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DE102018200178A1 - Projection exposure machine with reduced parasitic deformation of components - Google Patents

Projection exposure machine with reduced parasitic deformation of components Download PDF

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DE102018200178A1
DE102018200178A1 DE102018200178.2A DE102018200178A DE102018200178A1 DE 102018200178 A1 DE102018200178 A1 DE 102018200178A1 DE 102018200178 A DE102018200178 A DE 102018200178A DE 102018200178 A1 DE102018200178 A1 DE 102018200178A1
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DE
Germany
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kinematics
projection exposure
leg
actuator
breakpoint
Prior art date
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Application number
DE102018200178.2A
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German (de)
Inventor
Ulrich Weber
Marwene Nefzi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Halbleiterlithographie, mit einer Kinematik (30), welche an mindestens einem Haltepunkt (40) mit einer Komponente (50) der Projektionsbelichtungsanlage (1) verbunden ist und die Komponente (50) mit einer Tragstruktur (32) verbindet, wobei Mittel vorhanden sind, um während einer Bewegung der Kinematik (30) die am Haltepunkt (40) in die Komponente (50) eingebrachten resultierenden Kräfte und Momente zu minimieren, wobei die Mittel mindestens einen Aktuator (33.3) zur Änderung der Geometrie der Kinematik (30) umfassen.The invention relates to a projection exposure apparatus (1) for semiconductor lithography, comprising a kinematics (30) which is connected to a component (50) of the projection exposure apparatus (1) at at least one breakpoint (40) and the component (50) having a support structure (FIG. 32), wherein means are provided to minimize during a movement of the kinematics (30) at the breakpoint (40) introduced into the component (50) resulting forces and moments, wherein the means at least one actuator (33.3) for changing the Geometry of kinematics (30) include.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie.The invention relates to a projection exposure apparatus for semiconductor lithography.

Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie mit Halte- und Positioniereinrichtungen für optische Elemente sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Die zur Abbildung verwendeten optischen Komponenten für die oben beschriebene Anwendung, bei denen es sich insbesondere um Spiegel handeln kann, müssen mit höchster Präzision positioniert werden, um eine ausreichende Abbildungsqualität gewährleisten zu können.Projection exposure apparatuses for semiconductor lithography with holding and positioning means for optical elements are known from the general state of the art. The optical components used for imaging for the application described above, which may be in particular mirrors, must be positioned with the highest precision in order to ensure a sufficient image quality.

Aus der US 5 986 827 A ist ein Manipulator bzw. eine Hub- und Kippvorrichtung für ein optisches Element bekannt. Der Manipulator weist drei identische Federeinheiten, eine Struktur, auf welcher die Federeinheiten gelagert sind, und drei Linearaktuatoren auf. Für den Hub- und Kippmechanismus ist ein Innenring, welcher das optische Element trägt, mit drei sogenannten Bipoden vorgesehen, welche je zwei V-förmig angeordnete Stäbe mit Federgelenken an ihren Enden umfassen. Diese sind an einem Ende miteinander verbunden und sollen hauptsächlich nur entlang ihrer Längsachse Kräfte übertragen. Das Ende eines jeden Bipoden, an dem die Stäbe zusammengeführt sind, ist jeweils an einem Hebel befestigt. Der Hebel ist drehbar gelagert und kann mit Stellschrauben fixiert werden. Durch Verkippen der jeweiligen Hebel mit den Stellschrauben kann der Innenring mitsamt dem optischen Element sowohl in der Höhe verstellt als auch verkippt werden.From the US 5 986 827 A For example, a manipulator or a lifting and tilting device for an optical element is known. The manipulator has three identical spring units, a structure on which the spring units are mounted, and three linear actuators. For the lifting and tilting mechanism, an inner ring, which carries the optical element, provided with three so-called bipods, each comprising two V-shaped rods arranged with spring joints at their ends. These are connected to one another at one end and are intended to transfer forces only along their longitudinal axis. The end of each bipod, on which the rods are brought together, is in each case attached to a lever. The lever is rotatably mounted and can be fixed with screws. By tilting the respective lever with the set screws, the inner ring can be both the height adjusted and tilted together with the optical element.

Nachteilig an der in der US 986 827 A gezeigten Anordnung ist der sehr große Bauraumbedarf, der sich aus der Trennung von Bipod und Stellhebel ergibt. Da aus fertigungstechnischen Gründen die Bipoden und die Stellhebel aus verschiedenen Teilen zusammengesetzt werden müssen, müssen die Bipod-Federgelenke auch die zusätzlichen Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgleichen, weshalb die Bipoden relativ weich sind, so dass das von ihnen gelagerte Element unerwünscht zu Schwingungen angeregt werden kannA disadvantage of the in the US 986 827 A shown arrangement is the very large space requirement, resulting from the separation of Bipod and lever. Since for manufacturing reasons, the bipods and the levers must be assembled from different parts, the Bipod spring joints must also compensate for the additional manufacturing and assembly tolerances, which is why the bipods are relatively soft, so that the element mounted by them can be undesirably excited to vibrate

Weiterhin ist aus der DE 103 44 178 A1 der Anmelderin eine Halte- und Positioniervorrichtung für ein optisches Element bekannt. Diese zielt darauf ab, ein unerwünschtes Vibrieren des optischen Elements durch eine steife Anbindung zu unterdrücken. Die Halte- und Positioniervorrichtung kann durch eine Manipulatoreinheit zusätzlich die Längenunterschiede zwischen dem optischen Element und einem Grundkörper, mit dem die Manipulatoreinheit verbunden ist, bei einer Temperaturänderung ausgleichen. Hierdurch werden die Kräfte auf das optische Element nicht unerwünscht hoch und Deformationen oder gar Schädigungen des optischen Elements werden vermieden. Durch die Verwendung von Festkörpergelenken ist es ebenfalls möglich, Unebenheiten an Fügeflächen auszugleichen, ohne das optische Element in unerwünschter Weise zu deformieren.Furthermore, from the DE 103 44 178 A1 the Applicant a holding and positioning device for an optical element known. This aims to suppress unwanted vibration of the optical element by a rigid connection. The holding and positioning device can compensate by a manipulator unit in addition the differences in length between the optical element and a base body, with which the manipulator unit is connected, with a change in temperature. As a result, the forces on the optical element are not undesirably high and deformations or even damage to the optical element are avoided. By the use of solid-state joints, it is also possible to compensate for unevenness in joining surfaces, without undesirably deforming the optical element.

Damit das optische Element möglichst steif gegen Schwingungen in seiner Ebene gelagert ist, kann auch vorgesehen sein, dass drei Manipulatoreinheiten derart angeordnet sind, dass ein Referenzpunkt im geometrischen Schwerpunkt des von den Manipulatoreinheiten aufgespannten Dreiecks liegt. Die derart ausgeführte Halte- und Positioniervorrichtung ermöglicht es, das optische Element exakt normal zu seiner Ebene zu verschieben und um zwei voneinander unabhängige Achsen in der Ebene zu kippen. Somit werden unerwünschte Abbildungsfehler bereits weitgehend vermieden.So that the optical element is mounted as stiff as possible against vibrations in its plane, it can also be provided that three manipulator units are arranged such that a reference point lies in the geometric center of gravity of the triangle formed by the manipulator units. The thus performed holding and positioning device makes it possible to move the optical element exactly normal to its plane and to tilt two independent axes in the plane. Thus, unwanted aberrations are already largely avoided.

Des Weiteren ist aus der WO 2006/000352 A1 der Anmelderin eine Halte- und Positioniervorrichtung für ein optisches Element bekannt. Die in der genannten Schrift beschriebene Vorrichtung soll eine möglichst steife Anbindung und Positionierung einer optischen Komponente in 6 Freiheitsgraden relativ zu anderen optischen Komponenten leisten, wobei die Verstellung mit Hilfe von Hebeln realisiert ist. Zur Minimierung der auf das optische Element wirkenden Kräfte und Momente sind Blattfedern vorhanden.Furthermore, from the WO 2006/000352 A1 the Applicant a holding and positioning device for an optical element known. The device described in the cited document is intended to provide the most rigid connection and positioning of an optical component in 6 Degrees of freedom relative to other optical components afford, the adjustment is realized by means of levers. To minimize the forces and moments acting on the optical element leaf springs are present.

Trotz der vorstehend beschriebenen Vorsorgemaßnahmen lassen sich dennoch nicht alle radialen Kräfte bzw. radialen, tangentialen und axialen Drehmomente am optischen Element eliminieren, da die Manipulatoreinheiten mit Festkörpergelenkeinheiten aufgebaut sind, die zur Bewegung beziehungsweise Verformung Kräfte und Drehmomente benötigen. Die daraus resultierenden parasitären Lasten führen zu einer die Abbildungsgenauigkeit beeinträchtigenden Deformation des optischen Elements.Despite the precautionary measures described above, not all radial forces or radial, tangential and axial torques on the optical element can be eliminated because the manipulator units are constructed with solid-state hinge units which require forces and torques for movement or deformation. The resulting parasitic loads lead to a distortion of the optical element affecting the imaging accuracy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, bei welcher die genannten störenden parasitären Lasten eliminiert bzw. diese bis auf ein vernachlässigbares Maß verringert sind.The object of the present invention is to specify a projection exposure apparatus in which the aforementioned parasitic parasitic loads are eliminated or are reduced to a negligible extent.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.This object is achieved by a device having the features of independent claim 1. The subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention.

Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie umfasst einer Kinematik, welche an mindestens einem Haltepunkt mit einer Komponente der Projektionsbelichtungsanlage verbunden ist und die Komponente mit einer Tragstruktur verbindet. Die Kinematik ist zur geführten Bewegung der Komponente in einer bestimmten Anzahl von Freiheitsgraden ausgebildet und umfasst ein Mittel, um während einer Bewegung der Kinematik die am Haltepunkt in die Komponente eingebrachten resultierenden Kräfte und Momente zu minimieren. Erfindungsgemäß umfassen die Mittel mindestens einen Aktuator zur Änderung der Geometrie der Kinematik. A projection exposure apparatus according to the invention for semiconductor lithography comprises a kinematics which is connected to a component of the projection exposure apparatus at at least one breakpoint and connects the component to a support structure. The kinematics are designed for the guided movement of the component in a certain number of degrees of freedom and comprises a means for minimizing the resultant forces and moments introduced into the component during a movement of the kinematics. According to the invention, the means comprise at least one actuator for changing the geometry of the kinematics.

Durch die so erreichbare aktive steuerbare Anpassung der bewegten Kinematik ergeben sich erweiterte Möglichkeiten zur Verringerung parasitärer Lasten. Insbesondere ergibt sich für EUV Systeme zudem die Möglichkeit, Aktuatorpins bzw. Bipodschenkel steifer zu gestalten. Auf diese Weise lassen sich höhere Regelbandbreiten erzielen, ohne die Deformationen von Spiegeloberflächen bei gleichen Verfahrwegen zu erhöhen.The achievable active controllable adjustment of the moving kinematics results in extended possibilities for reducing parasitic loads. In particular, for EUV systems it is also possible to make actuator pins or bipod legs stiffer. In this way, higher control bandwidths can be achieved without increasing the deformations of mirror surfaces with the same travel paths.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Aktuator dazu eingerichtet, die Kinematik an mindestens einem dem Haltepunkt abgewandten Ende zu verschieben.In a further preferred embodiment of the invention, the actuator is adapted to move the kinematics at least one end remote from the breakpoint.

Insbesondere kann die Kinematik mindestens einen Schenkel umfassen und der Aktuator kann dazu eingerichtet sein, die Kinematik in Schenkellängsrichtung und an mindestens einem dem Haltepunkt abgewandten Ende in eine zweite Richtung, die von der Schenkellängsrichtung verschieden ist, zu verschieben.In particular, the kinematics may comprise at least one leg and the actuator may be adapted to move the kinematics in leg longitudinal direction and at at least one end remote from the breakpoint in a second direction, which is different from the leg longitudinal direction.

Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Aktuator über einen Hebel mit der Kinematik verbunden ist.This can be achieved in particular by the fact that the actuator is connected via a lever with the kinematics.

Der Hebel ermöglicht, eine Übersetzung zwischen dem Aktuator und der Kinematik zu realisieren und den Aktuator vorteilhaft zu positionieren, wenn beispielsweise in Verlängerung der Kinematik kein Bauraum vorhanden ist. Die Kinematik kann weiterhin durch die Verwendung eines Hebels kompakter gestaltet werden und die Auswahl des Aktuators kann darüber hinaus durch eine geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Hebels vereinfacht werden.The lever makes it possible to realize a translation between the actuator and the kinematics and to position the actuator advantageous when, for example, in extension of the kinematics no space is available. The kinematics can be further made more compact by the use of a lever and the selection of the actuator can be further simplified by a suitable choice of the gear ratio of the lever.

In einer weiteren bevorzugten alternativer Ausgestaltung ist ein Drehgelenk des Hebels so angeordnet, dass eine Bewegung der Kinematik gleichzeitig zu einer Änderung der Geometrie der Kinematik führt.In a further preferred alternative embodiment, a hinge of the lever is arranged so that a movement of the kinematics simultaneously leads to a change in the geometry of the kinematics.

Liegt das Drehgelenk auf dem Lot zur Schenkellängsachse durch ein Kippgelenk an dem, dem Haltepunkt abgewandten Ende der Kinematik, das auch als Fußpunkt der Kinematik bezeichnet wird, so verschiebt sich bei einer Drehung des Stellhebels um kleine Winkel um das Drehgelenk das Kippgelenk nur entlang der Schenkellängsachse.If the swivel joint on the perpendicular to the longitudinal axis of the limb is tilted at the end of the kinematics remote from the breakpoint, which is also referred to as the foot of the kinematics, the tilting joint only shifts along the longitudinal axis of the limb when the control lever is rotated by small angles about the swivel joint ,

Wird dagegen der Drehpunkt mit einem Versatz zum Lot zur Schenkellängsachse durch den Fußpunkt der Kinematik angeordnet, führt dies zu eine Längs- und zu einer Querverschiebung des Fußpunktes der Kinematik und damit zu einer Änderung der Geometrie der Kinematik.If, however, the pivot point with an offset to the perpendicular to the longitudinal axis of the leg is arranged through the base point of the kinematics, this leads to a longitudinal and to a transverse displacement of the foot point of the kinematics and thus to a change in the geometry of the kinematics.

Insbesondere kann es sich bei der Kinematik um einen Bipod mit zwei Bipodschenkeln handeln.In particular, the kinematics may be a bipod with two bipod legs.

Das radiale Drehmoment durch die Deformation des nicht verfahrenen Schenkels des Bipods beim Verfahren eines Aktuators in Längsrichtung des anderen Bipodschenkels kann dann weitgehend eliminiert werden, indem der Schenkel, der in Schenkellängsrichtung verfahren wurde, ein gegengerichtetes gleich großes Biegemoment wie der benachbarte Schenkel in den Haltepunkt einleitet. Das Gegenbiegemoment kann durch eine Querbewegung des Schenkels zu seiner aktuierten Längsbewegung erzeugt werden. So bewirkt der Aktuator oder die Anordnung des Drehgelenkes für einen Schenkel sowohl eine Längsverschiebung als auch eine Querverschiebung, wodurch die jeweiligen Gelenke auf den Schenkeln gegensinnig gebogen werden.The radial torque due to the deformation of the undisplaced leg of the bipod when moving an actuator in the longitudinal direction of the other Bipodschenkels can then be largely eliminated by the leg, which was moved in the leg longitudinal direction, initiates a gegenrichtichtetes equal bending moment as the adjacent leg in the breakpoint , The counterbending moment can be generated by a transverse movement of the leg to its actuated longitudinal movement. Thus, the actuator or the arrangement of the rotary joint for a leg causes both a longitudinal displacement and a transverse displacement, whereby the respective joints are bent in opposite directions on the legs.

Sind die beiden Biegemomente gleich groß, weil die Schenkel identisch aufgebaut sind, und die Querverschiebung eines Schenkels gleich groß ist wie die Querbewegung des weiteren Schenkels, dann heben sich die Biegemomente am Haltepunkt gegenseitig auf, so dass kein radiales Drehmoment in den Spiegel eingeleitet, und dieser dadurch nicht deformiert wird.Are the two bending moments the same size, because the legs are constructed identically, and the transverse displacement of a leg is equal to the transverse movement of the other leg, then the bending moments cancel each other at the breakpoint, so that no radial torque introduced into the mirror, and this is not deformed thereby.

Der Unterschied zwischen einer Verschiebung des Bipodschenkels mit reinem Längsversatz und einer Verschiebung gemäß der erfinderischen Lösung mit einem Längs- und Querversatz wird mit einer FEM-Simulation verdeutlicht. Hierbei wird der Fuß eines Bipodschenkels in seiner Längsrichtung um 0.100 mm versetzt, während der Fuß des weiteren Bipodschenkels Längs- und Querrichtung insgesamt 0.141 mm versetzt wird, was einem Längsversatz von 0.100 mm und einem dazu senkrechten Querversatz von 0.100 mm entspricht. Die folgende Tabelle zeigt das Ergebnis. Planplatte 200mm × 10mm; Zerodur Längsversatz Längs- & Querversatz 0.100mm 0.141mm Innerer Auswertedurchmesser d1 (mm) 0.100 0.100 Äußerer Auswertedurchmesser d2 (mm) 180.000 180.000 Auswertefläche A12 (mm^2) 25446.893 25446.893 Anzahl Knoten n (--) 10757 10757 Fläche/Knoten A knoten (mm^2) 2.366 2.366 Maximum Normalyerschiebung vni.max (nm) 65557.000 65550.000 Minimum Normalverschiebung vni.min (nm) -18400.000 -18398.000 Max./Min.-Differenz delta.vni (nm) 83957.000 83948.000 RMS ohne Zernike-Abzug RMS.o (nm) 29150.775 29147.401 RMS nach Abzug Zernike 1..4 RMS.def (nm) 7.442 4.631 RMS nach Abzug Zernike 1...36 RMS.res (nm) 0.409 0.309 Z-Versatz Z1 (nm) 23567.916 23565.199 Kipp um minus y-Achse Z2 (nm) 42417.941 42412.961 Kipp um x-Achse Z3 (nm) -6.690 20.103 Defokus Z4 (nm) -0.016 -0.039 2-Welligkeit Z5 (nm) 13.322 13.410 2-Welligkeit Z6 (nm) -18.413 4.907 Koma Z7 (nm) -1.598 -1.629 Koma Z8 (nm) -2.117 -2.163 Sphaerische Aberration Z9 (nm) -0.001 -0.008 3-Welligkeit Z10 (nm) 0.061 0.117 3-Welligkeit Z11 (nm) -5.411 -0.126 sek.2-Welligkeit Z12 (nm) -0.996 -1.003 sek.2-Welligkeit Z13 (nm) 1.340 0.775 sek. Koma Z14 (nm) -0.007 -0.027 sek. Koma Z15 (nm) 0.016 0.007 sek. sphaerische Aberration Z16 (nm) 0.004 0.009 The difference between a displacement of the Bipodschenkels with pure longitudinal offset and a shift according to the inventive solution with a longitudinal and transverse offset is illustrated by a FEM simulation. In this case, the foot of a Bipodschenkels is offset in its longitudinal direction by 0.100 mm, while the foot of the other Bipodschenkels longitudinal and transverse direction is displaced a total of 0.141 mm, which corresponds to a longitudinal offset of 0.100 mm and a perpendicular offset of 0.100 mm. The following table shows the result. Plane plate 200mm × 10mm; Zerodur longitudinal offset Longitudinal and transverse offset 0.100mm 0.141mm Inner evaluation diameter d1 (Mm) 0100 0100 External evaluation diameter d2 (Mm) 180000 180000 evaluation area A12 (Mm ^ 2) 25446.893 25446.893 Number of nodes n (-) 10757 10757 Area / Node A knot (Mm ^ 2) 2366 2366 Maximum normal shift vni.max (Nm) 65557.000 65550.000 Minimum normal shift vni.min (Nm) -18400,000 -18398,000 Max./Min.-Differenz delta.vni (Nm) 83957.000 83948.000 RMS without Zernike deduction RMS.o (Nm) 29150.775 29147.401 RMS after deduction Zernike 1..4 RMS.def (Nm) 7442 4631 RMS after deduction Zernike 1 ... 36 RMS.res (Nm) 0409 0309 Z-offset Z1 (Nm) 23567.916 23565.199 Tilt around minus y-axis Z2 (Nm) 42417.941 42412.961 Tilt around x-axis Z3 (Nm) -6,690 20103 defocus Z4 (Nm) -0,016 -0,039 2 ripple Z5 (Nm) 13322 13410 2 ripple Z6 (Nm) -18,413 4907 coma Z7 (Nm) -1,598 -1,629 coma Z8 (Nm) -2,117 -2,163 Spooky aberration Z9 (Nm) -0,001 -0,008 3-waviness Z10 (Nm) 0061 0117 3-waviness Z11 (Nm) -5,411 -0,126 sec2 ripple Z12 (Nm) -0,996 -1,003 sec2 ripple Z13 (Nm) 1340 0775 sec. coma Z14 (Nm) -0,007 -0,027 sec. coma Z15 (Nm) 0016 0007 sec. Sphaerischer aberration Z16 (Nm) 0004 0009

In der Tabelle wird der Unterschied in der Deformation deutlich. Durch den zusätzlichen Querversatz des aktuierten Bipodschenkels wird die Z6-Zweiwelligkeit um 73% von -18.413 nm auf 4.907 nm und die Z11-Dreiwelligkeit von -5.411 nm auf -0.126 nm reduziert. Die relativ hohe Z5-Zweiwelligkeit von etwa 13.4 nm in beiden Fällen rührt vom parasitären Tangentialmoment her, da eine große Z5-Deformation in den Lastfällen in der Tabelle, bei denen der Spiegel nur über axiale und tangentiale Kräfte gelagert wird, nicht auftritt.In the table the difference in the deformation becomes clear. Due to the additional transverse offset of the actuated bipod leg, the Z6 dual ripple becomes 73% from -18,413 nm to 4,907 nm and the Z11 Three-wave ripple reduced from -5,411 nm to -0,126 nm. The relatively high Z5 Two-ripples of about 13.4 nm in both cases are due to the parasitic tangential moment, since a large Z5 deformation does not occur in the load cases in the table in which the mirror is supported only by axial and tangential forces.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein Kompensationselement vorhanden sein, welches eine Bewegung der Kinematik derart unterstützt, dass Kräfte oder Momente, welche aufgrund der Eigensteifigkeit der Kinematik am Haltepunkt auf die Komponente einwirken, reduziert werden.In a further embodiment of the invention, a compensation element may be present which supports a movement of the kinematics in such a way that forces or moments, which act on the component at the breakpoint due to the inherent rigidity of the kinematics, are reduced.

Hierfür kann die Kompensation von Tangentialmoment und Radialkraft durch ein aktives Kompensationselement, beispielsweise einen kraftgesteuerten Aktuator oder dadurch erfolgen, dass ein Kompensationselement mit negativer Steifigkeit verwendet wird, welches beispielsweise ein elastisches Element und eine Kinematik umfasst. Ein Element weist dann eine negative Steifigkeit auf, wenn es eine abschnittsweise fallende Kraft-Weg-Kennlinie besitzt. Hierdurch entsteht eine Kraft in Auslenkrichtung, die die Rückstellkraft eines Bipods wenigstens teilweise kompensiert. For this purpose, the compensation of tangential torque and radial force by an active compensation element, such as a force-controlled actuator or take place in that a compensation element is used with negative stiffness, which includes, for example, an elastic element and kinematics. An element then has a negative stiffness if it has a sectionally falling force-displacement curve. This creates a force in the deflection, which at least partially compensates the restoring force of a bipod.

In besonders bevorzugter Ausführungsform kann das Kompensationselement mindestens eine vorgespannte Blattfeder umfassen. Die jeweilige Auslenkung der Blattfedern wird zur Kompensation der Kräfte und Momente genutzt, welche aus der Eigensteifigkeit eines Bipoden resultieren.In a particularly preferred embodiment, the compensation element may comprise at least one prestressed leaf spring. The respective deflection of the leaf springs is used to compensate for the forces and moments resulting from the inherent rigidity of a bipod.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Kompensationselement über einen Hebel mechanisch mit der Kinematik verbunden sein.In a further advantageous embodiment of the invention, the compensation element can be mechanically connected to the kinematics via a lever.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

  • 1 den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die Erfindung verwirklicht sein kann,
  • 2 exemplarisch eine aus dem Stand der Technik bekannte Manipulatoreinheit,
  • 3a/b eine Detailansicht einer bekannten Manipulatoreinheit,
  • 4 exemplarisch eine aus dem Stand der Technik bekannt Manipulatoreinheit,
  • 5 eine Detailansicht einer bekannten Manipulatoreinheit,
  • 6 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • 7 eine Detailansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • 8 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
  • 9 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise eines Kompensationsmechanismus für die parasitäre Radialkraft, und
  • 10 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise eines Kompensationselementes für die parasitäre Radialkraft.
Embodiments and variants of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it
  • 1 the basic structure of an EUV projection exposure apparatus in which the invention can be realized,
  • 2 an example of a known from the prior art manipulator unit,
  • 3a / b is a detailed view of a known manipulator unit,
  • 4 by way of example a manipulator unit known from the prior art,
  • 5 a detailed view of a known manipulator unit,
  • 6 a schematic view of a first embodiment of the invention,
  • 7 a detailed view of the first embodiment of the invention,
  • 8th a schematic view of a second embodiment of the invention,
  • 9 a schematic representation of the operation of a compensation mechanism for the parasitic radial force, and
  • 10 a schematic representation of the operation of a compensation element for the parasitic radial force.

1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1 weist neben einer Lichtquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6 auf. Eine durch die Lichtquelle 3 erzeugte EUV-Strahlung 14 als optische Nutzstrahlung wird mittels eines in der Lichtquelle 3 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 15 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 2 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 2 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 16 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 16 und einer optischen Baugruppe 17 mit Spiegeln 18, 19 und 20 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 2 in das Objektfeld 5 abgebildet. 1 shows an example of the basic structure of an EUV projection exposure system 1 for microlithography, in which the invention can find application. An illumination system of the projection exposure apparatus 1 points next to a light source 3 an illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6 on. One by the light source 3 generated EUV radiation 14 as optical useful radiation is by means of a light source in the 3 integrated collector aligned so that they are in the area of a Zwischenfokusebene 15 undergoes an intermediate focus before moving to a field facet mirror 2 meets. After the field facet mirror 2 becomes the EUV radiation 14 from a pupil facet mirror 16 reflected. With the aid of the pupil facet mirror 16 and an optical assembly 17 with mirrors 18 . 19 and 20 become field facets of the field facet mirror 2 in the object field 5 displayed.

Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Reticle 7, das von einem schematisch dargestellten Reticlehalter 8 gehalten wird. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in eine Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Reticle 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 13 gehalten wird. Die Lichtquelle 3 kann Nutzstrahlung insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 30 nm emittieren.Illuminated is a in the object field 5 arranged reticle 7 that of a schematically represented Reticlehalter 8th is held. A merely schematically illustrated projection optics 9 serves to represent the object field 5 in a picture field 10 into an image plane 11 , Pictured is a structure on the reticle 7 on a photosensitive layer in the area of the image field 10 in the picture plane 11 arranged wafers 12 , by a wafer holder also shown in detail 13 is held. The light source 3 can emit useful radiation, in particular in a wavelength range between 5 nm and 30 nm.

Die Erfindung kann ebenso in einer DUV-Anlage verwendet werden, die nicht dargestellt ist. Eine DUV-Anlage ist prinzipiell wie die oben beschriebene EUV-Anlage 1 aufgebaut, wobei in einer DUV-Anlage Spiegel und Linsen als optische Elemente verwendet werden können und die Lichtquelle einer DUV-Anlage eine Nutzstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 300 nm emittiert. The invention can also be used in a DUV system, which is not shown. A DUV system is in principle like the EUV system described above 1 constructed, in a DUV system mirrors and lenses can be used as optical elements and the light source of a DUV system emits a useful radiation in a wavelength range of 100 nm to 300 nm.

Anhand der in 2 exemplarisch gezeigten aus dem Stand der Technik bekannten Manipulatoreinheit 30 soll nachfolgend die der Erfindung zugrunde liegende Problematik erläutert werden. Im gezeigten Beispiel ist die Manipulatoreinheit 30 als sogenannter Bipod mit einer Basis 32, zwei Aktuatoren 33.1, 33.2 und zwei Schenkeln 35.1 und 35.2 ausgeführt. Die Längsachsen der Schenkel 35.1 und 35.2 schneiden sich in einem Haltepunkt 40 an einem zu haltenden beziehungsweise zu bewegenden optischen Element, welches im gezeigten Beispiel als Spiegel 50 ausgeführt ist. Der Haltepunkt 40 ist dabei derjenige Punkt, an welchem Kräfte und Momente in den Spiegel 50 eingeleitet werden.On the basis of in 2 exemplarily shown from the prior art manipulator unit 30 will be explained below the problem underlying the invention. In the example shown, the manipulator unit 30 as a so-called bipod with a base 32 , two actuators 33.1 . 33.2 and two thighs 35.1 and 35.2 executed. The longitudinal axes of the legs 35.1 and 35.2 intersect at a breakpoint 40 on a to be held or moved optical element, which in the example shown as a mirror 50 is executed. The breakpoint 40 is the point at which forces and moments in the mirror 50 be initiated.

Wie durch die in der Figur nicht bezeichneten Doppelpfeile angedeutet verschieben die Aktuatoren 33.1 und 33.2 die Schenkel 35.1 und 35.2 entlang ihrer Längsachse gegenüber der Basis 32 so, dass sich am Haltepunkt 40 für den Spiegel 50 eine tangentiale und/oder axiale Verschiebung ergibt.As indicated by the double arrows not indicated in the figure, the actuators shift 33.1 and 33.2 the thigh 35.1 and 35.2 along its longitudinal axis opposite the base 32 so that is at the breakpoint 40 for the mirror 50 gives a tangential and / or axial displacement.

Jeder Schenkel 35.1 und 35.2 weist insgesamt vier Kippgelenke 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 auf, die den Schenkel in den beiden Querrichtungen nachgiebig gegenüber Translationen und Verkippungen machen. Dadurch übertragen die Schenkel 35.1 und 35.2 hauptsächlich eine Kraft entlang ihrer Längsrichtungen. Die Kippgelenke 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 sind im gezeigten Beispiel als Festkörpergelenke in der Art von Blattfedern ausgeführt. Die Wahl von Festkörpergelenken ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil derartige Gelenke kein Lagerspiel aufweisen und im Betrieb keinen Abrieb erzeugen, durch welchen Partikel die Abbildungsqualität des zugehörigen optischen Systems vermindern könnten.Every thigh 35.1 and 35.2 has a total of four tilting joints 34.1 . 34.2 . 34.3 and 34.4 on, which make the leg in the two transverse directions yielding to translations and tilting. This will transfer the legs 35.1 and 35.2 mainly a force along their longitudinal directions. The tilting joints 34.1 . 34.2 . 34.3 and 34.4 are executed in the example shown as a solid state joints in the manner of leaf springs. The choice of solid joints is particularly advantageous because such joints have no bearing clearance and generate no abrasion during operation, by which particles could reduce the imaging quality of the associated optical system.

Ein Nachteil dieser Bipodanordnung, bei der die Aktuatoren 33.1 und 33.2 die Schenkel 35.1 und 35.2 nur entlang ihrer Längsrichtung verschieben, sind einige parasitäre Lasten, die in den Spiegel 50 eingeleitet werden und zu einer Deformation des Spiegels 50 führen. Diese parasitären Lasten rühren insbesondere von den elastischen Eigenschaften der verwendeten Kippgelenke beziehungsweise Festkörpergelenke her, welche in der Art von Blattfedern 37 Rückstellkräfte ausüben.A disadvantage of this bipod arrangement, in which the actuators 33.1 and 33.2 the thigh 35.1 and 35.2 Only move along their longitudinal direction, some parasitic loads are in the mirror 50 be initiated and a deformation of the mirror 50 to lead. These parasitic loads are due, in particular, to the elastic properties of the tilting joints or solid-state joints used, which are in the form of leaf springs 37 Exercise restoring forces.

Die Verhältnisse werden anhand der 3a und 3b noch einmal verdeutlicht. Wie in 3a dargestellt wird der Schenkel 35.1 mittels des Aktuators 33.1 entlang seiner Längsrichtung um den Weg vlängs verschoben, wobei der Schenkel 35.2 diese Verschiebung als Querbewegung durch eine „s-förmige Verbiegung“ seiner Gelenke 34.1 und 34.4 ausgleichen muss. Zugunsten der Übersichtlichkeit der Darstellung sind in der 3a die in der 2 dargestellten weiteren Gelenke nicht dargestellt.The conditions are based on the 3a and 3b once again clarified. As in 3a the leg is shown 35.1 by means of the actuator 33.1 along its longitudinal direction around the way v longitudinally shifted, with the thigh 35.2 this shift as a transverse movement by an "s-shaped bending" of his joints 34.1 and 34.4 must balance. For the sake of clarity of presentation are in the 3a the in the 2 not shown further joints shown.

Aus der schematischen Darstellung in 3b geht hervor, dass das Gelenk 34.4 auf dem Schenkel 35.2 um den Winkel +a gebogen wird, während das Gelenk 34.1 auf dem Schenkel 35.2 um den Winkel -a gebogen werden muss.From the schematic representation in 3b it turns out that the joint 34.4 on the thigh 35.2 is bent by the angle + a, while the joint 34.1 on the thigh 35.2 must be bent by the angle -a.

Daraus ergibt sich der Biegemomentenverlauf für den Schenkel 35.2 mit einem Nulldurchgang in der Mitte zwischen den Gelenken 34.1 und 34.4, unter der Voraussetzung, dass beide Gelenke die gleiche Biegesteifigkeit aufweisen. Während das Gelenk 34.1 auf dem Schenkel 35.2 durch das Biegemoment gebogen wird, muss das Gelenk 34.1 auf dem Schenkel 35.1 aus kinematischen Gründen gestreckt bleiben und kann damit kein Biegemoment übertragen. Da somit das Biegemoment für das Gelenk 34.1 auf dem Schenkel 35.2 nicht über den Schenkel 35.1 abgefangen werden kann, wird dieses radiale Biegemoment vom Spiegel 50 abgestützt, woraus eine Deformation des Spiegels 50 folgt.This results in the bending moment curve for the leg 35.2 with a zero crossing in the middle between the joints 34.1 and 34.4 provided that both joints have the same flexural rigidity. While the joint 34.1 on the thigh 35.2 bent by the bending moment, the joint must 34.1 on the thigh 35.1 remain stretched for kinematic reasons and thus can not transmit bending moment. Because thus the bending moment for the joint 34.1 on the thigh 35.2 not over the thigh 35.1 can be intercepted, this radial bending moment from the mirror 50 supported, resulting in a deformation of the mirror 50 follows.

Ähnliche Effekte ergeben sich für radiale Auslenkungen oder auch tangentiale Verkippungen des Bipod. Die dabei wirkenden vermeidbaren Deformationsmechanismen werden dadurch hervorgerufen, dass der Haltepunkt 40 auf dem Bipod nicht im Ursprung des Hauptachsensystems der Steifigkeit des Bipods liegt. Nur in diesem Fall werden alle vermeidbaren Deformationen ausgeschlossen. Der Ursprung des Hauptachsensystems bietet den besten Haltepunkt mit den geringsten Deformationen (unvermeidliche Deformationen). Liegt der Haltepunkt 40 nicht im Ursprung des Hauptachsensystems der Steifigkeit, können vermeidbare Deformationen teilweise aber nicht vollständig durch zusätzliche Aktuatorquerbewegungen kompensiert werden.Similar effects arise for radial deflections or tangential tilting of the bipod. The thereby avoidable deformation mechanisms are caused by the fact that the breakpoint 40 on the bipod does not lie in the origin of the major axis system of rigidity of the bipod. Only in this case, all avoidable deformations are excluded. The origin of the main axis system provides the best breakpoint with the least deformation (inevitable deformations). Is the breakpoint 40 not at the origin of the major axis system of stiffness, avoidable deformations can be partially but not completely compensated by additional actuator traverses.

4 zeigt eine Kinematik nach dem Stand der Technik, bei der der Schenkel 35.2 in seiner Längsrichtung vlängs nicht wie bei 2 direkt über einen Aktuator 33.1, 33.2, sondern über einen Stellhebel 51.2, an dem der Aktuator 33.2 angreift, verschoben wird. 4 shows a kinematics of the prior art, in which the leg 35.2 in its longitudinal direction v longitudinally not as at 2 directly via an actuator 33.1 . 33.2 but via a lever 51.2 to which the actuator 33.2 attacks, is moved.

5 zeigt im Detail das Gelenk 34.5, welches so ausgeführt ist, das es als Drehgelenk für den Stellhebel 51.2 dient. Das Drehgelenk 34.5 liegt jeweils auf dem Lot 53 zur Schenkellängsachse 52 durch das Gelenk 34.4, so dass bei einer Drehung des Stellhebels 51.2 um kleine Winkel das Gelenk 34.4 nur eine Verschiebung vlängs entlang der Schenkellängsachse 52 auf den Schenkel 35.2 übertragen wird. 5 shows in detail the joint 34.5 , which is designed so that it as a hinge for the lever 51.2 serves. The swivel joint 34.5 is always on the lot 53 to the leg longitudinal axis 52 through the joint 34.4 , so that upon rotation of the control lever 51.2 around small angles the joint 34.4 only a displacement v along the longitudinal axis of the leg 52 on the thigh 35.2 is transmitted.

In einer vorteilhaften Ausführung sind die Gelenke 34.5 als Festkörpergelenke ausgeführt, die kein Lagerspiel und keine Verfahrhysterese aufgrund von Reibung haben.In an advantageous embodiment, the joints 34.5 designed as solid-state joints that have no bearing clearance and no traverse hysteresis due to friction.

6 zeigt eine erfindungsgemäße erste Ausführungsform der Manipulatoreinheit 30. Im Unterschied zum Stand der Technik aus Bild 5 liegt das Drehgelenk 34.5 nicht im Lot 53 zur Schenkellängsachse 52 durch das Gelenk 34.4, sondern ist um einen Versatz Δs zum Lot verschoben. Der Aufbau ist sonst identisch zu dem in 4 und 5. 6 shows a first embodiment of the manipulator unit according to the invention 30 , In contrast to the state of the art from image 5 is the hinge 34.5 not in the lot 53 to the leg longitudinal axis 52 through the joint 34.4 , but is shifted by an offset Δs to the Lot. The structure is otherwise identical to that in 4 and 5 ,

Der Versatz Δs des im Detail in 7 dargestellten Drehgelenkes 34.5 gegenüber dem Gelenk 34.4 in Schenkellängsrichtung 52 bewirkt, dass zusätzlich zur Schenkellängsverschiebung vlängs auch gezielt Querverschiebungen vquer auf den Schenkel 35.2 aufgebracht werden können, um die Biegemomente des nicht aktuierten Schenkels 35.1 und des Stellhebels 51.1 auszugleichen, so dass der Spiegel 50 an seinem Haltepunkt 40 kein radiales Moment abstützen muss.The offset Δs of the detail in 7 shown rotary joint 34.5 opposite the joint 34.4 in thigh longitudinal direction 52 causes, in addition to the leg longitudinal displacement v longitudinally targeted transverse displacements v across the leg 35.2 can be applied to the bending moments of the unactuated leg 35.1 and the control lever 51.1 balance, leaving the mirror 50 at his breakpoint 40 no radial momentum must support.

Die durch die Drehung um das Drehgelenk 34.5 bewirkte Bewegung des Gelenkes 34.4, welches dem Fußpunkt des Schenkels entspricht, wird also in eine Komponente vlängs in Schenkelachsrichtung 52 und in eine Komponente vquer in die Querrichtung aufgespaltet.The by the rotation around the swivel joint 34.5 caused movement of the joint 34.4 , which corresponds to the foot of the leg, so is in a component v along in leg axial direction 52 and split into a component v across in the transverse direction.

8 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung anhand einer weiteren exemplarischen Kinematik 30. Der Schenkel 35.1 wird hierbei direkt, also ohne Hebel, durch einen Aktuator 33.1 in seiner Längsrichtung verschoben. Darüber hinaus kann ein Aktuator 33.3 den Fußpunkt des Schenkels auch in der Querrichtung vquer verschieben. 8th shows a second embodiment of the invention with reference to another exemplary kinematics 30 , The thigh 35.1 This is directly, ie without lever, by an actuator 33.1 moved in its longitudinal direction. In addition, an actuator 33.3 move the base of the leg v transversely and in the transverse direction.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, kann der Aktuator (33.1, 33.2, 33.3) am Fußpunkt des Schenkels (35.1, 35.2) auch so ausgeführt sein, dass er den Schenkel (35.1, 35.2) sowohl in seiner Längsrichtung als auch in eine oder mehrere Querrichtungen bewegen kann.In a particularly advantageous embodiment, the actuator ( 33.1 . 33.2 . 33.3 ) at the foot of the thigh ( 35.1 . 35.2 ) also be designed so that he (the thigh ( 35.1 . 35.2 ) can move both in its longitudinal direction and in one or more transverse directions.

Im gezeigten Beispiel wird so das radiale Biegemoment am Haltepunkt 40 beim Verfahren eines Aktuators gemäß 3 dadurch verringert, dass der Schenkel 35.1 in den Haltepunkt 40 ein entgegen gerichtetes gleich großes Biegemoment wie der Schenkel 35.2 einleitet. Das Gegenbiegemoment wird in der in der 8 gezeigten Ausführungsform durch eine Querbewegung des Schenkels 35.1 zu seiner aktuierten Längsbewegung erzeugt. Der Aktuator 33.1 bewirkt für den Schenkel 35.1 sowohl eine Längsverschiebung vlängs als auch eine Querverschiebung vquer, wodurch das Gelenk 34.1 auf dem Schenkel 35.1 gegensinnig zum Gelenk 34.1 auf dem Schenkel 35.2 gebogen wird. Sind die beiden Biegemomente gleich groß, weil die Schenkel 35.1 und 35.2 identisch aufgebaut sind, und die Querverschiebung vquer des Schenkels 35.1 gleich groß ist wie die Querbewegung des Schenkels 35.2, die der Längsbewegung des Schenkels 35.1 entspricht, dann heben sich die Biegemomente am Haltepunkt 40 gegenseitig auf, so dass kein radiales Drehmoment in den Spiegel 50 .eingeleitet und der Spiegel 50 dadurch nicht deformiert wird.In the example shown, so the radial bending moment at the breakpoint 40 in the process of an actuator according to 3 thereby reducing that leg 35.1 in the breakpoint 40 an opposite equal bending moment as the leg 35.2 initiates. The counter-bending moment is in the in the 8th shown embodiment by a transverse movement of the leg 35.1 generated to his aktuierten longitudinal movement. The actuator 33.1 effected for the thigh 35.1 both a longitudinal displacement v along and a transverse displacement v across , whereby the joint 34.1 on the thigh 35.1 in the opposite direction to the joint 34.1 on the thigh 35.2 is bent. Are the two bending moments the same size, because the legs 35.1 and 35.2 are constructed identically, and the transverse displacement v across the leg 35.1 the same size as the transverse movement of the thigh 35.2 that the longitudinal movement of the thigh 35.1 corresponds, then lift the bending moments at the breakpoint 40 each other, so no radial torque in the mirror 50 Introduced and the mirror 50 is not deformed.

In den nachfolgend beschriebenen 9 und 10 wird eine Möglichkeit beschrieben, zusätzlich Deformationen in den Gelenken 34.2, 34.3, die auf radiale Verschiebungen und/oder tangentiale Kippung zurückgehen, zu verringern oder sogar vollständig zu eliminieren. Der gewünschte Effekt kann dadurch erreicht werden, dass der Bipod mit einem vorgespannten System versehen wird, welches denjenigen Kräften und Momenten, die seitens des Bipod selbst ausgeübt werden, über einen gewissen Bewegungsbereich hinweg bis hin zu einer vollständigen Kompensation der Kräfte und Momente entgegenwirkt. Im Idealfall kann dann das mittels des Bipod gelagerte optische Element in Aktuierungsrichtung des Bipoden über einen bestimmten Bereich hinweg kräfte- und momentenfrei bewegt werden.In the following 9 and 10 a possibility is described, in addition deformations in the joints 34.2 . 34.3 which are due to radial displacements and / or tangential tilting, to reduce or even eliminate completely. The desired effect can be achieved by providing the bipod with a preloaded system which counteracts those forces and moments exerted by the bipod itself over a certain range of motion, up to a complete compensation of the forces and moments. Ideally, the optical element mounted by means of the bipod can then be moved without force and torque in the actuation direction of the bipod over a certain range.

9 zeigt in einer schematischen Darstellung einen mit der festen Welt verbundenen Bipoden 39 in nicht ausgelenkter Stellung. In dieser Stellung übt der Bipod 39 keine Kräfte oder Momente auf ein mit ihm am Haltepunkt 40 verbundenes, in der Figur nicht dargestelltes Element aus, welche auf die Eigensteifigkeit bzw. Eigenelastizität des Bipoden 39 zurück zu führen wären. Neben dem Bipoden 39 greift am Haltepunkt 40 der Hebel 38 an, welcher ferner über ein Entkopplungsgelenk 41 mit dem Kompensationselement 36 verbunden ist. Auch das Kompensationselement 36 ist mit der festen Welt über zwei Parallelogrammführungen 42 verbunden, an welchen zwei Außenplatten 43 bewegbar angeordnet sind. Die Außenplatten werden mittels der durch die beiden Pfeile angedeuteten Vorspannkraft jeweils nach innen über in Kraftrichtung verlaufende Blattfedern 37 gegen ein Zentralelement 44 gedrückt, welches seinerseits über das bereits erwähnte Entkopplungsgelenk 41 mit dem Hebel 38 verbunden ist. In der in 9 dargestellten Konfiguration befindet sich der Bipod 39 in seiner Nulllage. 9 shows in a schematic representation connected to the fixed world bipodes 39 in undeflected position. In this position, the bipod practices 39 no forces or moments on with him at the breakpoint 40 connected, not shown in the figure element, which on the inherent rigidity or inherent elasticity of the bipod 39 would be to lead back. Next to the bipod 39 grabs the breakpoint 40 the lever 38 which also has a decoupling joint 41 with the compensation element 36 connected is. Also the compensation element 36 is with the fixed world over two parallelogram guides 42 connected, on which two outer plates 43 are movably arranged. The outer plates are in each case by means of the biasing force indicated by the two arrows inward via extending in the direction of force leaf springs 37 against a central element 44 pressed, which in turn on the above-mentioned decoupling joint 41 with the lever 38 connected is. In the in 9 configuration shown is the bipod 39 in its zero position.

10 veranschaulicht nun die Wirkungsweise des Kompensationselementes 36 bei einer Auslenkung aus der Nulllage. Der Haltepunkt 40 hat sich - beispielsweise aufgrund einer Aktuierung des gehaltenen Elementes an anderer Stelle - gegenüber der festen Welt etwas nach rechts bewegt. Daraus resultiert die in der 10 gut erkennbare Deformation des Bipoden 39, der nunmehr aufgrund seiner Eigensteifigkeit eine Rückstellkraft und ein Rückstellmoment am Haltepunkt 40 ausübt, wie durch die beiden Pfeile am Haltepunkt 40 angedeutet ist. Die Auslenkung des Haltepunktes 40 führt jedoch auch zu einer Auslenkung des Hebels 38 und damit zu einer Auslenkung des Zentralelementes 44 des Kompensationselementes 36, was wiederum in einer Auslenkung der Blattfedern 37 resultiert. Während der Bipod 39, das Entkopplungsgelenk 41 und die Blattfedern 37 zunehmend verformt werden und somit Verformungsenergie aufnehmen, werden die vorgespannten Parallelogrammführungen 42 durch die radiale Bewegung des Zentralelementes 44 und der damit verbundenen „Biegeverkürzung“ der Blattfedern 37 entspannt (die Außenplatten 43 bewegen sich zum Zentralelement 44 hin), beziehungsweise weniger deformiert, so dass die Blattfedern 37 Verformungsenergie an das System abgeben. Stehen die abgegebene Verformungsenergie der vorgespannten Parallelogrammführungen 42 mit der aufgenommenen Verformungsenergie des Bipod 39, der Entkopplungsfeder 41 und der Blattfedern 37 im Gleichgewicht, kann der Bipod 39 ohne über den Spiegel 50 eingeleitete Kräfte ausgelenkt werden. Aufgrund der in den vorgespannten Parallelogrammführungen 42 frei werdenden Verformungsenergie übt nun das Kompensationselement 36 die durch den Pfeil angedeutete Kraft auf den Hebel 38 aus, welche erstens zu einer kompensierenden Kraft und zweitens aufgrund des Hebelarmes zwischen Zentralelement 44 und dem Haltepunkt 40 auch zu einem kompensierenden Moment führt, welche der Kraft und dem Moment, welche aus der Eigensteifigkeit des Bipoden 39 resultieren, entgegenwirken. Bei geeigneter Auslegung des Kompensationselementes 36 kann so eine vollständige Kompensation der parasitären Kräfte und Momente erreicht werden. 10 now illustrates the operation of the compensation element 36 at a deflection from the zero position. The breakpoint 40 For example, due to an actuation of the held element elsewhere, it moved slightly to the right in relation to the fixed world. This results in the in the 10 well recognizable deformation of the bipod 39 , The now due to its inherent rigidity, a restoring force and a restoring moment at the breakpoint 40 exercises, as by the two arrows at the breakpoint 40 is indicated. The deflection of the breakpoint 40 However, also leads to a deflection of the lever 38 and thus to a deflection of the central element 44 of the compensation element 36 , which in turn results in a deflection of the leaf springs 37 results. During the bipod 39 , the decoupling joint 41 and the leaf springs 37 are increasingly deformed and thus absorb deformation energy, are the prestressed parallelogram 42 by the radial movement of the central element 44 and the associated "bending shortening" of the leaf springs 37 relaxed (the outer plates 43 move to the central element 44 down), or less deformed, so that the leaf springs 37 Give deformation energy to the system. Are the given deformation energy of the prestressed parallelogram guides 42 with the absorbed energy of deformation of the bipod 39 , the decoupling spring 41 and the leaf springs 37 in balance, the bipod can 39 without the mirror 50 initiated forces are deflected. Due to the prestressed parallelogram guides 42 Freeing deformation energy now exercises the compensation element 36 the indicated by the arrow force on the lever 38 from, first, to a compensating force and second, due to the lever arm between the central element 44 and the breakpoint 40 also leads to a compensating moment, which of the force and the moment, resulting from the inherent rigidity of the bipod 39 result, counteract. With a suitable design of the compensation element 36 Thus, a complete compensation of the parasitic forces and moments can be achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
22
FeldfacettenspiegelField facet mirror
33
Lichtquellelight source
44
Beleuchtungsoptikillumination optics
55
Objektfeldobject field
66
Objektebeneobject level
77
Reticlereticle
88th
ReticlehalterReticlehalter
99
Projektionsoptikprojection optics
1010
Bildfeldfield
1111
Bildebeneimage plane
1212
Waferwafer
1313
Waferhalterwafer holder
1414
EUV-StrahlungEUV radiation
1515
ZwischenfokusebeneBetween the focal plane
1616
PupillenfacettenspiegelPupil facet mirror
1717
Baugruppemodule
1818
Spiegelmirror
1919
Spiegelmirror
2020
Spiegel mirror
3030
Kinematik, ManipulatoreinheitKinematics, manipulator unit
3232
Tragstruktur, BasisSupport structure, base
33.1, 33.233.1, 33.2
Aktuatorenactuators
34.1, 34.2, 34.3, 34.4 34.534.1, 34.2, 34.3, 34.4 34.5
Kippgelenketilting joints
35.1, 35.235.1, 35.2
Schenkelleg
3636
Kompensationselementcompensation element
37 37
Blattfederleaf spring
3838
Hebellever
3939
Bipodbipod
4040
Haltepunkthalt
4141
Entkopplungsgelenkdecoupling joint
4242
ParallellogrammführungParallellogrammführung
4343
Außenplattenouter plates
4444
Zentralelementcentral element
5050
Komponente, SpiegelComponent, mirror
51.1, 51.251.1, 51.2
Hebellever
5252
Schenkellängsachseleg longitudinal axis
5353
Lot zur SchenkellängsachseLot to the thigh axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 10344178 A1 [0005]DE 10344178 A1 [0005]
  • WO 2006/000352 A1 [0007]WO 2006/000352 A1 [0007]

Claims (9)

Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Halbleiterlithographie, mit einer Kinematik (30), welche an mindestens einem Haltepunkt (40) mit einer Komponente (50) der Projektionsbelichtungsanlage (1) verbunden ist und die Komponente (50) mit einer Tragstruktur (32) verbindet, wobei Mittel vorhanden sind, um während einer Bewegung der Kinematik (30) die am Haltepunkt (40) in die Komponente (50) eingebrachten resultierenden Kräfte und Momente zu minimieren dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel mindestens einen Aktuator (33.3) zur Änderung der Geometrie der Kinematik (30) umfassen.A projection exposure apparatus (1) for semiconductor lithography, comprising a kinematics (30) which is connected to a component (50) of the projection exposure apparatus (1) at at least one breakpoint (40) and connects the component (50) to a support structure (32), wherein means are provided to minimize during a movement of the kinematics (30) the resulting forces and moments introduced at the holding point (40) into the component (50), characterized in that the means comprise at least one actuator (33.3) for changing the geometry of the Kinematics (30) include. Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (33.3) dazu eingerichtet ist, die Kinematik (30) an mindestens einem dem Haltepunkt (40) abgewandten Ende zu verschieben.Projection exposure system (1) according to Claim 1 , characterized in that the actuator (33.3) is adapted to move the kinematics (30) at least one end remote from the holding point (40). Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kinematik mindestens einen Schenkel (35.1, 35.2) umfasst und der Aktuator (33.1, 33.2, 33,3) dazu eingerichtet ist, die Kinematik (30) in Schenkellängsrichtung und an mindestens einem dem Haltepunkt (40) abgewandten Ende in eine zweite Richtung, die von der Schenkellängsrichtung verschieden ist, zu verschieben.Projection exposure system (1) according to Claim 2 , characterized in that the kinematics comprises at least one leg (35.1, 35.2) and the actuator (33.1, 33.2, 33.3) is adapted to the kinematics (30) in leg longitudinal direction and at least one end remote from the holding point (40) in a second direction, which is different from the leg longitudinal direction to move. Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (33.1; 33.2) über einen Hebel (51.1, 51.2) mit der Kinematik (30) verbunden ist.Projection exposure system (1) according to Claim 3 , characterized in that the actuator (33.1, 33.2) is connected to the kinematics (30) via a lever (51.1, 51.2). Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehgelenk (34.5) des Hebels (51.1, 51.2) so angeordnet ist, dass eine Bewegung der Kinematik (30) gleichzeitig zu einer Änderung der Geometrie der Kinematik (30) führt.Projection exposure system (1) according to Claim 4 , characterized in that a pivot (34.5) of the lever (51.1, 51.2) is arranged so that a movement of the kinematics (30) simultaneously leads to a change in the geometry of the kinematics (30). Projektionsbelichtungsanlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kinematik (30) um einen Bipod mit zwei Bipodschenkeln handelt.Projection exposure apparatus (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the kinematics (30) is a bipod with two bipod legs. Projektionsbelichtungsanlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompensationselement (36) vorhanden ist, welches eine Bewegung der Kinematik (30) derart unterstützt, dass Kräfte oder Momente, welche aufgrund der Eigensteifigkeit der Kinematik (30) am Haltepunkt (40) auf die Komponente (50) einwirken, reduziert werden.Projection exposure apparatus (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a compensation element (36) is provided, which supports a movement of the kinematics (30) in such a way that forces or moments which due to the inherent rigidity of the kinematics (30) at the breakpoint ( 40) acting on the component (50) can be reduced. Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (36) mindestens eine vorgespannte Blattfeder (37) umfasst.Projection exposure system (1) according to Claim 7 , characterized in that the compensation element (36) comprises at least one prestressed leaf spring (37). Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (36) über einen Hebel (38) mechanisch mit der Kinematik (30) verbunden ist.Projection exposure system (1) according to Claim 7 or 8th , characterized in that the compensation element (36) via a lever (38) is mechanically connected to the kinematics (30).
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