DE10204249A1

DE10204249A1 - Spiegelfacette für einen Facettenspiegel

Info

Publication number: DE10204249A1
Application number: DE2002104249
Authority: DE
Inventors: Frank Melzer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2002-02-02
Filing date: 2002-02-02
Publication date: 2003-08-14
Also published as: WO2003067288A1; AU2003205668A1

Abstract

Eine Spiegelfacette (11) dient zum Aufbau eines wenigstens einen dieser Spiegelfacetten (11) umfassenden Facettenspiegels (10). Der Facettenspiegel (10) ist für den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen in der Mikrolithographie, insbesondere in der EUV-Lithographie, vorgesehen. Die Spiegelfacette (11) weist dabei folgende Eigenschaften auf: DOLLAR A - Eine Spiegeloberfläche (12) der Spiegelfacette (11) ist auf einem Trägerelement (14) angeordnet; DOLLAR A - das Trägerelement (14) weist eine kardanische Aufhängung für den Teil (17) des Trägerelements (14) auf, auf welchem die Spiegeloberfläche (12) angeordnet ist; DOLLAR A - über Stellmittel (19, 20, 25, 26) ist die Winkellage der Spiegeloberfläche (12) in einer Ebene wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse (18) der Spiegeloberfläche (12) in wenigstens einer Raumrichtung einstellbar; DOLLAR A - die Stellmittel (19, 20, 25, 26) wirken über Getriebeelemente (21, 22, 24) auf wenigstens einen Teil (A) des Trägerelements (14); DOLLAR A - die Stellmittel (19, 20, 25, 26) sind von der der Spiegeloberfläche (12) abgewandten Seite der Spiegelfacette (11) aus zugänglich; und DOLLAR A - das Trägerelement (14), die Stellmittel (19, 20, 25, 26) und die Getriebeelemente (21, 22, 24) liegen alle unterhalb einer wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse (18) der Spiegeloberfläche (12) stehenden Projektionsfläche des Trägerelements (14) im Bereich der Spiegeloberfläche (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Spiegelfacette für einen wenigstens eine dieser Spiegelfacetten umfassenden Facettenspiegel zum Einsatz in Beleuchtungseinrichtungen für Projektionsbelichtungsanlagen in der Mikrolithographie, insbesondere in der Mikrolithographie unter Verwendung von Strahlung im Bereich des extremen Ultravioletts (EUV-Lithographie).

Aus der SU 653593 A ist eine Vorrichtung zum präzisen Justieren von optischen Spiegeln bekannt, bei welchem eine Plattform, welche den Spiegel trägt, über Festkörpergelenke kardanisch aufgehängt ist. Die Festkörpergelenke bewirken außer der weichen kardanischen Aufhängung in zwei orthogonalen Ebenen auch eine Vorspannung der beiden Ebenen gegen Stellmittel. Diese Stellmittel sind als Stellschrauben ausgebildet, welche jeweils auf schiefen Ebenen angreifen. Je eine dieser schiefen Ebenen ist dabei auf jeweils einer der beiden Ebenen, welche hier als ein Rahmen und als die Plattform ausgebildet sind, angeordnet. Der Aufbau erlaubt es aufgrund des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Stellschraube und der zu bewegenden Ebene durch die schiefe Ebene eine sehr feine Justierung des optischen Elements, hier eines Spiegels für die Lasertechnologie, vorzunehmen.

Der Aufbau benötigt jedoch einen vergleichsweise großen Bauraum und weist den Nachteil auf, daß durch die Anlage der Stellmittel auf den schiefen Ebenen bei der Justage des optischen Elements durch die Stellmittel Ungenauigkeiten auftreten können. Diese Ungenauigkeiten liegen in der Reibung zwischen dem Stellmittel und der schiefen Ebene begründet, insbesondere in der Tatsache, daß hier durch den Wechsel von Haftreibung zu Gleitreibung während des Justagevorgangs ein Slip-Stick-Effekt auftreten wird.

Des weiteren ist aus der EP 0 726 479 A2 eine Kippspiegelanordnung bekannt, welche ebenfalls für die Lasertechnologie konzipiert ist. Bei dieser Kippspiegelanordnung ist die Konstruktion so ausgeführt, daß ein Basiskörper, in welchem der Kippspiegel gelagert ist, sämtliche für das Kippen benötigte Elemente und Aktuatoren aufweist, wobei der Basiskörper nicht oder nur unwesentlich über die Projektion der Spiegelfläche hinausragt. Der Aufbau des Spiegels soll dabei für Spiegelflächen mit einer charakteristischen Länge von weniger als 40 mm ausgebildet sein.

Der Aufbau ist vergleichsweise kompliziert, so daß eine derartige Kippspiegelanordnung aufwendig und teuer ist und daher nicht als Spiegelfacette für den Einsatz in einem Facettenspiegel mit einer Vielzahl von kippbaren Spiegelfacetten geeignet ist. Außerdem ist der Aufbau derart aufwendig hinsichtlich der eingesetzten Bauteile und Aktuatoren, daß eine weitere Verkleinerung der charakteristischen Länge hier nicht oder nur unter extrem hohem Aufwand möglich ist.

Insbesondere beim Einsatz von derartigen Kippspiegeln oder justierbaren Spiegeln als Spiegelfacetten für mehrere dieser Spiegelfacetten aufweisende Facettenspiegel, wie er beispielsweise durch die nicht vorveröffentlichte DE 100 52 587.9 beschrieben ist, im Bereich der Mikrolithographie, und hier insbesondere im Bereich der EUV-Lithographie, stellen sich jedoch hohe Anforderungen an die einzelnen Spiegelfacetten, an die zu erzielende Auflösung, an die zu erzielende Oberflächenqualität der Spiegeloberfläche und an die geometrischen Abmessungen der Spiegel aufgrund einer sehr hohen geforderten Packungsdichte.

Mit den oben beschriebenen Spiegeln, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, lassen sich derartige Anforderungen nicht realisieren.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spiegelfacette für einen wenigstens eine dieser Spiegelfacetten umfassenden Facettenspiegel zum Einsatz Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie, und hier insbesondere für die EUV- Lithographie, zu schaffen, welche einen sehr einfachen Aufbau bei minimalen, insbesondere in radialer Richtung, beanspruchten Bauraum aufweist, und welcher darüber hinaus einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.

Erfindungsgemäße wird diese Aufgabe durch eine Spiegelfacette gelöst, welche die nachfolgenden Eigenschaften aufweist:

- Eine Spiegeloberfläche der Spiegelfacette ist auf einem Trägerelement angeordnet.
- Das Trägerelement weist eine kardanische Aufhängung für den Teil des Trägerelements auf, auf welchem die Spiegeloberfläche (12) angeordnet ist.
- Über Stellmittel ist die Winkellage der Spiegeloberfläche in einer Ebene wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse der Spiegeloberfläche in wenigstens einer Raumrichtung einstellbar.
- Die Stellmittel wirken über Getriebeelemente auf wenigstens einen Teil des Trägerelements.
- Die Stellmittel sind von der der Spiegeloberfläche abgewandten Seite der Spiegelfacette aus zugänglich. Das Trägerelement, die Stellmittel und die Getriebeelemente liegen alle unterhalb einer wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse der Spiegeloberfläche stehenden Projektionsfläche des Trägerelements im Bereich der Spiegeloberfläche.

Ein derartiger Aufbau bietet den Vorteil, daß er sehr klein und platzsparend ausgeführt werden kann, da sich sämtliche Elemente unterhalb der Spiegelfläche befinden. Durch die Zugänglichkeit der Stellmittel von der der Spiegeloberfläche abgewandten Seite kann außerdem erreicht werden, daß die Spiegelfacetten beim Zusammensetzen zu einem Facettenspiegel sehr dicht gepackt werden können, ohne daß die Justierbarkeit darunter leidet.

Eine derartiger Facettenspiegel kann dabei für sämtliche Aufgaben im Bereich der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werde. Sein bevorzugter Einsatzzweck ist aber sicherlich im Bereich der Beleuchtungseinrichtung zu sehen. Der Facettenspiegel gemäß der Erfindung umfaßt dabei wenigstens eine Spiegelfacette. Im üblicherweise vorliegenden Aufbau wird er allerdings en Vielzahl derartiger Spiegelfacetten aufweisen. Bei einem Facettenspiegel, welcher aus einigen bis einigen hundert der Spiegelfacetten aufgebaut ist, wird dann jedoch die Bedeutung der oben genannten Vorteile besonders deutlich.

Die Einstellbarkeit in der Ebene senkrecht zur optischen Achse kann dabei entweder in einer Raumrichtung oder in besonders bevorzugter Weise in zwei Raumrichtungen erfolgen. Bei zwei Raumrichtungen werden diese im allgemeinen senkrecht aufeinander stehen, also zwei orthogonale Raumrichtungen darstellen. Bei entsprechenden optischen Anforderungen sind jedoch auch andere Winkel zwischen den beiden Raumrichtungen und/Oder eine andere Anzahl an Raumrichtungen in denen eine Einstellung erfolgen kann, denkbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und anhand der Ausführungsbeispiele, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 eine prinzipmäßige Darstellung eines möglichen Aufbaus einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie;

Fig. 2 ein Aufbau analog dem in Fig. 1 zur Verwendung mit Strahlung im Bereich des extremen Ultravioletts;

Fig. 3 einen Facettenspiegel in einer isometrischen Ansicht;

Fig. 4 eine isometrische Ansicht einer einzelnen Spiegelfacette;

Fig. 5 eine Seitenansicht der Spiegelfacette gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung des Funktionsprinzip eines möglichen Hebelgetriebes;

Fig. 7 eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer einzelnen Spiegelfacette; und

Fig. 8 eine Seitenansicht der Spiegelfacette gemäß Fig. 7;

In Fig. 1 ist eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie dargestellt. Diese dient zur Belichtung von Strukturen auf mit photosensitiven Materialien beschichtetes Substrat, welches im allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht und als ein Wafer 2 bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie z. B. Computerchips.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 besteht dabei im wesentlichen aus einer Beleuchtungseinrichtung 3, einer Einrichtung 4 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer gitterartigen Struktur versehenen Maske, ein sogenanntes Reticle 5, durch welche die späteren Strukturen auf den Wafer 2 bestimmt werden, einer Einrichtung 6 zur Halterung, Fortbewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 2 und einer Abbildungseinrichtung 7.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, daß die in das Reticle 5 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 2 belichtet werden, insbesondere mit einer Verkleinerung der Strukturen auf ein Drittel oder weniger der ursprünglichen Größe. Die an die Projektionsbelichtungsanlage 1, insbesondere an die Abbildungseinrichtung 7, zu stellenden Anforderungen hinsichtlich der Auflösungen liegen dabei im Bereich von wenigen Nanometern.
Nach einer erfolgten Belichtung wird der Wafer 2 weiterbewegt, so daß auf demselben Wafer 2 eine Vielzahl von einzelnen Feldern, jeweils mit der durch das Reticle 5 vorgegebenen Struktur, belichtet wird. Wenn die gesamte Fläche des Wafers 2 belichtet ist, wird dieser aus der Projektionsbelichtungsanlage 1 entnommen und einer Mehrzahl chemischer Behandlungsschritte, im allgemeinen einem ätzenden Abtragen von Material, unterzogen. Gegebenenfalls werden mehrere dieser Belichtungs- und Behandlungsschritte nacheinander durchlaufen, bis auf dem Wafer 2 eine Vielzahl von Computerchips entstanden ist. Aufgrund der schrittweisen Vorschubbewegung des Wafers 2 in der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird diese häufig auch als Stepper bezeichnet.
Die Beleuchtungseinrichtung 3 stellt eine für die Abbildung des Reticles 5 auf dem Wafer 2 benötigten Projektionsstrahl 8, beispielsweise Licht oder eine ähnliche elektromagnetische Strahlung, bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in der Beleuchtungseinrichtung 3 über optische Elemente so geformt, daß der Projektionsstrahl 8 beim Auftreffen auf das Reticle 5 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Über den Projektionsstrahl 8 wird ein Bild des Reticles 5 erzeugt und von der Abbildungseinrichtung 7 entsprechend verkleinert auf den Wafer 2 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Die Abbildungseinrichtung 7, welche auch als Objektiv bezeichnet werden könnte, besteht dabei aus einer Vielzahl von einzelnen refraktiven und/oder diffraktiven optischen Elementen, wie z. B. Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlußplatten und dergleichen.
Fig. 2 zeigt eine prinzipmäßige Darstellung eines Aufbaus analog zu Fig. 1, hier jedoch für die Verwendung mit einem Projektionsstrahl 8, dessen Wellenlänge im Bereich des extremen Ultravioletts (EUV) liegt. Bei diesen Wellenlängen, im allgemeinen ca. 13 nm, ist die Verwendung von diffraktiven optischen Elementen nicht mehr möglich, so daß sämtliche Elemente als reflektierende Elemente ausgebildet sein müssen. Dies wird hier durch die zahlreichen Spiegel 9 dargestellt. Mit Ausnahme des Verlaufs des Projektionsstrahls 8 ist die hier dargestellte Projektionsbelichtungsanlage 1, wie sie für die EUV-Lithographie Verwendung finden kann, vergleichbar zu der in Fig. 1 bereits beschriebenen Projektionsbelichtungsanlage 1 aufgebaut. Die gleichen Vorrichtungselemente weisen dabei die gleichen Bezugszeichen auf, so daß auf nähere Erläuterungen an dieser Stelle verzichtet werden soll.
Im Bereich der hier durch die strichpunktierte Linie angedeuteten Beleuchtungseinrichtung 3 ist dabei ein Facettenspiegel 10 angeordnet, welcher eine entscheidende Bedeutung für die Qualität und die Homogenität des Projektionsstrahls 8 hat. Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich auf den Aufbau eines derartigen Facettenspiegels 10, wie er ganz allgemein in der Mikrolithographie, insbesondere jedoch in dem Beleuchtungssystem 3 für die EUV-Lithographie eingesetzt werden kann.
Fig. 3 zeigt beispielhaft einen möglichen Aufbau des Facettenspiegels 10 mit einzelnen Spiegelfacetten 11. Jede der Spiegelfacetten 11 weist eine Spiegeloberfläche 12 auf, welche zur Reflexion von Strahlung, geeignet ist. Je nach Typ der eingesetzten Strahlung, wie z. B. Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung oder dergleichen kann der Aufbau der Spiegeloberfläche 12 variieren. Denkbar sind hier verschiedene Aufbauten aus zum Teil vielen auf eine Substrat aufgebrachten, z. B. aufgedampften, Multilayer-Schichten. Die Spiegeloberfläche 12 kann dabei direkt auf die Spiegelfacette 11 oder auch auf ein Zwischenelement 29 (hier nicht dargestellt, in Fig. 7 und 8 erkennbar), welches dann mit der Spiegelfacette verbunden wird, aufgebracht werden. Die Verwendung des Zwischenelements ist dabei insbesondere beim Einsatz mit sehr kurzwelliger Strahlung, z. B. der Strahlung im Bereich des extremen Ultravioletts (EUV), sehr günstig, da hier sehr hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität der Spiegeloberfläche 12 und damit auch der Oberfläche unter dieser Spiegeloberfläche 12 gestellt werden müssen. Bei der Verwendung des Zwischenelements entfällt dann aber der Aufwand, die gesamte Spiegelfacette 11 aus einem Material zu fertigen, welches eine derart gute Bearbeitung seiner Oberfläche erlaubt, wie die, die für die Reflexion von EUV-Strahlung erforderlich ist.
Als Materialien bei der Verwendung der Spiegelfacetten 11 im Bereich der EUV-Lithographie wären beispielsweise Zwischenelemente aus kristallinen Substraten denkbar, welche hinsichtlich ihrer Oberflächenqualität sehr gut auf die entsprechenden Erfordernisse bearbeitbar sind. Derartige Substrate könnten beispielsweise aus Silizium bestehen. Bei der Verwendung von Spiegelfacetten 11, welche einstückig ausgebildet sind, wäre es beispielsweise denkbar, diese aus hochlegierten Stählen zu fertigen, wobei die Spiegeloberfläche dann über einer Zwischenschicht aus Nickel, welche die gute Bearbeitbarkeit der Spiegeloberfäche sicherstellt, aufgebracht werden kann.
Zur Bildung des Facettenspiegels 10 sind die einzelnen Spiegelfacetten 11 auf einer Grundplatte 13 angeordnet. Der exakte Aufbau der Spiegelfacetten 11 ist in Fig. 3 nicht detailliert dargestellt. Dieser Aufbau soll jedoch der Schwerpunkt der nachfolgenden Erläuterungen und Ausführungen sein.
In Fig. 4 ist ein möglicher Aufbau eines Trägerelements 14 der Spiegelfacette 11 mit der Spiegeloberfläche 12 und einer kardanischen Aufhängung näher dargestellt. Die kardanische Aufhängung ist dabei aus zwei orthogonal zueinander wirksamen Festkörpergelenken 15, 16 so ausgebildet, daß ein Teil 17 des Trägerelements 14, auf welchem die Spiegeloberfläche 12 angeordnet ist, über die kardanische Aufhängung bzw. die Festkörpergelenke 15, 16 in zwei orthogonale Raumrichtungen verkippt werden kann.
Um das Verkippen der Spiegeloberfläche 12 in einer Ebene senkrecht zu ihrer optischen Achse 18 bzw. der korrespondierenden Achse 18 in der Nullstellung der Spiegeloberfläche 12 zu erreichen, weist die Spiegelfacette 11 zwei Stellmittel 19, 20 auf.
Diese Stellmittel 19, 20 sind jeweils über Getriebeelemente 21, 22 mit dem Teil 17 des Trägerelements 14 verbunden. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Getriebeelemente 21, 22 als schiefe Ebenen ausgebildet. Die Stellmittel 19, 20, welche hier insbesondere als Stellschrauben ausgebildet sind, welche in dem Trägerelement 14 parallel zur optischen Achse 18 in der Neutralstellung der Spiegeloberfläche 12 verlaufen, berühren die schiefen Ebenen 21, 22 dabei zur Minimierung der Reibung nach Möglichkeit nur punktuell. Die Stellmittel 19, 20 weisen dazu an ihrem der Spiegeloberfläche 12 zugewandten Ende eine ballige Ausführung auf.
Des weiteren ist in Fig. 4 ein Federmittel 23 zu erkennen, welches die beiden schiefen Ebenen 21, 22, welche mit dem Teil 17 des Trägerelements 14 verbunden sind, unter Vorspannung gegen die Stellmittel 19, 20 drückt. Das Federmittel 23 ist dabei nicht unbedingt notwendig. Prinzipiell wäre es auch denkbar, das Teil 17 des Trägerelements 14 unter einer gewissen Vorspannung zu fertigen, so daß aufgrund dieser fertigungsbedingten Vorspannung die schiefen Ebenen 21, 22 jeweils gegen die Stellmittel 22, 23 gedrückt werden.
Der eben beschriebene Aufbau der Spiegelfacette 11 ist dabei anhand der Seitenansicht gemäß Fig. 5 nochmals detailliert zu erkennen.
Wird nun das in Fig. 5 mit "20" bezeichnete Stellmittel bewegt, beispielsweise in Richtung der Spiegeloberfläche 12 geschraubt, so wird dessen balliges Ende auf der schiefen Ebene 22 verschoben, wodurch es zu einem Verkippen des Teils 17 um das Festkörpergelenk 15 kommt. Als Übersetzung zwischen den einzelnen Bewegungen fungiert dabei der Winkel der schiefen Ebene 22. Vergleichbares gilt für das Zusammenspiel des Stellmittels 19 mit der schiefen Ebene 21, welche das Teil 17 des Trägerelements 14 entsprechend um das Festkörpergelenk 16 verkippt. Da beide schiefen Ebenen 21, 22 direkt an dem Teil 17 des Trägerelements 14 angebracht sind, können die Bewegungen in die beiden orthogonalen Raumrichtungen nicht vollkommen unabhängig voneinander eingestellt werden.
Beim bevorzugten Einsatzzweck im Bereich der Beleuchtungseinrichtung 3 für die EUV-Lithographie spielt dies jedoch praktisch keine Rolle, da die Facettenspiegel 10 für einen derartigen Einsatzzweck im allgemeinen unter Beleuchtung einjustiert werden, so daß auf den hinsichtlich des Projektionsstrahls 8 zu erzielenden Effekt sofort reagiert werden kann. Die Einstellbarkeit der jeweiligen Spiegelfacette 11 wird dadurch nicht nennenswert verschlechtert.
Grundsätzlich ist jedoch auch ein anderes Konzept denkbar, welches durch die Prinzipdarstellung gemäß Fig. 6 gekennzeichnet ist. Der Aufbau sieht anstatt der schiefen Ebenen 21, 22 als Getriebeelemente ein Hebelgetriebe 24 vor. Die prinzipielle Funktionsweise des Hebelgetriebes 24 ist durch die Fig. 6 beschrieben, wobei hier bereits eine Besonderheit integriert ist. Das Hebelgetriebe 24 soll über zwei hier prinzipmäßig angedeutete Stellmittel S_f und S_g betätigt werden. Für den Fall, daß das eine Stellmittel S_f betätigt wird, dient das andere Stellmittel S_g als Auflage und Drehpunkt; und umgekehrt.
Dieser Aufwand mit den beiden Stellmitteln ist für eine derartige Anordnung prinzipiell nicht notwendig. Um jedoch entsprechende Übersetzungsverhältnisse und besonders große Verhältnisse von Verstellbereich zu Auflösung, hier sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen Verhältnisse von ca. 100 bis 500 möglich, realisieren zu können, würden die beiden aktiven Hebelelemente 11 und 12 des hier dargestellten Hebelgetriebes 24 in ihrem Verhältnis zueinander bei entsprechend kleiner Auflösung sehr groß werden, so daß nur mit erheblichen Mühen die Anforderungen hinsichtlich des Bauraums realisiert werden können. Wird nun dagegen entsprechend der Darstellung in Fig. 6 die Verwendung von zwei Stellmitteln S_g, S_f in Kauf genommen, so läßt sich der Bauraum erheblich reduzieren. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist es nun so, daß das Stellmittel S_g für große Verstellwege dient, da dieses über die Hebelanordnung 24 unmittelbar auf das Teil 17 wirkt. Das Stellmittel S_g dient also einer Grobeinstellung. Bei festgehaltenem Stellmittel S_g kann nun über das Stellmittel S_f und die entsprechend wirksame Hebellänge l₂-l₁ mit dem durch diese Hebellänge vorgegebenen Übersetzungsverhältnis auf das Teil 17 eingewirkt werden. Das Stellmittel S_f dient also in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zur Feineinstellung.
In Fig. 7 ist nun ein derartiger Aufbau dargestellt, welcher über zwei der Hebelgetriebe 24 verfügt, welche beide nach dem Funktionsprinzip arbeiten, das in Fig. 6 dargestellt wurde. Dabei ist in der isometrischen Ansicht gemäß der Fig. 7 wiederum erkennbar, daß zwei der Getriebeeinrichtungen bzw. Hebelgetriebe 24 orthogonal zueinander angeordnet sind. Beide haben jedoch die gleiche Funktionsweise, so daß zur Erläuterung derselben insbesondere auf Fig. 8 Bezug genommen werden soll, in welcher die Spiegelfacette 11 der Fig. 7 in einer Seitenansicht dargestellt ist.
Ansonsten weisen die beiden Fig. 7 und 8 vergleichbare Elemente auf, wie die, die in den Fig. 4 und 5 bereits erläutert wurden. Vergleichbare Funktionselemente sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Eine Stellschraube 25 soll in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel nun in jeder der beiden senkrecht aufeinander stehenden Raumrichtungen die Grobeinstellung S_g übernehmen, während eine weitere Stellschraube 26 jeweils die Feineinstellung S_f erlaubt. Die kardanische Aufhängung des Teils 17 des Trägerelements 14 gegenüber dem Rest des Trägerelements 14 ist dabei in ähnlicher Weise ausgeführt wie dies in den Fig. 4 und 5 bereits dargestellt wurde. Lediglich ist anstatt eines über den größten Teil des Durchmessers durchgängiges Festkörpergelenk 15 bzw. 16 ein Aufbau gewählt worden, bei dem eine Anbindung als Festköpergelenk genau mittig unter der Spiegeloberfläche 12 plaziert ist. Dieser Teil des Festkörpergelenks ist in den Figuren nicht erkennbar, er wird in Fig. 8 durch das hier mit "16" bezeichnete Festkörpergelenk verdeckt. Dieser nicht dargestellte Teil des Festkörpergelenks und das Festkörpergelenk 16, welche fluchtend zueinander angeordnet sind, bilden das Festkörpergelenk für die Kippung des Teils 17 in der einen der Raumrichtungen. In der senkrecht dazu stehenden Raumrichtung erfolgt die Kippung wiederum über das nicht dargestellte Teil des Festkörpergelenks und das in den Fig. 7 und 8 mit "15" bezeichnete Teil des Festkörpergelenks.
Nachfolgend soll das Verkippen der Spiegeloberfläche 12 in der Fig. 8 erläutert werden. Dafür wird das Teil 17, auf welchem die Spiegeloberfläche 12 angeordnet ist, um das Festkörpergelenk 16 und das mit ihm fluchtend angeordnete Teil des Festkörpergelenks, welches nicht dargestellt ist, verkippt bzw. gedreht.
Für die Rückstellung des Teils 17 bzw. die Anpressung auf die beiden Stellmittel 25 und 26 sorgt dabei wiederum ein Federmittel 23', welches jeweils in die Hebelgetriebe 24 über Festkörpergelenke bzw. als Festkörperfeder integriert ist.
Soll nun eine Grobverstellung der Spiegeloberfläche 12 in der Darstellung gemäß Fig. 8 erfolgen, so wird die Stellschraube 25 betätigt. Über die Verbindung zwischen der Stellschraube 25 und dem Teil 17 über das Festkörpergelenk 15 wird diese Bewegung der Stellschraube 25 direkt auf das Teil 17 übertragen, wobei es zu einer Drehung des Teils 17 um das Festkörpergelenk 16 kommt.
Soll nun eine Feinjustage der Spiegeloberfläche 12 erfolgen, so kann dies über die Stellschraube 26 realisiert werden. Die Stellschraube 26 wirkt dabei über ein Hebelelement 27, welches sich im Auflagepunkt 28 auf dem Stellmittel 25 abstützt, und den zuvor bereits beschriebenen Weg über das Festkörpergelenk 15 in der Art auf das Teil 17 des Trägerelements 14, daß es zu einem Verkippen der Spiegeloberfläche 12 kommt. Durch die Länge des Hebelelementes 27 sowie die Steigung der Stellschraube 26 kann ein derartiger Aufbau den Anforderungen entsprechend ausgelegt werden, so daß über die Kombination aus Feineinstellung und Grobeinstellung ein sehr großer Stellbereich von +/-5° bei einer sehr guten Winkelauflösung von unter 1" realisiert werden kann. Diese Daten stammen von dem hier dargestellten Aufbau, welcher einen charakteristischen Durchmesser von 10 mm aufweist. Für andere größere oder kleinere Aufbauten können diese Werte entsprechend variieren.
Wie bereits oben erwähnt wurde ist der Aufwand hinsichtlich der beiden Stellmittel nicht unbedingt erforderlich. Es wäre auch denkbar, daß nur die Feinverstellung eingesetzt werden würde. Der Auflagepunkt 28 am Stellmittel 25 könne dann durch eine weiteres Gelenk, insbesondere eine Festkörpergelenk, ersetzte werden. Die hochgenaue Feinjustage stünde dann, allerdings bei kleinerem möglichen Verstellweg, weiterhin zur Verfügung.
Außerdem ist in den Fig. 7 und 8 erkennbar, daß die Spiegeloberfläche 12 auf einem Zwischenelement 29 angeordnet ist, welches auf das Trägerelement 14 aufgesetzt und mit diesem verbunden ist. Als Verbindungstechniken lassen sich hier beispielsweise die klassischen Verbindungstechniken der Mikromechanik, wie Kleben, Ansprengen oder dergleichen, nennen, es sind jedoch auch feinmechanische Verbindungstechniken, wie Verschrauben, Klemmen oder dergleichen, denkbar. Für die Funktionsweise der Spiegelfacette 11 spielt dies keine oder nur eine untergeordnete Rolle, da die Verbindung lediglich so ausgeführt sein sollte, daß von der Spiegeloberfläche 12 absorbierte Wärme über die Spiegelfacette 11 an die Grundplatte 13 des Facettenspiegels 10 abgeleitet werden kann.
Des weiteren sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Stellmittel nicht, wie hier jeweils dargestellt, axial angeordnet sind, sondern bei denen die Mittelachsen der Stellmittel 19, 20, 25, 26 in einem von 180° verschiedenen Winkel, also schräg, zu der optischen Achse 18 stehen. Dies ist bei beiden dargestellten Ausgestaltungen der Getriebeelemente 21, 22,24 möglich. Der schräge Anordnung der Stellmittel 19, 20, 25, 26 kann dabei sowohl aus konstruktiven Gründen als auch aus Gründen der einstellbaren Übersetzungsverhältnisse bzw. Hebellängen sinnvoll sein. Dadurch, daß auch weiterhin die Zugänglichkeit von der der Spiegeloberfläche 12 abgewandten Seite aus gewährleistet bleiben soll, sind die Winkel gegenüber der optischen Achse in der Praxis dabei auf 1° bis ca. 35° eingeschränkt.
Außerdem können die beiden jeweils orthogonale Verstellungen bewirkenden Kombinationen aus Stellmitteln 19, 20,25, 26 und Getriebemittel 21, 22,24 natürlich auch in einem anderen Winkel zueinander angeordnet sein, wenn dies die Verstellung, z. B. aus optischen Gründen, erforderlich machen sollte.

Claims

1. Spiegelfacette für einen wenigstens eine dieser Spiegelfacetten umfassenden Facettenspiegel zum Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen in der Mikrolithographie, insbesondere für die Mikrolithographie unter Verwendung von Strahlung im Bereich des extremen Ultravioletts (EUV), mit den folgenden Eigenschaften:

1. 1.1 eine Spiegeloberfläche (12) der Spiegelfacette (11) ist auf einem Trägerelement (14) angeordnet;

2. 1.2 das Trägerelement (14) weist eine kardanische Aufhängung für den Teil (17) des Trägerelements (14) auf, auf welchem die Spiegeloberfläche (12) angeordnet ist;

3. 1.3 über Stellmittel (19, 20, 25, 26) ist die Winkellage der Spiegeloberfläche (12) in einer Ebene wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse (18) der Spiegeloberfläche (12) in wenigstens einer Raumrichtung einstellbar;

4. 1.4 die Stellmittel (19, 20, 25, 26) wirken über Getriebeelemente (21, 22, 24) auf wenigstens einen Teil (A) des Trägerelements (14);

5. 1.5 die Stellmittel (19, 20, 25, 26) sind von der der Spiegeloberfläche (12) abgewandten Seite der Spiegelfacette (11) aus zugänglich; und

6. 1.6 das Trägerelement (14), die Stellmittel (19, 20, 25, 26) und die Getriebeelemente (21, 22, 24) liegen alle unterhalb einer wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse (18) der Spiegeloberfläche (12) stehenden Projektionsfläche des Trägerelements (14) im Bereich der Spiegeloberfläche (12).

2. Spiegelfacette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Aufhängung über in dem monolithisch ausgebildeten Trägerelement (14) integrierte Festkörpergelenke (15, 16) gebildet ist.

3. Spiegelfacette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegeloberfläche (12) direkt auf das Trägerelement (14) aufgebracht ist.

4. Spiegelfacette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegeloberfläche (12) auf einem Zwischenelement (29) aufgebracht ist, welches auf das Trägerelement (14) aufgesetzt und mit diesem verbunden ist.

5. Spiegelfacette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse (18) der Spiegeloberfläche (12) stehende Projektionsfläche des Trägerelements (14) im Bereich der Spiegeloberfläche (12) eine charakteristische Länge von weniger als 30 mm, insbesondere einen charakteristischen Durchmesser von weniger als 15 mm, aufweist.

6. Spiegelfacette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel (19, 20, 25, 26) als mit ihren Mittelachsen wenigstens annähernd in axialer Richtung zu der optischen Achse (18) der Spiegeloberfläche (12) angeordnete Stellschrauben ausgebildet sind.

7. Spiegelfacette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel (19, 20, 25, 26) als mit ihren Mittelachsen in einem von 180° verschiedenen Winkel zu der optischen Achse (18) der Spiegeloberfläche (12) angeordnete Stellschrauben ausgebildet sind.

8. Spiegelfacette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil des Trägerelements (14), auf welchem die Spiegeloberfläche (12) angeordnet ist, durch wenigstens ein Federmittel (23, 23') gegen die Stellmittel (19, 20, 25, 26) vorgespannt ist.

9. Spiegelfacette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeelemente als schiefe Ebenen (21, 22), auf welchen ballige Enden der Stellmittel (19, 20) anliegen, ausgebildet sind.

10. Spiegelfacette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die schiefen Ebenen (21, 22) orthogonal zueinander ausgebildet sind, wobei die schiefen Ebenen (21, 22) beide fest mit dem Teil des Trägerelements (14), auf welchem die Spiegeloberfläche (12) angeordnet ist, verbunden sind.

11. Spiegelfacette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeelemente als Hebelgetriebe (24) einstückig mit dem Trägerelement (14) ausgebildet sind.

12. Spiegelfacette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Hebelgetriebe (24) zwei Stellmittel (25, 26) aufweist, welche über unterschiedlich lange Hebel (11, 12, 27) an dem Teil (17) des Trägerelements (14), auf welchem die Spiegeloberfläche (12) angeordnet ist, angreifen.

13. Spiegelfacette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Hebelgetriebe (24) ein Stellmittel (26) aufweist, welches über einen an einem Gelenk abgestützten Hebel (11, 12, 27) an dem Teil (17) des Trägerelements (14), auf welchem die Spiegeloberfläche (12) angeordnet ist, angreift.

14. Spiegelfacette nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel (23') in die Anbindung der Hebelgetriebe (24) an dem Trägerelement (14) integriert sind.