 des Entkopplungsteils erfolgt, wie dies in 2 durch die gestrichelte Kontur 211 angedeutet ist. Die Aktuatoreinrichtung 111 erzeugt dabei die gewünschte Auslenkung des Fassungsrings 110.3 und damit des optischen Elements 108 in dem wenigstens einen aktuierten Freiheitsgrad DOFx. Bei dieser Variante ist die Aktuatoreinrichtung 211 somit nur zu dem Verbindungsteil 110.5 kinematisch parallel angeordnet.
Der Verbindungsteil 110.5 der Verbindungseinrichtung weist in dem wenigstens einen aktuierten Freiheitsgrad DOFx die oben beschriebene Verbindungsteilsteifigkeit CVT auf, während der Fassungsring 210.3 (also der Trägerabschnitt) in dem wenigstens einen aktuierten Freiheitsgrad DOFx eine Trägerabschnittssteifigkeit CTA aufweist und der Entkopplungsabschnitt 210.2 in dem wenigstens einen aktuierten Freiheitsgrad DOFx eine Entkopplungsabschnittssteifigkeit CEA aufweist.
Der Verbindungsteil 110.5 übt bei der Auslenkung des Fassungsrings 110.3 (wie schon bei dem ersten Ausführungsbeispiel) aufgrund der Verbindungsteilsteifigkeit CVT in dem wenigstens einen aktuierten Freiheitsgrad DOFx eine Rückstellkraft FR in dem wenigstens einen Freiheitsgrad DOFx auf den Fassungsring 210.3 aus. Diese Rückstellkraft FR bewirkt zusammen mit der Kraft FA der Aktuatoreinrichtung 211 eine Deformation des Fassungsrings 210.3 in dem wenigstens einen Freiheitsgrad DOFx, aus der an dem Entkopplungsabschnitt 210.1 aufgrund der Entkopplungsabschnittssteifigkeit CEA eine parasitäre Kraft FP in dem wenigstens einen Freiheitsgrad DOFx resultiert, die auf das optische Element 108 wirkt.
Die Trägerabschnittssteifigkeit CTA des Fassungsrings 210.3 ist im vorliegenden Beispiel so groß gewählt, dass die parasitäre Kraft FP höchstens 5% bis 10%, vorzugsweise höchstens 1% bis 5%, weiter vorzugsweise höchstens 0,5% bis 1%, der Rückstellkraft FR beträgt.
Im vorliegenden Beispiel wird die mechanische Entkopplung zwischen der Stützstruktur 109 und dem optischen Element 108 somit wesentlich durch eine hohe Steifigkeit CTA einer Komponente, nämlich des Fassungsrings 210.3 des Entkopplungsteils (aus Fassungsring 210.3 und Entkopplungsabschnitt 210.1) erzielt, die zwischen die Stützstruktur 109 und das optische Element 108 geschaltet ist. Dabei ergibt sich dank der hohen Steifigkeit CTA selbst bei hoher Steifigkeit CVT des Verbindungsteils 110.5 bzw. großen in den hochsteifen Fassungsring 210.3 eingeleiteten Lasten (Rückstellkraft FR) nur eine vergleichsweise geringe Deformation des Fassungsrings 210.3. Dies führt lediglich zu geringen Deformationen an der dem optischen Element 108 zugewandten Schnittstelle des Fassungsrings 210.3 und damit zu geringen parasitären Kräften FP, die über den Entkopplungsabschnitt 210.1 in das optische Element 108 eingeleitet werden.
Ein weiterer Unterschied zu der Gestaltung aus dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass anstelle der Vielzahl von Entkopplungseinheiten in Form der Federelemente 110.2 ein Entkopplungsabschnitt 210.1 realisiert ist, bei dem drei (vorzugsweise gleichmäßig) am Außenumfang des optischen Elements 108 verteilte Entkopplungseinheiten 210.2 vorgesehen sind.
Jede der drei Entkopplungseinheiten 210.2 ist dabei nach Art eines Bipods ausgebildet, sodass der Entkopplungsabschnitt 210.1 insgesamt nach Art eines Hexapods ausgebildet ist da hiermit eine besonders günstige, wohl definierte Anbindung des optischen Elements 108 an den Fassungsring 210.3 und damit die Stützstruktur 109 erzielt werden kann. Die einzelnen Streben 210.7 des jeweiligen Bipods 210.2 sind so gestaltet, dass sie jeweils genau einen Freiheitsgrad (nämlich den Freiheitsgrad entlang ihrer Längsachse) einschränken. Hierzu können sie beispielsweise als einfache Stabfedern gestaltet sein.
Es versteht sich, dass sich auch mit dem optischen Modul 207.1 in der Abbildungseinrichtung 101 das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zum Abstützen des optischen Elements 108 bzw. das oben beschriebene Abbildungsverfahren durchführen lassen.
Drittes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 5 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung in Form eines optischen Moduls 307.1 beschrieben, welches anstelle des optischen Moduls 107.1 in der Abbildungseinrichtung 101 verwendet werden kann. Das optische Modul 307.1 entspricht in seiner grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise dem optischen Modul aus den 2 und 3, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind identische Komponenten mit den identischen Bezugszeichen versehen, während gleichartige Komponenten mit um den Wert 200 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern nachfolgend nichts Anderweitiges ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Funktionen und Vorteile dieser Komponenten auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.
Ein Unterschied zu der Gestaltung aus dem ersten Ausführungsbeispiel besteht in der Anbindung des optischen Elements 108 über die Verbindungseinrichtung 310 an die Stützstruktur 109. Im vorliegenden Beispiel erfolgt diese Anbindung über drei (vorzugsweise gleichmäßig) am Außenumfang des optischen Elements 108 verteilte stabförmige Verbindungselemente 310.8 in Form sogenannter Pins. Die Verbindungselemente 310.8 sind zueinander kinematisch parallel zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 angeordnet, wobei das jeweilige Verbindungselement 310.8 für sich alleine kinematisch seriell zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 angeordnet ist.
Das jeweilige Verbindungselement 310.8 weist ein erstes Ende auf, das an einem ersten Anbindungspunkt 310.9 gelenkig an dem optischen Element 108 angebunden ist (mithin also dem optischen Element 108 zugeordnet ist). Das Verbindungselement 310.8 weist weiterhin ein zweites Ende auf, das an einem zweiten Anbindungspunkt 310.10 gelenkig an einer Zwischeneinheit 310.6 angebunden ist, die ihrerseits an der Stützstruktur 109 angebunden ist. Das zweite Ende des Verbindungselements 310.8 ist somit der der Stützstruktur 109 zugeordnet.
Bei einer Auslenkung des optischen Elements 108 durch den Aktuator 111 aus einer Ruhelage (siehe 5, Zustand A) folgt der erste Anbindungspunkt 310.9 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx dem optischen Element 108, wie dies in 5 (siehe Zustand B) dargestellt ist. Aus dieser Auslenkung resultiert eine elastische Rückstellkraft FR, an dem ersten Anbindungspunkt 310.9, die zu parasitären Spannungen in dem optischen Element 108 führen würde.
Um derartige parasitären Spannungen zu vermeiden, umfasst die Verbindungseinrichtung 310 eine Kompensationseinrichtung 310.11, die eine durch die Auslenkung des optischen Elements 108 bedingte Relativauslenkung zwischen dem ersten Anbindungspunkt 310.9 und dem zweiten Anbindungspunkt 310.10 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx (hier: x-Richtung) zumindest teilweise reduziert. Die Kompensationseinrichtung 310.11 ist mithin also dazu ausgebildet, den zweiten Anbindungspunkt zur Reduktion der Relativauslenkung dem ersten Anbindungspunkt nachzuführen. Bevorzugt erfolgt natürlich eine vollständige Kompensation der Relativauslenkung.
Die Kompensationseinrichtung 310.11 ist an der Stützstruktur 109 abgestützt und kann dabei passiv, semi-aktiv oder aktiv gestaltet sein, um die Nachstellbewegung zu realisieren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Nachstellbewegung zumindest teilweise von Hand über ein entsprechendes Stellelement erfolgt. Im vorliegenden Beispiel erfolgt eine aktive Nachstellbewegung. Hierfür umfasst die Kompensationseinrichtung 310.11 einen entsprechend angesteuerten Kompensationsaktuator, der zwischen der Stützstruktur 109 und dem zweiten Anbindungspunkt 310.10 wirkt, um den zweiten Anbindungspunkt 310.10 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx in Richtung des ersten Anbindungspunkts 310.9 zu verschieben.
Im vorliegenden Beispiel erfährt der erste Anbindungspunkt 310.9 bei einer vorgebbaren Auslenkung des optischen Elements 108 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx eine Auslenkung um einen Auslenkungsbetrag DA (siehe 5, Zustand B). Die Kompensationseinrichtung 310.11 reduziert dann, gesteuert durch eine entsprechende Steuereinrichtung (nicht dargestellt) die Relativauslenkung DAR zwischen dem ersten Anbindungspunkt 310.9 und dem zweiten Anbindungspunkt 310.10, indem sie die Zwischeneinheit 310.6 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx verschiebt (siehe 5, Zustand C).
Im vorliegenden Beispiel wird die Relativauslenkung DAR durch die Kompensationseinrichtung 310.11 auf den Wert Null reduziert. Es versteht sich jedoch, dass gegebenenfalls auch nach der Nachstellbewegung noch eine gewisse Relativauslenkung DAR vorliegen kann. Bevorzugt wird die Relativauslenkung DAR jedoch auf weniger als 20% bis 50%, vorzugsweise weniger als 10% bis 20%, weiter vorzugsweise weniger als 1% bis 5%, des Auslenkungsbetrags DA des ersten Anbindungspunkts 310.9 (siehe 5, Zustand B) aus der Ruhelage (siehe 5, Zustand A) reduziert. Besonders bevorzugt ist es natürlich, wenn diese Relativauslenkung DAR auf im Wesentlichen 0% des Auslenkungsbetrags DA des ersten Anbindungspunkts 310.9 reduziert wird. Hiermit lässt sich eine besonders günstige mechanische Entkopplung in dem betreffenden Freiheitsgrad DOFx und damit eine Reduktion der parasitären Spannungen in dem optischen Element 108 erzielen.
Es versteht sich, dass grundsätzlich eine beliebige zeitliche Abfolge der Stellbewegungen der Aktuatoreinrichtung 111 und der Kompensationseinrichtung 310.11 realisiert werden kann. So kann zunächst die Auslenkung des optischen Elements 108 durch die Aktuatoreinrichtung 111 und erst nach deren Abschluss die Nachstellbewegung durch die Kompensationseinrichtung 310.11 erfolgen. Grundsätzlich kann aber auch eine umgekehrte Reihenfolge der Stellbewegungen vorgesehen sein. Weiterhin ist es möglich, dass die Stellbewegungen der Aktuatoreinrichtung 111 und der Kompensationseinrichtung 310.11 zumindest abschnittsweise zeitlich parallel erfolgen.
Um eine definierte Nachstellbewegung zu erzielen, ist die Zwischeneinheit 310.6 im vorliegenden Beispiel über eine in dem aktuierten Freiheitsgrad wirkende Parallelführung 310.12 mit der Stützstruktur 109 verbunden, da hiermit eine besonders günstige Kinematik erzielt werden kann. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten auch beliebige andere geeignete Führungseinrichtungen vorgesehen sein können, welche eine Führung in den betreffenden Freiheitsgraden zur Verfügung stellen.
Im vorliegenden Beispiel sind der erste Anbindungspunkt 310.9 und der zweite Anbindungspunkt 310.10 jeweils nach Art eines Festkörpergelenks ausgebildet, da hiermit besonders günstige Konfigurationen mit geringen Toleranzen realisiert werden können. Die Anbindungspunkte 310.9, 310.10 können dabei an die zu erzielende Bewegung bzw. Entkopplung in dem jeweiligen Freiheitsgrad DOF angepasst sein. Besonders günstige Konfigurationen mit einer definierten Entkopplung in einem Freiheitsgrad (beispielsweise DOFx) lassen sich erzielen, wenn der erste Anbindungspunkt 310.9 und der zweite Anbindungspunkt 310.10 nach Art eines Scharniergelenks ausgebildet ist. Eine definierte Entkopplung in mehreren Freiheitsgraden kann insbesondere erreicht werden, wenn der erste Anbindungspunkt 310.9 und/oder der zweite Anbindungspunkt 310.10 nach Art eines Kardangelenks oder eines Kugelgelenks ausgebildet ist.
Die übrige Gestaltung des Verbindungselements 310.8, insbesondere die Gestaltung zwischen den beiden Anbindungspunkten 310.9 und 310.10, kann grundsätzlich beliebig gewählt sein und gegebenenfalls an die geometrischen Randbedingungen in der Umgebung des Verbindungselements 310.8 angepasst sein. Besonders einfache Gestaltungen ergeben sich, wenn das Verbindungselement zumindest zwischen dem ersten Anbindungspunkt 310.9 und dem zweiten Anbindungspunkt 310.10 wie im vorliegenden Beispiel nach Art eines Stabes ausgebildet ist.
Im vorliegenden Beispiel mit der aktiven Kompensationseinrichtung 310.11 ist eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Aktuatoreinrichtung 111 und die Kompensationseinrichtung 310.11 ansteuert. Dabei kann die Steuereinrichtung insbesondere eine (nicht dargestellte) Sensoreinrichtung umfassen, welche wenigstens einen für die Auslenkung DA des optischen Elements 108 und/oder des ersten Anbindungspunkts 310.9 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx repräsentativen Auslenkungswert EDA erfasst. Die Steuereinrichtung steuert dann die Kompensationseinrichtung 310.11 in Abhängigkeit von dem Erfassungswert EDA an, um die gewünschte bzw. erforderliche Nachführung des zweiten Anbindungspunktes 310.10 zu erzeugen.
Bei bestimmten Varianten kann die Steuereinrichtung wenigstens eine Temperatursensoreinrichtung umfassen, welche wenigstens einen für eine Temperatur der optischen Anordnung 107.1 repräsentativen Temperaturwert ET erfasst. Die Steuereinrichtung kann dann die Kompensationseinrichtung 310.11 in Abhängigkeit von dem Temperaturwert ET ansteuern. Dies kann insbesondere zur Kompensation unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 erfolgen. Weiterhin kann die Ansteuerung unter Verwendung eines thermischen Modells MT der optischen Anordnung 107.1 erfolgen, welches zuvor für die optische Anordnung 107.1 (theoretisch und/oder empirisch) ermittelt wurde und in der Steuereinrichtung abgelegt ist.
Die Zwischeneinheit 310.6 kann grundsätzlich eine beliebig gestaltete Komponente sein. Insbesondere kann sie eine einfache passive Komponente sein. Im vorliegenden Beispiel ist die Zwischeneinheit jedoch wiederum als aktive Schwerkraftkompensationseinrichtung 310.6 ausgebildet, die zur Aufnahme der statischen Lasten aus dem optischen Element 108 dient, wie dies oben bereits im Zusammenhang mit der Schwerkraftkompensationseinrichtung 110.6 beschrieben wurde.
Es versteht sich, dass sich auch mit dem optischen Modul 307.1 in der Abbildungseinrichtung 101 das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zum Abstützen des optischen Elements 108 bzw. das oben beschriebene Abbildungsverfahren durchführen lassen.
Viertes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1, 6 und 7 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung in Form eines optischen Moduls 407.1 beschrieben, welches anstelle des optischen Moduls 107.1 in der Abbildungseinrichtung 101 verwendet werden kann. Das optische Modul 407.1 entspricht in seiner grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise dem optischen Modul 307.1 aus 5, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind identische Komponenten mit den identischen Bezugszeichen versehen, während gleichartige Komponenten mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern nachfolgend nichts Anderweitiges ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Funktionen und Vorteile dieser Komponenten auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.
Ein Unterschied zu der Gestaltung aus dem dritten Ausführungsbeispiel besteht in der Anbindung des optischen Elements 108 über die Verbindungseinrichtung 410 an die Stützstruktur 109. Im vorliegenden Beispiel erfolgt diese Anbindung wiederum über vorzugsweise drei (vorzugsweise gleichmäßig) am Außenumfang des optischen Elements 108 verteilte stabförmige Verbindungselemente 410.8 in Form sogenannter Pins. Die Verbindungselemente 410.8 sind wiederum zueinander kinematisch parallel zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 angeordnet, wobei das jeweilige Verbindungselement 410.8 wiederum für sich alleine kinematisch seriell zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 angeordnet ist.
Im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente 410.8 im Bereich ihres zweiten Endes über den zweiten Anbindungspunkt 410.10 unmittelbar an der Stützstruktur angebunden. Die Kompensationseinrichtung 410.11 umfasst hingegen jeweils eine passive magnetische Kompensationseinheit 410.13 mit einem topfartigen ersten Kompensationselement 410.14 und einem ringförmigen zweiten Kompensationselement 410.15.
Wie der 6 zu entnehmen ist, erstreckt sich das Verbindungselement 410.8 in das Innere des ersten Kompensationselements 410.14 hinein und ist mit dessen Boden verbunden. Das zweite Kompensationselement 410.15 umgibt das erste Kompensationselement 410.14 und ist starr mit der Stützstruktur 109 verbunden. Das erste Kompensationselement 410.14 und das zweite Kompensationselement 410.15 umfassen jeweils radiale magnetisierte Permanentmagneten. Die Magnetisierung ist dabei so, dass am Außenumfang des ersten Kompensationselements 410.14 umlaufend jeweils der Nordpol gebildet ist, während am Innenumfang des zweiten Kompensationselements 410.15 umlaufend jeweils der Südpol gebildet ist.
In der in 6 links dargestellten Ruhelage (Zustand A) sind die beiden Kompensationselemente 410.14 und 410.15 zueinander zentriert, sodass die zwischen ihnen wirkenden magnetischen Anziehungskräfte einander aufheben. Bei einer Auslenkung des optischen Elements 108 durch die Aktuatoreinrichtung 111 in dem aktuierten Freiheitsgrad DOFx um den Auslenkungsbetrag DA (siehe 6, Zustand B) werden die beiden Kompensationselemente 410.14 und 410.15 zueinander verschoben, woraus eine Veränderung in den zwischen den Kompensationselementen 410.14 und 410.15 wirkenden Anziehungskräften resultiert.
7 zeigt schematisch den Verlauf der in der Schnittebene der 6 wirkenden linksseitigen magnetischen Anziehungskraft FML (auf der linken Seite des ersten Kompensationselement 410.14) und der rechtsseitigen magnetischen Anziehungskraft FMR (auf der rechten Seite des ersten Kompensationselements 410.14) in Abhängigkeit von der Auslenkung D (aus der Ruhelage D = 0) zwischen den Kompensationselementen 410.14 und 410.15. Sie zeigt weiterhin den Verlauf der aus den Anziehungskräften FMR und FML resultierenden Magnetkraft FM an dem ersten Kompensationselement 410.14. Weiterhin zeigt 7 den negativen Wert -FR der elastischen Rückstellkraft FR, welche aus der Auslenkung des Verbindungselements 410.8 resultiert und auf das optische Element 108 wirkt.
Wie der 7 zu entnehmen ist, sind die magnetischen Anziehungskräfte FMR und FML derart aufeinander abgestimmt, dass die resultierende Magnetkraft FM über einen Arbeitsbereich AB im Wesentlichen dem negativen Wert -FM der elastischen Rückstellkraft FR entspricht, mithin also gilt: $FM = -FR .$
Mit anderen Worten heben sich an dem ersten Kompensationselement 410.14 die aus der Auslenkung des optischen Elements 108 resultierende elastische Rückstellkraft FR und die resultierende Magnetkraft FM gegenseitig auf. Über die Anbindung des ersten Kompensationselements 410.14 an dem optischen Element 108 werden somit trotz der Auslenkung des optischen Elements 108 keine parasitären Kräfte in das optische Element 108 eingeleitet, die dort zu parasitären Spannungen führen könnten.
Mithin wird bei dem vorliegenden Beispiel die mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 also über eine passive Kraftkompensation durch die Magnetkräfte FM der Kompensationseinheit 410.13 erzielt, welche die elastische Rückstellkraft FR des Verbindungselements 410.8 kompensiert.
Es versteht sich, dass sich auch mit dem optischen Modul 407.1 in der Abbildungseinrichtung 101 das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zum Abstützen des optischen Elements 108 bzw. das oben beschriebene Abbildungsverfahren durchführen lassen.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand einzelner Ausführungsbeispiele beschrieben, die teilweise auf unterschiedlichen Wirkprinzipien beruhen. Es versteht sich jedoch, dass die gezeigten Varianten auch beliebig miteinander kombiniert werden können, um eine gewünschte mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element 108 und der Stützstruktur 109 zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Mikrolithographie beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen optischen Anwendungen, insbesondere Abbildungsverfahren bei anderen Wellenlängen, zum Einsatz kommen kann.
Weiterhin kann die Erfindung im Zusammenhang mit der Inspektion von Objekten, wie beispielsweise der so genannten Maskeninspektion zu Einsatz kommen, bei welcher die für die Mikrolithographie verwendeten Masken auf ihre Integrität etc. untersucht werden. An Stelle des Substrats 105.1 tritt dann in 1 beispielsweise eine Sensoreinheit, welche die Abbildung des Projektionsmusters der Maske 104.1 (zur weiteren Verarbeitung) erfasst. Diese Maskeninspektion kann dann sowohl im Wesentlichen bei derselben Wellenlänge erfolgen, die im späteren Mikrolithographieprozess verwendet wird. Ebenso können aber auch beliebige hiervon abweichende Wellenlängen für die Inspektion verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend schließlich anhand konkreter Ausführungsbeispiele beschrieben, welche konkrete Kombinationen der in den nachfolgenden Patentansprüchen definierten Merkmale zeigt. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Merkmalskombinationen beschränkt ist, sondern auch sämtliche übrigen Merkmalskombinationen, wie sie sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen ergeben, zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/007036 A2 [0010]

Claims

Optische Anordnung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit - einem optischen Element (108), - einer Stützstruktur (109), - einer Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) und - einer Aktuatoreinrichtung (111; 211), wobei - die Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) das optische Element (108) zumindest im Wesentlichen statisch bestimmt mit der Stützstruktur (109) verbindet und dazu ausgebildet ist, die auf das optische Element (108) wirkende Gewichtskraft zumindest im Wesentlichen aufzunehmen, - die Aktuatoreinrichtung (111; 211) das optische Element (108) mechanisch mit der Stützstruktur (109) verbindet und dazu ausgebildet ist, eine Position und/oder Orientierung des optischen Elements (108) in wenigstens einem Freiheitsgrad einzustellen, durch gekennzeichnet, dass - die Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) einen Verbindungsteil und einen Entkopplungsteil aufweist, - der Entkopplungsteil kinematisch seriell zu dem Verbindungsteil zwischen dem Verbindungsteil und dem optischen Element (108) angeordnet ist, - die Aktuatoreinrichtung (111; 211) kinematisch parallel zu dem Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) zwischen dem optischen Element (108) und der Stützstruktur (109) wirkt und - der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) derart ausgebildet ist, dass er in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element (108) und der Stützstruktur (109) zur Verfügung stellt.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, wobei - der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) einen Trägerabschnitt (210.3) und einen Entkopplungsabschnitt (210.1) aufweist, - der Entkopplungsabschnitt (210.1) kinematisch seriell zu dem Trägerabschnitt (110.3) zwischen dem Trägerabschnitt (110.3) und dem optischen Element (108) angeordnet ist, - der Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Verbindungsteilsteifigkeit CVT aufweist, - der Trägerabschnitt (110.3) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Trägerabschnittssteifigkeit CTA aufweist, - der Entkopplungsabschnitt (210.1) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Entkopplungsabschnittssteifigkeit CEA aufweist, - die Aktuatoreinrichtung (211) an dem Trägerabschnitt (210.3) angreift, um eine Auslenkung des Trägerabschnitts (210.3) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad zu erzeugen, wobei - der Verbindungsteil bei der Auslenkung des Trägerabschnitts (210.3) aufgrund der Verbindungsteilsteifigkeit CVT in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Rückstellkraft in dem wenigstens einen Freiheitsgrad auf den Trägerabschnitt (210.3) ausübt und die Rückstellkraft eine Deformation des Trägerabschnitts (210.3) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad bewirkt, aus der an dem Entkopplungsabschnitt (210.1) aufgrund der Entkopplungsabschnittssteifigkeit CEA eine parasitäre Kraft in dem wenigstens einen Freiheitsgrad auf das optischen Element (108) wirkt, - die Trägerabschnittssteifigkeit CTA so groß gewählt ist, dass die parasitäre Kraft höchstens 5% bis 10%, vorzugsweise höchstens 1% bis 5%, weiter vorzugsweise höchstens 0,5% bis 1%, der Rückstellkraft beträgt.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, wobei - die Aktuatoreinrichtung (111) kinematisch parallel zu dem Entkopplungsteil zwischen dem optischen Element (108) und der Stützstruktur (109) wirkt, - der Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Verbindungsteilsteifigkeit CVT aufweist und - der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) wenigstens einen Entkopplungsabschnitt (110.1; 210.1) aufweist, der die mechanische Entkopplung in dem wenigstens einen Freiheitsgrad zur Verfügung stellt und in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Entkopplungsteilsteifigkeit CET aufweist, wobei - die Entkopplungsteilsteifigkeit CET höchstens 5% bis 10%, vorzugsweise höchstens 1% bis 5%, weiter vorzugsweise höchstens 0,5% bis 1%, der Verbindungsteilsteifigkeit CVT beträgt.
Optische Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei - die Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) einen Trägerabschnitt (110.3) aufweist, wobei - der Trägerabschnitt (110.3; 210.3) insbesondere ringförmig ausgebildet ist, vorzugsweise nach Art eines Fassungsrings ausgebildet ist, und sich entlang eines Außenumfangs des optischen Elements (108) erstreckt und/oder - der Entkopplungsabschnitt (110.1; 210.1) insbesondere kinematisch seriell zu dem Trägerabschnitt (110.3; 210.3) angeordnet ist, vorzugsweise zwischen dem Trägerabschnitt (110.3; 210.3) und dem optischen Element (108) angeordnet ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei - der wenigstens eine Entkopplungsabschnitt (110.1; 210.1) zum Bereitstellen der mechanischen Entkopplung eine Mehrzahl von elastischen Entkopplungseinheiten (110.2; 210.2) umfasst, wobei - wenigstens eine Entkopplungseinheit (110.2; 210.2) insbesondere wenigstens ein Federelement umfasst, wobei das wenigstens eine Federelement vorzugsweise nach Art eines Blattfederelements ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Federelement bevorzugt zumindest einen Federabschnitt aufweist, der sich quer zu dem wenigstens einen Freiheitsgrad erstreckt und/oder das wenigstens eine Federelement zumindest abschnittsweise eine im Wesentlichen L-förmige oder U-förmige Gestalt aufweist, und/oder - wenigstens eine Entkopplungseinheit (210.2) nach Art eines Bipods ausgebildet ist, und/oder - der Entkopplungsabschnitt (210.1) nach Art eines Hexapods ausgebildet ist, indem er drei nach Art eines Bipods ausgebildete Entkopplungseinheiten umfasst, wobei die Entkopplungseinheiten (210.2), insbesondere im Wesentlichen gleichmäßig, an einem Umfang des optischen Elements (108) verteilt angeordnet sind.
Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei - die Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) wenigstens ein kinematisch seriell zwischen dem optischen Element (108) und der Stützstruktur (109) angeordnetes Verbindungselement (310.8) aufweist, - das Verbindungselement (310.8) ein an einem ersten Anbindungspunkt gelenkig angebundenes erstes Ende aufweist, das dem optischen Element (108) zugeordnet ist, und ein an einem zweiten Anbindungspunkt gelenkig angebundenes zweites Ende aufweist, dass der Stützstruktur (109) zugeordnet ist, - das Verbindungselement (310.8) derart ausgebildet ist, dass der erste Anbindungspunkt einer Auslenkung des optischen Elements (108) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad aus einer Ruhelage zumindest teilweise folgt, und - die Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) eine Kompensationseinrichtung (310.10; 410.10) umfasst, die dazu ausgebildet ist, eine durch die Auslenkung des optischen Elements (108) bedingte Relativauslenkung zwischen dem ersten Anbindungspunkt und dem zweiten Anbindungspunkt in dem wenigstens einen Freiheitsgrad zumindest teilweise zu reduzieren und/oder eine Gegenkraft, insbesondere eine magnetische Gegenkraft, auszuüben, die einer aus der Relativauslenkung resultierenden elastischen Rückstellkraft entgegenwirkt, wobei - der erste Anbindungspunkt bei einer vorgebbaren Auslenkung des optischen Elements (108) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine Auslenkung um einen Auslenkungsbetrag erfährt und die Kompensationseinrichtung (310.10) insbesondere dazu ausgebildet ist, die Relativauslenkung zwischen dem ersten Anbindungspunkt und dem zweiten Anbindungspunkt in dem wenigstens einen Freiheitsgrad auf weniger als 20% bis 50%, vorzugsweise weniger als 10% bis 20%, weiter vorzugsweise weniger als 1% bis 5%, des Auslenkungsbetrags des ersten Anbindungspunkts zu reduzieren.
Optische Anordnung nach Anspruch 6, wobei - der erste Anbindungspunkt und/oder der zweite Anbindungspunkt nach Art eines Festkörpergelenks ausgebildet ist und/oder - der erste Anbindungspunkt und/oder der zweite Anbindungspunkt nach Art eines Scharniergelenks oder eines Kardangelenks oder eines Kugelgelenks ausgebildet ist und/oder - das Verbindungselement (310.8; 410.8) zumindest zwischen dem ersten Anbindungspunkt und dem zweiten Anbindungspunkt nach Art eines Stabes ausgebildet ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei - die Kompensationseinrichtung (310.10) dazu ausgebildet ist, den zweiten Anbindungspunkt zur Reduktion der Relativauslenkung dem ersten Anbindungspunkt nachzuführen, wobei - die Kompensationseinrichtung (310.10) insbesondere als aktive Einheit mit einem Kompensationsaktuator ausgebildet ist, der zwischen der Stützstruktur (109) und dem zweiten Anbindungspunkt wirkt, um den zweiten Anbindungspunkt in dem wenigstens einen Freiheitsgrad in Richtung des ersten Anbindungspunkts zu verschieben.
Optische Anordnung nach Anspruch 8, wobei - eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Aktuatoreinrichtung (111) und die Kompensationseinrichtung (310.10) ansteuert, wobei - die Steuereinrichtung insbesondere eine Sensoreinrichtung umfasst, welche wenigstens einen für die Auslenkung des optischen Elements (108) und/oder des ersten Anbindungspunkts in dem wenigstens einen Freiheitsgrad repräsentativen Auslenkungswert erfasst, und die Steuereinrichtung die Kompensationseinrichtung in Abhängigkeit von dem Erfassungswert ansteuert, und/oder - die Steuereinrichtung insbesondere wenigstens eine Temperatursensoreinrichtung umfasst, welche wenigstens einen für eine Temperatur der optischen Anordnung repräsentativen Temperaturwert erfasst, und die Steuereinrichtung die Kompensationseinrichtung, insbesondere zur Kompensation unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen, in Abhängigkeit von dem Temperaturwert, insbesondere unter Verwendung eines thermischen Modells der optischen Anordnung, ansteuert.
Optische Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, wobei - die Kompensationseinrichtung (310.10) eine Zwischeneinheit (310.6) umfasst, die in dem wenigstens einen Freiheitsgrad beweglich zwischen der Stützstruktur (109) und dem zweiten Anbindungspunkt angeordnet ist, und - die Kompensationseinrichtung (310.10) dazu ausgebildet ist, die Zwischeneinheit (310.6) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad in Richtung des ersten Anbindungspunkts zu verschieben, um den zweiten Anbindungspunkt dem ersten Anbindungspunkt nachzuführen, wobei - die Zwischeneinheit (310.6) insbesondere über eine in dem wenigstens einen Freiheitsgrad wirkende Parallelführung (310.12) mit der Stützstruktur (109) verbunden ist und/oder - die Zwischeneinheit (310.6) insbesondere eine Schwerkraftkompensationseinrichtung zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Gewichtskraft des optischen Elements (108) aufweist.
Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei - die Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) wenigstens eine aktive Schwerkraftkompensationseinrichtung (110.6; 310.6) aufweist, wobei - die aktive Schwerkraftkompensationseinrichtung (110.6; 310.6) zur aktiven Aufnahme wenigstens eines Teils der Gewichtskraft des optischen Elements (108) insbesondere wenigstens einen Kraftaktuator, vorzugsweise einen Lorentz-Aktuator, umfasst.
Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei - das optische Element (108) eine reflektierende optische Fläche (108.1) aufweist und/oder - das optische Element (108) für eine Verwendung mit UV Licht, insbesondere bei einer Wellenlänge im Vakuum-UV Bereich (VUV) oder im extremen UV-Bereich (EUV), insbesondere bei einer Wellenlänge von 193 nm bis 248 nm oder von 5 nm bis 20 nm, ausgebildet ist.
Optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie und/oder die Waferinspektion, mit - einer Beleuchtungseinrichtung (102) mit einer ersten optischen Elementgruppe (106), - einer Objekteinrichtung (104) zur Aufnahme eines Objekts (104.1), - einer Projektionseinrichtung (103) mit einer zweiten optischen Elementgruppe (107) und - einer Bildeinrichtung (105), wobei - die Beleuchtungseinrichtung (102) zur Beleuchtung des Objekts (104.1) ausgebildet ist und - die Projektionseinrichtung (103) zur Projektion einer Abbildung des Objekts (104.1) auf die Bildeinrichtung (105) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Beleuchtungseinrichtung (102) und/oder die Projektionseinrichtung (103) wenigstens eine optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.
Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem - das optische Element (108) über eine Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) zumindest im Wesentlichen statisch bestimmt mit einer Stützstruktur (109) verbunden wird, wobei die Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) die auf das optische Element (108) wirkende Gewichtskraft zumindest im Wesentlichen aufnimmt, - das optische Element (108) über eine Aktuatoreinrichtung (111) mechanisch mit der Stützstruktur (109) verbunden wird, wobei die Aktuatoreinrichtung (111) dazu ausgebildet ist, eine Position und/oder Orientierung des optischen Elements (108) in wenigstens einem Freiheitsgrad einzustellen, durch gekennzeichnet, dass - ein Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) kinematisch seriell zu einem Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) zwischen dem Verbindungsteil und dem optischen Element (108) angeordnet wird, - die Aktuatoreinrichtung (111) kinematisch parallel zu dem Verbindungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) zwischen dem optischen Element (108) und der Stützstruktur (109) wirkt und - der Entkopplungsteil der Verbindungseinrichtung (110; 210; 310; 410) in dem wenigstens einen Freiheitsgrad eine mechanische Entkopplung zwischen dem optischen Element (108) und der Stützstruktur (109) zur Verfügung stellt.
Optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie und/oder die Waferinspektion, bei dem - über eine Beleuchtungseinrichtung (102) mit einer ersten optischen Elementgruppe (106) ein Objekt (104.1) beleuchtet wird und - mittels einer Projektionseinrichtung (103) mit einer zweiten optischen Elementgruppe (107) eine Abbildung des Objekts (104.1) auf einer Bildeinrichtung (105) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Beleuchtungseinrichtung (102) und/oder der Projektionseinrichtung (103), insbesondere während des Erzeugens der Abbildung, ein Verfahren nach Anspruch 14 verwendet wird.