WO2024061599A1 - Guiding of components of an optical device - Google Patents

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WO2024061599A1
WO2024061599A1 PCT/EP2023/074124 EP2023074124W WO2024061599A1 WO 2024061599 A1 WO2024061599 A1 WO 2024061599A1 EP 2023074124 W EP2023074124 W EP 2023074124W WO 2024061599 A1 WO2024061599 A1 WO 2024061599A1
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joint
guide unit
guide
component
parallel
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PCT/EP2023/074124
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German (de)
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Inventor
Ulrich Weber
Yanko Sarov
Markus Hauf
Original Assignee
Carl Zeiss Smt Gmbh
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Publication date
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02B7/198Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors with means for adjusting the mirror relative to its support
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    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0891Ultraviolet [UV] mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a guide arrangement and a corresponding method for relatively guiding two components of an optical imaging device for microlithography, which is suitable for the use of useful UV light, in particular light in the extreme ultraviolet (EUV) range.
  • the invention further relates to an optical module, in particular a facet mirror, and an optical imaging device with such an optical module.
  • the invention can be used in connection with any optical imaging method. It can be used particularly advantageously in the production or inspection of microelectronic circuits and the optical components used for this purpose (for example optical masks).
  • the optical systems used in connection with the fabrication of such microelectronic circuits include a variety of optical element modules, which include optical elements such as lenses, mirrors, gratings, etc., arranged in the path of the light. These optical elements typically cooperate in an exposure process to illuminate a pattern formed on a mask, reticle, or the like and to transfer an image of that pattern to a substrate such as a wafer.
  • the optical elements are usually combined in one or more functionally different optical element groups, which can be held within different optical element units.
  • Facet mirror devices such as those mentioned above can serve, among other things, to homogenize the exposure light beam, ie to bring about the most uniform possible power distribution within the exposure light beam. You can also can be used to provide any desired specific power distribution within the exposure light beam.
  • a problem in this context is the most precise possible power distribution or intensity distribution within the exposure light beam, which corresponds as closely as possible to a desired power distribution in order to ultimately avoid or at least reduce undesirable imaging errors.
  • DE 102 05425 A1 shows, among other things, facet mirror devices in which facet elements with a spherical rear surface sit in an assigned recess within a carrier element. The spherical rear surface rests on a corresponding spherical wall or several contact points of the support element delimiting this recess.
  • the spherical back surface has a comparatively small radius of curvature so that it defines a center of rotation of the facet element that is far away from a center of curvature of the optical surface of the facet element.
  • An operating lever is centrally connected to the back of the facet element and corresponding manipulators tilt the operating lever, i.e. produce lateral deflections of the free end of the operating lever in order to adjust both the position and the orientation of the optical surface of the facet.
  • the adjustment options continue to decrease the smaller the facet elements become and the more densely they are packed (hence the higher the “resolution” of the facet mirror becomes).
  • the desired sensitive adjustment of the power distribution or intensity distribution within the exposure light beam is therefore becoming increasingly difficult to achieve with these known systems.
  • the facet elements are tilted by one or more actuators, which act on the facet element with their plungers in a direction which (in an initial position or a non-deflected initial state) typically runs essentially perpendicular to the main plane of extension of the mirror surface.
  • actuators By tilting the facet element, transverse forces and/or torques are transmitted to the respective plunger, which are typically absorbed by a linear guide of the plunger, since the actuators used are often sensitive to such transverse forces and/or torques and may be ineffective without a suitable linear guide of the plunger their function could be impaired.
  • the invention is therefore based on the object of providing a guide arrangement and a corresponding method for the relative guidance of two components of an optical imaging device for microlithography, a corresponding optical module and a corresponding optical imaging device with such a guide arrangement, as well as an optical imaging method, which or which does not have the aforementioned disadvantages or at least to a lesser extent and, in particular, enables the largest possible adjustment range with high transverse rigidity of the linear guide in a simple manner with little installation space requirement.
  • the invention is based on the technical teaching that the largest possible adjustment range with high transverse rigidity of the linear guide can be achieved in a simple manner with little space requirement if at least one guide unit of the two guide units of the parallel guide between a first and second component of the imaging device is used as a kinematically serial combination designed from a four-bar link device and an intermediate element, wherein two joints of the four-bar link mechanism engage on the first component and two joints of the four-bar link mechanism engage on the intermediate element, so that the four-bar link mechanism defines an instantaneous rotation pole of a rotational movement of the first component with respect to the intermediate element.
  • the intermediate element is in turn articulated to the second component via a further, fifth joint, hereinafter also called compensating joint, so that with this compensating joint the intermediate element carries out a compensating movement described in more detail below during longitudinal guidance or parallel guidance by means of the two guide units.
  • This kinematically serial design enables, on the one hand, a nested arrangement of the four-bar link device and the intermediate element, in which the intermediate element can be arranged between two legs of the four-bar link mechanism, whereby a very compact design can be achieved.
  • the above-mentioned compensating movement can be achieved, thanks to which the instantaneous rotation pole during the deflection (along the parallel guide direction) is at most a very small amount along the Parallel guide direction is deflected relative to a reference plane which runs perpendicular to the parallel guide direction and through the compensating joint, via which the intermediate element is articulated to the second component. Since the resultant of the transverse forces that act on the first component perpendicular to the parallel guide direction acts in the instantaneous pole of rotation, these transverse forces only have a correspondingly small lever arm around the articulation of the intermediate element on the second component.
  • the degree of deflection of the instantaneous rotating pole from the reference plane can be set to a low value suitable for the respective application via the dimensioning or design of the guide unit.
  • the arrangement of the first to fifth joints of the first guide unit is preferably coordinated with one another in such a way that in normal operation a maximum deflection of the first instantaneous pivot pole with respect to the reference plane along the parallel guidance direction is at most 0% to 5% of a distance (AP) between the instantaneous pivot pole and the compensating joint which is present in an undeflected initial state of the guide arrangement parallel to the reference plane.
  • the invention therefore relates to a guide arrangement for guiding a first and a second component of an optical imaging device for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), relative to one another with a first guide unit and a second guide unit .
  • the first guide unit and the second guide unit are designed and arranged such that, during operation of the imaging device, they act kinematically parallel to one another between the first component and the second component in the manner of a parallel guide along a parallel guide direction. In normal operation of the imaging device, a maximum parallel guidance deflection can take place between the first component and the second component along the parallel guidance direction.
  • At least the first guide unit has a first four-bar link device and a first intermediate element, wherein the first four-bar link mechanism and the first intermediate element act kinematically in series with one another during operation between the first component and the second component.
  • a The first joint and a second joint of the first four-bar device engage the first component during operation, while a third joint and a fourth joint of the first four-bar device engage the intermediate element, so that the first four-bar device defines a first instantaneous rotation pole of the first component with respect to the intermediate element during operation .
  • the first intermediate element is articulated to the second component during operation via a fifth joint (hereinafter also referred to as compensating joint) of the first guide unit.
  • the arrangement of the first to fifth joints of the first guide unit is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the first instantaneous rotation pole with respect to a first reference plane, which runs perpendicular to the parallel guiding direction and through the fifth joint, is at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of a first distance between the first instantaneous pivot pole and the fifth joint (i.e. the compensating joint), which is parallel to the first reference plane in an undeflected initial state of the guide arrangement.
  • the joints of the first guide unit can in principle be designed in any suitable way in order to achieve appropriate longitudinal guidance or parallel guidance with sufficient transverse rigidity.
  • the first to fifth joints of the first guide unit each define at least one joint axis of rotation, which means that comparatively complex movement sequences can be implemented, in which, in addition to the desired parallel guidance, further guide movements can be realized.
  • Particularly simple designs with simple kinematics result when the first to fifth joints each define exactly one joint axis of rotation.
  • At least two of the joint rotation axes of different joints, preferably all of the joint rotation axes, of the first guide unit are at least essentially parallel to one another, at least in an initial state in which the first component and the second component are not deflected relative to one another along the parallel guidance direction.
  • This makes it possible to achieve a particularly compact design with simple kinematics, for example with essentially flat kinematics.
  • at least the at least one joint axis of rotation of the fifth joint (i.e. the compensating joint) of the first guide unit lies at least essentially in the first reference plane.
  • the guide unit in question can in principle have any complex three-dimensional design, in particular in order to take into account certain boundary conditions that arise, for example, in the densely packed spatial arrangement of the facet elements of facet mirrors.
  • at least some of the joints are arranged in a common plane.
  • at least two of the first to fourth joints of the first guide unit, in particular all of the first to fourth joints of the first guide unit can be arranged at least essentially in a common plane.
  • at least the third to fifth joint of the first guide unit can be arranged at least essentially in a common plane.
  • first to fourth joints and the fifth joint of the first guide unit can be arranged at least substantially in a common plane.
  • the first four-bar linkage device can be designed at least essentially in the manner of a flat four-bar linkage.
  • the joints can basically be designed in any suitable way to achieve the desired kinematics with sufficient accuracy and rigidity.
  • multi-part joints can also be used.
  • at least one of the first to fifth joints of the first guide unit, in particular each of the first to fifth joints of the first guide unit, is formed by a solid-state joint.
  • the respective joint can basically have any complex suitable design that defines one or more joint axes in one or more rotational degrees of freedom in space.
  • Particularly simple designs with clearly defined movement sequences or clearly defined kinematics result if at least one of the first to fifth joints of the first guide unit, in particular each of the first to fifth joints of the first guide unit, is designed in the manner of a hinge joint, thus defining exactly one axis of rotation with exactly one rotational degree of freedom.
  • At least one of the first to fifth joints of the first guide unit can be designed in the manner of a leaf spring joint.
  • the leaf spring joint in question can be designed to be at least essentially flat, at least in the undeflected initial state.
  • the transverse stiffness in the undeflected state or its change with increasing deflection can be influenced in an advantageous manner via the alignment of the respective leaf spring plane or the longitudinal direction of the leaf spring to the first reference plane RE1 or to the connecting straight line of the associated joints.
  • the first four-bar device can in principle have any suitable spatial arrangement of the four joints.
  • Particularly favorable configurations with simply designed kinematics result when a first joint axis of rotation of the first joint and a second joint axis of rotation of the second joint in a second reference plane, which runs parallel to the parallel guide direction, define a first connecting line of the first guide unit, while a third joint axis of rotation of the third Joint and a fourth joint axis of rotation of the fourth joint in the second reference plane define a second connecting line of the first guide unit, while finally the first and third joint axis of rotation define a third connecting line in the second reference plane and the second and fourth joint axis of rotation define a fourth connecting line in the second reference plane.
  • the instantaneous rotation pole of the first guide unit can then simply be defined by an intersection of the third and fourth connecting lines of the first guide unit.
  • the first connecting line and the second connecting line are at least essentially parallel to one another in a non-deflected initial state of the first guide unit.
  • a particularly simple kinematics results when the first and third joint rotation axes are at least essentially parallel to one another. The same applies if the second and fourth joint rotation axes are at least essentially parallel to one another.
  • the four joints of the first four-bar device can basically define any, possibly also three-dimensional (i.e. not flat) quadrilateral, as long as a sufficiently large transverse rigidity is still achieved via the deflection to be realized along the parallel guidance direction.
  • the first to fourth connecting lines in the second reference plane define a first joint trapezoid in the initial state.
  • the first articulated trapezoid can be an isosceles trapezoid in the initial state, and can therefore have a simple symmetrical design.
  • the first intermediate element is designed to be correspondingly symmetrical (in particular symmetrical to the first reference plane), so that a first guide unit that is essentially symmetrical overall (in particular symmetrical to the first reference plane) is realized.
  • a first base side of the first articulated trapezoid lies on the first connecting line and a second base side of the first articulated trapezoid lies on the second connecting line, in particular provided It can be that the first base side is longer than the second base side, and therefore forms the so-called base of the articulated trapezoid, whereby the instantaneous pole then lies on the side of the second connecting line facing away from the first connecting line.
  • the fifth joint is arranged on a side of the first connecting line that faces the second connecting line. It can be advantageous if the fifth joint is arranged in the first reference plane between the first connecting line and the second connecting line, since particularly compact configurations can be achieved in this way.
  • the distance D5 has a value of -20% to 20%, preferably -5% to 15%, more preferably 0% to 10%, which has the length LG1 and / or the angle WS has a value from 1° to 30°, preferably 2° to 20°, more preferably 5° to 10°.
  • the components of the first guide unit can basically have any suitable geometry between the joints and can optionally be designed in one or more parts.
  • first leg element can be designed as an elongated rod element.
  • second leg element can be designed as an elongated rod element.
  • the intermediate element can be essentially T-shaped or V-shaped. This results in particularly easy-to-manufacture configurations.
  • the intermediate element can be arranged between the first leg element and the second leg element, which results in a particularly compact design. The same applies if the first leg element, the second leg element and the intermediate element extend essentially in a common main extension plane.
  • the guide arrangement can in principle be constructed from any number of separate parts. Not least in view of the accuracy requirements to be met, it is particularly advantageous if at least partially one-piece connections are selected. At least one of the first leg element and the second leg element can be connected in one piece to the intermediate element. Likewise, at least one of the first component and the second component can be connected in one piece to the first guide unit. Likewise, at least one of the first component and the second component can be connected in one piece to the second guide unit.
  • the second guide unit can basically be designed in any way, as long as it is appropriately coordinated with the first guide unit in order to achieve the desired longitudinal guide in interaction with the first guide unit.
  • the second guide unit is preferably also designed in the manner of the first guide unit. It is particularly favorable if the second guide unit is designed at least essentially identically to the first guide unit. It is preferred if the first and second guide units are arranged in a common guide unit plane, which preferably runs at least substantially parallel to the parallel guide direction.
  • the first and second guide units preferably have a sufficiently large distance from one another along the parallel guide direction in order to achieve good support of tilting moments about a direction transverse to the parallel guide direction.
  • the second guide unit is spaced from the first guide unit along the parallel guide direction by a guide unit distance and the first guide unit has a maximum first transverse dimension (QA) perpendicular to the parallel guide direction, the guide unit distance then being 10% to 1000%, preferably 50% to 500%, more preferably 100% to 400%, of the maximum first transverse dimension.
  • QA first transverse dimension
  • At least one further guide unit can thus be provided, the further guide unit in turn preferably being designed in the manner of the first guide unit, in particular being designed at least substantially identically to the first guide unit.
  • a third guide unit is provided, wherein the third guide unit is spatially assigned to the first guide unit, in particular is arranged transversely to the parallel guide direction on a side of the first component opposite the first guide unit.
  • the transverse rigidity of the guide device in particular can be increased in an advantageous manner.
  • a fourth guide unit is provided, wherein the fourth guide unit is spatially assigned to the second guide unit, in particular is arranged transversely to the parallel guide direction on a side of the first component opposite the second guide unit.
  • the second guide unit also has a second four-bar link device and a second intermediate element, with the second four-bar link mechanism and the second intermediate element acting kinematically in series with one another during operation between the first component and the second component.
  • a first joint and a second joint of the second four-bar device engage the first component during operation, while a third joint and a fourth joint of the second four-bar device engage the intermediate element, so that the second four-bar device during operation has a second instantaneous rotation pole of the first component with respect to the intermediate element are defined.
  • the second intermediate element is articulated to the second component via a fifth joint of the second guide unit.
  • the arrangement of the first to fifth joints of the second guide unit is in turn coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the second instantaneous rotation pole with respect to a third reference plane, which runs perpendicular to the parallel guidance direction and through the fifth joint, is at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of a second distance between the second instantaneous pivot pole and the fifth joint of the second guide unit, which is parallel to the third reference plane in an undeflected initial state of the guide arrangement.
  • Such a design can also be selected for one or more further management units (for example the above-mentioned third and/or fourth management units). This allows the above in connection with the corresponding design of the first management unit implement the advantages and variants described to the same extent, so that reference is made to the above statements.
  • the guide arrangement can in principle be used at any suitable location where a compact and transversely rigid longitudinal guide or parallel guide with correspondingly high transverse rigidity is required.
  • the advantages are particularly effective when the first component is part of an optical unit of the imaging device, in particular part of a facet unit of the imaging device. It is also advantageous if the first component is an element of an actuator device for actuating an optical unit of the imaging device, in particular an element of an actuator device for actuating a facet unit of the imaging device. It is particularly favorable if the first component is a plunger of an actuator device for actuating an optical unit of the imaging device, in particular a plunger of an actuator device for actuating a facet unit of the imaging device.
  • the second component can preferably be part of a correspondingly associated support structure of the imaging device.
  • the second component can be such a part of an optical unit of the imaging device, while the first component can then be a part of a correspondingly associated support structure of the imaging device.
  • the first component is part of an optical unit of the imaging device, in particular a facet unit of the imaging device, the optical unit comprising an optical surface.
  • the optical surface has an area of 0.1 mm 2 to 200 mm 2 , preferably 0.5 mm 2 to 100 mm 2 , more preferably 1.0 mm 2 to 50 mm 2 .
  • the optical surface preferably has a maximum dimension of 2 mm to 50 mm, preferably 3 mm to 25 mm, more preferably 4 mm to 10 mm.
  • the optical surface is an at least substantially flat surface.
  • the optical surface is a reflective surface.
  • the present invention further relates to an optical module, in particular a facet mirror, with at least one optical element, in particular a facet element, and at least one guide arrangement according to the invention, which is assigned to the at least one optical element.
  • the optical module can comprise a plurality N of guide arrangements according to the invention, whereby the Guide arrangements are connected to a common support structure.
  • the optical module can comprise a plurality K of optical elements, the plurality K having the value 100 to 100,000, preferably 100 to 10,000, more preferably 1,000 to 10,000.
  • the optical module can comprise a plurality of optical elements, the optical elements being arranged to form a narrow gap relative to one another, the gap having a gap width and the gap width in an assembled state being 0.01 mm to 0.2 mm, preferably 0. 02 mm to 0.1 mm, more preferably 0.04 mm to 0.08 mm.
  • the present invention further relates to an optical imaging device, in particular for microlithography, with an illumination device with a first optical element group, an object device for recording an object, a projection device with a second optical element group and an image device, wherein the illumination device is designed to illuminate the object and the projection device is designed to project an image of the object onto the image device.
  • the lighting device and/or the projection device comprises at least one optical module according to the invention.
  • the present invention further relates to a method for the relative guidance of a first and a second component of an optical imaging device for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), in which a guide unit and a second guide unit during operation of the imaging device act kinematically parallel to one another between the first component and the second component in the manner of a parallel guide along a parallel guide direction.
  • EUV extreme UV range
  • a maximum parallel guidance deflection can take place between the first component and the second component along the parallel guidance direction.
  • At least the first guide unit has a first four-bar link device and a first intermediate element, wherein the first four-bar link mechanism and the first intermediate element act kinematically in series with one another during operation between the first component and the second component.
  • a first joint and a second joint of the first four-bar device engage the first component during operation, while a third joint and a fourth joint of the first four-bar device engage the intermediate element, so that the first four-bar device has a first instantaneous rotation pole during operation the first component is defined with respect to the intermediate element.
  • the first intermediate element is articulated to the second component during operation via a fifth joint (hereinafter also referred to as compensating joint) of the first guide unit.
  • the arrangement of the first to fifth joints of the first guide unit is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the first instantaneous rotation pole with respect to a first reference plane, which runs perpendicular to the parallel guidance direction and through the fifth joint (i.e.
  • the compensating joint is at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of a first distance between the first instantaneous pivot pole and the fifth joint (i.e. the compensating joint), which is parallel to the first reference plane in an undeflected initial state of the guide arrangement is present.
  • the present invention relates to an optical imaging method, in particular for microlithography, in which an illumination device, which has a first optical element group, illuminates an object and a projection device, which has a second optical element group, projects an image of the object onto an image device. At least a first component, which is assigned to an optical element of the lighting device and/or the projection device, is guided relative to an assigned second component by means of a method according to the invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of a projection exposure system according to the invention, which includes a preferred embodiment of an optical module according to the invention, in which a preferred embodiment of a guide arrangement according to the invention is used.
  • Figure 2 is a schematic sectional view of the guide arrangement from Figure 1 (in a non-deflected initial state) in an embodiment with solid body joints.
  • Figure 3 is a mechanical equivalent circuit diagram of part of the guide arrangement from Figure 2 (in the initial state).
  • Figure 4 is a mechanical equivalent circuit diagram of the portion of the guide assembly of Figure 3 (in a deflected condition).
  • Figure 5 shows a variant of a guide unit such as can be used in the guide arrangement from Figures 2 to 4.
  • Figure 6 shows a further variant of a guide unit such as can be used in the guide arrangement from Figures 2 to 4.
  • FIGS. 1 to 6 A preferred exemplary embodiment of a projection exposure system 101 according to the invention for microlithography is described below with reference to FIGS. 1 to 6, which includes a preferred exemplary embodiment of an optical arrangement according to the invention.
  • an x,y,z coordinate system is given in the drawings, with the z direction running parallel to the direction of the gravitational force.
  • the x-direction and the y-direction accordingly run horizontally, with the x-direction in the illustration in FIG. 1 running perpendicularly into the plane of the drawing.
  • the essential components of a projection exposure system 101 will first be described below as an example with reference to FIG. The description of the basic structure of the projection exposure system 101 and its components is not intended to be restrictive.
  • a lighting device or a lighting system 102 of the projection exposure system 101 includes, in addition to a radiation source 102.1, an optical element group in the form of lighting optics 102.2 for illuminating an object field 103.1 (shown schematically).
  • the object field 103.1 lies in an object plane 103.2 of an object device 103.
  • a reticle 103.3 (also referred to as a mask) arranged in the object field 103.1 is illuminated.
  • the reticle 103.3 is held by a reticle holder 103.4.
  • the reticle holder 103.4 can be displaced in particular in one or more scanning directions via a reticle displacement drive 103.5. In the present example, such a scanning direction runs parallel to the y-axis.
  • the projection exposure system 101 further comprises a projection device 104 with a further optical element group in the form of projection optics 104.1.
  • the projection optics 104.1 is used to image the object field 103.1 into a (schematized) image field 105.1, which lies in an image plane 105.2 of an image device 105.
  • the image plane 105.2 runs parallel to the object plane 103.2. Alternatively, an angle other than 0° between the object plane 103.2 and the image plane 105.2 is also possible.
  • a structure of the reticle 103.3 is imaged onto a light-sensitive layer of a substrate in the form of a wafer 105.3, the light-sensitive layer being arranged in the image plane 105.2 in the area of the image field 105.1.
  • the wafer 105.3 is held by a substrate holder or wafer holder 105.4.
  • the wafer holder 105.4 can be displaced in particular along the y direction via a wafer displacement drive 105.5.
  • the displacement on the one hand of the reticle 103.3 via the reticle displacement drive 103.5 and on the other hand of the wafer 105.3 via the wafer displacement drive 105.5 can take place synchronized with one another. This synchronization can take place, for example, via a common control device 106 (shown only very schematically in FIG. 1 and without control paths).
  • the radiation source 102.1 is an EU radiation source (extreme ultraviolet radiation).
  • the radiation source 102.1 emits in particular EU radiation 107, which is also referred to below as useful radiation or illumination radiation becomes.
  • the useful radiation in particular has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm, in particular a wavelength of approximately 13 nm.
  • the radiation source 102.1 can be a plasma source, for example an LPP source (Laser Produced Plasma, i.e. using a Laser generated plasma) or a DPP source (Gas Discharged Produced Plasma, i.e. plasma generated by gas discharge). It can also be a synchrotron-based radiation source.
  • the radiation source 102.1 can also be a free electron laser (free electron laser, FEL).
  • the optical elements used are exclusively reflective optical elements.
  • the illumination radiation 107 which emanates from the radiation source 102.1, is focused by a collector 102.3.
  • the collector 102.3 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloid reflection surfaces.
  • the at least one reflection surface of the collector 102.3 can be exposed to the illumination radiation 107 in grazing incidence (Grazing Incidence, Gl), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence smaller than 45° become.
  • Gl grazing Incidence
  • NI normal incidence
  • the collector 11 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress false light.
  • the illumination radiation 107 propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 107.1.
  • the intermediate focus plane 107.1 can represent a separation between the illumination optics 102.2 and a radiation source module 102.4, which includes the radiation source 102.1 and the collector 102.3.
  • the illumination optics 102.2 includes a deflection mirror 102.5 along the beam path and a downstream first facet mirror 102.6.
  • the deflection mirror 102.5 can be a flat deflection mirror or, alternatively, a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect.
  • the deflection mirror 102.5 can be designed as a spectral filter, which consists of the Illumination radiation 107 at least partially separates out so-called false light, the wavelength of which deviates from the useful light wavelength.
  • the first facet mirror 102.6 is also referred to as a field facet mirror.
  • the first facet mirror 102.6 comprises a large number of individual first facets 102.7, which are also referred to below as field facets. These first facets and their optical surfaces are only indicated very schematically in FIG. 1 by the dashed contour 102.7.
  • the first facets 102.7 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour.
  • the first facets 102.7 can be designed as facets with a planar or alternatively with a convex or concave curved optical surface.
  • the first facets 102.7 themselves can also each be composed of a plurality of individual mirrors, in particular a plurality of micromirrors.
  • the first facet mirror 102.6 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS system), as is described in detail, for example, in DE 10 2008 009 600 A1.
  • MEMS system microelectromechanical system
  • the illumination radiation 107 runs horizontally between the collector 102.3 and the deflection mirror 102.5, i.e. along the y-direction.
  • a different orientation can also be selected for other variants.
  • a second facet mirror 102.8 is arranged downstream of the first facet mirror 102.6 in the beam path of the illumination optics 102.2. If the optically effective surfaces of the second facet mirror 102.8 are arranged in the area of a pupil plane of the illumination optics 102.2, the second facet mirror 102.8 is also referred to as a pupil facet mirror.
  • the second facet mirror 102.8 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 102.2.
  • the combination of the first facet mirror 102.6 and the second facet mirror 102.8 is also referred to as a specular reflector.
  • the second facet mirror 102.8 in turn comprises a plurality of second facets, which are only indicated very schematically in FIG. 1 by the dashed contour 102.9.
  • the second facets 102.9 are also referred to as pupil facets in the case of a pupil facet mirror.
  • the second facets 102.9 can basically be designed like the first facets 102.7.
  • the second facets 102.9 can also be macroscopic facets, which can have, for example, round, rectangular or even hexagonal or any polygonal borders.
  • the second facets 102.9 can be facets composed of micromirrors.
  • the second facets 102.9 can in turn have planar or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.
  • the lighting optics 102.2 thus forms a double-faceted system.
  • This basic principle is also known as the fly's eye integrator.
  • a transmission optics 102.10 (shown only in a highly schematic manner) can be arranged in the beam path between the second facet mirror 102.8 and the object field 103.1, which contributes in particular to the imaging of the first facets 102.7 into the object field 103.1.
  • the transmission optics 102.10 can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 102.2.
  • the transmission optics 102.10 can in particular include one or two mirrors for vertical incidence (NL mirror, normal incidence mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GL mirror, grazing incidence mirror).
  • the illumination optics 102.2 has exactly three mirrors after the collector 102.3, namely the deflection mirror 102.5, the first facet mirror 102.6 (e.g. a field facet mirror) and the second facet mirror 102.8 (e.g. a pupil facet mirror).
  • the deflection mirror 102.5 can also be omitted, so that the illumination optics 102.2 can then have exactly two mirrors after the collector 102.3, namely the first facet mirror 102.6 and the second facet mirror 102.8.
  • the individual first facets 102.7 are imaged in the object field 103.1.
  • the second facet mirror 102.8 is the last bundle-forming or actually the last mirror for the illumination radiation 107 in the beam path in front of the object field 103.1.
  • the image of the first facets 102.7 by means of the second facets 102.9 or with the second facets 102.9 and a transmission optics 102.10 in the object plane 103.2 is usually only an approximate image.
  • the projection optics 104.1 comprises a plurality of mirrors Mi, which are numbered according to their arrangement along the beam path of the projection exposure system 101.
  • the projection optics 104.1 comprises six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible.
  • the penultimate mirror M5 and the last mirror M6 can each have a passage opening (not shown) for the illumination radiation 107.
  • the projection optics 104.1 is a double-obscured optic.
  • the projection optics 104.1 has an image-side numerical aperture NA that is greater than 0.5.
  • the image-side numerical aperture NA can also be larger than 0.6.
  • the image-side numerical aperture NA can be 0.7 or 0.75.
  • the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry.
  • the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape.
  • the mirrors Mi just like the mirrors of the lighting optics 102.2, can have highly reflective coatings for the lighting radiation 107. These coatings can be made up of several layers (multilayer coatings), in particular they can be designed with alternating layers of molybdenum and silicon.
  • the projection optics 104.1 has a large object image offset in the y-direction between a y-coordinate of a center of the object field 103.1 and a y-coordinate of the center of the image field 105.1.
  • This object-image offset in the y-direction can be approximately as large as a distance between the object plane 103.2 and the image plane 105.2 in the z-direction.
  • the projection optics 104.1 can in particular be anamorphic. In particular, it has different imaging scales ßx, ßy in the x and y directions. The Both imaging scales ßx, ßy of the projection optics 104.1 are preferably included
  • ßx; ßy (+/- 0.25; +/- 0.125).
  • a positive magnification ß means an image without image reversal.
  • a negative sign for the image scale ß means an image with image reversal.
  • the projection optics 104.1 thus leads to a reduction in the x-direction, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction, in a ratio of 4:1.
  • the projection optics 104.1 in the y direction i.e. in the scanning direction, leads to a reduction in size in a ratio of 8:1.
  • Other image scales are also possible. Image scales of the same sign and absolutely the same in the x and y directions are also possible, for example with absolute values of 0.125 or 0.25.
  • the number of intermediate image planes in the x and y directions in the beam path between the object field 103.1 and the image field 105.1 can be the same. Likewise, the number of intermediate image planes can be different depending on the design of the projection optics 104.1. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions are known, for example, from US 2018/0074303 A1 (the entire disclosure of which is incorporated herein by reference).
  • one of the pupil facets 102.9 is assigned to exactly one of the field facets 102.7 to form an illumination channel for illuminating the object field 103.1. This can in particular result in lighting based on Köhler's principle.
  • the far field is broken down into a large number of object fields 103.1 using the field facets 102.7.
  • the field facets 102.7 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 102.9 assigned to them.
  • the field facets 102.7 are each imaged onto the reticle 103.3 by an assigned pupil facet 102.9, with the images superimposing one another, so that there is an overlapping illumination of the object field 103.1.
  • the illumination of the object field 103.1 is preferably as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by overlaying different lighting channels.
  • the illumination of the entrance pupil of the projection optics 104.1 can be geometrically defined.
  • the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 104.1 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as the lighting setting of the lighting system 102.
  • a pupil uniformity that is also preferred Area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 102.2 can be achieved by redistributing the illumination channels.
  • the aforementioned settings can be made for actively adjustable facets by appropriate control via the control device 106.
  • the projection optics 104.1 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible or inaccessible.
  • the entrance pupil of the projection optics 104.1 often cannot be illuminated precisely with the pupil facet mirror 102.8.
  • the aperture rays often do not intersect at a single point. However, an area can be found in which the pairwise distance of the aperture beams becomes minimal.
  • This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in local space. In particular, this surface shows a finite curvature.
  • the projection optics 104.1 has different positions of the entrance pupil for the tangential and sagittal beam paths.
  • an imaging optical element in particular an optical component of the transmission optics 102.10, is provided between the second facet mirror 102.8 and the reticle 103.3. With the help of this imaging optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.
  • the optical surfaces of the pupil facet mirror 102.8 are arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 104.1.
  • the first facet mirror 102.6 (field facet mirror) defines a first main extension plane of its optical surfaces, which in the present example is arranged tilted relative to the object plane 5.
  • this first main extension plane of the first facet mirror 102.6 is arranged tilted to a second main extension plane, which is defined by the optical surface of the deflection mirror 102.5.
  • the first main extension plane of the first facet mirror 102.6 is in the present example further arranged tilted to a third main extension plane, which is defined by the optical surfaces of the second facet mirror 102.8.
  • the facet mirrors 102.6 and 102.8 are constructed as optical modules according to the invention, which comprise a plurality N of optical arrangements in the form of facet units 108, of which a part of a facet unit 108 is shown in Figure 2.
  • the facet units 108 are designed identically in the present example. In other variants, however, they can also be designed differently (individually or in groups).
  • the respective facet unit 108 comprises an optical element in the form of a facet element 108.1 (shown only schematically), a support device 108.2 and an active adjustment device 108.3.
  • the optical element 108.1 has a reflective optical surface 108.4, which is formed on a facet body 108.5.
  • the facet body 108.5 can sit on an interface unit (not shown) of the support device 108.2, which supports the facet body 108.5 so that it can be tilted about one or more tilting axes.
  • a tilt axis perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 2 or parallel to the y-axis
  • the optical element 108.1 can be defined with respect to the support device 108.2 or the support structure.
  • the adjusting device 108.3 comprises an adjusting unit 108.6 with an actuator unit 108.7 (shown only partially and in a highly schematic manner), which can also be supported on the support device 108.2 and, controlled by the control device 106, acts on a plunger 108.8 of the adjusting unit 108.6.
  • the plunger 108.7 in turn acts on the facet body 108.5 via a tilt-decoupling plunger interface unit 108.9 of the adjustment unit 108.6 (shown only in very schematic form) in order to tilt the facet body 108.5 and thus the optical surface 108.4 in accordance with the specifications for the illustration.
  • the elongated plunger 108.8 is guided along a parallel guide direction PFR (which in the present example runs parallel to the z-axis) by a preferred embodiment of a guide arrangement 109 according to the invention, which is designed in the manner of a parallel guide.
  • PFR parallel guide direction
  • any number of adjustment units 108.6 can be provided in order to adjust the facet body 108.5 and thus the optical surface 108.4 in further degrees of freedom. If several adjustment units 108.6 are provided, they can be designed identically or have a different design.
  • the guide arrangement 109 guides the plunger 108.8 (which represents a first component of the imaging device 101) with respect to the support device 108.2 (which represents a second component of an optical imaging device) along the parallel guide direction PFR.
  • the leadership arrangement 109 includes, among other things, a first leadership unit 109.1, a second leadership unit 109.2, a third leadership unit 109.3 and a fourth leadership unit 109.4.
  • the first management unit 109.1 a first leadership unit 109.1, a second leadership unit 109.2, a third leadership unit 109.3 and a fourth leadership unit 109.4.
  • the second guide unit 109.2 are designed and arranged in such a way that, during operation of the imaging device 101, they act kinematically parallel to one another between the plunger 108.8 (as the first component) and the support device 108.2 (as the second component) in the manner of a parallel guide along the parallel guide direction PFR.
  • a maximum parallel guidance deflection PFAmax occurs between the first component 108.8 and the second component 108.2 along the parallel guidance direction PFR.
  • the second guide unit 109.2 each have a first end and a second end along a support force flow between the first component 108.8 and the second component 108.2, the first end being assigned to the first component 108.8 and the second end being assigned to the second component 108.2.
  • the first guide unit 109.1 has a first four-bar link device 109.5 and a first intermediate element 109.6, the first four-bar link mechanism 109.5 and the first intermediate element 109.6 being kinematically in series with one another during operation between the first component 108.8 and the second component
  • a first joint 109.7 and a second joint 109.8 of the first four-bar device 109.5 engage the first component 108.8 during operation, while a third joint 109.9 and a fourth joint 109.10 of the first four-bar device 109.5 engage the intermediate element 109.6, so that the first four-bar device 109.5 during operation a first instantaneous rotation pole MP1 of the first component 108.8 with respect to the intermediate element 109.6 is defined.
  • the first intermediate element 109.6 is articulated to the second component 108.2 during operation via a fifth joint (first compensating joint) 109.11 of the first guide unit 109.1.
  • the arrangement of the first to fifth joints 109.7 to 109.11 of the first guide unit 109.1 is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the first instantaneous rotation pole MP1 with respect to a first reference plane RE1, which is perpendicular to the parallel guidance direction PFR and through the fifth joint 109.11 runs, at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of the first distance AP1 between the first instantaneous pivot pole MP1 and the compensating joint, which is in the undeflected (shown in Figure 2).
  • the initial state of the guide arrangement 109 is parallel to the first reference plane RE1.
  • the first four-joint device 109.5 can in principle have any suitable spatial arrangement of the four joints 109.7 to 109.10. Particularly favorable configurations with simply designed kinematics result when (as in the present example) a first joint axis of rotation GDA1 of the first joint 109.7 and a second joint axis of rotation GDA2 of the second joint 109.8 in a second reference plane RE2 (here: the drawing plane of Figure 2). runs parallel to the parallel guidance direction PFR, defining a first connecting line VG1 of the first guidance unit 109.1.
  • a third joint axis of rotation GDA3 of the third joint 109.9 and a fourth joint axis of rotation GDA4 of the fourth joint 109.10 define a second connecting line VG2 of the first guide unit 109.1 in the second reference plane RE2, while finally the first joint axis of rotation GDA1 and the third joint axis of rotation GDA3 in the second reference plane RE2 form a third Define connecting line VG3 and the second joint axis of rotation GDA2 and the fourth joint axis of rotation GDA4 define a fourth connecting line VG2 in the second reference plane RE2.
  • the instantaneous rotation pole MP1 of the first guide unit 109.1 is simply defined by the intersection of the third connecting line VG3 and the fourth connecting line VG4 of the first guide unit 109.1.
  • a particularly simple and therefore advantageous kinematics is realized, in which the first connecting line VG1 and the second connecting line VG2 are at least essentially parallel to one another in the undeflected initial state of the first guide unit 109.1 shown in Figures 2 and 3.
  • a further simplification of the kinematics also results if the first and third joint rotation axes GDA1, GDA3 are at least essentially parallel to one another.
  • the second and fourth joint rotation axes GDA2, GDA4 are at least essentially parallel to one another. Both are the case in the present example, in which all four joint rotation axes GDA1 to GDA4 are at least essentially parallel to one another (thus running at least essentially perpendicular to the plane of the drawing in FIGS. 2 to 4).
  • the kinematically serial arrangement of the first four-bar linkage device 109.5 and the first intermediate element 109.6 results in a nested arrangement of the Four-bar link device 109.5 and the intermediate element 109.6 are realized, in which the intermediate element 109.6 is arranged between two legs 109.12 and 109.13 of the four-bar link mechanism 109.5, whereby a very compact design can be achieved.
  • connection described with the kinematically serial arrangement of the first four-bar linkage device 109.5 and the first intermediate element 109.6 also causes the first intermediate element 109.6 to carry out a compensating movement described in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4 during longitudinal guidance or parallel guidance by means of the two guide units 109.1, 109.2 .
  • a compensating movement of the first intermediate element 109.6 can be achieved (see Figure 4), thanks to which the instantaneous pole MP1 during the deflection of the first component 108.8 (along the parallel guide direction PFR from the initial state shown in FIG.
  • the tilting of the first intermediate element 109.6 about the fifth joint rotation axis GDA5 of the fifth joint 109.11 in the example in FIG. 4 enables the third connecting line VG3 (which leads in the parallel guide direction PFR during the deflection shown in FIG. 4) to increase its inclination to the first reference plane RE1 , while the fourth connecting line VG4 (which trails in the parallel guidance direction PFR during the deflection shown in FIG. 4) reduces its inclination to the first reference plane RE1.
  • This change in inclination causes the intersection of the third and fourth connecting lines VG3, VG4, which defines the instantaneous rotation pole MP1, to remain at least close to the reference plane RE1 and, if necessary, not to move out of the reference plane RE1 along the parallel guide direction PFR at all.
  • the degree of deflection of the instantaneous pole MP1 from the reference plane RE1 can be set to a low value that is suitable for the respective application via the dimensioning or design of the first guide unit 109.1. With the design described here, it can be achieved in an advantageous manner that the transverse rigidity of the guide arrangement 109 remains almost unchanged during the entire relative movement expected in normal operation (along the parallel guide direction PFR) between the first and second components 108.8, 108.2.
  • the joints 109.7 to 109.11 of the first guide unit 109.1 can in principle be designed in any suitable manner in order to achieve appropriate longitudinal guidance or parallel guidance with sufficient transverse rigidity.
  • the first to fifth joints of the first guide unit each define at least one joint rotation axis GDA1 to GDA5, which means that comparatively complex movement sequences can be implemented, in which, in addition to the desired parallel guidance, further guide movements can be implemented.
  • Particularly simple designs with simple kinematics result when the first to fifth joints 109.7 to 109.11 each define exactly one joint axis of rotation GDA1 to GDA5.
  • At least two of the joint rotation axes GDA1 to GDA5 of different joints 109.7 to 109.11 preferably (as in the present example) all of the joint rotation axes GDA1 to GDA5, of the first guide unit 109.1 at least in the initial state (see Figures 2 and 3) at least to each other are essentially parallel.
  • the joint rotation axis GDA5 of the fifth joint 109.11 lies at least essentially in the first reference plane RE1.
  • the guide unit 109.1 to 109.4 in question can in principle have any complex three-dimensional design, in particular in order to take into account certain boundary conditions that arise, for example, in the densely packed spatial arrangement of the facet elements 108.
  • at least some of the joints 109.7 to 109.11 are arranged in a common plane (here: the drawing plane of FIGS. 2 to 4).
  • at least two of the first to fourth joints 109.7 to 109.10 of the first guide unit in particular (as in the present example) all of the first to fourth joints 109.7 to 109.10, can be arranged at least essentially in a common plane.
  • the first four-bar linkage device 109.5 is designed at least essentially in the manner of a flat four-bar linkage.
  • at least the third to fifth joints 109.9 to 109.11 i.e. the joints on the intermediate element 109.6 can be arranged at least essentially in a common plane.
  • at least two of the first to fourth joints 109.9 to 109.10 and the fifth joint 109.11, in particular all of the first to fifth joints 109.7 to 109.11 can be arranged at least essentially in a common plane.
  • the joints 109.7 to 109.11 can in principle be designed in any suitable way in order to achieve the desired kinematics with sufficient accuracy and rigidity. In principle, multi-part joints can also be used. Not least with regard to the accuracy requirements in the field of microlithography, it is advantageous if at least one of the first to fifth joints 109.7 to 109.11 of the first guide unit 109.1, in particular (as in the present example) each of the first to fifth joints 109.7 to 109.11 of the first Guide unit is formed by a solid joint.
  • the respective joint 109.7 to 109.11 can in principle have any complex, suitable design that defines one or more joint axes in one or more rotational degrees of freedom in space.
  • Particularly simple designs with clearly defined movement sequences or clearly defined kinematics result when at least one of the first to fifth joints 109.7 to 109.11, in particular (as in the present example) each of the first to fifth joints 109.7 to 109.11, in the manner of a Hinge joint is formed, therefore exactly one axis of rotation GDA1 to GDA5 is defined with exactly one degree of rotational freedom.
  • the four joints 109.7 to 109.10 of the first four-joint device 109.5 can basically define any, possibly also three-dimensional (i.e. not flat) quadrilateral.
  • the first to fourth connecting lines VG1 to VG4 in the second reference plane RE2 define a first joint trapezoid GT1 in the initial state.
  • the first articulated trapezoid GT1 (as in the present example) can be an isosceles trapezoid in the initial state, and therefore have a simple symmetrical design.
  • first intermediate element 109.6 is designed to be correspondingly symmetrical (in particular symmetrical in the initial state to the first reference plane RE1), so that, if necessary, a first guide unit 109.1 that is essentially symmetrical overall (in particular symmetrical in the initial state to the first reference plane RE1). is realized.
  • a first base side GS1 of the first articulated trapezoid GT1 lies on the first connecting line VG1, while a second base side GS2 of the first articulated trapezoid GT 1 lies on the second connecting line VG2.
  • the first base side GS1 is longer than the second base side GS2, and therefore forms the so-called base of the articulated trapezoid GT 1, whereby the instantaneous pole MP1 then lies on the side of the second connecting line VG2 facing away from the first connecting line VG1.
  • the fifth joint 109.11 is arranged on a side of the first connecting line VG1 that faces the second connecting line VG2. It can be advantageous if the fifth joint 109.11 (as in the present example) is arranged in the first reference plane RE1 between the first connecting line VG1 and the second connecting line VG2, since particularly compact configurations can be achieved in this way.
  • the first articulated trapezoid GT 1 in the initial state is an isosceles trapezoid with its first base side GS1 on the first connecting line VG1, its second base GS2 on the second connecting line VG2 and one leg each 109.12, 109.13 on the third connecting line VG3 and fourth connecting line VG4.
  • the distance D5 has a value of -20% to 20%, preferably -5% to 15%, more preferably 0% to 10%, of the length LG1.
  • the angle WS has a value of 1° to 30°, preferably 2° to 20°, more preferably 5° to 10°.
  • the components of the first guide unit 109.1 can basically have any suitable geometry between the joints 109.7 to 109.11 and can optionally be designed in one or more parts.
  • an advantageously simple design is realized in that the first joint 109.7 and the third joint 109.9 are connected via the first leg element 109.12, while the second joint 109.8 and the fourth joint 109.10 are connected via the second leg element 109.13.
  • Both leg elements 109.12, 109.13 are each designed as a simple elongated rod element.
  • the intermediate element can (as in the present example) be essentially T-shaped or V-shaped. This results in particularly easy-to-manufacture configurations.
  • the intermediate element 109.6 is arranged between the first leg element 109.12 and the second leg element 109.13 and the first leg element 109.12, the second leg element 109.13 and the intermediate element 109.6 extend essentially in a common main extension plane, thereby providing a particularly space-saving design simple and clearly defined kinematics.
  • the guide arrangement 109 can basically be constructed from any number of separate parts. Not least in view of the accuracy requirements to be met, it is particularly advantageous if at least partially one-piece connections are selected. At least one of the leg elements 109.12, 109.12 can be connected in one piece to the intermediate element 109.6.
  • first and second components 108.8, 108.2 can be connected in one piece to the first guide unit 109.1.
  • at least one of the first and second components 108.8, 108.2 can be connected in one piece to the second guide unit 109.2.
  • the second guide unit 109.2 can basically be designed in any way, as long as it is appropriately coordinated with the first guide unit 109.1 in order to achieve the desired longitudinal guidance between the first and second components 108.8, 108.2 in interaction with the first guide unit 109.1.
  • the second guide unit 109.2 is preferably also designed in the manner of the first guide unit 109.1. It is particularly favorable if the second guide unit 109.2 (as in the present example) is at least essentially identical to the first guide unit 109.1. It is preferred if the first guide unit 109.1 and the second guide unit 109.2 (as in the present example) are arranged in a common guide unit plane (here: the drawing plane of Figure 2), which preferably runs at least essentially parallel to the parallel guide direction PFR.
  • a common guide unit plane here: the drawing plane of Figure 2
  • the first guide unit 109.1 and the second guide unit 109.2 preferably (as in the present example) have a sufficiently large distance FEA from one another along the parallel guide direction PFR in order to achieve good support of tilting moments about a direction transverse to the parallel guide direction PFR.
  • the second guide unit 109.2 is spaced from the first guide unit 109.1 along the parallel guide direction PFR by a guide unit distance FEA, the first guide unit 109.1 having a maximum first transverse dimension QA1 perpendicular to the parallel guide direction PFR and the guide unit distance then 10 % to 1000%, preferably 50% to 500%, more preferably 100% to 400%, of the maximum first transverse dimension QA1.
  • first and second guide units 109.1, 109.2 can be sufficient to provide the desired relative longitudinal guidance or parallel guidance between the first and second component 108.8, 108.2 to achieve.
  • further guide units 109.3, 109.4 can also be provided (as in the present example), which in turn are preferably designed in the manner of the first guide unit 109.1.
  • the further guide units 109.3, 109.4 (as in the present example) can be designed at least essentially identical to the first guide unit 109.1.
  • the third management unit is 109.3 of the first management unit
  • the transverse rigidity of the guide device 109 can be increased in an advantageous manner.
  • the second guide unit 109.2 also has a second four-bar link device 109.14 and a second intermediate element 109.15, with the second four-bar link mechanism 109.14 and the second intermediate element 109.15 acting kinematically in series with one another during operation between the first component 108.8 and the second component 108.2.
  • the second intermediate element 109.15 is via a fifth joint 109.20 of the second guide unit
  • the arrangement of the first to fifth joints of the second guide unit 109.2 is in turn coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the second instantaneous rotation pole MP2 with respect to a third reference plane RE3, which is perpendicular to the
  • Parallel guide direction PFR and through the fifth joint 109.20 is at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of the second distance (AP2 - not shown) between the second instantaneous center of rotation MP2 and the fifth joint 109.20 (second compensating joint 109.20) of the second guide unit 109.2, which in the undeflected initial state of the guide arrangement 109 (shown in Figure 2) is parallel to the third reference plane RE3.
  • Such a design can (as in the present example) also be used for one or several additional guide units (for example the above-mentioned third guide unit 109.3 and/or fourth guide unit 109.4) can be selected. This allows the advantages and variants described above in connection with the corresponding design of the first guide unit 109.1 to be realized to the same extent, so that reference is made to the above explanations in this regard.
  • FIG. 5 shows a guide unit 109.1, as can be used in the example of FIGS. 2 to 4.
  • the guide unit 109.1 is provided with leaf spring-like solid joints 109.7 to 109.11.
  • the solid-state joints 109.7 to 109.11 are at least essentially flat in the undeflected initial state shown.
  • the leaf spring plane or the leaf spring longitudinal direction of the solid joints 109.7, 109.8, 109.9 and 109.10 is each inclined to the first reference plane RE1.
  • the leaf spring longitudinal direction of the joints 109.7 and 109.9 is oriented parallel to the connecting line VG3 of the joints 109.7 and 109.9, while the respective leaf spring plane or leaf spring longitudinal direction of the joints 109.8 and 109.10 are oriented parallel to the connecting line VG4 of the joints 109.8 and 109.10.
  • FIG. 6 shows a guide unit 109.1, as can also be used in the example of FIGS. 2 to 4.
  • the guide unit 109.1 is also provided with leaf spring-like solid joints 109.7 to 109.11.
  • the solid-state joints 109.7 to 109.11 are at least essentially flat in the undeflected initial state shown.
  • the respective leaf spring plane or the leaf spring longitudinal direction of the joints 109.7, 109.8, 109.9 and 109.10 is oriented perpendicular to the parallel guide direction of the linear guide 109 or parallel to the first reference plane RE1.
  • transverse rigidity cannot be achieved as high as with the design from FIG. 5.
  • one advantage is that the transverse rigidity drops less sharply with increasing deflection. With the appropriate configuration, a slight increase in transverse stiffness can even be achieved with increasing deflection.
  • the orientation of the respective leaf spring plane or the longitudinal direction of the leaf spring to the first reference plane RE1 or to the can be determined (independently of the remaining design of the guide unit 109.1).
  • the connecting straight line of the associated joints 109.7 to 109.10 advantageously influence the transverse stiffness in the undeflected state or its change with increasing deflection.
  • the roles or functions of the first component and the second component can also be swapped.
  • the second component can be part of an optical unit of the imaging device 101, while the first component can then be part of a correspondingly associated support structure of the imaging device 101.
  • the first component is part of an optical unit of the imaging device, in particular a facet unit of the imaging device, the optical unit comprising an optical surface.
  • the optical surface has an area of 0.1 mm 2 to 200 mm 2 , preferably 0.5 mm 2 to 100 mm 2 , more preferably 1.0 mm 2 to 50 mm 2 .
  • the optical surface preferably has a maximum dimension of 2 mm to 50 mm, preferably 3 mm to 25 mm, more preferably 4 mm to 10 mm.
  • the optical surface is an at least substantially flat surface.
  • the optical surface is a reflective surface.
  • the facet mirror 102.8 can comprise a plurality N of guide arrangements 109 according to the invention, wherein the guide arrangements 109 are connected to a common support structure 108.2.
  • the plurality K of optical elements 108.1 can have the value 100 to 100,000, preferably 100 to 10,000, more preferably 1,000 to 10,000.
  • the optical elements 108.1 can be arranged to form a narrow gap, wherein the gap has a gap width and the gap width in an assembled state is 0.01 mm to 0.2 mm, preferably 0.02 mm to 0.1 mm, more preferably 0.04 mm to 0.08 mm.
  • the present invention has been described above exclusively using examples from the field of microlithography. However, it is understood that the invention can also be used in connection with any other optical applications, in particular imaging methods at other wavelengths, in which similar problems arise with regard to tilt adjustment or linear displacements, such as for focus corrections of components in a small installation space. Furthermore, the invention can be used in connection with the inspection of objects, such as so-called mask inspection, in which the masks used for microlithography are examined for their integrity, etc. In place of the wafer 105.1 in FIG. 1, for example, there is a sensor unit which records the image of the projection pattern of the reticle 104.1 (for further processing). This mask inspection can then take place at essentially the same wavelength that is used in the later microlithography process. However, any wavelengths that deviate from this can also be used for the inspection.
  • mask inspection In place of the wafer 105.1 in FIG. 1, for example, there is a sensor unit which records the image of the projection pattern of the reticle 104.1 (for further processing). This mask inspection can then take place

Abstract

The invention relates to a guide arrangement for guiding a first and a second component (108.8, 108.2) of an imaging device with a first and second guide unit (109.1, 109.2), which function kinematically parallel to one another between the first and the second component in the manner of a parallel guide along a parallel guide device. During operation there is a maximum parallel guide deflection between the first and the second component. At least the first guide unit (109.1) has a four-joint device (109.5) and an intermediate element (109.6) which function kinematically serially to one another between the first and the second component. During operation, a first and a second joint (109.7, 109.8) act on the first component, while a third and a fourth joint (109.9, 109.10) act on the intermediate element, and therefore the four-joint device defines a centre of revolution of the first component with respect to the intermediate element. The intermediate element is articulated on the second component by means of a fifth joint (109.11). The arrangement of the joints is coordinated such that a deflection of the centre of revolution with respect to a first reference plane, which extends perpendicularly to the parallel guide device and through the fifth joint, is at most 0% to 5% of a first distance between the centre of revolution and the fifth joint, which is parallel to the first reference plane in a non-deflected starting state.

Description

FÜHRUNG VON KOMPONENTEN EINER OPTISCHEN EINRICHTUNG MANAGEMENT OF COMPONENTS OF AN OPTICAL DEVICE
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U.S.C. §119 der deutschen Patentanmeldung Nr. 102022 210 035.2, eingereicht am 23. September 2022, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. This application claims priority under 35 U.S.C. §119 to German patent application No. 102022 210 035.2, filed September 23, 2022, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Führungsanordnung sowie ein entsprechendes Verfahren zum relativen Führen zweier Komponenten einer optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie, die für die Verwendung von UV Nutzlicht geeignet ist, insbesondere von Licht im extremen ultravioletten (EUV) Bereich. Weiterhin betrifft die Erfindung ein optisches Modul, insbesondere einen Facettenspiegel, sowie eine optische Abbildungseinrichtung mit einem solchen optischen Modul. Die Erfindung lässt sich im Zusammenhang mit beliebigen optischen Abbildungsverfahren einsetzen. Besonders vorteilhaft lässt sie sich bei der Herstellung oder der Inspektion mikroelektronischer Schaltkreise sowie der hierfür verwendeten optischen Komponenten (beispielsweise optischer Masken) einsetzen. The present invention relates to a guide arrangement and a corresponding method for relatively guiding two components of an optical imaging device for microlithography, which is suitable for the use of useful UV light, in particular light in the extreme ultraviolet (EUV) range. The invention further relates to an optical module, in particular a facet mirror, and an optical imaging device with such an optical module. The invention can be used in connection with any optical imaging method. It can be used particularly advantageously in the production or inspection of microelectronic circuits and the optical components used for this purpose (for example optical masks).
Typischerweise umfassen die optischen Systeme, die im Zusammenhang mit der Herstellung solcher mikroelektronischer Schaltkreise verwendet werden, eine Vielzahl von optischen Elementmodulen, die optische Elemente wie etwa Linsen, Spiegel, Gitter usw. umfassen, die im Pfad des Lichts angeordnet sind. Diese optischen Elemente wirken normalerweise in einem Belichtungsprozess zusammen, um ein auf einer Maske, einem Retikel oder dergleichen gebildetes Muster zu beleuchten und ein Bild dieses Musters auf ein Substrat wie einen Wafer zu übertragen. Die optischen Elemente sind üblicherweise in einer oder mehreren funktionell unterschiedlichen optischen Elementgruppen zusammengefasst, die innerhalb unterschiedlicher optischer Elementeinheiten gehalten werden können. Facettenspiegelvorrichtungen wie die oben genannten können unter anderem dazu dienen, den Belichtungslichtstrahl zu homogenisieren, d. h. um eine möglichst gleichmäßige Leistungsverteilung innerhalb des Belichtungslichtbündels zu bewirken. Sie können auch verwendet werden, um jede gewünschte spezifische Leistungsverteilung innerhalb des Belichtungslichtbündels bereitzustellen. Typically, the optical systems used in connection with the fabrication of such microelectronic circuits include a variety of optical element modules, which include optical elements such as lenses, mirrors, gratings, etc., arranged in the path of the light. These optical elements typically cooperate in an exposure process to illuminate a pattern formed on a mask, reticle, or the like and to transfer an image of that pattern to a substrate such as a wafer. The optical elements are usually combined in one or more functionally different optical element groups, which can be held within different optical element units. Facet mirror devices such as those mentioned above can serve, among other things, to homogenize the exposure light beam, ie to bring about the most uniform possible power distribution within the exposure light beam. You can also can be used to provide any desired specific power distribution within the exposure light beam.
Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen besteht nicht nur ein ständiger Bedarf an einer verbesserten Auflösung, sondern auch ein Bedarf an einer verbesserten Genauigkeit der zur Herstellung dieser Halbleiterbauelemente verwendeten optischen Systeme. Diese Genauigkeit muss natürlich nicht nur anfänglich vorhanden sein, sondern muss über den gesamten Betrieb des optischen Systems aufrechterhalten werden. Ein Problem in diesem Zusammenhang ist eine möglichst präzise Leistungsverteilung bzw. Intensitätsverteilung innerhalb des Belichtungslichtbündels, die möglichst gut mit einer gewünschten Leistungsverteilung übereinstimmt, um letztendlich unerwünschte Abbildungsfehler zu vermeiden bzw. zumindest zu reduzieren. Um eine möglichst feinfühlige Leistungsverteilung zu ermöglichen ist es daher wünschenswert, die optische Fläche der einzelnen Facettenelemente zu verringern und die Anzahl der Facettenelemente zu erhöhen, letztlich also die „Auflösung“ des Facettenspiegels zu erhöhen. Due to the ongoing miniaturization of semiconductor devices, there is not only a constant need for improved resolution, but also a need for improved accuracy of the optical systems used to produce these semiconductor devices. Of course, this accuracy does not only have to be present initially, but must be maintained throughout the entire operation of the optical system. A problem in this context is the most precise possible power distribution or intensity distribution within the exposure light beam, which corresponds as closely as possible to a desired power distribution in order to ultimately avoid or at least reduce undesirable imaging errors. In order to enable the most sensitive power distribution possible, it is therefore desirable to reduce the optical area of the individual facet elements and to increase the number of facet elements, ultimately increasing the “resolution” of the facet mirror.
Um eine gewünschte Leistungsverteilung zu erzielen, wurden Facettenspiegelvorrichtungen entwickelt, wie sie beispielsweise in der DE 102 05425 A1 (Holderer et al.) offenbart sind, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Die DE 102 05425 A1 (Holderer et al.) zeigt unter anderem Facettenspiegelvorrichtungen, bei denen Facettenelemente mit sphärischer Rückfläche in einer zugeordneten Ausnehmung innerhalb eines Trägerelements sitzen. Die kugelförmige Rückfläche liegt an einer entsprechenden kugelförmigen Wand oder mehreren Kontaktpunkten des diese Ausnehmung begrenzenden Stützelementes an. Die sphärische Rückfläche weist einen vergleichsweise kleinen Krümmungsradius auf, so dass sie ein Drehzentrum des Facettenelements definiert, das weit entfernt von einem Krümmungsmittelpunkt der optischen Fläche des Facettenelements liegt. Mit der Rückseite des Facettenelementes ist zentral ein Betätigungshebel verbunden und entsprechende Manipulatoren neigen den Betätigungshebel, d.h. erzeugen seitliche Auslenkungen des freien Endes des Betätigungshebels, um sowohl die Position als auch die Ausrichtung der optischen Fläche der Facette einzustellen. In order to achieve a desired power distribution, facet mirror devices have been developed, such as those disclosed in DE 102 05425 A1 (Holderer et al.), the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. DE 102 05425 A1 (Holderer et al.) shows, among other things, facet mirror devices in which facet elements with a spherical rear surface sit in an assigned recess within a carrier element. The spherical rear surface rests on a corresponding spherical wall or several contact points of the support element delimiting this recess. The spherical back surface has a comparatively small radius of curvature so that it defines a center of rotation of the facet element that is far away from a center of curvature of the optical surface of the facet element. An operating lever is centrally connected to the back of the facet element and corresponding manipulators tilt the operating lever, i.e. produce lateral deflections of the free end of the operating lever in order to adjust both the position and the orientation of the optical surface of the facet.
Ein ähnliches Justageprinzip ist auch aus der WO 2012/175116 A1 (Vogt et al.) bekannt offenbart, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Auch hier ist an der Rückseite des Facettenelements ein langgestreckter Betätigungshebel angebracht. Die Verkippung der optischen Fläche des Facettenelements wird auch hier durch eine seitliche Auslenkung eines Betätigungshebels quer zu seiner Längsachse erzielt. Diese Gestaltungen haben den Nachteil, dass eine Verstellung der Orientierung der optischen Fläche des Facettenelements durch Verkippen des Betätigungshebels typischerweise zu einer vergleichsweise großen seitlichen Auslenkung des Betätigungshebels führen. Um Kollisionen mit den Betätigungshebeln angrenzender Facettenelemente zu vermeiden, kann die Verkippung der daher nur in vergleichsweise engen Grenzen verstellt werden. Die Verstellmöglichkeit verringert sich immer weiter, je kleiner die Facettenelemente werden und je dichter diese gepackt werden (mithin also je höher die „Auflösung“ des Facettenspiegels wird). Die gewünschte feinfühlige Einstellung der Leistungsverteilung bzw. Intensitätsverteilung innerhalb des Belichtungslichtbündels ist daher mit diesen bekannten Systemen immer schwieriger zu realisieren. A similar adjustment principle is also disclosed in WO 2012/175116 A1 (Vogt et al.), the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Here too, an elongated operating lever is attached to the back of the facet element. The tilting of the optical surface of the facet element is also achieved here by a lateral deflection of an actuating lever transversely to its longitudinal axis. These designs have the disadvantage that adjusting the orientation of the optical surface of the facet element by tilting the actuating lever typically leads to a comparatively large lateral deflection of the actuating lever. In order to avoid collisions with the operating levers of adjacent facet elements, the tilting of the facet elements can therefore only be adjusted within comparatively narrow limits. The adjustment options continue to decrease the smaller the facet elements become and the more densely they are packed (hence the higher the “resolution” of the facet mirror becomes). The desired sensitive adjustment of the power distribution or intensity distribution within the exposure light beam is therefore becoming increasingly difficult to achieve with these known systems.
Bei anderen Varianten werden die Facettenelemente durch einen oder mehrere Aktuatoren verkippt, die mit ihren Stößeln in einer Richtung auf das Facettenelement einwirken, die (in einer Ausgangslage bzw. einem nicht ausgelenkten Ausgangszustand) typischerweise im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Spiegelfläche verläuft. Durch die Verkippung des Facettenelements werden Querkräfte und/oder Drehmomente auf den jeweiligen Stößel übertragen, die typischerweise mit einer Linearführung des Stößels abgefangen werden, da die verwendeten Aktuatoren häufig gegenüber solchen Querkräften und/oder Drehmomenten empfindlich sind und ohne eine geeignete Linearführung des Stößels gegebenenfalls in ihrer Funktion beeinträchtigt sein könnten. In other variants, the facet elements are tilted by one or more actuators, which act on the facet element with their plungers in a direction which (in an initial position or a non-deflected initial state) typically runs essentially perpendicular to the main plane of extension of the mirror surface. By tilting the facet element, transverse forces and/or torques are transmitted to the respective plunger, which are typically absorbed by a linear guide of the plunger, since the actuators used are often sensitive to such transverse forces and/or torques and may be ineffective without a suitable linear guide of the plunger their function could be impaired.
Eine zusätzliche Anforderung ergibt sich aus der oben bereits beschriebenen, sehr dicht gedrängten Anordnung der Facettenelemente, wodurch die Linearführung senkrecht zur Führungsrichtung vergleichsweise kompakt gestaltet sein muss. Vergleichsweise kompakte Linearführungen können beispielsweise über so genannte Parallelogrammführungen erzielt werden, bei denen die Linearführung durch das synchrone Verschwenken zweier Schenkel einer Parallelogrammstruktur erzielt wird. Problematisch hierbei ist, dass eine kompaktere Gestaltung nur durch immer kürzere Schenkel erzielt werden kann. Bei einem vorgegebenen Verfahrweg in der Führungsrichtung kann dieser Verfahrweg bei kürzeren Schenkeln nur über einen größeren Schwenkwinkel der Schenkel erzielt werden. Je stärker die Schenkel aber zu einer Ebene senkrecht zur Führungsrichtung geneigt sind, desto geringer wird die Steifigkeit der Führung senkrecht zur Führungsrichtung (diese Steifigkeit wird im Folgenden auch als Quersteifigkeit bezeichnet). Im Hinblick auf das Abfangen bzw. Aufnehmen von Querkräften und/oder Drehmomenten über die Linearführung ist hingegen natürlich eine möglichst hohe Quersteifigkeit erwünscht. KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG An additional requirement arises from the very dense arrangement of the facet elements described above, which means that the linear guide must be designed to be relatively compact perpendicular to the guide direction. Comparatively compact linear guides can be achieved, for example, using so-called parallelogram guides, in which the linear guide is achieved by synchronously pivoting two legs of a parallelogram structure. The problem here is that a more compact design can only be achieved with increasingly shorter legs. For a given travel path in the guide direction, this travel path can only be achieved with shorter legs by a larger pivoting angle of the legs. However, the more the legs are inclined to a plane perpendicular to the guide direction, the lower the rigidity of the guide perpendicular to the guide direction (this rigidity is also referred to below as transverse rigidity). With regard to absorbing or absorbing transverse forces and/or torques via the linear guide, however, the highest possible transverse rigidity is of course desired. BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Führungsanordnung sowie ein entsprechendes Verfahren zum relativen Führen zweier Komponenten einer optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie, ein entsprechendes optisches Modul sowie eine entsprechende optische Abbildungseinrichtung mit einer solchen Führungsanordnung, sowie ein optisches Abbildungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches die zuvor genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache Weise bei geringem Bauraumbedarf einen möglichst großen Verstellbereich bei hoher Quersteifigkeit der Linearführung ermöglicht. The invention is therefore based on the object of providing a guide arrangement and a corresponding method for the relative guidance of two components of an optical imaging device for microlithography, a corresponding optical module and a corresponding optical imaging device with such a guide arrangement, as well as an optical imaging method, which or which does not have the aforementioned disadvantages or at least to a lesser extent and, in particular, enables the largest possible adjustment range with high transverse rigidity of the linear guide in a simple manner with little installation space requirement.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. The invention solves this problem with the features of the independent claims.
Der Erfindung liegt die technische Lehre zugrunde, dass man auf einfache Weise bei geringem Bauraumbedarf einen möglichst großen Verstellbereich bei hoher Quersteifigkeit der Linearführung ermöglicht, wenn man wenigstens eine Führungseinheit der beiden Führungseinheiten der Parallelführung zwischen einer ersten und zweiten Komponente der Abbildungseinrichtung als eine kinematisch serielle Kombination aus einer Viergelenkeinrichtung und einem Zwischenelement gestaltet, wobei zwei Gelenke der Viergelenkeinrichtung an der ersten Komponenten angreifen und zwei Gelenke der Viergelenkeinrichtung an dem Zwischenelement angreifen, sodass die Viergelenkeinrichtung einen Momentandrehpol einer Drehbewegung der ersten Komponente bezüglich des Zwischenelements definiert. Das Zwischenelement ist seinerseits über ein weiteres, fünftes Gelenk, nachfolgend auch Ausgleichsgelenk genannt, an der zweiten Komponente angelenkt, sodass mit diesem Ausgleichsgelenk das Zwischenelement bei der Längsführung bzw. Parallelführung mittels der beiden Führungseinheiten eine nachfolgend noch näher beschriebene Ausgleichsbewegung vollführt. The invention is based on the technical teaching that the largest possible adjustment range with high transverse rigidity of the linear guide can be achieved in a simple manner with little space requirement if at least one guide unit of the two guide units of the parallel guide between a first and second component of the imaging device is used as a kinematically serial combination designed from a four-bar link device and an intermediate element, wherein two joints of the four-bar link mechanism engage on the first component and two joints of the four-bar link mechanism engage on the intermediate element, so that the four-bar link mechanism defines an instantaneous rotation pole of a rotational movement of the first component with respect to the intermediate element. The intermediate element is in turn articulated to the second component via a further, fifth joint, hereinafter also called compensating joint, so that with this compensating joint the intermediate element carries out a compensating movement described in more detail below during longitudinal guidance or parallel guidance by means of the two guide units.
Diese kinematisch serielle Gestaltung ermöglicht zum einen eine verschachtelte Anordnung der Viergelenkeinrichtung und des Zwischenelements, bei der das Zwischenelement zwischen zwei Schenkeln der Viergelenkeinrichtung angeordnet werden kann, wodurch eine sehr kompakte Gestaltung erzielt werden kann. This kinematically serial design enables, on the one hand, a nested arrangement of the four-bar link device and the intermediate element, in which the intermediate element can be arranged between two legs of the four-bar link mechanism, whereby a very compact design can be achieved.
Weiterhin kann durch eine geeignete Dimensionierung bzw. Gestaltung der Bestandteile dieser kinematisch seriellen Gestaltung die oben erwähnte Ausgleichsbewegung erreicht werden, dank welcher der Momentandrehpol während der Auslenkung (entlang der Parallelführungsrichtung) höchstens um einen sehr geringen Betrag entlang der Parallelführungsrichtung gegenüber einer Referenzebene ausgelenkt wird, die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung und durch das Ausgleichsgelenk verläuft, über welches das Zwischenelement an der zweiten Komponente angelenkt ist. Da die Resultierende der Querkräfte, die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung an der ersten Komponente angreifen, in dem Momentandrehpol wirkt, besitzen diese Querkräfte nur einen entsprechend kleinen Hebelarm um die Anlenkung des Zwischenelements an der zweiten Komponente. Folglich bedingt diese geringe Auslenkung des Momentandrehpols aus der Referenzebene keine nennenswerte Reduktion der Quersteifigkeit der Führungsanordnung. Mithin kann also in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die Quersteifigkeit der Führungsanordnung während der gesamten, im Normalbetrieb zu erwartenden Relativbewegung (entlang der Parallelführungsrichtung) zwischen der ersten und zweiten Komponente nahezu unverändert bleibt. Furthermore, by suitable dimensioning or design of the components of this kinematically serial design, the above-mentioned compensating movement can be achieved, thanks to which the instantaneous rotation pole during the deflection (along the parallel guide direction) is at most a very small amount along the Parallel guide direction is deflected relative to a reference plane which runs perpendicular to the parallel guide direction and through the compensating joint, via which the intermediate element is articulated to the second component. Since the resultant of the transverse forces that act on the first component perpendicular to the parallel guide direction acts in the instantaneous pole of rotation, these transverse forces only have a correspondingly small lever arm around the articulation of the intermediate element on the second component. Consequently, this small deflection of the instantaneous rotation pole from the reference plane does not cause any significant reduction in the transverse rigidity of the guide arrangement. It can therefore be advantageously achieved that the transverse rigidity of the guide arrangement remains almost unchanged during the entire relative movement (along the parallel guide direction) between the first and second components that is to be expected in normal operation.
Der Grad der Auslenkung des Momentandrehpols aus der Referenzebene kann über die Dimensionierung bzw. Gestaltung der Führungseinheit auf einen für den jeweiligen Einsatzfall geeignet geringen Wert eingestellt werden. Bevorzugt ist die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit derart aufeinander abgestimmt, dass in dem Normalbetrieb eine maximale Auslenkung des ersten Momentandrehpols bezüglich der Referenzebene entlang der Parallelführungsrichtung, höchstens 0% bis 5% eines Abstandes (AP) zwischen dem Momentandrehpol und dem Ausgleichsgelenk beträgt, der in einem unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung parallel zu der Referenzebene vorliegt. The degree of deflection of the instantaneous rotating pole from the reference plane can be set to a low value suitable for the respective application via the dimensioning or design of the guide unit. The arrangement of the first to fifth joints of the first guide unit is preferably coordinated with one another in such a way that in normal operation a maximum deflection of the first instantaneous pivot pole with respect to the reference plane along the parallel guidance direction is at most 0% to 5% of a distance (AP) between the instantaneous pivot pole and the compensating joint which is present in an undeflected initial state of the guide arrangement parallel to the reference plane.
Nach einem Aspekt betrifft die Erfindung daher eine Führungsanordnung zum Führen einer ersten und einer zweiten Komponente einer optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie, insbesondere für die Verwendung von Licht im extremen UV-Bereich (EUV), relativ zu einander mit einer ersten Führungseinheit und einer zweiten Führungseinheit. Die erste Führungseinheit und die zweite Führungseinheit sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie im Betrieb der Abbildungseinrichtung kinematisch parallel zueinander zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente nach Art einer Parallelführung entlang einer Parallelführungsrichtung wirken. Dabei kann in einem Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung eine maximale Parallelführungsauslenkung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente entlang der Parallelführungsrichtung erfolgen. Wenigstens die erste Führungseinheit weist eine erste Viergelenkeinrichtung und ein erstes Zwischenelement auf, wobei die erste Viergelenkeinrichtung und das erste Zwischenelement im Betrieb kinematisch seriell zueinander zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente wirken. Ein erstes Gelenk und ein zweites Gelenk der ersten Viergelenkeinrichtung greifen im Betrieb an der ersten Komponente an, während ein drittes Gelenk und ein viertes Gelenk der ersten Viergelenkeinrichtung an dem Zwischenelement angreifen, sodass die erste Viergelenkeinrichtung im Betrieb einen ersten Momentandrehpol der ersten Komponente bezüglich des Zwischenelements definiert. Das erste Zwischenelement ist über ein fünftes Gelenk (nachfolgend auch Ausgleichsgelenk genannt) der ersten Führungseinheit im Betrieb an der zweiten Komponente angelenkt. Dabei ist die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit derart aufeinander abgestimmt, dass in dem Normalbetrieb eine Auslenkung des ersten Momentandrehpols bezüglich einer ersten Referenzebene, die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung und durch das fünfte Gelenk verläuft, höchstens 0% bis 5%, vorzugsweise höchstens 0% bis 2%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 0.5%, eines ersten Abstandes zwischen dem ersten Momentandrehpol und dem fünften Gelenk (also dem Ausgleichsgelenk) beträgt, der in einem unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung parallel zu der ersten Referenzebene vorliegt. According to one aspect, the invention therefore relates to a guide arrangement for guiding a first and a second component of an optical imaging device for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), relative to one another with a first guide unit and a second guide unit . The first guide unit and the second guide unit are designed and arranged such that, during operation of the imaging device, they act kinematically parallel to one another between the first component and the second component in the manner of a parallel guide along a parallel guide direction. In normal operation of the imaging device, a maximum parallel guidance deflection can take place between the first component and the second component along the parallel guidance direction. At least the first guide unit has a first four-bar link device and a first intermediate element, wherein the first four-bar link mechanism and the first intermediate element act kinematically in series with one another during operation between the first component and the second component. A The first joint and a second joint of the first four-bar device engage the first component during operation, while a third joint and a fourth joint of the first four-bar device engage the intermediate element, so that the first four-bar device defines a first instantaneous rotation pole of the first component with respect to the intermediate element during operation . The first intermediate element is articulated to the second component during operation via a fifth joint (hereinafter also referred to as compensating joint) of the first guide unit. The arrangement of the first to fifth joints of the first guide unit is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the first instantaneous rotation pole with respect to a first reference plane, which runs perpendicular to the parallel guiding direction and through the fifth joint, is at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of a first distance between the first instantaneous pivot pole and the fifth joint (i.e. the compensating joint), which is parallel to the first reference plane in an undeflected initial state of the guide arrangement.
Die Gelenke der ersten Führungseinheit können grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, um eine entsprechende Längsführung bzw. Parallelführung bei ausreichender Quersteifigkeit zu erzielen. Bei bestimmten Varianten definieren die ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit jeweils wenigstens eine Gelenkdrehachse, womit gegebenenfalls vergleichsweise komplexe Bewegungsabläufe mit realisiert werden können, bei denen neben der gewünschten Parallelführung noch weitere Führungsbewegungen realisiert werden können. Besonders einfache Gestaltungen mit einfacher Kinematik ergeben sich, wenn die ersten bis fünften Gelenke jeweils genau eine Gelenkdrehachse definieren,. Dabei kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der Gelenkdrehachsen unterschiedlicher Gelenke, vorzugsweise alle der Gelenkdrehachsen, der ersten Führungseinheit zumindest in einem Ausgangszustand, in dem die erste Komponente und die zweite Komponente entlang der Parallelführungsrichtung nicht zueinander ausgelenkt sind, zueinander zumindest im Wesentlichen parallel sind. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Gestaltung mit einfacher Kinematik, beispielsweise mit einer im Wesentlichen ebenen Kinematik, erzielen. Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn zumindest die wenigstens eine Gelenkdrehachse des fünften Gelenks (also des Ausgleichsgelenks) der ersten Führungseinheit zumindest im Wesentlichen in der ersten Referenzebene liegt. The joints of the first guide unit can in principle be designed in any suitable way in order to achieve appropriate longitudinal guidance or parallel guidance with sufficient transverse rigidity. In certain variants, the first to fifth joints of the first guide unit each define at least one joint axis of rotation, which means that comparatively complex movement sequences can be implemented, in which, in addition to the desired parallel guidance, further guide movements can be realized. Particularly simple designs with simple kinematics result when the first to fifth joints each define exactly one joint axis of rotation. It can be provided that at least two of the joint rotation axes of different joints, preferably all of the joint rotation axes, of the first guide unit are at least essentially parallel to one another, at least in an initial state in which the first component and the second component are not deflected relative to one another along the parallel guidance direction. This makes it possible to achieve a particularly compact design with simple kinematics, for example with essentially flat kinematics. It can also be advantageous if at least the at least one joint axis of rotation of the fifth joint (i.e. the compensating joint) of the first guide unit lies at least essentially in the first reference plane.
Es versteht sich, dass die betreffende Führungseinheit grundsätzlich eine beliebig komplexe dreidimensionale Gestaltung aufweisen kann, insbesondere um bestimmten Randbedingungen Rechnung zu tragen, die sich beispielsweise bei der dicht gepackten räumlichen Anordnung der Facettenelemente von Facettenspiegeln ergeben. Bei besonders einfach und kompakt gestalteten Varianten sind zumindest einige der Gelenke in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. So können wenigstens zwei der ersten bis vierten Gelenke der ersten Führungseinheit, insbesondere alle der ersten bis vierten Gelenke der ersten Führungseinheit, zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Ebenso können wenigstens das dritte bis fünfte Gelenk der ersten Führungseinheit zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Ebenso können wenigstens zwei der ersten bis vierten Gelenke und das fünfte Gelenk der ersten Führungseinheit, insbesondere alle der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit, zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Insbesondere kann die erste Viergelenkeinrichtung zumindest im Wesentlichen nach Art eines ebenen Viergelenks ausgebildet sein. It is understood that the guide unit in question can in principle have any complex three-dimensional design, in particular in order to take into account certain boundary conditions that arise, for example, in the densely packed spatial arrangement of the facet elements of facet mirrors. In particular In simple and compact variants, at least some of the joints are arranged in a common plane. Thus, at least two of the first to fourth joints of the first guide unit, in particular all of the first to fourth joints of the first guide unit, can be arranged at least essentially in a common plane. Likewise, at least the third to fifth joint of the first guide unit can be arranged at least essentially in a common plane. Likewise, at least two of the first to fourth joints and the fifth joint of the first guide unit, in particular all of the first to fifth joints of the first guide unit, can be arranged at least substantially in a common plane. In particular, the first four-bar linkage device can be designed at least essentially in the manner of a flat four-bar linkage.
Die Gelenke können grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, um die gewünschte Kinematik bei ausreichender Genauigkeit und Steifigkeit zu erzielen. Dabei können grundsätzlich auch mehrteilige Gelenke zum Einsatz kommen. Nicht zuletzt im Hinblick auf die Genauigkeitsanforderungen im Bereich der Mikrolithographie ist es von Vorteil, wenn wenigstens eines der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit, insbesondere jedes der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit, durch ein Festkörpergelenk gebildet ist. Das jeweilige Gelenk kann grundsätzlich eine beliebig komplexe geeignete Gestaltung aufweisen, die eine oder mehrere Gelenkachsen in einem oder mehreren Rotationsfreiheitsgraden im Raum definiert. Besonders einfache Gestaltungen mit klar definierten Bewegungsabläufen bzw. klar definierter Kinematik ergeben sich, wenn wenigstens eines der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit, insbesondere jedes der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit, nach Art eines Scharniergelenks ausgebildet ist, mithin also genau eine Drehachse mit genau einem Rotationsfreiheitsgrad definiert. The joints can basically be designed in any suitable way to achieve the desired kinematics with sufficient accuracy and rigidity. In principle, multi-part joints can also be used. Not least with regard to the accuracy requirements in the field of microlithography, it is advantageous if at least one of the first to fifth joints of the first guide unit, in particular each of the first to fifth joints of the first guide unit, is formed by a solid-state joint. The respective joint can basically have any complex suitable design that defines one or more joint axes in one or more rotational degrees of freedom in space. Particularly simple designs with clearly defined movement sequences or clearly defined kinematics result if at least one of the first to fifth joints of the first guide unit, in particular each of the first to fifth joints of the first guide unit, is designed in the manner of a hinge joint, thus defining exactly one axis of rotation with exactly one rotational degree of freedom.
Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eines der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit, insbesondere jedes der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit, nach Art eines Blattfedergelenks ausgebildet sein. Dabei kann das betreffende Blattfedergelenk zumindest im unausgelenkten Ausgangszustand zumindest im Wesentlichen eben gestaltet sein. Über die Ausrichtung der jeweiligen Blattfederebene bzw. die Blattfederlängsrichtung zur ersten Referenzebene RE1 bzw. zu den Verbindungsgeraden der zugeordneten Gelenke lässt sich die Quersteifigkeit im unausgelenkten Zustand bzw. deren Änderung mit zunehmender Auslenkung in vorteilhafter weise beeinflussen. Die erste Viergelenkeinrichtung kann prinzipiell eine beliebige geeignete räumliche Anordnung der vier Gelenke aufweisen. Besonders günstige Konfigurationen mit einfach gestalteter Kinematik ergeben sich, wenn eine erste Gelenkdrehachse des ersten Gelenks und eine zweite Gelenkdrehachse des zweiten Gelenks in einer zweiten Referenzebene, die parallel zu der Parallelführungsrichtung verläuft, eine erste Verbindungsgerade der ersten Führungseinheit definieren, während eine dritte Gelenkdrehachse des dritten Gelenks und eine vierte Gelenkdrehachse des vierten Gelenks in der zweiten Referenzebene eine zweite Verbindungsgerade der ersten Führungseinheit definieren, während schließlich die erste und dritte Gelenkdrehachse in der zweiten Referenzebene eine dritte Verbindungsgerade definieren und die zweite und vierte Gelenkdrehachse in der zweiten Referenzebene eine vierte Verbindungsgerade definieren. Dabei kann dann der Momentandrehpol der ersten Führungseinheit einfach durch einen Schnittpunkt der dritten und vierten Verbindungsgerade der ersten Führungseinheit definiert sein. Bei bestimmten Varianten mit vorteilhafter Kinematik sind die erste Verbindungsgerade und die zweite Verbindungsgerade in einem nicht ausgelenkten Ausgangszustand der ersten Führungseinheit zueinander zumindest im Wesentlichen parallel. Eine besonders einfache Kinematik ergibt sich, wenn die erste und dritte Gelenkdrehachse zueinander zumindest im Wesentlichen parallel sind. Gleiches gilt, wenn die zweite und vierte Gelenkdrehachse zueinander zumindest im Wesentlichen parallel sind. Additionally or alternatively, at least one of the first to fifth joints of the first guide unit, in particular each of the first to fifth joints of the first guide unit, can be designed in the manner of a leaf spring joint. The leaf spring joint in question can be designed to be at least essentially flat, at least in the undeflected initial state. The transverse stiffness in the undeflected state or its change with increasing deflection can be influenced in an advantageous manner via the alignment of the respective leaf spring plane or the longitudinal direction of the leaf spring to the first reference plane RE1 or to the connecting straight line of the associated joints. The first four-bar device can in principle have any suitable spatial arrangement of the four joints. Particularly favorable configurations with simply designed kinematics result when a first joint axis of rotation of the first joint and a second joint axis of rotation of the second joint in a second reference plane, which runs parallel to the parallel guide direction, define a first connecting line of the first guide unit, while a third joint axis of rotation of the third Joint and a fourth joint axis of rotation of the fourth joint in the second reference plane define a second connecting line of the first guide unit, while finally the first and third joint axis of rotation define a third connecting line in the second reference plane and the second and fourth joint axis of rotation define a fourth connecting line in the second reference plane. The instantaneous rotation pole of the first guide unit can then simply be defined by an intersection of the third and fourth connecting lines of the first guide unit. In certain variants with advantageous kinematics, the first connecting line and the second connecting line are at least essentially parallel to one another in a non-deflected initial state of the first guide unit. A particularly simple kinematics results when the first and third joint rotation axes are at least essentially parallel to one another. The same applies if the second and fourth joint rotation axes are at least essentially parallel to one another.
Es versteht sich, dass die vier Gelenke der ersten Viergelenkeinrichtung grundsätzlich ein beliebiges, gegebenenfalls auch dreidimensionales (also nicht ebenes) Viereck definieren können, solange noch eine ausreichend große Quersteifigkeit über die zu realisierende Auslenkung entlang der Parallelführungsrichtung erzielt wird. Bei vorteilhaften Varianten mit einfacher Kinematik definieren die ersten bis vierten Verbindungsgeraden in der zweiten Referenzebene in dem Ausgangszustand ein erstes Gelenktrapez. Dabei kann das erste Gelenktrapez in dem Ausgangszustand ein gleichschenkliges Trapez sein, mithin also eine einfache symmetrische Gestaltung aufweisen. It is understood that the four joints of the first four-bar device can basically define any, possibly also three-dimensional (i.e. not flat) quadrilateral, as long as a sufficiently large transverse rigidity is still achieved via the deflection to be realized along the parallel guidance direction. In advantageous variants with simple kinematics, the first to fourth connecting lines in the second reference plane define a first joint trapezoid in the initial state. The first articulated trapezoid can be an isosceles trapezoid in the initial state, and can therefore have a simple symmetrical design.
Von Vorteil kann es natürlich auch sein, wenn das erste Zwischenelement entsprechend symmetrisch (insbesondere zur ersten Referenzebene symmetrisch) gestaltet ist, sodass gegebenenfalls eine insgesamt im Wesentlichen symmetrische (insbesondere zur ersten Referenzebene symmetrische) erste Führungseinheit realisiert wird. Of course, it can also be advantageous if the first intermediate element is designed to be correspondingly symmetrical (in particular symmetrical to the first reference plane), so that a first guide unit that is essentially symmetrical overall (in particular symmetrical to the first reference plane) is realized.
Bei bestimmten vorteilhaften Varianten liegt eine erste Grundseite des ersten Gelenktrapezes auf der ersten Verbindungsgeraden und eine zweite Grundseite des ersten Gelenktrapezes liegt auf der zweiten Verbindungsgeraden, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die erste Grundseite länger ist als die zweite Grundseite, mithin also die so genannte Basis des Gelenktrapezes bildet, wodurch der Momentanpol dann auf der der ersten Verbindungsgeraden abgewandten Seite der zweiten Verbindungsgeraden liegt. In certain advantageous variants, a first base side of the first articulated trapezoid lies on the first connecting line and a second base side of the first articulated trapezoid lies on the second connecting line, in particular provided It can be that the first base side is longer than the second base side, and therefore forms the so-called base of the articulated trapezoid, whereby the instantaneous pole then lies on the side of the second connecting line facing away from the first connecting line.
Bei besonders günstigen Varianten mit besonders kompakter Gestaltung ist das fünfte Gelenk auf einer Seite der ersten Verbindungsgeraden angeordnet, die der zweiten Verbindungsgeraden zugewandt ist. Dabei kann es günstig sein, wenn das fünfte Gelenk in der ersten Referenzebene zwischen der ersten Verbindungsgeraden und der zweiten Verbindungsgeraden angeordnet ist, da sich hiermit besonders kompakte Konfigurationen erzielen lassen. In particularly favorable variants with a particularly compact design, the fifth joint is arranged on a side of the first connecting line that faces the second connecting line. It can be advantageous if the fifth joint is arranged in the first reference plane between the first connecting line and the second connecting line, since particularly compact configurations can be achieved in this way.
Besonders günstige Gestaltungen mit keinem oder zumindest besonders geringem Auswandern des Momentanpols aus der ersten Referenzebene bei der Längsführung ergeben sich bei Varianten, bei denen das erste Gelenktrapez in dem Ausgangszustand ein gleichschenkliges Trapez mit einer ersten Grundseite auf der ersten Verbindungsgeraden, einer zweiten Grundseite auf der zweiten Verbindungsgeraden und je einem Schenkel auf der dritten und vierten Verbindungsgeraden ist, wobei: Particularly favorable designs with no or at least particularly little migration of the instantaneous pole from the first reference plane during the longitudinal guidance result from variants in which the first articulated trapezoid in the initial state is an isosceles trapezoid with a first base side on the first connecting line and a second base side on the second connecting straight line and one leg on each of the third and fourth connecting straight lines, where:
(i) die Länge der ersten Grundseite LG1 beträgt, (i) the length of the first base side is LG1,
(ii) der Abstand der fünften Gelenkdrehachse des fünften Gelenks zu der ersten Grundseite in der ersten Referenzebene D5 beträgt, (ii) the distance of the fifth joint axis of rotation of the fifth joint to the first base side in the first reference plane is D5,
(iii) der Winkel der Schenkel zu der ersten Referenzebene WS beträgt und (iii) the angle of the legs to the first reference plane is WS and
(iv) sich die Länge LS der Schenkel berechnet zu: (iv) the length LS of the legs is calculated as:
LG1 LG1
£ C = _ 2 £C = _ 2
2 ■ sin(WS) ■ [LG1 ■ (1 + (cos(WS))2) - D5 ■ sin(2 ■ WS)]’ 2 ■ sin(WS) ■ [LG1 ■ (1 + (cos(WS)) 2 ) - D5 ■ sin(2 ■ WS)]'
Dabei ergeben sich besonders vorteilhafte Konfigurationen, wenn der Abstand D5 einen Wert von -20% bis 20%, vorzugsweise -5% bis 15%, weiter vorzugsweise 0% bis 10%, der der Länge LG1 aufweist und/oder der Winkel WS einen Wert von 1° bis 30°, vorzugsweise 2° bis 20°, weiter vorzugsweise 5° bis 10°, aufweist. Particularly advantageous configurations result when the distance D5 has a value of -20% to 20%, preferably -5% to 15%, more preferably 0% to 10%, which has the length LG1 and / or the angle WS has a value from 1° to 30°, preferably 2° to 20°, more preferably 5° to 10°.
Die Bestandteile der ersten Führungseinheit können zwischen den Gelenken grundsätzlich eine beliebige geeignete Geometrie aufweisen und gegebenenfalls ein- oder mehrteilig gestaltet sein. Bei bestimmten vorteilhaften, weil einfach gestalteten Varianten sind das erste Gelenk und das dritte Gelenk der ersten Führungseinheit über ein erstes Schenkelelement verbunden, während das zweite Gelenk und das vierte Gelenk der ersten Führungseinheit über ein zweites Schenkelelement verbunden sind. Dabei kann das erste Schenkelelement als langgestrecktes Stabelement ausgebildet sein. Ebenso kann das zweite Schenkelelement als langgestrecktes Stabelement ausgebildet sein. Das Zwischenelement kann im Wesentlichen T-förmig oder V-förmig ausgebildet sein. Hiermit ergeben sich jeweils besonders einfach zu fertigende Konfigurationen. Weiterhin kann das Zwischenelement zwischen dem ersten Schenkelelement und dem zweiten Schenkelelement angeordnet sein, wodurch sich eine besonders kompakte Gestaltung ergibt. Gleiches gilt, wenn sich das erste Schenkelelement, das zweite Schenkelelement und das Zwischenelement im Wesentlichen in einer gemeinsamen Haupterstreckungsebene erstrecken. The components of the first guide unit can basically have any suitable geometry between the joints and can optionally be designed in one or more parts. In certain advantageous, because simply designed, variants, the first joint and the third joint of the first guide unit are connected via a first leg element, while the second joint and the fourth joint of the first guide unit are connected via a second leg element. The first leg element can be designed as an elongated rod element. Likewise, the second leg element can be designed as an elongated rod element. The intermediate element can be essentially T-shaped or V-shaped. This results in particularly easy-to-manufacture configurations. Furthermore, the intermediate element can be arranged between the first leg element and the second leg element, which results in a particularly compact design. The same applies if the first leg element, the second leg element and the intermediate element extend essentially in a common main extension plane.
Die Führungsanordnung kann grundsätzlich aus beliebig vielen separaten Teilen aufgebaut sein. Nicht zuletzt im Hinblick auf die zu erfüllenden Genauigkeitsanforderungen ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest teilweise einstückige Verbindungen gewählt sind. So kann wenigstens eines von dem ersten Schenkelelement und dem zweiten Schenkelelement einstückig mit dem Zwischenelement verbunden sein. Ebenso kann wenigstens eine von der ersten Komponente und der zweiten Komponente einstückig mit der ersten Führungseinheit verbunden sein. Ebenso kann wenigstens eine von der ersten Komponente und der zweiten Komponente einstückig mit der zweiten Führungseinheit verbunden sein. The guide arrangement can in principle be constructed from any number of separate parts. Not least in view of the accuracy requirements to be met, it is particularly advantageous if at least partially one-piece connections are selected. At least one of the first leg element and the second leg element can be connected in one piece to the intermediate element. Likewise, at least one of the first component and the second component can be connected in one piece to the first guide unit. Likewise, at least one of the first component and the second component can be connected in one piece to the second guide unit.
Die zweite Führungseinheit kann grundsätzlich auf beliebige Weise gestaltet sein, solange sie entsprechend auf die erste Führungseinheit abgestimmt ist, um im Zusammenspiel mit der ersten Führungseinheit die gewünschte Längsführung zu realisieren. Bevorzugt ist die zweite Führungseinheit ebenfalls nach Art der ersten Führungseinheit ausgebildet. Besonders günstig ist es, wenn die zweite Führungseinheit zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Führungseinheit ausgebildet ist. Dabei ist es bevorzugt, wenn die erste und zweite Führungseinheit in einer gemeinsamen Führungseinheitenebene angeordnet sind, die vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu der Parallelführungsrichtung verläuft. The second guide unit can basically be designed in any way, as long as it is appropriately coordinated with the first guide unit in order to achieve the desired longitudinal guide in interaction with the first guide unit. The second guide unit is preferably also designed in the manner of the first guide unit. It is particularly favorable if the second guide unit is designed at least essentially identically to the first guide unit. It is preferred if the first and second guide units are arranged in a common guide unit plane, which preferably runs at least substantially parallel to the parallel guide direction.
Die erste und zweite Führungseinheit weisen zueinander vorzugsweise einen ausreichend großen Abstand entlang der Parallelführungsrichtung auf, um eine gute Abstützung von Kippmomenten um eine Richtung quer zu der Parallelführungsrichtung zu erzielen. Bei bevorzugten Varianten ist die zweite Führungseinheit von der ersten Führungseinheit entlang der Parallelführungsrichtung um einen Führungseinheitenabstand beabstandet und die erste Führungseinheit weist senkrecht zu der Parallelführungsrichtung eine maximale erste Querabmessung (QA) auf, wobei der Führungseinheitenabstand dann 10% bis 1000%, vorzugsweise 50% bis 500%, weiter vorzugsweise 100% bis 400%, der maximalen ersten Querabmessung beträgt. Es versteht sich, dass die erste und zweite Führungseinheit ausreichen können, um die gewünschte Längsführung bzw. Parallelführung zu erzielen. Es können aber auch weitere Führungseinheiten vorgesehen sein. So kann wenigstens eine weitere Führungseinheit vorgesehen sein, wobei die weitere Führungseinheit wiederum bevorzugt nach Art der ersten Führungseinheit ausgebildet ist, insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Führungseinheit ausgebildet ist. Bei bestimmten Varianten ist eine dritte Führungseinheit vorgesehen, wobei die dritte Führungseinheit der ersten Führungseinheit räumlich zugeordnet ist, insbesondere quer zu der Parallelführungsrichtung auf einer der ersten Führungseinheit gegenüberliegenden Seite der ersten Komponente angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere die Quersteifigkeit der Führungseinrichtung in vorteilhafter Weise erhöht werden. Gleiches gilt, wenn eine vierte Führungseinheit vorgesehen ist, wobei die vierte Führungseinheit der zweiten Führungseinheit räumlich zugeordnet ist, insbesondere quer zu der Parallelführungsrichtung auf einer der zweiten Führungseinheit gegenüberliegenden Seite der ersten Komponente angeordnet ist. The first and second guide units preferably have a sufficiently large distance from one another along the parallel guide direction in order to achieve good support of tilting moments about a direction transverse to the parallel guide direction. In preferred variants, the second guide unit is spaced from the first guide unit along the parallel guide direction by a guide unit distance and the first guide unit has a maximum first transverse dimension (QA) perpendicular to the parallel guide direction, the guide unit distance then being 10% to 1000%, preferably 50% to 500%, more preferably 100% to 400%, of the maximum first transverse dimension. It goes without saying that the first and second guide units can be sufficient to achieve the desired longitudinal guidance or parallel guidance. However, additional management units can also be provided. At least one further guide unit can thus be provided, the further guide unit in turn preferably being designed in the manner of the first guide unit, in particular being designed at least substantially identically to the first guide unit. In certain variants, a third guide unit is provided, wherein the third guide unit is spatially assigned to the first guide unit, in particular is arranged transversely to the parallel guide direction on a side of the first component opposite the first guide unit. In this way, the transverse rigidity of the guide device in particular can be increased in an advantageous manner. The same applies if a fourth guide unit is provided, wherein the fourth guide unit is spatially assigned to the second guide unit, in particular is arranged transversely to the parallel guide direction on a side of the first component opposite the second guide unit.
Bei bevorzugten Varianten weist auch die zweite Führungseinheit eine zweite Viergelenkeinrichtung und ein zweites Zwischenelement auf, wobei die zweite Viergelenkeinrichtung und das zweite Zwischenelement im Betrieb kinematisch seriell zueinander zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente wirken. Ein erstes Gelenk und ein zweites Gelenk der zweiten Viergelenkeinrichtung greifen im Betrieb an der ersten Komponente an, während ein drittes Gelenk und ein viertes Gelenk der zweiten Viergelenkeinrichtung an dem Zwischenelement angreifen, sodass die zweite Viergelenkeinrichtung im Betrieb einen zweiten Momentandrehpol der ersten Komponente bezüglich des Zwischenelements definiert. Das zweite Zwischenelement ist im Betrieb über ein fünftes Gelenk der zweiten Führungseinheit an der zweiten Komponente angelenkt. Die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke der zweiten Führungseinheit ist wiederum derart aufeinander abgestimmt, dass in dem Normalbetrieb eine Auslenkung des zweiten Momentandrehpols bezüglich einer dritten Referenzebene, die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung und durch das fünfte Gelenk verläuft, höchstens 0% bis 5%, vorzugsweise höchstens 0% bis 2%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 0.5%, eines zweiten Abstandes zwischen dem zweiten Momentandrehpol und dem fünften Gelenk der zweiten Führungseinheit beträgt, der in einem unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung parallel zu der dritten Referenzebene vorliegt. Eine solche Gestaltung kann auch für eine oder mehrere weitere Führungseinheiten (beispielsweise die oben genannte dritte und/oder vierte Führungseinheit) gewählt werden. Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit der entsprechenden Gestaltung der ersten Führungseinheit beschriebenen Vorteile und Varianten in demselben Maße realisieren, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. In preferred variants, the second guide unit also has a second four-bar link device and a second intermediate element, with the second four-bar link mechanism and the second intermediate element acting kinematically in series with one another during operation between the first component and the second component. A first joint and a second joint of the second four-bar device engage the first component during operation, while a third joint and a fourth joint of the second four-bar device engage the intermediate element, so that the second four-bar device during operation has a second instantaneous rotation pole of the first component with respect to the intermediate element Are defined. During operation, the second intermediate element is articulated to the second component via a fifth joint of the second guide unit. The arrangement of the first to fifth joints of the second guide unit is in turn coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the second instantaneous rotation pole with respect to a third reference plane, which runs perpendicular to the parallel guidance direction and through the fifth joint, is at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of a second distance between the second instantaneous pivot pole and the fifth joint of the second guide unit, which is parallel to the third reference plane in an undeflected initial state of the guide arrangement. Such a design can also be selected for one or more further management units (for example the above-mentioned third and/or fourth management units). This allows the above in connection with the corresponding design of the first management unit implement the advantages and variants described to the same extent, so that reference is made to the above statements.
Die Führungsanordnung kann grundsätzlich an beliebiger geeigneter Stelle eingesetzt werden, an der eine kompakte und quersteife Längsführung bzw. Parallelführung mit entsprechend hoher Quersteifigkeit erforderlich ist. Besonders gut kommen die Vorteile zum Tragen, wenn die erste Komponente Teil einer optischen Einheit der Abbildungseinrichtung ist, insbesondere Teil einer Facetteneinheit der Abbildungseinrichtung. Ebenso ist es von Vorteil, wenn die erste Komponente ein Element einer Aktuatoreinrichtung zum Aktuieren einer optischen Einheit der Abbildungseinrichtung ist, insbesondere ein Element einer Aktuatoreinrichtung zum Aktuieren einer Facetteneinheit der Abbildungseinrichtung. Besonders günstig ist es, wenn die erste Komponente ein Stößel einer Aktuatoreinrichtung zum Aktuieren einer optischen Einheit der Abbildungseinrichtung ist, insbesondere ein Stößel einer Aktuatoreinrichtung zum Aktuieren einer Facetteneinheit der Abbildungseinrichtung. Die zweite Komponente kann bevorzugt Teil einer entsprechend zugehörigen Stützstruktur der Abbildungseinrichtung sein. The guide arrangement can in principle be used at any suitable location where a compact and transversely rigid longitudinal guide or parallel guide with correspondingly high transverse rigidity is required. The advantages are particularly effective when the first component is part of an optical unit of the imaging device, in particular part of a facet unit of the imaging device. It is also advantageous if the first component is an element of an actuator device for actuating an optical unit of the imaging device, in particular an element of an actuator device for actuating a facet unit of the imaging device. It is particularly favorable if the first component is a plunger of an actuator device for actuating an optical unit of the imaging device, in particular a plunger of an actuator device for actuating a facet unit of the imaging device. The second component can preferably be part of a correspondingly associated support structure of the imaging device.
Es versteht sich, dass die Rollen bzw. Funktionen der ersten und zweiten Komponente aber auch vertauscht sein können. So kann die zweite Komponente ein solcher Teil einer optischen Einheit der Abbildungseinrichtung sein, während die erste Komponente dann ein Teil einer entsprechend zugehörigen Stützstruktur der Abbildungseinrichtung sein kann. It goes without saying that the roles or functions of the first and second components can also be swapped. The second component can be such a part of an optical unit of the imaging device, while the first component can then be a part of a correspondingly associated support structure of the imaging device.
Bei bevorzugten Varianten ist die erste Komponente Teil einer optischen Einheit der Abbildungseinrichtung, insbesondere einer Facetteneinheit der Abbildungseinrichtung, wobei die optische Einheit eine optische Fläche umfasst. Bevorzugt ist der Einsatz bei Varianten, bei denen die optische Fläche weist einen Flächeninhalt von 0,1 mm2 bis 200 mm2, vorzugsweise 0,5 mm2 bis 100 mm2, weiter vorzugsweise 1,0 mm2 bis 50 mm2, aufweist. Bevorzugt weist die optische Fläche eine maximale Abmessung von 2 mm bis 50 mm, vorzugsweise 3 mm bis 25 mm, weiter vorzugsweise 4 mm bis 10 mm, auf. Vorzugsweise ist die optische Fläche eine zumindest im Wesentlichen ebene Fläche. Vorzugsweise ist die optische Fläche eine reflektierende Fläche. In preferred variants, the first component is part of an optical unit of the imaging device, in particular a facet unit of the imaging device, the optical unit comprising an optical surface. The use is preferred in variants in which the optical surface has an area of 0.1 mm 2 to 200 mm 2 , preferably 0.5 mm 2 to 100 mm 2 , more preferably 1.0 mm 2 to 50 mm 2 . The optical surface preferably has a maximum dimension of 2 mm to 50 mm, preferably 3 mm to 25 mm, more preferably 4 mm to 10 mm. Preferably, the optical surface is an at least substantially flat surface. Preferably the optical surface is a reflective surface.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein optisches Modul, insbesondere einen Facettenspiegel, mit wenigstens einem optischen Element, insbesondere einem Facettenelement, und wenigstens einer erfindungsgemäßen Führungsanordnung, die dem wenigstens einen optischen Element zugeordnet ist. Dabei kann das optische Modul eine Mehrzahl N von erfindungsgemäßen Führungsanordnungen umfassen, wobei die Führungsanordnungen mit einer gemeinsamen Stützstruktur verbunden sind. Das optische Modul kann eine Mehrzahl K von optischen Elementen umfassen, wobei die Mehrzahl K den Wert 100 bis 100.000, vorzugsweise 100 bis 10.000, weiter vorzugsweise 1.000 bis 10.000, aufweist. Das optische Modul kann eine Mehrzahl von optischen Elementen umfassen, wobei die optischen Elemente unter Ausbildung eines schmalen Spalts zueinander angeordnet sind, wobei der Spalt eine Spaltbreite aufweist und die Spaltbreite in einem montierten Zustand 0,01 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,02 mm bis 0,1 mm, weiter vorzugsweise 0,04 mm bis 0,08 mm, beträgt. The present invention further relates to an optical module, in particular a facet mirror, with at least one optical element, in particular a facet element, and at least one guide arrangement according to the invention, which is assigned to the at least one optical element. The optical module can comprise a plurality N of guide arrangements according to the invention, whereby the Guide arrangements are connected to a common support structure. The optical module can comprise a plurality K of optical elements, the plurality K having the value 100 to 100,000, preferably 100 to 10,000, more preferably 1,000 to 10,000. The optical module can comprise a plurality of optical elements, the optical elements being arranged to form a narrow gap relative to one another, the gap having a gap width and the gap width in an assembled state being 0.01 mm to 0.2 mm, preferably 0. 02 mm to 0.1 mm, more preferably 0.04 mm to 0.08 mm.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Beleuchtungseinrichtung mit einer ersten optischen Elementgruppe, einer Objekteinrichtung zur Aufnahme eines Objekts, einer Projektionseinrichtung mit einer zweiten optischen Elementgruppe und einer Bildeinrichtung, wobei die Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Objekts ausgebildet ist und die Projektionseinrichtung zur Projektion einer Abbildung des Objekts auf die Bildeinrichtung ausgebildet ist. Die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung umfasst wenigstens ein erfindungsgemäßes optisches Modul. Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit der Führungsanordnung beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. The present invention further relates to an optical imaging device, in particular for microlithography, with an illumination device with a first optical element group, an object device for recording an object, a projection device with a second optical element group and an image device, wherein the illumination device is designed to illuminate the object and the projection device is designed to project an image of the object onto the image device. The lighting device and/or the projection device comprises at least one optical module according to the invention. This allows the variants and advantages described above in connection with the guide arrangement to be realized to the same extent, so that reference is made to the above statements in order to avoid repetition.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum relativen Führen einer ersten und einer zweiten Komponente einer optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie, insbesondere für die Verwendung von Licht im extremen UV-Bereich (EUV), bei dem eine Führungseinheit und eine zweite Führungseinheit im Betrieb der Abbildungseinrichtung kinematisch parallel zueinander zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente nach Art einer Parallelführung entlang einer Parallelführungsrichtung wirken. Dabei kann in einem Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung eine maximale Parallelführungsauslenkung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente entlang der Parallelführungsrichtung erfolgen. Wenigstens die erste Führungseinheit weist eine erste Viergelenkeinrichtung und ein erstes Zwischenelement auf, wobei die erste Viergelenkeinrichtung und das erste Zwischenelement im Betrieb kinematisch seriell zueinander zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente wirken. Ein erstes Gelenk und ein zweites Gelenk der ersten Viergelenkeinrichtung greifen im Betrieb an der ersten Komponente an, während ein drittes Gelenk und ein viertes Gelenk der ersten Viergelenkeinrichtung an dem Zwischenelement angreifen, sodass die erste Viergelenkeinrichtung im Betrieb einen ersten Momentandrehpol der ersten Komponente bezüglich des Zwischenelements definiert. Das erste Zwischenelement wird über ein fünftes Gelenk (nachfolgend auch Ausgleichsgelenk genannt) der ersten Führungseinheit im Betrieb an der zweiten Komponente angelenkt. Die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit wird derart aufeinander abgestimmt, dass in dem Normalbetrieb eine Auslenkung des ersten Momentandrehpols bezüglich einer ersten Referenzebene, die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung und durch das fünfte Gelenk (also das Ausgleichsgelenk) verläuft, höchstens 0% bis 5%, vorzugsweise höchstens 0% bis 2%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 0.5%, eines ersten Abstandes zwischen dem ersten Momentandrehpol und dem fünften Gelenk (also dem Ausgleichsgelenk) beträgt, der in einem unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung parallel zu der ersten Referenzebene vorliegt. Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit der Führungsanordnung beschriebenen Varianten und Vorteile wiederum in demselben Maße realisieren, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. The present invention further relates to a method for the relative guidance of a first and a second component of an optical imaging device for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), in which a guide unit and a second guide unit during operation of the imaging device act kinematically parallel to one another between the first component and the second component in the manner of a parallel guide along a parallel guide direction. In normal operation of the imaging device, a maximum parallel guidance deflection can take place between the first component and the second component along the parallel guidance direction. At least the first guide unit has a first four-bar link device and a first intermediate element, wherein the first four-bar link mechanism and the first intermediate element act kinematically in series with one another during operation between the first component and the second component. A first joint and a second joint of the first four-bar device engage the first component during operation, while a third joint and a fourth joint of the first four-bar device engage the intermediate element, so that the first four-bar device has a first instantaneous rotation pole during operation the first component is defined with respect to the intermediate element. The first intermediate element is articulated to the second component during operation via a fifth joint (hereinafter also referred to as compensating joint) of the first guide unit. The arrangement of the first to fifth joints of the first guide unit is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the first instantaneous rotation pole with respect to a first reference plane, which runs perpendicular to the parallel guidance direction and through the fifth joint (i.e. the compensating joint), is at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of a first distance between the first instantaneous pivot pole and the fifth joint (i.e. the compensating joint), which is parallel to the first reference plane in an undeflected initial state of the guide arrangement is present. This allows the variants and advantages described above in connection with the guide arrangement to be realized to the same extent, so that reference is made to the above statements in order to avoid repetition.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich ein optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem eine Beleuchtungseinrichtung, die eine erste optische Elementgruppe aufweist, ein Objekt beleuchtet und eine Projektionseinrichtung, die eine zweite optische Elementgruppe aufweist, eine Abbildung des Objekts auf eine Bildeinrichtung projiziert. Wenigstens eine erste Komponente, die einem optischen Element der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Projektionseinrichtung zugeordnet ist, wird mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens relativ zu einer zugeordneten zweiten Komponente geführt wird. Auch hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit der Führungsanordnung beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Finally, the present invention relates to an optical imaging method, in particular for microlithography, in which an illumination device, which has a first optical element group, illuminates an object and a projection device, which has a second optical element group, projects an image of the object onto an image device. At least a first component, which is assigned to an optical element of the lighting device and/or the projection device, is guided relative to an assigned second component by means of a method according to the invention. The variants and advantages described above in connection with the guide arrangement can also be realized to the same extent here, so that reference is made to the above statements in order to avoid repetition.
Weitere Aspekte und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht. Alle Kombinationen der offenbarten Merkmale, unabhängig davon, ob diese Gegenstand eines Anspruchs sind oder nicht, liegen im Schutzbereich der Erfindung. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Further aspects and exemplary embodiments of the invention result from the dependent claims and the following description of preferred exemplary embodiments, which refers to the attached figures. All combinations of the disclosed features, regardless of whether they are the subject of a claim or not, are within the scope of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage, die eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen optischen Moduls umfasst, bei dem eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Führungsanordnung Verwendung findet. Figure 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of a projection exposure system according to the invention, which includes a preferred embodiment of an optical module according to the invention, in which a preferred embodiment of a guide arrangement according to the invention is used.
Figur 2 ist eine schematische Schnittansicht der Führungsanordnung aus Figur 1 (in einem nicht ausgelenkten Ausgangszustand) in einer Ausführung mit F estkörpergelenken . Figure 2 is a schematic sectional view of the guide arrangement from Figure 1 (in a non-deflected initial state) in an embodiment with solid body joints.
Figur 3 ist ein mechanisches Ersatzschaltbild eines Teils der Führungsanordnung aus Figur 2 (in dem Ausgangszustand). Figure 3 is a mechanical equivalent circuit diagram of part of the guide arrangement from Figure 2 (in the initial state).
Figur 4 ist ein mechanisches Ersatzschaltbild des Teils der Führungsanordnung aus Figur 3 (in einem ausgelenkten Zustand). Figure 4 is a mechanical equivalent circuit diagram of the portion of the guide assembly of Figure 3 (in a deflected condition).
Figur 5 zeigt eine Variante einer Führungseinheit wie sie bei der Führungsanordnung aus Figur 2 bis 4 eingesetzt werden kann. Figure 5 shows a variant of a guide unit such as can be used in the guide arrangement from Figures 2 to 4.
Figur 6 zeigt eine weitere Variante einer Führungseinheit wie sie bei der Führungsanordnung aus Figur 2 bis 4 eingesetzt werden kann. Figure 6 shows a further variant of a guide unit such as can be used in the guide arrangement from Figures 2 to 4.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage 101 für die Mikrolithographie beschrieben, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung umfasst. Zur Vereinfachung der nachfolgenden Ausführungen wird in den Zeichnungen ein x,y, z-Koordinatensystem angegeben, wobei die z-Richtung parallel zur Richtung der Gravitationskraft verläuft. Die x-Richtung und die y-Richtung verlaufen demgemäß horizontal, wobei die x-Richtung in der Darstellung der Figur 1 senkrecht in die Zeichnungsebene hinein verläuft. Selbstverständlich ist es in weiteren Ausgestaltungen möglich, beliebige davon abweichende Orientierungen der eines x,y, z-Koordinatensystems zu wählen. Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die Figur 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 101 beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 101 sowie deren Bestandteile sei hierbei nicht einschränkend verstanden. A preferred exemplary embodiment of a projection exposure system 101 according to the invention for microlithography is described below with reference to FIGS. 1 to 6, which includes a preferred exemplary embodiment of an optical arrangement according to the invention. To simplify the following explanations, an x,y,z coordinate system is given in the drawings, with the z direction running parallel to the direction of the gravitational force. The x-direction and the y-direction accordingly run horizontally, with the x-direction in the illustration in FIG. 1 running perpendicularly into the plane of the drawing. Of course, in further embodiments it is possible to choose any orientation that deviates from an x, y, z coordinate system. The essential components of a projection exposure system 101 will first be described below as an example with reference to FIG. The description of the basic structure of the projection exposure system 101 and its components is not intended to be restrictive.
Eine Beleuchtungseinrichtung bzw. ein Beleuchtungssystem 102 der Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst neben einer Strahlungsquelle 102.1 eine optischen Elementgruppe in Form einer Beleuchtungsoptik 102.2 zur Beleuchtung eines (schematisiert dargestellten) Objektfeldes 103.1. Das Objektfeld 103.1 liegt in einer Objektebene 103.2 einer Objekteinrichtung 103. Beleuchtet wird hierbei ein im Objektfeld 103.1 angeordnetes Retikel 103.3 (auch als Maske bezeichnet). Das Retikel 103.3 ist von einem Retikelhalter 103.4 gehalten. Der Retikelhalter 103.4 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 103.5 insbesondere in einer oder mehreren Scanrichtungen verlagerbar. Eine solche Scanrichtung verläuft im vorliegenden Beispiel parallel zu der y-Achse. A lighting device or a lighting system 102 of the projection exposure system 101 includes, in addition to a radiation source 102.1, an optical element group in the form of lighting optics 102.2 for illuminating an object field 103.1 (shown schematically). The object field 103.1 lies in an object plane 103.2 of an object device 103. A reticle 103.3 (also referred to as a mask) arranged in the object field 103.1 is illuminated. The reticle 103.3 is held by a reticle holder 103.4. The reticle holder 103.4 can be displaced in particular in one or more scanning directions via a reticle displacement drive 103.5. In the present example, such a scanning direction runs parallel to the y-axis.
Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst weiterhin eine Projektionseinrichtung 104 mit einer weiteren optischen Elementgruppe in Form einer Projektionsoptik 104.1. Die Projektionsoptik 104.1 dient zur Abbildung des Objektfeldes 103.1 in ein (schematisiert dargestelltes) Bildfeld 105.1, das in einer Bildebene 105.2 einer Bildeinrichtung 105 liegt. Die Bildebene 105.2 verläuft parallel zu der Objektebene 103.2. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 103.2 und der Bildebene 105.2 möglich. The projection exposure system 101 further comprises a projection device 104 with a further optical element group in the form of projection optics 104.1. The projection optics 104.1 is used to image the object field 103.1 into a (schematized) image field 105.1, which lies in an image plane 105.2 of an image device 105. The image plane 105.2 runs parallel to the object plane 103.2. Alternatively, an angle other than 0° between the object plane 103.2 and the image plane 105.2 is also possible.
Bei der Belichtung wird eine Struktur des Retikels 103.3 auf eine lichtempfindliche Schicht eines Substrats in Form eines Wafers 105.3 abgebildet, wobei die lichtempfindliche Schicht in der Bildebene 105.2 im Bereich des Bildfeldes 105.1 angeordnet ist. Der Wafer 105.3 wird von einem Substrathalter bzw. Waferhalter 105.4 gehalten. Der Waferhalter 105.4 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 105.5 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 103.3 über den Retikelverlagerungsantrieb 103.5 und andererseits des Wafers 105.3 über den Waferverlagerungsantrieb 105.5 kann synchronisiert zueinander erfolgen. Diese Synchronisation kann beispielsweise über eine gemeinsame (in Figur 1 nur stark schematisch und ohne Steuerpfade dargestellte) Steuereinrichtung 106 erfolgen. During exposure, a structure of the reticle 103.3 is imaged onto a light-sensitive layer of a substrate in the form of a wafer 105.3, the light-sensitive layer being arranged in the image plane 105.2 in the area of the image field 105.1. The wafer 105.3 is held by a substrate holder or wafer holder 105.4. The wafer holder 105.4 can be displaced in particular along the y direction via a wafer displacement drive 105.5. The displacement on the one hand of the reticle 103.3 via the reticle displacement drive 103.5 and on the other hand of the wafer 105.3 via the wafer displacement drive 105.5 can take place synchronized with one another. This synchronization can take place, for example, via a common control device 106 (shown only very schematically in FIG. 1 and without control paths).
Bei der Strahlungsquelle 102.1 handelt es sich um eine EU -Strahlungsquelle (extrem ultraviolette Strahlung), Die Strahlungsquelle 102.1 emittiert insbesondere EU -Strahlung 107, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13 nm. Bei der Strahlungsquelle 102.1 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, also mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, also mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102.1 kann es sich aber auch um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln. The radiation source 102.1 is an EU radiation source (extreme ultraviolet radiation). The radiation source 102.1 emits in particular EU radiation 107, which is also referred to below as useful radiation or illumination radiation becomes. The useful radiation in particular has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm, in particular a wavelength of approximately 13 nm. The radiation source 102.1 can be a plasma source, for example an LPP source (Laser Produced Plasma, i.e. using a Laser generated plasma) or a DPP source (Gas Discharged Produced Plasma, i.e. plasma generated by gas discharge). It can also be a synchrotron-based radiation source. The radiation source 102.1 can also be a free electron laser (free electron laser, FEL).
Da die Projektionsbelichtungsanlage 101 mit Nutzlicht im EUV-Bereich arbeitet, handelt es sich bei den verwendeten optischen Elementen ausschließlich um reflektive optische Elemente. In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist es (insbesondere in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Beleuchtungslichts) selbstverständlich auch möglich, für die optischen Elemente jede Art von optischen Elementen (refraktiv, reflektiv, diffraktiv) alleine oder in beliebiger Kombination einzusetzen. Since the projection exposure system 101 works with useful light in the EUV range, the optical elements used are exclusively reflective optical elements. In further embodiments of the invention, it is of course also possible (particularly depending on the wavelength of the illuminating light) to use any type of optical element (refractive, reflective, diffractive) alone or in any combination for the optical elements.
Die Beleuchtungsstrahlung 107, die von der Strahlungsquelle 102.1 ausgeht, wird von einem Kollektor 102.3 gebündelt. Bei dem Kollektor 102.3 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 102.3 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, Gl), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 107 beaufschlagt werden. Der Kollektor 11 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein. The illumination radiation 107, which emanates from the radiation source 102.1, is focused by a collector 102.3. The collector 102.3 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloid reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector 102.3 can be exposed to the illumination radiation 107 in grazing incidence (Grazing Incidence, Gl), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence smaller than 45° become. The collector 11 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress false light.
Nach dem Kollektor 102.3 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 107 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 107.1. Die Zwischenfokusebene 107.1 kann bei bestimmten Varianten eine Trennung zwischen der Beleuchtungsoptik 102.2 und einem Strahlungsquellenmodul 102.4 darstellen, das die Strahlungsquelle 102.1 und den Kollektor 102.3 umfasst. After the collector 102.3, the illumination radiation 107 propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 107.1. In certain variants, the intermediate focus plane 107.1 can represent a separation between the illumination optics 102.2 and a radiation source module 102.4, which includes the radiation source 102.1 and the collector 102.3.
Die Beleuchtungsoptik 102.2 umfasst entlang des Strahlengangs einen Umlenkspiegel 102.5 einen nachgeordneten ersten Facettenspiegel 102.6. Bei dem Umlenkspiegel 102.5 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 102.5 als Spektralfilter ausgeführt sein, der aus der Beleuchtungsstrahlung 107 zumindest teilweise so genanntes Falschlicht heraustrennt, dessen Wellenlänge von der Nutzlichtwellenlänge abweicht. Sofern die optisch wirksamen Flächen des ersten Facettenspiegels 102.6 im Bereich einer Ebene der Beleuchtungsoptik 102.2 angeordnet sind, die zur Objektebene 103.2 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird der erste Facettenspiegel 102.6 auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 102.6 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 102.7, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Diese ersten Facetten und deren optische Flächen sind in der Figur 1 nur stark schematisch durch die gestrichelte Kontur 102.7 angedeutet. The illumination optics 102.2 includes a deflection mirror 102.5 along the beam path and a downstream first facet mirror 102.6. The deflection mirror 102.5 can be a flat deflection mirror or, alternatively, a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflection mirror 102.5 can be designed as a spectral filter, which consists of the Illumination radiation 107 at least partially separates out so-called false light, the wavelength of which deviates from the useful light wavelength. If the optically effective surfaces of the first facet mirror 102.6 are arranged in the area of a plane of the illumination optics 102.2, which is optically conjugate to the object plane 103.2 as a field plane, the first facet mirror 102.6 is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 102.6 comprises a large number of individual first facets 102.7, which are also referred to below as field facets. These first facets and their optical surfaces are only indicated very schematically in FIG. 1 by the dashed contour 102.7.
Die ersten Facetten 102.7 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 102.7 können als Facetten mit planarer oder alternativ mit konvex oder konkav gekrümmter optischer Fläche ausgeführt sein. The first facets 102.7 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour. The first facets 102.7 can be designed as facets with a planar or alternatively with a convex or concave curved optical surface.
Wie beispielsweise aus der DE 102008 009600 A1 (deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird) bekannt ist, können die ersten Facetten 102.7 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 102.6 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein, wie dies beispielsweise in der DE 10 2008 009 600 A1 im Detail beschrieben ist. As is known, for example, from DE 102008 009600 A1 (the entire disclosure of which is incorporated herein by reference), the first facets 102.7 themselves can also each be composed of a plurality of individual mirrors, in particular a plurality of micromirrors. The first facet mirror 102.6 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS system), as is described in detail, for example, in DE 10 2008 009 600 A1.
Zwischen dem Kollektor 102.3 und dem Umlenkspiegel 102.5 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 107 im vorliegenden Beispiel horizontal, also längs der y-Richtung. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten auch eine andere Ausrichtung gewählt sein kann. In the present example, the illumination radiation 107 runs horizontally between the collector 102.3 and the deflection mirror 102.5, i.e. along the y-direction. However, it is understood that a different orientation can also be selected for other variants.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 102.2 ist dem ersten Facettenspiegel 102.6 ein zweiter Facettenspiegel 102.8 nachgeordnet. Sofern die optisch wirksamen Flächen des zweiten Facettenspiegels 102.8 im Bereich einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 102.2 angeordnet sind, wird der zweite Facettenspiegel 102.8 auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 102.8 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 102.2 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 102.6 und dem zweiten Facettenspiegel 102.8 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Solche spekulare Reflektoren sind beispielsweise bekannt aus der US 2006/0132747 A1, der EP 1 614 008 B1 oder der US 6,573,978 (deren jeweilige gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird). Der zweite Facettenspiegel 102.8 umfasst wiederum eine Mehrzahl von zweiten Facetten, die in der Figur 1 nur stark schematisch durch die gestrichelte Kontur 102.9 angedeutet sind. Die zweiten Facetten 102.9 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet. Die zweiten Facetten 102.9 können grundsätzlich wie die ersten Facetten 102.7 gestaltet sein. Insbesondere kann es sich bei den zweiten Facetten 102.9 ebenfalls um makroskopische Facetten handeln, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal bzw. beliebig polygonal berandet sein können. Alternativ kann es sich bei den zweiten Facetten 102.9 um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Die zweiten Facetten 102.9 können wiederum planare oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen. Diesbezüglich wird erneut auf die DE 10 2008 009600 A1 verwiesen. A second facet mirror 102.8 is arranged downstream of the first facet mirror 102.6 in the beam path of the illumination optics 102.2. If the optically effective surfaces of the second facet mirror 102.8 are arranged in the area of a pupil plane of the illumination optics 102.2, the second facet mirror 102.8 is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 102.8 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 102.2. In this case, the combination of the first facet mirror 102.6 and the second facet mirror 102.8 is also referred to as a specular reflector. Such specular reflectors are known, for example, from US 2006/0132747 A1, EP 1 614 008 B1 or US 6,573,978 (the entire disclosure of which is incorporated herein by reference). The second facet mirror 102.8 in turn comprises a plurality of second facets, which are only indicated very schematically in FIG. 1 by the dashed contour 102.9. The second facets 102.9 are also referred to as pupil facets in the case of a pupil facet mirror. The second facets 102.9 can basically be designed like the first facets 102.7. In particular, the second facets 102.9 can also be macroscopic facets, which can have, for example, round, rectangular or even hexagonal or any polygonal borders. Alternatively, the second facets 102.9 can be facets composed of micromirrors. The second facets 102.9 can in turn have planar or alternatively convex or concave curved reflection surfaces. In this regard, reference is again made to DE 10 2008 009600 A1.
Die Beleuchtungsoptik 102.2 bildet im vorliegenden Beispiel somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugenintegrator (Fly's Eye Integrator) bezeichnet. Es kann bei bestimmten Varianten weiterhin vorteilhaft sein, die optischen Flächen des zweiten Facettenspiegels 102.8 nicht exakt in einer Ebene anzuordnen, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 104.1 optisch konjugiert ist. In the present example, the lighting optics 102.2 thus forms a double-faceted system. This basic principle is also known as the fly's eye integrator. In certain variants, it can also be advantageous not to arrange the optical surfaces of the second facet mirror 102.8 exactly in a plane that is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 104.1.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 102.2 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 102.8 und dem Objektfeld 103.1 eine (nur stark schematisiert dargestellte) Übertragungsoptik 102.10 angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 102.7 in das Objektfeld 103.1 beiträgt. Die Übertragungsoptik 102.10 kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 102.2 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik 102.10 kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (Nl-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen. In a further, not shown, embodiment of the illumination optics 102.2, a transmission optics 102.10 (shown only in a highly schematic manner) can be arranged in the beam path between the second facet mirror 102.8 and the object field 103.1, which contributes in particular to the imaging of the first facets 102.7 into the object field 103.1. The transmission optics 102.10 can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 102.2. The transmission optics 102.10 can in particular include one or two mirrors for vertical incidence (NL mirror, normal incidence mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GL mirror, grazing incidence mirror).
Die Beleuchtungsoptik 102.2 hat bei der Ausführung, wie sie in der Figur 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 102.3 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 102.5, den ersten Facettenspiegel 102.6 (z. B. einen Feldfacettenspiegel) und den zweiten Facettenspiegel 102.8 (z. B. einen Pupillenfacettenspiegel). Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 102.2 kann der Umlenkspiegel 102.5 auch entfallen, sodass die Beleuchtungsoptik 102.2 nach dem Kollektor 102.3 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 102.6 und den zweiten Facettenspiegel 102.8. Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 102.8 werden die einzelnen ersten Facetten 102.7 in das Objektfeld 103.1 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 102.8 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 107 im Strahlengang vor dem Objektfeld 103.1. Die Abbildung der ersten Facetten 102.7 mittels der zweiten Facetten 102.9 bzw. mit den zweiten Facetten 102.9 und einer Übertragungsoptik 102.10 in die Objektebene 103.2 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung. In the embodiment shown in Figure 1, the illumination optics 102.2 has exactly three mirrors after the collector 102.3, namely the deflection mirror 102.5, the first facet mirror 102.6 (e.g. a field facet mirror) and the second facet mirror 102.8 (e.g. a pupil facet mirror). In a further embodiment of the illumination optics 102.2, the deflection mirror 102.5 can also be omitted, so that the illumination optics 102.2 can then have exactly two mirrors after the collector 102.3, namely the first facet mirror 102.6 and the second facet mirror 102.8. With the help of the second facet mirror 102.8, the individual first facets 102.7 are imaged in the object field 103.1. The second facet mirror 102.8 is the last bundle-forming or actually the last mirror for the illumination radiation 107 in the beam path in front of the object field 103.1. The image of the first facets 102.7 by means of the second facets 102.9 or with the second facets 102.9 and a transmission optics 102.10 in the object plane 103.2 is usually only an approximate image.
Die Projektionsoptik 104.1 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung entlang des Strahlengangs der Projektionsbelichtungsanlage 101 nummeriert sind. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 104.1 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 können jeweils eine (nicht näher dargestellte) Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 107 aufweisen. Bei der Projektionsoptik 104.1 handelt es sich im vorliegenden Beispiel um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 104.1 hat eine bildseitige numerische Apertur NA, die größer ist als 0,5. Insbesondere kann die bildseitige numerische Apertur NA auch größer sein kann als 0,6. Beispielsweise kann die bildseitige numerische Apertur NA 0,7 oder 0,75 betragen. The projection optics 104.1 comprises a plurality of mirrors Mi, which are numbered according to their arrangement along the beam path of the projection exposure system 101. In the example shown in FIG. 1, the projection optics 104.1 comprises six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 can each have a passage opening (not shown) for the illumination radiation 107. In the present example, the projection optics 104.1 is a double-obscured optic. The projection optics 104.1 has an image-side numerical aperture NA that is greater than 0.5. In particular, the image-side numerical aperture NA can also be larger than 0.6. For example, the image-side numerical aperture NA can be 0.7 or 0.75.
Die Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 102.2, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 107 aufweisen. Diese Beschichtungen können aus mehreren Schichten aufgebaut sein (Multilayer-Beschichtungen), insbesondere können sie mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium gestaltet sein. The reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. The mirrors Mi, just like the mirrors of the lighting optics 102.2, can have highly reflective coatings for the lighting radiation 107. These coatings can be made up of several layers (multilayer coatings), in particular they can be designed with alternating layers of molybdenum and silicon.
Die Projektionsoptik 104.1 hat im vorliegenden Beispiel einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 103.1 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 105.1. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein Abstand zwischen der Objektebene 103.2 und der Bildebene 105.2 in der z-Richtung. In the present example, the projection optics 104.1 has a large object image offset in the y-direction between a y-coordinate of a center of the object field 103.1 and a y-coordinate of the center of the image field 105.1. This object-image offset in the y-direction can be approximately as large as a distance between the object plane 103.2 and the image plane 105.2 in the z-direction.
Die Projektionsoptik 104.1 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy der Projektionsoptik 104.1 liegen bevorzugt beiThe projection optics 104.1 can in particular be anamorphic. In particular, it has different imaging scales ßx, ßy in the x and y directions. The Both imaging scales ßx, ßy of the projection optics 104.1 are preferably included
(ßx; ßy) = (+/- 0,25; +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr. Die Projektionsoptik 104.1 führt im vorliegenden Beispiel somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis von 4:1. Demgegenüber führt die Projektionsoptik 104.1 in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis von 8:1. Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung sind möglich, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25. (ßx; ßy) = (+/- 0.25; +/- 0.125). A positive magnification ß means an image without image reversal. A negative sign for the image scale ß means an image with image reversal. In the present example, the projection optics 104.1 thus leads to a reduction in the x-direction, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction, in a ratio of 4:1. In contrast, the projection optics 104.1 in the y direction, i.e. in the scanning direction, leads to a reduction in size in a ratio of 8:1. Other image scales are also possible. Image scales of the same sign and absolutely the same in the x and y directions are also possible, for example with absolute values of 0.125 or 0.25.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 103.1 und dem Bildfeld 105.1 kann gleich sein. Ebenso kann die Anzahl von Zwischenbildebenen je nach Ausführung der Projektionsoptik 104.1 unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlicher Anzahl derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind beispielsweise aus der US 2018/0074303 A1 bekannt (deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird). The number of intermediate image planes in the x and y directions in the beam path between the object field 103.1 and the image field 105.1 can be the same. Likewise, the number of intermediate image planes can be different depending on the design of the projection optics 104.1. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions are known, for example, from US 2018/0074303 A1 (the entire disclosure of which is incorporated herein by reference).
Im vorliegenden Beispiel ist jeweils eine der Pupillenfacetten 102.9 genau einer der Feldfacetten 102.7 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 103.1 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 102.7 in eine Vielzahl an Objektfeldern 103.1 zerlegt. Die Feldfacetten 102.7 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 102.9. In the present example, one of the pupil facets 102.9 is assigned to exactly one of the field facets 102.7 to form an illumination channel for illuminating the object field 103.1. This can in particular result in lighting based on Köhler's principle. The far field is broken down into a large number of object fields 103.1 using the field facets 102.7. The field facets 102.7 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 102.9 assigned to them.
Die Feldfacetten 102.7 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 102.9 auf das Retikel 103.3 abgebildet, wobei sich die Abbildungen überlagern, sodass es mithin zu einer überlagernden Ausleuchtung des Objektfeldes 103.1 kommt. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 103.1 ist bevorzugt möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann durch die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden. The field facets 102.7 are each imaged onto the reticle 103.3 by an assigned pupil facet 102.9, with the images superimposing one another, so that there is an overlapping illumination of the object field 103.1. The illumination of the object field 103.1 is preferably as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by overlaying different lighting channels.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten 102.9 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten 102.9, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting des Beleuchtungssystems 102 bezeichnet. Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 102.2 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden. Die vorgenannten Einstellungen können bei aktiv verstellbaren Facetten jeweils durch eine entsprechende Ansteuerung über die Steuereinrichtung 106 vorgenommen werden. By arranging the pupil facets 102.9, the illumination of the entrance pupil of the projection optics 104.1 can be geometrically defined. By selecting the illumination channels, in particular the subset of the pupil facets 102.9 that carry light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 104.1 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as the lighting setting of the lighting system 102. A pupil uniformity that is also preferred Area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 102.2 can be achieved by redistributing the illumination channels. The aforementioned settings can be made for actively adjustable facets by appropriate control via the control device 106.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 103.1 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 beschrieben. Further aspects and details of the illumination of the object field 103.1 and in particular the entrance pupil of the projection optics 104.1 are described below.
Die Projektionsoptik 104.1 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich oder auch unzugänglich sein. Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 lässt sich häufig mit dem Pupillenfacettenspiegel 102.8 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 104.1, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 102.8 telezentrisch auf den Wafer 105.3 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung. The projection optics 104.1 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible or inaccessible. The entrance pupil of the projection optics 104.1 often cannot be illuminated precisely with the pupil facet mirror 102.8. When imaging the projection optics 104.1, which images the center of the pupil facet mirror 102.8 telecentrically onto the wafer 105.3, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, an area can be found in which the pairwise distance of the aperture beams becomes minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in local space. In particular, this surface shows a finite curvature.
Es kann bei bestimmten Varianten sein, dass die Projektionsoptik 104.1 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn ein abbildendes optisches Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik 102.10, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 102.8 und dem Retikel 103.3 bereitgestellt wird. Mit Hilfe dieses abbildenden optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden. In certain variants, it may be that the projection optics 104.1 has different positions of the entrance pupil for the tangential and sagittal beam paths. In this case, it is preferred if an imaging optical element, in particular an optical component of the transmission optics 102.10, is provided between the second facet mirror 102.8 and the reticle 103.3. With the help of this imaging optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.
Bei der Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 102.2, wie sie in der Figur 1 dargestellt ist, sind die optischen Flächen des Pupillenfacettenspiegels 102.8 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 104.1 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 102.6 (Feldfacettenspiegel) definiert eine erste Haupterstreckungsebene seiner optischen Flächen, die im vorliegenden Beispiel zur Objektebene 5 verkippt angeordnet ist. Diese erste Haupterstreckungsebene des ersten Facettenspiegels 102.6 ist im vorliegenden Beispiel verkippt zu einer zweiten Haupterstreckungsebene angeordnet, die von der optischen Fläche des Umlenkspiegels 102.5 definiert ist. Die erste Haupterstreckungsebene des ersten Facettenspiegels 102.6 ist im vorliegenden Beispiel weiterhin verkippt zu einer dritten Haupterstreckungsebene angeordnet, die von den optischen Flächen des zweiten Facettenspiegels 102.8 definiert wird. When arranging the components of the illumination optics 102.2, as shown in FIG. 1, the optical surfaces of the pupil facet mirror 102.8 are arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 104.1. The first facet mirror 102.6 (field facet mirror) defines a first main extension plane of its optical surfaces, which in the present example is arranged tilted relative to the object plane 5. In the present example, this first main extension plane of the first facet mirror 102.6 is arranged tilted to a second main extension plane, which is defined by the optical surface of the deflection mirror 102.5. The first main extension plane of the first facet mirror 102.6 is in the present example further arranged tilted to a third main extension plane, which is defined by the optical surfaces of the second facet mirror 102.8.
Wie nachfolgend anhand des zweiten Facettenspiegels 102.8 und der Figur 2 erläutert wird, sind im vorliegenden Beispiel die Facettenspiegel 102.6 und 102.8 als erfindungsgemäße optische Module aufgebaut, die eine Vielzahl N optischer Anordnungen in Form von Facetteneinheiten 108 umfassen, von denen in Figur 2 ein Teil einer Facetteneinheit 108 dargestellt ist. Die Facetteneinheiten 108 sind vorliegenden Beispiel identisch gestaltet. Bei anderen Varianten können sie aber auch jeweils (einzeln oder in Gruppen) unterschiedlich gestaltet sein. As will be explained below using the second facet mirror 102.8 and Figure 2, in the present example the facet mirrors 102.6 and 102.8 are constructed as optical modules according to the invention, which comprise a plurality N of optical arrangements in the form of facet units 108, of which a part of a facet unit 108 is shown in Figure 2. The facet units 108 are designed identically in the present example. In other variants, however, they can also be designed differently (individually or in groups).
Die jeweilige Facetteneinheit 108 umfasst ein optisches Element in Form eines (nur stark schematisch dargestellten) Facettenelements 108.1, eine Stützeinrichtung 108.2 und eine aktive Justiereinrichtung 108.3. Das optische Element 108.1 weist eine reflektierende optische Fläche 108.4 auf, die auf einem Facettenkörper 108.5 ausgebildet ist. Der Facettenkörper 108.5 kann dabei auf einer (nicht dargestellten) Schnittstelleneinheit der Stützeinrichtung 108.2 sitzen, die den Facettenkörper 108.5 um eine oder mehrere Kippachsen verkippbar abstützt. Im vorliegenden Beispiel kann dabei eine (senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur 2 bzw. parallel zur y-Achse verlaufende) Kippachse des optischen Elements 108.1 bezüglich der Stützeinrichtung 108.2 bzw. der Stützstruktur definiert sein. The respective facet unit 108 comprises an optical element in the form of a facet element 108.1 (shown only schematically), a support device 108.2 and an active adjustment device 108.3. The optical element 108.1 has a reflective optical surface 108.4, which is formed on a facet body 108.5. The facet body 108.5 can sit on an interface unit (not shown) of the support device 108.2, which supports the facet body 108.5 so that it can be tilted about one or more tilting axes. In the present example, a tilt axis (perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 2 or parallel to the y-axis) of the optical element 108.1 can be defined with respect to the support device 108.2 or the support structure.
Die Justiereinrichtung 108.3 umfasst im vorliegenden Beispiel eine Justiereinheit 108.6 mit einer (nur teilweise und stark schematisiert dargestellten) Aktuatoreinheit 108.7, die ebenfalls an der Stützeinrichtung 108.2 abgestützt sein kann und angesteuert durch die Steuereinrichtung 106 auf einen Stößel 108.8 der Justiereinheit 108.6 wirkt. Der Stößel 108.7 wirkt seinerseits über eine (nur stark schematisiert dargestellte) kippentkoppelnde Stößelschnittstelleneinheit 108.9 der Justiereinheit 108.6 auf den Facettenkörper 108.5, um diesen und damit die optische Fläche 108.4 entsprechend den Vorgaben für die Abbildung zu verkippen. Der langgestreckte Stößel 108.8 wird durch eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Führungsanordnung 109, die nach Art einer Parallelführung ausgebildet ist, entlang einer Parallelführungsrichtung PFR (die im vorliegenden Beispiel parallel zu der z-Achse verläuft) geführt. Es versteht sich hierbei, dass bei anderen Varianten auch eine beliebige Mehrzahl von Justiereinheiten 108.6 vorgesehen sein kann, um den Facettenkörper 108.5 und damit die optische Fläche 108.4 in weiteren Freiheitsgraden zu verstellen. Sind mehrere Justiereinheiten 108.6 vorgesehen, können diese identisch gestaltet sein oder eine voneinander abweichende Gestaltung aufweisen. Die Führungsanordnung 109 führt den Stößel 108.8 (der eine erste Komponente der Abbildungseinrichtung 101 darstellt) bezüglich der Stützeinrichtung 108.2 (die eine zweite Komponente einer optischen Abbildungseinrichtung darstellt) entlang der Parallelführungsrichtung PFR. Die Führungsanordnung 109 umfasst hierzu unter anderem eine erste Führungseinheit 109.1 , eine zweite Führungseinheit 109.2, eine dritte Führungseinheit 109.3 und eine vierte Führungseinheit 109.4. Die erste FührungseinheitIn the present example, the adjusting device 108.3 comprises an adjusting unit 108.6 with an actuator unit 108.7 (shown only partially and in a highly schematic manner), which can also be supported on the support device 108.2 and, controlled by the control device 106, acts on a plunger 108.8 of the adjusting unit 108.6. The plunger 108.7 in turn acts on the facet body 108.5 via a tilt-decoupling plunger interface unit 108.9 of the adjustment unit 108.6 (shown only in very schematic form) in order to tilt the facet body 108.5 and thus the optical surface 108.4 in accordance with the specifications for the illustration. The elongated plunger 108.8 is guided along a parallel guide direction PFR (which in the present example runs parallel to the z-axis) by a preferred embodiment of a guide arrangement 109 according to the invention, which is designed in the manner of a parallel guide. It goes without saying that in other variants, any number of adjustment units 108.6 can be provided in order to adjust the facet body 108.5 and thus the optical surface 108.4 in further degrees of freedom. If several adjustment units 108.6 are provided, they can be designed identically or have a different design. The guide arrangement 109 guides the plunger 108.8 (which represents a first component of the imaging device 101) with respect to the support device 108.2 (which represents a second component of an optical imaging device) along the parallel guide direction PFR. For this purpose, the leadership arrangement 109 includes, among other things, a first leadership unit 109.1, a second leadership unit 109.2, a third leadership unit 109.3 and a fourth leadership unit 109.4. The first management unit
109.1 und die zweite Führungseinheit 109.2 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie im Betrieb der Abbildungseinrichtung 101 kinematisch parallel zueinander zwischen dem Stößel 108.8 (als erster Komponente) und der Stützeinrichtung 108.2 (als zweiter Komponente) nach Art einer Parallelführung entlang der Parallelführungsrichtung PFR wirken. 109.1 and the second guide unit 109.2 are designed and arranged in such a way that, during operation of the imaging device 101, they act kinematically parallel to one another between the plunger 108.8 (as the first component) and the support device 108.2 (as the second component) in the manner of a parallel guide along the parallel guide direction PFR.
In einem Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 erfolgt eine maximale Parallelführungsauslenkung PFAmax zwischen der ersten Komponente 108.8 und der zweiten Komponente 108.2 entlang der Parallelführungsrichtung PFR. Die erste FührungseinheitDuring normal operation of the imaging device 101, a maximum parallel guidance deflection PFAmax occurs between the first component 108.8 and the second component 108.2 along the parallel guidance direction PFR. The first management unit
109.1 und die zweite Führungseinheit 109.2 weisen entlang eines Stützkraftflusses zwischen ersten Komponente 108.8 und der zweiten Komponente 108.2 jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende der ersten Komponente 108.8 zugeordnet ist und das zweite Ende der zweiten Komponente 108.2 zugeordnet ist. 109.1 and the second guide unit 109.2 each have a first end and a second end along a support force flow between the first component 108.8 and the second component 108.2, the first end being assigned to the first component 108.8 and the second end being assigned to the second component 108.2.
Wie den Figuren 2 bis 4 zu entnehmen ist, weist die erste Führungseinheit 109.1 eine erste Viergelenkeinrichtung 109.5 und ein erstes Zwischenelement 109.6 auf, wobei die erste Viergelenkeinrichtung 109.5 und das erste Zwischenelement 109.6 im Betrieb kinematisch seriell zueinander zwischen der ersten Komponente 108.8 und der zweiten KomponenteAs can be seen from Figures 2 to 4, the first guide unit 109.1 has a first four-bar link device 109.5 and a first intermediate element 109.6, the first four-bar link mechanism 109.5 and the first intermediate element 109.6 being kinematically in series with one another during operation between the first component 108.8 and the second component
108.2 wirken. Ein erstes Gelenk 109.7 und ein zweites Gelenk 109.8 der ersten Viergelenkeinrichtung 109.5 greifen im Betrieb an der ersten Komponente 108.8 an, während ein drittes Gelenk 109.9 und ein viertes Gelenk 109.10 der ersten Viergelenkeinrichtung 109.5 an dem Zwischenelement 109.6 angreifen, sodass die erste Viergelenkeinrichtung 109.5 im Betrieb einen ersten Momentandrehpol MP1 der ersten Komponente 108.8 bezüglich des Zwischenelements 109.6 definiert. Das erste Zwischenelement 109.6 ist über ein fünftes Gelenk (erstes Ausgleichsgelenk) 109.11 der ersten Führungseinheit 109.1 im Betrieb an der zweiten Komponente 108.2 angelenkt. 108.2 work. A first joint 109.7 and a second joint 109.8 of the first four-bar device 109.5 engage the first component 108.8 during operation, while a third joint 109.9 and a fourth joint 109.10 of the first four-bar device 109.5 engage the intermediate element 109.6, so that the first four-bar device 109.5 during operation a first instantaneous rotation pole MP1 of the first component 108.8 with respect to the intermediate element 109.6 is defined. The first intermediate element 109.6 is articulated to the second component 108.2 during operation via a fifth joint (first compensating joint) 109.11 of the first guide unit 109.1.
Dabei ist die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke 109.7 bis 109.11 der ersten Führungseinheit 109.1 derart aufeinander abgestimmt, dass in dem Normalbetrieb eine Auslenkung des ersten Momentandrehpols MP1 bezüglich einer ersten Referenzebene RE1 , die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung PFR und durch das fünfte Gelenk 109.11 verläuft, höchstens 0% bis 5%, vorzugsweise höchstens 0% bis 2%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 0.5%, des ersten Abstandes AP1 zwischen dem ersten Momentandrehpol MP1 und dem Ausgleichsgelenk beträgt, der in dem (in Figur 2 dargestellten) unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung 109 parallel zu der ersten Referenzebene RE1 vorliegt. The arrangement of the first to fifth joints 109.7 to 109.11 of the first guide unit 109.1 is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the first instantaneous rotation pole MP1 with respect to a first reference plane RE1, which is perpendicular to the parallel guidance direction PFR and through the fifth joint 109.11 runs, at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of the first distance AP1 between the first instantaneous pivot pole MP1 and the compensating joint, which is in the undeflected (shown in Figure 2). The initial state of the guide arrangement 109 is parallel to the first reference plane RE1.
Die erste Viergelenkeinrichtung 109.5 kann prinzipiell eine beliebige geeignete räumliche Anordnung der vier Gelenke 109.7 bis 109.10 aufweisen. Besonders günstige Konfigurationen mit einfach gestalteter Kinematik ergeben sich, wenn (wie im vorliegenden Beispiel) eine erste Gelenkdrehachse GDA1 des ersten Gelenks 109.7 und eine zweite Gelenkdrehachse GDA2 des zweiten Gelenks 109.8 in einer zweiten Referenzebene RE2 (hier: die Zeichnungsebene der Figur 2), die parallel zu der Parallelführungsrichtung PFR verläuft, eine erste Verbindungsgerade VG1 der ersten Führungseinheit 109.1 definieren. Eine dritte Gelenkdrehachse GDA3 des dritten Gelenks 109.9 und eine vierte Gelenkdrehachse GDA4 des vierten Gelenks 109.10 definieren in der zweiten Referenzebene RE2 eine zweite Verbindungsgerade VG2 der ersten Führungseinheit 109.1, während schließlich die erste Gelenkdrehachse GDA1 und die dritte Gelenkdrehachse GDA3 in der zweiten Referenzebene RE2 eine dritte Verbindungsgerade VG3 definieren und die zweite Gelenkdrehachse GDA2 und die vierte Gelenkdrehachse GDA4 in der zweiten Referenzebene RE2 eine vierte Verbindungsgerade VG2 definieren. The first four-joint device 109.5 can in principle have any suitable spatial arrangement of the four joints 109.7 to 109.10. Particularly favorable configurations with simply designed kinematics result when (as in the present example) a first joint axis of rotation GDA1 of the first joint 109.7 and a second joint axis of rotation GDA2 of the second joint 109.8 in a second reference plane RE2 (here: the drawing plane of Figure 2). runs parallel to the parallel guidance direction PFR, defining a first connecting line VG1 of the first guidance unit 109.1. A third joint axis of rotation GDA3 of the third joint 109.9 and a fourth joint axis of rotation GDA4 of the fourth joint 109.10 define a second connecting line VG2 of the first guide unit 109.1 in the second reference plane RE2, while finally the first joint axis of rotation GDA1 and the third joint axis of rotation GDA3 in the second reference plane RE2 form a third Define connecting line VG3 and the second joint axis of rotation GDA2 and the fourth joint axis of rotation GDA4 define a fourth connecting line VG2 in the second reference plane RE2.
Der Momentandrehpol MP1 der ersten Führungseinheit 109.1 wird dabei einfach durch den Schnittpunkt der dritten Verbindungsgeraden VG3 und der vierten Verbindungsgeraden VG4 der ersten Führungseinheit 109.1 definiert. Im vorliegenden Beispiel wird eine besonders einfache und damit vorteilhafte Kinematik realisiert, bei der die erste Verbindungsgerade VG1 und die zweite Verbindungsgerade VG2 in dem in Figur 2 und 3 dargestellten, nicht ausgelenkten Ausgangszustand der ersten Führungseinheit 109.1 zueinander zumindest im Wesentlichen parallel sind. Eine weitere Vereinfachung der Kinematik ergibt sich dabei zudem, wenn die erste und dritte Gelenkdrehachse GDA1, GDA3 zueinander zumindest im Wesentlichen parallel sind. Gleiches gilt, wenn die zweite und vierte Gelenkdrehachse GDA2, GDA4 zueinander zumindest im Wesentlichen parallel sind. Beides ist im vorliegenden Beispiel der Fall, in dem sogar alle vier Gelenkdrehachsen GDA1 bis GDA4 zueinander zumindest im Wesentlichen parallel sind (mithin also zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Zeichnungsebene der Figuren 2 bis 4 verlaufen). The instantaneous rotation pole MP1 of the first guide unit 109.1 is simply defined by the intersection of the third connecting line VG3 and the fourth connecting line VG4 of the first guide unit 109.1. In the present example, a particularly simple and therefore advantageous kinematics is realized, in which the first connecting line VG1 and the second connecting line VG2 are at least essentially parallel to one another in the undeflected initial state of the first guide unit 109.1 shown in Figures 2 and 3. A further simplification of the kinematics also results if the first and third joint rotation axes GDA1, GDA3 are at least essentially parallel to one another. The same applies if the second and fourth joint rotation axes GDA2, GDA4 are at least essentially parallel to one another. Both are the case in the present example, in which all four joint rotation axes GDA1 to GDA4 are at least essentially parallel to one another (thus running at least essentially perpendicular to the plane of the drawing in FIGS. 2 to 4).
Über die kinematisch serielle Anordnung der ersten Viergelenkeinrichtung 109.5 und des ersten Zwischenelements 109.6 wird zum einen eine verschachtelte Anordnung der Viergelenkeinrichtung 109.5 und des Zwischenelements 109.6 realisiert, bei der das Zwischenelement 109.6 zwischen zwei Schenkeln 109.12 und 109.13 der Viergelenkeinrichtung 109.5 angeordnet ist, wodurch eine sehr kompakte Gestaltung erzielt werden kann. The kinematically serial arrangement of the first four-bar linkage device 109.5 and the first intermediate element 109.6 results in a nested arrangement of the Four-bar link device 109.5 and the intermediate element 109.6 are realized, in which the intermediate element 109.6 is arranged between two legs 109.12 and 109.13 of the four-bar link mechanism 109.5, whereby a very compact design can be achieved.
Die beschriebene Anbindung mit der kinematisch seriellen Anordnung der ersten Viergelenkeinrichtung 109.5 und des ersten Zwischenelements 109.6 bewirkt weiterhin, dass das erste Zwischenelement 109.6 bei der Längsführung bzw. Parallelführung mittels der beiden Führungseinheiten 109.1, 109.2 eine nachfolgend anhand von Figur 3 und 4 näher beschriebene Ausgleichsbewegung vollführt. So kann insbesondere durch eine geeignete Dimensionierung bzw. Gestaltung der Bestandteile dieser kinematisch seriellen Gestaltung der Führungseinheit 109.1 eine Ausgleichsbewegung des ersten Zwischenelements 109.6 erreicht werden (siehe Figur 4), dank welcher der Momentanpol MP1 während der Auslenkung der ersten Komponente 108.8 (entlang der Parallelführungsrichtung PFR aus dem in Figur 4 durch die gestrichelte Kontur dargestellten Ausgangszustand) relativ zu der zweiten Komponente 108.2 höchstens um einen sehr geringen Betrag entlang der Parallelführungsrichtung PFR gegenüber der ersten Referenzebene RE1 ausgelenkt wird. The connection described with the kinematically serial arrangement of the first four-bar linkage device 109.5 and the first intermediate element 109.6 also causes the first intermediate element 109.6 to carry out a compensating movement described in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4 during longitudinal guidance or parallel guidance by means of the two guide units 109.1, 109.2 . In particular, by suitable dimensioning or design of the components of this kinematically serial design of the guide unit 109.1, a compensating movement of the first intermediate element 109.6 can be achieved (see Figure 4), thanks to which the instantaneous pole MP1 during the deflection of the first component 108.8 (along the parallel guide direction PFR from the initial state shown in FIG.
Dabei ermöglicht die Verkippung des ersten Zwischenelements 109.6 um die fünfte Gelenkdrehachse GDA5 des fünften Gelenks 109.11 im Beispiel der Figur 4, dass die dritte Verbindungsgerade VG3 (die bei der in Figur 4 gezeigten Auslenkung in der Parallelführungsrichtung PFR vorläuft) ihre Neigung zur ersten Referenzebene RE1 vergrößert, während die vierte Verbindungsgerade VG4 (die bei der in Figur 4 gezeigten Auslenkung in der Parallelführungsrichtung PFR nachläuft) ihre Neigung zur ersten Referenzebene RE1 verringert. Diese Neigungsänderung bewirkt, dass der Schnittpunkt der dritten und vierten Verbindungsgeraden VG3, VG4, der den Momentandrehpol MP1 definiert, zumindest nahe an der Referenzebene RE1 bleibt, gegebenenfalls sogar überhaupt nicht entlang der Parallelführungsrichtung PFR aus der Referenzebene RE1 auswandert. The tilting of the first intermediate element 109.6 about the fifth joint rotation axis GDA5 of the fifth joint 109.11 in the example in FIG. 4 enables the third connecting line VG3 (which leads in the parallel guide direction PFR during the deflection shown in FIG. 4) to increase its inclination to the first reference plane RE1 , while the fourth connecting line VG4 (which trails in the parallel guidance direction PFR during the deflection shown in FIG. 4) reduces its inclination to the first reference plane RE1. This change in inclination causes the intersection of the third and fourth connecting lines VG3, VG4, which defines the instantaneous rotation pole MP1, to remain at least close to the reference plane RE1 and, if necessary, not to move out of the reference plane RE1 along the parallel guide direction PFR at all.
Da die Resultierende FR von Querkräften, die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung PFR an der ersten Komponente 108.8 angreifen, in dem Momentanpol MP1 wirkt, besitzen diese Querkräfte nur einen entsprechend kleinen Hebelarm um die fünfte Gelenkdrehachse GDA5 des fünften Gelenks 109.11 (mit dem das Zwischenelement 109.6 an der zweiten Komponente 108.2 angelenkt ist). Folglich bedingt diese geringe Auslenkung des Momentanpols MP1 aus der ersten Referenzebene RE1 keine nennenswerte Reduktion der Quersteifigkeit der Führungsanordnung 109. Eine solche Reduktion der Quersteifigkeit der Führungsanordnung 109 erfolgt immer dann, wenn sich durch eine Auslenkung des ersten Momentanpols MP1 aus der ersten Referenzebene RE1 ein Hebelarm für diese Querkraftresultierende FR ergibt. Das aus der Querkraftresultierenden FR resultierende Moment MR um die fünfte Gelenkdrehachse GDA5 des fünften Gelenks 109.11 muss durch die elastischen Rückstellkräfte des fünften Gelenks 109.11 aufgenommen werden, was nur durch eine unerwünschte weitere Auslenkung des fünften Gelenks 109.11 erfolgen kann. Je größer also der durch eine Auslenkung des ersten Momentanpols MP1 aus der ersten Referenzebene RE1 bedingte Hebelarm für diese Querkraftresultierende FR wird, desto größere zusätzliche Auslenkungen des fünften Gelenks 109.11 sind erforderlich, um solche Querkraftresultierende FR aufzunehmen, sodass die Quersteifigkeit der Führungsanordnung 109 mit zunehmender Auslenkung des ersten Momentanpols MP1 aus der ersten Referenzebene RE1 sinkt. Since the resultant FR of transverse forces acting perpendicular to the parallel guide direction PFR on the first component 108.8 acts in the instantaneous center MP1, these transverse forces have only a correspondingly small lever arm around the fifth joint rotation axis GDA5 of the fifth joint 109.11 (with which the intermediate element 109.6 is articulated to the second component 108.2). Consequently, this small deflection of the instantaneous center MP1 from the first reference plane RE1 does not cause any significant reduction in the transverse stiffness of the guide arrangement 109. Such a reduction in the transverse stiffness of the guide arrangement 109 always occurs when a deflection of the first instantaneous pole MP1 from the first reference plane RE1 results in a lever arm for this transverse force resultant FR. The moment MR about the fifth joint rotation axis GDA5 of the fifth joint 109.11 resulting from the transverse force resultant FR must be absorbed by the elastic restoring forces of the fifth joint 109.11, which can only occur through an undesirable further deflection of the fifth joint 109.11. Therefore, the larger the lever arm for this transverse force resultant FR caused by a deflection of the first instantaneous pole MP1 from the first reference plane RE1, the greater the additional deflections of the fifth joint 109.11 are required to absorb such transverse force resultant FR, so that the transverse stiffness of the guide arrangement 109 decreases with increasing deflection of the first instantaneous pole MP1 from the first reference plane RE1.
Der Grad der Auslenkung des Momentanpols MP1 aus der Referenzebene RE1 kann über die Dimensionierung bzw. Gestaltung der ersten Führungseinheit 109.1 auf einen für den jeweiligen Einsatzfall geeignet geringen Wert eingestellt werden. Mit der hierin beschriebenen Gestaltung kann also in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die Quersteifigkeit der Führungsanordnung 109 während der gesamten, im Normalbetrieb zu erwartenden Relativbewegung (entlang der Parallelführungsrichtung PFR) zwischen der ersten und zweiten Komponente 108.8, 108.2 nahezu unverändert bleibt. The degree of deflection of the instantaneous pole MP1 from the reference plane RE1 can be set to a low value that is suitable for the respective application via the dimensioning or design of the first guide unit 109.1. With the design described here, it can be achieved in an advantageous manner that the transverse rigidity of the guide arrangement 109 remains almost unchanged during the entire relative movement expected in normal operation (along the parallel guide direction PFR) between the first and second components 108.8, 108.2.
Die Gelenke 109.7 bis 109.11 der ersten Führungseinheit 109.1 können grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, um eine entsprechende Längsführung bzw. Parallelführung bei ausreichender Quersteifigkeit zu erzielen. Bei bestimmten Varianten definieren die ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit jeweils wenigstens eine Gelenkdrehachse GDA1 bis GDA5, womit gegebenenfalls vergleichsweise komplexe Bewegungsabläufe mit realisiert werden können, bei denen neben der gewünschten Parallelführung noch weitere Führungsbewegungen realisiert werden können. Besonders einfache Gestaltungen mit einfacher Kinematik ergeben sich, wenn die ersten bis fünften Gelenke 109.7 bis 109.11 jeweils genau eine Gelenkdrehachse GDA1 bis GDA5 definieren. The joints 109.7 to 109.11 of the first guide unit 109.1 can in principle be designed in any suitable manner in order to achieve appropriate longitudinal guidance or parallel guidance with sufficient transverse rigidity. In certain variants, the first to fifth joints of the first guide unit each define at least one joint rotation axis GDA1 to GDA5, which means that comparatively complex movement sequences can be implemented, in which, in addition to the desired parallel guidance, further guide movements can be implemented. Particularly simple designs with simple kinematics result when the first to fifth joints 109.7 to 109.11 each define exactly one joint axis of rotation GDA1 to GDA5.
Dabei kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der Gelenkdrehachsen GDA1 bis GDA5 unterschiedlicher Gelenke 109.7 bis 109.11, vorzugsweise (wie im vorliegenden Beispiel) alle der Gelenkdrehachsen GDA1 bis GDA5, der ersten Führungseinheit 109.1 zumindest in dem Ausgangszustand (siehe Figur 2 und 3) zueinander zumindest im Wesentlichen parallel sind. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Gestaltung mit einfacher Kinematik, beispielsweise mit einer im Wesentlichen ebenen Kinematik, erzielen. Im vorliegenden Beispiel ist es zudem von Vorteil, dass die Gelenkdrehachse GDA5 des fünften Gelenks 109.11 zumindest im Wesentlichen in der ersten Referenzebene RE1 liegt. It can be provided that at least two of the joint rotation axes GDA1 to GDA5 of different joints 109.7 to 109.11, preferably (as in the present example) all of the joint rotation axes GDA1 to GDA5, of the first guide unit 109.1 at least in the initial state (see Figures 2 and 3) at least to each other are essentially parallel. This makes it possible to achieve a particularly compact design with simple kinematics, for example with essentially flat kinematics. In the present For example, it is also advantageous that the joint rotation axis GDA5 of the fifth joint 109.11 lies at least essentially in the first reference plane RE1.
Es versteht sich, dass die betreffende Führungseinheit 109.1 bis 109.4 grundsätzlich eine beliebig komplexe dreidimensionale Gestaltung aufweisen kann, insbesondere um bestimmten Randbedingungen Rechnung zu tragen, die sich beispielsweise bei der dicht gepackten räumlichen Anordnung der Facettenelemente 108 ergeben. Bei besonders einfach und kompakt gestalteten Varianten sind wie im vorliegenden Beispiel zumindest einige der Gelenke 109.7 bis 109.11 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet (hier: der Zeichnungsebene der Figur 2 bis 4). So können bei bestimmten Varianten wenigstens zwei der ersten bis vierten Gelenke 109.7 bis 109.10 der ersten Führungseinheit, insbesondere (wie im vorliegenden Beispiel) alle der ersten bis vierten Gelenke 109.7 bis 109.10, zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Mithin ist die erste Viergelenkeinrichtung 109.5 im vorliegenden Beispiel also zumindest im Wesentlichen nach Art eines ebenen Viergelenks ausgebildet. Ebenso können bestimmten Varianten wenigstens das dritte bis fünfte Gelenk 109.9 bis 109.11 (also die Gelenke an dem Zwischenelement 109.6) zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Ebenso können wenigstens zwei der ersten bis vierten Gelenke 109.9 bis 109.10 und das fünfte Gelenk 109.11 , insbesondere alle der ersten bis fünften Gelenke 109.7 bis 109.11, zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. It is understood that the guide unit 109.1 to 109.4 in question can in principle have any complex three-dimensional design, in particular in order to take into account certain boundary conditions that arise, for example, in the densely packed spatial arrangement of the facet elements 108. In particularly simple and compact variants, as in the present example, at least some of the joints 109.7 to 109.11 are arranged in a common plane (here: the drawing plane of FIGS. 2 to 4). In certain variants, at least two of the first to fourth joints 109.7 to 109.10 of the first guide unit, in particular (as in the present example) all of the first to fourth joints 109.7 to 109.10, can be arranged at least essentially in a common plane. Therefore, in the present example, the first four-bar linkage device 109.5 is designed at least essentially in the manner of a flat four-bar linkage. Likewise, in certain variants, at least the third to fifth joints 109.9 to 109.11 (i.e. the joints on the intermediate element 109.6) can be arranged at least essentially in a common plane. Likewise, at least two of the first to fourth joints 109.9 to 109.10 and the fifth joint 109.11, in particular all of the first to fifth joints 109.7 to 109.11, can be arranged at least essentially in a common plane.
Die Gelenke 109.7 bis 109.11 können grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, um die gewünschte Kinematik bei ausreichender Genauigkeit und Steifigkeit zu erzielen. Dabei können grundsätzlich auch mehrteilige Gelenke zum Einsatz kommen. Nicht zuletzt im Hinblick auf die Genauigkeitsanforderungen im Bereich der Mikrolithographie ist es von Vorteil, wenn wenigstens eines der ersten bis fünften Gelenke 109.7 bis 109.11 der ersten Führungseinheit 109.1 , insbesondere (wie im vorliegenden Beispiel) jedes der ersten bis fünften Gelenke 109.7 bis 109.11 der ersten Führungseinheit, durch ein Festkörpergelenk gebildet ist. The joints 109.7 to 109.11 can in principle be designed in any suitable way in order to achieve the desired kinematics with sufficient accuracy and rigidity. In principle, multi-part joints can also be used. Not least with regard to the accuracy requirements in the field of microlithography, it is advantageous if at least one of the first to fifth joints 109.7 to 109.11 of the first guide unit 109.1, in particular (as in the present example) each of the first to fifth joints 109.7 to 109.11 of the first Guide unit is formed by a solid joint.
Das jeweilige Gelenk 109.7 bis 109.11 kann grundsätzlich eine beliebig komplexe geeignete Gestaltung aufweisen, die eine oder mehrere Gelenkachsen in einem oder mehreren Rotationsfreiheitsgraden im Raum definiert. Besonders einfache Gestaltungen mit klar definierten Bewegungsabläufen bzw. klar definierter Kinematik ergeben sich, wenn wenigstens eines der ersten bis fünften Gelenke 109.7 bis 109.11, insbesondere (wie im vorliegenden Beispiel) jedes der ersten bis fünften Gelenke 109.7 bis 109.11, nach Art eines Scharniergelenks ausgebildet ist, mithin also genau eine Drehachse GDA1 bis GDA5 mit genau einem Rotationsfreiheitsgrad definiert. The respective joint 109.7 to 109.11 can in principle have any complex, suitable design that defines one or more joint axes in one or more rotational degrees of freedom in space. Particularly simple designs with clearly defined movement sequences or clearly defined kinematics result when at least one of the first to fifth joints 109.7 to 109.11, in particular (as in the present example) each of the first to fifth joints 109.7 to 109.11, in the manner of a Hinge joint is formed, therefore exactly one axis of rotation GDA1 to GDA5 is defined with exactly one degree of rotational freedom.
Es versteht sich, dass die vier Gelenke 109.7 bis 109.10 der ersten Viergelenkeinrichtung 109.5 grundsätzlich ein beliebiges, gegebenenfalls auch dreidimensionales (also nicht ebenes) Viereck definieren können. Bei vorteilhaften Varianten mit einfacher Kinematik definieren die ersten bis vierten Verbindungsgeraden VG1 bis VG4 in der zweiten Referenzebene RE2 in dem Ausgangszustand ein erstes Gelenktrapez GT1. Dabei kann das erste Gelenktrapez GT1 (wie im vorliegenden Beispiel) in dem Ausgangszustand ein gleichschenkliges Trapez sein, mithin also eine einfache symmetrische Gestaltung aufweisen. It goes without saying that the four joints 109.7 to 109.10 of the first four-joint device 109.5 can basically define any, possibly also three-dimensional (i.e. not flat) quadrilateral. In advantageous variants with simple kinematics, the first to fourth connecting lines VG1 to VG4 in the second reference plane RE2 define a first joint trapezoid GT1 in the initial state. The first articulated trapezoid GT1 (as in the present example) can be an isosceles trapezoid in the initial state, and therefore have a simple symmetrical design.
Von Vorteil kann es natürlich auch sein, wenn das erste Zwischenelement 109.6 entsprechend symmetrisch (insbesondere in dem Ausgangszustand zur ersten Referenzebene RE1 symmetrisch) gestaltet ist, sodass gegebenenfalls eine insgesamt im Wesentlichen symmetrische (insbesondere in dem Ausgangszustand zur ersten Referenzebene RE1 symmetrische) erste Führungseinheit 109.1 realisiert wird. Of course, it can also be advantageous if the first intermediate element 109.6 is designed to be correspondingly symmetrical (in particular symmetrical in the initial state to the first reference plane RE1), so that, if necessary, a first guide unit 109.1 that is essentially symmetrical overall (in particular symmetrical in the initial state to the first reference plane RE1). is realized.
Bei bestimmten vorteilhaften Varianten liegt (wie im vorliegenden Beispiel) eine erste Grundseite GS1 des ersten Gelenktrapezes GT1 auf der ersten Verbindungsgeraden VG1 , während eine zweite Grundseite GS2 des ersten Gelenktrapezes GT 1 auf der zweiten Verbindungsgeraden VG2. Im vorliegenden Beispiel ist die erste Grundseite GS1 länger als die zweite Grundseite GS2, bildet mithin also die so genannte Basis des Gelenktrapezes GT 1 , wodurch der Momentanpol MP1 dann auf der der ersten Verbindungsgeraden VG1 abgewandten Seite der zweiten Verbindungsgeraden VG2 liegt. In certain advantageous variants (as in the present example), a first base side GS1 of the first articulated trapezoid GT1 lies on the first connecting line VG1, while a second base side GS2 of the first articulated trapezoid GT 1 lies on the second connecting line VG2. In the present example, the first base side GS1 is longer than the second base side GS2, and therefore forms the so-called base of the articulated trapezoid GT 1, whereby the instantaneous pole MP1 then lies on the side of the second connecting line VG2 facing away from the first connecting line VG1.
Bei besonders günstigen Varianten mit besonders kompakter Gestaltung ist das fünfte Gelenk 109.11 auf einer Seite der ersten Verbindungsgeraden VG1 angeordnet, die der zweiten Verbindungsgeraden VG2 zugewandt ist. Dabei kann es günstig sein, wenn das fünfte Gelenk 109.11 (wie im vorliegenden Beispiel) in der ersten Referenzebene RE1 zwischen der ersten Verbindungsgeraden VG1 und der zweiten Verbindungsgeraden VG2 angeordnet ist, da sich hiermit besonders kompakte Konfigurationen erzielen lassen. In particularly favorable variants with a particularly compact design, the fifth joint 109.11 is arranged on a side of the first connecting line VG1 that faces the second connecting line VG2. It can be advantageous if the fifth joint 109.11 (as in the present example) is arranged in the first reference plane RE1 between the first connecting line VG1 and the second connecting line VG2, since particularly compact configurations can be achieved in this way.
Im vorliegenden Beispiel ist eine besonders günstige Gestaltungen mit keinem oder zumindest besonders geringem Auswandern des Momentanpols MP1 aus der ersten Referenzebene RE1 bei der Längsführung realisiert. Dabei ist das erste Gelenktrapez GT 1 in dem Ausgangszustand ein gleichschenkliges Trapez mit seiner ersten Grundseite GS1 auf der ersten Verbindungsgeraden VG1 , seiner zweiten Grundseite GS2 auf der zweiten Verbindungsgeraden VG2 und je einem Schenkel 109.12, 109.13 auf der dritten Verbindungsgeraden VG3 bzw. vierten Verbindungsgeraden VG4. In the present example, a particularly favourable design is implemented with no or at least very little migration of the instantaneous centre MP1 from the first reference plane RE1 in the longitudinal guide. The first articulated trapezoid GT 1 in the initial state is an isosceles trapezoid with its first base side GS1 on the first connecting line VG1, its second base GS2 on the second connecting line VG2 and one leg each 109.12, 109.13 on the third connecting line VG3 and fourth connecting line VG4.
Im vorliegenden Beispiel gilt dabei insbesondere (siehe Figur 3): In the present example, the following applies in particular (see Figure 3):
(i) die Länge der ersten Grundseite GS1 beträgt den Wert LG1, (i) the length of the first base side GS1 is the value LG1,
(ii) der Abstand der fünften Gelenkdrehachse GDA5 des fünften Gelenks 109.11 zu der ersten Grundseite GS1 in der ersten Referenzebene RE1 beträgt den Wert D5,(ii) the distance of the fifth joint rotation axis GDA5 of the fifth joint 109.11 to the first base side GS1 in the first reference plane RE1 is the value D5,
(iii) der Winkel der Schenkel 109.12, 109.13 zu der ersten Referenzebene RE1 beträgt den Wert WS und (iii) the angle of the legs 109.12, 109.13 to the first reference plane RE1 is the value WS and
(iv) die Länge LS der Schenkel berechnet sich zu:
Figure imgf000032_0001
(iv) the length LS of the legs is calculated as:
Figure imgf000032_0001
2 ■ sin(WS) ■ [LG1 ■ (1 + (cos(VFS))2) - D5 ■ sin(2 ■ WS)]’ 2 ■ sin(WS) ■ [LG1 ■ (1 + (cos(VFS)) 2 ) - D5 ■ sin(2 ■ WS)]'
Dabei ergeben sich besonders vorteilhafte Konfigurationen, wenn der Abstand D5 einen Wert von -20% bis 20%, vorzugsweise -5% bis 15%, weiter vorzugsweise 0% bis 10%, der der Länge LG1 aufweist. Gleiches gilt, wenn zusätzlich oder alternativ der Winkel WS einen Wert von 1° bis 30°, vorzugsweise 2° bis 20°, weiter vorzugsweise 5° bis 10°, aufweist. Particularly advantageous configurations result when the distance D5 has a value of -20% to 20%, preferably -5% to 15%, more preferably 0% to 10%, of the length LG1. The same applies if, additionally or alternatively, the angle WS has a value of 1° to 30°, preferably 2° to 20°, more preferably 5° to 10°.
Die Bestandteile der ersten Führungseinheit 109.1 können zwischen den Gelenken 109.7 bis 109.11 grundsätzlich eine beliebige geeignete Geometrie aufweisen und gegebenenfalls ein- oder mehrteilig gestaltet sein. Im vorliegenden Beispiel ist eine vorteilhaft einfache Gestaltung realisiert, indem das erste Gelenk 109.7 und das dritte Gelenk 109.9 über das erste Schenkelelement 109.12 verbunden, während das zweite Gelenk 109.8 und das vierte Gelenk 109.10 über das zweite Schenkelelement 109.13 verbunden sind. Beide Schenkelelemente 109.12, 109.13 sind jeweils als einfaches langgestrecktes Stabelement ausgebildet. Das Zwischenelement kann (wie im vorliegenden Beispiel) im Wesentlichen T- förmig oder V-förmig ausgebildet sein. Hiermit ergeben sich jeweils besonders einfach zu fertigende Konfigurationen. Besonders vorteilhaft ist es, dass das Zwischenelement 109.6 zwischen dem ersten Schenkelelement 109.12 und dem zweiten Schenkelelement 109.13 angeordnet ist und sich das erste Schenkelelement 109.12, das zweite Schenkelelement 109.13 und das Zwischenelement 109.6 im Wesentlichen in einer gemeinsamen Haupterstreckungsebene erstrecken, wodurch eine besonders platzsparende Gestaltung mit einfacher und klar definierter Kinematik erzielt wird. Die Führungsanordnung 109 kann grundsätzlich aus beliebig vielen separaten Teilen aufgebaut sein. Nicht zuletzt im Hinblick auf die zu erfüllenden Genauigkeitsanforderungen ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest teilweise einstückige Verbindungen gewählt sind. So kann wenigstens eines der Schenkelelemente 109.12, 109.12 einstückig mit dem Zwischenelement 109.6 verbunden sein. Ebenso kann wenigstens eine von der ersten und zweiten Komponente 108.8, 108.2 einstückig mit der ersten Führungseinheit 109.1 verbunden sein. Ebenso kann wenigstens eine von der ersten und zweiten Komponente 108.8, 108.2 einstückig mit der zweiten Führungseinheit 109.2 verbunden sein. The components of the first guide unit 109.1 can basically have any suitable geometry between the joints 109.7 to 109.11 and can optionally be designed in one or more parts. In the present example, an advantageously simple design is realized in that the first joint 109.7 and the third joint 109.9 are connected via the first leg element 109.12, while the second joint 109.8 and the fourth joint 109.10 are connected via the second leg element 109.13. Both leg elements 109.12, 109.13 are each designed as a simple elongated rod element. The intermediate element can (as in the present example) be essentially T-shaped or V-shaped. This results in particularly easy-to-manufacture configurations. It is particularly advantageous that the intermediate element 109.6 is arranged between the first leg element 109.12 and the second leg element 109.13 and the first leg element 109.12, the second leg element 109.13 and the intermediate element 109.6 extend essentially in a common main extension plane, thereby providing a particularly space-saving design simple and clearly defined kinematics. The guide arrangement 109 can basically be constructed from any number of separate parts. Not least in view of the accuracy requirements to be met, it is particularly advantageous if at least partially one-piece connections are selected. At least one of the leg elements 109.12, 109.12 can be connected in one piece to the intermediate element 109.6. Likewise, at least one of the first and second components 108.8, 108.2 can be connected in one piece to the first guide unit 109.1. Likewise, at least one of the first and second components 108.8, 108.2 can be connected in one piece to the second guide unit 109.2.
Die zweite Führungseinheit 109.2 kann grundsätzlich auf beliebige Weise gestaltet sein, solange sie entsprechend auf die erste Führungseinheit 109.1 abgestimmt ist, um im Zusammenspiel mit der ersten Führungseinheit 109.1 die gewünschte Längsführung zwischen der ersten und zweiten Komponente 108.8, 108.2 zu realisieren. The second guide unit 109.2 can basically be designed in any way, as long as it is appropriately coordinated with the first guide unit 109.1 in order to achieve the desired longitudinal guidance between the first and second components 108.8, 108.2 in interaction with the first guide unit 109.1.
Bevorzugt ist die zweite Führungseinheit 109.2 ebenfalls nach Art der ersten Führungseinheit 109.1 ausgebildet. Besonders günstig ist es, wenn die zweite Führungseinheit 109.2 (wie im vorliegenden Beispiel) zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Führungseinheit 109.1 ausgebildet ist. Dabei ist es bevorzugt, wenn die erste Führungseinheit 109.1 und die zweite Führungseinheit 109.2 (wie im vorliegenden Beispiel) in einer gemeinsamen Führungseinheitenebene angeordnet sind (hier: die Zeichnungsebene der Figur 2), die vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu der Parallelführungsrichtung PFR verläuft. The second guide unit 109.2 is preferably also designed in the manner of the first guide unit 109.1. It is particularly favorable if the second guide unit 109.2 (as in the present example) is at least essentially identical to the first guide unit 109.1. It is preferred if the first guide unit 109.1 and the second guide unit 109.2 (as in the present example) are arranged in a common guide unit plane (here: the drawing plane of Figure 2), which preferably runs at least essentially parallel to the parallel guide direction PFR.
Die erste Führungseinheit 109.1 und die zweite Führungseinheit 109.2 weisen zueinander vorzugsweise (wie im vorliegenden Beispiel) einen ausreichend großen Abstand FEA entlang der Parallelführungsrichtung PFR auf, um eine gute Abstützung von Kippmomenten um eine Richtung quer zu der Parallelführungsrichtung PFR zu erzielen. Bei bevorzugten Varianten ist (wie im vorliegenden Beispiel) die zweite Führungseinheit 109.2 von der ersten Führungseinheit 109.1 entlang der Parallelführungsrichtung PFR um einen Führungseinheitenabstand FEA beabstandet, wobei die erste Führungseinheit 109.1 senkrecht zu der Parallelführungsrichtung PFR eine maximale erste Querabmessung QA1 aufweist und der Führungseinheitenabstand dann 10% bis 1000%, vorzugsweise 50% bis 500%, weiter vorzugsweise 100% bis 400%, der maximalen ersten Querabmessung QA1 beträgt. The first guide unit 109.1 and the second guide unit 109.2 preferably (as in the present example) have a sufficiently large distance FEA from one another along the parallel guide direction PFR in order to achieve good support of tilting moments about a direction transverse to the parallel guide direction PFR. In preferred variants (as in the present example), the second guide unit 109.2 is spaced from the first guide unit 109.1 along the parallel guide direction PFR by a guide unit distance FEA, the first guide unit 109.1 having a maximum first transverse dimension QA1 perpendicular to the parallel guide direction PFR and the guide unit distance then 10 % to 1000%, preferably 50% to 500%, more preferably 100% to 400%, of the maximum first transverse dimension QA1.
Es versteht sich, dass die erste und zweite Führungseinheit 109.1, 109.2 ausreichen können, um die gewünschte relative Längsführung bzw. Parallelführung zwischen der ersten und zweiten Komponente 108.8, 108.2 zu erzielen. Es können aber (wie im vorliegenden Beispiel) auch weitere Führungseinheiten 109.3, 109.4 vorgesehen sein, die wiederum bevorzugt nach Art der ersten Führungseinheit 109.1 ausgebildet sind. Insbesondere können die weiteren Führungseinheiten 109.3, 109.4 (wie im vorliegenden Beispiel) zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Führungseinheit 109.1 ausgebildet sein. It goes without saying that the first and second guide units 109.1, 109.2 can be sufficient to provide the desired relative longitudinal guidance or parallel guidance between the first and second component 108.8, 108.2 to achieve. However, further guide units 109.3, 109.4 can also be provided (as in the present example), which in turn are preferably designed in the manner of the first guide unit 109.1. In particular, the further guide units 109.3, 109.4 (as in the present example) can be designed at least essentially identical to the first guide unit 109.1.
Im vorliegenden Beispiel ist die dritte Führungseinheit 109.3 der ersten FührungseinheitIn the present example, the third management unit is 109.3 of the first management unit
109.1 räumlich zugeordnet ist, indem sie quer zu der Parallelführungsrichtung PFR auf einer der ersten Führungseinheit 109.1 gegenüberliegenden Seite der ersten Komponente 108.8 angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere die Quersteifigkeit der Führungseinrichtung 109 in vorteilhafter Weise erhöht werden. Gleiches gilt, für die vierte Führungseinheit 109.4, die der zweiten Führungseinheit 109.2 räumlich zugeordnet ist, indem sie quer zu der Parallelführungsrichtung PFR auf einer der zweiten Führungseinheit 109.2 gegenüberliegenden Seite der ersten Komponente 108.8 angeordnet ist. 109.1 is spatially assigned by being arranged transversely to the parallel guide direction PFR on a side of the first component 108.8 opposite the first guide unit 109.1. In this way, the transverse rigidity of the guide device 109 can be increased in an advantageous manner. The same applies to the fourth guide unit 109.4, which is spatially assigned to the second guide unit 109.2 in that it is arranged transversely to the parallel guide direction PFR on a side of the first component 108.8 opposite the second guide unit 109.2.
Bei bevorzugten Varianten weist auch die zweite Führungseinheit 109.2 eine zweite Viergelenkeinrichtung 109.14 und ein zweites Zwischenelement 109.15 auf, wobei die zweite Viergelenkeinrichtung 109.14 und das zweite Zwischenelement 109.15 im Betrieb kinematisch seriell zueinander zwischen der ersten Komponente 108.8 und der zweiten Komponente 108.2 wirken. Ein erstes Gelenk 109.16 und ein zweites Gelenk 109.17 der zweiten Viergelenkeinrichtung 109.14 greifen im Betrieb an der ersten Komponente 108.8 an, während ein drittes Gelenk 109.18 und ein viertes Gelenk 109.19 der zweiten Viergelenkeinrichtung 109.14 an dem Zwischenelement 109.15 angreifen, sodass die zweite Viergelenkeinrichtung 109.14 im Betrieb einen zweiten Momentandrehpol MP2 der ersten Komponente bezüglich des Zwischenelements 109.15 definiert. Das zweite Zwischenelement 109.15 ist über ein fünftes Gelenk 109.20 der zweiten FührungseinheitIn preferred variants, the second guide unit 109.2 also has a second four-bar link device 109.14 and a second intermediate element 109.15, with the second four-bar link mechanism 109.14 and the second intermediate element 109.15 acting kinematically in series with one another during operation between the first component 108.8 and the second component 108.2. A first joint 109.16 and a second joint 109.17 of the second four-bar device 109.14 engage the first component 108.8 during operation, while a third joint 109.18 and a fourth joint 109.19 of the second four-bar device 109.14 engage the intermediate element 109.15, so that the second four-bar device 109.14 during operation a second instantaneous rotation pole MP2 of the first component is defined with respect to the intermediate element 109.15. The second intermediate element 109.15 is via a fifth joint 109.20 of the second guide unit
109.2 im Betrieb an der zweiten Komponente 108.2 angelenkt. Die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke der zweiten Führungseinheit 109.2 ist wiederum derart aufeinander abgestimmt, dass in dem Normalbetrieb eine Auslenkung des zweiten Momentandrehpols MP2 bezüglich einer dritten Referenzebene RE3, die senkrecht zu der109.2 is hinged to the second component 108.2 during operation. The arrangement of the first to fifth joints of the second guide unit 109.2 is in turn coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the second instantaneous rotation pole MP2 with respect to a third reference plane RE3, which is perpendicular to the
Parallelführungsrichtung PFR und durch das fünfte Gelenk 109.20 verläuft, höchstens 0% bis 5%, vorzugsweise höchstens 0% bis 2%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 0.5%, des zweiten Abstandes (AP2 - nicht dargestellt) zwischen dem zweiten Momentandrehpol MP2 und dem fünften Gelenk 109.20 (zweites Ausgleichsgelenk 109.20) der zweiten Führungseinheit 109.2 beträgt, der in dem (in Figur 2 dargestellten) unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung 109 parallel zu der dritten Referenzebene RE3 vorliegt. Eine solche Gestaltung kann (wie im vorliegenden Beispiel) auch für eine oder mehrere weitere Führungseinheiten (beispielsweise die oben genannte dritte Führungseinheit 109.3 und/oder vierte Führungseinheit 109.4) gewählt werden. Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit der entsprechenden Gestaltung der ersten Führungseinheit 109.1 beschriebenen Vorteile und Varianten in demselben Maße realisieren, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Parallel guide direction PFR and through the fifth joint 109.20, is at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of the second distance (AP2 - not shown) between the second instantaneous center of rotation MP2 and the fifth joint 109.20 (second compensating joint 109.20) of the second guide unit 109.2, which in the undeflected initial state of the guide arrangement 109 (shown in Figure 2) is parallel to the third reference plane RE3. Such a design can (as in the present example) also be used for one or several additional guide units (for example the above-mentioned third guide unit 109.3 and/or fourth guide unit 109.4) can be selected. This allows the advantages and variants described above in connection with the corresponding design of the first guide unit 109.1 to be realized to the same extent, so that reference is made to the above explanations in this regard.
In Figur 5 ist eine Führungseinheit 109.1 gezeigt, wie sie im Beispiel der Figuren 2 bis 4 eingesetzt werden kann. Die Führungseinheit 109.1 ist mit blattfederartig gestalteten Festkörpergelenken 109.7 bis 109.11 versehen. Die Festkörpergelenke 109.7 bis 109.11 sind dabei im dargestellten unausgelenkten Ausgangszustand zumindest im Wesentlichen eben gestaltet. Im vorliegenden Beispiel ist die Blattfederebene bzw. die Blattfederlängsrichtung der Festkörpergelenke 109.7, 109.8, 109.9 und 109.10 jeweils zu der ersten Referenzebene RE1 geneigt. Die jeweilige Blattfederebene bzw. 5 shows a guide unit 109.1, as can be used in the example of FIGS. 2 to 4. The guide unit 109.1 is provided with leaf spring-like solid joints 109.7 to 109.11. The solid-state joints 109.7 to 109.11 are at least essentially flat in the undeflected initial state shown. In the present example, the leaf spring plane or the leaf spring longitudinal direction of the solid joints 109.7, 109.8, 109.9 and 109.10 is each inclined to the first reference plane RE1. The respective leaf spring level or
Blattfederlängsrichtung der Gelenke 109.7 und 109.9 ist dabei parallel zur Verbindungsgeraden VG3 der Gelenke 109.7 und 109.9 orientiert, während die jeweilige Blattfederebene bzw. Blattfederlängsrichtung der Gelenke 109.8 und 109.10 parallel zur Verbindungsgeraden VG4 der Gelenke 109.8 und 109.10 orientiert sind. Mit dieser Anordnung der Blattfederebenen bzw. Blattfederlängsrichtungen wird die höchste Quersteifigkeit im dargestellten unausgelenkten Zustand erreicht, während die Quersteifigkeit mit zunehmender Auslenkung abfällt. The leaf spring longitudinal direction of the joints 109.7 and 109.9 is oriented parallel to the connecting line VG3 of the joints 109.7 and 109.9, while the respective leaf spring plane or leaf spring longitudinal direction of the joints 109.8 and 109.10 are oriented parallel to the connecting line VG4 of the joints 109.8 and 109.10. With this arrangement of the leaf spring planes or leaf spring longitudinal directions, the highest transverse stiffness is achieved in the undeflected state shown, while the transverse stiffness decreases with increasing deflection.
In Figur 6 ist eine Führungseinheit 109.1 gezeigt, wie sie ebenfalls im Beispiel der Figuren 2 bis 4 eingesetzt werden kann. Die Führungseinheit 109.1 ist ebenfalls mit blattfederartigen Festkörpergelenken 109.7 bis 109.11 versehen. Auch hier sind die Festkörpergelenke 109.7 bis 109.11 im dargestellten unausgelenkten Ausgangszustand zumindest im Wesentlichen eben gestaltet. Im vorliegenden Beispiel ist die jeweilige Blattfederebene bzw. die Blattfederlängsrichtung der Gelenke 109.7, 109.8, 109.9 und 109.10 senkrecht zur Parallelführungsrichtung der Linearführung 109 bzw. parallel zur ersten Referenzebene RE1 orientiert. Mit dieser Anordnung kann im unausgelenkten Zustand zwar keine so hohe Quersteifigkeit erzielt werden wie bei der Gestaltung aus Figur 5. Ein Vorteil besteht jedoch darin, dass die Quersteifigkeit mit zunehmender Auslenkung weniger stark abfällt. Bei entsprechender Konfiguration kann sogar ein leichter Anstieg der Quersteifigkeit mit zunehmender Auslenkung erzielt werden. 6 shows a guide unit 109.1, as can also be used in the example of FIGS. 2 to 4. The guide unit 109.1 is also provided with leaf spring-like solid joints 109.7 to 109.11. Here too, the solid-state joints 109.7 to 109.11 are at least essentially flat in the undeflected initial state shown. In the present example, the respective leaf spring plane or the leaf spring longitudinal direction of the joints 109.7, 109.8, 109.9 and 109.10 is oriented perpendicular to the parallel guide direction of the linear guide 109 or parallel to the first reference plane RE1. With this arrangement, in the undeflected state, transverse rigidity cannot be achieved as high as with the design from FIG. 5. However, one advantage is that the transverse rigidity drops less sharply with increasing deflection. With the appropriate configuration, a slight increase in transverse stiffness can even be achieved with increasing deflection.
Wie anhand der Varianten der Figur 5 und 6 deutlich wird, lässt sich (unabhängig von der übrigen Gestaltung der Führungseinheit 109.1) über die Ausrichtung der jeweiligen Blattfederebene bzw. die Blattfederlängsrichtung zur ersten Referenzebene RE1 bzw. zu den Verbindungsgeraden der zugeordneten Gelenke 109.7 bis 109.10 die Quersteifigkeit im unausgelenkten Zustand bzw. deren Änderung mit zunehmender Auslenkung in vorteilhafter Weise beeinflussen. As is clear from the variants in FIGS. 5 and 6, the orientation of the respective leaf spring plane or the longitudinal direction of the leaf spring to the first reference plane RE1 or to the can be determined (independently of the remaining design of the guide unit 109.1). The connecting straight line of the associated joints 109.7 to 109.10 advantageously influence the transverse stiffness in the undeflected state or its change with increasing deflection.
Es versteht sich, dass die Rollen bzw. Funktionen der ersten Komponente und der zweiten Komponente aber auch vertauscht sein können. So kann die zweite Komponente ein Teil einer optischen Einheit der Abbildungseinrichtung 101 sein, während die erste Komponente dann ein Teil einer entsprechend zugehörigen Stützstruktur der Abbildungseinrichtung 101 sein kann. It is understood that the roles or functions of the first component and the second component can also be swapped. For example, the second component can be part of an optical unit of the imaging device 101, while the first component can then be part of a correspondingly associated support structure of the imaging device 101.
Bei bevorzugten Varianten ist die erste Komponente Teil einer optischen Einheit der Abbildungseinrichtung, insbesondere einer Facetteneinheit der Abbildungseinrichtung, wobei die optische Einheit eine optische Fläche umfasst. Bevorzugt ist der Einsatz bei Varianten, bei denen die optische Fläche weist einen Flächeninhalt von 0,1 mm2 bis 200 mm2, vorzugsweise 0,5 mm2 bis 100 mm2, weiter vorzugsweise 1,0 mm2 bis 50 mm2, aufweist. Bevorzugt weist die optische Fläche eine maximale Abmessung von 2 mm bis 50 mm, vorzugsweise 3 mm bis 25 mm, weiter vorzugsweise 4 mm bis 10 mm, auf. Vorzugsweise ist die optische Fläche eine zumindest im Wesentlichen ebene Fläche. Vorzugsweise ist die optische Fläche eine reflektierende Fläche. In preferred variants, the first component is part of an optical unit of the imaging device, in particular a facet unit of the imaging device, the optical unit comprising an optical surface. The use is preferred in variants in which the optical surface has an area of 0.1 mm 2 to 200 mm 2 , preferably 0.5 mm 2 to 100 mm 2 , more preferably 1.0 mm 2 to 50 mm 2 . The optical surface preferably has a maximum dimension of 2 mm to 50 mm, preferably 3 mm to 25 mm, more preferably 4 mm to 10 mm. Preferably, the optical surface is an at least substantially flat surface. Preferably the optical surface is a reflective surface.
Der Facettenspiegel 102.8 kann eine Mehrzahl N von erfindungsgemäßen Führungsanordnungen 109 umfassen, wobei die Führungsanordnungen 109 mit einer gemeinsamen Stützstruktur 108.2 verbunden sind. Dabei kann die Mehrzahl K von optischen Elementen 108.1 den Wert 100 bis 100.000, vorzugsweise 100 bis 10.000, weiter vorzugsweise 1.000 bis 10.000, aufweisen. Die optischen Elemente 108.1 können unter Ausbildung eines schmalen Spalts zueinander angeordnet sein, wobei der Spalt eine Spaltbreite aufweist und die Spaltbreite in einem montierten Zustand 0,01 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,02 mm bis 0,1 mm, weiter vorzugsweise 0,04 mm bis 0,08 mm, beträgt. The facet mirror 102.8 can comprise a plurality N of guide arrangements 109 according to the invention, wherein the guide arrangements 109 are connected to a common support structure 108.2. The plurality K of optical elements 108.1 can have the value 100 to 100,000, preferably 100 to 10,000, more preferably 1,000 to 10,000. The optical elements 108.1 can be arranged to form a narrow gap, wherein the gap has a gap width and the gap width in an assembled state is 0.01 mm to 0.2 mm, preferably 0.02 mm to 0.1 mm, more preferably 0.04 mm to 0.08 mm.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen aus dem Bereich der Mikrolithographie beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen optischen Anwendungen, insbesondere Abbildungsverfahren bei anderen Wellenlängen, zum Einsatz kommen kann, bei denen sich ähnliche Probleme hinsichtlich der Kippverstellung oder Linearverschiebungen wie z.B für Fokuskorrekturen von Komponenten auf geringem Bauraum stellen. Weiterhin kann die Erfindung im Zusammenhang mit der Inspektion von Objekten, wie beispielsweise der so genannten Maskeninspektion zu Einsatz kommen, bei welcher die für die Mikrolithographie verwendeten Masken auf ihre Integrität etc. untersucht werden. An Stelle des Wafers 105.1 tritt dann in Figur 1 beispielsweise eine Sensoreinheit, welche die Abbildung des Projektionsmusters des Retikels 104.1 (zur weiteren Verarbeitung) erfasst. Diese Maskeninspektion kann dann sowohl im Wesentlichen bei derselben Wellenlänge erfolgen, die im späteren Mikrolithographieprozess verwendet wird. Ebenso können aber auch beliebige hiervon abweichende Wellenlängen für die Inspektion verwendet werden. The present invention has been described above exclusively using examples from the field of microlithography. However, it is understood that the invention can also be used in connection with any other optical applications, in particular imaging methods at other wavelengths, in which similar problems arise with regard to tilt adjustment or linear displacements, such as for focus corrections of components in a small installation space. Furthermore, the invention can be used in connection with the inspection of objects, such as so-called mask inspection, in which the masks used for microlithography are examined for their integrity, etc. In place of the wafer 105.1 in FIG. 1, for example, there is a sensor unit which records the image of the projection pattern of the reticle 104.1 (for further processing). This mask inspection can then take place at essentially the same wavelength that is used in the later microlithography process. However, any wavelengths that deviate from this can also be used for the inspection.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend schließlich anhand konkreter Ausführungsbeispiele beschrieben, welches konkrete Kombinationen der in den nachfolgenden Patentansprüchen definierten Merkmale zeigt. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Merkmalskombinationen beschränkt ist, sondern auch sämtliche übrigen Merkmalskombinationen, wie sie sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen ergeben, zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören. The present invention was finally described above using concrete exemplary embodiments, which show concrete combinations of the features defined in the following patent claims. It should be expressly pointed out at this point that the subject matter of the present invention is not limited to these combinations of features, but all other combinations of features, as resulting from the following patent claims, also belong to the subject matter of the present invention.

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Führungsanordnung zum Führen einer ersten und einer zweiten Komponente einer optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie, insbesondere für die Verwendung von Licht im extremen UV-Bereich (EUV), relativ zu einander mit1. Guide arrangement for guiding a first and a second component of an optical imaging device for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), relative to one another
- einer ersten Führungseinheit (109.1) und - a first command unit (109.1) and
- einer zweiten Führungseinheit (109.2), wobei - a second management unit (109.2), where
- die erste Führungseinheit (109.1) und die zweite Führungseinheit (109.2) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie im Betrieb der Abbildungseinrichtung kinematisch parallel zueinander zwischen der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) nach Art einer Parallelführung entlang einer Parallelführungsrichtung wirken, - the first guide unit (109.1) and the second guide unit (109.2) are designed and arranged such that, during operation of the imaging device, they are kinematically parallel to one another between the first component (108.8) and the second component (108.2) in the manner of a parallel guide along a parallel guide direction works,
- in einem Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung eine maximale Parallelführungsauslenkung zwischen der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) entlang der Parallelführungsrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass - During normal operation of the imaging device, a maximum parallel guidance deflection occurs between the first component (108.8) and the second component (108.2) along the parallel guidance direction, characterized in that
- wenigstens die erste Führungseinheit (109.1) eine erste Viergelenkeinrichtung (109.5) und ein erstes Zwischenelement (109.6) aufweist, - at least the first guide unit (109.1) has a first four-bar linkage device (109.5) and a first intermediate element (109.6),
- die erste Viergelenkeinrichtung (109.5) und das erste Zwischenelement (109.6) im Betrieb kinematisch seriell zueinander zwischen der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) wirken, - the first four-bar linkage device (109.5) and the first intermediate element (109.6) act kinematically in series with one another during operation between the first component (108.8) and the second component (108.2),
- ein erstes Gelenk (109.7) und ein zweites Gelenk (109.8) der ersten Viergelenkeinrichtung (109.5) im Betrieb an der ersten Komponente (108.8) angreifen sowie ein drittes Gelenk (109.9) und ein viertes Gelenk (109.10) der ersten Viergelenkeinrichtung (109.5) an dem Zwischenelement (109.6) angreifen, sodass die erste Viergelenkeinrichtung (109.5) im Betrieb einen ersten Momentandrehpol (MP1) der ersten Komponente (108.8) bezüglich des Zwischenelements (109.6) definiert, - a first joint (109.7) and a second joint (109.8) of the first four-bar mechanism (109.5) engage the first component (108.8) during operation and a third joint (109.9) and a fourth joint (109.10) of the first four-bar mechanism (109.5) engage the intermediate element (109.6), so that the first four-bar mechanism (109.5) defines a first instantaneous center of rotation (MP1) of the first component (108.8) with respect to the intermediate element (109.6) during operation,
- das erste Zwischenelement (109.6) über ein fünftes Gelenk (109.11) der ersten Führungseinheit (109.1) im Betrieb an der zweiten Komponente (108.2) angelenkt ist und - die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke (109.7 bis 109.11) der ersten Führungseinheit (109.1) derart aufeinander abgestimmt ist, dass in dem Normalbetrieb eine Auslenkung des ersten Momentandrehpols (MP1) bezüglich einer ersten Referenzebene (RE1), die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung und durch das fünfte Gelenk (109.11) verläuft, höchstens 0% bis 5%, vorzugsweise höchstens 0% bis 2%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 0.5%, eines ersten Abstandes zwischen dem ersten Momentandrehpol (MP1) und dem fünften Gelenk (109.11) beträgt, der in einem unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung parallel zu der ersten Referenzebene (RE1) vorliegt. Führungsanordnung nach Anspruch 1 , wobei - the first intermediate element (109.6) is articulated to the second component (108.2) during operation via a fifth joint (109.11) of the first guide unit (109.1) and - the arrangement of the first to fifth joints (109.7 to 109.11) of the first guide unit (109.1) is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the first instantaneous rotation pole (MP1) with respect to a first reference plane (RE1) which is perpendicular to the parallel guide direction and runs through the fifth joint (109.11), at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of a first distance between the first instantaneous rotation pole (MP1) and the fifth joint (109.11) which is present in an undeflected initial state of the guide arrangement parallel to the first reference plane (RE1). Guide arrangement according to claim 1, wherein
- die ersten bis fünften Gelenke (109.7 bis 109.11) der ersten Führungseinheit (109.1) jeweils wenigstens eine Gelenkdrehachse definieren, insbesondere jeweils genau eine Gelenkdrehachse definieren, wobei insbesondere wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - the first to fifth joints (109.7 to 109.11) of the first guide unit (109.1) each define at least one joint axis of rotation, in particular each defining exactly one joint axis of rotation, in particular at least one of the following applies:
- wenigstens zwei der Gelenkdrehachsen unterschiedlicher Gelenke (109.7 bis 109.11), vorzugsweise alle der Gelenkdrehachsen, der ersten Führungseinheit (109.1) sind zumindest in einem Ausgangszustand, in dem die erste Komponente (108.8) und die zweite Komponente (108.2) entlang der Parallelführungsrichtung nicht zueinander ausgelenkt sind, zueinander zumindest im Wesentlichen parallel;- at least two of the joint rotation axes of different joints (109.7 to 109.11), preferably all of the joint rotation axes, of the first guide unit (109.1) are at least in an initial state in which the first component (108.8) and the second component (108.2) do not correspond to each other along the parallel guide direction are deflected, at least substantially parallel to each other;
- zumindest die wenigstens eine Gelenkdrehachse des fünften Gelenks (109.11) der ersten Führungseinheit (109.1) liegt zumindest im Wesentlichen in der ersten Referenzebene (RE1). Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - At least the at least one joint axis of rotation of the fifth joint (109.11) of the first guide unit (109.1) lies at least essentially in the first reference plane (RE1). Guide arrangement according to one of claims 1 or 2, wherein at least one of the following applies:
- wenigstens zwei der ersten bis vierten Gelenke (109.7 bis 109.10) der ersten Führungseinheit (109.1), insbesondere alle der ersten bis vierten Gelenke (109.7 bis 109.10) der ersten Führungseinheit (109.1), sind zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet; - at least two of the first to fourth joints (109.7 to 109.10) of the first guide unit (109.1), in particular all of the first to fourth joints (109.7 to 109.10) of the first guide unit (109.1), are at least essentially arranged in a common plane;
- wenigstens das dritte bis fünfte Gelenk (109.9 bis 109.11) der ersten Führungseinheit (109.1) sind zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet; - wenigstens zwei der ersten bis vierten Gelenke (109.7 bis 109.10) und das fünfte Gelenk (109.11) der ersten Führungseinheit (109.1), insbesondere alle der ersten bis fünften Gelenke (109.7 bis 109.11) der ersten Führungseinheit (109.1), sind zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet; - at least the third to fifth joints (109.9 to 109.11) of the first guide unit (109.1) are at least essentially arranged in a common plane; - at least two of the first to fourth joints (109.7 to 109.10) and the fifth joint (109.11) of the first guide unit (109.1), in particular all of the first to fifth joints (109.7 to 109.11) of the first guide unit (109.1), are at least essentially arranged in a common plane;
- die erste Viergelenkeinrichtung (109.5) ist zumindest im Wesentlichen nach Art eines ebenen Viergelenks ausgebildet. Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - The first four-bar linkage device (109.5) is designed at least essentially in the manner of a flat four-bar linkage. Guide arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein at least one of the following applies:
- wenigstens eines der ersten bis fünften Gelenke (109.7 bis 109.11) der ersten Führungseinheit (109.1), insbesondere jedes der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit (109.1), durch ein Festkörpergelenk gebildet ist; - at least one of the first to fifth joints (109.7 to 109.11) of the first guide unit (109.1), in particular each of the first to fifth joints of the first guide unit (109.1), is formed by a solid-state joint;
- wenigstens eines der ersten bis fünften Gelenke (109.7 bis 109.11) der ersten Führungseinheit (109.1), insbesondere jedes der ersten bis fünften Gelenke (109.7 bis 109.11) der ersten Führungseinheit (109.1), nach Art eines Scharniergelenks oder nach Art eines Blattfedergelenks ausgebildet ist. Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei - at least one of the first to fifth joints (109.7 to 109.11) of the first guide unit (109.1), in particular each of the first to fifth joints (109.7 to 109.11) of the first guide unit (109.1), is designed in the manner of a hinge joint or in the manner of a leaf spring joint . Guide arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein
- eine erste Gelenkdrehachse des ersten Gelenks (109.7) und eine zweite Gelenkdrehachse des zweiten Gelenks (109.8) in einer zweiten Referenzebene (RE2), die parallel zu der Parallelführungsrichtung verläuft, eine erste Verbindungsgerade (VG1) der ersten Führungseinheit (109.1) definieren, - a first joint axis of rotation of the first joint (109.7) and a second joint axis of rotation of the second joint (109.8) in a second reference plane (RE2), which runs parallel to the parallel guide direction, define a first connecting line (VG1) of the first guide unit (109.1),
- eine dritte Gelenkdrehachse des dritten Gelenks (109.9) und eine vierte Gelenkdrehachse des vierten Gelenks (109.10) in der zweiten Referenzebene (RE2) eine zweite Verbindungsgerade (VG2) der ersten Führungseinheit (109.1) definieren, - a third joint axis of rotation of the third joint (109.9) and a fourth joint axis of rotation of the fourth joint (109.10) in the second reference plane (RE2) define a second connecting line (VG2) of the first guide unit (109.1),
- die erste und dritte Gelenkdrehachse (109.7, 109.9) in der zweiten Referenzebene (RE2) eine dritte Verbindungsgerade (VG3) definieren und die zweite und vierte Gelenkdrehachse (109.8, 109.10) in der zweiten Referenzebene (RE2) eine vierte Verbindungsgerade (VG4) definieren, wobei insbesondere wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - the first and third joint rotation axes (109.7, 109.9) define a third connecting line (VG3) in the second reference plane (RE2) and the second and fourth joint rotation axes (109.8, 109.10) define a fourth connecting line (VG4) in the second reference plane (RE2). , whereby at least one of the following applies in particular:
- der Momentandrehpol (MP1) der ersten Führungseinheit (109.1) ist durch einen Schnittpunkt der dritten und vierten Verbindungsgerade (VG3, VG4) der ersten Führungseinheit (109.1) definiert; - die erste Verbindungsgerade (VG1) und die zweite Verbindungsgerade (VG2) sind in einem nicht ausgelenkten Ausgangszustand der ersten Führungseinheit (109.1) zueinander zumindest im Wesentlichen parallel; - the instantaneous rotation pole (MP1) of the first guide unit (109.1) is defined by an intersection of the third and fourth connecting lines (VG3, VG4) of the first guide unit (109.1); - the first connecting line (VG1) and the second connecting line (VG2) are at least essentially parallel to one another in a non-deflected initial state of the first guide unit (109.1);
- die erste und dritte Gelenkdrehachse sind zueinander zumindest im Wesentlichen parallel; - the first and third joint rotation axes are at least substantially parallel to one another;
- die zweite und vierte Gelenkdrehachse sind zueinander zumindest im Wesentlichen parallel. Führungsanordnung nach Anspruch 5, wobei - The second and fourth joint rotation axes are at least essentially parallel to one another. Guide arrangement according to claim 5, wherein
- die ersten bis vierten Verbindungsgeraden (VG1 bis VG4) in der zweiten Referenzebene (RE2) in dem Ausgangszustand ein erstes Gelenktrapez definieren, wobei insbesondere wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - the first to fourth connecting lines (VG1 to VG4) in the second reference plane (RE2) define a first joint trapezoid in the initial state, in particular at least one of the following applies:
- das erste Gelenktrapez ist ein gleichschenkliges Trapez; - the first articulated trapezoid is an isosceles trapezoid;
- eine erste Grundseite des ersten Gelenktrapezes liegt auf der ersten Verbindungsgeraden (VG1) und eine zweite Grundseite des ersten Gelenktrapezes liegt auf der zweiten Verbindungsgeraden (VG2), wobei die erste Grundseite insbesondere länger ist als die zweite Grundseite. Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei - A first base side of the first articulated trapezoid lies on the first connecting line (VG1) and a second base side of the first articulated trapezoid lies on the second connecting line (VG2), the first base side being in particular longer than the second base side. Guide arrangement according to one of claims 5 or 6, wherein
- das fünfte Gelenk (109.11) auf einer Seite der ersten Verbindungsgeraden (VG1) angeordnet ist, die der zweiten Verbindungsgeraden (VG2) zugewandt ist, wobei insbesondere wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - the fifth joint (109.11) is arranged on a side of the first connecting line (VG1) which faces the second connecting line (VG2), in particular at least one of the following applies:
- das fünfte Gelenk (109.11) ist in der ersten Referenzebene (RE1) zwischen der ersten Verbindungsgeraden (VG1) und der zweiten Verbindungsgeraden (VG2) angeordnet; - the fifth joint (109.11) is arranged in the first reference plane (RE1) between the first connecting line (VG1) and the second connecting line (VG2);
- das erste Gelenktrapez ist in dem Ausgangszustand ein gleichschenkliges Trapez mit einer ersten Grundseite auf der ersten Verbindungsgeraden (VG1), einer zweiten Grundseite auf der zweiten Verbindungsgeraden (VG1) und je einem Schenkel (109.12, 109.13) auf der dritten und vierten Verbindungsgeraden (VG3, VG4), wobei: - the first articulated trapezoid is, in the initial state, an isosceles trapezoid with a first base side on the first connecting line (VG1), a second base side on the second connecting line (VG1) and one leg each (109.12, 109.13) on the third and fourth connecting lines (VG3, VG4), where:
- die Länge der ersten Grundseite LG1 beträgt, - der Abstand der fünften Gelenkdrehachse des fünften Gelenks (109.11) zu der ersten Grundseite in der ersten Referenzebene (RE1) D5 beträgt, - the length of the first base page is LG1, - the distance between the fifth joint axis of rotation of the fifth joint (109.11) and the first base side in the first reference plane (RE1) is D5,
- der Winkel der Verbindungsgerade (VG3) durch die Gelenke 109.7 und 109.9 und der Winkel der Verbindungsgerade (VG4) durch die Gelenke 109.8 und 109.10 zu der ersten Referenzebene (RE1) WS beträgt und - the angle of the connecting line (VG3) through the joints 109.7 and 109.9 and the angle of the connecting line (VG4) through the joints 109.8 and 109.10 to the first reference plane (RE1) is WS and
- sich die Länge LS der Schenkel berechnet zu:
Figure imgf000042_0001
- the length LS of the legs is calculated as:
Figure imgf000042_0001
2 ■ sin(VFS) ■ [LG1 ■ (1 + (cos(VFS))2) - D5 ■ sin(2 ■ WS)] ’ 2 ■ sin(VFS) ■ [LG1 ■ (1 + (cos(VFS)) 2 ) - D5 ■ sin(2 ■ WS)] '
- wobei der Abstand D5 insbesondere einen Wert von -20% bis 20%, vorzugsweise -5% bis 15%, weiter vorzugsweise 0% bis 10%, der der Länge LG1 aufweist und/oder der Winkel WS insbesondere einen Wert von 1° bis 30°, vorzugsweise 2° bis 20°, weiter vorzugsweise 5° bis 10°, aufweist. Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei - wherein the distance D5 in particular has a value of -20% to 20%, preferably -5% to 15%, more preferably 0% to 10%, which has the length LG1 and / or the angle WS in particular has a value of 1 ° to 30°, preferably 2° to 20°, more preferably 5° to 10°. Guide arrangement according to one of claims 1 to 7, wherein
- das erste Gelenk (109.7) und das dritte Gelenk (109.9) der ersten Führungseinheit (109.1) über ein erstes Schenkelelement (109.12) verbunden sind, - the first joint (109.7) and the third joint (109.9) of the first guide unit (109.1) are connected via a first leg element (109.12),
- das zweite Gelenk (109.8) und das vierte Gelenk (109.10) der ersten Führungseinheit (109.1) über ein zweites Schenkelelement (109.13) verbunden sind, wobei insbesondere wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - the second joint (109.8) and the fourth joint (109.10) of the first guide unit (109.1) are connected via a second leg element (109.13), in particular at least one of the following applies:
- das erste Schenkelelement (109.12) ist als langgestrecktes Stabelement ausgebildet; - the first leg element (109.12) is designed as an elongated rod element;
- das zweite Schenkelelement (109.13) ist als langgestrecktes Stabelement ausgebildet; - the second leg element (109.13) is designed as an elongated rod element;
- das Zwischenelement (109.6) ist im Wesentlichen T-förmig oder V-förmig ausgebildet; - the intermediate element (109.6) is essentially T-shaped or V-shaped;
- das Zwischenelement (109.6) ist zwischen dem ersten Schenkelelement (109.12) und dem zweiten Schenkelelement (109.13) angeordnet; - the intermediate element (109.6) is arranged between the first leg element (109.12) and the second leg element (109.13);
- das erste Schenkelelement (109.12), das zweite Schenkelelement (109.13) und das Zwischenelement (109.6) erstrecken sich im Wesentlichen in einer gemeinsamen Haupterstreckungsebene. Führungsanordnung nach Anspruch 8, wobei wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - The first leg element (109.12), the second leg element (109.13) and the intermediate element (109.6) extend essentially in a common main extension plane. Guide arrangement according to claim 8, wherein at least one of the following applies:
- wenigstens eines von dem ersten Schenkelelement (109.12) und dem zweiten Schenkelelement (109.13) ist einstückig mit dem Zwischenelement (109.6) verbunden; - at least one of the first leg element (109.12) and the second leg element (109.13) is connected in one piece to the intermediate element (109.6);
- wenigstens eine von der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) ist einstückig mit der ersten Führungseinheit (109.1) verbunden; - at least one of the first component (108.8) and the second component (108.2) is connected in one piece to the first guide unit (109.1);
- wenigstens eine von der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) ist einstückig mit der zweiten Führungseinheit (109.2) verbunden. Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - At least one of the first component (108.8) and the second component (108.2) is connected in one piece to the second guide unit (109.2). Guide arrangement according to one of claims 1 to 9, wherein at least one of the following applies:
- die zweite Führungseinheit (109.2) ist nach Art der ersten Führungseinheit (109.1) ausgebildet, insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Führungseinheit (109.1) ausgebildet; - the second guide unit (109.2) is designed in the manner of the first guide unit (109.1), in particular at least essentially identical to the first guide unit (109.1);
- die zweite Führungseinheit (109.2) ist von der ersten Führungseinheit (109.1) entlang der Parallelführungsrichtung um einen Führungseinheitenabstand beabstandet und die erste Führungseinheit (109.1) weist senkrecht zu der Parallelführungsrichtung eine maximale erste Querabmessung auf, wobei der Führungseinheitenabstand 10% bis 1000%, vorzugsweise 50% bis 500%, weiter vorzugsweise 100% bis 400%, der maximalen ersten Querabmessung beträgt;- the second guide unit (109.2) is spaced from the first guide unit (109.1) along the parallel guide direction by a guide unit distance and the first guide unit (109.1) has a maximum first transverse dimension perpendicular to the parallel guide direction, the guide unit distance being 10% to 1000%, preferably is 50% to 500%, more preferably 100% to 400%, of the maximum first transverse dimension;
- die erste und zweite Führungseinheit (109.1, 109.2) sind in einer gemeinsamen Führungseinheitenebene angeordnet, wobei die Führungseinheitenebene insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zu der Parallelführungsrichtung verläuft; - the first and second guide units (109.1, 109.2) are arranged in a common guide unit plane, the guide unit plane in particular running at least substantially parallel to the parallel guide direction;
- es ist wenigstens eine weitere Führungseinheit (109.3; 109.4) vorgesehen, wobei die weitere Führungseinheit (109.3; 109.4) nach Art der ersten Führungseinheit (109.1) ausgebildet ist, insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Führungseinheit (109.1) ausgebildet ist; - At least one further guide unit (109.3; 109.4) is provided, wherein the further guide unit (109.3; 109.4) is designed in the manner of the first guide unit (109.1), in particular at least essentially identical to the first guide unit (109.1);
- es ist eine dritte Führungseinheit (109.3) vorgesehen, wobei die dritte Führungseinheit (109.3) der ersten Führungseinheit (109.1) räumlich zugeordnet ist, insbesondere quer zu der Parallelführungsrichtung auf einer der ersten Führungseinheit (109.1) gegenüberliegenden Seite der ersten Komponente (108.8) angeordnet ist; - es ist eine vierte Führungseinheit (109.4) vorgesehen, wobei die vierte Führungseinheit (109.4) der zweiten Führungseinheit (109.2) räumlich zugeordnet ist, insbesondere quer zu der Parallelführungsrichtung auf einer der zweiten Führungseinheit (109.2) gegenüberliegenden Seite der ersten Komponente (108.8) angeordnet ist. Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei - A third guide unit (109.3) is provided, wherein the third guide unit (109.3) is spatially assigned to the first guide unit (109.1), in particular arranged transversely to the parallel guide direction on a side of the first component (108.8) opposite the first guide unit (109.1). is; - A fourth guide unit (109.4) is provided, wherein the fourth guide unit (109.4) is spatially assigned to the second guide unit (109.2), in particular arranged transversely to the parallel guide direction on a side of the first component (108.8) opposite the second guide unit (109.2). is. Guide arrangement according to one of claims 1 to 10, wherein
- die zweite Führungseinheit (109.2) eine zweite Viergelenkeinrichtung (109.14) und ein zweites Zwischenelement (109.15) aufweist, - the second guide unit (109.2) has a second four-bar linkage device (109.14) and a second intermediate element (109.15),
- die zweite Viergelenkeinrichtung (109.14) und das zweite Zwischenelement (109.15) im Betrieb kinematisch seriell zueinander zwischen der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) wirken, - the second four-bar linkage device (109.14) and the second intermediate element (109.15) act kinematically in series with one another during operation between the first component (108.8) and the second component (108.2),
- ein erstes Gelenk (109.16) und ein zweites Gelenk (109.17) der zweiten Viergelenkeinrichtung (109.14) im Betrieb an der ersten Komponente (108.8) angreifen sowie ein drittes Gelenk (109.18) und ein viertes Gelenk (109.19) der zweiten Viergelenkeinrichtung (109.14) an dem zweiten Zwischenelement (109.15) angreifen, sodass die zweite Viergelenkeinrichtung (109.14) im Betrieb einen zweiten Momentandrehpol (MP2) der ersten Komponente (108.8) bezüglich des Zwischenelements (109.15) definiert, - a first joint (109.16) and a second joint (109.17) of the second four-bar device (109.14) engage the first component (108.8) during operation, as well as a third joint (109.18) and a fourth joint (109.19) of the second four-bar device (109.14) engage on the second intermediate element (109.15), so that the second four-bar linkage device (109.14) defines a second instantaneous rotation pole (MP2) of the first component (108.8) with respect to the intermediate element (109.15) during operation,
- das zweite Zwischenelement (109.15) über ein fünftes Gelenk (109.20) der zweiten Führungseinheit (109.2) im Betrieb an der zweiten Komponente (108.2) angelenkt ist und - the second intermediate element (109.15) is articulated to the second component (108.2) during operation via a fifth joint (109.20) of the second guide unit (109.2) and
- die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke (109.16 bis 109.20) der zweiten Führungseinheit (109.2) derart aufeinander abgestimmt ist, dass in dem Normalbetrieb eine Auslenkung des zweiten Momentandrehpols (MP2) bezüglich einer dritten Referenzebene (RE3), die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung und durch das fünfte Gelenk (109.20) der zweiten Führungseinheit (109.2) verläuft, höchstens 0% bis C 5%, vorzugsweise höchstens 0% bis 2%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 0.5%, eines zweiten Abstandes zwischen dem zweiten Momentandrehpol (MP2) und dem fünften Gelenk (109.20) der zweiten Führungseinheit (109.2) beträgt, der in einem unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung parallel zu der dritten Referenzebene (RE3) vorliegt. - the arrangement of the first to fifth joints (109.16 to 109.20) of the second guide unit (109.2) is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the second instantaneous rotation pole (MP2) with respect to a third reference plane (RE3), which is perpendicular to the parallel guide direction and runs through the fifth joint (109.20) of the second guide unit (109.2), at most 0% to C 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, a second distance between the second instantaneous rotation pole (MP2) and the fifth joint (109.20) of the second guide unit (109.2), which is in an undeflected initial state of the guide arrangement parallel to the third reference plane (RE3).
12. Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: 12. Guide arrangement according to one of claims 1 to 11, wherein at least one of the following applies:
- die erste Komponente (108.8) ist Teil einer optischen Einheit (108) der Abbildungseinrichtung, insbesondere Teil einer Facetteneinheit (108) der Abbildungseinrichtung; - the first component (108.8) is part of an optical unit (108) of the imaging device, in particular part of a facet unit (108) of the imaging device;
- die erste Komponente (108.8) ist ein Element einer Aktuatoreinrichtung (108.7) zum Aktuieren einer optischen Einheit (108) der Abbildungseinrichtung, insbesondere zum Aktuieren einer Facetteneinheit (108) der Abbildungseinrichtung; - the first component (108.8) is an element of an actuator device (108.7) for actuating an optical unit (108) of the imaging device, in particular for actuating a facet unit (108) of the imaging device;
- die erste Komponente (108.8) ist ein Stößel einer Aktuatoreinrichtung (108.7) zum Aktuieren einer optischen Einheit (108) der Abbildungseinrichtung, insbesondere zum Aktuieren einer Facetteneinheit (108) der Abbildungseinrichtung;- the first component (108.8) is a plunger of an actuator device (108.7) for actuating an optical unit (108) of the imaging device, in particular for actuating a facet unit (108) of the imaging device;
- die zweite Komponente (108.2) ist Teil einer Stützstruktur der Abbildungseinrichtung. - The second component (108.2) is part of a support structure of the imaging device.
13. Führungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei 13. Guide arrangement according to one of claims 1 to 12, wherein
- die erste Komponente (108.8) Teil einer optischen Einheit der Abbildungseinrichtung, insbesondere einer Facetteneinheit der Abbildungseinrichtung ist, - the first component (108.8) is part of an optical unit of the imaging device, in particular a facet unit of the imaging device,
- die optische Einheit (108) eine optische Fläche (108.4) umfasst, wobei insbesondere wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - the optical unit (108) comprises an optical surface (108.4), in particular at least one of the following applies:
- die optische Fläche (108.4) weist einen Flächeninhalt von 0,1 mm2 bis 200 mm2, vorzugsweise 0,5 mm2 bis 100 mm2, weiter vorzugsweise 1,0 mm2 bis 50 mm2, auf; - the optical surface (108.4) has an area of 0.1 mm 2 to 200 mm 2 , preferably 0.5 mm 2 to 100 mm 2 , more preferably 1.0 mm 2 to 50 mm 2 ;
- die optische Fläche (108.4) weist eine maximale Abmessung von 2 mm bis- the optical surface (108.4) has a maximum dimension of 2 mm to
50 mm, vorzugsweise 3 mm bis 25 mm, weiter vorzugsweise 4 mm bis 10 mm, auf; 50 mm, preferably 3 mm to 25 mm, more preferably 4 mm to 10 mm;
- die optische Fläche (108.4) ist eine zumindest im Wesentlichen ebene Fläche;- the optical surface (108.4) is an at least essentially flat surface;
- die optische Fläche (108.4) ist eine reflektierende Fläche. Optisches Modul, insbesondere Facettenspiegel, mit - The optical surface (108.4) is a reflective surface. Optical module, in particular facet mirror, with
- wenigstens einem optischen Element (108.1), insbesondere einem Facettenelement (108.1), und - at least one optical element (108.1), in particular a facet element (108.1), and
- wenigstens einer Führungsanordnung (109) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die dem wenigstens einen optischen Element (108.1) zugeordnet ist, wobei insbesondere wenigstens eines von Nachfolgendem gilt: - at least one guide arrangement (109) according to one of claims 1 to 13, which is assigned to the at least one optical element (108.1), in particular at least one of the following applies:
- das optische Modul umfasst eine Mehrzahl N von Führungsanordnungen (109) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die Führungsanordnungen (109) sind mit einer gemeinsamen Stützstruktur (108.2) verbunden; - the optical module comprises a plurality N of guide arrangements (109) according to one of claims 1 to 13, the guide arrangements (109) are connected to a common support structure (108.2);
- das optische Modul (102.8) umfasst eine Mehrzahl K von optischen Elementen- The optical module (102.8) comprises a plurality K of optical elements
(108.1), wobei die Mehrzahl K den Wert 100 bis 100.000, vorzugsweise 100 bis 10.000, weiter vorzugsweise 1.000 bis 10.000, aufweist; (108.1), where the plurality K has the value 100 to 100,000, preferably 100 to 10,000, more preferably 1,000 to 10,000;
- das optische Modul (102.8) umfasst eine Mehrzahl von optischen Elementen- The optical module (102.8) comprises a plurality of optical elements
(108.1), wobei die optischen Elemente (108.1) unter Ausbildung eines schmalen Spalts zueinander angeordnet sind, wobei der Spalt eine Spaltbreite aufweist und die Spaltbreite in einem montierten Zustand 0,01 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,02 mm bis 0,1 mm, weiter vorzugsweise 0,04 mm bis 0,08 mm, beträgt. Optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit (108.1), wherein the optical elements (108.1) are arranged to form a narrow gap relative to one another, the gap having a gap width and the gap width in an assembled state 0.01 mm to 0.2 mm, preferably 0.02 mm to 0 .1 mm, more preferably 0.04 mm to 0.08 mm. Optical imaging device, especially for microlithography
- einer Beleuchtungseinrichtung (102) mit einer ersten optischen Elementgruppe- A lighting device (102) with a first optical element group
(102.2), (102.2),
- einer Objekteinrichtung (103) zur Aufnahme eines Objekts (103.3), - an object device (103) for holding an object (103.3),
- einer Projektionseinrichtung (104) mit einer zweiten optischen Elementgruppe (104.1) und - a projection device (104) with a second optical element group (104.1) and
- einer Bildeinrichtung (105), wobei - an image device (105), where
- die Beleuchtungseinrichtung (102) zur Beleuchtung des Objekts (103.3) ausgebildet ist und - the lighting device (102) is designed to illuminate the object (103.3) and
- die Projektionseinrichtung (104) zur Projektion einer Abbildung des Objekts (103.3) auf die Bildeinrichtung (105) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - the projection device (104) is designed to project an image of the object (103.3) onto the image device (105), characterized in that
- die Beleuchtungseinrichtung (102) und/oder die Projektionseinrichtung (104) wenigstens ein optisches Modul (102.8) nach Anspruch 14 umfasst. Verfahren zum relativen Führen einer ersten und einer zweiten Komponente einer optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie, insbesondere für die Verwendung von Licht im extremen UV-Bereich (EUV), bei dem - the lighting device (102) and/or the projection device (104) comprises at least one optical module (102.8) according to claim 14. Method for relative guidance of a first and a second component of an optical imaging device for microlithography, in particular for the use of light in the extreme UV range (EUV), in which
- eine erste Führungseinheit (109.1) und eine zweite Führungseinheit (109.2) im Betrieb der Abbildungseinrichtung kinematisch parallel zueinander zwischen der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) nach Art einer Parallelführung entlang einer Parallelführungsrichtung wirken, - a first guide unit (109.1) and a second guide unit (109.2) act kinematically parallel to one another between the first component (108.8) and the second component (108.2) in the manner of a parallel guide along a parallel guide direction during operation of the imaging device,
- in einem Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung eine maximale Parallelführungsauslenkung zwischen der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) entlang der Parallelführungsrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass - During normal operation of the imaging device, a maximum parallel guidance deflection occurs between the first component (108.8) and the second component (108.2) along the parallel guidance direction, characterized in that
- wenigstens die erste Führungseinheit (109.1) eine erste Viergelenkeinrichtung (109.5) und ein erstes Zwischenelement (109.6) aufweist, - at least the first guide unit (109.1) has a first four-bar linkage device (109.5) and a first intermediate element (109.6),
- die erste Viergelenkeinrichtung (109.5) und das erste Zwischenelement (109.6) im Betrieb kinematisch seriell zueinander zwischen der ersten Komponente (108.8) und der zweiten Komponente (108.2) wirken, - the first four-bar linkage device (109.5) and the first intermediate element (109.6) act kinematically in series with one another during operation between the first component (108.8) and the second component (108.2),
- ein erstes Gelenk (109.7) und ein zweites Gelenk (109.8) der ersten Viergelenkeinrichtung (109.5) im Betrieb an der ersten Komponente (108.8) angreifen sowie ein drittes Gelenk (109.9) und ein viertes Gelenk (109.10) der ersten Viergelenkeinrichtung (109.5) an dem Zwischenelement (109.6) angreifen, sodass die erste Viergelenkeinrichtung (109.5) im Betrieb einen ersten Momentandrehpol (MP1) der ersten Komponente (108.8) bezüglich des Zwischenelements (109.6) definiert, - a first joint (109.7) and a second joint (109.8) of the first four-bar device (109.5) engage the first component (108.8) during operation, as well as a third joint (109.9) and a fourth joint (109.10) of the first four-bar device (109.5) engage on the intermediate element (109.6), so that the first four-bar linkage device (109.5) defines a first instantaneous rotation pole (MP1) of the first component (108.8) with respect to the intermediate element (109.6) during operation,
- das erste Zwischenelement (109.6) über ein fünftes Gelenk (109.11) der ersten Führungseinheit (109.1) im Betrieb an der zweiten Komponente (108.2) angelenkt wird und - the first intermediate element (109.6) is articulated during operation on the second component (108.2) via a fifth joint (109.11) of the first guide unit (109.1) and
- die Anordnung der ersten bis fünften Gelenke der ersten Führungseinheit (109.1) derart aufeinander abgestimmt wird, dass in dem Normalbetrieb eine Auslenkung des ersten Momentandrehpol (MP1) bezüglich einer ersten Referenzebene (RE1), die senkrecht zu der Parallelführungsrichtung und durch das fünfte Gelenk (109.11) verläuft, höchstens 0% bis 5%, vorzugsweise höchstens 0% bis 2%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 0.5%, eines ersten Abstandes zwischen dem ersten Momentandrehpol (MP1) und dem fünften Gelenk (109.11) beträgt, der in einem unausgelenkten Ausgangszustand der Führungsanordnung parallel zu der ersten Referenzebene (RE1) vorliegt. Optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolitho graphie, bei dem- the arrangement of the first to fifth joints of the first guide unit (109.1) is coordinated with one another in such a way that in normal operation a deflection of the first instantaneous rotation pole (MP1) with respect to a first reference plane (RE1), which is perpendicular to the parallel guidance direction and through the fifth joint ( 109.11), at most 0% to 5%, preferably at most 0% to 2%, more preferably at most 0% to 0.5%, of a first distance between the first instantaneous pivot pole (MP1) and the fifth joint (109.11), which is in an undeflected initial state of the guide arrangement parallel to the first reference plane (RE1). Optical imaging process, especially for microlithography, in which
- eine Beleuchtungseinrichtung (102), die eine erste optische Elementgruppe (102.2) aufweist, ein Objekt (103.3) beleuchtet und - an illumination device (102), which has a first optical element group (102.2), illuminates an object (103.3) and
- eine Projektionseinrichtung (104), die eine zweite optische Elementgruppe (104.1) aufweist, eine Abbildung des Objekts (103.3) auf eine Bildeinrichtung (105) projiziert, dadurch gekennzeichnet, dass - wenigstens eine erste Komponente (108.8), die einem optischen Element (108.1) der Beleuchtungseinrichtung (102) und/oder der Projektionseinrichtung (104) zugeordnet ist mittels eines Verfahrens nach Anspruch 16 relativ zu einer zugeordneten zweiten Komponente (108.2) geführt wird, - a projection device (104), which has a second optical element group (104.1), projects an image of the object (103.3) onto an image device (105), characterized in that - at least one first component (108.8), which is an optical element ( 108.1) is assigned to the lighting device (102) and/or the projection device (104) and is guided relative to an assigned second component (108.2) by means of a method according to claim 16,
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