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DE102018132436A1 - Assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus - Google Patents

Assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus Download PDF

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DE102018132436A1
DE102018132436A1 DE102018132436.7A DE102018132436A DE102018132436A1 DE 102018132436 A1 DE102018132436 A1 DE 102018132436A1 DE 102018132436 A DE102018132436 A DE 102018132436A DE 102018132436 A1 DE102018132436 A1 DE 102018132436A1
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DE
Germany
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assembly
vibration
optical element
generating
mirror
Prior art date
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Ceased
Application number
DE102018132436.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Hubert Holderer
Martin Mahlmann
Philipp Meinkuss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit einem optischen Element, einer Gelenkanordnung zur mechanischen Lagerung des optischen Elements und einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung wenigstens einer in der Gelenkanordnung auftretenden Schwingungsanregung durch Erzeugen wenigstens einer Gegenschwingung, welche die Schwingungsanregung wenigstens teilweise kompensiert.

Figure DE102018132436A1_0000
The invention relates to an assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus, having an optical element, a hinge arrangement for mechanically supporting the optical element and a damping device for damping at least one vibration excitation occurring in the joint arrangement by generating at least one counter-vibration which at least partially compensates the vibration excitation.
Figure DE102018132436A1_0000

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.The invention relates to an assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus.

Stand der TechnikState of the art

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. The image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is hereby projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective in order to apply the mask structure to the photosensitive coating of the Transfer substrate.

In einer für EUV (z.B. für Wellenlängen von z.B. etwa 13nm oder etwa 7nm) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage werden mangels Vorhandenseins lichtdurchlässiger Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Diese Spiegel können z.B. auf einem Trägerrahmen befestigt und wenigstens teilweise manipulierbar ausgestaltet sein, um eine Bewegung des jeweiligen Spiegels in sechs Freiheitsgraden (d.h. hinsichtlich Verschiebungen in den drei Raumrichtungen x, y und z sowie hinsichtlich Rotationen Rx, Ry und Rz um die entsprechenden Achsen) zu ermöglichen. Hierbei können etwa im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage auftretende Änderungen der optischen Eigenschaften z.B. infolge von thermischen Einflüssen kompensiert werden. Dabei ist es z.B. bekannt, in einem Projektionsobjektiv einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage zur Manipulation von optischen Elementen wie Spiegeln in bis zu sechs Freiheitsgraden drei Aktoreinrichtungen einzusetzen, welche jeweils wenigstens zwei Lorentz-Aktoren bzw. zwei aktiv ansteuerbare Bewegungsachsen aufweisen.In a projection exposure apparatus designed for EUV (eg for wavelengths of, for example, about 13 nm or about 7 nm), mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of light-transmissive materials. These mirrors may for example be mounted on a support frame and at least partially manipulatable configured to a movement of the respective mirror in six degrees of freedom (ie with respect to shifts in the three spatial directions x, y and z and with respect to rotations R x , R y and R z to the corresponding axes). In this case, changes in the optical properties occurring, for example, as a result of thermal influences can be compensated for, for example, during operation of the projection exposure apparatus. It is known, for example, to use three actuator devices in a projection objective of an EUV projection exposure apparatus for manipulating optical elements, such as mirrors, in up to six degrees of freedom, which each have at least two Lorentz actuators or two actively controllable axes of motion.

In der Beleuchtungseinrichtung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist insbesondere der Einsatz von Facettenspiegeln in Form von Feldfacettenspiegeln und Pupillenfacettenspiegeln als bündelführende Komponenten z.B. aus DE 10 2008 009 600 A1 bekannt. Derartige Facettenspiegel sind aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln oder Spiegelfacetten aufgebaut, welche jeweils zum Zwecke der Justage oder auch zur Realisierung bestimmter Beleuchtungswinkelverteilungen über Festkörpergelenke und Aktoren kippbar ausgelegt sein können.In the illumination device of a microlithographic projection exposure apparatus designed for operation in the EUV, the use of facet mirrors in the form of field facet mirrors and pupil facet mirrors as bundle-guiding components is particularly suitable, for example DE 10 2008 009 600 A1 known. Such facet mirrors are constructed from a large number of individual mirrors or mirror facets, which in each case can be designed to be tiltable via solid-state joints and actuators for the purpose of adjustment or else for the realization of specific illumination angle distributions.

Die mechanische Lagerung eines optischen Elements in Form eines Spiegels oder Spiegelmoduls (z.B. eines Facettenspiegels) kann in einer bekannten Hexapod-Anordnung gemäß der lediglich schematischen Darstellung von 6 erfolgen, in welcher jeder von insgesamt sechs Pins bzw. Stäben 610-660 in seinen Endabschnitten Kugelgelenke aufweist, um eine Entkopplung von unerwünschten parasitären Kräften und Momenten bei der Aktuierung des optischen Elementes (z.B. eines Spiegels M) zu ermöglichen. Zwischen der Basisplatte 601 und den jeweiligen Pins bzw. Stäben kann ein Aktor zur Ausübung einer steuerbaren Kraft auf das optische Element bzw. den Spiegel M vorgesehen sein. Bei den in Lithographie-Anwendungen typischerweise benötigten geringen Stellwegen (z.B. im einstelligen Millimeterbereich) hat sich zur Realisierung der Funktion der o.g. Kugelgelenke die Verwendung von Festkörpergelenken in Form von Kreuzgelenken (mit zwei Kippgelenken mit orthogonaler Ausrichtung der Kippachsen zueinander) bewährt.The mechanical mounting of an optical element in the form of a mirror or mirror module (for example, a facet mirror) can in a known hexapod arrangement according to the merely schematic representation of 6 in which each of a total of six pins or rods 610 - 660 has ball joints in its end portions in order to enable a decoupling of undesired parasitic forces and moments during the actuation of the optical element (eg a mirror M). Between the base plate 601 and the respective pins or rods, an actuator for exerting a controllable force on the optical element or the mirror M may be provided. For the realization of the function of the abovementioned ball joints, the use of solid joints in the form of universal joints (with two tilting joints with orthogonal alignment of the tilting axes relative to one another) has proved successful in lithography applications typically required small positioning ranges (eg in the single-digit millimeter range).

Ein in der Praxis auftretendes Problem ist, dass in der zur mechanischen Lagerung eines optischen Elements z.B. in Form eines Spiegels oder Spiegelmoduls vorhandenen Kinematik bzw. Gelenkanordnung Schwingungen angeregt werden können, welche zu einer Schädigung oder sogar Zerstörung der jeweiligen optischen Komponenten führen können. Derartige Schwingungsanregungen können beispielsweise durch Erdbeben oder auch durch während des Transports des betreffenden optischen Systems von außen einwirkende Kräfte verursacht werden. Das vorstehend beschriebene Problem ist umso gravierender, als die etwa in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage typischerweise vorhandenen Vakuumbedingungen eine geringe Dämpfung und bei der Positionsregelung erhebliche Einschränkungen hinsichtlich der möglichen Reglerauslegung zur Folge haben.A problem occurring in practice is that in the mechanical storage of an optical element e.g. in the form of a mirror or mirror module existing kinematics or joint arrangement vibrations can be excited, which can lead to damage or even destruction of the respective optical components. Such vibration excitations can be caused, for example, by earthquakes or by external forces during transport of the optical system in question. The problem described above is all the more serious since the vacuum conditions typically present in an EUV-designed projection exposure system result in low attenuation and in position control considerable restrictions with regard to possible controller design.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf WO 2005/026801 A2 , WO 2008/012336 A1 und WO 2012/084675 A1 verwiesen.The prior art is merely an example WO 2005/026801 A2 . WO 2008/012336 A1 and WO 2012/084675 A1 directed.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, bereitzustellen, welche bei der Aktuierung und/oder Lagerung eines optischen Elements die Minimierung der Einleitung parasitärer Schwingungsanregungen ermöglicht.It is an object of the present invention to provide an assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus, which minimizes the activation and / or storage of an optical element allows the initiation of parasitic vibration excitations.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the features of the independent claim 1.

Eine erfindungsgemäße Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, weist auf:

  • - ein optisches Element,
  • - eine Gelenkanordnung zur mechanischen Lagerung des optischen Elements, und
  • - eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung wenigstens einer in der Gelenkanordnung auftretenden Schwingungsanregung durch Erzeugen wenigstens einer Gegenschwingung, welche die Schwingungsanregung wenigstens teilweise kompensiert.
An assembly according to the invention, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus, has:
  • an optical element,
  • a hinge arrangement for mechanically supporting the optical element, and
  • - A damping device for damping at least one vibration excitation occurring in the joint assembly by generating at least one counter-vibration which compensates for the vibration excitation at least partially.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, eine Dämpfung von unerwünschten, in einer Gelenkanordnung zur Lagerung eines optischen Elements wie z.B. eines Spiegels oder Spiegelmoduls auftretenden Schwingungsanregungen dadurch zu realisieren, dass gezielt eine geeignete kompensierende Gegenschwingung in die Gelenkanordnung eingeleitet wird. Infolge der durch diese Gegenschwingung erzielten Kompensationswirkung wird erreicht, dass die betreffende, unerwünschte bzw. parasitäre Schwingungsanregung erst gar nicht zu dem betreffenden optischen Element gelangt und somit dessen Beschädigung oder Zerstörung vermieden wird.In particular, the invention is based on the concept of damping unwanted elements in a hinge arrangement for supporting an optical element, such as a hinge. a vibrating excitations occurring in a mirror or mirror module can be realized by specifically introducing a suitable compensating counter-vibration into the joint arrangement. As a result of the compensation effect achieved by this counter-vibration is achieved that the relevant, unwanted or parasitic vibration excitation does not even get to the relevant optical element and thus its damage or destruction is avoided.

Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft bei der mechanischen Lagerung des eingangs beschriebenen Facettenspiegels, jedoch auch bei der mechanischen Lagerung eines Einzelspiegels realisierbar, da in der Regel auch insoweit die Vermeidung auftretender Schwingungen eines solchen Einzelspiegels im Betrieb des optischen Systems zu gewährleisten ist.The invention is particularly advantageous in the mechanical storage of the facet mirror described above, but also in the mechanical storage of a single mirror feasible, since in the rule to avoid the occurrence of vibrations occurring in such an individual mirror is to ensure in the operation of the optical system.

Neben der erzielbaren effizienten Schwingungsdämpfung besteht ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Konzepts - etwa im Vergleich zu dem ebenfalls in Betracht kommenden Einsatz von Schwingungstilgern - darin, dass ein mit entsprechenden Tilgermassen einhergehender, vergleichsweise großer Bauraumbedarf entfällt.In addition to the achievable efficient vibration damping, another advantage of the inventive concept - for example, in comparison to the likewise eligible use of vibration absorbers - is that a comparatively large space requirement associated with corresponding absorber masses is eliminated.

Die erfindungsgemäße Erzeugung der kompensierenden Gegenschwingung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, wobei insbesondere wie im Folgenden beschrieben zwischen „aktiven“, d.h. eine zusätzliche Energieversorgung beinhaltenden Ausführungsformen und „passiv“ arbeitenden, d.h. ohne externe Energieversorgung auskommenden Ausführungsformen unterschieden werden kann.The generation of the compensating countervibration according to the invention can be carried out in different ways, in particular as described below between "active", i. an additional power supply embodiments and "passive" working, i. can be distinguished without external power supply emanating embodiments.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Dämpfungseinrichtung wenigstes einen Sensor zur Messung einer für die Schwingungsanregung charakteristischen Größe auf.According to one embodiment, the damping device has at least one sensor for measuring a variable which is characteristic of the vibration excitation.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Dämpfungseinrichtung wenigstes einen Aktor zur Erzeugung der Gegenschwingung auf.According to one embodiment, the damping device has at least one actuator for generating the countervibration.

Gemäß einer Ausführungsform erzeugt der Aktor die Gegenschwingung in Abhängigkeit von der durch den Sensor durchgeführten Messung.According to one embodiment, the actuator generates the countervibration as a function of the measurement performed by the sensor.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Baugruppe eine Komponente auf, welche in einem ersten Betriebsmodus als Sensor zur Messung einer für die Schwingungsanregung charakteristischen Größe und in einem zweiten Betriebsmodus als Aktor zur Erzeugung der Gegenschwingung betreibbar ist. Insbesondere kann etwa ein piezoelektrisches Element zum einen ein Spannungssignal in Reaktion auf die Schwingungsanregung erzeugen und zum anderen auf Basis eines weiteren Spannungssignals (welches z.B. unter Phasenverschiebung aus dem besagten ersten Spannungssignal erhalten werden kann) wiederum die Gegenschwingung generieren.According to one embodiment, the assembly has a component which, in a first operating mode, can be operated as a sensor for measuring a variable that is characteristic of the vibration excitation and in a second operating mode as an actuator for generating the countervibration. In particular, a piezoelectric element, on the one hand, may generate a voltage signal in response to the vibration excitation and, on the other hand, generate the countervibration based on another voltage signal (which may be obtained, for example, with phase shift from said first voltage signal).

Gemäß einer Ausführungsform weist die Baugruppe einen Spannungsspeicher, insbesondere eine Batterie oder einen Kondensator, auf. Hierdurch kann z.B. ein Notbetrieb bei Ausfall einer externen Spannungsversorgung realisiert werden.According to one embodiment, the assembly has a voltage storage device, in particular a battery or a capacitor. As a result, e.g. an emergency operation can be realized in case of failure of an external power supply.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Gegenschwingung ohne externe Energieversorgung auf Basis eines durch die Schwingungsanregung induzierten und gegenüber dieser Schwingungsanregung phasenverschobenen Spannungssignals erzeugbar.According to one embodiment, the countervibration can be generated without an external power supply on the basis of a voltage signal induced by the vibration excitation and phase-shifted with respect to this vibration excitation.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Baugruppe zur Erzeugung des phasenverschobenen Spannungssignals einen Schwingkreis auf. Der Schwingkreis kann insbesondere zur Erzeugung unterschiedlicher Schwingungsmoden der Gegenschwingung ausgestaltet sein.According to one embodiment, the module for generating the phase-shifted voltage signal has a resonant circuit. The resonant circuit can in particular be designed to generate different oscillation modes of the countervibration.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Gelenkanordnung wenigstens drei, insbesondere wenigstens vier, weiter insbesondere wenigstens sechs an dem optischen Element festgelegten Verbindungselementen auf.According to one embodiment, the joint arrangement has at least three, in particular at least four, more particularly at least six connecting elements fixed to the optical element.

Die Verbindungselemente können insbesondere eine Hexapod-Anordnung bilden.The connecting elements can in particular form a hexapod arrangement.

Gemäß einer Ausführungsform ist jedem der Verbindungselemente ein Aktor zur Erzeugung einer Gegenschwingung zugeordnet.According to one embodiment, an actuator for generating a countervibration is assigned to each of the connecting elements.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegelmodul. Insbesondere kann dieses Spiegelmodul auch als Facettenspiegel mit einer Mehrzahl von Spiegelfacetten ausgestaltet sein. According to one embodiment, the optical element is a mirror module. In particular, this mirror module can also be designed as a facet mirror with a plurality of mirror facets.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere von weniger als 15nm, ausgelegt.According to one embodiment, the optical element is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.

Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, welches wenigstens eine Baugruppe mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aufweist.The invention further relates to an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, which has at least one assembly with the features described above.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

  • 1-4 schematische Darstellungen zur Erläuterung möglicher Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Baugruppe;
  • 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage; und
  • 6 eine schematische Darstellung eines bekannten Hexapod-Aufbaus zur Erläuterung einer möglichen Anwendung der Erfindung.
Show it:
  • 1-4 schematic representations for explaining possible embodiments of an assembly according to the invention;
  • 5 a schematic representation for explaining the possible structure of a designed for operation in the EUV microlithographic projection exposure apparatus; and
  • 6 a schematic representation of a known hexapod structure for explaining a possible application of the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

5 zeigt zunächst eine lediglich schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 510, in welcher die vorliegende Erfindung beispielhaft realisierbar ist. 5 shows first a schematic representation of a designed for operation in the EUV projection exposure system 510 in which the present invention can be realized by way of example.

Gemäß 5 weist eine Beleuchtungseinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 510 einen Feldfacettenspiegel 513 und einen Pupillenfacettenspiegel 514 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 513 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 511 und einen Kollektorspiegel 512 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 514 sind ein erster Teleskopspiegel 515 und ein zweiter Teleskopspiegel 516 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein unter streifendem Einfall betriebener Umlenkspiegel 517 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines in 5 lediglich angedeuteten Projektionsobjektivs mit Spiegeln 531-536 lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 531 auf einem Maskentisch 530 angeordnet, die mit Hilfe eines Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 541 auf einem Wafertisch 40 befindet.According to 5 has a lighting device of the projection exposure system 510 a field facet mirror 513 and a pupil facet mirror 514 on. On the field facet mirror 513 becomes the light of a light source unit, which is a plasma light source 511 and a collector mirror 512 includes, steered. In the light path after the pupil facet mirror 514 are a first telescope mirror 515 and a second telescope mirror 516 arranged. In the light path below is a driven under grazing incidence deflecting mirror 517 arranged, which is the radiation impinging on an object field in the object plane of an in 5 merely indicated projection lens with mirrors 531 - 536 directs. At the location of the object field is a reflective structure-bearing mask 531 on a mask table 530 which is imaged by means of a projection lens into an image plane in which a substrate coated with a photosensitive layer (photoresist) 541 on a wafer table 40 located.

Die erfindungsgemäße Baugruppe dient zur mechanischen Lagerung und/oder Aktuierung eines optischen Elements, bei welchem es sich lediglich beispielhaft um einen Spiegel oder ein Spiegelmodul einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (z.B. der Projektionsbelichtungsanlage 510 von 5) handeln kann.The assembly according to the invention is used for the mechanical storage and / or actuation of an optical element, which is merely an example of a mirror or mirror module of a microlithographic projection exposure apparatus (eg the projection exposure apparatus) 510 from 5 ) can act.

Den im Weiteren beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass zur Dämpfung einer in der jeweiligen Gelenkanordnung zur mechanischen Lagerung des betreffenden optischen Elements auftretenden Schwingungsanregung wenigstens eine Gegenschwingung erzeugt wird, welche die besagte Schwingungsanregung wenigstens teilweise kompensiert.The embodiments described below have in common that for damping a vibration excitation occurring in the respective joint arrangement for the mechanical mounting of the respective optical element, at least one countervibration is generated which at least partially compensates said vibration excitation.

1 zeigt eine lediglich schematische und stark vereinfachte Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer Baugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a merely schematic and highly simplified representation for explaining the possible structure of an assembly according to a first embodiment of the invention.

Gemäß 1 ist mit „110“ im Querschnitt ein Verbindungselement in Form eines Pins bzw. Stabes dargestellt, wie er z.B. in einer Hexapod-Anordnung gemäß 6 einsetzbar ist. In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei der Anordnung auch um eine (auch als „3-2-1-Lagerung“ bezeichnete) Lagerung handeln, bei welcher drei parallel zu einer ersten Raumrichtung (z.B. x-Richtung) verlaufende Verbindungselemente die Festlegung in drei Freiheitsgraden (z.B. x, Ry, Rz) bewirken, zwei weitere Verbindungselemente parallel zu einer hierzu senkrechten Raumrichtung (z.B. y-Richtung) verlaufen und die Festlegung in zwei weiteren Freiheitsgraden (z.B. y und Rx) bewirken und ein weiteres Verbindungselement in der verbleibenden, wiederum senkrechten Raumrichtung (z-Richtung) die Festlegung in einem Freiheitsgrad (z) bewirken. In diesem Zusammenhang wird zum Stand der Technik auf die Publikation Paul R. Yoda: „Opto-Mechanical Systems Design“, Third Edition, ISBN 081946091-5 , verwiesen.According to 1 is shown with "110" in cross section a connecting element in the form of a pin or rod, as in a hexapod arrangement according to, for example 6 can be used. In further embodiments, the arrangement may also be a bearing (also referred to as "3-2-1 mounting") in which three connecting elements extending parallel to a first spatial direction (eg x-direction) define in three degrees of freedom (For example, x, R y , R z ) cause two other connecting elements parallel to a direction perpendicular thereto spatial direction (eg y-direction) and the determination in two other degrees of freedom (eg y and R x ) effect and another connecting element in the remaining , again vertical spatial direction (z-direction) cause the determination in one degree of freedom (z). In this context, the state of the art on the publication Paul R. Yoda: "Opto-Mechanical Systems Design", Third Edition, ISBN 081946091-5 , referenced.

Mit „111“ und „112“ sind in 1 lediglich schematisch Blattfedergelenke zur Realisierung der eingangs beschriebenen Kreuzgelenke innerhalb des Verbindungselements 110 angedeutet. Mit „101“ ist lediglich schematisch ein Abschnitt der tragenden Struktur (z.B. eines Tragrahmens) einer Beleuchtungseinrichtung angedeutet, wohingegen mit „140“ ein Kopplungsabschnitt (= „Interface“) zu dem jeweiligen (nicht dargestellten) optischen Element bzw. Spiegelmodul bezeichnet ist.With " 111 " and " 112 " are in 1 only schematically leaf spring joints for the realization of the above-described universal joints within the connecting element 110 indicated. With " 101 "Only schematically a portion of the supporting structure (eg a support frame) of a lighting device is indicated, whereas with" 140 "A coupling section (=" Interface ") to the is designated (not shown) optical element or mirror module.

Im Ausführungsbeispiel von 1 dient ein Sensor 120 zur Erfassung der betreffenden, zu dämpfenden Schwingungsanregung bzw. zur Messung einer für diese Schwingungsanregung charakteristischen Größe. Hierbei sind beliebige (zur Weg-, Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Kraftmessung geeignete) Sensoren, beispielsweise Beschleunigungssensoren, Kraftsensoren, Dehnmessstreifen, optische Sensoren, Encoder etc. einsetzbar.In the embodiment of 1 serves a sensor 120 for detecting the respective vibration excitation to be damped or for measuring a characteristic variable for this oscillation excitation. In this case, any (for Weg-, speed, acceleration or force measurement suitable) sensors, such as acceleration sensors, force sensors, strain gauges, optical sensors, encoders, etc. can be used.

Das vom Sensor 120 bereitgestellte, für die zu dämpfende Schwingungsanregung charakteristische Sensorsignal wird einer Auswerte- und Verarbeitungseinheit 150 zugeführt, in welcher das betreffende Sensorsignal hinsichtlich der zu dämpfenden Schwingung ausgewertet, eine geeignete Gegenschwingung berechnet und ein entsprechendes Steuerungssignal an einen zur Erzeugung der Gegenschwingung dienenden Aktor 130 übermittelt wird.That of the sensor 120 provided, for the vibration excitation to be damped characteristic sensor signal is an evaluation and processing unit 150 supplied, in which evaluated the relevant sensor signal with respect to the vibration to be damped, calculated a suitable counter-vibration and a corresponding control signal to an actuator serving to generate the counter-vibration 130 is transmitted.

Der Aktor 130 kann an beliebiger geeigneter Position z.B. innerhalb des Verbindungselements 110 vorgesehen und z.B. als piezoelektrischer Aktor ausgestaltet sein. Über die vom Aktor 130 generierte Gegenschwingung wird die störende Schwingungsanregung wenigstens teilweise kompensiert, so dass diese erst gar nicht über den Kopplungsabschnitt 140 an das jeweilige optische Element bzw. Spiegelmodul übertragen wird.The actor 130 can at any suitable position, for example within the connecting element 110 provided and configured, for example, as a piezoelectric actuator. About the actor 130 generated counter-vibration, the disturbing vibration excitation is at least partially compensated, so that they do not even over the coupling section 140 is transmitted to the respective optical element or mirror module.

2a-2c zeigen in lediglich schematischer Darstellung unterschiedliche mögliche Ausführungsformen hinsichtlich der Platzierung eines zur messtechnischen Erfassung der erfindungsgemäß zu kompensierenden Schwingungsanregung eingesetzten Sensors 220, wobei zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Demnach kann der Sensor 220 insbesondere gemäß 2a in dem dem optischen Element bzw. Spiegelmodul abgewandten Endabschnitt des Verbindungselements 210, gemäß 2c auf Seiten des optischen Elements bzw. Spiegelmoduls bzw. in dem daran angrenzenden Endabschnitt des Verbindungselements 210 oder gemäß 2b zwischen den vorstehend genannten Positionen angeordnet sein. 2a-2c show in a merely schematic representation different possible embodiments with respect to the placement of a sensor used for metrological detection of the present invention to be compensated vibration excitation 220 , where too 1 Analogous or substantially functionally identical components with " 100 "Increased reference numerals are designated. Accordingly, the sensor 220 in particular according to 2a in the end of the connecting element facing away from the optical element or mirror module 210 , according to 2c on the side of the optical element or mirror module or in the end section of the connecting element adjacent thereto 210 or according to 2 B be arranged between the above-mentioned positions.

Die vorstehend anhand von 1 und 2a-2c beschriebenen Ausführungsformen können insofern als „aktive“ Konzepte zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Gegenschwingung bezeichnet werden, als jeweils eine externe Energieversorgung benötigt wird. Die erfindungsgemäße Erzeugung der jeweiligen Gegenschwingung kann jedoch in weiteren Ausführungsformen auch insofern „passiv“ erfolgen, als keine externe Energieversorgung vorhanden ist. Eine solche passive Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Erfindung auch z.B. zur Transportsicherung des betreffenden optischen Elements bzw. des zugehörigen optischen Systems in Situationen nutzbar ist, in denen keine Energieversorgung vorhanden ist, oder dass der erfindungsgemäß erzielte Schutz vor einer Beschädigung oder Zerstörung des optischen Elements etwa im Erdbebenfall auch noch bei Ausfall der jeweiligen externen Energieversorgung gewährleistet bleibt. In Ausführungsformen gemäß dem „aktiven“, d.h. auf einer Spannungsversorgung basierenden Konzept kann auch ein Notbetrieb unter Nutzung einer Batterie oder eines anderweitigen Spannungsspeichers (z.B. eines Kondensators) realisiert werden.The above with reference to 1 and 2a-2c described embodiments may be referred to as "active" concepts for generating the counter-vibration according to the invention, in each case as an external power supply is needed. However, the generation of the respective countervibration according to the invention can also be carried out "passively" in other embodiments insofar as there is no external power supply. Such a passive embodiment has the advantage that the invention can also be used, for example, to secure the transport of the relevant optical element or the associated optical system in situations in which there is no energy supply, or that the invention achieved protection against damage or destruction of the optical Element even in case of earthquake even in case of failure of the respective external power supply is guaranteed. In embodiments according to the "active", ie based on a power supply concept, an emergency operation using a battery or other voltage storage (eg a capacitor) can be realized.

Zur Realisierung der vorstehend genannten passiven Erzeugung der Gegenschwingung kann ein durch die jeweilige Schwingungsanregung induziertes und gegenüber dieser Schwingungsanregung phasenverschobenes Spannungssignal genutzt werden, welches z.B. wie in 3 und 4 schematisch dargestellt durch einen Schwingkreis 340 bzw. 440 erzeugbar ist. Bei diesem Konzept kann z.B. lediglich ein piezoelektrischer Aktor (an Stelle des Aktors 130 aus 1, in 3 und 4 mit „320“ bzw. „420“ bezeichnet) verwendet werden, welcher aufgrund der mit der Schwingungsanregung einhergehenden Kraft eine elektrische Spannung erzeugt, die wiederum über den Schwingkreis 340 bzw. 440 in den piezoelektrischen Aktor zurückgeschickt wird, so dass dieser piezoelektrische Aktor die entsprechende Gegenkraft bzw. Gegenschwingung erzeugt.To realize the aforementioned passive generation of the countervibration, a voltage signal induced by the respective vibration excitation and phase-shifted with respect to this vibration excitation can be used, which, for example, as in FIG 3 and 4 schematically represented by a resonant circuit 340 respectively. 440 can be generated. In this concept, for example, only a piezoelectric actuator (instead of the actuator 130 out 1 , in 3 and 4 With " 320 " respectively. " 420 Can be used), which generates an electrical voltage due to the force associated with the vibration excitation, which in turn via the resonant circuit 340 respectively. 440 is sent back into the piezoelectric actuator, so that this piezoelectric actuator generates the corresponding counterforce or countervibration.

Die Induktivität des betreffenden Schwingkreises 340 bzw. 440 ist hierbei umgekehrt proportional zu der Frequenz der zu dämpfenden bzw. zu kompensierenden Schwingungsanregung sowie ferner auch abhängig von der Kapazität des piezoelektrischen Aktors. Im Ergebnis wird bei niederfrequenten Schwingungsanregungen eine vergleichsweise hohe Induktivität benötigt und umgekehrt. In einem Ausführungsbeispiel kann für eine zu dämpfende Frequenz von 80Hz und eine Kapazität des piezoelektrischen Aktors von 20µF eine Induktivität von etwa 200mH gewählt werden. Der Schwingkreis kann wie in 3 dargestellt zur Erzeugung lediglich einer Schwingungsmode bzw. Frequenz der Gegenschwingung oder auch wie in 4 dargestellt zur Erzeugung mehrerer Schwingungsmoden bzw. Frequenzen ausgelegt sein.The inductance of the respective resonant circuit 340 respectively. 440 is in this case inversely proportional to the frequency of the vibration excitation to be damped or compensated, as well as also dependent on the capacitance of the piezoelectric actuator. As a result, a comparatively high inductance is required for low-frequency oscillation excitations and vice versa. In one embodiment, for a frequency to be damped of 80Hz and a capacitance of the piezoelectric actuator of 20μF, an inductance of about 200mH can be selected. The resonant circuit can be as in 3 shown for generating only a vibration mode or frequency of the counter-vibration or as in 4 be designed to generate a plurality of vibration modes or frequencies.

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.Although the invention has also been described with reference to specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will be apparent to those skilled in the art, eg, by combining and / or replacing features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments of the present invention are included, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

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Claims (15)

Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit • einem optischen Element; • einer Gelenkanordnung zur mechanischen Lagerung des optischen Elements; und • einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung wenigstens einer in der Gelenkanordnung auftretenden Schwingungsanregung durch Erzeugen wenigstens einer Gegenschwingung, welche die Schwingungsanregung wenigstens teilweise kompensiert.Assembly, in particular in a microlithographic projection exposure apparatus, with An optical element; • a hinge assembly for mechanical mounting of the optical element; and A damping device for damping at least one vibration excitation occurring in the joint arrangement by generating at least one countervibration which at least partially compensates for the vibration excitation. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung wenigstes einen Sensor (120, 220) zur Messung einer für die Schwingungsanregung charakteristischen Größe aufweist.Assembly after Claim 1 , characterized in that the damping device wenigstes a sensor (120, 220) for measuring a characteristic of the vibration excitation variable. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung wenigstes einen Aktor (130, 230) zur Erzeugung der Gegenschwingung aufweist.Assembly after Claim 1 or 2 , characterized in that the damping device wenigstes an actuator (130, 230) for generating the counter-vibration. Baugruppe nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (130) die Gegenschwingung in Abhängigkeit von der durch den Sensor (120) durchgeführten Messung erzeugt.Assembly after Claim 2 and 3 , characterized in that the actuator (130) generates the countervibration in response to the measurement made by the sensor (120). Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Komponente aufweist, welche in einem ersten Betriebsmodus als Sensor zur Messung einer für die Schwingungsanregung charakteristischen Größe und in einem zweiten Betriebsmodus als Aktor zur Erzeugung der Gegenschwingung betreibbar ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a component which is operable in a first operating mode as a sensor for measuring a variable characteristic of the vibration excitation and in a second operating mode as an actuator for generating the counter-vibration. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Spannungsspeicher, insbesondere eine Batterie oder einen Kondensator, aufweist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that it has a voltage storage, in particular a battery or a capacitor. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenschwingung ohne externe Energieversorgung auf Basis eines durch die Schwingungsanregung induzierten und gegenüber dieser Schwingungsanregung phasenverschobenen Spannungssignals erzeugbar ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the counter-vibration without external power supply on the basis of induced by the vibration excitation and phase-shifted with respect to this vibration excitation voltage signal can be generated. Baugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Erzeugung des phasenverschobenen Spannungssignals einen Schwingkreis (340, 440) aufweist.Assembly after Claim 7 , characterized in that it comprises a resonant circuit (340, 440) for generating the phase-shifted voltage signal. Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingkreis (440) zur Erzeugung unterschiedlicher Schwingungsmoden der Gegenschwingung ausgestaltet ist.Assembly after Claim 8 , characterized in that the resonant circuit (440) is designed for generating different vibration modes of the countervibration. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnung wenigstens drei, insbesondere wenigstens vier, weiter insbesondere wenigstens sechs an dem optischen Element festgelegten Verbindungselementen (110, 210) aufweist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the joint arrangement at least three, in particular at least four, more particularly at least six fixed to the optical element connecting elements (110, 210). Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (110, 210) eine Hexapod-Anordnung bilden.Assembly after Claim 10 , characterized in that the connecting elements (110, 210) form a hexapod arrangement. Baugruppe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Verbindungselemente (110, 210) ein Aktor zur Erzeugung einer Gegenschwingung zugeordnet ist.Assembly after Claim 10 or 11 , characterized in that each of the connecting elements (110, 210) is associated with an actuator for generating a counter-vibration. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element ein Spiegel oder ein Spiegelmodul, insbesondere ein Facettenspiegel mit einer Mehrzahl von Spiegelfacetten, ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element is a mirror or a mirror module, in particular a facet mirror with a plurality of mirror facets. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere von weniger als 15nm, ausgelegt ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the optical element for a working wavelength of less than 30nm, in particular less than 15nm, is designed. Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens eine Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, characterized in that it comprises at least one assembly according to one of the preceding claims.
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