DE102022203433A1 - CONNECTING COMPONENTS OF AN OPTICAL DEVICE - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Optische Anordnung für die Mikrolithographie, insbesondere für die Verwendung von Licht im extremen UV-Bereich (EUV), mit einem optischen Element (108.1), insbesondere einem Facettenelement, einer passiven Stützeinrichtung (108.2) und einer Justiereinrichtung (108.3). Das optische Element (108.1) weist eine optische Fläche (108.4) auf. Die Stützeinrichtung (108.2) ist dazu ausgebildet, das optische Element (108.1) an einer Stützstruktur (109) abzustützen, wobei die Stützeinrichtung (108.2) eine Kippgelenkeinrichtung (108.7) umfasst, die dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Kippachse (108.8) des optischen Elements (108.1) bezüglich der Stützstruktur (109) zu definieren. Die Justiereinrichtung (108.3) wirkt zumindest abschnittsweise kinematisch parallel zu der Stützeinrichtung (108.2) zwischen dem optischen Element (108.1) und der Stützstruktur (109), wobei die Justiereinrichtung (108.3) wenigstens ein Stellelement (108.9) umfasst, das entlang einer Stellelementlängsachse (108.10) langgestreckt ausgebildet ist. Das Stellelement (108.9) weist ein erstes Ende auf, das von dem optischen Element (108.1) entfernt ist, und ein zweites Ende, das dem optischen Element (108.1) benachbart ist und an das optische Element (108.1) angebunden ist. Das Stellelement (108.9) ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Verschiebung, die in einem Stellfreiheitsgrad in das erste Ende des Stellelements (108.9) eingebracht wird, eine Verkippung der optischen Fläche (108.4) um die wenigstens eine Kippachse (108.8) des optischen Elements (108.1) verstellt, wobei der Stellfreiheitsgrad ein translatorischer Freiheitsgrad ist, der entlang der Stellelementlängsachse (108.10) verläuft.The present invention relates to an optical arrangement for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), with an optical element (108.1), in particular a facet element, a passive support device (108.2) and an adjusting device (108.3) . The optical element (108.1) has an optical surface (108.4). The support device (108.2) is designed to support the optical element (108.1) on a support structure (109), the support device (108.2) comprising a tilting joint device (108.7) which is designed to provide at least one tilting axis (108.8) of the optical element (108.1) to be defined with respect to the support structure (109). The adjusting device (108.3) acts at least in sections kinematically parallel to the supporting device (108.2) between the optical element (108.1) and the supporting structure (109), wherein the adjusting device (108.3) comprises at least one adjusting element (108.9) which runs along a longitudinal axis of the adjusting element (108.10 ) is elongated. The actuating element (108.9) has a first end that is distant from the optical element (108.1) and a second end that is adjacent to the optical element (108.1) and is connected to the optical element (108.1). The adjusting element (108.9) is arranged and designed in such a way that a displacement that is introduced into the first end of the adjusting element (108.9) in a degree of freedom causes a tilting of the optical surface (108.4) about the at least one tilting axis (108.8) of the optical element (108.1), whereby the degree of freedom of adjustment is a translational degree of freedom that runs along the longitudinal axis of the actuator (108.10).
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung für die Mikrolithographie, die für die Verwendung von UV Nutzlicht geeignet ist, insbesondere von Licht im extremen ultravioletten (EUV) Bereich. Weiterhin betrifft die Erfindung ein optisches Modul, insbesondere einen Facettenspiegel, sowie eine optische Abbildungseinrichtung mit einem solchen optischen Modul. 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.The present invention relates to an optical arrangement for microlithography which is suitable for the use of useful UV light, in particular light in the extreme ultraviolet (EUV) range. The invention further relates to an optical module, in particular a facet mirror, and an optical imaging device with such an optical module. The invention can be used in connection with any optical imaging method. It can be used particularly advantageously in the production or inspection of microelectronic circuits and the optical components used for this purpose (for example optical masks).
Typischerweise umfassen die optischen Systeme, die im Zusammenhang mit der Herstellung solcher mikroelektronischer Schaltkreise verwendet werden, eine Vielzahl von optischen Elementmodulen, die optische Elemente wie etwa Linsen, Spiegel, Gitter usw. umfassen, die im Pfad des Lichts angeordnet sind. Diese optischen Elemente wirken normalerweise in einem Belichtungsprozess zusammen, um ein auf einer Maske, einem Retikel oder dergleichen gebildetes Muster zu beleuchten und ein Bild dieses Musters auf ein Substrat wie einen Wafer zu übertragen. Die optischen Elemente sind üblicherweise in einer oder mehreren funktionell unterschiedlichen optischen Elementgruppen zusammengefasst, die innerhalb unterschiedlicher optischer Elementeinheiten gehalten werden können. Facettenspiegelvorrichtungen wie die oben genannten können unter anderem dazu dienen, den Belichtungslichtstrahl zu homogenisieren, d. h. um eine möglichst gleichmäßige Leistungsverteilung innerhalb des Belichtungslichtbündels zu bewirken. Sie können auch verwendet werden, um jede gewünschte spezifische Leistungsverteilung innerhalb des Belichtungslichtbündels bereitzustellen.Typically, the optical systems used in connection with the fabrication of such microelectronic circuits include a variety of optical element modules, which include optical elements such as lenses, mirrors, gratings, etc., arranged in the path of the light. These optical elements typically cooperate in an exposure process to illuminate a pattern formed on a mask, reticle, or the like and to transfer an image of that pattern to a substrate such as a wafer. The optical elements are usually combined in one or more functionally different optical element groups, which can be held within different optical element units. Facet mirror devices such as those mentioned above can serve, among other things, to homogenize the exposure light beam, i.e. H. in order to achieve the most even possible power distribution within the exposure light beam. They can also be used to provide any desired specific power distribution within the exposure light beam.
Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen besteht nicht nur ein ständiger Bedarf an einer verbesserten Auflösung, sondern auch ein Bedarf an einer verbesserten Genauigkeit der zur Herstellung dieser Halbleiterbauelemente verwendeten optischen Systeme. Diese Genauigkeit muss natürlich nicht nur anfänglich vorhanden sein, sondern muss über den gesamten Betrieb des optischen Systems aufrechterhalten werden. Ein Problem in diesem Zusammenhang ist eine möglichst präzise Leistungsverteilung bzw. Intensitätsverteilung innerhalb des Belichtungslichtbündels, die möglichst gut mit einer gewünschten Leistungsverteilung übereinstimmt, um letztendlich unerwünschte Abbildungsfehler zu vermeiden bzw. zumindest zu reduzieren. Um eine möglichst feinfühlige Leistungsverteilung zu ermöglichen ist es daher wünschenswert, die optische Fläche der einzelnen Facettenelemente zu verringern und die Anzahl der Facettenelemente zu erhöhen, letztlich also die „Auflösung“ des Facettenspiegels zu erhöhen.Due to the ongoing miniaturization of semiconductor devices, there is not only a constant need for improved resolution, but also a need for improved accuracy of the optical systems used to produce these semiconductor devices. Of course, this accuracy does not only have to be present initially, but must be maintained throughout the entire operation of the optical system. A problem in this context is the most precise possible power distribution or intensity distribution within the exposure light beam, which corresponds as closely as possible to a desired power distribution in order to ultimately avoid or at least reduce undesirable imaging errors. In order to enable the most sensitive power distribution possible, it is therefore desirable to reduce the optical area of the individual facet elements and to increase the number of facet elements, ultimately increasing the “resolution” of the facet mirror.
Um eine gewünschte Leistungsverteilung zu erzielen, wurden Facettenspiegelvorrichtungen entwickelt, wie sie beispielsweise in der
Ein ähnliches Justageprinzip ist auch aus der
Diese Gestaltungen haben den Nachteil, dass eine Verstellung der Orientierung der optischen Fläche des Facettenelements durch Verkippen des Betätigungshebels typischerweise zu einer vergleichsweise großen seitlichen Auslenkung des Betätigungshebels führen. Um Kollisionen mit den Betätigungshebeln angrenzender Facettenelemente zu vermeiden, kann die Verkippung der daher nur in vergleichsweise engen Grenzen verstellt werden. Die Verstellmöglichkeit verringert sich immer weiter, je kleiner die Facettenelemente werden und je dichter diese gepackt werden (mithin also je höher die „Auflösung“ des Facettenspiegels wird). Die gewünschte feinfühlige Einstellung der Leistungsverteilung bzw. Intensitätsverteilung innerhalb des Belichtungslichtbündels ist daher mit den bekannten Systemen immer schwieriger zu realisieren.These designs have the disadvantage that adjusting the orientation of the optical surface of the facet element by tilting the actuating lever typically leads to a comparatively large lateral deflection of the actuating lever. In order to avoid collisions with the operating levers of adjacent facet elements, the tilting of the facet elements can therefore only be adjusted within comparatively narrow limits. The adjustment options continue to decrease the smaller the facet elements become and the more densely they are packed (hence the higher the “resolution” of the facet mirror becomes). The desired sensitive adjustment of the power distribution or intensity distribution within the exposure light beam is therefore becoming increasingly difficult to achieve with the known systems.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine optische Anordnung einer Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie, ein entsprechendes optisches Modul sowie eine entsprechende optische Abbildungseinrichtung mit einer solchen Anordnung, ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements sowie ein optisches Abbildungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches die zuvor genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache Weise bei geringem Bauraumbedarf einen möglichst großen Verstellbereich für die Verkippung der optischen Fläche des optischen Elements ermöglicht.The invention is therefore based on the object of providing an optical arrangement of an imaging device for microlithography, a corresponding optical module and a corresponding optical imaging device with such an arrangement, a method for supporting an optical element and an optical imaging method, which or which does not have the aforementioned disadvantages or at least to a lesser extent and, in particular, enables the largest possible adjustment range for tilting the optical surface of the optical element in a simple manner with little space requirement.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The invention solves this problem with the features of the independent claims.
Der Erfindung liegt die technische Lehre zugrunde, dass man auf einfache Weise einen möglichst großen Verstellbereich für die Verkippung der optischen Fläche des optischen Elements ermöglicht, wenn man die Verkippung des optischen Elements über eine translatorische Bewegung eines langgestreckten Stellelements entlang seiner Längsachse erzeugt. Die Translation wird dabei an einem von dem optischen Element abgewandten ersten Ende in das Stellelement eingebracht und der erst im Bereich der Anbindung des Stellelements an seinem zweiten, an das optische Element angebundenen Ende in eine Verkippung der optischen Fläche des optischen Elements umgesetzt. Dieses Umsetzen der Translation in eine Rotation um die Kippachse kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Besonders einfach ist es zu realisieren, wenn der Anbindungspunkt des Stellelements quer zu der Kippachse der optischen Fläche versetzt ist, um durch die im Abstand zu der Kippachse eingebrachte Längskraft ein Kippmoment um die Kippachse zu erzeugen, welches die Verkippung des optischen Elements und seiner optischen Fläche bedingt.The invention is based on the technical teaching that the largest possible adjustment range for the tilting of the optical surface of the optical element is made possible in a simple manner if the tilting of the optical element is generated via a translational movement of an elongated adjusting element along its longitudinal axis. The translation is introduced into the actuating element at a first end facing away from the optical element and is only converted into a tilting of the optical surface of the optical element at its second end connected to the optical element in the area of the connection of the actuating element. This conversion of the translation into a rotation about the tilt axis can in principle be done in any suitable way. It is particularly easy to implement if the connection point of the actuating element is offset transversely to the tilting axis of the optical surface in order to generate a tilting moment about the tilting axis by the longitudinal force introduced at a distance from the tilting axis, which tilts the optical element and its optical surface conditional.
Hierdurch kann eine Gestaltung erzielt werden, die gerade quer zu der Längsachse des Stellelements (die nachfolgend auch als Stellelementlängsachse bezeichnet wird) sehr kompakt ist, während (ausgehend von einer Ausgangsstellung) auch vergleichsweise große Verkippwinkel realisiert werden können, ohne dass es zu Problemen mit angrenzenden Einheiten (z. B. seitlichen Kollisionen am ersten Ende des Stellelements mit angrenzenden Stellelementen) kommt.In this way, a design can be achieved that is very compact, particularly transverse to the longitudinal axis of the actuating element (which is also referred to below as the actuating element's longitudinal axis), while (starting from a starting position) comparatively large tilting angles can also be realized without causing problems with adjacent ones Units (e.g. lateral collisions at the first end of the control element with adjacent control elements).
Nach einem Aspekt betrifft die Erfindung daher eine optische Anordnung für die Mikrolithographie, insbesondere für die Verwendung von Licht im extremen UV-Bereich (EUV), mit einem optischen Element, insbesondere einem Facettenelement, einer passiven Stützeinrichtung und einer Justiereinrichtung. Das optische Element weist eine optische Fläche auf. Die Stützeinrichtung ist dazu ausgebildet, das optische Element an einer Stützstruktur abzustützen, wobei die Stützeinrichtung eine Kippgelenkeinrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Kippachse des optischen Elements bezüglich der Stützstruktur zu definieren. Die Justiereinrichtung wirkt zumindest abschnittsweise kinematisch parallel zu der Stützeinrichtung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur, wobei die Justiereinrichtung wenigstens ein Stellelement umfasst, das entlang einer Stellelementlängsachse langgestreckt ausgebildet ist. Das Stellelement weist ein erstes Ende auf, das von dem optischen Element entfernt ist. Das Stellelement weist weiterhin ein zweites Ende auf, das dem optischen Element benachbart ist und an das optische Element angebunden ist. Das Stellelement ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Verschiebung, die in einem Stellfreiheitsgrad in das erste Ende des Stellelements eingebracht wird, eine Verkippung der optischen Fläche um die wenigstens eine Kippachse des optischen Elements verstellt. Dabei ist der Stellfreiheitsgrad ein translatorischer Freiheitsgrad, der entlang der Stellelementlängsachse verläuft.According to one aspect, the invention therefore relates to an optical arrangement for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), with an optical element, in particular a facet element, a passive support device and an adjusting device. The optical element has an optical surface. The support device is designed to support the optical element on a support structure, the support device comprising a tilting joint device which is designed to define at least one tilt axis of the optical element with respect to the support structure. The adjusting device acts at least in sections kinematically parallel to the support device between the optical element and the support structure, the adjusting device comprising at least one adjusting element which is designed to be elongated along a longitudinal axis of the adjusting element. The actuating element has a first end that is remote from the optical element. The actuating element further has a second end which is adjacent to the optical element and is connected to the optical element. The adjusting element is arranged and designed in such a way that a displacement, which is introduced into the first end of the adjusting element in a degree of freedom, adjusts a tilting of the optical surface about the at least one tilting axis of the optical element. The degree of freedom of adjustment is a translational degree of freedom that runs along the longitudinal axis of the actuator.
Das Umsetzen der translatorischen Bewegung des Stellelements in die rotatorische Bewegung (also die Kippbewegung) des optischen Elements kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Hierzu kann beispielsweise eine beliebige geeignete Getriebeeinheit vorgesehen sein, welche diese Bewegungsumsetzung realisiert. Bei bevorzugten Varianten umfasst die Justiereinrichtung im Bereich des zweiten Endes des Stellelements eine Entkopplungsgelenkeinrichtung umfasst, wobei das Stellelement über die Entkopplungsgelenkeinrichtung an das optische Element angebunden ist. Über die Entkopplungsgelenkeinrichtung kann dann in einfacher Weise in den erforderlichen Freiheitsgraden eine Entkopplung zwischen dem Stellelement und dem optischen Element erzielt werden, die eine einfache, möglichst zwangsfreie Bewegungsumsetzung ermöglicht.The translational movement of the actuating element can be converted into the rotational movement (i.e. the tilting movement) of the optical element in any suitable manner. For this purpose, for example, any suitable gear unit can be provided which implements this movement conversion. In preferred variants, the adjusting device comprises a decoupling joint device in the region of the second end of the actuating element, the actuating element being connected to the optical element via the decoupling joint device. Using the decoupling joint device, a decoupling between the actuating element and the optical element can then be achieved in a simple manner in the required degrees of freedom, which enables a simple movement implementation that is as free of constraints as possible.
Bevorzugt stellt die Entkopplungsgelenkeinrichtung zumindest eine Entkopplung zwischen dem Stellelement und dem optischen Element um eine Entkopplungsachse zur Verfügung, die zumindest im Wesentlichen parallel zu der wenigstens einen Kippachse des optischen Elements verläuft. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache, möglichst zwangsfreie Bewegungsumsetzung realisieren.The decoupling joint device preferably provides at least one decoupling between the actuating element and the optical element about a decoupling axis which runs at least substantially parallel to the at least one tilting axis of the optical element. This makes it possible to implement a particularly simple movement implementation that is as free from constraints as possible.
Das Stellelement kann grundsätzlich auf beliebige Weise an das optische Element angebunden sein. Bevorzugt ist das Stellelement auf der dem optischen Element zugewandten Seite der Entkopplungsgelenkeinrichtung an einem Anbindungspunkt an das optische Element angebunden oder an einen Schnittstellenabschnitt der Stützeinrichtung angebunden, über welchen das optische Element an die Stützeinrichtung angebunden ist. In beiden Fällen ist der Anbindungspunkt dann quer zu der wenigstens einen Kippachse versetzt angeordnet, um sicherzustellen, dass die Längskraft, die am Stellelement wirkt, ein Kippmoment um die Kippachse bewirkt.The actuating element can basically be connected to the optical element in any way. The control element is preferred on the The side of the decoupling joint device facing the optical element is connected to the optical element at a connection point or connected to an interface section of the support device, via which the optical element is connected to the support device. In both cases, the connection point is then arranged offset transversely to the at least one tilting axis in order to ensure that the longitudinal force acting on the actuating element causes a tilting moment about the tilting axis.
Die Entkopplungsgelenkeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige Weise gestaltet sein, um die Entkopplung in den erforderlichen Freiheitsgraden zu realisieren. Bei bestimmten einfachen und robusten Varianten umfasst die Entkopplungsgelenkeinrichtung wenigstens ein Festkörpergelenk, das insbesondere wenigstens einen Rotationsfreiheitsgrad einschränkt. Hierdurch kann insbesondere eine zuverlässige und präzise Umsetzung der Längskraft in ein Kippmoment sichergestellt werden. Bei bestimmten besonders einfach gestalteten Varianten umfasst die die Entkopplungsgelenkeinrichtung wenigstens ein Blattfederelement und/oder wenigstens ein Stabfederelement.The decoupling joint device can basically be designed in any way in order to realize the decoupling in the required degrees of freedom. In certain simple and robust variants, the decoupling joint device comprises at least one solid-state joint, which in particular restricts at least one rotational degree of freedom. In this way, a reliable and precise conversion of the longitudinal force into a tilting moment can be ensured. In certain particularly simply designed variants, the decoupling joint device comprises at least one leaf spring element and/or at least one bar spring element.
Besonders günstige Gestaltungen ergeben sich, wenn die Entkopplungsgelenkeinrichtung ein zumindest abschnittsweise gekrümmtes und/oder abgewinkeltes Federelement umfasst, da mit solchen gekrümmten bzw. abgewinkelten Abschnitten in besonders einfacher Weise eine zuverlässige Entkopplung um die entsprechende Krümmungsachse bzw. Knickachse realisiert werden kann.Particularly favorable designs result when the decoupling joint device comprises a spring element that is curved and/or angled at least in sections, since reliable decoupling about the corresponding axis of curvature or bending axis can be achieved in a particularly simple manner with such curved or angled sections.
Dabei kann es günstig sein, wenn das Federelement zumindest abschnittsweise im Wesentlichen U-förmig oder S-förmig gekrümmt ist. Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn eine Krümmungsachse des Federelements zumindest im Wesentlichen parallel zu der wenigstens einen Kippachse des optischen Elements verläuft. In beiden Fällen wird in einfacher Weise eine gute, möglichst zwangsfreie Entkopplung erzielt.It can be advantageous if the spring element is curved in a substantially U-shaped or S-shaped manner, at least in sections. It can also be advantageous if an axis of curvature of the spring element runs at least substantially parallel to the at least one tilt axis of the optical element. In both cases, a good decoupling that is as free from constraints as possible is achieved in a simple manner.
Die Entkopplungsgelenkeinrichtung kann sich grundsätzlich in beliebiger geeigneter Entfernung bzw. sonstiger räumlicher Anordnung zur Kippgelenkeinrichtung befinden. Bevorzugt ist die Entkopplungsgelenkeinrichtung benachbart zu der Kippgelenkeinrichtung angeordnet, da sich hiermit besonders günstige Konfigurationen realisieren lassen, bei denen sich besonders geringe parasitäre Spannungen in der Anordnung ergeben.The decoupling joint device can in principle be located at any suitable distance or other spatial arrangement from the tilting joint device. The decoupling joint device is preferably arranged adjacent to the tilting joint device, since this makes it possible to realize particularly favorable configurations in which particularly low parasitic stresses arise in the arrangement.
Die Entkopplungsgelenkeinrichtung kann bei bestimmten Varianten einen zumindest abschnittsweise gekrümmten und/oder abgewinkelten Entkopplungsabschnitt umfassen, insbesondere einen Stabfederabschnitt oder einen Blattfederabschnitt, der unmittelbar zu der Kippgelenkeinrichtung benachbart ist und der einer Außenkontur der Kippgelenkeinrichtung zumindest im Wesentlichen folgt. Hiermit lassen sich besonders einfache und kompakte Konfigurationen erzielen, bei denen die Entkopplungsachse besonders nahe an die Kippachse rückt. Dies ist bevorzugt und generell auch bei Varianten realisiert, bei denen die Entkopplungsgelenkeinrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Entkopplungsachse benachbart, insbesondere unmittelbar benachbart, zu der wenigstens einen Kippachse des optischen Elements angeordnet ist.In certain variants, the decoupling joint device can comprise an at least partially curved and/or angled decoupling section, in particular a bar spring section or a leaf spring section, which is directly adjacent to the tilting joint device and which at least essentially follows an outer contour of the tilting joint device. This makes it possible to achieve particularly simple and compact configurations in which the decoupling axis moves particularly close to the tilting axis. This is preferred and generally also implemented in variants in which the decoupling joint device is designed and arranged in such a way that the decoupling axis is arranged adjacent, in particular immediately adjacent, to the at least one tilt axis of the optical element.
Das Stellelement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, solange eine kompakte Gestaltung realisiert ist, die eine zuverlässige Umsetzung der translatorischen Bewegung des Stellelements in die rotatorische Bewegung (also die Kippbewegung) des optischen Elements ermöglich. Bevorzugt weist das Stellelement einen Stellabschnitt auf, der sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Stellelements erstreckt. Dabei kann der Stellabschnitt das erste Ende des Stellelements ausbilden. Ebenso kann der Stellabschnitt zumindest im Westlichen geradlinig ausgebildet sein. Ebenso kann der Stellabschnitt zumindest im Westlichen stabförmig ausgebildet sein, insbesondere nach Art eines langgestreckten schlanken Stabes ausgebildet sein. In allen diesen Fällen (einzeln oder in beliebiger Kombination) ergeben sich besonders kompakte und einfache Gestaltungen.The actuating element can in principle be designed in any suitable manner, as long as a compact design is implemented which enables a reliable conversion of the translational movement of the actuating element into the rotational movement (i.e. the tilting movement) of the optical element. The adjusting element preferably has an adjusting section which extends between the first end and the second end of the adjusting element. The adjusting section can form the first end of the adjusting element. Likewise, the adjusting section can be designed to be straight, at least in the west. Likewise, the adjusting section can be designed to be rod-shaped, at least in the west, in particular in the manner of an elongated, slender rod. In all of these cases (individually or in any combination) particularly compact and simple designs result.
Bei bestimmten Varianten ist der Stellabschnitt entlang der Stellelementlängsachse langgestreckt ausgebildet, wobei der Stellabschnitt insbesondere zumindest über 50% seiner Länge, vorzugsweise zumindest über 80% seiner Länge, weiter vorzugsweise zumindest über im Wesentlichen 100% seiner Länge, in einer Ausnehmung der Stützeinrichtung verläuft. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Stellabschnitt zumindest im Wesentlichen in der Ausnehmung der Stützeinrichtung versenkt verläuft. Hierdurch kann nicht nur eine besonders kompakte Gestaltung erzielt werden. Vielmehr kann durch die Ausnehmung gegebenenfalls auch eine Führung des Stellabschnitts realisiert sein.In certain variants, the adjusting section is designed to be elongated along the longitudinal axis of the adjusting element, with the adjusting section in particular extending over at least 50% of its length, preferably at least over 80% of its length, more preferably at least over essentially 100% of its length, in a recess in the support device. In particular, it can be provided that the adjusting section runs at least essentially recessed in the recess of the support device. In this way, not only a particularly compact design can be achieved. Rather, the recess can also optionally be used to guide the adjusting section.
Der Stellabschnitt kann sich grundsätzlich beliebig weit erstrecken. Bevorzugt erstreckt sich der Stellabschnitt von dem ersten Ende des Stellelements bis zu einer Entkopplungsgelenkeinrichtung der Justiereinrichtung, über welche das Stellelement an das optische Element angebunden ist. Hiermit lassen sich besonders einfache und kompakte Konfigurationen erzielen.The adjusting section can basically extend as far as desired. The adjusting section preferably extends from the first end of the adjusting element to a decoupling joint device of the adjusting device, via which the adjusting element is connected to the optical element. This allows particularly simple and compact configurations to be achieved.
Bei bestimmten vorteilhaften, weil besonders kompakt gestalteten Varianten ist der Stellabschnitt als ein entlang einer Stellabschnittlängsachse langgestreckter, schlanker Abschnitt ausgebildet, der wenigstens einen Federabschnitt aufweist, der entlang der Stellabschnittlängsachse federnd ausgebildet ist. Hiermit lassen sich besonders vorteilhafte Gestaltungen mit einer feinfühligen und präzisen Einstellung der Verkippung der optischen Fläche erzielen, da der Federabschnitt bei einer bestimmten Auslenkung des ersten Endes des Stellelements (entlang des translatorischen Stellfreiheitsgrades) eine definierte Längskraft in das optische Element bzw. den Schnittstellenabschnitt der Stützeinrichtung einleitet, die zur gewünschten Verkippung des optischen Elements um die zugeordnete Kippachse führt. Die Längskraft entspricht dabei der elastischen Längenänderung des Federabschnitts, wobei bei geringer Steifigkeit des Federabschnitts eine vergleichsweise große Verschiebung des ersten Endes des Stellelements nur eine vergleichsweise geringe Variation der Längskraft erzeugt. Hiermit ist eine besonders feinfühlige und präzise Einstellung dank vergleichsweise großer Stellbewegungen auf besonders einfache Weise möglich.In certain advantageous variants because they are designed to be particularly compact, the adjusting section is designed as a slender section which is elongated along a longitudinal axis of the adjusting section and has at least one spring section which is designed to be resilient along the longitudinal axis of the adjusting section. This makes it possible to achieve particularly advantageous designs with a sensitive and precise adjustment of the tilting of the optical surface, since the spring section applies a defined longitudinal force to the optical element or the interface section of the support device when the first end of the adjusting element is deflected (along the translational degree of freedom). initiates, which leads to the desired tilting of the optical element about the assigned tilt axis. The longitudinal force corresponds to the elastic change in length of the spring section, with a comparatively large displacement of the first end of the adjusting element producing only a comparatively small variation in the longitudinal force when the spring section is low. This makes particularly sensitive and precise adjustment possible in a particularly simple manner thanks to comparatively large adjustment movements.
Es versteht sich, dass entlang einer Stellabschnittlängsachse ein oder mehrere separate Federabschnitte vorgesehen sein können, die grundsätzlich beliebig gestaltet sein können, solange sie eine entsprechende Federwirkung entlang der Stellabschnittlängsachse liefern. Der wenigstens eine Federabschnitt kann bei besonders einfachen Varianten nach Art einer Spiralfeder ausgebildet sein, deren Federachse entlang der Stellabschnittlängsachse verläuft.It goes without saying that one or more separate spring sections can be provided along a longitudinal axis of the adjusting section, which can basically be designed in any way as long as they provide a corresponding spring effect along the longitudinal axis of the adjusting section. In particularly simple variants, the at least one spring section can be designed in the manner of a spiral spring, the spring axis of which runs along the longitudinal axis of the adjusting section.
Bei bestimmten vorteilhaften Varianten weist der Stellabschnitt wenigstens einen Stababschnitt auf, wobei der wenigstens eine Federabschnitt entlang der Stellabschnittlängsachse eine erste Steifigkeit aufweist und der wenigstens eine Stababschnitt entlang der Stellabschnittlängsachse eine zweite Steifigkeit aufweist, wobei die erste Steifigkeit geringer ist als die zweite Steifigkeit. Das Verhältnis zwischen der ersten und zweiten Steifigkeit kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, solange eine entsprechend geringe Variation der Längskraft bei einer vergleichsweise großen Verschiebung des ersten Endes des Stellelements erzielt wird. Bevorzugt kann die erste Steifigkeit 0,001 % bis 0,1%, vorzugsweise 0,008% bis 0,08%, weiter vorzugsweise 0,01 % bis 0,03%, der zweiten Steifigkeit betragen.In certain advantageous variants, the adjusting section has at least one rod section, the at least one spring section having a first stiffness along the longitudinal axis of the adjusting section and the at least one rod section having a second stiffness along the longitudinal axis of the adjusting section, the first stiffness being less than the second stiffness. The ratio between the first and second stiffness can in principle be chosen arbitrarily, as long as a correspondingly small variation in the longitudinal force is achieved with a comparatively large displacement of the first end of the adjusting element. Preferably, the first stiffness can be 0.001% to 0.1%, preferably 0.008% to 0.08%, more preferably 0.01% to 0.03%, of the second stiffness.
Bei bestimmten Varianten kann die Justiereinrichtung im Bereich des zweiten Endes des Stellelements eine Entkopplungsgelenkeinrichtung umfassen, wie sie oben bereits beschrieben wurde. Bei weiteren Varianten kann die Entkopplungsfunktion dieser Entkopplungsgelenkeinrichtung einfach durch den wenigstens einen Federabschnitt übernommen werden. Bevorzugt bildet der wenigstens eine Federabschnitt daher eine Entkopplungsgelenkeinrichtung, die zumindest eine Entkopplung zwischen dem Stellelement und dem optischen Element um eine Entkopplungsachse zur Verfügung stellt, wobei die Entkopplungsachse zumindest im Wesentlichen parallel zu der wenigstens einen Kippachse des optischen Elements verläuft.In certain variants, the adjusting device can comprise a decoupling joint device in the area of the second end of the adjusting element, as already described above. In further variants, the decoupling function of this decoupling joint device can simply be taken over by the at least one spring section. Preferably, the at least one spring section therefore forms a decoupling joint device which provides at least decoupling between the actuating element and the optical element about a decoupling axis, wherein the decoupling axis runs at least substantially parallel to the at least one tilting axis of the optical element.
Das Stellelement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise an das optische Element angebunden sein. Bevorzugt ist das Stellelement an einem Anbindungspunkt unmittelbar an das optische Element oder an einen Schnittstellenabschnitt der Stützeinrichtung angebunden, über welchen das optische Element an die Stützeinrichtung angebunden ist, wobei der Anbindungspunkt wie oben bereits beschrieben quer zu der wenigstens einen Kippachse versetzt angeordnet ist. Der Anbindungspunkt kann dabei unmittelbar an dem optischen Element oder an dem Schnittstellenabschnitt ausgebildet sein. Bei besonders einfach zu fertigenden Varianten ist der Anbindungspunkt ist an einem Anbindungselement ausgebildet, das dann einfach (auf beliebige geeignete Weise mittels Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss) mit dem optischen Element oder dem Schnittstellenabschnitt verbunden sein kann.The actuating element can in principle be connected to the optical element in any suitable manner. Preferably, the actuating element is connected at a connection point directly to the optical element or to an interface section of the support device, via which the optical element is connected to the support device, the connection point being arranged offset transversely to the at least one tilt axis, as already described above. The connection point can be formed directly on the optical element or on the interface section. In variants that are particularly easy to manufacture, the connection point is formed on a connection element, which can then be easily connected (in any suitable manner by means of positive locking and/or frictional locking and/or material locking) to the optical element or the interface section.
Das Anbindungselement kann derart ausgebildet sein, dass der Anbindungspunkt entlang einer Stellelementlängsachse auf einer dem optischen Element abgewandten Seite der wenigstens einen Kippachse angeordnet ist. Hierdurch können insbesondere Gestaltungen realisiert werden, bei denen die wenigstens eine Kippachse auf besonders einfache Weise realisiert werden kann.The connection element can be designed such that the connection point is arranged along a longitudinal axis of the actuating element on a side of the at least one tilt axis facing away from the optical element. In this way, designs can be realized in particular in which the at least one tilting axis can be realized in a particularly simple manner.
Bei bestimmten Varianten weist das Anbindungselement in einer Schnittebene, welche die Stellelementlängsachse und den Anbindungspunkt enthält, einen im Wesentlichen T-förmigen oder L-förmigen Querschnitt auf, wodurch sich auf besonders einfache Weise der oben bereits beschriebene Querversatz zwischen dem Anbindungspunkt und der wenigstens einen Kippachse realisieren lässt. Gleiches gilt insbesondere bei Varianten, bei denen das Anbindungselement einen stiftförmigen ersten Anbindungselementabschnitt und einen, insbesondere plattenförmigen, zweiten Anbindungselementabschnitt aufweist, wobei der erste Anbindungselementabschnitt an einem ersten Ende des Anbindungselements mit dem optischen Element oder dem Schnittstellenabschnitt der Stützeinrichtung verbunden ist und der zweite Anbindungselementabschnitt an einem zweiten Ende des Anbindungselements angeordnet ist und den Anbindungspunkt ausbildet. Dabei kann sich der zweite Anbindungselementabschnitt in einer Haupterstreckungsebene erstrecken, die insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des ersten Anbindungselementabschnitts verlaufen kann.In certain variants, the connecting element has a substantially T-shaped or L-shaped cross section in a sectional plane which contains the actuating element longitudinal axis and the connecting point, which means that the transverse offset already described above between the connecting point and the at least one tilting axis can be achieved in a particularly simple manner can be realized. The same applies in particular to variants in which the connection element has a pin-shaped first connection element section and a, in particular plate-shaped, second connection element section, the first connection element section being connected to the optical element or the interface section of the support device at a first end of the connection element and the second connection element section to is arranged at a second end of the connection element and forms the connection point. The second connecting element section can be in a main Extension plane extend, which in particular can run at least substantially perpendicular to a longitudinal axis of the first connecting element section.
Die Stützeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise mit der Stützstruktur verbunden sein. Beispielsweise kann die Stützeinrichtung auf die Stützstruktur aufgesetzt sein. Bei bevorzugten, weil besonders kompakten Varianten ist die Stützeinrichtung dazu ausgebildet, in eine Ausnehmung der Stützstruktur eingesetzt zu werden, wobei das optische Element in einem montierten Zustand auf einer ersten Seite der Stützstruktur angeordnet ist und sich die Ausnehmung bis zu einer zweiten Seite der Stützstruktur erstreckt, die dem optischen Element abgewandt ist. Dabei kann das Stellelement dazu ausgebildet sein, sich in dem montierten Zustand durch die Ausnehmung der Stützstruktur hindurch bis zu der zweiten Seite der Stützstruktur zu erstrecken, wobei das erste Ende insbesondere aus der Ausnehmung herausragt. Hiermit kann eine Gestaltung realisiert werden, bei der das Stellelement besonders einfache für die Justage des Kippwinkels zugänglich ist.The support device can in principle be connected to the support structure in any suitable manner. For example, the support device can be placed on the support structure. In preferred variants because they are particularly compact, the support device is designed to be inserted into a recess in the support structure, the optical element being arranged in a mounted state on a first side of the support structure and the recess extending to a second side of the support structure , which faces away from the optical element. The adjusting element can be designed to extend in the assembled state through the recess in the support structure to the second side of the support structure, with the first end in particular protruding from the recess. This allows a design to be realized in which the adjusting element is particularly easy to access for adjusting the tilt angle.
Ebenso kann das Stellelement dazu ausgebildet sein, im Bereich des ersten Endes zur Fixierung einer Verkippung der optischen Fläche um die wenigstens eine Kippachse des optischen Elements, die in einem Justagezustand eingestellt wurde, mit der Stützeinrichtung und/oder der Stützstruktur verbunden zu werden. Hiermit lässt sich eine besonders einfache und dauerhafte Fixierung eines einmal eingestellten Kippwinkels erzielen.Likewise, the adjusting element can be designed to be connected to the support device and/or the support structure in the region of the first end in order to fix a tilting of the optical surface about the at least one tilting axis of the optical element, which was set in an adjustment state. This makes it possible to achieve a particularly simple and permanent fixation of a tilt angle once it has been set.
Bei besonders einfachen und kompakten Gestaltungen ist die Stützeinrichtung dazu ausgebildet, sich in dem montierten Zustand durch die Ausnehmung der Stützstruktur hindurch bis zu der zweiten Seite der Stützstruktur zu erstrecken. Hiermit lässt sich insbesondere eine besonders einfache Anbindung der Stützeinrichtung an der Stützstruktur realisieren. Dabei kann die Stützeinrichtung in dem montierten Zustand in dem Bereich der zweiten Seite der Stützstruktur mit der Stützstruktur verbunden sein, insbesondere kann sie lösbar mit der Stützstruktur verbunden sein. Ebenso kann die Stützeinrichtung in dem montierten Zustand in dem Bereich der zweiten Seite der Stützstruktur über wenigstens ein Verbindungselement mit der Stützstruktur verbunden sein, da hiermit aufgrund der vergleichsweise guten Zugänglichkeit eine zuverlässige Verbindung besonders einfach zu realisieren ist. Besonders einfach und günstig gestaltet sich die Verbindung bei Varianten, bei denen die Stützeinrichtung in dem montierten Zustand aus der Ausnehmung herausragt und in diesem Bereich mit der Stützstruktur verbunden ist.In particularly simple and compact designs, the support device is designed to extend in the assembled state through the recess in the support structure to the second side of the support structure. This makes it possible, in particular, to realize a particularly simple connection of the support device to the support structure. In the assembled state, the support device can be connected to the support structure in the area of the second side of the support structure, in particular it can be detachably connected to the support structure. Likewise, in the assembled state, the support device can be connected to the support structure in the area of the second side of the support structure via at least one connecting element, since a reliable connection can be achieved particularly easily due to the comparatively good accessibility. The connection is particularly simple and inexpensive in variants in which the support device protrudes from the recess in the assembled state and is connected to the support structure in this area.
Besonders flexibel einstellbare Varianten ergeben sich, wenn die Stützeinrichtung und die Ausnehmung derart ausgebildet sind, dass die Stützeinrichtung in einem dem montierten Zustand vorangehenden Justagezustand, in dem die Stützeinrichtung in die Ausnehmung eingesetzt ist, um eine Längsachse der Ausnehmung bezüglich der Stützstruktur verdrehbar ist. Hiermit kann in einfacher und kompakter Weise ein weiterer rotatorischer Stellfreiheitsgrad realisiert werden, wodurch eine besonders variable bzw. präzise Einstellung der optischen Fläche erzielt werden kann.Particularly flexibly adjustable variants result when the support device and the recess are designed such that the support device can be rotated about a longitudinal axis of the recess with respect to the support structure in an adjustment state preceding the assembled state, in which the support device is inserted into the recess. In this way, a further rotational degree of freedom of adjustment can be realized in a simple and compact manner, whereby a particularly variable or precise adjustment of the optical surface can be achieved.
Die Kippgelenkeinrichtung kann auf beliebige geeignete Weise realisiert sein, um die Kippachse für das optische Element zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt schränkt die Kippgelenkeinrichtung wenigstens einen Rotationsfreiheitsgrad ein, um eine klar definierte und robuste Einstellung der Verkippung zu erzielen. Bei besonders einfachen, robusten Varianten ist die Kippgelenkeinrichtung nach Art eines Scharniergelenks ausgebildet.The tilting joint device can be implemented in any suitable manner in order to provide the tilting axis for the optical element. The tilting joint device preferably restricts at least one rotational degree of freedom in order to achieve a clearly defined and robust adjustment of the tilting. In particularly simple, robust variants, the tilting joint device is designed in the manner of a hinge joint.
Bei Varianten mit zwei Kippachsen kann die Kippgelenkeinrichtung nach Art eines Kardangelenks ausgebildet sein. Weiterhin kann die Kippgelenkeinrichtung eine erste Kippachse des optischen Elements bezüglich der Stützstruktur definieren und eine zweite Kippachse des optischen Elements bezüglich der Stützstruktur definieren, wobei die zweite Kippachse quer zu der ersten Kippachse verläuft. Dabei kann die erste Kippachse eine erste Normalebene definieren und die zweite Kippachse eine zweite Normalebene definieren, die insbesondere senkrecht zu der ersten Normalebene verläuft.In variants with two tilting axes, the tilting joint device can be designed in the manner of a cardan joint. Furthermore, the tilting joint device can define a first tilting axis of the optical element with respect to the support structure and define a second tilting axis of the optical element with respect to the support structure, wherein the second tilting axis runs transversely to the first tilting axis. The first tilt axis can define a first normal plane and the second tilt axis can define a second normal plane, which in particular runs perpendicular to the first normal plane.
Auch für die Kippgelenkeinrichtung kann vorgesehen sein, dass sie wenigstens ein Festkörpergelenk umfasst. Bevorzugt ist die Kippgelenkeinrichtung benachbart zu dem optischen Element angeordnet, da hiermit eine besonders geringe seitliche Auslenkung des optischen Elements bei der Verkippung erfolgt, wodurch der Abstand zu benachbarten optischen Elementen gering gehalten werden kann.Provision can also be made for the tilting joint device to include at least one solid joint. The tilting joint device is preferably arranged adjacent to the optical element, since this results in a particularly small lateral deflection of the optical element during tilting, whereby the distance to adjacent optical elements can be kept small.
Bei bestimmten, einfachen Varianten verbindet die Kippgelenkeinrichtung einen ersten Schnittstellenabschnitt der Stützeinrichtung gelenkig mit einem zweiten Schnittstellenabschnitt der Stützeinrichtung, wobei der erste Schnittstellenabschnitt zum Anbinden der Stützeinrichtung an die Stützstruktur ausgebildet ist, während der zweite Schnittstellenabschnitt zum Anbinden des optischen Elements an die Stützeinrichtung ausgebildet ist.In certain, simple variants, the tilting joint device connects a first interface section of the support device in an articulated manner to a second interface section of the support device, the first interface section being designed to connect the support device to the support structure, while the second interface section is designed to connect the optical element to the support device.
Bei bestimmten Varianten wird eine besonders kompakte Konfiguration erzielt, wenn die Justiereinrichtung, insbesondere das Stellelement, und gegebenenfalls auch die Stützeinrichtung bestenfalls seitlich geringfügig über einen (virtuellen) prismatischen Raum hinausragen, der durch eine Verschiebung des optischen Elements entlang des Stellfreiheitsgrads definiert wird. Bei bestimmten Varianten definiert eine virtuelle Projektion des optischen Elements, die in Richtung des Stellfreiheitsgrads auf eine Projektionsebene erfolgt, die senkrecht zu dem Stellfreiheitsgrad verläuft, eine erste Projektionskontur, während eine virtuelle Projektion des Stellelements, die in Richtung des Stellfreiheitsgrads auf die Projektionsebene erfolgt, eine zweite Projektionskontur definiert. Bevorzugt ragt dann zweite Projektionskontur höchstenfalls geringfügig über die erste Projektionskontur hinaus. Bevorzugt überragt die zweite Projektionskontur die erste Projektionskontur um höchstens 20%, vorzugsweise höchstens 5% bis 10%, weiter vorzugsweise um höchstens 1% bis 3%, der Fläche der zweiten Projektionskontur. Bei bestimmten Varianten liegt die zweite Projektionskontur zumindest im Wesentlichen vollständig innerhalb der ersten Projektionskontur. Bei bestimmten Varianten liegt die zweite Projektionskontur mit Abstand zur ersten Projektionskontur innerhalb der ersten Projektionskontur. In allen diesen Fällen ergibt sich eine bevorzugt kompakte Konfiguration, die eine besonders dicht gepackte Anordnung mehrerer optischer Elemente (mit geringem Lichtverlust durch die Spalte zwischen den optischen Elementen) ermöglicht.In certain variants, a particularly compact configuration is achieved if the adjusting device, in particular the adjusting element, and possibly also the supporting device, at best protrude slightly laterally beyond a (virtual) prismatic space, which is defined by a displacement of the optical element along the degree of freedom of movement. In certain variants, a virtual projection of the optical element, which takes place in the direction of the degree of freedom of adjustment onto a projection plane that runs perpendicular to the degree of freedom of adjustment, defines a first projection contour, while a virtual projection of the adjustment element, which takes place in the direction of the degree of freedom of adjustment onto the projection plane, defines a second projection contour defined. The second projection contour then preferably projects at most slightly beyond the first projection contour. The second projection contour preferably projects beyond the first projection contour by a maximum of 20%, preferably a maximum of 5% to 10%, more preferably a maximum of 1% to 3%, of the area of the second projection contour. In certain variants, the second projection contour lies at least essentially completely within the first projection contour. In certain variants, the second projection contour lies within the first projection contour at a distance from the first projection contour. In all of these cases, a preferably compact configuration results, which enables a particularly densely packed arrangement of several optical elements (with little light loss through the gaps between the optical elements).
Es versteht sich, dass grundsätzlich ein einziges Stellelement ausreichen kann, um die gewünschte Verkippung der optischen Fläche um die zugeordnete wenigstens eine Kippachse einzustellen. Bei bestimmten Varianten ist das Stellelement ein erstes Stellelement und der Stellfreiheitsgrad ein erster Stellfreiheitsgrad. Die Justiereinrichtung umfasst dann wenigstens ein weiteres, zweites Stellelement, das entlang einer zweiten Stellelementlängsachse langgestreckt ausgebildet ist. Das zweite Stellelement weist ein erstes Ende auf, das von dem optischen Element entfernt ist, und weist ein zweites Ende auf, das dem optischen Element benachbart ist und an das optische Element angebunden ist. Das zweite Stellelement ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Verschiebung, die in einem zweiten Stellfreiheitsgrad in das erste Ende des zweiten Stellelements eingebracht wird, eine Verkippung der optischen Fläche um wenigstens eine Kippachse des optischen Elements verstellt. Diese Kippachse kann von der Kippachse verschieden sein, um die das erste Stellelement die Verkippung einstellt, sie kann aber auch mit letzterer identisch sein.It goes without saying that, in principle, a single adjusting element can be sufficient to set the desired tilting of the optical surface about the assigned at least one tilting axis. In certain variants, the actuating element is a first actuating element and the degree of freedom of adjustment is a first degree of freedom of adjustment. The adjusting device then comprises at least one further, second adjusting element, which is designed to be elongated along a second adjusting element longitudinal axis. The second actuator element has a first end that is remote from the optical element and has a second end that is adjacent to the optical element and is connected to the optical element. The second adjusting element is arranged and designed in such a way that a displacement, which is introduced into the first end of the second adjusting element in a second degree of freedom, adjusts a tilting of the optical surface about at least one tilting axis of the optical element. This tilt axis can be different from the tilt axis around which the first actuating element adjusts the tilt, but it can also be identical to the latter.
Der zweite Stellfreiheitsgrad kann ebenfalls ein translatorischen Freiheitsgrad sein, der entlang der Längsachse des zweiten Stellelements verläuft. Dabei können der erste Stellfreiheitsgrad und der zweite Stellfreiheitsgrad um höchstens 20°, vorzugsweise um höchstens 10°, vorzugsweise um höchstens 5°, zueinander geneigt sein, insbesondere können der erste Stellfreiheitsgrad und der zweite Stellfreiheitsgrad zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Hiermit werden besonders kompakte Konfigurationen erzielt.The second degree of freedom of adjustment can also be a translational degree of freedom that runs along the longitudinal axis of the second adjustment element. The first degree of freedom of adjustment and the second degree of freedom of adjustment can be inclined to one another by a maximum of 20°, preferably by a maximum of 10°, preferably by a maximum of 5°, in particular the first degree of freedom of adjustment and the second degree of freedom of adjustment can run at least substantially parallel to one another. This enables particularly compact configurations to be achieved.
Bei bestimmten Varianten verstellt eine Verschiebung, die in dem ersten Stellfreiheitsgrad in das erste Ende des ersten Stellelements eingebracht wird, und eine Verschiebung, die in dem zweiten Stellfreiheitsgrad in das erste Ende des zweiten Stellelements eingebracht wird, jeweils eine Verkippung der optischen Fläche um dieselbe Kippachse des optischen Elements.In certain variants, a displacement that is introduced into the first end of the first actuating element in the first degree of freedom of adjustment, and a displacement that is introduced into the first end of the second actuating element in the second degree of freedom of adjustment, each adjusts a tilt of the optical surface about the same tilting axis of the optical element.
Das erste Stellelement und das zweite Stellelement können dazu angeordnet und ausgebildet sein, nach Art von Antagonisten zu wirken. Insbesondere können das erste Stellelement und das zweite Stellelement derart auf unterschiedlichen Seiten der Kippachse an das optische Element angebunden sein, dass eine Verschiebung des ersten Stellelements in dem ersten Stellfreiheitsgrad eine gegenläufige Verschiebung des zweiten Stellelements in dem zweiten Stellfreiheitsgrad bewirkt. In beiden Fällen kann eine besonders günstige Gestaltung erzielt werden, die insbesondere einem Auswandern des optischen Elements um die Kippachse aus der justierten Lage bei einer thermisch bedingten Ausdehnung entgegenwirkt.The first control element and the second control element can be arranged and designed to act in the manner of antagonists. In particular, the first actuating element and the second actuating element can be connected to the optical element on different sides of the tilt axis in such a way that a displacement of the first actuating element in the first degree of freedom of adjustment causes an opposite displacement of the second actuating element in the second degree of freedom of adjustment. In both cases, a particularly favorable design can be achieved, which in particular counteracts migration of the optical element about the tilt axis from the adjusted position in the event of thermally caused expansion.
Bei bestimmten Varianten mit besonders umfangreichen Verstellmöglichkeiten kann vorgesehen sein, dass die Kippgelenkeinrichtung wie beschrieben eine erste und eine zweite Kippachse des optischen Elements bezüglich der Stützstruktur definiert, wobei die zweite Kippachse quer zu der ersten Kippachse verläuft. Dabei kann die erste Kippachse eine erste Normalebene definieren und die zweite Kippachse eine zweite Normalebene definieren, die insbesondere senkrecht zu der ersten Normalebene verläuft. Das erste Stellelement und das zweite Stellelement sind dazu angeordnet und ausgebildet, nach Art von Antagonisten um die erste Kippachse zu wirken, wobei sie ein erstes Stellelementpaar bilden. Weiterhin ist ein zweites Stellelementpaar vorgesehen, das nach Art des ersten Stellelementpaares ausgebildet ist und um die zweite Kippachse wirkt.In certain variants with particularly extensive adjustment options, it can be provided that the tilting joint device, as described, defines a first and a second tilting axis of the optical element with respect to the support structure, the second tilting axis running transversely to the first tilting axis. The first tilt axis can define a first normal plane and the second tilt axis can define a second normal plane, which in particular runs perpendicular to the first normal plane. The first actuating element and the second actuating element are arranged and designed to act in the manner of antagonists about the first tilt axis, forming a first pair of actuating elements. Furthermore, a second pair of actuating elements is provided, which is designed in the manner of the first pair of actuating elements and acts about the second tilt axis.
Das zweite Stellelementpaar ist bevorzugt zumindest gleichartig zu dem ersten Stellelementpaar ausgebildet, weist mithin also zumindest ähnlich gestaltete Komponenten auf, welche eine Verkippung um die zweite Kippachse durch entsprechende translatorische Stellbewegungen entlang der Längsachse des jeweiligen Stellelements bewirken. Bevorzugt ist das zweite Stellelementpaar zumindest im Wesentlichen identisch zu dem ersten Stellelementpaar ausgebildet, da sich hiermit besonders einfache Konfigurationen realisieren lassen. Besonders einfache Gestaltungen ergeben sich bei Varianten, bei denen das zweite Stellelementpaar bezüglich einer Längsachse der Stützeinrichtung um 45° bis 90°, vorzugsweise 60° bis 90°, weiter vorzugsweise 80° bis 90°, gegenüber dem ersten Stellelementpaar verdreht angeordnet ist.The second pair of actuating elements is preferably designed at least in the same way as the first pair of actuating elements, and therefore has at least similarly designed components which cause a tilting about the second tilting axis through corresponding translational adjusting movements along the longitudinal axis of the respective actuating element. Preferably, the second pair of actuating elements is at least essentially identical to the first actuating element pair, as this allows particularly simple configurations to be implemented. Particularly simple designs result from variants in which the second pair of actuating elements is arranged rotated relative to the first pair of actuating elements by 45° to 90°, preferably 60° to 90°, more preferably 80° to 90°, with respect to a longitudinal axis of the support device.
Besonders kompakte und damit günstige Gestaltungen ergeben sich, wenn die optische Fläche einen Flächeninhalt von 0,1 mm2 bis 200 mm2, vorzugsweise 0,5 mm2 bis 100 mm2, weiter vorzugsweise 1,0 mm2 bis 50 mm2, aufweist. Gleiches gilt, wenn die optische Fläche eine maximale Abmessung von 2 mm bis 50 mm, vorzugsweise 3 mm bis 25 mm, weiter vorzugsweise 4 mm bis 10 mm, aufweist. Die optische Fläche kann grundsätzlich beliebig gestaltet, insbesondere beliebig gekrümmt sein. Bei besonders einfach zu justierenden Gestaltungen ist die optische Fläche eine zumindest im Wesentlichen ebene Fläche. Bevorzugt ist die optische Fläche eine reflektierende Fläche. Es können aber auch refraktive oder diffraktive optische Flächen zum Einsatz kommen.Particularly compact and therefore favorable designs result when the optical surface has an area of 0.1 mm 2 to 200 mm 2 , preferably 0.5 mm 2 to 100 mm 2 , more preferably 1.0 mm 2 to 50 mm 2 . The same applies if the optical surface has a maximum dimension of 2 mm to 50 mm, preferably 3 mm to 25 mm, more preferably 4 mm to 10 mm. The optical surface can basically be designed in any way, in particular can be curved in any way. In designs that are particularly easy to adjust, the optical surface is an at least essentially flat surface. The optical surface is preferably a reflective surface. However, refractive or diffractive optical surfaces can also be used.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein optisches Modul, insbesondere einen Facettenspiegel, mit wenigstens zwei, insbesondere einer Mehrzahl N, erfindungsgemäße optischer Anordnungen. Dabei können die optischen Anordnungen mit einer gemeinsamen Stützstruktur verbunden sein. Weiterhin kann die Mehrzahl N 100 bis 100.000, vorzugsweise 100 bis 10.000, weiter vorzugsweise 1.000 bis 10.000 betragen. Ebenso können bei bestimmten Varianten 50 bis 10.000, vorzugsweise 100 bis 7.500, weiter vorzugsweise 500 bis 5.000, Facettenelemente vorgesehen sein. Besonders kompakte Gestaltungen mit einer günstigen Leistungsverteilung und geringem Lichtverlust (durch Spalte zwischen den optischen Elementen) ergeben sich, wenn die optischen Elemente wenigstens zweier optischer Anordnungen unter Ausbildung eines schmalen Spalts zueinander angeordnet sind, wobei der Spalt eine Spaltbreite aufweist und die Spaltbreite in einem montierten Zustand 0,01 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,02 mm bis 0,1 mm, weiter vorzugsweise 0,04 mm bis 0,08 mm, beträgt.The present invention further relates to an optical module, in particular a facet mirror, with at least two, in particular a plurality N, optical arrangements according to the invention. The optical arrangements can be connected to a common support structure. Furthermore, the plurality N can be 100 to 100,000, preferably 100 to 10,000, more preferably 1,000 to 10,000. Likewise, in certain variants, 50 to 10,000, preferably 100 to 7,500, more preferably 500 to 5,000, facet elements can be provided. Particularly compact designs with favorable power distribution and low light loss (due to gaps between the optical elements) result when the optical elements of at least two optical arrangements are arranged relative to one another to form a narrow gap, the gap having a gap width and the gap width in one mounted Condition is 0.01 mm to 0.2 mm, preferably 0.02 mm to 0.1 mm, more preferably 0.04 mm to 0.08 mm.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, 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 ein erfindungsgemäßes optisches Modul. Hiermit lassen sich ebenfalls die oben im Zusammenhang mit der optischen Anordnung beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.The present invention further relates to an optical imaging device, in particular for microlithography, with an illumination device with a first optical element group, an object device for recording an object, a projection device with a second optical element group and an image device, wherein the illumination device is designed to illuminate the object and the projection device is designed to project an image of the object onto the image device. The lighting device and/or the projection device comprises at least one optical module according to the invention. This also allows the variants and advantages described above in connection with the optical arrangement to be realized to the same extent, so that reference is made to the above statements in order to avoid repetition.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements, insbesondere eines Facettenelements, einer Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie, insbesondere für die Verwendung von Licht im extremen UV-Bereich (EUV), bei dem das optische Element, das eine optische Fläche aufweist, mittels einer passiven Stützeinrichtung auf einer Stützstruktur abgestützt wird. Dabei wird wenigstens eine Kippachse des optischen Elements bezüglich der Stützstruktur durch eine Kippgelenkeinrichtung der Stützeinrichtung definiert. Eine Justiereinrichtung wirkt zumindest abschnittsweise kinematisch parallel zu der Stützeinrichtung zwischen dem optischen Element und der Stützstruktur, wobei die Justiereinrichtung wenigstens ein Stellelement umfasst, das entlang einer Stellelementlängsachse langgestreckt ausgebildet ist. Das Stellelement weist ein erstes Ende auf, das von dem optischen Element entfernt ist, und ein zweites Ende, das dem optischen Element benachbart ist und an das optische Element angebunden ist. Das Stellelement ist derart angeordnet und ausgebildet, dass durch eine Verschiebung, die in einem Stellfreiheitsgrad in das erste Ende des Stellelements eingebracht wird, eine Verkippung der optischen Fläche um die wenigstens eine Kippachse des optischen Elements verstellt wird, wobei der Stellfreiheitsgrad ein translatorischer Freiheitsgrad ist, der entlang der Stellelementlängsachse verläuft. Hiermit lassen sich ebenfalls die oben im Zusammenhang mit der optischen Anordnung beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.The present invention further relates to a method for supporting an optical element, in particular a facet element, of an imaging device for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), in which the optical element, which has an optical surface, is supported on a support structure by means of a passive support device. At least one tilt axis of the optical element with respect to the support structure is defined by a tilt joint device of the support device. An adjusting device acts at least in sections kinematically parallel to the support device between the optical element and the support structure, the adjusting device comprising at least one adjusting element which is designed to be elongated along a longitudinal axis of the adjusting element. The actuating element has a first end that is remote from the optical element and a second end that is adjacent to the optical element and is connected to the optical element. The actuating element is arranged and designed in such a way that a tilting of the optical surface about the at least one tilting axis of the optical element is adjusted by a displacement which is introduced into the first end of the actuating element in a degree of freedom, the degree of freedom being a translational degree of freedom, which runs along the longitudinal axis of the actuator. This also allows the variants and advantages described above in connection with the optical arrangement to be realized to the same extent, so that reference is made to the above statements in order to avoid repetition.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich ein optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem eine Beleuchtungseinrichtung, die eine erste optische Elementgruppe aufweist, ein Objekt beleuchtet und eine Projektionseinrichtung, die eine zweite optische Elementgruppe aufweist, eine Abbildung des Objekts auf eine Bildeinrichtung projiziert. Wenigstens ein optisches Element der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Projektionseinrichtung wird mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens abgestützt. Auch hiermit lassen sich ebenfalls die oben im Zusammenhang mit der optischen Anordnung beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.Finally, the present invention relates to an optical imaging method, in particular for microlithography, in which an illumination device, which has a first optical element group, illuminates an object and a projection device, which has a second optical element group, projects an image of the object onto an image device. At least one optical element of the lighting device and/or the projection device is supported using a method according to the invention. This also allows the variants and advantages described above in connection with the optical arrangement to be realized to the same extent, so that repetitions can be avoided insofar as reference is made to the above statements.
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 Schutzbereich der Erfindung.Further aspects and exemplary embodiments of the invention result from the dependent claims and the following description of preferred exemplary embodiments, which refers to the attached figures. All combinations of the disclosed features, regardless of whether they are the subject of a claim or not, are within the scope of the invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
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1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage, die eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung umfasst, bei der eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung Verwendung findet.1 is a schematic representation of a preferred embodiment of a projection exposure system according to the invention, which includes a preferred embodiment of an optical arrangement according to the invention, in which a preferred embodiment of a connection arrangement according to the invention is used. -
2 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils der Anordnung aus1 .2 is a schematic sectional view of part of the arrangement1 . -
3 ist eine schematische perspektive Ansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen optischen Anordnung.3 is a schematic perspective view of a further variant of the optical arrangement according to the invention. -
4 ist eine schematische Ansicht eines Teils der Anordnung aus3 (Detail IV).4 is a schematic view of part of the arrangement3 (Detail IV). -
5 ist eine schematische Schnittansicht (entlang Linie V-V aus7 ) einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen optischen Anordnung.5 is a schematic sectional view (along line VV7 ) a further variant of the optical arrangement according to the invention. -
6 ist eine schematische Ansicht eines Stellelements der Anordnung aus5 .6 is a schematic view of an actuating element of the arrangement5 . -
7 ist eine schematische perspektive Ansicht eines Teils der Anordnung aus5 .7 is a schematic perspective view of part of the assembly5 . -
8 ist eine schematische perspektive Ansicht eines weiteren Teils der Anordnung aus5 .8th is a schematic perspective view of another part of the arrangement5 .
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die
Eine Beleuchtungseinrichtung bzw. ein Beleuchtungssystem 102 der Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst neben einer Strahlungsquelle 102.1 eine optischen Elementgruppe in Form einer Beleuchtungsoptik 102.2 zur Beleuchtung eines (schematisiert dargestellten) Objektfeldes 103.1. Das Objektfeld 103.1 liegt in einer Objektebene 103.2 einer Objekteinrichtung 103. Beleuchtet wird hierbei ein im Objektfeld 103.1 angeordnetes Retikel 103.3 (auch als Maske bezeichnet). Das Retikel 103.3 ist von einem Retikelhalter 103.4 gehalten. Der Retikelhalter 103.4 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 103.5 insbesondere in einer oder mehreren Scanrichtungen verlagerbar. Eine solche Scanrichtung verläuft im vorliegenden Beispiel parallel zu der y-Achse.A lighting device or a
Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst weiterhin eine Projektionseinrichtung 104 mit einer weiteren optischen Elementgruppe in Form einer Projektionsoptik 104.1. Die Projektionsoptik 104.1 dient zur Abbildung des Objektfeldes 103.1 in ein (schematisiert dargestelltes) Bildfeld 105.1, das in einer Bildebene 105.2 einer Bildeinrichtung 105 liegt. Die Bildebene 105.2 verläuft parallel zu der Objektebene 103.2. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 103.2 und der Bildebene 105.2 möglich.The
Bei der Belichtung wird eine Struktur des Retikels 103.3 auf eine lichtempfindliche Schicht eines Substrats in Form eines Wafers 105.3 abgebildet, wobei die lichtempfindliche Schicht in der Bildebene 105.2 im Bereich des Bildfeldes 105.1 angeordnet ist. Der Wafer 105.3 wird von einem Substrathalter bzw. Waferhalter 105.4 gehalten. Der Waferhalter 105.4 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 105.5 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 103.3 über den Retikelverlagerungsantrieb 103.5 und andererseits des Wafers 105.3 über den Waferverlagerungsantrieb 105.5 kann synchronisiert zueinander erfolgen. Diese Synchronisation kann beispielsweise über eine gemeinsame (in
Bei der Strahlungsquelle 102.1 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle (extrem ultraviolette Strahlung), Die Strahlungsquelle 102.1 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 107, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13 nm. Bei der Strahlungsquelle 102.1 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, also mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, also mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102.1 kann es sich aber auch um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The radiation source 102.1 is an EUV radiation source (extreme ultraviolet radiation). The radiation source 102.1 emits in
Da die Projektionsbelichtungsanlage 101 mit Nutzlicht im EUV-Bereich arbeitet, handelt es sich bei den verwendeten optischen Elementen ausschließlich um reflektive optische Elemente. In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist es (insbesondere in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Beleuchtungslichts) selbstverständlich auch möglich, für die optischen Elemente jede Art von optischen Elementen (refraktiv, reflektiv, diffraktiv) alleine oder in beliebiger Kombination einzusetzen.Since the
Die Beleuchtungsstrahlung 107, die von der Strahlungsquelle 102.1 ausgeht, wird von einem Kollektor 102.3 gebündelt. Bei dem Kollektor 102.3 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 102.3 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, Gl), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 107 beaufschlagt werden. Der Kollektor 11 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The
Nach dem Kollektor 102.3 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 107 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 107.1. Die Zwischenfokusebene 107.1 kann bei bestimmten Varianten eine Trennung zwischen der Beleuchtungsoptik 102.2 und einem Strahlungsquellenmodul 102.4 darstellen, das die Strahlungsquelle 102.1 und den Kollektor 102.3 umfasst.After the collector 102.3, the
Die Beleuchtungsoptik 102.2 umfasst entlang des Strahlengangs einen Umlenkspiegel 102.5 einen nachgeordneten ersten Facettenspiegel 102.6. Bei dem Umlenkspiegel 102.5 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 102.5 als Spektralfilter ausgeführt sein, der aus der Beleuchtungsstrahlung 107 zumindest teilweise so genanntes Falschlicht heraustrennt, dessen Wellenlänge von der Nutzlichtwellenlänge abweicht. Sofern die optisch wirksamen Flächen des ersten Facettenspiegels 102.6 im Bereich einer Ebene der Beleuchtungsoptik 102.2 angeordnet sind, die zur Objektebene 103.2 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird der erste Facettenspiegel 102.6 auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 102.6 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 102.7, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Diese ersten Facetten und deren optische Flächen sind in der
Die ersten Facetten 102.7 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 102.7 können als Facetten mit planarer oder alternativ mit konvex oder konkav gekrümmter optischer Fläche ausgeführt sein.The first facets 102.7 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour. The first facets 102.7 can be designed as facets with a planar or alternatively with a convex or concave curved optical surface.
Wie beispielsweise aus der
Zwischen dem Kollektor 102.3 und dem Umlenkspiegel 102.5 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 107 im vorliegenden Beispiel horizontal, also längs der y-Richtung. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten auch eine andere Ausrichtung gewählt sein kann.In the present example, the
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 102.2 ist dem ersten Facettenspiegel 102.6 ein zweiter Facettenspiegel 102.8 nachgeordnet. Sofern die optisch wirksamen Flächen des zweiten Facettenspiegels 102.8 im Bereich einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 102.2 angeordnet sind, wird der zweite Facettenspiegel 102.8 auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 102.8 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 102.2 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 102.6 und dem zweiten Facettenspiegel 102.8 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Solche spekulare Reflektoren sind beispielsweise bekannt aus der
Der zweite Facettenspiegel 102.8 umfasst wiederum eine Mehrzahl von zweiten Facetten, die in der
Die Beleuchtungsoptik 102.2 bildet im vorliegenden Beispiel somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugenintegrator (Fly's Eye Integrator) bezeichnet. Es kann bei bestimmten Varianten weiterhin vorteilhaft sein, die optischen Flächen des zweiten Facettenspiegels 102.8 nicht exakt in einer Ebene anzuordnen, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 104.1 optisch konjugiert ist.In the present example, the lighting optics 102.2 thus forms a double-faceted system. This basic principle is also known as the fly's eye integrator. In certain variants, it can also be advantageous not to arrange the optical surfaces of the second facet mirror 102.8 exactly in a plane that is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 104.1.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 102.2 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 102.8 und dem Objektfeld 103.1 eine (nur stark schematisiert dargestellte) Übertragungsoptik 102.10 angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 102.7 in das Objektfeld 103.1 beiträgt. Die Übertragungsoptik 102.10 kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 102.2 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik 102.10 kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.In a further, not shown, embodiment of the illumination optics 102.2, a transmission optics 102.10 (shown only in a highly schematic manner) can be arranged in the beam path between the second facet mirror 102.8 and the object field 103.1, which contributes in particular to the imaging of the first facets 102.7 into the object field 103.1. The transmission optics 102.10 can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 102.2. The transmission optics 102.10 can in particular include one or two mirrors for vertical incidence (NI mirror, normal incidence mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GL mirror, grazing incidence mirror).
Die Beleuchtungsoptik 102.2 hat bei der Ausführung, wie sie in der
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 102.8 werden die einzelnen ersten Facetten 102.7 in das Objektfeld 103.1 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 102.8 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 107 im Strahlengang vor dem Objektfeld 103.1. Die Abbildung der ersten Facetten 102.7 mittels der zweiten Facetten 102.9 bzw. mit den zweiten Facetten 102.9 und einer Übertragungsoptik 102.10 in die Objektebene 103.2 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.With the help of the second facet mirror 102.8, the individual first facets 102.7 are imaged into the object field 103.1. The second facet mirror 102.8 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the
Die Projektionsoptik 104.1 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung entlang des Strahlengangs der Projektionsbelichtungsanlage 101 nummeriert sind. Bei dem in der
Die Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 102.2, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 107 aufweisen. Diese Beschichtungen können aus mehreren Schichten aufgebaut sein (Multilayer-Beschichtungen), insbesondere können sie mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium gestaltet sein.The reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. The mirrors Mi, just like the mirrors of the lighting optics 102.2, can have highly reflective coatings for the
Die Projektionsoptik 104.1 hat im vorliegenden Beispiel einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 103.1 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 105.1. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein Abstand zwischen der Objektebene 103.2 und der Bildebene 105.2 in der z-Richtung.In the present example, the projection optics 104.1 has a large object image offset in the y-direction between a y-coordinate of a center of the object field 103.1 and a y-coordinate of the center of the image field 105.1. This object-image offset in the y-direction can be approximately as large be like a distance between the object plane 103.2 and the image plane 105.2 in the z-direction.
Die Projektionsoptik 104.1 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 104.1 liegen bevorzugt bei (βx; βy) = (+/- 0,25; +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr. Die Projektionsoptik 104.1 führt im vorliegenden Beispiel somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis von 4:1. Demgegenüber führt die Projektionsoptik 104.1 in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis von 8:1. Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung sind möglich, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25.The projection optics 104.1 can in particular be anamorphic. In particular, it has different imaging scales βx, βy in the x and y directions. The two imaging scales βx, βy of the projection optics 104.1 are preferably (βx; βy) = (+/- 0.25; +/- 0.125). A positive image scale β means an image without image reversal. A negative sign for the image scale β means an image with image reversal. In the present example, the projection optics 104.1 thus leads to a reduction in the x-direction, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction, in a ratio of 4:1. In contrast, the projection optics 104.1 in the y direction, i.e. in the scanning direction, leads to a reduction in size in a ratio of 8:1. Other image scales are also possible. Image scales of the same sign and absolutely the same in the x and y directions are also possible, for example with absolute values of 0.125 or 0.25.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 103.1 und dem Bildfeld 105.1 kann gleich sein. Ebenso kann die Anzahl von Zwischenbildebenen je nach Ausführung der Projektionsoptik 104.1 unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlicher Anzahl derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind beispielsweise aus der
Im vorliegenden Beispiel ist jeweils eine der Pupillenfacetten 102.9 genau einer der Feldfacetten 102.7 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 103.1 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 102.7 in eine Vielzahl an Objektfeldern 103.1 zerlegt. Die Feldfacetten 102.7 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 102.9.In the present example, one of the pupil facets 102.9 is assigned to exactly one of the field facets 102.7 to form an illumination channel for illuminating the object field 103.1. This can in particular result in lighting based on Köhler's principle. The far field is broken down into a large number of object fields 103.1 using the field facets 102.7. The field facets 102.7 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 102.9 assigned to them.
Die Feldfacetten 102.7 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 102.9 auf das Retikel 103.3 abgebildet, wobei sich die Abbildungen überlagern, sodass es mithin zu einer überlagernden Ausleuchtung des Objektfeldes 103.1 kommt. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 103.1 ist bevorzugt möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann durch die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The field facets 102.7 are each imaged onto the reticle 103.3 by an assigned pupil facet 102.9, with the images superimposing one another, so that there is an overlapping illumination of the object field 103.1. The illumination of the object field 103.1 is preferably as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by overlaying different lighting channels.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten 102.9 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten 102.9, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting des Beleuchtungssystems 102 bezeichnet. Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 102.2 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden. Die vorgenannten Einstellungen können bei aktiv verstellbaren Facetten jeweils durch eine entsprechende Ansteuerung über die Steuereinrichtung 106 vorgenommen werden.By arranging the pupil facets 102.9, the illumination of the entrance pupil of the projection optics 104.1 can be geometrically defined. By selecting the illumination channels, in particular the subset of the pupil facets 102.9 that carry light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 104.1 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as the lighting setting of the
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 103.1 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the object field 103.1 and in particular the entrance pupil of the projection optics 104.1 are described below.
Die Projektionsoptik 104.1 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich oder auch unzugänglich sein. Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 lässt sich häufig mit dem Pupillenfacettenspiegel 102.8 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 104.1, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 102.8 telezentrisch auf den Wafer 105.3 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The projection optics 104.1 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible or inaccessible. The entrance pupil of the projection optics 104.1 often cannot be illuminated precisely with the pupil facet mirror 102.8. When imaging the projection optics 104.1, which images the center of the pupil facet mirror 102.8 telecentrically onto the wafer 105.3, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, an area can be found in which the pairwise distance of the aperture beams becomes minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in local space. In particular, this surface shows a finite curvature.
Es kann bei bestimmten Varianten sein, dass die Projektionsoptik 104.1 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn ein abbildendes optisches Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik 102.10, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 102.8 und dem Retikel 103.3 bereitgestellt wird. Mit Hilfe dieses abbildenden optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.In certain variants, it may be that the projection optics 104.1 has different positions of the entrance pupil for the tangential and sagittal beam paths. In this case, it is preferred if an imaging optical element, in particular an optical component of the transmission optics 102.10, is provided between the second facet mirror 102.8 and the reticle 103.3. With the help of this imaging optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.
Bei der Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 102.2, wie sie in der
Wie nachfolgend anhand des zweiten Facettenspiegels 102.8 und der
Die jeweilige Facetteneinheit 108 umfasst ein optisches Element in Form eines Facettenelements 108.1, eine passive Stützeinrichtung 108.2 und eine Justiereinrichtung 108.3. Das optische Element 108.1 weist eine reflektierende optische Fläche 108.4 auf, die auf einem Facettenkörper 108.5 ausgebildet ist. Der Facettenkörper 108.5 kann dabei auf einer Schnittstelleneinheit der Stützeinrichtung 108.2 sitzen, die den Facettenkörper 108.5 großflächig abstützt, wie dies in
Die Stützeinrichtung 108.2 stützt das optische Element 108.1 an einer Stützstruktur in Form eines Trägers 109 des Facettenspiegels 102.8 ab. Die Stützeinrichtung 108.2 umfasst dabei eine Kippgelenkeinrichtung 108.7, die im vorliegenden Beispiel eine (senkrecht zur Zeichnungsebene der
Die Justiereinrichtung 108.3 umfasst im vorliegenden Beispiel zwei Stellelemente 108.9 auf, die jeweils entlang einer Stellelementlängsachse 108.10 langgestreckt ausgebildet sind. Es versteht sich hierbei, dass bei anderen Varianten auch eine beliebige andere Anzahl von Stellelementen 108.9 vorgesehen sein kann, wobei insbesondere ein einziges Stellelement 108.9 ausreichen kann. Sind mehrere Stellelemente 108.9 vorgesehen, können diese (wie im vorliegenden Beispiel) identisch gestaltet sein oder eine voneinander abweichende Gestaltung aufweisen.In the present example, the adjusting device 108.3 comprises two adjusting elements 108.9, each of which is elongated along an adjusting element longitudinal axis 108.10. It goes without saying that in other variants, any other number of actuating elements 108.9 can be provided, with a single actuating element 108.9 in particular being sufficient. If several control elements 108.9 are provided, they can be designed identically (as in the present example) or have a different design.
Das jeweilige Stellelement 108.9 weist ein erstes Ende 108.11 auf, das von dem optischen Element 108.1 entfernt ist, sowie ein zweites Ende 108.12, das dem optischen Element 108.1 benachbart ist und an das optische Element 108.1 angebunden ist. Im vorliegenden Beispiel ist das Stellelement 108.9 direkt an das optische Element 108.1 angebunden. Im Fall einer großflächigen Abstützung des Facettenkörpers 108.5 durch einen entsprechenden Schnittstellenabschnitt der Stützeinrichtung 108.2 (siehe gestrichelte Kontur 108.6 in
Das Stellelement 108.9 ist so angeordnet, dass seine Stellelementlängsachse 108.10 (zumindest im Wesentlichen) parallel zu der Längsachse 108.14 der Stützeinrichtung 108.2 verläuft. Das Stellelement 108.9 ist dabei derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Verschiebung, die in einem Justagezustand in einem translatorischen Stellfreiheitsgrad TSF entlang der Stellelementlängsachse 108.10 in das erste Ende 108.11 des Stellelements 108.9 eingebracht wird, eine Verkippung der optischen Fläche 108.4 um die Kippachse 108.8 des optischen Elements 108.1 verstellt (wie dies in
Das Umsetzen der translatorischen Bewegung des Stellelements 108.9 in die rotatorische Bewegung (also die Kippbewegung) des optischen Elements 108.1 kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Hierzu kann beispielsweise eine beliebige geeignete Getriebeeinheit vorgesehen sein, welche diese Bewegungsumsetzung realisiert. Im vorliegenden Beispiel umfasst die Justiereinrichtung 108.3 im Bereich des zweiten Endes 108.12 des Stellelements eine Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15, über die das Stellelement 108.9 an das optische Element 108.1 angebunden ist. Über die Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 kann in einfacher Weise in den erforderlichen Freiheitsgraden eine Entkopplung zwischen dem Stellelement 108.9 und dem optischen Element 108.1 erzielt werden, die eine einfache, möglichst zwangsfreie Bewegungsumsetzung ermöglicht.The translation of the translational movement of the actuating element 108.9 into the rotational movement (i.e. the tilting movement) of the optical element 108.1 can be done in any suitable manner. For this purpose, for example, any suitable gear unit can be provided which implements this movement conversion. In the present example, the adjusting device 108.3 comprises a decoupling joint device 108.15 in the area of the second end 108.12 of the adjusting element, via which the adjusting element 108.9 is connected to the optical element 108.1. Via the decoupling joint device 108.15, a decoupling between the actuating element 108.9 and the optical element 108.1 can be achieved in a simple manner in the required degrees of freedom, which is a simple che, movement implementation that is as free as possible.
Die Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 stellt im vorliegenden Beispiel zumindest eine Entkopplung zwischen dem Stellelement 108.9 und dem optischen Element 108.1 um eine Entkopplungsachse zur Verfügung, die zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kippachse 108.8 des optischen Elements 108.1 verläuft. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache, möglichst zwangsfreie Bewegungsumsetzung realisieren.In the present example, the decoupling joint device 108.15 provides at least one decoupling between the actuating element 108.9 and the optical element 108.1 about a decoupling axis which runs at least substantially parallel to the tilting axis 108.8 of the optical element 108.1. This makes it possible to implement a particularly simple movement implementation that is as free from constraints as possible.
Das Stellelement 108.9 kann grundsätzlich auf beliebige Weise an das optische Element 108.1 angebunden sein. Im vorliegenden Beispiel ist das Stellelement auf der dem optischen Element 108.1 zugewandten Seite der Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 an einem Anbindungspunkt 108.13 an das optische Element 108.1 angebunden (bzw. an einen Schnittstellenabschnitt 108.6 der Stützeinrichtung 108.2, über welchen das optische Element an die Stützeinrichtung 108.2 angebunden ist). In beiden Fällen ist der Anbindungspunkt 108.13 dann derart quer zu der Kippachse 108.8 versetzt angeordnet, dass sichergestellt ist, dass die Längskraft, die am Stellelement 108.9 wirkt, ein Kippmoment um die Kippachse 108.8 bewirkt, das wiederum eine gewünschte Verkippung der optischen Fläche 108.4 bewirkt.The actuating element 108.9 can basically be connected to the optical element 108.1 in any way. In the present example, the actuating element on the side of the decoupling joint device 108.15 facing the optical element 108.1 is connected to the optical element 108.1 at a connection point 108.13 (or to an interface section 108.6 of the support device 108.2, via which the optical element is connected to the support device 108.2). . In both cases, the connection point 108.13 is then arranged offset transversely to the tilt axis 108.8 in such a way that it is ensured that the longitudinal force acting on the actuating element 108.9 causes a tilting moment about the tilt axis 108.8, which in turn causes a desired tilting of the optical surface 108.4.
Die Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 kann grundsätzlich auf beliebige Weise gestaltet sein, um die Entkopplung in den erforderlichen Freiheitsgraden zu realisieren. Im vorliegenden Beispiel umfasst die Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 wenigstens ein Festkörpergelenk, das einen Rotationsfreiheitsgrad einschränkt, nämlich den Rotationsfreiheitsgrad um die Stellelementlängsachse 108.10. Hierdurch kann eine zuverlässige und präzise Umsetzung der Längskraft am Stellelement 108.9 in ein Kippmoment am optischen Element 108.1 sichergestellt werden. Im vorliegenden Beispiel wird dies realisiert, indem die Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 ein Blattfederelement umfasst. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Stabfederelement vorgesehen sein. The decoupling joint device 108.15 can basically be designed in any way in order to realize the decoupling in the required degrees of freedom. In the present example, the decoupling joint device 108.15 comprises at least one solid joint that restricts a rotational degree of freedom, namely the rotational degree of freedom about the actuator longitudinal axis 108.10. This can ensure a reliable and precise conversion of the longitudinal force on the actuating element 108.9 into a tilting moment on the optical element 108.1. In the present example, this is achieved by the decoupling joint device 108.15 comprising a leaf spring element. Additionally or alternatively, a bar spring element can also be provided.
Besonders günstige Gestaltungen ergeben sich, wenn die Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 ein zumindest abschnittsweise gekrümmtes oder (wie im vorliegenden Beispiel) abgewinkeltes Federelement umfasst, da mit solchen gekrümmten bzw. abgewinkelten Abschnitten in besonders einfacher Weise eine zuverlässige Entkopplung um die entsprechende Krümmungsachse bzw. Knickachse realisiert werden kann.Particularly favorable designs result when the decoupling joint device 108.15 comprises a spring element that is curved at least in sections or (as in the present example) angled, since with such curved or angled sections a reliable decoupling about the corresponding axis of curvature or bending axis can be achieved in a particularly simple manner .
Dabei ist es günstig, dass das Federelement der Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 im Wesentlichen U-förmig (oder in anderen Fällen S-förmig) gekrümmt bzw. abgewinkelt ist. Ebenso ist es von Vorteil sein, dass eine Krümmungsachse bzw. Knickachse des Federelements der Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kippachse 108.8 des optischen Elements 108.1 verläuft. Hierdurch wird in einfacher Weise eine gute, möglichst zwangsfreie Entkopplung erzielt.It is advantageous that the spring element of the decoupling joint device 108.15 is curved or angled essentially in a U-shape (or in other cases S-shape). It is also advantageous that an axis of curvature or bending axis of the spring element of the decoupling joint device 108.15 runs at least substantially parallel to the tilt axis 108.8 of the optical element 108.1. In this way, a good decoupling that is as free from constraints as possible is achieved in a simple manner.
Die Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 kann sich grundsätzlich in beliebiger geeigneter Entfernung bzw. sonstiger räumlicher Anordnung zur Kippgelenkeinrichtung 108.7 befinden. Bevorzugt ist die Entkopplungsgelenkeinrichtung wie im vorliegenden Beispiel jedoch benachbart zu der Kippgelenkeinrichtung 108.7 angeordnet, da sich hiermit besonders günstige Konfigurationen realisieren lassen, bei denen sich besonders geringe parasitäre Spannungen in der Anordnung 108 ergeben.The decoupling joint device 108.15 can in principle be located at any suitable distance or other spatial arrangement from the tilting joint device 108.7. However, as in the present example, the decoupling joint device is preferably arranged adjacent to the tilting joint device 108.7, since this makes it possible to realize particularly favorable configurations in which particularly low parasitic stresses result in the
Der abgewinkelte Entkopplungsabschnitt der Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 ist im vorliegenden Beispiel unmittelbar zu der Kippgelenkeinrichtung 108.7 benachbart und folgt der Außenkontur der Kippgelenkeinrichtung 108.7 zumindest im Wesentlichen. Hiermit wird eine besonders einfache und kompakte Konfiguration erzielt, bei welcher die Entkopplungsachse besonders nahe an die Kippachse 108.8 rückt. Dies ist bevorzugt und generell auch bei Varianten realisiert, bei denen die Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15 derart ausgebildet und angeordnet ist, dass ihre Entkopplungsachse benachbart, insbesondere unmittelbar benachbart, zu der Kippachse 108.8 des optischen Elements 108.1 angeordnet ist.In the present example, the angled decoupling section of the decoupling joint device 108.15 is directly adjacent to the tilting joint device 108.7 and at least essentially follows the outer contour of the tilting joint device 108.7. This achieves a particularly simple and compact configuration in which the decoupling axis moves particularly close to the tilt axis 108.8. This is preferred and generally also implemented in variants in which the decoupling joint device 108.15 is designed and arranged such that its decoupling axis is arranged adjacent, in particular immediately adjacent, to the tilting axis 108.8 of the optical element 108.1.
Das Stellelement 108.9 kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, solange eine kompakte Gestaltung realisiert ist, die eine zuverlässige Umsetzung der translatorischen Bewegung des Stellelements 108.9 (in dem Stellfreiheitsgrad SF) in die rotatorische Bewegung (also die Kippbewegung) des optischen Elements 108.1 ermöglich. Bevorzugt weist das Stellelement 108.9 wie im vorliegenden Beispiel einen Stellabschnitt 108.16 auf, der sich zwischen dem ersten Ende 108.11 und dem zweiten Ende 108.12 des Stellelements 108.9 erstreckt. Dabei kann der Stellabschnitt 108.16 wie im vorliegenden Beispiel das erste Ende des Stellelements 108.9 ausbilden. Im vorliegenden Beispiel ist der Stellabschnitt 108.16 zumindest im Westlichen geradlinig und nach Art eines langgestreckten schlanken Stabes ausgebildet, sodass sich eine besonders kompakte und einfache Gestaltung ergibt.The actuating element 108.9 can in principle be designed in any suitable manner, as long as a compact design is implemented which enables a reliable implementation of the translational movement of the actuating element 108.9 (in the degree of freedom of adjustment SF) into the rotational movement (i.e. the tilting movement) of the optical element 108.1. As in the present example, the adjusting element 108.9 preferably has an adjusting section 108.16 which extends between the first end 108.11 and the second end 108.12 of the adjusting element 108.9. The adjusting section 108.16 can form the first end of the adjusting element 108.9, as in the present example. In the present example, the adjusting section 108.16 is straight, at least in the west, and designed in the manner of an elongated, slender rod, resulting in a particularly compact and simple design.
Der Stellabschnitt 108.16 kann sich grundsätzlich beliebig weit erstrecken. Bevorzugt erstreckt sich der Stellabschnitt 108.16 wie im vorliegenden Beispiel von dem ersten Ende 108.11 des Stellelements 108.9 bis zu der Entkopplungsgelenkeinrichtung 108.15, über welche das Stellelement 108.9 an das optische Element 108.1 angebunden ist. Hiermit lässt sich eine besonders einfache und kompakte Konfiguration erzielen. Der Stellabschnitt 108.16 erstreckt sich dabei durch Ausnehmungen 108.17 in der Stützeinrichtung 108.2 hindurch bis auf die dem optischen Element 108.1 abgewandte Seite der Stützstruktur 109 und gegebenenfalls (wie im vorliegenden Beispiel) deutlich über die Stützstruktur 109 hinaus. Dort ist der Stellabschnitt 108.16 dann einfach für (nicht dargestellte) Manipulatoren zugänglich, mit denen die (in
Die Stützeinrichtung 108.2 kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise mit der Stützstruktur 109 verbunden sein. Beispielsweise kann die Stützeinrichtung 108.2 einfach auf die Stützstruktur 109 aufgesetzt sein. Bei bevorzugten, weil besonders kompakten Varianten ist die jeweilige Stützeinrichtung 108.2 wie im vorliegenden Beispiel, in eine Ausnehmung 109.1 der Stützstruktur 109 eingesetzt, wobei das optische Element 108.1 in dem (in
Bei besonders einfachen und kompakten Gestaltungen erstreckt sich die Stützeinrichtung wie im vorliegenden Beispiel in dem montierten Zustand durch die Ausnehmung 109.1 hindurch bis zu der zweiten Seite der Stützstruktur 109. Hiermit lässt sich eine besonders einfache Anbindung der Stützeinrichtung 108.2 an der Stützstruktur 109 realisieren. Dabei kann die Stützeinrichtung wie im vorliegenden Beispiel in dem montierten Zustand in dem Bereich der zweiten Seite der Stützstruktur 109 mit der Stützstruktur 109 verbunden sein. Die Verbindung kann auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, insbesondere kann die Stützeinrichtung 108.2 lösbar mit der Stützstruktur 109 verbunden sein.In particularly simple and compact designs, the support device, as in the present example, extends in the assembled state through the recess 109.1 to the second side of the
Im vorliegenden Beispiel ist die Stützeinrichtung 108.2 in dem montierten Zustand in dem Bereich der zweiten Seite der Stützstruktur 109 über ein Verbindungselement 108.19 mit der Stützstruktur 109 verbunden, da hiermit aufgrund der vergleichsweise guten Zugänglichkeit eine zuverlässige Verbindung besonders einfach zu realisieren ist. Besonders einfach und günstig gestaltet sich die Verbindung bei Varianten, bei denen die Stützeinrichtung 108.2 wie im vorliegenden Beispiel in dem montierten Zustand aus der Ausnehmung 109.1 herausragt und in diesem Bereich mit der Stützstruktur 109 verbunden ist.In the present example, the support device 108.2 is connected to the
Besonders flexibel einstellbare Varianten ergeben sich, wenn die Stützeinrichtung 108.2 und die Ausnehmung 109.1 wie im vorliegenden Beispiel derart ausgebildet sind, dass die Stützeinrichtung 108.2 in einem dem montierten Zustand vorangehenden Justagezustand, in dem die Stützeinrichtung 108.2 in die Ausnehmung 109.1 eingesetzt ist, um eine Längsachse 108.20 der Ausnehmung bezüglich der Stützstruktur 109 verdrehbar ist. Hiermit kann in einfacher und kompakter Weise ein weiterer, rotatorischer Stellfreiheitsgrad RSF realisiert werden, wodurch eine besonders variable bzw. präzise Einstellung der optischen Fläche 108.4 erzielt werden kann.Particularly flexibly adjustable variants result if the support device 108.2 and the recess 109.1 are designed, as in the present example, in such a way that the support device 108.2 in an adjustment state preceding the assembled state, in which the support device 108.2 is inserted into the recess 109.1, about a longitudinal axis 108.20 of the recess is rotatable with respect to the
Die Kippgelenkeinrichtung 108.7 kann auf beliebige geeignete Weise realisiert sein, um die Kippachse 108.8 für das optische Element 108.1 zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt schränkt die Kippgelenkeinrichtung 108.7 wenigstens einen Rotationsfreiheitsgrad ein, um eine klar definierte und robuste Einstellung der Verkippung zu erzielen. Bei besonders einfachen, robusten Varianten ist die Kippgelenkeinrichtung 108.7 (wie im vorliegenden Beispiel) nach Art eines Scharniergelenks ausgebildet. Auch für die Kippgelenkeinrichtung 108.7 kann vorgesehen sein, dass sie wenigstens ein Festkörpergelenk umfasst. Bevorzugt ist die Kippgelenkeinrichtung 108.7 (wie im vorliegenden Beispiel) benachbart zu dem optischen Element 108.1 angeordnet, da hiermit eine besonders geringe seitliche Auslenkung des optischen Elements 108.1 bei der Verkippung erfolgt, wodurch der Abstand zu benachbarten optischen Elementen 108.1 vorteilhaft gering gehalten werden kann.The tilting joint device 108.7 can be implemented in any suitable manner in order to provide the tilting axis 108.8 for the optical element 108.1. The tilting joint device 108.7 preferably restricts at least one degree of rotational freedom in order to achieve a clearly defined and robust adjustment of the tilting. In particularly simple, robust variants, the tilting joint device 108.7 (as in the present example) is designed in the manner of a hinge joint. It can also be provided for the tilting joint device 108.7 to include at least one solid-state joint. The tilting joint device 108.7 (as in the present example) is preferably arranged adjacent to the optical element 108.1, since this results in a particularly small lateral deflection of the optical element 108.1 during tilting, whereby the distance to adjacent optical elements 108.1 can be advantageously kept small.
Im vorliegenden Beispiel verbindet die Kippgelenkeinrichtung 108.7 einen ersten Schnittstellenabschnitt 108.21 der Stützeinrichtung 108.2 gelenkig mit einem zweiten Schnittstellenabschnitt 108.6 der Stützeinrichtung 108.2, wobei der erste Schnittstellenabschnitt 108.21 zum Anbinden der Stützeinrichtung 108.2 an die Stützstruktur 109 ausgebildet ist, während der zweite Schnittstellenabschnitt 108.6 zum Anbinden des optischen Elements 108.1 an die Stützeinrichtung 108.2 ausgebildet ist.In the present example, the tilting joint device 108.7 connects a first interface section 108.21 of the support device 108.2 in an articulated manner with a second interface section 108.6 of the support device 108.2, the first interface section 108.21 being designed to connect the support device 108.2 to the
Im vorliegenden Beispiel wird eine besonders kompakte Konfiguration erzielt, indem die jeweilige Justiereinrichtung 108.3, insbesondere das jeweilige Stellelement 108.9, und die Stützeinrichtung 108.2 nicht über einen (virtuellen) prismatischen Raum hinausragen, der durch eine Verschiebung des optischen Elements 108.1 entlang des Stellfreiheitsgrads TSF definiert wird, wie dies in
Es versteht sich, dass grundsätzlich ein einziges Stellelement 108.9 je Facetteneinheit 108 ausreichen kann, um die gewünschte Verkippung der optischen Fläche 108.4 einzustellen. Bei bestimmten Varianten sind (wie im vorliegenden Beispiel) ein erstes Stellelement 108.9 und wenigstens ein weiteres, zweites Stellelement 108.9 vorgesehen, das entlang einer zweiten Stellelementlängsachse 108.10 langgestreckt ausgebildet ist. Das zweite Stellelement 108.9 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Verschiebung, die in einem zweiten Stellfreiheitsgrad TSF2 in das erste Ende 108.11 des zweiten Stellelements 108.9 eingebracht wird, eine Verkippung der optischen Fläche 108.4 um eine Kippachse des optischen Elements 108.1 verstellt.It goes without saying that, in principle, a single adjusting element 108.9 per
Diese dem zweiten Stellelement 108.9 zugeordnete Kippachse kann von der Kippachse 108.8 verschieden sein, um die das erste Stellelement 108.9 die Verkippung einstellt. Dies kann besonders einfach erreicht werden, wenn das erste und zweite Stellelement 108.9 in einer Umfangsrichtung des optischen Elements 108.1 um weniger als 180° (beispielsweise um etwa 60° bis 120°, vorzugsweise um 80° bis 100°, insbesondere um etwa 90°) zueinander versetzt sind. Die Kippgelenkeinrichtung 108.7 ist in diesen Fällen so gestaltet, dass sie auch die Verkippung um diese zweite Kippachse zur Verfügung stellt. Hierzu kann die Kippgelenkeinrichtung 108.7 beispielsweise nach Art eines Kugelgelenks oder eines Kardangelenks ausgebildet sein. Hierbei ist nach wie vor ein entsprechend gestaltetes Festkörpergelenk bevorzugt.This tilting axis assigned to the second actuating element 108.9 can be different from the tilting axis 108.8, about which the first actuating element 108.9 adjusts the tilting. This can be achieved particularly easily if the first and second adjusting elements 108.9 are moved in a circumferential direction of the optical element 108.1 by less than 180° (for example by approximately 60° to 120°, preferably by 80° to 100°, in particular by approximately 90°). are offset from one another. In these cases, the tilting joint device 108.7 is designed so that it also provides tilting about this second tilting axis. For this purpose, the tilting joint device 108.7 can be designed, for example, in the manner of a ball joint or a cardan joint. An appropriately designed solid-state joint is still preferred.
Bei anderen Varianten kann die dem zweiten Stellelement 108.9 zugeordnete Kippachse (wie im vorliegenden Beispiel) auch mit der Kippachse 108.8 zusammenfallen, um die das erste Stellelement 108.9 die Verkippung einstellt.In other variants, the tilt axis assigned to the second actuating element 108.9 (as in the present example) can also coincide with the tilt axis 108.8, around which the first actuating element 108.9 adjusts the tilting.
Der zweite Stellfreiheitsgrad TSF2 kann ebenfalls ein translatorischer Freiheitsgrad sein, der entlang der Längsachse 108.10 des zweiten Stellelements 108.9 verläuft. Dabei können der erste Stellfreiheitsgrad TSF1 = TSF und der zweite Stellfreiheitsgrad TSF2 um höchstens 20°, vorzugsweise um höchstens 10°, vorzugsweise um höchstens 5°, zueinander geneigt sein, insbesondere können der erste Stellfreiheitsgrad TSF1 und der zweite Stellfreiheitsgrad TSF2 zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen bzw. wie im vorliegenden Beispiel miteinander zusammenfallen (TSF1 = TSF2 = TSF). Hiermit werden besonders kompakte Konfigurationen erzielt.The second degree of freedom of adjustment TSF2 can also be a translational degree of freedom that runs along the longitudinal axis 108.10 of the second adjustment element 108.9. The first degree of freedom of adjustment TSF1=TSF and the second degree of freedom of adjustment TSF2 can be inclined to one another by a maximum of 20°, preferably by a maximum of 10°, preferably by a maximum of 5°, in particular the first degree of freedom of adjustment TSF1 and the second degree of freedom of adjustment TSF2 can be at least substantially parallel to one another run or coincide with each other as in the present example (TSF1 = TSF2 = TSF). This enables particularly compact configurations to be achieved.
Im vorliegenden Beispiel verstellt eine Verschiebung, die in dem ersten Stellfreiheitsgrad TSF1 = TSF in das erste Ende des ersten Stellelements 108.9 eingebracht wird, und eine Verschiebung, die in dem zweiten Stellfreiheitsgrad TSF2 = TSF in das erste Ende des zweiten Stellelements 108.9 eingebracht wird, jeweils eine Verkippung der optischen Fläche um dieselbe Kippachse 108.8 des optischen Elements 108.1.In the present example, a displacement that is introduced into the first end of the first actuating element 108.9 in the first degree of freedom of adjustment TSF1 = TSF and a displacement that is introduced into the first end of the second actuating element 108.9 in the second degree of freedom of adjustment TSF2 = TSF are respectively adjusted a tilting of the optical surface about the same tilting axis 108.8 of the optical element 108.1.
Das erste Stellelement 108.9 und das zweite Stellelement 108.9 können wie im vorliegenden Beispiel dazu angeordnet und ausgebildet sein, nach Art von Antagonisten zu wirken. Dabei sind das erste und zweite Stellelement 108.9 derart auf unterschiedlichen Seiten der Kippachse 108.8 an das optische Element 108.1 angebunden, dass eine Verschiebung des ersten Stellelements 108.9 in dem ersten Stellfreiheitsgrad TSF1 = TSF eine gegenläufige Verschiebung des zweiten Stellelements 108.9 in dem zweiten Stellfreiheitsgrad TSF2 = TSF bewirkt. Hierdurch wird eine besonders günstige Gestaltung erzielt, die insbesondere einem Auswandern des optischen Elements 108.9 um die Kippachse aus der justierten Lage bei einer thermisch bedingten Ausdehnung der Facetteneinheit 108, insbesondere der beiden Stellelemente 108.9, entgegenwirkt.The first control element 108.9 and the second control element 108.9 can, as in the present example, be arranged and designed to act in the manner of antagonists. The first and second actuating elements 108.9 are connected to the optical element 108.1 on different sides of the tilting axis 108.8 in such a way that a displacement of the first actuating element 108.9 in the first degree of freedom of adjustment TSF1 = TSF causes an opposite displacement of the second actuating element 108.9 in the second degree of freedom of adjustment TSF2 = TSF effects. This results in a particularly favorable design, which in particular counteracts migration of the optical element 108.9 about the tilting axis from the adjusted position in the event of a thermally caused expansion of the
Besonders kompakte und damit günstige Gestaltungen ergeben sich, wenn die optische Fläche 108.4 einen Flächeninhalt von 0,1 mm2 bis 200 mm2, vorzugsweise 0,5 mm2 bis 100 mm2, weiter vorzugsweise 1,0 mm2 bis 50 mm2, aufweist. Gleiches gilt, wenn die optische Fläche 108.4 eine maximale Abmessung von 2 mm bis 50 mm, vorzugsweise 3 mm bis 25 mm, weiter vorzugsweise 4 mm bis 10 mm, aufweist. Die optische Fläche 108.4 kann grundsätzlich beliebig gestaltet, insbesondere beliebig gekrümmt sein. Bei besonders einfach zu justierenden Gestaltungen ist die optische Fläche 108.4 eine zumindest im Wesentlichen ebene Fläche.Particularly compact and therefore favorable designs result when the optical surface 108.4 has an area of 0.1 mm 2 to 200 mm 2 , preferably 0.5 mm 2 to 100 mm 2 , more preferably 1.0 mm 2 to 50 mm 2 . having. The same applies if the optical surface 108.4 has a maximum dimension of 2 mm to 50 mm, preferably 3 mm to 25 mm, more preferably 4 mm to 10 mm. The optical surface 108.4 can basically be designed in any way, in particular can be curved in any way. In designs that are particularly easy to adjust, the optical surface 108.4 is an at least essentially flat surface.
Es versteht sich, dass sich mit dem vorstehend beschriebenen Facettenspiegel 102.8 die erfindungsgemäßen Verfahren ausführen lassen, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.It is understood that the methods according to the invention can be carried out with the facet mirror 102.8 described above, so that reference is made to the above statements in this respect.
Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
Ein Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Stellabschnitt 208.16 des jeweiligen Stellelements 208.9 der Justiereinrichtung 208.3, der entlang der Stellelementlängsachse 208.10 wiederum langgestreckt stabförmig ausgebildet ist, zumindest über 50% seiner Länge, hier etwa über 80% seiner Länge, in einer längsschlitzförmigen Ausnehmung 208.22 der Stützeinrichtung 208.2 verläuft, während das erste Ende 208.11 aus der Stützeinrichtung 208.2 herausragt. Dabei ist der Stellabschnitt 208.16 vollständig in der Ausnehmung 208.22 der Stützeinrichtung 208.2 versenkt. Hierdurch kann nicht nur eine besonders kompakte Gestaltung erzielt werden. Vielmehr kann durch die Ausnehmung 208.22 gegebenenfalls auch eine Führung des Stellabschnitts 208.16 bzw. des Stellelements 208.9 realisiert sein.A difference from the first exemplary embodiment is that the adjusting section 208.16 of the respective adjusting element 208.9 of the adjusting device 208.3, which is in turn designed to be elongated rod-shaped along the longitudinal axis of the adjusting element 208.10, at least over 50% of its length, here approximately over 80% of its length, in a longitudinal slot-shaped Recess 208.22 of the support device 208.2 runs while the first end 208.11 protrudes from the support device 208.2. The adjusting section 208.16 is completely sunk into the recess 208.22 of the support device 208.2. In this way, not only a particularly compact design can be achieved. Rather, the recess 208.22 can optionally also be used to guide the adjusting section 208.16 or the adjusting element 208.9.
Ein weiterer Vorteil der in der Ausnehmung 208.22 versenkten Anordnung des Stellabschnitts 208.16 besteht darin, dass das Verbindungselement 208.19, über welches die Stützeinrichtung 108.2 in dem montierten Zustand mit der Stützstruktur 109 verbunden ist, als einfache Schraubmutter gestaltet werden kann. Das Verbindungselement 208.19 kann dann einfach auf den aus der Stützstruktur 109 herausragenden Teil der Stützeinrichtung 208.2 aufgeschraubt werden, ohne dass es zu einer Kollision mit den Stellelementen 208.9 kommt.A further advantage of the arrangement of the adjusting section 208.16 recessed in the recess 208.22 is that the connecting element 208.19, via which the support device 108.2 is connected to the
Dies ist zudem besonders vorteilhaft, da zunächst einfach (bei gelöstem oder nur leicht angezogenem Verbindungselement 208.19) die Verdrehung der optischen Fläche 208.4 (um die Längsachse 208.14 der Stützeinrichtung 208.2) in dem rotatorischen Stellfreiheitsgrad RSF eingestellt werden kann. Diese Einstellung kann dann durch Anziehen des Verbindungselements 208.19 fixiert werden. Anschließend kann die Verkippung der optischen Fläche 208.4 um die Kippachse 208.8 mittels der Stellelemente 208.9 eingestellt werden und durch eine geeignete Verbindung 210 (beispielsweise einen Lötpunkt oder dergleichen) zwischen dem jeweiligen Stellelement 208.9 und dem Verbindungselement 208.19 fixiert werden.This is also particularly advantageous since the rotation of the optical surface 208.4 (around the longitudinal axis 208.14 of the support device 208.2) can initially be easily adjusted (with the connecting element 208.19 loosened or only slightly tightened) in the rotational degree of freedom of adjustment RSF. This setting can then be fixed by tightening the connecting element 208.19. The tilting of the optical surface 208.4 about the tilting axis 208.8 can then be adjusted by means of the adjusting elements 208.9 and fixed by a suitable connection 210 (for example a soldering point or the like) between the respective adjusting element 208.9 and the connecting element 208.19.
Auch im vorliegenden Beispiel wird eine besonders kompakte Konfiguration erzielt, indem die jeweilige Justiereinrichtung 208.3, insbesondere das jeweilige Stellelement 208.9, und die Stützeinrichtung 208.2 nicht über einen (virtuellen) prismatischen Raum hinausragen, der durch eine Verschiebung des optischen Elements 208.1 entlang des Stellfreiheitsgrads TSF definiert wird, wie dies in
Wie
Im vorliegenden Beispiel verbindet die Kippgelenkeinrichtung 208.7 wiederum den ersten Schnittstellenabschnitt 208.21 der Stützeinrichtung 208.2 gelenkig mit dem zweiten Schnittstellenabschnitt 208.6 der Stützeinrichtung 208.2. Der erste Schnittstellenabschnitt 208.21 ist wiederum zum Anbinden der Stützeinrichtung 208.2 an die Stützstruktur 209 ausgebildet ist, indem er einen Absatz ausbildet, der auf der Stützstruktur 109 aufsitzt. Der zweite Schnittstellenabschnitt 208.6 dient wiederum zum Anbinden des optischen Elements 208.1 an die Stützeinrichtung 208.2.In the present example, the tilting joint device 208.7 in turn connects the first interface section 208.21 of the support device 208.2 in an articulated manner with the second interface section 208.6 of the support device 208.2. The first interface section 208.21 is in turn designed to connect the support device 208.2 to the support structure 209 by forming a shoulder that rests on the
Ein weiterer geringfügiger Unterschied zu der Gestaltung aus
Die Entkopplungsgelenkeinrichtung 208.15 ist im vorliegenden Beispiel wiederum am zweiten Ende 208.12 des Stellelements 208.9 benachbart zu der als Kippgelenkeinrichtung 208.7 angeordnet, die wiederum als Festkörperscharniergelenk ausgebildet ist. Hiermit wird wiederum eine besonders günstige Konfiguration realisiert, bei der sich besonders geringe parasitäre Spannungen in der Anordnung 208 ergeben.In the present example, the decoupling joint device 208.15 is again arranged at the second end 208.12 of the actuating element 208.9 adjacent to the tilting joint device 208.7, which in turn is designed as a solid-state hinge joint. This in turn creates a particularly favorable configuration in which particularly low parasitic voltages result in the
Der gekrümmte Entkopplungsabschnitt der Entkopplungsgelenkeinrichtung 208.15 ist im vorliegenden Beispiel unmittelbar zu der Kippgelenkeinrichtung 208.7 benachbart und folgt mit einem seiner S-Bögen der Außenkontur der Kippgelenkeinrichtung 208.7 zumindest im Wesentlichen. Hiermit wird eine besonders einfache und kompakte Konfiguration erzielt, bei welcher die Entkopplungsachse der Entkopplungsgelenkeinrichtung 208.15 besonders nahe an die Kippachse 208.8 rückt.In the present example, the curved decoupling section of the decoupling joint device 208.15 is directly adjacent to the tilting joint device 208.7 and at least essentially follows the outer contour of the tilting joint device 208.7 with one of its S-arms. This achieves a particularly simple and compact configuration, in which the decoupling axis of the decoupling joint device 208.15 moves particularly close to the tilt axis 208.8.
Drittes AusführungsbeispielThird embodiment
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
Die jeweilige Facetteneinheit 308 umfasst wiederum ein optisches Element in Form eines Facettenelements 308.1, eine passive Stützeinrichtung 308.2 und eine Justiereinrichtung 308.3. Das optische Element 308.1 weist eine reflektierende optische Fläche 308.4 auf, die auf einem Facettenkörper 308.5 ausgebildet ist. Der Facettenkörper 308.5 sitzt dabei auf einer Schnittstelleneinheit 308.6 der Stützeinrichtung 308.2, die den Facettenkörper 308.5 großflächig abstützt. Bei anderen Varianten kann der Facettenkörper 308.5 aber auch einstückig mit der Stützeinrichtung 308.2 ausgebildet sein.The
Die Stützeinrichtung 308.2 stützt das optische Element 308.1 an einer Stützstruktur in Form des Trägers 309 des Facettenspiegels 302.8 ab. Der Träger 309 kann dabei dem Träger 109 aus
Die Justiereinrichtung 308.3 umfasst im vorliegenden Beispiel vier Stellelemente 308.9, die jeweils entlang einer Stellelementlängsachse 308.10 langgestreckt ausgebildet sind. Die Stellelemente 308.9 sind einander paarweise zugeordnet, sodass ein erstes Stellelementpaar 208.24 und ein zweites Stellelementpaar 208.24 gebildet ist. Das erste Stellelementpaar 208.24 dient dabei zum Einstellen der Verkippung um die erste Kippachse 308.8 ein, während das zweite Stellelementpaar 208.25 zum Einstellen der Verkippung um die zweite Kippachse 308.23 dient. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten auch eine beliebige andere Anzahl von Stellelementen 308.9 vorgesehen sein kann, wobei insbesondere ein einziges Stellelement 308.9 je Kippachse 308.8 bzw. 308.23 ausreichen kann. Sind mehrere Stellelemente 308.9 vorgesehen, können diese (wie im vorliegenden Beispiel) identisch gestaltet sein oder eine voneinander abweichende Gestaltung aufweisen.In the present example, the adjusting device 308.3 comprises four adjusting elements 308.9, each of which is elongated along a longitudinal axis of the adjusting element 308.10. The actuating elements 308.9 are assigned to one another in pairs, so that a first pair of actuating elements 208.24 and a second pair of actuating elements 208.24 are formed. The first pair of actuating elements 208.24 serves to adjust the tilting about the first tilt axis 308.8, while the second pair of actuating elements 208.25 serves to adjust the tilting about the second tilting axis 308.23. It goes without saying that in other variants, any other number of actuating elements 308.9 can be provided, with a single actuating element 308.9 per tilt axis 308.8 or 308.23 in particular being sufficient. If several control elements 308.9 are provided, they can be designed identically (as in the present example) or have a different design.
Das jeweilige Stellelement 308.9 weist ein erstes Ende 308.11 auf, das von dem optischen Element 308.1 entfernt ist, sowie ein zweites Ende 308.12, das dem optischen Element 308.1 benachbart ist und an das optische Element 308.1 angebunden ist. Im vorliegenden Beispiel ist das Stellelement 308.9 über ein Anbindungselement 308.26 direkt an das optische Element 308.1 angebunden. Zusätzlich oder alternativ kann das Anbindungselement 308.24 auch an den Schnittstellenabschnitt 308.6 der Stützeinrichtung 308.2 angebunden sein.The respective actuating element 308.9 has a first end 308.11, which is distant from the optical element 308.1, and a second end 308.12, which is adjacent to the optical element 308.1 and is connected to the optical element 308.1. In the present example, the control element 308.9 is connected directly to the optical element 308.1 via a connection element 308.26. Additionally or alternatively, the connection element 308.24 can also be connected to the interface section 308.6 of the support device 308.2.
Das Stellelement 308.9 ist so angeordnet, dass seine Stellelementlängsachse 308.10 zumindest in einem nicht ausgelenkten Ausgangszustand (zumindest im Wesentlichen) parallel zu der Längsachse 308.14 der Stützeinrichtung 308.2 verläuft. Das Stellelement 308.9 ist dabei derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Verschiebung, die in einem Justagezustand in einem translatorischen Stellfreiheitsgrad TSF entlang der Stellelementlängsachse 308.10 in das erste Ende 308.11 des Stellelements 308.9 eingebracht wird, eine Verkippung der optischen Fläche 308.4 um die Kippachse 308.8 des optischen Elements 308.1 verstellt (ähnlich wie dies in
Das jeweilige Stellelement 308.9 gewährleistet auch im vorliegenden Beispiel eine kompakte Gestaltung, die eine zuverlässige Umsetzung der translatorischen Bewegung des Stellelements 308.9 (in dem Stellfreiheitsgrad TSF) in die rotatorische Bewegung (also die Kippbewegung) des optischen Elements 308.1 um die jeweilige Kippachse 308.8 bzw. 308.23 ermöglich.In the present example, the respective actuating element 308.9 also ensures a compact design, which reliably converts the translational movement of the actuating element 308.9 (in the degree of freedom of adjustment TSF) into the rotational movement (i.e. the tilting movement) of the optical element 308.1 about the respective tilting axis 308.8 or 308.23 possible.
Bevorzugt weist das Stellelement 308.9 wie im vorliegenden Beispiel einen Stellabschnitt 308.16 auf, der sich zwischen dem ersten Ende 308.11 und dem zweiten Ende 308.12 des Stellelements 308.9 erstreckt. Dabei kann der Stellabschnitt 308.16 wie im vorliegenden Beispiel das erste und zweite Ende des Stellelements 308.9 ausbilden. Im vorliegenden Beispiel ist der Stellabschnitt 308.16 (im nicht ausgelenkten Ausgangszustand - siehe
Der Stellabschnitt 308.16 ist mithin als langgestreckter, schlanker Abschnitt ausgebildet, der eine Stellabschnittlängsachse aufweist, welche mit der Stellelementlängsachse 308.10 zusammenfällt. Der Stellabschnitt 308.16 weist einen Federabschnitt 308.27 auf, der entlang der Stellabschnittlängsachse 308.10 federnd ausgebildet ist.The adjusting section 308.16 is therefore designed as an elongated, slim section which has an adjusting section longitudinal axis which coincides with the adjusting element longitudinal axis 308.10. The adjusting section 308.16 has a spring section 308.27, which is designed to be resilient along the longitudinal axis of the adjusting section 308.10.
Wie nachfolgend anhand des Stellelementpaares 208.24 der
Es versteht sich, dass entlang einer Stellabschnittlängsachse 308.10 ein oder mehrere separate Federabschnitte 308.27 vorgesehen sein können, die grundsätzlich beliebig gestaltet sein können, solange sie eine entsprechende Federwirkung entlang der Stellabschnittlängsachse 308.10 liefern. Der betreffende Federabschnitt 308.27 kann bei besonders einfachen Varianten wie im vorliegenden Beispiel nach Art einer Spiralfeder ausgebildet sein, deren Federachse entlang der Stellabschnittlängsachse 308.10 verläuft.It is understood that one or more separate spring sections 308.27 can be provided along an adjusting section longitudinal axis 308.10, which can basically be designed in any way as long as they provide a corresponding spring effect along the adjusting section longitudinal axis 308.10. In particularly simple variants, as in the present example, the spring section 308.27 in question can be designed in the manner of a spiral spring, the spring axis of which runs along the longitudinal axis of the adjusting section 308.10.
Bei bestimmten vorteilhaften Varianten weist der Stellabschnitt wie im vorliegenden Beispiel wenigstens einen Stababschnitt 308.28 auf, der insbesondere das erste Ende 308.11 des Stellelements 308.9 ausbildet. Der Federabschnitt 308.27 weist entlang der Stellabschnittlängsachse 308.10 eine erste Steifigkeit S1 auf, während der Stababschnitt 308.28 entlang der Stellabschnittlängsachse 308.10 eine zweite Steifigkeit S2 aufweist, wobei die erste Steifigkeit S1 geringer ist als die zweite Steifigkeit S2. Das Verhältnis zwischen der ersten und zweiten Steifigkeit (S1/S2) kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, solange eine entsprechend geringe Variation der Längskraft F1 bzw. F2 bei einer vergleichsweise großen Verschiebung des ersten Endes 308.11 des Stellelements 308.9 erzielt wird. Bevorzugt kann die erste Steifigkeit S1 0,001 % bis 0,1%, vorzugsweise 0,008% bis 0,08%, weiter vorzugsweise 0,01% bis 0,03%, der zweiten Steifigkeit S2 betragen.In certain advantageous variants, the adjusting section, as in the present example, has at least one rod section 308.28, which in particular forms the first end 308.11 of the adjusting element 308.9. The spring section 308.27 has a first stiffness S1 along the longitudinal axis of the adjusting section 308.10, while the rod section 308.28 has a second stiffness S2 along the longitudinal axis of the adjusting section 308.10, the first stiffness S1 being less than the second stiffness S2. The ratio between the first and second stiffness (S1/S2) can in principle be chosen arbitrarily, as long as a correspondingly small variation in the longitudinal force F1 or F2 is achieved with a comparatively large displacement of the first end 308.11 of the adjusting element 308.9. Preferably, the first stiffness S1 can be 0.001% to 0.1%, preferably 0.008% to 0.08%, more preferably 0.01% to 0.03%, of the second stiffness S2.
Bei bestimmten Varianten kann die Justiereinrichtung im Bereich des zweiten Endes des Stellelements eine Entkopplungsgelenkeinrichtung umfassen, wie sie oben bereits im Zusammenhang mit dem ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Im vorliegenden Beispiel wird diese Entkopplungsfunktion jedoch einfach durch den Federabschnitt 308.27 übernommen werden. Hierbei bildet der Federabschnitt 308.27 daher eine Entkopplungsgelenkeinrichtung, die zumindest eine Entkopplung zwischen dem Stellelement 308.9 und dem optischen Element 308.1 um eine Entkopplungsachse zur Verfügung stellt, wobei die Entkopplungsachse zumindest im Wesentlichen parallel zu der zugeordneten Kippachse 308.8 bzw. 308.23 des optischen Elements 308.1 verläuft.In certain variants, the adjusting device can comprise a decoupling joint device in the area of the second end of the adjusting element, as has already been described above in connection with the first and second exemplary embodiments. In the present example, however, this decoupling function is simply carried out by the spring section 308.27 can be adopted. Here, the spring section 308.27 therefore forms a decoupling joint device which provides at least decoupling between the actuating element 308.9 and the optical element 308.1 about a decoupling axis, the decoupling axis running at least substantially parallel to the associated tilt axis 308.8 or 308.23 of the optical element 308.1.
Es versteht sich, dass das jeweilige Stellelement 308.9 grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise an das optische Element 308.1 angebunden sein kann. Dabei kann das Stellelement 308.9 an einem Anbindungspunkt 308.13 unmittelbar an das optische Element 308.1 oder an den Schnittstellenabschnitt 308.6 der Stützeinrichtung 308.2 angebunden, über welchen das optische Element an die Stützeinrichtung angebunden ist. Der Anbindungspunkt 308.16 ist wie oben bereits beschrieben wiederum quer zu der zugeordneten Kippachse 308.8 bzw. 308.23 versetzt angeordnet, um ein entsprechendes Kippmoment um die zugeordneten Kippachse 308.8 bzw. 308.23 zu erzielen, welches die gewünschte Verkippung erzielt.It goes without saying that the respective actuating element 308.9 can fundamentally be connected to the optical element 308.1 in any suitable manner. The actuating element 308.9 can be connected at a connection point 308.13 directly to the optical element 308.1 or to the interface section 308.6 of the support device 308.2, via which the optical element is connected to the support device. As already described above, the connection point 308.16 is in turn arranged offset transversely to the assigned tilt axis 308.8 or 308.23 in order to achieve a corresponding tilting moment about the assigned tilt axis 308.8 or 308.23, which achieves the desired tilting.
Der Anbindungspunkt 308.13 kann grundsätzlich unmittelbar an dem optischen Element 308.1 oder an dem Schnittstellenabschnitt 308.6 ausgebildet sein. Bei besonders einfach zu fertigenden Varianten ist der Anbindungspunkt wie im vorliegenden Beispiel an dem Anbindungselement 308.26 (siehe auch
Es versteht sich hierbei, dass die Anbindung des jeweiligen Stellelements 308.9 wie im vorliegenden Beispiel typischerweise über einen Anbindungsbereich mit einer gewissen räumlichen Ausdehnung erfolgt, sodass der Anbindungspunkt 308.13 typischerweise ein virtueller Punkt ist, in dem die resultierende Längskraft F1 bzw. F2 wirkt. So erfolgt die Anbindung des jeweiligen Stellelements 308.9 an das Anbindungselement 308.26 im vorliegenden Beispiel (siehe
Das Anbindungselement ist im vorliegenden Beispiel derart ausgebildet, dass der jeweilige Anbindungspunkt 308.13 entlang der Stellelementlängsachse 308.10 auf einer dem optischen Element 308.1 abgewandten Seite der jeweiligen Kippachse 308.8 bzw. 308.23 angeordnet ist. Hierdurch kann eine Gestaltung realisiert werden, bei der die jeweilige Kippachse 308.8 bzw. 308.23 auf besonders einfache Weise, hier nämlich durch einfache Festkörpergelenke 308.31 bzw. 308.32 der Stützeinrichtung 308.2 realisiert werden kann (siehe
Im vorliegenden Beispiel weist das Anbindungselement 308.26 in einer Schnittebene, welche die Stellelementlängsachse 308.10 und den Anbindungspunkt 308.13 enthält, einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt auf (siehe
Hierzu weist das Anbindungselement 308.26 im vorliegenden Beispiel einen stiftförmigen ersten Anbindungselementabschnitt 308.33 sowie einen plattenförmigen zweiten Anbindungselementabschnitt 308.34 auf. Der erste Anbindungselementabschnitt 308.33 ist an einem ersten Ende des Anbindungselements 308.26 mit dem optischen Element 308.1 (und/oder dem Schnittstellenabschnitt 308.6) verbunden, während der zweite Anbindungselementabschnitt 308.34 an einem zweiten Ende des Anbindungselements 308.26 angeordnet ist. Der zweite Anbindungselementabschnitt 308.34 trägt dabei die vier Vorsprünge 308.30, die jeweils den Anbindungsbereich für das zugehörige Stellelement 308.9 ausbilden. Dabei erstreckt sich der zweite Anbindungselementabschnitt 308.34 in einer Haupterstreckungsebene, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer (mit der Längsachse 308.14 der Stützeinrichtung 308.2 zusammenfallenden) Längsachse des ersten Anbindungselementabschnitts 308.33 verläuft.For this purpose, the connecting element 308.26 in the present example has a pin-shaped first connecting element section 308.33 and a plate-shaped second connecting element section 308.34. The first connection element section 308.33 is connected to the optical element 308.1 (and/or the interface section 308.6) at a first end of the connection element 308.26, while the second connection element section 308.34 is arranged at a second end of the connection element 308.26. The second connection element section 308.34 carries the four projections 308.30, which each form the connection area for the associated control element 308.9. The second connecting element section 308.34 extends in a main extension plane which runs at least substantially perpendicular to a longitudinal axis of the first connecting element section 308.33 (coinciding with the longitudinal axis 308.14 of the support device 308.2).
Im vorliegenden Beispiel sind je zwei einander (bezüglich der Längsachse 308.14 der Stützeinrichtung 308.2) diametral gegenüberliegende Vorsprünge 308.30 dem ersten Stellelementpaar 308.24 bzw. dem zweiten Stellelementpaar 308.25 zugeordnet. Demgemäß sind das erste und zweite Stellelement 308.9 des jeweiligen Stellelementpaares 308.24, 308.25 dazu angeordnet und ausgebildet, nach Art von Antagonisten um die zugehörige Kippachse 308.8 bzw. 308.23 zu wirken, indem die Kräfte F1 und F2 gegenläufige Kippmomente um die zugehörige Kippachse 308.8 bzw. 308.23 erzeugen.In the present example, two projections 308.30 that are diametrically opposite each other (with respect to the longitudinal axis 308.14 of the support device 308.2) are assigned to the first pair of actuating elements 308.24 and the second pair of actuating elements 308.25. Accordingly, the first and second actuating elements 308.9 of the respective actuating element pair 308.24, 308.25 are arranged and designed to act in the manner of antagonists about the associated tilting axis 308.8 and 308.23, respectively, in that the forces F1 and F2 produce opposing tilting moments about the associated tilting axis 308.8 and 308.23 generate.
Das zweite Stellelementpaar 308.25 ist bei bevorzugten Varianten zumindest gleichartig zu dem ersten Stellelementpaar 308.24 ausgebildet, weist mithin also zumindest ähnlich gestaltete Komponenten auf, welche eine Verkippung um die zweite Kippachse 308.23 durch entsprechende translatorische Stellbewegungen entlang der Längsachse 308.10 des jeweiligen Stellelements 308.9 bewirken. Bevorzugt ist das zweite Stellelementpaar 308.25 wie im vorliegenden Beispiel jedoch zumindest im Wesentlichen identisch zu dem ersten Stellelementpaar 308.24 ausgebildet, da sich hiermit besonders einfache Konfigurationen realisieren lassen.In preferred variants, the second pair of actuating elements 308.25 is designed at least similarly to the first pair of actuating elements 308.24, therefore has at least similarly designed components which cause a tilting about the second tilting axis 308.23 through corresponding translational adjustment movements along the longitudinal axis 308.10 of the respective adjustment element 308.9. However, as in the present example, the second pair of actuating elements 308.25 is preferably designed to be at least essentially identical to the first pair of actuating elements 308.24, since particularly simple configurations can be implemented in this way.
Besonders einfache Gestaltungen ergeben sich bei Varianten, bei denen das zweite Stellelementpaar 308.25 bezüglich der Längsachse 308.14 der Stützeinrichtung 308.2 um 45° bis 90°, vorzugsweise 60° bis 90°, weiter vorzugsweise 80° bis 90°, gegenüber dem ersten Stellelementpaar 308.24 verdreht angeordnet ist. Im vorliegenden Beispiel liegt der Verdrehwinkel zwischen dem ersten Stellelementpaar 308.24 und dem zweiten Stellelementpaar 308.25 bei 90°.Particularly simple designs result from variants in which the second pair of actuating elements 308.25 is arranged rotated relative to the longitudinal axis 308.14 of the support device 308.2 by 45° to 90°, preferably 60° to 90°, more preferably 80° to 90°, relative to the first pair of actuating elements 308.24 is. In the present example, the angle of rotation between the first pair of actuating elements 308.24 and the second pair of actuating elements 308.25 is 90°.
Der Stellabschnitt 308.16 des jeweiligen Stellelements 308.9 erstreckt sich im vorliegenden Beispiel durch eine zentrale (hier zylindrische) Ausnehmung 308.17 der Stützeinrichtung 308.2 hindurch bis auf die dem optischen Element 308.1 abgewandte Seite der Stützstruktur 309 und gegebenenfalls (wie im vorliegenden Beispiel) deutlich über die Stützstruktur 309 hinaus. Dort ist der Stellabschnitt 308.16 dann einfach für (nicht dargestellte) Manipulatoren zugänglich, mit denen die Verschiebung des Stellelements 308.9 in dem Stellfreiheitsgrad TSF und damit die Verkippung des optischen Element 308.1 erzielt werden kann (ähnlich wie dies in
Die Stützeinrichtung 308.2 kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise mit der Stützstruktur 309 verbunden sein. Beispielsweise kann die Stützeinrichtung 308.2 einfach auf die Stützstruktur 309 aufgesetzt sein. Bei bevorzugten, weil besonders kompakten Varianten ist die jeweilige Stützeinrichtung 308.2 wie im vorliegenden Beispiel, in eine Ausnehmung 309.1 der Stützstruktur 309 eingesetzt, wobei das optische Element 308.1 in dem (in
Bei besonders einfachen und kompakten Gestaltungen erstreckt sich die Stützeinrichtung wie im vorliegenden Beispiel in dem montierten Zustand durch die Ausnehmung 309.1 hindurch bis zu der zweiten Seite der Stützstruktur 309. Hiermit lässt sich eine besonders einfache Anbindung der Stützeinrichtung 308.2 an der Stützstruktur 309 realisieren. Dabei kann die Stützeinrichtung wie im vorliegenden Beispiel in dem montierten Zustand in dem Bereich der zweiten Seite der Stützstruktur 309 mit der Stützstruktur 309 verbunden sein. Die Verbindung kann auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, insbesondere kann die Stützeinrichtung 308.2 lösbar mit der Stützstruktur 309 verbunden sein.In particularly simple and compact designs, the support device, as in the present example, extends in the assembled state through the recess 309.1 to the second side of the
Im vorliegenden Beispiel ist die Stützeinrichtung 308.2 in dem montierten Zustand in dem Bereich der zweiten Seite der Stützstruktur 309 über ein Verbindungselement 308.19 mit der Stützstruktur 309 verbunden, da hiermit aufgrund der vergleichsweise guten Zugänglichkeit eine zuverlässige Verbindung besonders einfach zu realisieren ist. Besonders einfach und günstig gestaltet sich die Verbindung bei Varianten, bei denen die Stützeinrichtung 308.2 wie im vorliegenden Beispiel in dem montierten Zustand aus der Ausnehmung 309.1 herausragt und in diesem Bereich mit der Stützstruktur 309 verbunden ist.In the present example, the support device 308.2 is connected to the
Besonders flexibel einstellbare Varianten ergeben sich, wenn die Stützeinrichtung 308.2 und die Ausnehmung 309.1 wie im vorliegenden Beispiel derart ausgebildet sind, dass die Stützeinrichtung 308.2 in einem dem montierten Zustand vorangehenden Justagezustand, in dem die Stützeinrichtung 308.2 in die Ausnehmung 309.1 eingesetzt ist, um eine Längsachse 308.20 der Ausnehmung 309.1 bezüglich der Stützstruktur 309 verdrehbar ist. Hiermit kann in einfacher und kompakter Weise ein weiterer, rotatorischer Stellfreiheitsgrad RSF realisiert werden, wodurch eine besonders variable bzw. präzise Einstellung der optischen Fläche 308.4 erzielt werden kann.Particularly flexibly adjustable variants result if the support device 308.2 and the recess 309.1 are designed, as in the present example, such that the support device 308.2 is in an adjustment state preceding the assembled state, in which the support device 308.2 is inserted into the recess 309.1, about a longitudinal axis 308.20 of the recess 309.1 can be rotated with respect to the
Die Kippgelenkeinrichtung 308.7 kann auf beliebige geeignete Weise realisiert sein, um die erste Kippachse 308.8 und die zweite Kippachse 308.23 für das optische Element 308.1 zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt ist die Kippgelenkeinrichtung 308.7 kardanisch ausgebildet und schränkt wenigstens einen Rotationsfreiheitsgrad ein, um eine klar definierte und robuste Einstellung der Verkippung zu erzielen.The tilting joint device 308.7 can be implemented in any suitable manner in order to provide the first tilting axis 308.8 and the second tilting axis 308.23 for the optical element 308.1. The tilting joint device 308.7 is preferably designed as a gimbal and restricts at least one degree of rotational freedom in order to achieve a clearly defined and robust adjustment of the tilting.
Bei besonders einfachen, robusten Varianten können eine oder beide Kippachsen 308.8 bzw. 308.23 der Kippgelenkeinrichtung 308.7 nach Art eines Scharniergelenks ausgebildet sein (ähnlich dem Scharniergelenk 108.7 des ersten Ausführungsbeispiels). Im vorliegenden Beispiel umfasst die Kippgelenkeinrichtung 308.jeweils ein blattfederartiges Festkörpergelenk 308.31 bzw. 308.32, welches die erste Kippachse 308.8 bzw. die zweite Kippachse 308.23 definiert. Bevorzugt ist die Kippgelenkeinrichtung 308.7 (wie im vorliegenden Beispiel) benachbart zu dem optischen Element 308.1 angeordnet, da hiermit eine besonders geringe seitliche Auslenkung des optischen Elements 308.1 bei der Verkippung erfolgt, wodurch der Abstand zu benachbarten optischen Elementen 308.1 vorteilhaft gering gehalten werden kann.In particularly simple, robust variants, one or both tilt axes 308.8 or 308.23 of the tilt joint device 308.7 can be designed in the manner of a hinge joint (similar to the hinge joint 108.7 of the first exemplary embodiment). In the present example, the tilting
Im vorliegenden Beispiel verbindet die Kippgelenkeinrichtung 308.7 einen ersten Schnittstellenabschnitt 308.21 der Stützeinrichtung 308.2 gelenkig mit dem zweiten Schnittstellenabschnitt 308.6 der Stützeinrichtung 308.2, wobei der erste Schnittstellenabschnitt 308.21 zum Anbinden der Stützeinrichtung 308.2 an die Stützstruktur 309 ausgebildet ist, während der zweite Schnittstellenabschnitt 308.6 zum Anbinden des optischen Elements 308.1 an die Stützeinrichtung 308.2 ausgebildet ist.In the present example, the tilting joint device 308.7 connects a first interface section 308.21 of the support device 308.2 in an articulated manner to the second interface section 308.6 of the support device 308.2, the first interface section 308.21 being designed to connect the support device 308.2 to the
Im vorliegenden Beispiel wird eine besonders kompakte Konfiguration erzielt, indem die jeweilige Justiereinrichtung 308.3 und die Stützeinrichtung 308.2 nicht über einen (virtuellen) prismatischen Raum hinausragen, der durch eine Verschiebung des optischen Elements 308.1 entlang des Stellfreiheitsgrads TSF definiert wird (ähnlich wie dies in
Es versteht sich, dass grundsätzlich ein einziges Stellelement 308.9 je Kippachse 308.8 bzw. 308.23 der Facetteneinheit 308 ausreichen kann, um die gewünschte Verkippung der optischen Fläche 308.4 einzustellen. Bei bestimmten Varianten sind (wie im vorliegenden Beispiel) ein erstes Stellelement 308.9 und wenigstens ein weiteres, zweites Stellelement 308.9 vorgesehen, das entlang einer zweiten Stellelementlängsachse 308.10 langgestreckt ausgebildet ist. Das zweite Stellelement 308.9 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Verschiebung, die in einem zweiten Stellfreiheitsgrad TSF2 in das erste Ende 308.11 des zweiten Stellelements 308.9 eingebracht wird, eine Verkippung der optischen Fläche 308.4 um eine Kippachse des optischen Elements 308.1 verstellt.It goes without saying that, in principle, a single actuating element 308.9 per tilt axis 308.8 or 308.23 of the
Die dem zweiten Stellelement 308.9 zugeordnete Kippachse 308.23 kann von der Kippachse 308.8 verschieden sein, um die das erste Stellelement 308.9 die Verkippung einstellt. Dies kann besonders einfach erreicht werden, wenn das erste und zweite Stellelement 308.9 in einer Umfangsrichtung des optischen Elements 308.1 um weniger als 180° (beispielsweise um etwa 60° bis 120°, vorzugsweise um 80° bis 300°, insbesondere um etwa 90°) zueinander versetzt sind. Die Kippgelenkeinrichtung 308.7 ist in diesen Fällen (wie im vorliegenden Beispiel) so gestaltet, dass sie auch die Verkippung um diese zweite Kippachse zur Verfügung stellt. Hierzu kann die Kippgelenkeinrichtung 308.7 beispielsweise nach Art eines Kugelgelenks oder (wie im vorliegenden Beispiel) nach Art eines Kardangelenks ausgebildet sein. Hierbei ist nach wie vor ein entsprechend gestaltetes Festkörpergelenk bevorzugt.The tilting axis 308.23 assigned to the second actuating element 308.9 can be different from the tilting axis 308.8, about which the first actuating element 308.9 adjusts the tilting. This can be achieved particularly easily if the first and second adjusting elements 308.9 are moved in a circumferential direction of the optical element 308.1 by less than 180° (for example by approximately 60° to 120°, preferably by 80° to 300°, in particular by approximately 90°). are offset from one another. In these cases (as in the present example), the tilting joint device 308.7 is designed so that it also provides tilting about this second tilting axis. For this purpose, the tilting joint device 308.7 can be designed, for example, in the manner of a ball joint or (as in the present example) in the manner of a universal joint. An appropriately designed solid-state joint is still preferred.
Bei anderen Varianten kann die dem zweiten Stellelement 308.9 zugeordnete Kippachse (wie im vorliegenden Beispiel) auch mit der Kippachse 308.8 zusammenfallen, um die das erste Stellelement 308.9 die Verkippung einstellt.In other variants, the tilting axis assigned to the second actuating element 308.9 (as in the present example) can also coincide with the tilting axis 308.8, around which the first actuating element 308.9 adjusts the tilting.
Der zweite Stellfreiheitsgrad TSF2 kann ebenfalls ein translatorischer Freiheitsgrad sein, der entlang der Längsachse 308.10 des zweiten Stellelements 308.9 verläuft. Dabei können der erste Stellfreiheitsgrad TSF1 = TSF und der zweite Stellfreiheitsgrad TSF2 um höchstens 20°, vorzugsweise um höchstens 30°, vorzugsweise um höchstens 5°, zueinander geneigt sein, insbesondere können der erste Stellfreiheitsgrad TSF1 und der zweite Stellfreiheitsgrad TSF2 zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen bzw. wie im vorliegenden Beispiel miteinander zusammenfallen (TSF1 = TSF2 = TSF). Hiermit werden besonders kompakte Konfigurationen erzielt.The second degree of freedom of adjustment TSF2 can also be a translational degree of freedom that runs along the longitudinal axis 308.10 of the second adjustment element 308.9. The first degree of freedom of adjustment TSF1=TSF and the second degree of freedom of adjustment TSF2 can be inclined to one another by a maximum of 20°, preferably by a maximum of 30°, preferably by a maximum of 5°, in particular the first degree of freedom of adjustment TSF1 and the second degree of freedom of adjustment TSF2 can be at least substantially parallel to one another run or coincide with each other as in the present example (TSF1 = TSF2 = TSF). This enables particularly compact configurations to be achieved.
Im vorliegenden Beispiel verstellt eine Verschiebung, die in dem ersten Stellfreiheitsgrad TSF1 = TSF in das erste Ende des ersten Stellelements 308.9 des jeweiligen Stellelementpaares 308.24 bzw. 308.25 eingebracht wird, und eine Verschiebung, die in dem zweiten Stellfreiheitsgrad TSF2 = TSF in das erste Ende des zweiten Stellelements 308.9 des jeweiligen Stellelementpaares 308.24 bzw. 308.25 eingebracht wird, jeweils eine Verkippung der optischen Fläche um dieselbe Kippachse 308.8 bzw. 308.23 des optischen Elements 308.1.In the present example, a displacement that is introduced in the first degree of freedom of adjustment TSF1 = TSF in the first end of the first actuating element 308.9 of the respective pair of actuating elements 308.24 or 308.25, and a displacement that is introduced in the second degree of freedom of adjustment TSF2 = TSF in the first end of the second actuating element 308.9 of the respective actuating element pair 308.24 or 308.25 is introduced, a tilting of the optical surface about the same tilting axis 308.8 or 308.23 of the optical element 308.1.
Das erste Stellelement 308.9 und das zweite Stellelement 308.9 des jeweiligen Stellelementpaares 308.24 bzw. 308.25 können wie im vorliegenden Beispiel nach Art von Antagonisten wirken. Dabei sind das erste und zweite Stellelement 308.9 derart auf unterschiedlichen Seiten der jeweiligen Kippachse 308.8 bzw. 308.23 an das optische Element 308.1 angebunden, dass eine Verschiebung des ersten Stellelements 308.9 in dem ersten Stellfreiheitsgrad TSF1 = TSF eine gegenläufige Verschiebung des zweiten Stellelements 308.9 in dem zweiten Stellfreiheitsgrad TSF2 = TSF bewirkt. Hierdurch wird eine besonders günstige Gestaltung erzielt, die insbesondere einem Auswandern des optischen Elements 308.9 um die Kippachse aus der justierten Lage bei einer thermisch bedingten Ausdehnung der Facetteneinheit 308, insbesondere der beiden Stellelemente 308.9, entgegenwirkt.The first control element 308.9 and the second control element 308.9 of the respective control element pair 308.24 and 308.25 can act like antagonists, as in the present example. The first and second actuating elements 308.9 are connected to the optical element 308.1 on different sides of the respective tilt axis 308.8 and 308.23 in such a way that a displacement of the first actuating element 308.9 in the first degree of freedom of adjustment TSF1 = TSF results in an opposite displacement of the second actuating element 308.9 in the second Degree of freedom TSF2 = TSF. This results in a particularly favorable design, which in particular prevents the optical element 308.9 from migrating around the tilting axis from the adjusted position in the event of thermally caused expansion the
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen 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, bei denen sich ähnliche Probleme hinsichtlich der Kippverstellung von Komponenten auf geringem Bauraum stellen.The present invention has been described above exclusively using examples from the field of microlithography. However, it is understood that the invention can also be used in connection with any other optical applications, in particular imaging methods at other wavelengths, in which similar problems arise with regard to the tilting adjustment of components in a small installation space.
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 Wafers 105.1 tritt dann in
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend schließlich anhand konkreter Ausführungsbeispiele beschrieben, welches 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.The present invention was finally described above using concrete exemplary embodiments, which show concrete combinations of the features defined in the following patent claims. It should be expressly pointed out at this point that the subject matter of the present invention is not limited to these combinations of features, but all other combinations of features, as resulting from the following patent claims, also belong to the subject matter of the present invention.
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