EP4031937A1 - Facettenspiegel für eine beleuchtungsoptik einer projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

Facettenspiegel für eine beleuchtungsoptik einer projektionsbelichtungsanlage

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Publication number
EP4031937A1
EP4031937A1 EP20775847.5A EP20775847A EP4031937A1 EP 4031937 A1 EP4031937 A1 EP 4031937A1 EP 20775847 A EP20775847 A EP 20775847A EP 4031937 A1 EP4031937 A1 EP 4031937A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
facet
base body
facets
stop
stop elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20775847.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Willi Anderl
Christian Körner
Hubert Holderer
Markus Holz
Manuel Stompe
Stefan Seitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Publication of EP4031937A1 publication Critical patent/EP4031937A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70075—Homogenization of illumination intensity in the mask plane by using an integrator, e.g. fly's eye lens, facet mirror or glass rod, by using a diffusing optical element or by beam deflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/70116—Off-axis setting using a programmable means, e.g. liquid crystal display [LCD], digital micromirror device [DMD] or pupil facets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
    • G—PHYSICS
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70983—Optical system protection, e.g. pellicles or removable covers for protection of mask

Definitions

  • the invention relates to a facet mirror for an illumination optics of a projection exposure system.
  • the invention further relates to a single facet for a facet mirror of an illumination optics of a projection exposure system.
  • the invention also relates to lighting optics, a lighting system, an optical system and a projection exposure system with a corresponding facet mirror.
  • the invention relates to a method for producing a micro- or nanostructured component and a component produced according to the method.
  • Facet mirrors for lighting optics of Giionsbe lighting systems with a large number of displaceable individual facets are known from the prior art.
  • the individual facets are designed in such a way that they do not interfere with one another in the event of a controlled displacement.
  • the facets are designed in particular in such a way that they do not touch one another when they are displaced.
  • a mechanism is known from the prior art in order to protect the facets of the facet mirror, in particular when it is being transported, against undesired movements.
  • the mechanism does not protect the facets during normal operation of the facet mirror.
  • the essence of the invention is to design the individual facets of the facet mirror in such a way that they touch a stop surface in one or more displacement positions.
  • the individual facets of the facet mirror can in particular be designed in such a way that they touch a stop surface in reversibly adjustable displacement positions.
  • Such a reversibly adjustable displacement position is also called an active or actuatable displacement position designated.
  • the individual facets can in particular have one or more discrete active displacement positions. They can also be designed such that they only touch a stop surface in the event of an undesired deflection, in particular in the event of a parasitic movement, in particular in the event of a transport and / or earthquake.
  • Such a deflection is also referred to as a passive displacement position.
  • the shift position is understood to mean both the actively possible and the passively possible shift positions.
  • the facets touch the stop surface with their base body or a stop element arranged on or in this.
  • the reflection surfaces of the individual facets preferably remain in contact with each other.
  • the stop surface is in particular a defined, in particular a specific stop surface.
  • the stop surface is in particular a stop surface for the mutual stop of two adjacent facets.
  • the stop surface is in particular spaced apart from the reflection surface of the respective individual facet.
  • the stop surface and the reflection surface of an individual facet form, in particular, disjoint areas.
  • the stop surface is in particular formed in or on the facet base body.
  • the stop surface can in particular be designed or arranged in or on the facet base body in such a way that, when projected in the direction of a surface normal to the reflection surface of the individual facet, in particular in the case of a projection in the direction of a surface normal through the centroid of the reflection surface of the individual facet, it forms an outer edge of the Forms projection of the facet base body or protrudes over such in at least one direction perpendicular to the surface normal.
  • the projection is in particular a parallel projection, in particular an orthogonal projection.
  • the projection is, in particular, a projection into a projection plane which, in particular, is perpendicular to the surface normal. According to the invention, it was recognized that this can prevent the facets from hitting one another in an uncontrolled manner.
  • An uncontrolled clash is understood here to mean a clash of the facets in an uncontrolled, in particular an undesired area.
  • the individual facets can in particular be designed in such a way that they only touch a stop surface in actuatable, adjustable displacement positions.
  • the prerequisite for touching the stop surface is not an undesirable or unforeseeable external effect on the individual facets.
  • the individual facets can also be designed in such a way that they touch the stop surface in the event of an undesired or unpredictable external influence, in particular exclusively in the case of an undesired or unpredictable external influence.
  • At least a subset of the individual facets in particular all of the individual facets, can have displacement areas such that adjacent individual facets touch one another in one or more displacement positions.
  • the individual facets can touch each other, especially in passive displacement positions.
  • the individual facets are preferably arranged without contact, in particular at a distance from one another.
  • they can be in at least one active displacement position, in particular in all active displacement positions, in relation to all stop surfaces.
  • the idea according to the invention relates to an optical module with a plurality of displaceable optical elements.
  • adjacent individual facets in a basic or neutral position are each spaced apart from one another by a gap.
  • a corresponding gap can also be in predetermined switching positions, in particular in any desired switching position to be available.
  • the reflection surfaces of the individual facets are preferably arranged at a distance from one another in the basic or neutral position.
  • the individual facets are in particular also spaced apart from all stop surfaces by a gap.
  • the gaps are sufficiently large to enable the individual facets to be shifted in the shifting area. On the other hand, the gaps are as narrow as possible in order to enable the individual facets to be packed tightly.
  • the width of the gaps between adjacent individual facets can in particular be less than 1 mm, in particular less than 0.5 mm.
  • the width of the column is in particular no more than 50%, in particular no more than 30%, in particular no more than 20%, in particular no more than 15%, in particular no more than 10%, in particular no more than 5%, in particular no more than 3%, in particular no more than 2%, in particular no more than 1% of the He stretching the individual facets, in particular their base bodies or their reflective surfaces, in the corresponding direction.
  • the area within which the facet can be actuated displaceably is referred to as the displacement area of an individual facet.
  • This area is also known as the active relocation area.
  • the individual facets are displaced by external influences, for example vibrations, in particular when the facetted mirror is being transported.
  • the area possible here is called the passive displacement area. In particular, it can be larger than the active displacement range.
  • the displacement area of a facet is understood to mean the largest displacement area in each case, in particular the larger of the active and passive displacement area in each case.
  • the total area of the gaps between adjacent individual facets is at most, in particular, at most 50%, in particular at most 30%, in particular at most 20%, in particular at most 15%, in particular at most 10%, in particular at most 5%, in particular at most 3%, in particular at most 2%, in particular at most 1% of the total area of the facet mirror or the sum of the reflection surfaces of all the individual facets of the facet mirror.
  • the individual facets in particular have one, two or more degrees of freedom of displacement. In particular, they have two degrees of freedom of tilting. In particular, they can be tilted around two, in particular special, tilting axes that run perpendicular to one another. They can also be linearly displaceable in the direction parallel to a surface normal, in particular in a central point of the reflection surface.
  • the individual facets in particular their facet base bodies, can each be formed monolithically.
  • the component of an individual facet on which the reflective surface is applied is referred to here as the facet base body.
  • the facet base body has, in particular, a cross section which essentially corresponds to the reflection surface.
  • the cross section of the facet base body deviates in particular by a maximum of 30%, in particular a maximum of 20%, in particular a maximum of 10% from the dimensions of the reflective surface of the respective facet.
  • the facet base body points in particular in a projection, in particular in a parallel projection, in particular in an orthogonal projection, in the direction of a surface normal to the reflection surface, in particular in the area of one of the stop surfaces and / or in the area of one of the stop elements in the direction perpendicular to a surface normal on the reflection surface of the respective individual facet has a cross section which deviates by at most 30%, in particular at most 20%, in particular at most 10% from the dimensions of the reflective surface of the respective facet.
  • This can in particular be a square, in particular special elongated cross-section.
  • the cross section can have straight or curved Beran applications.
  • the aspect ratio of this cross section of the basic facet body corresponds, in particular within the specified maximum deviations, to that of the reflection surface of the respective individual facet. In this regard, reference is made to the following description.
  • the individual facets can also have further components, for example elements of an actuator device for displacing the respective facet and / or elements for supporting the facet.
  • an actuator device for displacing the respective facet and / or elements for supporting the facet.
  • the individual facets are preferably elongated. They preferably have an aspect ratio (greatest extent in the longitudinal direction: greatest extent perpendicular thereto, that is to say in the transverse direction) of at least 3: 1, in particular at least at least
  • the aspect ratio is preferably at most 100: 1, in particular at most 50: 1, in particular at most 30: 1, in particular at most 20: 1.
  • the stop surface which is touched by a single facet in a certain displacement position, is formed by another single facet, in particular its base body, in particular a predetermined area of the base body, or by a separate stop element.
  • the facet mirror can in particular be designed in such a way that contact between two adjacent individual facets is only possible when non-actuatable degrees of freedom are excited. Such a deflection of the individual facets can occur, for example, in the event of an earthquake or transport load.
  • the contact with the separate stop element can also be limited to a stimulation of non-actuatable degrees of freedom, in particular in the event of an earthquake or transport load.
  • the facet base body of the individual facets is designed in such a way that adjacent individual facets touch each other in certain deflection or displacement positions in a predetermined area of the facet base body.
  • the area of the facet base body in which contact can occur is preferably at a distance from the reflection surface of the respective individual facets, in particular from their edges. This reduces the risk of damage to the reflection surface, in particular its edges, due to a collision of adjacent individual facets. This also applies in particular to unplanned, in particular unpredictable, collisions such as those that can occur, for example, when transporting the facet mirror and / or in the event of an earthquake.
  • the predetermined area of the facet base body forms, in particular, the stop surface.
  • the facet base bodies are designed in such a way that a distance between the facet base bodies of two adjacent individual facets is less than a distance between their reflection surfaces.
  • one or more stop elements are provided on or in the facet base body.
  • the stop elements serve as a buffer. In a sense, they serve as bumpers. They enable a targeted specification of the areas in which adjacent individual facets can touch, in particular they enable the targeted specification of the stop surfaces.
  • the stop elements can be designed as separate elements and each connected to the faceted base body. You can in particular be positively connected to the faceted base body. According to one aspect of the invention, the stop elements are connected to the facet base body by gluing, soldering, welding, screwing, clipping, shrinking or plugging. In principle, all conceivable connection techniques for connecting the attachment elements to the facet base bodies are possible.
  • the stop elements can in particular be exchangeable.
  • the stop elements can also be designed in one piece with the facet base bodies. This enables a particularly simple and stable production.
  • the stop elements are preferably arranged at predetermined positions, in particular in the region of vertices, corners, edges or other predetermined positions of the facet base body.
  • the stop elements can extend over the entire width and / or over the entire length of the facet base body. In particular, they can extend over the entire circumference of the facet base body. As an alternative to this, it is possible to provide a plurality of stop elements, each of which has a smaller extension. This can save weight. This has a positive effect on the mechanical properties of the individual facets.
  • one or more stop elements can be arranged at the end of the facet base body, in particular in the region of its ends in the longitudinal direction. It is also possible to arrange one or more stop elements in a central area, in particular in a central area with regard to the longitudinal direction, on the facet base body. This can be particularly advantageous in the case of curved facets.
  • the stop elements can in particular be provided in the areas in which collisions are most likely to occur. They can in particular be arranged in the areas in which the distance between the respective facet base body and an adjacent facet base body is minimal. This information can relate to the position of the facet base bodies in a neutral, that is to say undeflected basic state and / or to a displacement position of adjacent facet base bodies in which their spacing is minimal.
  • the stop elements can be formed from the same material as the facet base body. In particular, they can be formed from copper or a copper alloy. They can also be made or consist of other materials. Other materials that can be used for the stop elements are, for example, Zerodur, ULE, aluminum, ceramic, quartz, silicon.
  • the stop elements can be provided with a coating, in particular a wear-resistant coating. In this way, particle abrasion can be reduced, in particular prevented.
  • the stop elements are laterally over the Re flexionsthesis. In particular, they protrude laterally over the reflection surface when viewed from above. In particular, they protrude laterally over the reflection surface in the transverse direction.
  • the stop elements in particular have an extension in the direction parallel to the reflection surface, which is greater than the extension of the reflection surface in this direction.
  • the stop elements in particular have an extension in the direction parallel to the width of the reflection surface, which is greater than the width of the reflection surface.
  • the stop elements protrude over the facet base body in the opposite direction to the surface normal of the reflection surface.
  • they protrude above the facet base on the side of the facet base opposite the reflective surface.
  • the stop elements can also have an extension in the direction parallel to a surface normal paint of the reflection surface, which is smaller than the extension of the facet base body in this direction.
  • all of the individual facets of the facet mirror each have identical stop elements and / or stop elements at essentially identical positions.
  • different individual facets can have different stop elements and / or stop elements at different positions.
  • the equality and / or the differences of the stop elements can relate to their shape and / or their arrangement on the respective individual facets.
  • the stop elements have an extension which extends over the entire length of an individual facet.
  • the stop elements can in particular extend over the entire circumference of an individual facet.
  • the individual facets in particular their base bodies, have means for weight reduction and / or a weight-reduced design.
  • bores, recesses, pockets, thinnings or bevels can serve as means for reducing weight.
  • the facet mirror has one or more means for limiting the displacement range of the individual facets.
  • the facet mirror can in particular have one or more means for limiting undesired deflection, in particular for limiting parasitic movements of the individual facets.
  • the means for limiting the displacement range in particular the means for limiting the undesired parasitic movements of the individual facets, can form the stop surface.
  • the means for limiting the displacement range of the individual facets can be formed out as pins, wel che are in particular also referred to as snubbers, forks, pockets or U-profiles.
  • the game of the respective stop surfaces is preferably smaller than the facet gap to be adjacent individual facets.
  • the free end of the means for limiting the displacement area of an individual facet is arranged in the area of the axis of rotation.
  • the means or means for limiting the displacement range of the individual facets are adjusted.
  • Another object of the invention is to improve individual facets for a facet mirror of an illumination optics of a projection exposure system, in particular in accordance with the preceding description.
  • one or more stop surfaces and / or stop elements are provided on or in the facet base body which, when projected in the direction of a surface normal onto the reflection surface, protrude beyond the reflection surface in at least one direction perpendicular to this surface normal.
  • the surface normal is in particular the surface normal through the centroid of the reflection surface.
  • the individual facets have one or more stop surfaces and / or stop elements which, when projected in the direction of a surface normal onto the reflection surface, protrude both in at least one direction perpendicular to this surface normal and in an opposite direction over the reflection surface.
  • the individual facets have one or more stop surfaces and / or stop elements which, when projected in the direction of a surface normal onto the reflection surface, protrude beyond the reflection surface over the entire circumference of the reflection surface.
  • the stop elements can be a special design of the Facettengrundkör pers, in particular a thickening of the same.
  • the base body is preferably wider, at least in some areas, than the reflection surface of the individual facet.
  • the stop elements can also be separate components which are connected to the facet base body.
  • the reflection surfaces of the individual facets can be planar. They can also have a positive or negative refractive power. They can also be designed toric.
  • the reflection surfaces of the individual facets can in particular be rectangular, trapezoidal or curved, in particular in the shape of a circular ring.
  • the facet base body has at least one free end, in particular two free ends, and is designed in such a way that its cross section decreases towards the free end or towards the free ends.
  • the cross section of the facet base body is reduced in particular at least partially starting from a fastening area towards the free end or ends.
  • the cross section can in particular continuously, in particular monotonically, decrease towards the free end. This allows the mass moment of inertia to be reduced.
  • the cross section of the facet base body can also contribute to increasing the rigidity of the facet base body.
  • the cross section can also increase again on the very outside, in the area of the free end.
  • the facet base body can in particular have a stop element.
  • the facet base body has means for reducing its mass moment of inertia and / or means for increasing its rigidity.
  • Recesses, bores or, in general, a weight-reduced design of the facet base can serve as a means for reducing the mass moment of inertia of the facet base.
  • the facet base body can in particular have at least partially a T-shaped, a U-shaped or an H-shaped cross section.
  • the Fa cettengrundSuper can also be manufactured additively. In particular, it can have hollow structures. This allows the mass moment of inertia of the facet base body to be reduced particularly effectively.
  • Further objects of the invention are to provide an illumination optics for a projection exposure system, an illumination system for a projection exposure system, an optical one Improve system for a projection exposure system and a projection exposure system.
  • the designs according to the invention offer in particular improved protection, in particular the optical surfaces, during transport and in the event of an earthquake load.
  • Further objects of the invention consist in improving a method for producing a micro- or nanostructured component and a correspondingly produced component.
  • Fig. 1 schematically shows the components and the beam path of a Gyroscope
  • 3 and 4 schematically an actuator device for shifting a field facet about two independent tilting axes
  • 5 schematically shows a further detail to illustrate the relative position of the tilt axis of a field facet relative to its reflection surface
  • FIG. 6 shows schematically and by way of example the collision of two adjacent facets during a rotation about an axis parallel to their surface normals
  • FIG. 8 shows an example of a cross section of a stop element for protecting a facet
  • FIG. 9 shows an example of a side view through a facet according to FIG. 7 with two stop elements arranged at the end,
  • Fig. 10 schematically shows a representation according to FIG. 6, wherein the facets are protected by stop elements
  • 11 to 13 are schematic representations to illustrate different tilting situations of two adjacent facets
  • FIG. 16 shows an example of a perspective view of a structure-optimized facet
  • FIG. 17 schematically shows a perspective partial view of a facet, the base body of which has means for reducing the mass moment of inertia and means for increasing the rigidity
  • FIG. 18 schematically shows a perspective view of a facet with a balancing element
  • 19 shows an exemplary detailed view of the arrangement of an exemplary stop element on the base body of a facet
  • FIG. 24 schematically shows a cross section through adjacent facets with anchoring elements according to FIG. 23,
  • FIG. 25 schematically shows a longitudinal section through a facet to illustrate a preferred arrangement of the stop element according to FIG. 23 relative to a tilt axis of the facet and
  • stop element is designed as a separate, lateral stop
  • FIG. 27 shows, by way of example, a further cross section of a stop element for
  • FIG. 28 shows an example of a perspective view of a facet with three attachment elements.
  • the projection exposure system 1 includes an illumination optics la for illuminating an object field 2 in an object plane 3 with illuminating radiation 4.
  • the projection exposure system 1 also includes a projection optics lb for imaging one not shown in FIG shown, arranged in the area of the object plane 3 with structures to be imaged on a wafer, also not shown in FIG. 1, which is arranged in an image plane 31. Many details are known from the prior art.
  • the illuminating radiation 4 can in particular be EU V radiation, in particular illuminating radiation with a wavelength of at most 30 nm, in particular 13.5 nm or less.
  • the illuminating radiation 4 is generated by a radiation source 5.
  • a plasma source or a free electrode laser (FEL) can serve as the radiation source 5.
  • FEL free electrode laser
  • the combination of the lighting optics la and the radiation source 5 is also referred to as a lighting system lc.
  • the illumination radiation 4 emitted by the radiation source 5 is collected by a collector 6.
  • the collector 6 reflects the illumination radiation 4 and leads it to the subsequent components of the illumination optics la.
  • the illuminating radiation 4 strikes a first optical element in the form of a first facet mirror 7, which is also referred to as a field facet mirror.
  • the first facet mirror 7 is used to generate secondary light sources in the lighting system lc.
  • a total reflection surface of the first facet mirror 7 acted upon by the illumination radiation 4 is subdivided into a plurality of first facets 8i, which are also referred to as field facets.
  • first facets 8i which are also referred to as field facets.
  • four first facets 8i to 8 4 are shown schematically.
  • Partial bundles 12i of illuminating radiation 4 are also shown schematically and by way of example in FIG.
  • the first facets are usually elongated. You can be formed from rectangular. They can also be curved, in particular configured in the shape of a circular ring segment.
  • the first facets can all have identical dimensions. It is also possible to design the first facet mirror 7 with first facets of different dimensions.
  • the first facets can in particular have an aspect ratio of at least 5: 1, in particular at least 8: 1, in particular at least 12: 1, in particular at least 13: 1.
  • the aspect ratio of the first facets is in particular at most 100: 1, in particular at most 50: 1.
  • the shape of the first facets can in particular be adapted to the shape of the object field 2. In particular, it can be geometrically similar to the shape of the object field 2.
  • the shape of the first facets is in particular such that the illumination radiation 4 reflected by them illuminates the object field 2 or certain subregions thereof as precisely as possible when the projection exposure system 1 is in operation.
  • Each of the first facets can be displaced, in particular tilted, in order to set different lighting settings.
  • the first facets can in particular be tilted about two axes perpendicular to one another.
  • a Cartesian (x, y, z) coordinate system is used to describe positional relationships.
  • the first facets can each be tilted about a tilt axis running in the x direction and about a tilt axis running in the y direction.
  • the z-axis is in particular parallel or almost parallel to a surface normal of the respective facet.
  • actuators are provided, of which an actuator 16 is indicated in FIG. 1 as a representative.
  • the actuator 16 is connected to a central control device 19 via a control line 18.
  • the control device 19 is connected to all other actuators assigned to the first facets.
  • a second optical element in the form of a second facet mirror 20 is arranged at the location of the secondary light sources generated by the first facet mirror, that is, in an image plane to the radiation source 5, a second optical element in the form of a second facet mirror 20 is arranged.
  • the second facet mirror 20 is also referred to as a pupil facet mirror.
  • the illuminating radiation 4 is applied to the pupil facet mirror via the first facet mirror 7.
  • the surface of the second facet mirror 20 that can be acted upon is subdivided into a plurality of second facets 2L, of which four second facets 2h to 2h are shown in FIG. 1 by way of example.
  • the second facets 2h to 2h are each assigned to one of the first facets 8 to 11, so that a secondary light source is generated at the location of the respectively acted upon second facets 2h to 2h.
  • the second facets can also be tiltable by actuators.
  • An actuator 25 assigned to the second facet 21 is shown as an example of this in FIG.
  • the actuator 25 is in signal connection with the control device 19 via a beam line 18.
  • transmission optics 27 with wide ren mirrors 28, 29 are arranged.
  • the mirror 28 can be hit by the illuminating radiation 4 with a small angle of incidence, for example an angle of incidence of less than 30 °.
  • the mirror 29 can be acted upon in grazing incidence, for example with an incidence angle of more than 60 °.
  • FIG. 2 the top view of a section of the surface of the first facet mirror 7 is shown as an example.
  • many facets 8i are arranged next to one another on the facet mirror 7.
  • adjacent facets 8i, 8i + i are each separated from one another by a gap 32.
  • the gaps 32 run parallel to the x or y direction.
  • the gaps 32 are as narrow as possible.
  • the gap width is in particular at most 1 mm.
  • the gap width is in particular no more than 50%, in particular no more than 30%, in particular no more than 20%, in particular no more than 15%, in particular no more than 10%, in particular no more than 5%, in particular no more than 3%, in particular no more than 2%, in particular no more than 1% of the extension of the facets 8i in the corresponding direction.
  • a maximum of 50% in particular a maximum of 30%, in particular a maximum of 20%, in particular a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5%, in particular a maximum of 3%, in particular a maximum of 2%, in particular a maximum of 1% of the total area of the first facet mirror 7 covered by columns 32.
  • the illuminating radiation 4 cannot be reflected at the gaps 32. Column 32 thus lead to transmission losses.
  • the gaps 32 are necessary in order to enable a certain actuation range of the facets 8i.
  • FIGS. 3 and 4 details of the actuators 16 for displacing the facets 8i are shown by way of example and schematically.
  • the actuation takes place via a lever 33. This can be done by magnetic forces.
  • the magnet is located in particular on the underside of the lever 33. Below this, energized coils are provided, which can lead to a deflection of the lever 33 and thus to a tilting of the facet 8i.
  • the actuator 16 can also have one or more restoring elements, for example in the form of leaf springs 34.
  • the facets 8i each have a facet base 35 and a reflection surface 36.
  • the reflective surface 36 has edges 40 on the edge.
  • the facets 8i can be attached to a common frame or a common plate. It is also possible to fix the facets 8i in groups on modular plates.
  • the reflection surface 36 which is also generally referred to as an optical surface, can be designed to be flat. However, it can also be curved. In particular, it can have a particularly concave or convex design. It can also be toroidal or have any other shape.
  • the tilt axes 37 can lie in the region of the reflection surface 36 (FIG. 5, left).
  • the tilt axis 37 can also lie below, that is to say behind the reflection surface 36 (FIG. 5, center).
  • the tilt axis 37 can also lie above, that is to say in front of the reflection surface 36 (FIG. 5, right).
  • the position of the tilt axis 37 relative to the reflective surface 36 has an influence on the required width of the gap 32 in order to ensure that adjacent facets 8i, 8i + i are free from collisions over a specified tilt angle range (tilt range).
  • the facet base body 35 can preferably, at least in sections, have a cross-section that decreases in the direction perpendicular to the reflection surface 36, for example a trapezoidal cross-section.
  • a side angle b can in particular be as large as the maximum tilt angle to be set. It can also be bigger.
  • the dimensions of the facet base body 35, in particular its mass moment of inertia, can be reduced by a larger side angle b, in particular a stronger bevel, of the facet base body 35.
  • the individual facets 8i can have a low natural frequency that is excited, for example, during transport or in the event of unexpected vibrations, for example during an earthquake. This can lead to collisions between adjacent facets 8i, 8i + i .
  • FIG. 6 shows an example of a collision of two adjacent facets when they rotate about their z-axis, which runs parallel to a surface normal on a central point of the reflection surface 36. Such a collision can lead to indentations on the optical edges, that is to say in the edge region of the reflection surface 36.
  • facets 8i, 8i + i control can be tilted about the x- and y-axes
  • rotation about the z-axis is undesirable during normal operation of the projection exposure system 1.
  • Such a rotation around the z-axis can, however, be stimulated in the event of a transport or earthquake. This can lead to damage to the facets 8i, 8i + i , which should preferably be avoided.
  • the facet base body 35 and the reflection surface 36 are each designed in such a way that the reflection surface 36 is not damaged in the event of a collision.
  • the facet base body 35 is provided with defined stop surfaces which are spaced from the reflection surface 36 of the respective facet 8i and in the area of which contact can occur.
  • separate stop elements, to which the facet base body 35 can strike can also serve as stop surfaces.
  • the stop surface can in particular be formed by a predetermined area of an adjacent facet or by an additional mechanical component.
  • the distance of the facet base body from the respective associated stop surface is in particular special smaller than the width of the gap 32 in the corresponding direction.
  • the distance between the facet base body 35 and the associated stop surface is in particular smaller than the distance between the reflection surface 36 and the stop surface or the reflection surface 36 of the adjacent facet. This ensures that, in the event of a collision, it is not the optical edges, that is to say the edges of the reflective surface 36, but the desired stop areas that collide.
  • FIG. 7 a perspective view of a facet 8i is shown as an example.
  • anchoring elements 38 are provided at the end of the facet base body 35.
  • a side view through the facet according to FIG. 7 is shown by way of example in FIG.
  • a cross section of the stop element 38 is shown in detail in FIG.
  • the stop element 38 has, in particular, stop edges 39.
  • the stop edges 39 are ver in the direction perpendicular to the tilt axis 37 to the edges 40 of the reflective surface 36 to the outside.
  • FIG. 27 shows a cross section of a variant of the stop element 38.
  • the stop element 38 according to FIG. 27 has a shoulder 48 on both sides of the reflective surface 36.
  • the shoulder 48 extends in particular in a direction parallel to a width of the facet. It leads to improved protection of the reflective surface 36, in particular its edges 40.
  • the shoulder 48 can in particular be oriented at an angle c in the range from 90 ° to 150 °, in particular in the range from 90 ° to 135 °, preferably of at least 100 °, to a vertical direction 49.
  • the vertical direction 49 runs in particular parallel to a surface normal 50 through a central point 51 of the reflection surface 36.
  • the stop edge 39 can be rounded or chamfered.
  • the stop elements 38 project downwards, that is to say on the side of the facet base body 35 facing away from the reflection surface 36, beyond the facet base body 35.
  • the vertical protrusion can be determined on the basis of the desired tilting range of the facets 8i.
  • the tilting range of the facets 8i can, for example, be up to 100 mrad.
  • the stop elements 38 can be plate-shaped. They can also be designed so that they can be pushed onto the facet base body 35 in the manner of a sleeve.
  • the stop elements 38 can each end on the free ends of the Facettengrundkör pers 35 be arranged in the longitudinal direction.
  • the stop elements 38 are preferably designed and / or arranged on the basic facet body 36 such that in any tilt position, in particular in any operating switch position, any, in particular unexpected, stimuli of the facets 8i, for example also around the z- Axis, at most leads to collisions in the area of the stop elements 38, but not in the area of the edges 40 of the reflective surface 36.
  • stop elements 38 can also be arranged in a central region on the facet base body 35. This can be advantageous in particular in the case of arcuate facets 8i.
  • the stop elements 38 are preferably arranged in the area or areas in which the distance between the respective facet base body 35 and the adjacent facet base body 35 or the adjacent stop element 38 is the smallest.
  • the stop elements 38 are arranged in particular in the areas of the facet base body 35 in which collisions are most likely to occur.
  • the stop elements 38 arranged in the region of the free ends of the facet base body 35 do not need to be arranged completely at the end of the facet base body 35 either.
  • different stop elements 38 can have different geometrical designs.
  • stop elements 38 arranged in the central areas of the facet base body 35 can be configured as thickened portions of the facet base body 35.
  • the stop elements 38 arranged in the central regions of the facet base body 35 can only be arranged on a single side of the facet base body 35. It is also possible to arrange corresponding stop elements 38 on two sides, that is to say on opposite sides of the facet base body 35.
  • stop elements 38 are designed in particular in such a way that when the facets 8i are displaced and / or due to unexpected stimuli of the facets 8i, contact with a stop surface can occur, the facets 8i being the stop surface in a predetermined area which is affected by the reflection surface 36 is spaced, touch.
  • FIGS. 11 to 13 different constellations are shown by way of example when adjacent facets 8i, 8i + i are tilted.
  • the adjacent edges 40 are not endangered or at least less endangered.
  • the stop elements 38 are designed in such a way that the stop edge 39 of one stop element 38 comes into contact with the other stop element 38.
  • the stop element 38 in particular its stop edge 39, can also come into contact with another area of the facet base body 35 of the adjacent facet 8i.
  • the area in which contact (collision) of a facet 8i can occur is at a distance from the reflection surface 36 of the respective facet 8i.
  • the protrusion e by which the stop edge 39 protrudes laterally over the reflective surface 36, has at least a ratio to the height h of the reflective surface 36 above the plane through the stop edges 39 in the illustrated embodiment of the stop element 38 must be as large as the tangent of the triple side angle b: e: h> tan (3b).
  • e: h> tan (3b) With a side angle b of 40 mrad, the following applies in particular: e: h> 120 pm / mm.
  • this also applies to the case of additional actuation about the second tilt axis. In the present case, this primarily leads to a relative displacement of the two facets 8i, 8i + i in the z-direction. This can lead to the other facet 8i then being endangered. However, in the illustrated embodiment of the stop elements 38, this is also protected by the stop elements, in particular in such a way that the edges 40 of their reflective surface 36 cannot collide.
  • the extent of the stop elements 38 in the z-direction is dependent on the maximum tilting range about the y-axis.
  • a sufficient extension of the stop elements 38 in the z-direction can ensure that the stop elements 38 provide a stop surface regardless of the tilt position about the y-axis in order to protect the edges 40 of the reflective surface 36 against collisions.
  • Manufacturing tolerances in the manufacture of the facet base body 35 are usually in the range from 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the stop elements 35 can wear out over the service life of the facets 8i. In the event of a collision, there may be a maximum indentation of the stop edge 39 in the range of at most a few pm. This depends, among other things, on the material of the stop elements 38 and / or on the angle of incidence in the event of a collision. As will be described in more detail below, provision can be made for the stop edges 39 to be rounded. This can reduce the Hertzian pressure in the event of a collision.
  • the protrusion e is particularly dependent on the displacement range (actuation range) of the facets 8i.
  • the absolute value of the protrusion e is dependent on the distance between the stop edge 39 and the edge 40 of the reflective surface 36 to be protected, in particular on the height h. The smaller this distance or the height h, the smaller the over stand e can be selected.
  • a protrusion e in the range from 20 gm to 100 gm has been found to be particularly useful.
  • the distance between adjacent facet base bodies 35 in a neutral position of the facets 8i, 8i + i in particular a distance between the adjacent stop edges 39 of adjacent facets 8i, 8i + i ⁇ 100 gm, in particular at most 50 gm.
  • These specifications preferably apply for the distance between two adjacent reflection surfaces 36, in particular in the neutral position of the facets 8i, 8i + i, or in particular in a position of the same in which their surface normals run parallel to one another.
  • This aspect relates to the arrangement of the stop elements 38 on the facet base body 35.
  • the narrow point that is, the point of the smallest distance between the two adjacent facets 8i, 8i + i
  • the nominal width of the gap 32 between adjacent facets 8i, 8i + i varies over the length of the facets 8i, 8i + i.
  • stop elements 38 on the facet base body 35 depending on the position of the narrow point.
  • the stop elements 38 can in particular not only be arranged at the end of the facet base body 35. This is shown by way of example in FIG. 14 for the facets 8i, 8 2 .
  • the stop elements 38 can, however, also be arranged centrally on the facet base body 35. This is shown by way of example in FIG. 14 for the facets 82, 83.
  • the dimension of the protrusion e can be chosen differently. This is shown as an example in FIG.
  • the protrusion e of the stop elements 38 between tween the facets 8 2 and 8 3 is chosen greater than the amount of the protrusion e between the facets th 8i and 8 2 . This also makes it possible to take into account the small gap width in the central area of the facets 8 2 , 8 3.
  • the stop elements 38 it is possible to flexibly select the position of the arrangement of the stop elements 38 as required.
  • the dimension of the protrusion e can be flexibly adapted to the gap width.
  • a predetermined position of the arrangement of the stop elements 38 on the facet base body 35, which is the same for all facets 8i, has the advantage that the variety of facet features is reduced. This makes programming the facet contours easier.
  • the stop edge 39 is formed over the entire length of the facets 8i.
  • the stop edge 39 can in particular be formed over the entire circumferential area of the facet base body 35.
  • the stop edge 39 can here be formed continuously. It can also be designed to be interrupted. This can save weight.
  • stop elements 38 In particular for reasons of weight saving, it can be advantageous to arrange stop elements 38 only in the critical areas on the facet base body 35. In particular in the case of a relatively large tilting range, for example a tilting range of more than 40 mrad, it can be advantageous to arrange stop elements 38 exclusively in the region of the free ends of the facets 8i.
  • the stop elements 38 can in particular only be arranged at discrete locations in the longitudinal direction of the facet base body 35. In particular, a maximum of 10, in particular a maximum of 8, in particular a maximum of 6, in particular a maximum of 4, in particular 2 attachment elements 38 can be arranged on the facet base bodies 35.
  • the stop elements 38 can each have an extension in the longitudinal direction of the facet base 35 which is at most 10%, in particular at most 5%, in particular at most 3%, in particular at most 2% of the length of the facet base 35.
  • the stop elements 38 can be designed and arranged on the facet base body 35 in such a way that the mass moment of inertia of the facet base body 35 is increased by a maximum of 10%, in particular a maximum of 5%, in particular a maximum of 3% due to the arrangement of the stop elements 38.
  • Another aspect of the invention relates to an advantageous embodiment of the facet base body 35. It was recognized that a facet that is as lightly weighted as possible is advantageous for dynamic reasons. On the one hand, this keeps the amplitudes low in the event of an excitation, and on the other hand, the collision energy is reduced in the event of collisions. Even if, according to the invention, contact between a facet 8i and a stop surface is permitted, care must be taken that such collisions do not lead to negative consequences, in particular do not lead to damage to the facet 8i or to particle formation.
  • the facet base bodies 35 can be designed in a structure-optimized manner.
  • the facet base body 35 can in particular have means for reducing the weight, in particular special means for reducing the mass moment of inertia.
  • means for reducing the weight of the facet base body 35 and for reducing its mass moment of inertia it can be provided, for example, to design the facet base body 35 with a cross-section that reduces towards the free end.
  • a corresponding design is shown as an example in FIG.
  • the angle of incidence w between the inner side of the facet base body 35 and the front side thereof is in particular in the range from 2 ° to 10 °, in particular in the range from 4 ° to 6 °.
  • the rigidity of the facet base body 35 can be increased.
  • the rigidity of the facet base body 35 can in particular be increased in that the cross-sectional area increases towards the support point of the facet.
  • the total mass of the facet base body 35 increases, but that From the moment of inertia, as the cross-section is reduced towards the free end.
  • the mass moment of inertia is reduced and the rigidity is increased.
  • the sagging due to the inherent weight of the facet base body 35 can be improved by a factor of more than two, in particular more than three.
  • This information relates, for example, to a facet with a length of 120 mm, a width of 6.6 mm and an average height of 14 mm.
  • the necessary rigidity can be shifted towards the actuator axis.
  • a further means for reducing the weight, in particular for reducing the mass moment of inertia of the facet base body 35, is shown as an example in FIG.
  • 35 bores are provided in the facet base body.
  • the holes also lead to weight savings.
  • pockets can also be provided, in particular from the underside of the facet base body 35 or from the side surfaces of the same.
  • tapering of the cross section is also possible in other ways, for example by means of bevels on the sides.
  • FIG. 35 Another means for optimizing the facet base body 35 is shown in FIG. According to this variant, the facet base body 35 is mounted in a strongly asymmetrical manner. A balancing element 41 is provided in the area of the shorter free end.
  • the mass moments of inertia of the facet base body 35, in particular by Rx, can be reduced by up to 30%.
  • the stop elements 38 preferably have a small extent in the x direction, that is to say in the longitudinal direction of the facet base body 35.
  • the stop elements 38 can in particular have an extension in the range from 1 mm to 3 mm in the x direction.
  • the previously exemplarily described facets 8i in particular together with the other moving masses of the manipulator, have a total moment of inertia I yy of approximately 180,000 g ⁇ mm 2 .
  • the additional total moment of inertia I yy due to the stop elements 38 is less than 5000 m ⁇ mm 2 , that is to say less than 3% of the total moment of inertia
  • Such weight savings can be introduced into the stop element 38 in particular at the end face in the x direction.
  • the relative proportion of the mass moment of inertia of the stop elements 38 in the total moment of inertia I yy of the facets 8i can be reduced to less than 2%.
  • the stop elements 38 serve in particular to protect the facets 8i, in particular to protect their reflective surfaces 36, in the event of unexpected stimuli and / or vibrations. They protect the facets in particular against seismic load cases in which the excited oscillation amplitudes can be a multiple of the width of the intended column 32.
  • the stop elements 38 can be designed as separate components. In particular, they can be placed on the facet base body 35. They are generally connected to the facet base body 35. Essentially all conceivable connection techniques are possible here.
  • the stop elements 38 can in particular be glued, soldered, welded, screwed, clipped or shrunk onto or slipped onto the facet base body 35.
  • the formation of the stop elements 38 as separate components has the advantage that the stop elements 38 can be made from a different material than the facet base body 35. They can also be made from the same material. They can in particular be made of copper or a copper alloy. This is particularly advantageous with regard to particle formation.
  • the use of copper or a copper alloy to produce the stop elements 38 has the advantage that due to the relatively low hardness of copper results in a slight indentation in a non-disruptive point in the event of a collision. The formation of particles is largely prevented.
  • stop elements 38 can be formed in particular by the geometric details, in particular the shape of the facet base body 35. This enables a particularly simple and robust production.
  • the design of the stop elements 38 in particular their stop edge 39, can be sharp-edged (FIG. 20), not sharp-edged, in particular tapering flat (FIG. 21) or rounded (FIG. 22).
  • a rounded, preferably chamfered training makes it possible to reduce the Hertzian pressure. It is a preferred embodiment.
  • the height h by which the reflection surface 36 is offset in the direction of its surface normal relative to a plane through the stop edges 39 of the stop element 38 can also approach zero.
  • the used optical surface of the facets 8 i does not extend to their geometric edge, in particular not to the edge of the facet base body 35.
  • the reflective surfaces 36 do not collide with one another.
  • the reflection surfaces 36 are surrounded by an edge region which is not used to reflect the illumination radiation 4. This reduces the degree of filling of the facet mirror 7 and thus the degree of efficiency with regard to transmission is reduced.
  • the stop surface is formed by a means for limiting the displacement range of the facets 8i.
  • a pin 42 which is also referred to as a snubber, serves as such a means.
  • the pin 42 dips into a pocket 43 on the underside of the facet base body 35.
  • the immersion depth is large enough to cover the entire tilting area.
  • the pin 42 can also be tilted together with the facet base body 35.
  • the pin 42 and a bearing 46 of the facet 8 i, which is only shown in FIG. 23, are arranged on a common base plate 47.
  • the precise positioning of the pin 42, in particular of the free end of the same which plunges into the pocket 43, can advantageously be adjustable.
  • the play between the pin 42 and a stop side 44 on the inside of the pocket 43 is smaller than the distance between two adjacent facets 8i, 8i + i , in particular smaller than the width of the gap 32 between two adjacent facets 8i, 8i + i .
  • the play between the pin 42 and the stop side 44 is in particular smaller than the part of the gap 32 available for the TO tolerances. This ensures that the protective effect for the edges 40 of the reflective surface 36 is also guaranteed in this variant.
  • the pin 42 can be adjusted.
  • the pin 42 can in particular be designed to be adjustable.
  • the pin 24 can be designed in particular spherical at its free end. This prevents the tilting of the facets from being hindered
  • the snubber is shown as a pin 42. It is also conceivable to design the snubber as a fork, that is to say with several free ends which grip around the facets. According to a further variant shown by way of example in FIG. 25, a lateral stop 45 is provided instead of the pin 42.
  • the facets 8i in particular their facet base bodies 35, have a displacement area such that they touch a stop surface in certain displacement positions.
  • the shift positions can be reversibly actuatable shift positions. It can also involve undesired deflection positions which can occur in the event of transport or in the event of an earthquake, in particular exclusively in the event of transport or earthquake, but not in the case of controlled relocation.
  • the stop surface can in this case be formed by a surface on a further optical element, in particular a further facet base body 35 or a stop element 38 arranged thereon. It can also be formed by a separate mechanical detail, for example the pin 42 or the side stop 45.
  • all stop surfaces are made of wear-resistant materials. They can also have a wear-resistant coating. This can prevent the generation of particles in the event of a collision. Any particles that are nevertheless generated could be collected in a collecting container or in pockets that are formed by neighboring components.

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Abstract

Ein Facettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage weist eine Vielzahl von verlagerbaren Einzelfacetten (8i) mit einem Facettengrundkörper (35) und einer auf diesem angeordneten Reflexionsfläche (36) auf, wobei zumindest eine Teilmenge der Einzelfacetten (8i) einen Verlagerungsbereich aufweist derart, dass sie in einer oder mehreren Verlagerungspositionen eine Anschlagfläche (38) berühren.

Description

Facettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2019214269.9 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft einen Facettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelich tungsanlage. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einzelfacette für einen Facettenspiegel einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage. Außerdem betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem, ein optisches System und eine Projektionsbelich tungsanlage mit einem entsprechenden Facettenspiegel. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfah rensgemäß hergestelltes Bauelement.
Aus dem Stand der Technik sind Facettenspiegel für Beleuchtungsoptiken von Projektionsbe lichtungsanlagen mit einer Vielzahl von verlagerbaren Einzelfacetten bekannt. Hierbei sind die Einzelfacetten derart ausgebildet, dass sie sich bei einer gesteuerten Verlagerung nicht gegensei tig behindern. Die Facetten sind insbesondere derart ausgebildet, dass sie sich bei einer Verlage rung nicht gegenseitig berühren.
Aus dem Stand der Technik ist ein Mechanismus bekannt, um die Facetten des Facettenspiegels, insbesondere beim Transport desselben, gegen unerwünschte Bewegungen zu schützen. Der Me chanismus schützt die Facetten jedoch nicht beim normalen Betrieb des Facettenspiegels.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Facettenspiegel für eine Beleuchtungsop tik einer Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Kern der Erfindung besteht darin, die Einzelfacetten des Facettenspiegels derart auszubilden, dass sie in einer oder mehreren Verlagerungspositionen eine Anschlagfläche berühren. Die Ein zelfacetten des Facettenspiegels können insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie in reversi bel einstellbaren Verlagerungspositionen eine Anschlagfläche berühren. Eine derartige reversibel einstellbare Verlagerungsposition wird auch als aktive oder aktuierbare Verlagerungsposition bezeichnet. Die Einzelfacetten können insbesondere eine oder mehrere diskrete aktive Verlage rungspositionen aufweisen. Sie können auch derart ausgebildet sein, dass sie nur im Falle einer ungewünschten Auslenkung, insbesondere bei einer parasitären Bewegung, insbesondere im Transport- und/oder Erdbebenfall, eine Anschlagfläche berühren. Eine derartige Auslenkung wird auch als passive Verlagerungsposition bezeichnet. Im Zweifel werden unter Verlagerungs position sowohl die aktiv möglichen als auch die passiv möglichen Verlagerungspositionen ver standen.
Die Facetten berühren hierbei die Anschlagfläche jeweils mit ihrem Grundkörper oder einem an oder in diesem angeordneten Anschlagelement. Vorzugsweise bleiben die Reflexionsflächen der Einzelfacetten hierbei berührungslos.
Bei der Anschlagfläche handelt es sich insbesondere um eine definierte, insbesondere eine vor bestimmte Anschlagfläche. Bei der Anschlagfläche handelt es sich insbesondere um einen An schlagfläche zum gegenseitigen Anschlag zweier benachbarter Facetten. Die Anschlagfläche ist insbesondere von der Reflexionsfläche der jeweiligen Einzelfacette beabstandet. Die Anschlag fläche und die Reflexionsfläche einer Einzelfacette bilden insbesondere disjunkte Bereiche.
Die Anschlagfläche ist insbesondere jeweils im oder am Facettengrundkörper ausgebildet. Die Anschlagfläche kann insbesondere derart im oder am Facettengrundkörper ausgebildet oder an geordnet sein, dass sie bei einer Projektion in Richtung einer Flächennormalen zur Reflexions fläche der Einzelfacette, insbesondere bei einer Projektion in Richtung einer Flächennormalen durch den Flächenschwerpunkt der Reflexionsfläche der Einzelfacette, eine äußere Berandung der Projektion des Facettengrundkörpers bildet oder über eine solche in mindestens einer Rich tung senkrecht zur Flächennormalen übersteht.
Bei der Projektion handelt es sich insbesondere um eine Parallelprojektion, insbesondere um eine Orthogonalpr oj ektion .
Bei der Projektion handelt es sich insbesondere um eine Projektion in eine Projektionsebene, welche insbesondere senkrecht zur Flächennormalen steht. Erfmdungsgemäß wurde erkannt, dass hierdurch ein unkontrolliertes Aneinanderschlagen der Facetten verhindert werden kann. Unter einem unkontrollierten Aneinanderschlagen sei hierbei ein Aneinanderschlagen der Facetten in einem nicht kontrollierten, insbesondere einem uner wünschten Bereich verstanden. Es ist insbesondere möglich, zu verhindern, dass die Reflexions flächen der Einzelfacetten aneinanderschlagen. Hierdurch kann eine Beschädigung der Reflexi onsflächen verhindert werden.
Die Einzelfacetten können insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie nur in aktuierbar ein stellbaren Verlagerungspositionen eine Anschlagfläche berühren. Voraussetzung für eine Berüh rung der Anschlagfläche ist insbesondere nicht eine unerwünschte oder unvorhersehbare Frem deinwirkung auf die Einzelfacetten.
Die Einzelfacetten können auch derart ausgebildet sein, dass sie im Falle einer unerwünschten oder unvorhersehbaren Fremdeinwirkung, insbesondere ausschließlich im Falle einer uner wünschten oder unvorhersehbaren Fremdeinwirkung die Anschlagfläche berühren.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann zumindest eine Teilmenge der Einzelfacetten insbe sondere sämtliche Einzelfacetten Verlagerungsbereiche aufweisen derart, dass sich benachbarte Einzelfacetten in einer oder mehreren Verlagerungspositionen berühren. Die Einzelfacetten kön nen sich insbesondere in passiven Verlagerungspositionen berühren..
Vorzugsweise sind die Einzelfacetten in einer Grund- oder Neutralposition berührungsfrei, ins besondere beabstandet zueinander angeordnet. Sie können insbesondere in mindestens einer ak tiven Verlagerungsposition, insbesondere in sämtlichen aktiven Verlagerungspositionen beab standet zu sämtlichen Anschlagflächen sein.
Allgemein bezieht sich die erfindungsgemäße Idee auf ein optisches Modul mit einer Mehrzahl von verlagerbaren optischen Elementen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind benachbarte Einzelfacetten in einer Grund- oder Neutralposition jeweils durch einen Spalt voneinander beabstandet. Ein entsprechender Spalt kann auch in vorgegebenen Schaltpositionen, insbesondere in jeder gewünschten Schaltposition vorhanden sein. Insbesondere die Reflexionsflächen der Einzelfacetten sind in der Grund- oder Neutralposition vorzugsweise jeweils voneinander beabstandet angeordnet.
Die Einzelfacetten sind in der Grund- oder Neutralposition insbesondere auch von sämtlichen Anschlagflächen durch einen Spalt beabstandet.
Die Spalte sind ausreichend groß, um eine Verlagerung der Einzelfacetten im Verlagerungsbe reich zu ermöglichen. Andererseits sind die Spalte möglichst schmal, um eine dichte Packung der Einzelfacetten zu ermöglichen. Die Breite der Spalte zwischen benachbarten Einzelfacetten kann insbesondere kleiner als 1 mm, insbesondere kleiner als 0,5 mm sein. Die Breite der Spalte beträgt insbesondere höchstens 50 %, insbesondere höchstens 30 %, insbesondere höchstens 20 %, insbesondere höchstens 15 %, insbesondere höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 %, insbesondere höchstens 3 %, insbesondere höchstens 2 %, insbesondere höchstens 1 % der Er streckung der Einzelfacetten, insbesondere deren Grundkörper oder deren Reflexionsflächen in der entsprechenden Richtung.
Als Verlagerungsbereich einer Einzelfacette wird insbesondere der Bereich bezeichnet, innerhalb dessen die Facette aktuierbar verlagerbar ist. Dieser Bereich wird auch als aktiver Verlagerungs bereich bezeichnet. Darüber hinaus kann es möglich sein, dass die Einzelfacetten durch äußere Einwirkungen, beispielsweise Erschütterungen, insbesondere beim Transport des Facettenspie gels, verlagert werden. Der hierbei mögliche Bereich wird als passiver Verlagerungsbereich be zeichnet. Er kann insbesondere größer sein als der aktive Verlagerungsbereich. Sofern nichts anderes angegeben ist, wird unter Verlagerungsbereich einer Facette der jeweils größte Verlage rungsbereich, insbesondere der jeweils größere des aktiven und passiven Verlagerungsbereichs verstanden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung beträgt die Gesamtfläche der Spalte zwischen benachbarten Einzelfacetten höchstens insbesondere höchstens 50 %, insbesondere höchstens 30 %, insbeson dere höchstens 20 %, insbesondere höchstens 15 %, insbesondere höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 %, insbesondere höchstens 3 %, insbesondere höchstens 2 %, insbesondere höchs tens 1 % der Gesamtfläche des Facettenspiegels beziehungsweise der Summe der Reflexionsflä chen sämtlicher Einzelfacetten des Facettenspiegels. Die Einzelfacetten weisen insbesondere einen, zwei oder mehr Verlagerungsfreiheitsgrade auf. Sie weisen insbesondere zwei Kipp-Freiheitsgrade auf. Sie können insbesondere um zwei, insbe sondere senkrecht zueinander verlaufende Kippachsen verkippbar sein. Sie können auch in Rich tung parallel zu einer Flächennormalen, insbesondere in einem zentralen Punkt der Reflexions fläche, linear verlagerbar sein.
Die Einzelfacetten, insbesondere deren Facettengrundkörper, können jeweils monolithisch aus gebildet sein.
Als Facettengrundkörper wird hierbei der Bestandteil einer Einzelfacette bezeichnet, auf welchen die Reflexionsfläche aufgebracht ist. Der Facettengrundkörper weist insbesondere einen Quer schnitt auf, welcher im Wesentlichen der Reflexionsfläche entspricht. Der Querschnitt des Facet tengrundkörpers weicht insbesondere höchstens um 30 %, insbesondere höchstens 20 %, insbe sondere höchstens 10 % von den Abmessungen der Reflexionsfläche der jeweiligen Facette ab.
Der Facettengrundkörper weist insbesondere bei einer Projektion, insbesondere bei einer Paral lelprojektion, insbesondere bei einer Orthogonalprojektion, in Richtung einer Flächennormalen zur Reflexionsfläche, insbesondere im Bereich einer der Anschlagflächen und/oder im Bereich eines der Anschlagelemente in Richtung senkrecht zu einer Flächennormalen auf die Reflexions fläche der jeweiligen Einzelfacette einen Querschnitt auf, welcher um höchstens 30 %, insbeson dere höchstens 20 %, insbesondere höchstens 10 % von den Abmessungen der Reflexionsfläche der jeweiligen Facette abweicht. Hierbei kann es sich insbesondere um einen viereckigen, insbe sondere länglichen Querschnitt handeln. Der Querschnitt kann gerade oder gekrümmte Beran dungen aufweisen. Das Aspektverhältnis dieses Querschnitts des Facettengrundkörpers ent spricht insbesondere innerhalb der genannten maximalen Abweichungen dem der Reflexionsflä che der jeweiligen Einzelfacette. Diesbezüglich wird auf die nachfolgende Beschreibung verwie sen.
Die Einzelfacetten können außerdem weitere Bestandteile aufweisen, beispielsweise Elemente einer Aktuatoreinrichtung zur Verlagerung der jeweiligen Facette und/oder Elemente zur Lage rung der Facette. Entsprechende Elemente, deren Querschnitt deutlich, insbesondere um mindes- tens 50 % von der Reflexionsfläche abweicht, werden nicht als Bestandteile des Facettengrund körpers angesehen.
Die Einzelfacetten, insbesondere deren Reflexionsflächen, sind vorzugsweise länglich ausgebil det. Sie weisen vorzugsweise ein Aspektverhältnis (größte Erstreckung in Längsrichtung: größte Erstreckung senkrecht hierzu, da heißt in Querrichtung) von mindestens 3 : 1, insbesondere min destens
5 : 1, insbesondere mindestens 8 : 1, insbesondere mindestens 10 : 1, insbesondere mindestens 12 : 1 auf. Das Aspektverhältnis beträgt vorzugsweise höchstens 100 : 1, insbesondere höchstens 50 : 1, insbesondere höchstens 30 : 1, insbesondere höchstens 20 : 1.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Anschlagfläche, welche in einer bestimmten Verlagerungsposition von einer Einzelfacette berührt wird, durch eine andere Einzelfacette, ins besondere deren Grundkörper, insbesondere einem vorbestimmten Bereich des Grundkörpers oder durch ein separates Anschlagelement gebildet.
Der Facettenspiegel kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass eine Berührung zweier be nachbarter Einzelfacetten nur bei Anregung nicht aktuierbarer Freiheitsgrade möglich ist. Zu einer derartigen Auslenkung der Einzelfacetten kann es beispielsweise im Erdbeben- oder Trans portlastfall kommen.
Auch die Berührung des separaten Anschlagelements kann auf eine Anregung nicht aktuierbarer Freiheitsgrade, insbesondere im Erdbeben- oder Transportlastfall, beschränkt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Facettengrundkörper der Einzelfacetten jeweils derart ausgebildet, dass sich benachbarte Einzelfacetten in bestimmten Auslenkungs oder Verlagerungspositionen in einem vorbestimmten Bereich des Facettengrundkörpers berüh ren.
Es ist insbesondere möglich, auf Grundlage des vorgesehenen Verlagerungsbereichs der Einzel facetten sowie der geometrischen Ausbildung des Facettengrundkörpers vorherzubestimmen, in welchem Bereich desselben es zu einer Berührung mit einer benachbarten Einzelfacette kommen kann. Dies ermöglicht es, diesen Bereich gezielt an eine mögliche Kollision anzupassen.
Der Bereich des Facettengrundkörpers, in welchem es zu Berührungen kommen kann, ist vor zugsweise von der Reflexionsfläche der jeweiligen Einzelfacetten, insbesondere von deren Kan ten, beabstandet. Hierdurch wird die Gefahr der Beschädigung der Reflexionsfläche, insbesonde re deren Kanten, durch eine Kollision benachbarter Einzelfacetten verringert. Dies gilt insbeson dere auch für ungeplante, insbesondere unvorhersehbare, Kollisionen, wie sie beispielsweise beim Transport des Facettenspiegels und/oder im Falle eines Erdbebens Vorkommen können.
Der vorbestimmte Bereich des Facettengrundkörpers bildet insbesondere die Anschlagfläche.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Facettengrundkörper derart ausgebildet, dass ein Abstand der Facettengrundkörper zweier benachbarter Einzelfacetten geringer ist als ein Abstand ihrer Reflexionsflächen.
Diese Eigenschaft ist insbesondere in der Grundstellung der Einzelfacetten zutreffend. Sie ist vorzugsweise allgemein, unabhängig von den Verlagerungspositionen der Einzelfacetten, zutref fend. Eine entsprechende Ausbildung der Facettengrundkörper wird nachfolgend noch näher beschrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind am oder im Facettengrundkörper jeweils ein oder mehrere Anschlagelemente vorgesehen.
Die Anschlagelemente dienen als Puffer. Sie dienen gewissermaßen als Stoßstangen (Bumper). Sie ermöglichen eine gezielte Vorgabe der Bereiche, in welchen sich benachbarte Einzelfacetten berühren können, sie ermöglichen insbesondere die gezielte Vorgabe der Anschlagflächen.
Die Anschlagelemente können als separate Elemente ausgebildet und mit dem Facettengrund körper jeweils verbunden sein. Sie können insbesondere formschlüssig mit dem Facettengrund körper verbunden sein. Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Anschlagelemente durch Kleben, Löten, Schwei ßen, Schrauben, Clipsen, Aufschrumpfen oder Aufstecken mit dem Facettengrundkörper ver bunden. Grundsätzlich sind alle denkbaren Verbindungstechniken zur Verbindung der Anschla gelemente mit den Facettengrundkörpern möglich.
Die Anschlagelemente können insbesondere austauschbar sein. Die Anschlagelemente können auch einteilig mit den Facettengrundkörpem ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine besonders einfache und stabile Herstellung. Die Anschlagelemente sind vorzugsweise an vorbestimmten Positionen, insbesondere im Bereich von Scheitelpunkten, Ecken, Kanten oder anderen vorbe stimmten Positionen der Facettengrundkörper angeordnet.
Die Anschlagelemente können sich über die gesamte Breite und/oder über die gesamte Länge des Facettengrundkörpers erstrecken. Sie können sich insbesondere über den gesamten Umfang des Facettengrundkörpers erstrecken. Alternativ hierzu ist es möglich, eine Mehrzahl von An schlagelementen vorzusehen, welche jeweils eine geringere Erstreckung aufweisen. Hierdurch kann Gewicht eingespart werden. Dies wirkt sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften der Einzelfacetten aus.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, jeweils ein oder mehrere Anschlagelemente endseitig am Facettengrundkörper, insbesondere im Bereich dessen Enden in Längsrichtung, anzuordnen. Es ist auch möglich, ein oder mehrere Anschlagelemente in einem Mittenbereich, insbesondere in einem Mittenbereich im Hinblick auf die Längsrichtung, am Facettengrundkörper anzuordnen. Dies kann insbesondere bei bogenförmigen Facetten vorteilhaft sein.
Die Anschlagelemente können insbesondere jeweils in den Bereichen vorgesehen sein, in wel chen es am ehesten zu Kollisionen kommen kann. Sie können insbesondere in den Bereichen angeordnet sein, in welchen der Abstand des jeweiligen Facettengrundkörpers von einem be nachbarten Facettengrundkörper minimal ist. Diese Angabe kann sich auf die Stellung der Facet tengrundkörper in einem neutralen, das heißt nicht ausgelenkten Grundzustand und/oder auf eine Verlagerungsstellung benachbarter Facettengrundkörper, in welcher deren Abstand minimal ist, beziehen. Die Anschlagelemente können aus demselben Material wie der Facettengrundkörper gebildet sein. Sie können insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet sein. Sie können auch aus anderen Materialien hergestellt sein oder bestehen. Weitere Materialien, welche für die Anschlagelemente in Frage kommen, sind beispielsweise Zerodur, ULE, Aluminium, Keramik, Quarz, Silizium.
Die Anschlagelemente können mit einer Beschichtung, insbesondere einer verschleißfesten Be schichtung, versehen sein. Hierdurch kann ein Partikelabrieb verringert, insbesondere verhindert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung stehen die Anschlagelemente seitlich über die Re flexionsfläche über. Sie stehen insbesondere in Draufsicht seitlich über die Reflexionsfläche über. Sie stehen insbesondere in Querrichtung seitlich über die Reflexionsfläche über.
Die Anschlagelemente weisen insbesondere eine Erstreckung in Richtung parallel zur Reflexi onsfläche auf, welche größer ist als die Erstreckung der Reflexionsfläche in dieser Richtung. Die Anschlagelemente weisen insbesondere eine Erstreckung in Richtung parallel zur Breite der Re flexionsfläche auf, welche größer ist als die Breite der Reflexionsfläche.
Hierdurch kann eine Beschädigung der Reflexionsfläche im Kollisionsfall wirksam und zuver lässig verhindert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung stehen die Anschlagelemente in entgegengesetzter Richtung zur Flächennormalen der Reflexionsfläche über den Facettengrundkörper über. Sie stehen insbesondere auf der der Reflexionsfläche gegenüberliegenden Seite des Facettengrund körpers über diesen über.
Die Anschlagelemente können auch eine Erstreckung in Richtung parallel zu einer Flächennor malen der Reflexionsfläche aufweisen, welche geringer ist als die Erstreckung des Facetten grundkörpers in dieser Richtung. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen sämtliche der Einzelfacetten des Facetten spiegels jeweils identische Anschlagelemente und/oder Anschlagelemente an im Wesentlichen identischen Positionen auf.
Dies erleichtert die Herstellung der Einzelfacetten sowie die Programmierung der Facettenkontu ren.
Alternativ hierzu können unterschiedliche Einzelfacetten unterschiedliche Anschlagelemente und/oder Anschlagelemente an unterschiedlichen Positionen aufweisen. Es ist insbesondere möglich, jede der Einzelfacetten individuell mit einem oder mehreren Anschlagelementen zu versehen. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Planung der Facetten.
Die Gleichheit und/oder die Unterschiede der Anschlagelemente können sich hierbei jeweils auf deren Form und/oder deren Anordnung an den jeweiligen Einzelfacetten beziehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Anschlagelemente eine Ausdehnung auf, welche sich über die gesamte Länge einer Einzelfacette erstreckt. Die Anschlagelemente können sich insbesondere über den gesamten Umfang einer Einzelfacette erstrecken.
Hierdurch wird die Einzelfacette besonders zuverlässig geschützt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Einzelfacetten, insbesondere deren Grundkörper, Mittel zur Gewichtsreduzierung und/oder eine gewichtsreduzierte Ausbildung auf.
Als Mittel zur Gewichtsreduzierung können insbesondere Bohrungen, Ausnehmungen, Taschen, Verdünnungen oder Abschrägungen dienen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Facettenspiegel ein oder mehrere Mittel zur Begrenzung des Verlagerungsbereichs der Einzelfacetten auf. Der Facettenspiegel kann ins besondere ein oder mehrere Mittel zur Begrenzung von nicht gewünschten Auslenkung, insbe sondere zur Begrenzung von parasitären Bewegungen der Einzelfacetten aufweisen. In diesem Fall können die Mittel zur Begrenzung des Verlagerungsbereichs, insbesondere die Mittel zur Begrenzung der unerwünschten parasitären Bewegungen der Einzelfacetten die An schlagfläche bilden.
Die Mittel zur Begrenzung des Verlagerungsbereichs der Einzelfacetten können als Stifte, wel che insbesondere auch als Snubber bezeichnet werden, Gabeln, Taschen oder U-Profile ausge bildet sein.
Das Spiel der jeweiligen Anschlagflächen ist vorzugsweise kleiner als der Facettenspalt zur be nachbarten Einzelfacette.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das freie Ende des Mittels zur Begrenzung des Verlagerungsbereichs einer Einzelfacette im Bereich der Drehachse angeordnet. Hierdurch kann das Spiel der Einzelfacette um das Mittel zur Begrenzung des Verlagerungsbereichs derselben reduziert werden. Insbesondere wird hierdurch das zur Verfügung stehende Spiel der Einzelfa cetten durch deren Akutierung um die Drehachse nicht reduziert.
Um das Spiel noch weiter zu reduzieren, kann vorgesehen sein, das oder die Mittel zur Begren zung des Verlagerungsbereichs der Einzelfacetten einzujustieren.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, die Spalte zwischen den Einzelfacetten zu vermessen und/oder spezielle Spacer zu bestimmen und an den Facetten anzuordnen und/oder die Anschlä ge verstellbar oder einstellbar auszubilden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Einzelfacetten für einen Facettenspiegel einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere gemäß der vorhergehenden Beschreibung, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch Einzelfacetten mit einem Facettengrundkörper und einer auf diesem angeordneten Reflexionsfläche und einem oder mehreren am oder im Facettengrundkörper vor gesehenen Anschlagelementen gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den bereits beschriebenen.
Gemäß einem Aspekt sind am oder im Facettengrundkörper ein oder mehrere Anschlagflächen und/oder Anschlagelemente vorgesehen, welche bei einer Projektion in Richtung einer Flächen normalen auf die Reflexionsfläche in mindestens einer Richtung senkrecht zu dieser Flächen normalen über die Reflexionsfläche überstehen.
Bei der Flächennormalen handelt es sich hierbei insbesondere um die Flächennormale durch den Flächenschwerpunkt der Reflexionsfläche.
Gemäß einem Aspekt weisen die Einzelfacetten ein oder mehrere Anschlagflächen und/oder An schlagelemente auf, welche bei einer Projektion in Richtung einer Flächennormalen auf die Re flexionsfläche sowohl in mindestens einer Richtung senkrecht zu dieser Flächennormalen als auch in einer entgegengesetzten Richtung über die Reflexionsfläche überstehen.
Gemäß einem Aspekt sind weisen die Einzelfacetten ein oder mehrere Anschlagflächen und/oder Anschlagelemente auf, welche bei einer Projektion in Richtung einer Flächennormalen auf die Reflexionsfläche über den gesamten Elmfangsbereich der Reflexionsfläche über die Reflexions fläche überstehen.
Bei den Anschlagelementen kann es sich um eine spezielle Ausbildung des Facettengrundkör pers, insbesondere um eine Verdickung desselben, handeln. Der Grundkörper ist vorzugsweise zumindest bereichsweise breiter als die Reflexionsfläche der Einzelfacette.
Bei den Anschlagelementen kann es sich auch um separate Bauelemente handeln, welche mit dem Facettengrundkörper verbunden sind.
Die Reflexionsflächen der Einzelfacetten können plan ausgebildet sein. Sie können auch eine positive oder negative Brechkraft aufweisen. Sie können auch torisch ausgebildet sein.
Die Reflexionsflächen der Einzelfacetten können insbesondere rechteckig, trapezförmig oder gekrümmt, insbesondere kreisringabschnittsförmig, ausgebildet sein. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Facettengrundkörper mindestens ein frei es Ende, insbesondere zwei freie Enden auf und ist derart ausgebildet, dass sich sein Querschnitt zum freien Ende bzw. zu den freien Enden hin verringert.
Der Querschnitt des Facettengrundkörpers verringert sich insbesondere zumindest abschnittswei se ausgehend von einem Befestigungsbereich hin zu dem oder den freien Enden.
Der Querschnitt kann sich insbesondere stetig, insbesondere monoton, zum freien Ende hin ver ringern. Hierdurch kann das Massenträgheitsmoment reduziert werden. Der Querschnitt des Fa cettengrundkörpers kann auch zur Erhöhung der Steifigkeit des Facettengrundkörpers beitragen.
Der Querschnitt kann auch ganz außen, im Bereich des freien Endes wieder zunehmen. Im Be reich des freien Endes kann der Facettengrundkörper insbesondere ein Anschlagelement aufwei sen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Facettengrundkörper Mittel zur Reduzie rung des Massenträgheitsmoments desselben und/oder Mittel zur Vergrößerung der Steifigkeit desselben auf.
Als Mittel zur Reduzierung des Massenträgheitsmoments des Facettengrundkörpers können Ausnehmungen, Bohrungen oder allgemein eine gewichtsreduzierte Ausbildung des Facetten grundkörpers dienen.
Als Mittel zur Vergrößerung der Steifigkeit des Facettengrundkörpers kann eine profilierte Aus bildung desselben dienen. Der Facettengrundkörper kann insbesondere zumindest abschnittswei se einen T-förmigen, einen U-förmigen oder einen H-förmigen Querschnitt aufweisen. Der Fa cettengrundkörper kann auch additiv gefertigt sein. Er kann insbesondere Hohl Strukturen aufwei sen. Hierdurch lässt sich das Massenträgheitsmoment des Facettengrundkörpers besonders effek tiv reduzieren.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbe lichtungsanlage, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage, ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbes sern.
Diese Aufgaben werden durch eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem, ein optisches System und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Facettenspiegel gemäß der vorherigen Beschreibung gelöst.
Die erfindungsgemäßen Ausführungen bieten insbesondere einen verbesserten Schutz, insbeson dere der optischen Flächen, beim Transport und im Erdbebenlastfall.
Die Vorteile ergeben sich aus denen des Facettenspiegels.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein entsprechend hergestelltes Bauelement zu ver bessern.
Diese Aufgaben werden durch die Bereitstellung einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.
Die Vorteile ergeben sich wiederum aus denen des Facettenspiegels, auf welche verwiesen wird.
Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Bestandteile und den Strahlengang einer Projektionsbe lichtungsanlage,
Fig. 2 schematisch eine exemplarische Anordnung von Feldfacetten auf einem F el dfacettenspi egel ,
Fig. 3 und 4 schematisch eine Aktuatoreinrichtung zur Verlagerung einer Feldfacette um zwei unabhängige Kippachsen, Fig. 5 schematisch ein weiteres Detail zur Verdeutlichung der relativen Lage der Kippachse einer Feldfacette relativ zu deren Reflexionsfläche,
Fig. 6 schematisch und exemplarisch die Kollision zweier benachbarter Facetten bei einer Rotation um eine Achse parallel zu deren Flächennormalen,
Fig. 7 exemplarisch eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Facette,
Fig. 8 exemplarisch einen Querschnitt eines Anschlagselements zum Schutz einer Facette,
Fig. 9 exemplarisch eine Seitenansicht durch eine Facette gemäß Fig. 7 mit zwei endseitig angeordneten Anschlagelementen,
Fig. 10 schematisch eine Darstellung gemäß Fig. 6, wobei die Facetten durch An schlagelemente geschützt sind,
Fig. 11 bis 13 schematische Darstellungen zur Verdeutlichung unterschiedlicher Kippsit uationen zweier benachbarter Facetten,
Fig. 14 und 15 schematisch zwei unterschiedliche Anordnungen von Anschlagelementen an Facetten,
Fig. 16 exemplarisch eine perspektivische Ansicht einer tragwerksoptimierten Facette,
Fig. 17 schematisch eine perspektivische Teilansicht einer Facette, deren Grund körper Mittel zur Reduzierung des Massenträgheitsmoments und Mittel zur Vergrößerung der Steifigkeit aufweist,
Fig. 18 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Facette mit einem Aus wuchtelement, Fig. 19 exemplarisch eine Detailansicht der Anordnung eines exemplarischen An schlagelements am Grundkörper einer Facette,
Fig. 20 bis 22 exemplarisch unterschiedliche Ausbildungen der Berandung eines An schlagselements,
Fig. 23 schematisch eine Ansicht einer Facette mit einem separaten Anschlagele ment zur Begrenzung des Verlagerungsbereichs derselben,
Fig. 24 schematisch einen Querschnitt durch benachbarte Facetten mit Anschla gelementen gemäß Fig. 23,
Fig. 25 schematisch einen Längsschnitt durch eine Facette zur Verdeutlichung einer bevorzugten Anordnung des Anschlagselements gemäß Fig. 23 rela tiv zu einer Kippachse der Facette und
Fig. 26 schematisch und exemplarisch eine Variante, bei welcher das An schlagselement als separater, seitlicher Anschlag ausgebildet ist,
Fig. 27 exemplarisch einen weiteren Querschnitt eines Anschlagselements zum
Schutz einer Facette und
Fig. 28 exemplarisch eine perspektivische Ansicht einer Facette mit drei Anschla gelementen.
Im Folgenden wird zunächst unter Bezugnahme auf die Figur 1 der allgemeine Aufbau und
Strahlengang in einer Projektionsbelichtungsanlage 1 beschrieben.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Beleuchtungsoptik la zur Beleuchtung eines Objektfeldes 2 in einer Objektebene 3 mit Beleuchtungsstrahlung 4. Die Projektionsbelichtungs anlage 1 umfasst außerdem eine Projektionsoptik lb zur Abbildung eines in der Figur 1 nicht dargestellten, im Bereich der Objektebene 3 angeordneten Retikels mit abzubildenden Strukturen auf einem in der Figur 1 ebenfalls nicht dargestellten Wafer, welcher in einer Bildebene 31 an geordnet ist. Details sind aus dem Stand der Technik vielfältig bekannt.
Bei der Beleuchtungsstrahlung 4 kann es sich insbesondere um EU V- Strahlung, insbesondere um Beleuchtungsstrahlung mit einer Wellenlänge von höchstens 30 nm, insbesondere von 13,5 nm oder weniger, handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 4 wird von einer Strahlungsquelle 5 erzeugt. Als Strahlungsquelle 5 kann eine Plasmaquelle oder ein Freie Elektroden Laser (FEL) dienen. Für Details sei wiederum auf den Stand der Technik verwiesen.
Die Kombination aus der Beleuchtungsoptik la und der Strahlungsquelle 5 wird auch als Be leuchtungssystem lc bezeichnet.
Die von der Strahlungsquelle 5 emittierte Beleuchtungsstrahlung 4 wird durch einen Kollektor 6 gesammelt. Der Kollektor 6 reflektiert die Beleuchtungsstrahlung 4 und führt sie zu den nachfol genden Komponenten der Beleuchtungsoptik la.
Im Strahlengang nach dem Kollektor 6 trifft die Beleuchtungsstrahlung 4 auf ein erstes optisches Element in Form eines ersten Facettenspiegels 7, welcher auch als Feldfacettenspiegel bezeich net wird. Der erste Facettenspiegel 7 dient zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen im Beleuch tungssystem lc.
Eine von der Beleuchtungsstrahlung 4 beaufschlagte Gesamtreflexionsfläche des ersten Facet tenspiegels 7 ist unterteilt in eine Mehrzahl von ersten Facetten 8i, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden. In den Figuren 1 und 2 sind schematisch vier erste Facetten 8i bis 84 gekenn zeichnet.
Ebenfalls exemplarisch und schematisch sind in der Figur 1 Teilbündel 12i der Beleuchtungs strahlung 4, insbesondere die den vier dargestellten ersten Facetten 81 bis 84 zugeordneten Teil bündel 12i bis 124 der Beleuchtungsstrahlung 4 gekennzeichnet. Die ersten Facetten haben üblicherweise eine längliche Ausbildung. Sie können rechteckig aus gebildet sein. Sie können auch gebogen, insbesondere kreisringabschnittförmig ausgebildet sein.
Die ersten Facetten können alle identische Abmessungen aufweisen. Es ist auch möglich, den ersten Facettenspiegel 7 mit ersten Facetten unterschiedlicher Abmessungen auszubilden.
Die ersten Facetten können insbesondere ein Aspektverhältnis von mindestens 5 : 1, insbesonde re mindestens 8 : 1, insbesondere mindestens 12 : 1, insbesondere mindestens 13 : 1 aufweisen. Das Aspektverhältnis der ersten Facetten beträgt insbesondere höchstens 100 : 1, insbesondere höchstens 50 : 1.
Die Form der ersten Facetten kann insbesondere an die Form des Objektfeldes 2 angepasst sein. Sie kann insbesondere geometrisch ähnlich zur Form des Objektfeldes 2 sein. Die Form der ers ten Facetten ist insbesondere derart, dass die von ihnen reflektierte Beleuchtungsstrahlung 4 beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 möglichst exakt das Objektfeld 2 oder vorbe stimmte Teilbereiche desselben ausleuchtet.
Jede der ersten Facetten kann zur Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings verlagert, insbesondere verkippt werden. Die ersten Facetten sind insbesondere um zwei senkrecht aufei nander stehende Achsen verkippbar.
Nachfolgend wird zur Beschreibung von Lagebeziehungen ein kartesisches (x, y, z) Koordina tensystem verwendet. In diesem Koordinatensystem sind die ersten Facetten jeweils um eine in x-Richtung verlaufende Kippachse und um eine in y-Richtung verlaufende Kippachse verkipp bar. Die z-Achse ist insbesondere parallel oder nahezu parallel zu einer Flächennormalen der jeweiligen Facette.
Zur Verlagerung der ersten Facetten sind jeweils Aktuatoren vorgesehen, von welchen in der Figur 1 stellvertretend ein Aktuator 16 angedeutet ist. Über eine Steuerleitung 18 steht der Aktu ator 16 mit einer zentralen Steuereinrichtung 19 in Verbindung. Über entsprechende, in der Figur 1 nicht dargestellte Steuerleitungen steht die Steuereinrichtung 19 mit sämtlichen anderen, den ersten Facetten zugeordneten Aktuatoren in Verbindung.
Für weitere Details der ersten Facetten sei auf die US 2003/0086524 Al, insbesondere die Figu ren 7 bis 14, auf die vollumfänglich Bezug genommen wird, verwiesen.
Am Ort der vom ersten Facettenspiegel erzeugten sekundären Lichtquellen, also in einer Bild ebene zur Strahlungsquelle 5, ist ein zweites optisches Element in Form eines zweiten Facetten spiegels 20 angeordnet. Der zweite Facettenspiegel 20 wird auch als Pupillenfacettenspiegel be zeichnet. Der Pupillenfacettenspiegel wird über den ersten Facettenspiegel 7 mit der Beleuch tungsstrahlung 4 beaufschlagt.
Die beaufschlagbare Fläche des zweiten Facettenspiegels 20 ist in eine Mehrzahl von zweiten Facetten 2L unterteilt, von denen in der Figur 1 beispielhaft vier zweite Facetten 2h bis 2h dar gestellt sind. Die zweiten Facetten 2h bis 2h sind jeweils einer der ersten Facetten 8 bis 11 zu geordnet, so dass am Ort der jeweils beaufschlagten zweiten Facetten 2h bis 2h jeweils eine sekundäre Lichtquelle erzeugt wird.
Wie in der Figur 1 schematisch angedeutet ist, können auch die zweiten Facetten aktuatorisch verkippbar sein. Beispielhaft hierfür ist in der Figur 1 ein der zweiten Facette 21 zugeordneter Aktuator 25 dargestellt. Der Aktuator 25 steht über eine Strahlleitung 18 mit der Steuereinrich tung 19 in Signalverbindung.
Im Strahlengang nach dem zweiten Facettenspiegel 20 ist eine Übertragungsoptik 27 mit weite ren Spiegeln 28, 29 angeordnet. Hierbei kann der Spiegel 28 von der Beleuchtungsstrahlung 4 mit einem geringen Einfallswinkel, zum Beispiel einem Einfallswinkel von weniger als 30°, be aufschlagt werden. Der Spiegel 29 kann in streifendem Einfall, beispielsweise mit einem Ein fallswinkel von mehr als 60°, beaufschlagt werden.
Die vorhergehende Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage 1 ist exemplarisch zu verste hen. Andere Ausführungen des Beleuchtungssystems lc, wie sie aus dem Stand der Technik be kannt sind, sind ebenfalls möglich. Im Folgenden werden weitere Details der Facetten beschrieben. Auch wenn sich die nachfolgen de Beschreibung sowie die Figuren auf Facetten des ersten Facettenspiegels 7 beziehen, sind die beschriebenen Aspekte gleichermaßen für die Facetten des zweiten Facettenspiegels 20 möglich und vorteilhaft.
In der Figur 2 ist exemplarisch die Aufsicht auf einen Ausschnitt aus der Oberfläche des ersten Facettenspiegels 7 dargestellt.
Wie in der Figur 2 exemplarisch dargestellt ist, sind auf dem Facettenspiegel 7 viele Facetten 8i nebeneinander angeordnet. Hierbei sind benachbarte Facetten 8i, 8i+i jeweils durch einen Spalt 32 voneinander getrennt. Bei der in der Figur 2 dargestellten Variante verlaufen die Spalte 32 parallel zur x- oder y-Richtung.
Um Reflexionsverluste möglichst gering zu halten, sind die Spalte 32 möglichst schmal. Die Spaltbreite beträgt insbesondere höchstens 1 mm. Die Spaltbreite beträgt insbesondere höchstens 50%, insbesondere höchstens 30 %, insbesondere höchstens 20 %, insbesondere höchstens 15 %, insbesondere höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 %, insbesondere höchstens 3 %, insbe sondere höchstens 2 %, insbesondere höchstens 1 % der Erstreckung der Facetten 8i in der ent sprechenden Richtung.
Insgesamt sind vorzugsweise höchstens 50%, insbesondere höchstens 30 %, insbesondere höchs tens 20 %, insbesondere höchstens 15 %, insbesondere höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 %, insbesondere höchstens 3 %, insbesondere höchstens 2 %, insbesondere höchstens 1 % der Gesamtfläche des ersten Facettenspiegels 7 von Spalten 32 bedeckt. An den Spalten 32 kann die Beleuchtungsstrahlung 4 nicht reflektiert werden. Die Spalte 32 führen somit zu Transmissions verlusten.
Die Spalte 32 sind andererseits notwendig, um einen bestimmten Aktuierungs-Bereich der Facet ten 8i zu ermöglichen. In den Figuren 3 und 4 sind exemplarisch und schematisch Details der Aktuatoren 16 zur Verla gerung der Facetten 8i dargestellt. Die Aktuierung erfolgt über einen Hebel 33. Dies kann durch Magnetkräfte erfolgen. Der Magnet befindet sich insbesondere an der Unterseite des Hebels 33. Hierunter sind bestromte Spulen vorgesehen, die zu einer Auslenkung des Hebels 33 und somit zu einer Verkippung der Facette 8i fuhren können. Der Aktuator 16 kann außerdem ein oder mehrere Rückstell-Elemente, beispielsweise in Form von Blattfedern 34, aufweisen.
Die Facetten 8i weisen jeweils einen Facettengrundkörper 35 und eine Reflexionsfläche 36 auf. Die Reflexionsfläche 36 weist randseitig Kanten 40 auf.
Die Facetten 8i können an einem gemeinsamen Rahmen oder einer gemeinsamen Platte befestigt sein. Es ist auch möglich, die Facetten 8i gruppenweise auf modularen Platten zu befestigen.
Die Reflexionsfläche 36, welche allgemein auch als optische Fläche bezeichnet wird, kann eben ausgebildet sein. Sie kann jedoch auch gekrümmt ausgebildet sein. Sie kann insbesondere eine insbesondere konkav oder konvex ausgebildet sein. Sie kann auch torisch ausgebildet sein oder irgendeine andere Form aufweisen.
Wie in der Figur 5 exemplarisch dargestellt ist, können die Kippachsen 37 im Bereich der Refle xionsfläche 36 (Figur 5, links) liegen. Die Kippachse 37 kann auch unterhalb, das heißt hinter der Reflexionsfläche 36, liegen (Figur 5, Mitte). Die Kippachse 37 kann auch oberhalb, das heißt vor der Reflexionsfläche 36, liegen (Figur 5, rechts). Die Lage der Kippachse 37 relativ zur Re flexionsfläche 36 hat einen Einfluss auf die benötigte Breite des Spalts 32, um eine Kollisions freiheit benachbarter Facetten 8i, 8i+i über einen vorgegebenen Kippwinkelbereich (Kipp-Range) sicherzustellen.
Der Facettengrundkörper 35 kann vorzugsweise, zumindest abschnittsweise, einen sich in Rich tung senkrecht zur Reflexionsfläche 36 verringernden Querschnitt, beispielsweise einen trapez förmigen Querschnitt, aufweisen. Ein Seitenwinkel b kann insbesondere so groß sein wie der maximal einzustellenden Kippwinkel. Er kann auch größer sein. Durch einen größeren Seiten winkel b, insbesondere eine stärkere Abschrägung, des Facettengrundkörpers 35 kann die Maße des Facettengrundkörpers 35, insbesondere dessen Massenträgheitsmoment, reduziert werden. Je nach Befestigungsmethode können die einzelnen Facetten 8i eine niedrige Eigenfrequenz auf weisen, die beispielsweise beim Transport oder im Falle unerwarteter Erschütterungen, bei spielsweise bei einem Erdbeben, angeregt wird. Dies kann zu Kollisionen benachbarter Facetten 8i, 8i+i fuhren.
In der Figur 6 ist exemplarisch eine Kollision zweier benachbarter Facetten bei einer Rotation derselben um ihre z- Achse, welche parallel zu einer Flächennormalen auf einem zentralen Punkt der Reflexionsfläche 36 verläuft, dargestellt. Eine derartige Kollision kann zu Eindrückungen an den optischen Kanten, das heißt im Randbereich der Reflexionsfläche 36, führen.
Während die Facetten 8i, 8i+i die Steuerung um die x- und y-Achse verkippbar sind, ist eine Dre hung um die z- Achse im üblichen Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 unerwünscht. Eine derartige Drehung um die z- Achse kann jedoch im Transport- und Erdbebenfall angeregt wer den. Dies kann zu einer Beschädigung der Facetten 8i, 8i+i führen, welche vorzugsweise vermie den werden sollte.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Konzepte bekannt, um eine Kollision benach barter Facetten 8i, 8i+i zu vermeiden, insbesondere zu verhindern. Derartige Konzepte sind in der Regel aufwändig. Es hat sich darüber hinaus herausgestellt, dass ihre Wirksamkeit oftmals nicht ausreichend ist.
Erfindungsgemäß werden diese Probleme gelöst, indem eine kontrollierte Kollision des opti schen Bauelements, insbesondere der Facetten 8i, zugelassen wird. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Facettengrundkörper 35 und die Reflexionsfläche 36 jeweils derart auszubilden, dass die Reflexionsfläche 36 im Falle einer Kollision nicht beschädigt wird. Dies kann insbeson dere dadurch erreicht werden, dass der Facettengrundkörper 35 mit definierten Anschlagflächen versehen wird, welche von der Reflexionsfläche 36 der jeweiligen Facette 8i beabstandet sind und in deren Bereich es zu Berührungen kommen kann. Wie nachfolgend noch näher beschrie ben wird, können auch separate Anschlagelemente, an welche der Facettengrundkörper 35 an schlagen kann, als Anschlagflächen dienen. Die Anschlagfläche kann insbesondere durch einen vorbestimmten Bereich einer benachbarten Facette oder durch ein zusätzliches mechanisches Bauelement gebildet sein.
Der Abstand des Facettengrundkörpers von der jeweils zugehörigen Anschlagfläche ist insbe sondere kleiner als die Breite des Spaltes 32 in der entsprechenden Richtung. Der Abstand des Facettengrundkörpers 35 von der zugehörigen Anschlagfläche ist insbesondere kleiner als der Abstand der Reflexionsfläche 36 zur Anschlagfläche beziehungsweise zur Reflexionsfläche 36 der benachbarten Facette. Somit wird gewährleistet, dass im Kollisionsfall nicht die optischen Kanten, das heißt die Kanten der Reflexionsfläche 36, sondern die gewünschten Anschlagberei che kollidieren.
In der Figur 7 ist exemplarisch eine perspektivische Ansicht einer Facette 8i dargestellt.
Bei der in der Figur 7 dargestellten Variante sind endseitig am Facettengrundkörper 35 Anschla gelemente 38 vorgesehen. Eine Seitenansicht durch die Facette gemäß Figur 7 ist exemplarisch in der Figur 9 dargestellt.
In der Figur 8 ist ein Querschnitt des Anschlagselements 38 im Detail dargestellt. Das An schlagselement 38 weist insbesondere Anschlagskanten 39 auf. Die Anschlagskanten 39 sind in Richtung senkrecht zur Kippachse 37 zu den Kanten 40 der Reflexionsfläche 36 nach außen ver setzt.
In der Figur 27 ist ein Querschnitt einer Variante des Anschlagselements 38 dargestellt. Das An schlagselement 38 gemäß Figur 27 weist auf beiden Seiten der Reflexionsfläche 36 eine Schulter 48 auf. Die Schulter 48 erstreckt sich insbesondere in Richtung parallel zu einer Breite der Facet te. Sie fuhrt zu einem verbesserten Schutz der Reflexionsfläche 36, insbesondere deren Kanten 40.
Zwischenstufen zwischen der Ausbildung des Anschlagselements 38 gemäß Figur 27 und der Ausführung gemäß Figur 8 sind ebenso möglich. Die Schulter 48 kann insbesondere unter einem Winkel c im Bereich von 90° bis 150°, insbesondere im Bereich von 90° bis 135°, vorzugsweise von mindestens 100° zu einer Vertikalrichtung 49 orientiert sein. Die Vertikalrichtung 49 ver- läuft hierbei insbesondere parallel zu einer Flächennormalen 50 durch einen zentralen Punkt 51 der Reflexionsfläche 36.
Die Anschlagskante 39 kann abgerundet oder abgefast ausgebildet sein.
Wie in der Figur 9 exemplarisch dargestellt ist, stehen die Anschlagelemente 38 nach unten, das heißt auf die der Reflexionsfläche 36 abgewandte Seite des Facettengrundkörpers 35, über den Facettengrundkörper 35 über. Der vertikale Überstand kann auf Grundlage des gewünschten Kippbereichs der Facetten 8i ermittelt werden. Der Kippbereich der Facetten 8i kann beispiels weise bis zu 100 mrad betragen.
Die Anschlagelemente 38 können plattenförmig ausgebildet sein. Sie können auch hülsenartig auf den Facettengrundkörper 35 aufsteckbar ausgebildet sein.
Die Anschlagelemente 38 können jeweils endseitig an den freien Enden des Facettengrundkör pers 35 in Längsrichtung angeordnet sein.
Sie können auch das in Längsrichtung freie Ende des Facettengrundkörpers 35 dreiseitig umge ben. Eine entsprechende Ausbildung ist exemplarisch in der Figur 10 dargestellt. Eine derartige Ausbildung der Anschlagelemente 38 schützt die Facetten 8i, 8i+i, insbesondere deren Reflexi onsflächen 36, insbesondere auch bei einer Kollision aufgrund einer Verdrehung um die z- Achse.
Vorzugsweise sind die Anschlagelemente 38 derart ausgebildet und/oder am Facettengrundkör per 36 angeordnet, dass in jeder beliebigen Kippstellung, insbesondere in jeder beliebigen Be- triebs-Schaltstellung, der Facetten 8i beliebige, insbesondere auch unerwartete, Anregungen, bei spielsweise auch um die z- Achse, allenfalls zu Kollisionen im Bereich der Anschlagelemente 38, jedoch nicht im Bereich der Kanten 40 der Reflexionsfläche 36 führt.
Wie in der Figur 28 exemplarisch dargestellt ist, können Anschlagelemente 38 auch in einem Mittenbereich am Facettengrundkörper 35 angeordnet sein. Dies kann insbesondere bei bogen förmigen Facetten 8i vorteilhaft sein. Vorzugsweise sind die Anschlagelemente 38 in dem Bereich oder den Bereichen angeordnet, in welchen der Abstand des jeweiligen Facettengrundkörpers 35 zum benachbarten Facettengrund körper 35 oder zum benachbarten Anschlagelement 38 am geringsten ist. Die Anschlagelemente 38 sind insbesondere in den Bereichen des Facettengrundkörpers 35 angeordnet, in welchen es am ehesten zu Kollisionen kommt.
Wie in der Figur 28 exemplarisch dargestellt ist, brauchen auch die im Bereich der freien Enden des Facettengrundkörpers 35 angeordneten Anschlagelemente 38 nicht vollständig endseitig am Facettengrundkörper 35 angeordnet zu sein.
Wie in der Figur 28 exemplarisch dargestellt ist, können unterschiedliche Anschlagelemente 38 unterschiedliche geometrische Ausbildungen aufweisen. Es ist insbesondere möglich, die im Mittenbereich des Facettengrundkörpers 35 angeordneten Anschlagelemente 38 anders auszubil den als die weiter endseitig angeordneten Anschlagelemente 38. Es ist insbesondere möglich, die in einem Mittenbereich am Facettengrundkörper 35 angeordneten Anschlagelemente 38 derart auszubilden, dass sie eine Erstreckung in Richtung senkrecht zur Reflexionsfläche 36 aufweisen, welche geringer ist als die Erstreckung des Facettengrundkörpers 35 in dieser Richtung.
Insbesondere die in den Mittenbereichen des Facettengrundkörpers 35 angeordneten Anschla gelemente 38 können als Verdickungen des Facettengrundkörpers 35 ausgebildet sein.
Die in den Mittenbereichen des Facettengrundkörpers 35 angeordneten Anschlagelemente 38 können lediglich auf einer einzigen Seite des Facettengrundkörpers 35 angeordnet sein. Es ist auch möglich, entsprechende Anschlagelemente 38 zweiseitig, das heißt an gegenüberliegenden Seiten des Facettengrundkörpers 35, anzuordnen.
Eine Anordnung der Anschlagelemente 38 in den Bereichen, in welchen die Breite des Spalts 32 besonders gering, insbesondere minimal ist, ermöglicht es, die Anschlagelemente 38 besonders dünn und damit besonders leicht auszubilden. Die Anschlagelemente 38 sind insbesondere derart ausgebildet, dass es bei der Verlagerung der Facetten 8i und/oder aufgrund unerwarteter Anregungen der Facetten 8i zu einer Berührung mit einer Anschlagfläche kommen kann, wobei die Facetten 8i die Anschlagfläche in einem vorbe stimmten Bereich, welcher von der Reflexionsfläche 36 beabstandet ist, berühren.
In den Figuren 11 bis 13 sind exemplarisch unterschiedliche Konstellationen bei der Verkippung benachbarter Facetten 8i, 8i+i dargestellt.
Werden die Facetten 8i, 8i+i voneinander weg gekippt (Figur 11), sind die benachbarten Kanten 40 nicht oder zumindest weniger gefährdet.
Im umgekehrten Fall, das heißt wenn die benachbarten Facetten 8i, 8i+i aufeinander zu gekippt werden, kann es prinzipiell zu Kollisionen kommen. Erfindungsgemäß ist jedoch vorgesehen, die Anschlagelemente 38 derart auszubilden, dass es zu einer Berührung der Anschlagskante 39 des einen Anschlagselement 38 am anderen Anschlagselement 38 kommt. Prinzipiell kann das An schlagselement 38, insbesondere dessen Anschlagskante 39, auch an einem anderen Bereich des Facettengrundkörpers 35 der benachbarten Facette 8i zum Anschlägen kommen.
Es soll jedoch sichergestellt sein, dass der Bereich, in welchem es zu einer Berührung (Kollision) einer Facette 8i kommen kann, beabstandet von der Reflexionsfläche 36 der jeweiligen Facette 8i ist.
Aus den geometrischen Gegebenheiten lässt sich leicht ableiten, dass der Überstand e, um wel chen die Anschlagskante 39 seitlich über die Reflexionsfläche 36 übersteht, bei der dargestellten Ausbildung des Anschlagelements 38 ein Verhältnis zur Höhe h der Reflexionsfläche 36 über der Ebene durch die Anschlagskanten 39 mindestens so groß sein muss wie der Tangens des dreifachen Seitenwinkels b: e : h > tan(3b). Bei einem Seitenwinkel b von 40 mrad gilt insbeson dere: e : h > 120 pm/mm. Bei einer derartigen Ausbildung der Anschlagelemente 38 sind die Kanten 40 der Reflexionsfläche 36 für alle möglichen Kipppositionen der Facetten 8i gegen Kol lisionen geschützt. Wie in der Figur 13 exemplarisch verdeutlicht ist, gilt dies auch für den Fall einer zusätzlichen Aktuierung um die zweite Kippachse. Dies fuhrt im vorliegenden Fall primär zu einer relativen Verschiebung der beiden Facetten 8i, 8i+i in z-Richtung. Dies kann dazu führen, dass dann die jeweils andere Facette 8i gefährdet ist. Jedoch ist auch diese bei der dargestellten Ausbildung der Anschlagelemente 38 durch die Anschlagelemente geschützt, insbesondere derart, dass es nicht zu Kollisionen der Kanten 40 ihrer Reflexionsfläche 36 kommen kann.
Wie aus der Figur 13 außerdem exemplarisch hervorgeht, ist die Erstreckung der Anschlagele mente 38 in z-Richtung vom maximalen Kippbereich um die y- Achse abhängig. Durch eine aus reichende Erstreckung der Anschlagelemente 38 in z-Richtung kann sichergestellt werden, dass die Anschlagelemente 38 unabhängig von der Kippposition um die y- Achse eine Anschlagfläche bieten, um die Kanten 40 der Reflexionsfläche 36 gegen Kollisionen zu schützen.
Für einen bevorzugten Wert des Überstands e der Anschlagskanten 39 über die Reflexionsfläche 36, insbesondere in Richtung parallel zur Reflexionsfläche 36 beziehungsweise senkrecht zur jeweiligen Kippachse, können vorzugsweise folgende Faktoren berücksichtigt werden:
Fertigungstoleranzen bei der Fertigung des Facettengrundkörpers 35 liegen üblicherweise im Bereich von 10 pm bis 50 pm.
Die Anschlagelemente 35 können sich über die Lebensdauer der Facetten 8i abnutzen. Im Falle einer Kollision kann es zu einer maximalen Eindrückung der Anschlagskante 39 im Bereich von höchstens wenigen pm kommen. Dies ist unter anderem abhängig vom Material der Anschla gelemente 38 und/oder vom Auftreffwinkel im Falle einer Kollision. Wie nachfolgend noch nä her beschrieben wird, kann vorgesehen sein, die Anschlagskanten 39 abgerundet auszubilden. Hierdurch kann die Hertzsche Pressung im Falle einer Kollision verringert werden.
Der Überstand e ist insbesondere abhängig vom Verlagerungsbereich (Aktuierungsrange) der Facetten 8i. Außerdem ist der absolute Wert des Überstands e abhängig vom Abstand der An schlagskante 39 von der zu schützenden Kante 40 der Reflexionsfläche 36, insbesondere von der Höhe h. Je kleiner dieser Abstand beziehungsweise die Höhe h ist, umso geringer kann der Über stand e gewählt werden. Als besonders zweckmäßig hat sich ein Überstand e im Bereich von 20 gm bis 100 gm heraus gestellt.
Um den Abstand benachbarter Reflexionsflächen 36 so gering wie möglich zu halten, ist ein kleinerer Überstand e vorteilhaft. Vorzugsweise ist der Abstand benachbarter Facettengrundkör per 35 in einer Neutralstellung der Facetten 8i, 8i+i, insbesondere ein Abstand zwischen den ei nander nächstliegenden Anschlagskanten 39 benachbarter Facetten 8i, 8i+i < 100 gm, insbeson dere höchstens 50 gm. Vorzugsweise gelten diese Angaben für den Abstand zweier benachbarter Reflexionsflächen 36, insbesondere in der Neutralstellung der Facetten 8i, 8i+i, beziehungsweise insbesondere in einer Stellung derselben, in welcher ihre Flächennormalen parallel zueinander verlaufen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 14 und 15 ein weiterer Aspekt der Erfin dung beschrieben.
Dieser Aspekt betrifft die Anordnung der Anschlagelemente 38 am Facettengrundkörper 35. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Engstelle, das heißt die Stelle des geringsten Abstan des zweier benachbarter Facetten 8i, 8i+i, nicht immer im Bereich deren freien Enden liegt. Au ßerdem kann es sein, dass die nominale Breite des Spaltes 32 zwischen benachbarten Facetten 8i, 8i+i über die Länge der Facetten 8i, 8i+i variiert.
Erfindungsgemäß kann daher vorgesehen sein, Anschlagelemente 38 je nach Position der Eng stelle am Facettengrundkörper 35 anzuordnen. Die Anschlagelemente 38 können insbesondere nicht nur endseitig am Facettengrundkörper 35 angeordnet sein. Dies ist exemplarisch in Figur 14 für die Facetten 8i, 82 dargestellt. Die Anschlagelemente 38 können jedoch auch mittig am Facettengrundkörper 35 angeordnet sein. Dies ist exemplarisch in der Figur 14 für die Facetten 82, 83 dargestellt.
Alternativ hierzu kann das Maß des Überstandes e unterschiedlich gewählt werden. Dies ist exemplarisch in der Figur 15 dargestellt. Hier ist der Überstand e der Anschlagelemente 38 zwi schen den Facetten 82 und 83 größer gewählt als das Maß des Überstandes e zwischen den Facet- ten 8i und 82. Auch hierdurch kann der geringen Spaltbreite im Mittenbereich der Facetten 82, 83 Rechnung getragen werden.
Es ist mit anderen Worten möglich, die Position der Anordnung der Anschlagelemente 38 flexi bel, nach Bedarf zu wählen. Alternativ hierzu ist es möglich, die Anschlagelemente 38 jeweils an einer vorbestimmten Position des Facettengrundkörpers 35 anzuordnen. Insbesondere in diesem Fall kann das Maß des Überstands e flexibel an die Spaltbreite angepasst werden.
Eine vorbestimmte, für alle Facetten 8i gleiche Position der Anordnung der Anschlagelemente 38 am Facettengrundkörper 35 hat den Vorteil, dass die Vielfalt der Facettenfeatures reduziert wird. Hierdurch wird die Programmierung der Facettenkonturen einfacher.
Gemäß einer weiteren Variante ist vorgesehen, die Anschlagskante 39 über die gesamte Länge der Facetten 8i auszubilden. Die Anschlagskante 39 kann insbesondere über den gesamten Um fangsbereich des Facettengrundkörpers 35 ausgebildet sein. Die Anschlagskante 39 kann hierbei durchgehend ausgebildet sein. Sie kann auch unterbrochen ausgebildet sein. Hierdurch kann Gewicht eingespart werden.
Insbesondere aus Gründen der Gewichtseinsparung kann es von Vorteil sein, Anschlagelemente 38 nur in den kritischen Bereichen am Facettengrundkörper 35 anzuordnen. Insbesondere im Falle eines relativ großen Kipp-Bereichs, beispielsweise eines Kipp-Bereichs von mehr als 40 mrad, kann es von Vorteil sein, Anschlagelemente 38 ausschließlich im Bereich der freien Enden der Facetten 8i anzuordnen.
Die Anschlagelement 38 können insbesondere in Längsrichtung des Facettengrundkörpers 35 lediglich an diskreten Stellen angeordnet sein. Es können insbesondere höchstens 10, insbeson dere höchstens 8, insbesondere höchstens 6, insbesondere höchstens 4, insbesondere 2 Anschla gelemente 38 an den Facettengrundkörpem 35 angeordnet sein. Die Anschlagelemente 38 kön nen jeweils eine Erstreckung in Längsrichtung des Facettengrundkörpers 35 aufweisen, welche höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 %, insbesondere höchstens 3 %, insbesondere höchs tens 2 % der Länge des Facettengrundkörpers 35 beträgt. Insgesamt können die Anschlagelemente 38 derart ausgebildet und am Facettengrundkörper 35 angeordnet sein, dass das Massenträgheitsmoment des Facettengrundkörpers 35 durch die An ordnung der Anschlagelemente 38 um höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 %, insbesonde re höchstens 3 % erhöht wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine vorteilhafte Ausgestaltung des Facettengrund körpers 35. Es wurde erkannt, dass eine möglichst leichtgewichtete Facette aus dynamischen Gründen vorteilhaft ist. Zum einen werden hierdurch die Amplituden im Anregungsfall gering gehalten, zum anderen reduziert sich die Kollisionsenergie im Falle von Kollisionen. Auch wenn erfindungsgemäß Berührungen einer Facette 8i mit einer Anschlagsfläche zugelassen werden, ist dennoch darauf zu achten, dass derartige Kollisionen nicht zu negativen Konsequenzen, insbe sondere nicht zu einer Beschädigung der Facette 8i oder zu einer Partikelbildung führen.
Ehn die Facetten 8i mit möglichst geringem Gewicht, insbesondere mit möglichst geringem Mas senträgheitsmoment, insbesondere im Hinblick auf die dynamisch kritischen Achsen, insbeson dere die Kippachsen, auszubilden, können die Facettengrundkörper 35 tragwerksoptimiert aus gebildet sein.
Die Facettengrundkörper 35 können insbesondere Mittel zur Reduzierung des Gewichts, insbe sondere Mittel zur Reduzierung des Massenträgheitsmoments, aufweisen. Als Mittel zur Redu zierung des Gewichts des Facettengrundkörpers 35 und zur Reduzierung dessen Massenträg heitsmoments kann beispielsweise vorgesehen sein, den Facettengrundkörper 35 mit einem sich zum freien Ende hin reduzierenden Querschnitt auszubilden. Es ist insbesondere möglich, die Höhe des Facettengrundkörpers 35 zum Ende der Facette hin zu reduzieren. Eine entsprechende Ausbildung ist exemplarisch in der Figur 16 dargestellt. Der Anstellwinkel w zwischen der Eln- terseite des Facettengrundkörpers 35 und der Vorderseite desselben liegt insbesondere im Be reich von 2° bis 10°, insbesondere im Bereich von 4° bis 6°. Durch die dünnere Ausbildung des Facettengrundkörpers 35 an dessen Enden kann dessen Massenträgheitsmoment gegenüber einer nicht-tragwerksoptimierten Ausbildung um circa 10 % reduziert werden. Gleichzeitig lässt sich die Steifigkeit des Facettengrundkörpers 35 erhöhen. Die Steifigkeit des Facettengrundkörpers 35 kann insbesondere erhöht werden, indem die Querschnittsfläche zum Stützpunkt der Facette hin zunimmt. Die Gesamtmasse des Facettengrundkörpers 35 nimmt dabei zwar zu, aber das Massenträgheitsmoment ab, da der Querschnitt zum freien Ende hin reduziert wird. Somit wird in Summe über die gesamte Länge des Facettengrundkörpers 35 das Massenträgheitsmoment reduziert und die Steifigkeit erhöht. Beispielsweise lässt sich durch die Verringerung der Quer- schnittsfläche des Facettengrundkörpers 35 zu dessen Enden hin die Durchhängung aufgrund des Eigengewichts des Facettengrundkörpers 35 um einen Faktor von mehr als zwei, insbesondere mehr als drei, verbessern. Diese Angaben beziehen sich exemplarisch auf eine Facette mit einer Länge von 120 mm, einer Breite von 6,6 mm und einer mittleren Höhe von 14 mm.
Außerdem kann die nötige Steifigkeit zur Aktuator- Achse hin verlagert sein.
In der Figur 17 ist exemplarisch ein weiteres Mittel zur Reduzierung des Gewichts, insbesondere zur Reduzierung des Massenträgheitsmoments des Facettengrundkörpers 35, dargestellt. Gemäß dieser Variante sind im Facettengrundkörper 35 Bohrungen vorgesehen. Die Bohrungen führen ebenfalls zu einer Gewichtserspamis. Alternativ oder zusätzlich hierzu können auch Taschen, insbesondere von der Unterseite des Facettengrundkörpers 35 oder von den Seitenflächen des selben her, vorgesehen sein. Außerdem sind Veijüngungen des Querschnitts auch auf andere Weise, beispielsweise durch Abschrägungen an den Seiten, möglich.
Ein weiteres Mittel zur Optimierung des Facettengrundkörpers 35 ist in der Figur 18 dargestellt. Gemäß dieser Variante ist der Facettengrundkörper 35 stark asymmetrisch gelagert. Hierbei ist im Bereich des kürzeren freien Endes ein Auswuchtelement 41 vorgesehen.
Durch die vorhergehend beschriebenen Mittel lassen sich die Massenträgheitsmomente des Fa cettengrundkörpers 35, insbesondere um Rx, um bis zu 30 % reduzieren.
Die Anschlagelemente 38 weisen vorzugsweise in x-Richtung, das heißt in Längsrichtung des Facettengrundkörpers 35, eine geringe Ausdehnung auf. Die Anschlagelemente 38 können in x- Richtung insbesondere eine Ausdehnung im Bereich von 1 mm bis 3 mm aufweisen. Beispiels weise weisen die vorhergehend exemplarisch beschriebenen Facetten 8i insbesondere zusammen mit den anderen bewegten Massen des Manipulators, ein Gesamtträgheitsmoment Iyy von circa 180000 g · mm2 auf. Das zusätzliche Gesamtträgheitsmoment Iyy aufgrund der Anschlagelemente 38 beträgt weniger als 5000 m · mm2, das heißt weniger als 3 % des Gesamtträgheitsmoments
Iyy.
Gemäß einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, das Gewicht und damit das durch das An schlagselement 38 zusätzlich hervorgerufene Trägheitsmoment durch Ausnehmungen, bei spielsweise Bohrungen oder Taschen, weiter zu reduzieren. Derartige Gewichtsersparungen kön nen insbesondere stirnseitig in x-Richtung in das Anschlagselement 38 eingebracht werden. Hierdurch kann der relative Anteil des Massenträgheitsmoments der Anschlagelemente 38 am Gesamtträgheitsmoment Iyy der Facetten 8i auf weniger als 2 % reduziert werden.
Die Anschlagelemente 38 dienen insbesondere zum Schutz der Facetten 8i, insbesondere zum Schutz deren Reflexionsflächen 36, für den Fall unerwarteter Anregungen und/oder Erschütte rungen. Sie schützen die Facetten insbesondere auch gegen Seismische Lastfälle, bei welchen die angeregten Schwingungsamplituden ein Vielfaches der Breite der vorgesehenen Spalte 32 betra gen können.
Im Folgenden werden weitere Aspekte der Erfindung beschrieben.
Die Anschlagelemente 38 können als separate Bauteile ausgebildet sein. Sie können insbesonde re auf den Facettengrundkörper 35 aufgesetzt werden. Sie sind allgemein mit dem Facetten grundkörper 35 verbunden. Hierbei sind im Wesentlichen alle denkbaren Verbindungstechniken möglich. Die Anschlagelemente 38 können insbesondere mit dem Facettengrundkörper 35 ver klebt, verlötet, verschweißt, verschraubt, verclipst oder auf diesen aufgeschrumpft oder aufge steckt sein.
Die Ausbildung der Anschlagelemente 38 als separate Bauteile hat den Vorteil, dass die An schlagelemente 38 aus einem anderen Werkstoff hergestellt werden können als der Facetten grundkörper 35. Sie können auch aus demselben Werkstoff hergestellt sein. Sie können insbe sondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt sein. Dies ist insbesondere im Hin blick auf Partikelbildung vorteilhaft. Außerdem führt eine Verwendung von Kupfer oder einer Kupferlegierung zur Herstellung der Anschlagelemente 38 zu dem Vorteil, dass sich aufgrund der relativ geringen Härte von Kupfer im Kollisionsfall eine leichte Eindrückung an einer nicht störenden Stelle ergibt. Die Entstehung von Partikeln wird weitgehend verhindert.
Es ist auch möglich, die Anschlagselement monolithisch in den Facettengrundkörper 35 zu integ rieren. Sie können insbesondere einteilig mit dem Facettengrundkörper 35 ausgebildet sein. In diesem Fall können die Anschlagelemente 38 insbesondere durch die geometrischen Details, insbesondere die Form des Facettengrundkörpers 35, gebildet werden. Dies ermöglicht eine be sonders einfache und robuste Herstellung.
Wie in den Figuren 20 bis 22 exemplarisch dargestellt ist, kann die Ausbildung der Anschla gelemente 38, insbesondere deren Anschlagskante 39, scharfkantig (Figur 20), nicht scharkantig, insbesondere flach zulaufend (Figur 21) oder abgrundet (Figur 22) ausgebildet sein. Eine abge rundete, bevorzugt angefaste Ausbildung ermöglicht es, die Hertzsche Pressung zu reduzieren. Sie stellt eine bevorzugte Ausführung dar.
Kollisionstests haben ergeben, dass nach mehreren hundert Kollisionen mit typischer Auftreffe nergie nur eine sehr geringe Abnutzung, insbesondere eine Eindrückung im Berührbereich von höchstens 2 pm, festzustellen war.
Gemäß einer weiteren Variante kann die Höhe h, um welche die Reflexionsfläche 36 in Richtung ihrer Flächennormalen gegen eine Ebene durch die Anschlagskanten 39 des Anschlagselement 38 versetzt ist, auch gegen Null gehen. Dies entspricht dem Fall, dass die genutzte optische Flä che der Facetten 8i nicht bis zu deren geometrischem Rand, insbesondere nicht bis zum Rand des Facettengrundkörpers 35, geht. Auch eine derartige Ausbildung führt dazu, dass in einem Kolli sionsfall nicht die Reflexionsflächen 36 aneinanderstoßen. Allerdings sind in diesem Fall die Reflexionsflächen 36 von einem Randbereich, welcher nicht zur Reflexion der Beleuchtungs strahlung 4 genutzt wird, umgeben. Hierdurch verringert sich der Füllgrad des Facettenspiegels 7 und somit wird der Wirkungsgrad hinsichtlich Transmission reduziert.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 23 bis 25 ein weiteres Ausführungsbei spiel beschrieben. Für allgemeine Details sei auf die vorhergehenden Ausführungsformen ver- wiesen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Anschlagfläche durch ein Mittel zur Begrenzung des Verlagerungsbereichs der Facetten 8i gebildet. Gemäß der in den Figuren dargestellten Variante dient als derartiges Mittel ein Stift 42, welcher auch als Snubber bezeichnet wird. Der Stift 42 taucht in eine Tasche 43 auf der Unterseite des Facettengrundkörpers 35 ein. Die Eintauchtiefe ist groß genug, um den gesamten Kippbereich abzudecken. Prinzipiell kann der Stift 42 auch zusammen mit dem Facettengrundkörper 35 verkippt werden.
Der Stift 42 und eine in der Fig. 23 lediglich dargestellte Lagerung 46 der Facette 8i sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 47 angeordnet.
Die genaue Positionierung des Stifts 42, insbesondere des in die Tasche 43 eintauchenden freien Endes desselben kann vorteilhafter Weise justierbar sein.
Das Spiel zwischen dem Stift 42 und einer Anschlagsseite 44 auf der Innenseite der Tasche 43 ist kleiner als der Abstand zweier benachbarter Facetten 8i, 8i+i, insbesondere kleiner als die Breite des Spalts 32 zwischen zwei benachbarten Facetten 8i, 8i+i. Das Spiel zwischen dem Stift 42 und der Anschlagsseite 44 ist insbesondere kleiner als der für die TO-Toleranzen zur Verfü gung stehende Teil des Spaltes 32. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Schutzwirkung für die Kanten 40 der Reflexionsfläche 36 auch bei dieser Variante gewährleistet ist.
Um das Spiel um den Stift 42 herum zu reduzieren, ist es von Vorteil, den Stift 42 derart auszu bilden und/oder anzuordnen, dass dessen freies Ende im Bereich der Kippachse 37 (im darge stellten Fall die x-Achse) verläuft.
Um das Spiel noch weiter zu reduzieren, kann der Stift 42 einjustiert werden. Der Stift 42 kann insbesondere verstellbar ausgebildet sein.
Der Stift 24 kann an seinem freien Ende insbesondere kugelförmig ausgestaltet sein. Hierdurch wird eine Behinderung der Verkippung der Facetten vermieden In den exemplarisch dargestellten Ausführungen ist der Snubber als Stift 42 dargestellt. Es ist auch denkbar, den Snubber als Gabel, das heißt mit mehreren freien Enden, welche die Facetten umgreifen, auszubilden. Gemäß einer weiteren, in der Figur 25 exemplarisch dargestellten Variante, ist anstelle des Stifts 42 ein seitlicher Anschlag 45 vorgesehen.
Allgemein sei angemerkt, dass die Facetten 8i, insbesondere deren Facettengrundkörper 35, ei nen Verlagerungsbereich aufweisen, derart, dass sie in bestimmten Verlagerungspositionen eine Anschlagfläche berühren. Bei den Verlagerungspositionen kann es sich um reversibel aktuierba- re Verlagerungspositionen handeln. Es kann sich auch um unerwünschte Auslenkungspositionen handeln, welche im Transportfall oder im Erdbebenfall, insbesondere ausschließlich im Trans port- oder Erdbebenfall nicht jedoch bei einer gesteuerten Verlegung, auftreten können. Die Anschlagfläche kann hierbei durch eine Fläche auf einem weiteren optischen Element, ins besondere einem weiteren Facettengrundkörper 35 oder einem darauf angeordneten An schlagselement 38, gebildet sein. Sie kann auch durch ein separates mechanisches Detail, bei spielsweise den Stift 42 oder den seitlichen Anschlag 45, gebildet werden. Vorzugsweise sind sämtliche Anschlagflächen aus verschleißfesten Materialien. Sie können auch eine verschleißfeste Beschichtung aufweisen. Hierdurch kann die Erzeugung von Partikeln im Kollisionsfall verhindert werden. Eventuell dennoch erzeugte Partikel könnten in einem Auf- fang-Behälter oder in Taschen, die durch Nachbar-Bauteil gebildet werden gesammelt werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Facettenspiegel (7, 20) für eine Beleuchtungsoptik (la) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) aufweisend
1.1. eine Vielzahl von verlagerbaren Einzelfacetten (8i, 2 li) mit
1.1.1. einem Facettengrundkörper (35) und
1.1.2. einer auf diesem angeordneten Reflexionsfläche (36),
1.2. dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfacetten (8i, 2E) derart ausgebildet sind, dass eine gegenseitige Berührung benachbarter Einzelfacetten (8i, 21i) möglich ist, jedoch ausschließ lich im Bereich von im oder am Facettengrundkörper (35) ausgebildeten Anschlagflächen und/oder im Bereich von in oder am Facettengrundkörper (35) angeordneten oder ausgebil deten Anschlagelementen (38).
2. Facettenspiegel (7, 20) für eine Beleuchtungsoptik (la) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) aufweisend
2.1. eine Vielzahl von verlagerbaren Einzelfacetten (8i, 2 li) mit
2.1.1. einem Facettengrundkörper (35) und
2.1.2. einer auf diesem angeordneten Reflexionsfläche (36),
2.2. wobei zumindest eine Teilmenge der Einzelfacetten (8i, 21i) einen Verlagerungsbereich aufweist derart, dass sie in einer oder mehreren Verlagerungspositionen eine Anschlag fläche berühren.
3. Facettenspiegel (7, 20) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Einzelfacetten (8i, 21 ,) in ihrer jeweiligen Grundposition und/oder in einer aktiven Verlage rungsposition beabstandet zu sämtlichen Anschlagflächen sind.
4. Facettenspiegel (7, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge der Einzelfacetten (8i, 21 ,) Verlagerungsbereiche aufweist derart, dass sich benachbarte Einzelfacetten (8i, 8i+i, 20i, 20i+i) in einer oder mehreren Ver lagerungspositionen berühren.
5. Facettenspiegel (7, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilmenge der Einzelfacetten (8i, 2E) derart ausgebildet ist, dass sich benachbarte Einzelfacetten (8i, 8i+i, 20i, 20i+i) im Bereich einer vorbestimmten Anschlagfläche berühren können.
6. Facettenspiegel (7, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche im oder am Facettengrundköprer (35) einer Einzelfacette (8i, 2h) oder durch ein separates Anschlagelement (38) gebildet wird.
7. Facettenspiegel (7; 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Facettengrundkörper (35) derart ausgebildet sind, dass ein Abstand der Facettengrundkörper (35) zweier benachbarter Einzelfacetten (8i, 8i+i, 20i, 20i+i) geringer ist als ein Abstand ihrer Reflexionsflächen (36).
8. Facettenspiegel (7, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils am oder im Facettengrundkörper (35) ein oder mehrere Anschla gelemente (38) vorgesehen sind.
9. Facettenspiegel (7, 20) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagelemente (38) eine Erstreckung in Richtung parallel zur Reflexionsfläche (36) aufweisen, welche größer ist als die Erstreckung der Reflexionsfläche (36) in dieser Richtung und/oder auf die der Reflexionsfläche (36) abgewandte Seite des Facettengrund körpers (35) über diesen überstehen.
10. Facettenspiegel (7, 20) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagelemente (38) paarweise derart am Facettengrundkörpers (35) angeordnet sind, dass ihre äußere Einhüllende in einer Senkrechtprojektion zu einer von der Einhüllenden eingeschlossenen Teilfläche der Reflexionsfläche (36) in mindestens einer Richtung über die Reflexionsfläche (36) übersteht.
11. Facettenspiegel (7, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Mittel zur Begrenzung des Verlagerungsbereichs der Einzelfacetten (8i, 2h).
12. Einzelfacette (8, 21) für einen Facettenspiegel (7, 20) einer Beleuchtungsoptik (la) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) mit
12.1. einem Facettengrundkörper (35) und
12.2. einer auf diesem angeordneten Reflexionsfläche (36),
12.3. dadurch gekennzeichnet, dass am oder im Facettengrundkörper (35) ein oder mehrere Anschlagflächen und/oder Anschlagelemente (38) vorgesehen sind, wel che bei einer Projektion in Richtung einer Flächennormalen zur Reflexionsfläche in mindestens einer Richtung senkrecht zu dieser Flächennormalen über die Re flexionsfläche (36) überstehen.
13. Einzelfacette (8, 21) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein oder meh rere Anschlagflächen und/oder Anschlagelemente (38) aufweist, welche bei einer Projektion in Richtung einer Flächennormalen auf die Reflexionsfläche sowohl in mindestens einer Richtung senkrecht zu dieser Flächennormalen als auch in einer entgegengesetzten Richtung über die Reflexionsfläche (36) überstehen.
14. Einzelfacette (8, 21) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein oder mehrere Anschlagflächen und/oder Anschlagelemente (38) aufweist, welche bei einer Projektion in Richtung einer Flächennormalen auf die Reflexionsfläche über den ge samten Umfangsbereich der Reflexionsfläche (36) über die Reflexionsfläche (36) überste hen.
15. Einzelfacette (8, 21) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektion eine Parallelprojektion ist.
16. Einzelfacette (8, 21) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektion eine Orthogonalprojektion ist.
17. Einzelfacette (8, 21) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Facettengrundkörper (35) und/oder zumindest eine Teilmenge der Anschlagelemente (38) eine Erstreckung in Richtung parallel zur Reflexionsfläche (36) aufweisen, welche grö ßer ist als die Erstreckung der Reflexionsfläche (36) in dieser Richtung.
18. Einzelfacette (8, 21) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilmenge der Anschlagelemente (38) auf der der Reflexionsfläche (36) ab gewandten Seite des Facettengrundkörpers (35) in mindestens einer Richtung über diesen üb erstehen.
19. Einzelfacette (8, 21) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilmenge der Anschlagelemente (38)) paarweise derart am Facettengrund körpers (35) angeordnet sind, daß ihre äußere Einhüllende in einer Senkrechtprojektion zu einer von der Einhüllenden eingeschlossenen Teilfläche der Reflexionsfläche (36) in min destens einer Richtung über die Reflexionsfläche (36) übersteht.
20. Einzelfacette (8, 21) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Facettengrundkörper (35) mindestens ein freies Ende aufweist und sich ein Querschnitt des Facettengrundkörpers (35) zum freien Ende hin verringert.
21. Einzelfacette (8, 21) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Facettengrundkörper (35) Mittel zur Reduzierung des Massenträgheitsmoments (I) und/oder Mittel zur Vergrößerung der Steifigkeit aufweist.
22. Einzelfacette (8, 21) für einen Facettenspiegel (7, 20) einer Beleuchtungsoptik (la) einer Pro jektionsbelichtungsanlage (1) mit
22.1. einem Facettengrundkörper (35) und
22.2. einer auf diesem angeordneten Reflexionsfläche (36),
22.3. dadurch gekennzeichnet, dass der Facettengrundkörper (35) Mittel zur Reduzie rung des Massenträgheitsmoments (I) und/oder Mittel zur Vergrößerung der Stei figkeit aufweist.
23. Beleuchtungsoptik (la) mit mindestens einem Facettenspiegel (7, 20) gemäß einem der An sprüche 1 bis 11.
24. Beleuchtungssystem (lc) mit
24.1. einer Beleuchtungsoptik (la) gemäß Anspruch 23 und
24.2. einer Strahlungsquelle (5) zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung (4).
25. Optisches System mit 25.1. einer Beleuchtungsoptik (la) gemäß Anspruch 23 und
25.2. einer Projektionsoptik (lb) zum Projizieren eines Objektfeldes (2) in ein Bildfeld.
26. Projektionsbelichtungsanlage (1) mit
26.1. einer Strahlungsquelle (5) zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung (4), 26.2. einer Beleuchtungsoptik (la) gemäß Anspruch 23 und
26.3. einer Projektionsoptik (lb) zum Projizieren eines Objektfeldes (2) in ein Bildfeld.
27. Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß Anspruch 26,
Bereitstellen eines Retikels mit abzubildenden Strukturen,
Bereitstellen eines Wafers mit einer strahlungsempfindlichen Beschichtung,
Abbilden der abzubildenden Strukturen des Retikels auf den Wafer mit Hilfe der Pro jektionsbelichtungsanlage (1).
28. Bauelement hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 27.
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