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WO2010037778A1 - Stützelemente für ein optisches element - Google Patents

Stützelemente für ein optisches element Download PDF

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Publication number
WO2010037778A1
WO2010037778A1 PCT/EP2009/062686 EP2009062686W WO2010037778A1 WO 2010037778 A1 WO2010037778 A1 WO 2010037778A1 EP 2009062686 W EP2009062686 W EP 2009062686W WO 2010037778 A1 WO2010037778 A1 WO 2010037778A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bending
joint
connection element
axis
plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/062686
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Kugler
Ulrich Weber
Nicolai Wengert
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
Priority to KR1020117009951A priority Critical patent/KR101449793B1/ko
Priority to CN200980147722.7A priority patent/CN102227662B/zh
Priority to JP2011528368A priority patent/JP5123436B2/ja
Publication of WO2010037778A1 publication Critical patent/WO2010037778A1/de
Priority to US13/071,165 priority patent/US8988654B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US14/658,459 priority patent/US9709895B2/en
Priority to US15/645,064 priority patent/US20180024438A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/003—Alignment of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/7015—Details of optical elements

Definitions

  • the present invention relates to support members for an optical element and to methods of supporting an optical element.
  • the invention can be used in conjunction with any optical devices or optical imaging methods. In particular, it can be used in conjunction with the microlithography used in the manufacture of microelectronic circuits.
  • the position and orientation of optical modules of the imaging device ie, for example, the modules with optical elements such as lenses, mirrors or gratings but also the masks and substrates used, to set as precisely as possible in accordance with predetermined setpoint values during operation or to stabilize such components in a predetermined position or geometry in order to achieve a correspondingly high imaging quality
  • optical module means both optical elements alone and assemblies of such optical elements Elements and other components, such as socket parts, etc., to designate).
  • support devices are frequently used in which a plurality of support elements cooperate in the manner of a parallel kinematic to position the optical element in all six degrees of freedom and to orient.
  • a typical example of such parallel kinematics are so-called hexapods, in which six support elements (usually in two groups of two, so-called bipods) position and orient the optical element with respect to a larger support unit in the form of an annular support.
  • simple, leaf spring-like elements are used for the support elements, as known for example from WO 02/16993 A1 (Shibazaki), the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • the optical element is supported by six support body, which are articulated in each case at both ends via an acting like a ball joint bending joint to the adjacent components.
  • the adjustment of the optical element takes place in this case by the outer support structure associated with the articulation point of the support body is moved tangentially to the circumferential direction of the optical element, so that the optical element associated with the articulation point of the support body is displaced inter alia in the direction of the optical axis of the optical element.
  • a further disadvantage of this design is that the tilting movements possible in the area of the ball joints can lead to a falsification of the position of the articulation point associated with the optical element in the direction of the optical axis and thus a reduced positioning accuracy.
  • the present invention is based on the finding that one can achieve a particularly high accuracy and a particularly high control bandwidth in the positioning and orientation of the optical element at large displacement paths and long service life of the support element by the bending joints of the support member as transversely executes elongated bending joints to its bending axis.
  • the cross-sectional area of the respective bending joint is increased in a simple manner, so that comparatively moderate stresses occur even under high dynamic loads.
  • This design also has the advantage that the bending joints can be designed so that the areas in which movements in the different degrees of freedom are permitted or restricted, clearly assigned to different areas of the support element and can be detected more easily.
  • the mobility of the support element in the region of the support body can advantageously be greatly restricted to movements in a few degrees of freedom, while the movement decoupling takes place in other degrees of freedom at other locations of the support element. This reduces the complexity of the control concept and it is possible to increase the accuracy in the positioning and orientation of the optical element.
  • the present invention therefore relates to a support element for an optical element, in particular for microlithography, with a support body, a first connection element for connecting the support body to an outer support unit and a second connection element for connecting the support body to the optical element.
  • the support element is designed to cooperate with further support elements in the manner of a parallel kinematic mechanism for positioning and orienting the optical element with respect to the outer support unit in six degrees of freedom.
  • the support body comprises a plurality of first bending joints, while the first connection element and / or the second connection element has at least one second bending joint, wherein each of the first and second bending joints defines a bending axis.
  • a restriction of the movement of the optical element with respect to the support unit in at most two degrees of freedom can be realized via the plurality of first and second bending joints.
  • Each of the first and second bending joints is elongated along the bending axis.
  • the present invention relates to a support element for an optical element, in particular for microlithography, with a support body, a first connection element for connecting the support body to an outer support unit and a second connection element for connecting the support body to the optical element, wherein the Support member is adapted to cooperate with other support elements in the manner of a parallel kinematic for positioning and orienting the optical element with respect to the outer support unit in six degrees of freedom.
  • the first connection element is designed to impart a displacement in a first direction to the support body at a first connection region to the first connection element in order to generate a displacement of a second connection region of the second connection element on the support body in a second direction.
  • the support body comprises a plurality of first bending joints, while the first connection element and / or the second connection element has at least one second bending joint.
  • the first bending joints are configured and arranged such that they prevent a rotation of the second connection region with respect to the first connection region about an axis of rotation which lies in a plane of movement defined by the first direction and the second direction.
  • the present invention relates to an optical module, in particular for microlithography, with an optical element, a plurality of support elements and an outer support unit, wherein the plurality of support elements in the manner of a parallel kinematics with respect to the outer support unit in six Degrees of freedom positioned and oriented. At least one of the plurality of support elements, a support element according to the invention.
  • the invention relates to an optical module having a support unit, at least one bipod for holding and / or positioning an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus relative to the support unit, wherein the bipod comprises two bipod struts, each with its first end, the strut foot, are hinged directly or indirectly to the support unit, and each with its second end, the strut head, are articulated directly or indirectly to an optical element so that at least one strut head spans a bipod plane connecting the two strut feet connecting line.
  • the distance of the strut feet along the connecting line is greater than the distance between the strut heads to each other.
  • the distance of the strut feet along the connecting line is less than or equal to the distance between the strut heads to each other.
  • the distance of the strut feet to each other with at least one held on a bearing and a joint unit at least one struts attacking, adjustable in at least one direction movable lever adjustable, wherein at least one direction of movement of the lever is outside the bipod plane, and wherein the hinge unit at least one bending joint having exactly one bending plane, so that the bending joint is formed perpendicular to the bending plane stiff.
  • the present invention relates to an optical imaging device, in particular for microlithography, with a
  • Lighting device a mask device for receiving a mask comprising a projection pattern, a projection device with an optical element group and a
  • Substrate device for receiving a substrate.
  • the lighting device is for
  • the illumination device and / or the projection device comprises an optical module according to the invention.
  • the present invention relates to a method for supporting an optical element, in particular for microlithography, in which the optical element supported by a plurality of support elements on an outer support unit and in the manner of a parallel kinematic with respect to the outer support unit in six degrees of freedom and positioned is oriented, wherein a support member has a support body which is connected via a first connection element to the outer support unit and is connected via a second connection element to the optical element.
  • the support body comprises a plurality of first bending joints, while the first connection element and / or the second connection element has at least one second bending joint, wherein each of the first and second bending joints defining a bending axis.
  • a movement restriction of the optical element with respect to the support unit is realized in at most two degrees of freedom, wherein for each of the first and second bending joints, a joint is used, which is formed elongated along the bending axis.
  • the present invention relates to a method for supporting an optical element, in particular for microlithography, in which the optical element is supported on an outer support unit via a plurality of support elements and positioned in the manner of a parallel kinematic with respect to the outer support unit in six degrees of freedom and oriented, wherein a support member has a support body which is connected via a first connection element to the outer support unit and is connected via a second connection element to the optical element.
  • the first connection element imparts a displacement in a first direction to the support body at a first connection region to the first connection element in order to produce a displacement of a second connection region of the second connection element on the support body in a second direction.
  • the support body comprises a plurality of first bending joints, while the first connection element and / or the second connection element has at least one second bending joint.
  • the first bending joints prevent rotation of the second connection region with respect to the first connection region about an axis of rotation lying in a plane of movement defined by the first direction and the second direction.
  • Figure 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of the optical imaging device according to the invention comprising an optical module according to the invention with a support element according to the invention and with which a preferred embodiment of a method according to the invention for supporting an optical element can perform;
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a preferred embodiment of an optical module according to the invention of the imaging device of Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of the optical module of FIG. 2 along line III-III of FIG. 2);
  • Figure 4 is a schematic sectional view of the optical module of Figure 2 (taken along line IV-IV of Figure 2);
  • Figure 5 is a schematic perspective sectional view of a portion of a preferred embodiment of the support element according to the invention, which is used in the optical module of Figure 2;
  • Figure 6 is a schematic plan view of another part of the support member of Figure 5;
  • Figure 7 is a schematic plan view of another part of the support member of Figure 5;
  • FIG. 8 is a block diagram of a preferred embodiment of the method of supporting an optical element of the present invention which can be performed with the optical imaging device of FIG. 1;
  • Figures 9A to 9D are schematic sectional views of part of further preferred embodiments of the support element according to the invention, which can be used in the optical module of Figure 2;
  • Figures 10A and 10B are schematic perspective views of a portion of further preferred embodiments of the support element according to the invention, which can be used in the optical module of Figure 2;
  • Figure 11A is a schematic perspective view of part of another preferred embodiment of the support element according to the invention, which can be used in the optical module of Figure 2;
  • Fig. 11B is a schematic perspective sectional view of the support member of Fig. 1A (taken along line XIB-XIB of Fig. 1A);
  • Figure 12 is a schematic perspective view of part of a further preferred embodiment of the support element according to the invention, which can be used in the optical module of Figure 2;
  • Figure 13 is a schematic perspective view of a part of another preferred embodiment of the support element according to the invention, which can be used in the optical module of Figure 2;
  • Figures 14A to 14E are schematic sectional views of part of further preferred embodiments of the support element according to the invention, which can be used in the optical module of Figure 2;
  • Figures 15A to 15D are schematic sectional views of a part of further preferred embodiments of the support element according to the invention, which can be used in the optical module of Figure 2;
  • FIG. 16 is a schematic sectional view of part of another preferred embodiment of the support element according to the invention, which can be used in the optical module of FIG. 2;
  • FIGS. 17A and 17B are schematic sectional views of part of further preferred embodiments of the support element according to the invention, which can be used in the optical module from FIG.
  • FIGS. 1 to 8 a preferred embodiment of the optical support element according to the invention is described below, which is used in an optical module according to the invention of an optical imaging device according to the invention for microlithography.
  • an xyz coordinate system is introduced, in which the z direction designates the vertical direction.
  • any other orientation of the components of the imaging device may be provided in space.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the optical imaging device according to the invention in the form of a
  • Microlithography device 101 which operates with light in the UV range with a wavelength of 193 nm.
  • the optical elements of the optical element groups in the present example are refractive optical elements in the form of lenses, prisms, plates or the like. It is understood, however, that in other variants of the invention, refractive, reflective and / or diffractive optical elements can also be used alone or in any desired combination.
  • the microlithography device 101 comprises an illumination system 102, a mask device 103, an optical projection system in the form of an objective 104 and a substrate device 105.
  • the illumination system 102 illuminates a mask 103. 1, which is arranged on a mask table 103. 2 of the mask device 103, with a (not shown ) Projection light bundle.
  • the illumination system 102 comprises, in addition to a light source 102.1, inter alia, a further optical element group 107, via which the projection light beam is shaped and conducted.
  • a further optical element group 107 via which the projection light beam is shaped and conducted.
  • individual or all optical elements of the optical element groups 106 and 107 are held in an optical module 108 according to the invention.
  • the optical module 108 comprises, in addition to the optical element 106.1, a holder 109 composed of a plurality of components for the optical element 106.1 or for the optical assembly 106, which is mechanically connected to the objective housing, or optionally forms a part of the lens housing, and thus the weight and acting on the optical element 106.1 or the optical assembly 106 static and dynamic loads on a Bodent. Basic structure supported.
  • the holder 109 comprises an outer support unit in the form of an outer ring 1 10, which is connected via a plurality of support elements 1 11 according to the invention with an inner support unit in the form of an inner ring 112.
  • the outer ring 1 10, the support members 11 1 and the inner ring 112 are monolithically connected to each other in the present example.
  • they may have been made, for example, by means of wire erosion and optionally further processing methods of a solid block. It is understood, however, that in other variants of the invention also consists of several Components (via any suitable joining method) assembled brackets can be used.
  • the holder 109 comprises six support elements 11 1, which are grouped in pairs as a bipod 109.1.
  • the three bipods 109.1 thus formed are uniformly distributed in the circumferential direction U on the circumference of the optical element 106.1, so that a support structure designed in the form of a parallel kinematic in the form of a hexapod results, with which a statically determined mounting of the optical element 106.1 is achieved.
  • bipods 109.1 are in each case arranged symmetrically (in a neutral position) relative to a radial plane defined by the optical element 106.1, which contains the optical axis (z-direction) and radial direction R defined by the optical element 106.1.
  • each support element 11 has a first connection element in the form of a lever 1 13 articulated on the outer ring 110.
  • the lever 113 is connected in a first connection region with one end of a support body 114, which is connected at its other end in a second connection region with a second connection element 115.
  • the second connection region 1 15 is in turn connected to the inner ring 112.
  • the optical module 108 in the embodiments according to this document comprises a support unit 110, preferably an outer support unit, such as an outer ring 110.
  • the optical module 108 comprises at least one bipod 109.1 for holding and / or positioning an optical element 106.1 of one microlithographic projection exposure apparatus 101 relative to the support unit 1 10, wherein the bipod 109.1 two Bipodstreben, or support body 114 includes, which are each hinged with its first end, the struts, directly or indirectly to the support unit 110, and each with their second end, the strut head, are articulated directly or indirectly on an optical element 106.1.
  • the linkages of the strut heads and the strut feet are such that at least one strut head spans a bipode plane with a connecting line connecting the two strut feet, wherein the distance of the strut feet along the connecting line is greater than the distance between the strut heads to each other, and wherein the distance of the strut feet to each other with at least one, on a bearing (1 13.1 in Fig. 6) held, and on a hinge unit at least one struts attacking, movable in at least one direction of movement lever 1 13 is adjustable. At least one direction of movement of the lever lies outside the bipode plane.
  • the joint unit at least one bending joint (eg 1 14.1, 114.2 in Fig. 5) with exactly one bending plane, so that the bending joint is formed perpendicular to the bending plane stiff.
  • the distance of the strut feet along the connecting line may be less than or equal to the distance between the strut heads.
  • the position of tilt axes is defined about which a tilt (rotation) of a platform (or a body) occurs if several bipod elements move behind Type of parallel kinematic (eg in the form of a hexapod) act on a space to be aligned in the platform or on a body.
  • a bipod strut of a bipod may be directly connected to an outer ring (or support unit), whereas the second bipod strut of the bipod may be indirectly connected to the outer ring 1 10, as described above connected is.
  • both Bipodstreben indirectly eg via respective levers 1 13 (or generally via actuators) with the outer ring (with a support unit 110) may be connected.
  • the strut heads of the bipod can move in several directions depending on the position of the struts feet.
  • the optical module 108 comprises three bipods that form a hexapod as described above.
  • the optical module 108 comprises three bipods which are preferably of the same design corresponding to the at least one bipod and which form a hexapod structure for holding and / or positioning the optical element relative to the support unit, wherein each bipod corresponds to the respective lever and corresponding to the at least one bipod Joint units are assigned.
  • the trained by the Hexapod parallel kinematics in which the optical element in up to 6 degrees of freedom is largely positionable free of constraining forces, has the advantage that all actuators (levers) act directly on the same moving platform.
  • the platform is the unit or assembly connected to the strut heads of the bipods. This can be, for example, the optical element itself (in the case of direct articulation of the strut heads of the bipod struts), or, for example, an inner mounting ring for the optical element, which may additionally comprise the connection elements described in greater detail below.
  • One of the advantages of parallel kinematics is that it has a lower mass than serial kinematics, in which each actuator acts on its own positioning platform, each with an additional mass.
  • parallel kinematics can be made flatter and therefore more compact than serial kinematics. This is also a significant advantage in a microlithographic projection exposure apparatus, since the optical elements are often arranged very close to one another there, especially when optical elements with expensive free-form surfaces are dispensed with as refractive and / or reflective surfaces.
  • Another very important aspect of precision optics, as used in microlithographic projection exposure systems, is that in parallel kinematics, such as the aforementioned hexapod, add no leadership errors, as is the case with serial kinematics. This achieves the highest positioning accuracy and thus the best positioning accuracy for the optical element in the optical module 108 with parallel kinematics.
  • optical module 108 may further, as mentioned, a bipod strut of the bipod with its strut head directly to an optical
  • the strut head engages indirectly on the optical element, wherein between the strut head and the optical element, a more detail below
  • Connection element 1 15 may be provided, or wherein the optical element additionally in a socket, e.g. can be held an inner mounting ring.
  • both strut heads of a bipod engage in the same manner on the optical element, in particular if the optical element is held in the optical module by means of a hexapod.
  • optical module 108 Due to the fact that in the general embodiment of the optical module 108 at least one
  • the module 108 can be flat in the direction perpendicular to the line connecting the strut feet and thus more compact. This is the advantage of the compact design of parallel kinematics, such as the called Hexapod, further optimized. The most compact design is achieved when the direction of movement of the lever is perpendicular to the bipod plane, since then the movement of the lever in the direction perpendicular to the line connecting the struts feet requires no space.
  • the joint unit comprises at least a first bending joint.
  • the bending joint has exactly one bending plane. This prevents that by a parasitic bending of the bending direction, in a direction which deviates from the bending plane, the strut foot engaging the joint unit is adjusted in an undesired parasitic direction. The latter would mean that also the associated strut head of the bipod performs an undesired parasitic movement, whereby the positioning accuracy would be impaired.
  • the flexure For the flexure to have exactly one bend plane it must be in directions out of the bend plane, e.g. be stiff in the direction perpendicular to the bending plane.
  • the term "stiff" is understood to mean that the bending joint has a first moment of resistance in the direction of the bending plane and a second moment of resistance perpendicular to the bending plane, wherein the second moment of resistance is at least twice as great as the first moment of resistance.
  • the term moment of resistance in the direction of a bending plane is to be understood as meaning the moment of resistance which is decisive for bending stress of the bending joint in the direction of the bending plane.
  • Analog is to be understood by the second moment of resistance that which is decisive for bending stress of a bending joint in the direction perpendicular to the bending plane. In general, the higher the second moment of resistance, the stiffer the formation of the bending joint in the direction perpendicular to the bending plane.
  • Resistance moments called the polar moment of resistance, or torsional resistance.
  • the bending joint has an elongated bending axis perpendicular to the bending plane, while the length of the bending joint in the direction of the bending axis is at least twice a perpendicular to the bending axis in the bending direction extending maximum cross-sectional dimension of the at least one bending joint of the joint unit ,
  • the bending joint is designed as a leaf-spring-like joint with a square cross-section perpendicular to the bending plane, this condition is violated.
  • the bending joint is provided with a rectangular cross-section perpendicular to the bending plane, with the long side of the cross-sectional rectangle being perpendicular to the bending plane, the condition is fulfilled if the cross-sectional rectangle has an edge-length ratio of two.
  • the respective support body 14 (which forms a bipod strut) extends in the present example of FIGS. 2 to 4 approximately parallel to the associated tangential direction T (which is defined by the tangent to the optical element 106.1 at the location of the respective bipod 109.1 assigned radial plane ).
  • Each support body 114 has in this embodiment, four first bending joints 1 14.1 to 114.4 ( Figure 5), each defining a first bending axis.
  • the bending axes of the bending joints 1 14.1 and 114.3 or 1 14.2 and 114.4 extend in pairs parallel to each other, while the bending axes of the two pairs 114.1, 114.3 and 1 14.2, 1 14.4 transverse (here more precisely perpendicular) to each other.
  • the hinge unit of the general design of the optical module 108 may comprise a further bending joint 1 14.2 with a further bending plane which is approximately perpendicular to the bending plane of the at least one bending joint 114.1.
  • the further bending joint 1 14.2 preferably has a further bending axis perpendicular to the further bending plane. This is articulated by means of the hinge unit to the lever 1 13 Strut foot 1 14 of the bipod 109.1 mounted by means of the crossed with respect to their axes of rotation bending joints, whereby the strut base and thus the associated Bipodstrebe is decoupled in two degrees of freedom.
  • the other bending joint 1 14.2 is preferably designed to be stiff perpendicular to the other bending plane.
  • the further bending joint in the direction of the further bending plane has a first moment of resistance and perpendicular to the further bending plane a second moment of resistance, wherein the second moment of resistance is at least twice as large as the first moment of resistance.
  • the further bending joint 1 14.2 is formed perpendicular to the further bending axis relative to a torsion axis that the polar moment of resistance with respect to this torsion axis is at least twice the moment of resistance in the direction of the further bending plane.
  • the optical module 108 may be configured such that the bending plane of the at least one flexure of the hinge unit is parallel to a plane of symmetry of the optical element or parallel to a plane perpendicular to an optical axis within the projection exposure apparatus.
  • the bending axis of the bending joint extends parallel to the optical axis.
  • such a bending joint corresponds to the joint 114.1.
  • the design of the optical module comprises a joint unit with a further bending joint
  • the further bending plane of the further bending joint is preferably perpendicular to a plane of symmetry of the optical element, or the further bending plane is parallel to an optical axis within the projection exposure system.
  • Such a further bending joint is in the embodiments of Figures 2 to 5, the joint 114.2.
  • the further bending plane of the further bending joint is parallel to the bipode plane, in particular when the optical module 108 forms a hexapod structure described above.
  • Fig. 6 shows that each of the support body 1 14 associated lever 1 13 is articulated via a second bending joint 113.1 on the outer ring 1 10.
  • the second bending joint 1 13.1 defines a second bending axis and thus a rotation axis of the lever 1 13, which (in the neutral position of the holder 109) extends parallel to the optical axis of the optical element 106.1.
  • the moving direction of the lever to the bipode plane is perpendicular when the bipode plane is parallel to the optical axis.
  • the direction of movement of the lever can be perpendicular to the bipode plane.
  • the bending plane of the at least one bending joint 1 14.1 is then perpendicular to the bipode plane.
  • the bending axis of the at least one bending joint 114.1 is then parallel to the bipode plane.
  • the lever 1 13 can be rotated by a (hereinafter explained in more detail) adjusting device 116 about its defined by the bending joint 113.1 axis of rotation.
  • the first terminal region 1 14.5 of the support body 1 14 experiences a shift in the associated tangential direction T (x-direction).
  • This movement is converted by the arrangement of the first bending joints 114.2 and 114.4 displaced in the direction of the optical axis of the optical element 106.1 and the abutment force of the further supporting element 1111 assigned in the bipod 109.1 into a movement of the second connecting area 1 14.6 at least partially in the direction of the optical axis of the optical element 106.1 (z-direction) extends.
  • the at least one bending joint 114.1 or the further bending joint 114.2 of the joint unit is designed as a leaf spring, as indicated in FIG.
  • the bearing of the respective Bipod 109.1 associated lever 113 may be formed as a flexure 113.1, which articulates the lever 113 to the support unit 110.
  • the respective first bending joint 114.1 to 114.4 as well as the respective second bending joint 1 13.1 is designed in such a way that it is elongated along its bending axis in contrast to those of the initially cited EP 1 632 799 A1 (Shibazaki). This has the advantage that this increases the cross-sectional area of the bending joint 1 14.1 to 114.4 or 1 13.1 so that, even under high dynamic loads on the respective bending joint 1 14.1 to 1 14.4, 113.1, only moderate stresses within the bending joint 114 114.4, 113.1 is coming.
  • Another advantage of this design is that the movements in the individual degrees of freedom are clearly assigned to different bending joints. This simplifies an optionally provided detection of the actuating movements on the respective support body.
  • the transversely to its bending axis short design of the second bending joint 1 13.1 so its design as a pure rotary joint has the advantage that it can come at most to a slight tilting of the lever 1 13 about an axis transverse to the bending axis of the second bending joint 113.1.
  • This has considerable effects on the accuracy of the position and orientation of the optical element 106.1 and the stability of the position and orientation of the optical element 106.1 under dynamic loads, since such tilting as the cause for a deviation from the desired position is eliminated.
  • the bearing for the lever 113 forming bending joint 1 13.1 have exactly one bending plane, so that the bending joint of the bearing is formed perpendicular to its bending plane stiff.
  • This embodiment is particularly preferred in the embodiments of the optical module 108 described herein because of the advantages described above.
  • the term "stiff" is to be understood that the bending joint of the bearing in the direction of its bending plane has a first moment of resistance and perpendicular to its bending plane a second moment of resistance, wherein the second moment of resistance is at least twice as large as the first moment of resistance often sufficient to achieve the rigidity, characterized in that the bending joint of the bearing has an elongated bending axis perpendicular to its bending plane, wherein the length of the bending joint of the bearing in the direction of its bending axis at least twice a perpendicular to the bending axis of the bearing in the bending direction extending maximum cross-sectional dimension of the bending joint
  • the bending axis 1 13.1 of the bearing can be parallel to the bipode plane whose bipod can be adjusted with the lever 1 13.1 held by the bearing.
  • the respective lever 1 13 is further articulated in the present example via a flexure acting as a support joint 1 17 on the outer ring.
  • the flexure 1 17 is as (in the xy plane) is substantially U-shaped support arm with three other second Biegegelenken 1 17.1 formed, the bending axes each parallel to the bending axis of the second bending joint 113.1. In this way, he can follow the rotational movement of the lever 1 13 and at the same time serve as a support against the tilting of the lever 1 13 described above.
  • the additional Kippabstützung the lever can be designed otherwise in other variants of the invention.
  • it may also be completely absent, provided that sufficient support for the static and dynamic loads to be expected is ensured by the second bending joint.
  • the lever is connected via at least one further bending joint with the support unit 1 10. It is advantageous if the further bending joint of the lever has exactly one bending plane which is parallel to the bending plane of the bending joint 1 13.1 of the bearing. Further, preferably, the further bending joint of the lever is also formed stiff perpendicular to its bending plane. It is also advantageous if the further bending joint is arranged at a distance from the bearing which is smaller than twice the length of the load arm of the lever.
  • the lever 1 13 may be formed as a one-sided or two-sided lever.
  • the lever for reducing the tilting can be articulated via a bending joint 914.1 to the bipod strut 914, in particular if it is again supported on the support unit 110 via a bending joint 913.2 (see FIG. 16). As can be seen in particular in FIG.
  • the lever 1 13 is connected at its free end facing away from the supporting body 113 to an adjusting device 116, by means of which the rotation of the lever 113 about its axis of rotation can be adjusted.
  • an adjusting device 116 in which the rotation of the lever 113 about its axis of rotation can be adjusted.
  • a passive device in which a coarse and fine adjustment of the rotation of the lever can be done via different means (fittings and shims).
  • an active actuating device operating according to any active principles or working principle combinations) can also be provided.
  • the integration of the pretensioning device 1 19 for the lever 1 13 into the pivoting plane of the lever 113 is different from the known designs (eg, the initially mentioned EP 1 632 799 A1) is designed here as a simple leaf spring, which is integrated in the gap between the outer ring 1 10 and the lever 1 13.
  • This has the advantage that no additional tilting moment is exerted on the lever 113 by the biasing force.
  • the leaf spring 1 19 itself (due to their high rigidity in their extension plane) serve as Kippabstützung the lever 1 13 or support them.
  • the lever may include biasing means and adjusting means, e.g. as described above.
  • the first bending joints 114.1 and 114.3 are transversely to their bending axis short and thus designed as pure hinges, while the first two bending joints 1 14.2 and 1 14.4 are formed transversely to their bending axis as elongated leaf spring elements .
  • This design entails that the first two bending joints 114.2 and 114.4 can also absorb a torsion about an axis (here: the x-axis) transversely to their bending axis.
  • FIG. 8 shows a flow chart of a preferred variant of a method according to the invention for supporting the optical element 106. 1, which is carried out with the microlithography device 101.
  • a step 120.1 the components of the optical module 108 are provided, as described above.
  • a step 120.2 the optical element 106.1 and the holder 109 are then connected to one another.
  • FIGS. 1, 2 and 9A A further preferred exemplary embodiment of the support element 211 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 9A.
  • the support element 211 can be used instead of the support element 11 in the imaging device 101.
  • the support member 21 1 corresponds in its basic structure and its operation, the support member 1 11 of Figure 2, so that only the differences should be discussed here.
  • similar components are provided with reference numerals increased by the value 100. Unless otherwise stated below, reference is expressly made to the above statements with regard to the features of these components.
  • FIG. 9A shows a section in the region of the support body 214.
  • the only difference between the support element 21 1 and the support element 11 is that the first bending joints 214.2 and 214.4 of the support body 214 are designed as leaf spring elements extending transversely to the x direction.
  • a restriction of movement is also realized in exactly one degree of freedom (namely the rotation about the x-axis), so that here too a statically determined mounting of the optical element 106.1 is achieved.
  • Figures 9B to 9D show further variants of the arrangement and design of the first bending joints 214.1 to 214.4. It is understood that the design and arrangement of the bending joints 214.1 to 214.4 can basically be chosen arbitrarily.
  • FIG. 9B shows a modification of the arrangement of the first exemplary embodiment, in which the bending joints 214.1 to 214.4 have a sequence which is reversed in the direction of the force flow.
  • the arrangement of the bending joints usually depends on the desired kinematics or stiffness-independent conditions, such as manufacturability and / or mountability.
  • the movement ratio between the displacement in the first connection region 214.5 and the second connection region 214.6 depends on the distance between the two first bending joints 214.2 and 214.4.
  • FIG. 9C shows a variant already described above in connection with the first exemplary embodiment, in which all the bending joints are designed as joints which are short transversely to the bending axis and thus as pure rotary joints.
  • the two leaf spring-like bending joints 214.2 and 214.4 are aligned in the direction of the force flow direction K.
  • their bending axes are arranged coplanar to the power flow direction K.
  • FIG. 9C This results in an optionally desired division or adjustment of the type of stresses occurring under load (for example, reduction of the bending stresses, occurrence of pure tensile / compressive stresses).
  • the bipod struts can be arranged in their longitudinal direction parallel to a surface of the support unit, wherein the strut feet and the strut heads of Bipodstreben are connected to each other via at least one bending joint 214.2, 214.4 diametrically such that their connecting line the surface of the support unit cuts at an angle.
  • FIGS. 1, 2 and 10A A further preferred exemplary embodiment of the support element 311 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 10A.
  • Support member 31 1 can be used in place of the support member 11 1 in the imaging device 101.
  • the support member 31 1 corresponds in its basic structure and its operation, the support member 1 11 of Figure 2, so that only the differences should be discussed here.
  • similar components are provided with reference numerals increased by the value 200. Unless otherwise stated below, reference is expressly made to the above statements with regard to the features of these components.
  • the 10A shows a section in the region of the support body 314.
  • the only difference of the support member 311 to the support member 11 1 is that the first bending joint 314.1 of the support body 314 are formed as (in the x-direction) leaf spring element, while a bending joint similar Bend joint 1 14.3 is missing.
  • the bending joint 314.1 integrates the function of the two bending joints 114.1 and 114.3 and, moreover, via its torsion, decouples tilting movements of the optical element 106.1 (about a tilting axis running transversely to the optical axis). This also realizes a movement restriction in exactly one degree of freedom (namely the translation along the x-axis), so that a statically determined mounting of the optical element 106.1 is also achieved here.
  • FIG. 10B shows a configuration similar to that of FIG. 10A in terms of shape and function, in which two short leaf springs 314.1 and 314.3 are arranged directly adjacent to one another instead of a long leaf spring.
  • FIGS. 1, 2, 1 1A and 1 1B A further preferred exemplary embodiment of the support element 41 1 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 1 1A and 1 1B.
  • the support element 411 can be used instead of the support element 11 1 in the imaging device 101.
  • the support member 31 1 corresponds in its basic structure and its operation to the support member 1 11 of Figure 2, so that only the differences should be discussed here.
  • similar components are provided with reference numerals increased by the value 300. Unless otherwise stated below, reference is expressly made to the above statements with regard to the features of these components.
  • the support body 414 only the two first bending joints 414.1 and 414.3 (the bending axes parallel to the y-direction), so that in the area
  • Support body 414 movement restriction in four degrees of freedom.
  • Decoupling in two other degrees of freedom occurs in this variant in the region of the second Connection element 415.
  • two turn along their bending axes elongated second bending joints 415.1 and 415.2 of the second connection element 415 are provided.
  • the bending joint 415.1 decouples tilting movements of the optical element 106.1 about a tilting axis extending transversely to the optical axis
  • the bending joint 415.2 provides a decoupling of rotational movements of the optical element about its optical axis.
  • This design has the advantage that the decoupling of the tilting and rotational movements of the optical element 106.1 takes place directly in the vicinity of the optical element 106.1, so that any resulting deviations in the position of the optical element from its nominal value fail smaller than in the direction of Force flow far from the optical element 106.1 remote arrangement of the decoupling elements.
  • the embodiments of the optical modules 108 described here may, according to the fourth embodiment, comprise at least one hinge unit which directly or indirectly links a strut head of a bipod strut of a bipod to the optical element, wherein the hinge unit comprises at least one flexure 414.3 whose bending plane is parallel to the bipod plane of the corresponding bipedal Bipods is.
  • a joint unit for the articulation of the optical element may comprise at least one bending joint whose bending plane is perpendicular to the bipode plane of the corresponding bipod.
  • the strut heads of the bipod can be connected via the hinge unit for attachment to the optical element with a holding element 1 12 holding the optical element, in each case via a connecting element 415.
  • the socket element 1 12 or the connecting element 415 comprise at least one further bending joint 415.1, 415.2.
  • the further bending joint 415.1, 415.2 can have a bending plane which is perpendicular to the bipode plane in the direction of an optical axis of the optical element, and / or which is perpendicular to the bipode plane in the direction perpendicular to an optical axis of the optical element.
  • the Support members 511 of FIG. 611 may be substituted for the support member 41 1 in the imaging device 101.
  • the support member 511 and 61 1 corresponds in its basic structure and its operation to the support member 41 1 of Figure 1 1A, so that only the differences should be discussed here.
  • similar components are provided with reference numerals increased by the values 100 and 200, respectively. Unless otherwise stated below, reference is expressly made to the above statements with regard to the features of these components.
  • the difference between the support element 51 1 and the support element 41 1 is that a decoupling in three degrees of freedom is made available via a leaf-spring-type second bending joint 515.1, namely a decoupling of radial movements in addition to the decoupling of the tilting and rotating movements of the optical element 106.1 of the optical element 106.1 (ie, movements in its radial direction).
  • the support body 514 and the second connection element 515 provide a movement restriction of the optical element 106.1 with respect to the outer ring 110 in exactly one degree of freedom (namely, translation in the x direction).
  • FIGS. 1, 2 and 14A A further preferred exemplary embodiment of the support element 711 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 14A.
  • the support element 71 1 can be used in place of the support member 411 in the imaging device 101.
  • the support member 711 corresponds in its basic structure and its operation to the support member 411 of Figure 11 A, so that only the differences should be discussed here.
  • similar components are provided with reference numerals increased by the value 300. Unless otherwise stated below, reference is expressly made to the above statements with regard to the features of these components.
  • FIGS. 14B to 14D show further variants of the design of this bending joint 715.2, wherein in each case the profile of the cross section of the bending joint 715.2 which is bent perpendicular to the bending axis in a sectional plane is the decisive feature ensuring multiple decoupling.
  • FIG. 14E shows a variant with which the problem of possible parasitic movements of the optical element in the x-direction can be solved via additional leaf spring elements 715.3.
  • FIGS. 1, 2, 15A A further preferred exemplary embodiment of the support element 811 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 15A.
  • Support element 811 can be used in place of the support element 111 in the imaging device 101.
  • the support member 81 1 corresponds in its basic structure and its operation to the support member 1 11 of Figure 2, so here only on the
  • the bending joint 813.1 is formed from two leaf-spring-like elements whose axes intersect and thus define the instantaneous rotational pole of the rotational movement of the lever 813.
  • FIGS. 15B to 15D show further variants of this design with a different arrangement of the two leaf-spring-like elements forming the bending joint 813.1.
  • the flexure hinge 813.1 of the bearing may include a plurality of flexures having respective parallel flex planes forming a pivot pole.
  • the bending joints are designed to form the Drehpols perpendicular to their respective bending planes stiff.
  • FIGS. 1, 2, 16 A further preferred exemplary embodiment of the support element 911 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 16.
  • the Support member 91 1 can be used in place of the support member 1 11 in the imaging device 101.
  • the support element 911 corresponds in its basic structure and its operation to the support element 11 of FIG. 2, so that only the differences should be discussed here.
  • similar components are provided with reference numerals increased by the value 800. Unless otherwise stated below, reference is expressly made to the above statements with regard to the features of these components.
  • the difference to the support member 1 11 is here in the design of the additional Kippabstützung the lever 913.
  • the lever 913 is directly additionally supported, but there is provided an additional leaf spring-like designed bending joint 913.2, via which the support body 914 (in the direction the z-axis) is additionally supported in order to avoid a tilting of the lever 913 and thus of the support body 114 (about the x-axis).
  • first bending joint 914.1 is also formed like a leaf spring.
  • FIGS. 1, 2, 17A A further preferred exemplary embodiment of the support element 101 1 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 17A.
  • the support member 101 1 can be used in place of the support member 1 11 in the imaging device 101.
  • the support member 1011 corresponds in its basic structure and its operation to the support member 1 11 of Figure 2, so that only the differences should be discussed here.
  • similar components are provided with reference numerals increased by 900. Unless otherwise stated below, reference is expressly made to the above statements with regard to the features of these components.
  • FIG. 17B shows a further variant of this design, in which pretensioning device 1019 is integrated directly into bending joint 1013.1.
  • a leaf-spring-like element with (in the xy-plane) U-shaped cross section is monolithically connected to the lever 1013.
  • the bias can be adjusted via a set screw 1019.1 (or a comparable adjusting means), which is connected to the outer ring 1 10.
  • the present invention has been described further above exclusively by means of examples from the field of microlithography with light of wavelength 193 nm. It is understood, however, that the present invention may also be used for any other applications or imaging methods, in particular at arbitrary wavelengths of the light used for imaging.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stützelement für ein optisches Element, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einem Stützkörper, einem ersten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an eine äußere Stützeinheit und einem zweiten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an dem optischen Element. Das Stützelement ist dazu ausgebildet, mit weiteren Stützelementen nach Art einer Parallelkinematik zum Positionieren und Orientieren des optischen Elements bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden zusammenzuwirken. Der Stützkörper umfasst eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken, während das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist, wobei jedes der ersten und zweiten Biegegelenke eine Biegeachse definiert. Über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken ist eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in höchstens zwei Freiheitsgraden realisierbar. Jedes der ersten und zweiten Biegegelenke ist entlang der Biegeachse langgestreckt ausgebildet.

Description

Stützelemente für ein optisches Element
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Für diese Anmeldung wird der Benefit nach 35 U. S. C. 1 19(e)(1 ) der US-Provisional Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 61/114,540 beansprucht, die am 14.11.2008 angemeldet wurde. Ferner wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 10 2008 049 746.0 beansprucht, welche am 30.09.2008 angemeldet wurde.
Der Inhalt der US-Provisional Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 61/114,540, sowie der Inhalt der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 10 2008 049 746.0 ist jeweils Teil dieser Patentanmeldung und wird hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.
Diese Anmeldung umfasst durch Bezugnahme eingeschlossene Referenzen, die Teil dieser Anmeldung sind. Sollte eine Inkonsistenz zwischen der expliziten Offenbarung der vorliegenden Anmeldung und der Offenbarung einer durch Bezugnahme eingeschlossenen Referenz auftreten, so soll die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung Vorrang haben.
Die vorliegende Erfindung betrifft Stützelemente für ein optisches Element sowie Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements. Die Erfindung lässt sich im Zusammenhang mit beliebigen optischen Einrichtungen bzw. optischen Abbildungsverfahren anwenden. Insbesondere lässt sie sich im Zusammenhang mit der bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten Mikrolithographie einsetzen.
Insbesondere im Bereich der Mikrolithographie ist es neben der Verwendung mit möglichst hoher Präzision ausgeführter Komponenten unter anderem erforderlich, die Position und Orientierung optischer Module der Abbildungseinrichtung, also beispielsweise der Module mit optischen Elementen wie Linsen, Spiegeln oder Gittern aber auch der verwendeten Masken und Substrate, im Betrieb möglichst präzise gemäß vorgegebenen Sollwerten einzustellen bzw. solche Komponenten in einer vorgegebenen Position bzw. Geometrie zu stabilisieren, um eine entsprechend hohe Abbildungsqualität zu erzielen (wobei im Sinne der vorliegenden Erfindung der Begriff optisches Modul sowohl optische Elemente alleine als auch Baugruppen aus solchen optischen Elementen und weiteren Komponenten, wie z. B. Fassungsteilen etc., bezeichnen soll). Zu diesem Zweck werden häufig Stützeinrichtungen eingesetzt, bei denen mehrere Stützelemente nach Art einer Parallelkinematik zusammenwirken, um das optische Element in allen sechs Freiheitsgraden zu positionieren und zu orientieren. Ein typisches Beispiel für derartige Parallelkinematiken sind so genannte Hexapoden, bei denen sechs Stützelemente (meist in drei Zweiergruppen, so genannten Bipoden) das optische Element bezüglich einer größeren Stützeinheit in Form einer ringförmigen Halterung positionieren und orientieren. Häufig werden dabei für die Stützelemente einfache, blattfederartige Elemente eingesetzt, wie dies beispielsweise aus der WO 02/16993 A1 (Shibazaki) bekannt ist, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Diese Gestaltungen haben häufig den Nachteil, dass sie senkrecht zur Ebene der Halterung weist vergleichsweise hoch bauen, sodass die Manipulatoren bei einem Design des optischen Systems mit nahe beieinander liegenden optischen Elementen meist miteinander verschachtelt angeordnet werden müssen, um den gewünschten Abstand zwischen den optischen Elementen zu gewährleisten. Dies zieht den weiteren Nachteil nach sich, dass die optischen Elemente nur begrenzt (beispielsweise um die optische Achse des Systems) gegeneinander verdreht eingebaut werden können, sodass es häufig nicht möglich ist, zwei oder mehrere optische Elemente so zu kombinieren, dass sich (beispielsweise durch die Deformationen der Optiken bedingte) Abbildungsfehler der optischen Elemente kompensieren.
Aus der EP 1 632 799 A1 (Shibazaki), deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird, ist eine in Richtung der optischen Achse niedrig bauende Hexapod-
Struktur bekannt, bei der das optische Element über sechs Stützkörper abgestützt ist, die jeweils an beiden Enden über ein nach Art eines Kugelgelenks wirkendes Biegegelenk an den angrenzenden Bauteilen angelenkt sind. Die Verstellung des optischen Elements erfolgt hierbei, indem der der äußeren Stützstruktur zugeordnete Anlenkpunkt des Stützkörpers tangential zur Umfangsrichtung des optischen Elements verschoben wird, sodass der dem optischen Element zugeordnete Anlenkpunkt des Stützkörpers unter anderem in Richtung der optischen Achse des optischen Elements verschoben wird.
Durch die verwendete kugelgelenkartige Anlenkung lässt sich zwar auf kleinem Raum die gewünschte Stellkinematik erzielen, es besteht jedoch das Problem, dass die beiden Biegegelenke nur eine vergleichsweise geringe Querschnittsfläche aufweisen, sodass es schon unter statischer Belastung, vor allen Dingen aber unter dynamischer Belastung (mit hohen Beschleunigungen) zu relativ hohen Spannungen in den Biegegelenken kommt. Dies hat zur Konsequenz, dass zum einen die Standzeit der Manipulatorik des optischen Elements begrenzt ist bzw. nur vergleichsweise geringe Beschleunigungen zulässig sind und damit (bei einer vorgegebenen Regelbandbreite) nur relativ geringe Verstellwege realisiert werden können. Dies ist angesichts der fortdauernden Tendenz zu steigenden Verfahrwegen bei steigender Regelbandbreite äußerst nachteilig.
Ein weiterer Nachteil dieser Gestaltung liegt darin, dass die im Bereich der Kugelgelenke möglichen Kippbewegungen zu einer Verfälschung der Position des dem optischen Element zugeordneten Anlenkpunkts in Richtung der optischen Achse und damit einer reduzierten Positioniergenauigkeit führen können.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Stützelement sowie ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen und insbesondere auf einfache Weise eine hohe Genauigkeit sowie eine hohe Regelbandbreite bei der Positionierung und Orientierung des optischen Elements bei großen Verstellwegen (mithin also hohe Beschleunigungen am optischen Element) und bei hohen Standzeiten des Stützelements ermöglichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass man auf einfache Weise eine besonders hohe Genauigkeit sowie eine besonders hohe Regelbandbreite bei der Positionierung und Orientierung des optischen Elements bei großen Verstellwegen und hohen Standzeiten des Stützelements erzielen kann, indem man die Biegegelenke des Stützelements als quer zu ihrer Biegeachse langgestreckte Biegegelenke ausführt. Hiermit wird in einfacher Weise die Querschnittsfläche des jeweiligen Biegegelenks erhöht, sodass auch bei hohen dynamischen Belastungen vergleichsweise moderate Spannungen auftreten.
Diese Gestaltung hat zudem den Vorteil, dass die Biegegelenke so gestaltet werden können, dass die Bereiche, in denen Bewegungen in den unterschiedlichen Freiheitsgraden zugelassen bzw. eingeschränkt werden, klar unterschiedlichen Bereichen des Stützelements zugeordnet und einfacher erfasst werden können. So kann beispielsweise die Beweglichkeit des Stützelements im Bereich des Stützkörpers in vorteilhafter Weise stark auf Bewegungen in wenigen Freiheitsgraden eingeschränkt werden, während die Bewegungsentkopplung in den übrigen Freiheitsgraden an anderen Stellen des Stützelements erfolgt. Hierdurch sinkt die Komplexität des Regelungskonzepts und es ist eine Erhöhung der Genauigkeit bei der Positionierung und Orientierung des optischen Elements möglich. Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Stützelement für ein optisches Element, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einem Stützkörper, einem ersten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an eine äußere Stützeinheit und einem zweiten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an dem optischen Element. Das Stützelement ist dazu ausgebildet, mit weiteren Stützelementen nach Art einer Parallelkinematik zum Positionieren und Orientieren des optischen Elements bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden zusammenzuwirken.
Der Stützkörper umfasst eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken, während das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist, wobei jedes der ersten und zweiten Biegegelenke eine Biegeachse definiert. Über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken ist eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in höchstens zwei Freiheitsgraden realisierbar. Jedes der ersten und zweiten Biegegelenke ist entlang der Biegeachse langgestreckt ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Stützelement für ein optisches Element, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einem Stützkörper, einem ersten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an eine äußere Stützeinheit und einem zweiten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an dem optischen Element, wobei das Stützelement dazu ausgebildet ist, mit weiteren Stützelementen nach Art einer Parallelkinematik zum Positionieren und Orientieren des optischen Elements bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden zusammenzuwirken. Das erste Anschlusselement ist dazu ausgebildet, dem Stützkörper an einem ersten Anschlussbereich zu dem ersten Anschlusselement eine Verschiebung in einer ersten Richtung aufzuprägen, um eine Verschiebung eines zweiten Anschlussbereichs des zweiten Anschlusselements an dem Stützkörper in einer zweiten Richtung zu erzeugen. Der Stützkörper umfasst eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken, während das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist. Die ersten Biegegelenke sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sie eine Rotation des zweiten Anschlussbereichs bezüglich des ersten Anschlussbereichs um eine Drehachse verhindern, die in einer durch die erste Richtung und die zweite Richtung definierten Bewegungsebene liegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Modul, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einem optischen Element, einer Mehrzahl von Stützelementen und einer äußeren Stützeinheit, wobei die Mehrzahl von Stützelementen das optische Element nach Art einer Parallelkinematik bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden positioniert und orientiert. Wenigstens eines der Mehrzahl von Stützelementen ein erfindungsgemäßes Stützelement.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft die Erfindung ein optisches Modul mit einer Stützeinheit, wenigstens einem Bipod zum Halten und/oder Positionieren eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage relativ zu der Stützeinheit, wobei der Bipod zwei Bipodstreben umfasst, die jeweils mit ihrem ersten Ende, dem Strebenfuß, direkt oder indirekt an der Stützeinheit angelenkt sind, und die jeweils mit ihrem zweiten Ende, dem Strebenkopf, direkt oder indirekt an einem optischen Element so angelenkt sind, dass wenigstens ein Strebenkopf mit einer die beiden Strebenfüße verbindenden Verbindungslinie eine Bipodebene aufspannt. Dabei ist optional der Abstand der Strebenfüße entlang der Verbindungslinie größer als der Abstand der Strebenköpfe zueinander. Alternativ ist der der Abstand der Strebenfüße entlang der Verbindungslinie kleiner oder gleich dem Abstand der Strebenköpfe zueinander. Ferner ist der Abstand der Strebenfüße zueinander mit wenigstens einem an einem Lager gehaltenen und über eine Gelenkeinheit an wenigstem einem Strebenfuß angreifenden, in wenigstens einer Bewegungsrichtung bewegbaren Hebel einstellbar, wobei wenigstens eine Bewegungsrichtung des Hebels außerhalb der Bipodebene liegt, und wobei die Gelenkeinheit wenigstens ein Biegegelenk mit genau einer Biegeebene aufweist, so dass das Biegegelenk senkrecht zu der Biegeebene steif ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer
Beleuchtungseinrichtung, einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe und einer
Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats. Die Beleuchtungseinrichtung ist zum
Beleuchten des Projektionsmusters ausgebildet, während die optische Elementgruppe zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet ist. Die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung umfasst ein erfindungsgemäßes optisches Modul.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem das optische Element über eine Mehrzahl von Stützelementen auf einer äußeren Stützeinheit abgestützt und nach Art einer Parallelkinematik bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden positioniert und orientiert wird, wobei ein Stützelement einen Stützkörper aufweist, der über ein erstes Anschlusselement an die äußere Stützeinheit angebunden wird und über ein zweites Anschlusselement an das optische Element angebunden wird. Der Stützkörper umfasst eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken, während das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist, wobei jedes der ersten und zweiten Biegegelenke eine Biegeachse definiert. Über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken wird eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in höchstens zwei Freiheitsgraden realisiert, wobei für jedes der ersten und zweiten Biegegelenke ein Gelenk verwendet wird, das entlang der Biegeachse langgestreckt ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung schließlich ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem das optische Element über eine Mehrzahl von Stützelementen auf einer äußeren Stützeinheit abgestützt und nach Art einer Parallelkinematik bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden positioniert und orientiert wird, wobei ein Stützelement einen Stützkörper aufweist, der über ein erstes Anschlusselement an die äußere Stützeinheit angebunden wird und über ein zweites Anschlusselement an das optische Element angebunden wird. Das erste Anschlusselement prägt dem Stützkörper an einem ersten Anschlussbereich zu dem ersten Anschlusselement eine Verschiebung in einer ersten Richtung auf, um eine Verschiebung eines zweiten Anschlussbereichs des zweiten Anschlusselements an dem Stützkörper in einer zweiten Richtung zu erzeugen. Der Stützkörper umfasst eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken, während das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist. Durch die ersten Biegegelenke wird eine Rotation des zweiten Anschlussbereichs bezüglich des ersten Anschlussbereichs um eine Drehachse verhindert, die in einer durch die erste Richtung und die zweite Richtung definierten Bewegungsebene liegt.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung, die ein erfindungsgemäßes optisches Modul mit einem erfindungsgemäßen Stützelement umfasst und mit der sich eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abstützen eines optischen Elements durchführen lässt;
Figur 2 ist eine schematische Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Moduls der Abbildungseinrichtung aus Figur 1 ; Figur 3 ist eine schematische Schnittdarstellung des optischen Moduls aus Figur 2 entlang Linie Ill-Ill aus Figur 2);
Figur 4 ist eine schematische Schnittdarstellung des optischen Moduls aus Figur 2 (entlang Linie IV-IV aus Figur 2);
Figur 5 ist eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützelements, welches in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommt;
Figur 6 ist eine schematische Draufsicht auf einen weiteren Teil des Stützelements aus Figur 5;
Figur 7 ist eine schematische Draufsicht auf einen weiteren Teil des Stützelements aus Figur 5;
Figur 8 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abstützen eines optischen Elements, welches sich mit der optischen Abbildungseinrichtung aus Figur 1 durchführen lässt;
Figur 9A bis 9D sind schematische Schnittdarstellungen eines Teils weiterer bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen können;
Figur 10A und 10B sind schematische perspektivische Darstellungen eines Teils weiterer bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen können;
Figur 11 A ist schematische perspektivische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen kann;
Figur 11 B ist eine schematische perspektivische Schnittdarstellung des Stützelements aus Figur 1 1A (entlang Linie XIB-XIB aus Figur 1 1A);
Figur 12 eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen kann; Figur 13 eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen kann;
Figur 14A bis 14E sind schematische Schnittdarstellungen eines Teils weiterer bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen können;
Figur 15A bis 15D sind schematische Schnittdarstellungen eines Teils weiterer bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen können;
Figur 16 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen kann;
Figur 17A und 17B sind schematische Schnittdarstellungen eines Teils weiterer bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stützelements, welche in dem optischen Modul aus Figur 2 zum Einsatz kommen können.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 8 wird im Folgenden eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Stützelements beschrieben, welches in einem erfindungsgemäßen optischen Modul einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie zum Einsatz kommt. Hierbei wird zur Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung ein xyz- Koordinatensystem eingeführt, in welchem die z-Richtung die Vertikalrichtung bezeichnet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Ausrichtung der Komponenten der Abbildungseinrichtung im Raum vorgesehen sein kann.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung in Form einer
Mikrolithographieeinrichtung 101 , die mit Licht im UV-Bereich mit einer Wellenlänge von 193 nm arbeitet. Bei den optischen Elementen der optischen Elementgruppen handelt es sich im vorliegenden Beispiel um refraktive optische Elemente in Form von Linsen, Prismen, Platten oder dergleichen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch jeweils alleine oder in beliebiger Kombination refraktive, reflexive und/oder diffraktive optische Elemente zum Einsatz kommen können.
Die Mikrolithographieeinrichtung 101 umfasst ein Beleuchtungssystem 102, eine Maskeneinrichtung 103, ein optisches Projektionssystem in Form eines Objektivs 104 und eine Substrateinrichtung 105. Das Beleuchtungssystem 102 beleuchtet eine Maske 103.1 , die auf einem Maskentisch 103.2 der Maskeneinrichtung 103 angeordnet ist, mit einem (nicht näher dargestellten) Projektionslichtbündel. Auf der Maske 103.1 befindet sich ein Projektionsmuster, welches mit dem Projektionslichtbündel über die im Objektiv 104 angeordneten optischen Elemente einer optischen Elementgruppe 106 auf ein Substrat in Form eines Wafers 105.1 projiziert wird, der auf einem Wafertisch 105.2 der Substrateinrichtung 105 angeordnet ist.
Das Beleuchtungssystem 102 umfasst neben einer Lichtquelle 102.1 unter anderem eine weitere optische Elementgruppe 107, über welche das Projektionslichtbündel geformt und geleitet wird. Wie im Folgenden beispielhaft anhand des optischen Elements 106.1 der optischen Elementgruppe 106 erläutert wird, werden einzelne oder alle optischen Elemente der optischen Elementgruppen 106 und 107 in einem erfindungsgemäßen optischen Modul 108 gehalten.
Wie insbesondere den Figuren 2 bis 4 zu entnehmen ist, umfasst das optische Modul 108 neben dem optischen Element 106.1 eine aus mehreren Komponenten aufgebaute Halterung 109 für das optische Element 106.1 oder für die optische Baugruppe 106, die mit dem Objektivgehäuse mechanisch verbunden ist, bzw. gegebenenfalls einen Teil des Objektivgehäuses bildet, und somit das Gewicht und die auf das optische Element 106.1 oder die optische Baugruppe 106 wirkenden statischen und dynamischen Lasten auf einer Bodenbzw. Grundstruktur abstützt.
Die Halterung 109 umfasst eine äußere Stützeinheit in Form eines Außenringes 1 10, der über eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Stützelementen 1 11 mit einer inneren Stützeinheit in Form eines Innenringes 112 verbunden ist.
Der Außenring 1 10, die Stützelemente 11 1 und der Innenring 112 sind im vorliegenden Beispiel monolithisch miteinander verbunden. Hierzu können sie beispielsweise mittels Drahterosion und gegebenenfalls weiteren Bearbeitungsverfahren aus einem massiven Block gefertigt worden sein. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch aus mehreren Bauteilen (über beliebige geeignete Fügeverfahren) zusammengefügte Halterungen verwendet werden können.
Die Halterung 109 umfasst im vorliegenden Beispiel sechs Stützelemente 11 1 , welche jeweils paarweise als Bipod 109.1 gruppiert sind. Die so gebildeten drei Bipoden 109.1 sind in Umfangsrichtung U gleichmäßig am Umfang des optischen Elements 106.1 verteilt, sodass sich eine nach Art einer Parallelkinematik gestaltete Stützstruktur in Form eines Hexapods ergibt, mit der eine statisch bestimmte Lagerung des optischen Elements 106.1 erzielt wird. Die
Bipoden 109.1 sind dabei (in einer Neutralstellung) jeweils symmetrisch zu einer durch das optische Element 106.1 definierten Radialebene angeordnet, welche die jeweils durch das optische Element 106.1 definierte optische Achse (z-Richtung) und Radialrichtung R enthält.
Die Stützelemente 11 1 sind so gestaltet, dass sie das an dem Innenring 1 12 in beliebiger herkömmlicher (hier nicht näher beschriebener) Weise befestigte optische Element 106.1 in allen sechs Freiheitsgraden (aktiv und/oder passiv) im Raum verstellbar positionieren bzw. orientieren können. Zu diesem Zweck weist jedes Stützelement 1 11 ein erstes Anschlusselement in Form eines an dem Außenring 110 angelenkten Hebels 1 13 auf. Der Hebel 113 ist in einem ersten Anschlussbereich mit einem Ende eines Stützköpers 114 verbunden, der an seinem anderen Ende in einem zweiten Anschlussbereich mit einem zweiten Anschlusselement 115 verbunden ist. Der zweite Anschlussbereich 1 15 ist wiederum mit dem Innenring 112 verbunden.
Allgemein umfasst das optische Modul 108 in den Ausführungen nach diesem Dokument eine Stützeinheit 1 10, vorzugsweise eine äußere Stützeinheit, wie z.B. einen Außenring 1 10. Ferner umfasst das optische Modul 108 wenigstens einen Bipod 109.1 zum Halten und/oder Positionieren eines optischen Elements 106.1 einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage 101 relativ zu der Stützeinheit 1 10, wobei der Bipod 109.1 zwei Bipodstreben, oder auch Stützkörper 114 genannt, umfasst, die jeweils mit ihrem ersten Ende, dem Strebenfuß, direkt oder indirekt an die Stützeinheit 110 angelenkt sind, und die jeweils mit ihrem zweiten Ende, dem Strebenkopf, direkt oder indirekt an einem optischen Element 106.1 angelenkt sind. Die Anlenkungen der Strebenköpfe und der Strebenfüße sind dabei so, dass wenigstens ein Strebenkopf mit einer die beiden Strebenfüße verbindenden Verbindungslinie eine Bipodebene aufspannt, wobei der Abstand der Strebenfüße entlang der Verbindungslinie größer ist als der Abstand der Strebenköpfe zueinander, und wobei der Abstand der Strebenfüße zueinander mit wenigstens einem, an einem Lager (1 13.1 in Fig. 6) gehaltenen, und über eine Gelenkeinheit an wenigstem einem Strebenfuß angreifenden, in wenigstens einer Bewegungsrichtung bewegbaren Hebel 1 13 einstellbar ist. Dabei liegt wenigstens eine Bewegungsrichtung des Hebels außerhalb der Bipodebene. Ferner weist die Gelenkeinheit wenigstens ein Biegegelenk (z.B. 1 14.1 , 114.2 in Fig. 5) mit genau einer Biegeebene auf, so dass das Biegegelenk senkrecht zu der Biegeebene steif ausgebildet ist.
Alternativ kann der Abstand der Strebenfüße entlang der Verbindungslinie kleiner oder gleich dem Abstand der Strebenköpfe zueinander sein. Allgemein wird mit den Abständen und den damit definierten Schnittpunkten der Bipodstreben, bzw. der Schnittpunkte der entlang der Bipodstreben verlaufenden Geraden, die Lage von Kippachsen definiert, um die eine Verkippung (Drehung) einer Plattform (oder eines Körpers) erfolgt, wenn mehrere Bipodelemente nach Art einer Parallelkinematik (z.B. in Form eines Hexapods) auf eine im Raum auszurichtende Plattform oder auf eine Körper einwirken.
Bei der beschriebenen allgemeinen Ausführungsform des optischen Moduls 108 kann beispielsweise eine Bipodstrebe eines Bipods direkt mit einem Außenring (oder der Stützeinheit) verbunden sein, wogegen die zweite Bipodstrebe des Bipods, wie oben beschrieben, indirekt z.B. über den Hebel 1 13 mit dem Außenring 1 10 verbunden ist. Alternativ können beide Bipodstreben indirekt, z.B. über jeweilige Hebel 1 13 (oder allgemein über Aktoren) mit dem Außenring (mit einer Stützeinheit 110) verbunden sein. Dabei ergibt sich vorteilhaft, dass bei Abstandsänderung der Strebenfüße und/oder bei Änderung der Position der Strebenfüße relativ zur Stützeinheit 110, sich die Strebenköpfe des Bipods abhängig von der Position der Strebenfüße in mehrere Richtungen bewegen können. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, ein direkt oder indirekt an den Strebenköpfen angelenktes optisches Element in mehreren Freiheitsgraden zu bewegen. Dabei hängt die Zahl der Freiheitsgrade zusätzlich von den weiteren Fassungselementen ab, die das optische Element halten. Vorzugsweise umfasst das optische Modul 108 drei Bipods, die, wie oben beschrieben, einen Hexapod ausbilden. In diesem Falle umfasst das optisches Modul 108 drei entsprechend dem wenigstens einen Bipod vorzugsweise jeweils gleich ausgebildeten Bipoden, die zum Halten und/oder Positionieren des optischen Elements relative zu der Stützeinheit eine Hexapodstruktur bilden, wobei jedem Bipod entsprechend dem wenigstens einen Bipod jeweils entsprechende Hebel und Gelenkeinheiten zugeordnet sind. Die durch den Hexapod ausgebildete Parallelkinematik, bei der das optische Element in bis zu 6 Freiheitsgraden weitgehend frei von Zwangskräften positionierbar ist, hat den Vorteil, dass alle Aktoren (Hebel) unmittelbar auf die gleiche bewegte Plattform wirken. Dabei ist die Plattform die Einheit oder die Baugruppe, die mit den Strebenköpfen der Bipoden verbunden ist. Dies kann z.B. das optische Element selbst sein (bei direkter Anlenkung der Strebenköpfe der Bipodstreben), oder z.B. ein innerer Fassungsring für das optische Element, der zusätzlich die unten näher beschriebenen Anschlusselemente umfassen kann. Der Vorteil einer Parallelkinematik ist unter anderem, dass diese eine geringere Masse aufweist als eine Seriellkinematik, bei der jeder Aktor auf eine eigene Stellplattform mit jeweils einer zusätzlichen Masse wirkt. Durch die geringere Gesamtmasse der Parallelkinematik ergibt sich für diese vorteilhaft ein Eigenfrequenzspektrum, dessen kleinste Eigenfrequenz üblicherweise deutlich höher ist, als die kleinste Eigenfrequenz bei Seriellkinematiken, da diese in erster Näherung mit der Quadratwurzel aus dem Kehrwert der Masse skaliert. Durch die höhere Eigenfrequenz kann eine Vibrationsanregung des optischen Moduls verhindert werden. Dies ist bei optischen Modulen, wie sie in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werden von wesentlicher Bedeutung, da ansonsten die hohe optische Auflösung nicht erreicht wird. Aufgrund der geringeren Masse weist die Parallelkinematik auch bessere dynamische Eigenschaften auf als eine Seriellkinematik. Ein weiterer Vorteil der Parallelkinematik ist, dass keine bewegten elektrischen Leitungen erforderlich sind, wodurch das Risiko von Zwangskräften durch Kabel nicht auftritt. Ferner lassen sich Parallelkinematiken flacher und damit kompakter bauen als Seriellkinematiken. Auch dies ist in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ein wesentlicher Vorteil, da dort die optischen Elemente häufig sehr dicht aneinander angeordnet sind, insbesondere, wenn auf optische Elemente mit teuren Freiformflächen als brechende und/oder reflektierende Flächen verzichtet wird. Ein weiterer sehr wichtiger Aspekt bei Präzisionsoptiken, wie sie in mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzt werden, ist, dass bei Parallelkinematiken, wie z.B. dem genannten Hexapod, sich keine Führungsfehler addieren, wie dies bei Seriellkinematiken der Fall ist. Damit wird mit Parallelkinematiken die höchste Stellgenauigkeit und damit die beste Positioniergenauigkeit für das optische Element in dem optischen Modul 108 erreicht.
Bei der beschriebene allgemeine Ausführungsform des optischen Moduls 108 kann ferner, wie erwähnt, eine Bipodstrebe des Bipods mit ihrem Strebenkopf direkt an einem optischen
Element angreifen. Alternativ dazu greift der Strebenkopf indirekt am optischen Element an, wobei zwischen dem Strebenkopf und dem optischen Element ein unten näher ausgeführtes
Anschlusselement 1 15 vorgesehen sein kann, oder wobei das optische Element zusätzlich in einer Fassung, z.B. einem inneren Fassungsring gehalten sein kann. Üblicherweise, aber nicht notwendigerweise greifen beide Strebenköpfe eines Bipods in gleicher Art und Weise am optischen Element an, insbesondere dann, wenn das optische Element im optischen Modul mittels eines Hexapods gehalten ist.
Dadurch, dass in der allgemeinen Ausführung des optischen Moduls 108 wenigstens eine
Bewegungsrichtung des Hebels außerhalb der Bipodebene liegt, lässt sich das Modul 108 in Richtung senkrecht zur Verbindungslinie der Strebenfüße flacher und damit kompakter gestalten. Damit wird der Vorteil der kompakten Bauweise von Parallelkinematiken, wie z.B. der genannten Hexapod, weiter optimiert. Die kompakteste Bauweise wird erreicht, wenn die Bewegungsrichtung des Hebels senkrecht zur Bipodebene erfolgt, da dann die Bewegung des Hebels in Richtung senkrecht zur Verbindungslinie der Strebenfüße keinen Raum benötigt.
Damit der Abstand der Strebenfüße bei der allgemeinen Ausführung des optischen Moduls 108 variierbar wird oder eingestellt werden kann, muss wenigstens ein Strebenfuß über eine Gelenkeinheit mit dem bewegbaren Hebel verbunden sein. Dies ergibt sich unter anderem daraus, weil bei Abstandsänderung der Strebenfüße sich notwendigerweise eine Änderung des Winkels zwischen der mittels des Hebels bewegten Bipodstrebe und dem Hebel ergibt, denn die Bipodstreben sind üblicherweise starr ausgebildet, d.h., dass sich deren Länge in guter Näherung nicht ändert. Dabei umfasst die Gelenkeinheit wenigstens ein erstes Biegegelenk. Um die Vorteile einer mittels des optische Moduls 108 gebildeten Parallelkinematik hinsichtlich Positioniergenauigkeit bei der Verwendung von Biegegelenken, wie z.B. Festkörpergelenken, voll auszuschöpfen, weist das Biegegelenk genau eine Biegeebene auf. Dadurch wird verhindert, dass durch eine parasitäre Biegung des Biegegenlenks, in eine Richtung die von der Biegeebene abweicht, der an der Gelenkeinheit angreifende Strebenfuß in eine nicht gewünschte parasitäre Richtung verstellt wird. Letzteres hätte zur Folge, dass auch der zugehörige Strebenkopf des Bipods eine nichtgewünschte parasitäre Bewegung ausführt, wodurch die Positioniergenauigkeit beeinträchtigt wäre. Damit das Biegegelenk genau eine Biegeebene aufweist muss es in Richtungen außerhalb der Biegeebene, z.B. in Richtung senkrecht zur Biegeebene steif ausgebildet sein.
Unter dem relativen Begriff „steif soll verstanden werden, dass das Biegegelenk in Richtung der Biegeebene ein erstes Widerstandsmoment und senkrecht zur Biegeebene ein zweites Widerstandsmoment aufweist, wobei das zweite Widerstandsmoment wenigstens doppelt so groß wie das erste Widerstandsmoment ist. Unter Widerstandsmoment in Richtung einer Biegeebene soll das Widerstandsmoment verstanden werden, welches bei Biegebeanspruchung des Biegegelenks in Richtung der Biegeebene maßgeblich ist. Analog soll unter dem zweiten Widerstandsmoment jenes verstanden werden, welche bei Biegebeanspruchung eines Biegegelenks in Richtung senkrecht zur Biegeebene maßgeblich ist. Allgemein gilt, je höher das zweite Widerstandsmoment ist, desto steifer ist die Ausbildung des Biegegelenks in Richtung senkrecht zur Biegeebene. Diese Betrachtung gilt allgemein für eine beliebige Richtung und ist nicht auf die Richtung senkrecht zur Biegeebene beschränkt. Abhängig von der geforderten Positioniergenauigkeit des optischen Elements und der Geometrie des Bipods, insbesondere der Länge der Bipodstreben und ihre Ankopplung an das optische Element unter Beachtung etwaiger weiterer Biegegelenke, ergeben sich unter Umständen höhere Steifigkeitsanforderungen. So kann es erforderlich sein, dass das zweite Widerstandsmoment wenigstens 5-mal größer oder wenigstens 10-mal größer ist als das erste Widerstandsmoment.
Unter dem Widerstandsmoment sei hier der Quotient aus axialem Flächenmoment 2. Grades
(oder Flächenträgheitsmoment) und dem größten Abstand einer Randfaser zur neutralen Faser des Biegegelenks verstanden. Mit dem Widerstandsmoment ergibt sich die maximale
Spannungsbelastung bei gegebener Biegebeanspruchung (bei gegebenem Biegemoment) als
Quotient aus Biegemoment und Widerstandsmoment. Um auch etwaige maximale
Tangentialspannungen bei Torsionsbeanspruchungen zu berücksichtigen, tritt an die Stelle des
Widerstandsmoments das polare Widerstandsmoment, oder auch Torsionswiderstandsmoment genannt.
Um obige Anforderungen an die Steifigkeit in einer von der Biegeebene abweichenden Richtung, z.B. senkrecht dazu, zu erfüllen ist es häufig ausreichend, wenn das Biegegelenk eine langgestreckten Biegeachse senkrecht zur Biegeebene aufweist, und dabei die Länge des Biegegelenks in Richtung der Biegeachse wenigstens das doppelte einer senkrecht zur Biegeachse in Biegerichtung verlaufenden maximalen Querschnittsdimension des wenigstens einen Biegegelenks der Gelenkeinheit beträgt. Ist beispielsweise das Biegegelenk als blattfederartiges Gelenk mit quadratischem Querschnitt senkrecht zur Biegeebene ausgebildet, so ist diese Bedingung verletzt. Ist dagegen das Biegegelenk mit rechteckigem Querschnitt senkrecht zur Biegeebene ausgestattet, wobei die lange Seite des Querschnittsrechtecks senkrecht zur Biegeebene ist, so ist die Bedingung erfüllt, wenn das Querschnittsrechteck ein Kantenlängenverhältnis von zwei aufweist.
Der jeweilige Stützkörper 1 14 (welcher eine Bipodstrebe ausbildet) erstreckt sich im vorliegenden Beispiel der Fig. 2 bis 4 etwa parallel zu der zugehörigen Tangentialrichtung T (die durch die Tangente an das optische Element 106.1 am Ort der dem jeweiligen Bipod 109.1 zugordneten Radialebene definiert ist). Jeder Stützkörper 114 weist in dieser Ausführung vier erste Biegegelenke 1 14.1 bis 114.4 auf (Fig. 5), die jeweils eine erste Biegeachse definieren. Die Biegeachsen der Biegegelenken 1 14.1 und 114.3 bzw. 1 14.2 und 114.4 verlaufen dabei paarweise parallel zueinander, während die Biegeachsen der beiden Paare 114.1 , 114.3 und 1 14.2, 1 14.4 quer (hier genauer gesagt senkrecht) zueinander verlaufen.
Wie in Fig. 5 ersichtlich und beschrieben, kann die Gelenkeinheit der allgemeinen Ausführung des optischen Moduls 108 ein weiteres Biegegelenk 1 14.2 mit einer weiteren Biegeebene umfassen, die etwa senkrecht zur Biegeebene des wenigstens einen Biegegelenks 114.1 ist. Das weitere Biegegelenk 1 14.2 weist vorzugsweise eine weitere Biegeachse senkrecht zur weiteren Biegeebene auf. Damit ist der mittels der Gelenkeinheit an den Hebel 1 13 angelenkte Strebenfuß 1 14 des Bipods 109.1 mittels der bezüglich ihrer Drehachsen gekreuzten Biegegelenke gelagert, wodurch der Strebenfuß und damit die zugehörige Bipodstrebe in zwei Freiheitsgraden entkoppelt ist ist. Bei geeigneter Anordnung der gekreuzten Biegegelenke kann durch diese ein Kugelgelenk angenähert werden, insbesondere wenn der Abstand der gekreuzten Drehachsen im Bereich der Ausdehnung eines Biegegelenks senkrecht zur Biegeachse ist, oder gar kleiner.
Um wieder die Vorteile einer mittels des optische Moduls 108 gebildeten Parallelkinematik hinsichtlich Positioniergenauigkeit bei der Verwendung von Biegegelenken, wie z.B. Festkörpergelenken, voll auszuschöpfen, ist auch das weitere Biegegelenk 1 14.2 senkrecht zu der weiteren Biegeebene vorzugsweise steif ausgebildet. Dabei hat das weitere Biegegelenk in Richtung der weiteren Biegeebene ein erstes Widerstandsmoment und senkrecht zur weiteren Biegeebene ein zweites Widerstandsmoment, wobei das zweite Widerstandsmoment wenigstens doppelt so groß wie das erste Widerstandsmoment ist. Das oben im Zusammenhang mit dem wenigstens einen Biegegelenk bezüglich seiner Steifigkeit dargelegte gilt für das weitere Biegegelenk analog.
Um auch bei etwaigen Torsionsbeanspruchungen der Bipodstrebe 114, die in einer Torsion der Biegegelenke resultieren kann, einen möglichst geringen parasitäre Bewegung des an die Beigegelenke angelenkten Strebenfußes zu erhalten, ist das weitere Biegegelenk 1 14.2 bezogen auf eine Torsionsachse senkrecht zur weiteren Biegeachse so ausgebildet, dass das polare Widerstandsmoment bezogen auf diese Torsionsachse wenigstens das Doppelte des Widerstandsmoments in Richtung der weiteren Biegeebene ist.
Bei der allgemeinen Ausführung des optischen Moduls 108 kann dieses so gestaltet sein, dass die Biegeebene des wenigstens einen Biegegelenks der Gelenkeinheit parallel zu einer Symmetrieebene des optischen Elements oder parallel zu einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage ist. In diesem Fall erstreckt sich die Biegeachse des Biegegelenks parallel zur optischen Achse. In den Ausführungen nach den Figuren 2 bis 5 entspricht ein solches Biegegelenk dem Gelenk 114.1. Umfasst die Ausführung des optischen Moduls eine Gelenkeinheit mit einem weiteren Biegegelenk, so ist die weitere Biegeebene des weiteren Biegegelenks vorzugsweise senkrecht zu einer Symmetrieebene des optischen Elements, oder die weitere Biegeebene ist parallel zu einer optischen Achse innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage. Ein solches weiteres Biegegelenk ist in den Ausführungen nach den Figuren 2 bis 5 das Gelenk 114.2. Hierbei ist die weitere Biegeebene des weiteren Biegegelenks parallel zur Bipodebene, insbesondere dann, wenn das optische Modul 108 eine oben beschriebene Hexapodstruktur bildet. Fig. 6 zeigt, dass der jeweils zum Stützkörper 1 14 zugehörige Hebel 1 13 über ein zweites Biegegelenk 113.1 an dem Außenring 1 10 angelenkt ist. Das zweite Biegegelenk 1 13.1 definiert eine zweite Biegeachse und damit einer Drehachse des Hebels 1 13, die (in der Neutralstellung der Halterung 109) parallel zu der optischen Achse des optischen Elements 106.1 verläuft.
Bei einer derartigen Lage des Biegegelenks 113.1 in dem optischen Modul 108 ist die Bewegungsrichtung des Hebels zur Bipodebene senkrecht, wenn die Bipodebene parallel zur optischen Achse verläuft. Allgemein kann unabhängig von einer optischen Achse die Bewegungsrichtung des Hebels senkrecht zu der Bipodebene erfolgen. Dabei ist dann die Biegeebene des wenigstens einen Biegegelenks 1 14.1 senkrecht zur Bipodebene. Die Biegeachse des wenigstens einen Biegegelenks 114.1 ist dann parallel zur Bipodebene.
Der Hebel 1 13 kann durch eine (nachfolgend noch näher erläuterte) Stelleinrichtung 116 um seine durch das Biegegelenk 113.1 definierte Drehachse verdreht werden. Hierbei erfährt der erste Anschlussbereich 1 14.5 des Stützkörpers 1 14 eine Verschiebung in der zugehörigen Tangentialrichtung T (x-Richtung). Diese Bewegung wird durch die in Richtung der optischen Achse des optischen Elements 106.1 versetze Anordnung der ersten Biegegelenke 114.2 und 114.4 und die Widerlagerkraft des im Bipod 109.1 zugeordneten weiteren Stützelements 1 11 in eine Bewegung des zweiten Anschlussbereichs 1 14.6 umgesetzt, die zumindest teilweise in Richtung der optischen Achse des optischen Elements 106.1 (z-Richtung) verläuft.
In einem optisches Modul 108 nach den hier beschriebenen Ausfuhrungsformen ist das wenigstens eine Biegegelenk 114.1 oder das weitere Biegegelenk 114.2 der Gelenkeinheit als Blattfeder ausgebildet, wie es in Fig. 5 angedeutet ist. Ferner kann auch das Lager des dem jeweiligen Bipod 109.1 zugeordneten Hebels 113 als Biegegelenk 113.1 ausgebildet sein, welches den Hebel 113 an die Stützeinheit 110 anlenkt.
Das jeweilige erste Biegegelenk 114.1 bis 114.4 sowie das jeweilige zweite Biegegelenk 1 13.1 ist dabei so gestaltet, dass es im Gegensatz zu den aus der eingangs zitierten EP 1 632 799 A1 (Shibazaki) entlang seiner Biegeachse langgestreckt ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch die Querschnittsfläche des Biegegelenks 1 14.1 bis 114.4 bzw. 1 13.1 vergrößert wird, sodass es im Betrieb auch unter hohen dynamischen Lasten am jeweiligen Biegegelenk 1 14.1 bis 1 14.4, 113.1 nur zu moderaten Spannungen innerhalb des Biegegelenks 114.1 bis 114.4, 113.1 kommt.
Gegenüber den bekannten Gestaltungen bringt dies im Falle einer aktiven Positionierung/Orientierung des optischen Elements 106.1 den Vorteil mit sich, dass wegen der geringeren Spannungen in den Gelenken 114.1 bis 114.4, 113.1 größere Beschleunigungen zulässig sind und damit bei einer vorgegebenen Regelbandbreite der Verstellung des optischen Elements 106.1 größere Verstellwege realisiert werden können, ohne dass dies zu einer (gegebenenfalls langfristigen) Überlastung des Biegegelenks 1 14.1 bis 114.4 bzw. 1 13.1 führt.
Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung liegt darin, dass die Bewegungen in den einzelnen Freiheitsgraden klar unterschiedlichen Biegegelenken zugeordnet sind. Hierdurch vereinfacht sich eine gegebenenfalls vorgesehene Erfassung der Stellbewegungen an dem jeweiligen Stützkörper.
Schließlich bringt die quer zu seiner Biegeachse kurze Gestaltung des zweiten Biegegelenks 1 13.1 , also seine Gestaltung als reines Drehgelenk den Vorteil mit sich, dass es höchstens zu einer geringen Verkippung des Hebels 1 13 um eine Achse quer zur Biegeachse des zweiten Biegegelenks 113.1 kommen kann. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Genauigkeit der Position und Orientierung des optischen Elements 106.1 sowie die Stabilität der Position und Orientierung des optischen Elements 106.1 unter dynamischen Lasten, da eine solche Verkippung als Ursache für eine Abweichung von der Sollposition wegfällt.
Um solche Verkippungen zu reduzieren, kann das Lager für den Hebel 113 bildende Biegegelenk 1 13.1 genau eine Biegeebene haben, so dass das Biegegelenk des Lagers senkrecht zu seiner Biegeebene steif ausgebildet ist. Diese Ausführung wird insbesondere in den hier beschriebenen Ausführungsformen des optischen Moduls 108 aufgrund der oben beschriebenen Vorteile bevorzugt. Auch hier soll unter dem Begriff „steif" verstanden werden, das dass Biegegelenk des Lagers in Richtung seiner Biegeebene ein erstes Widerstandsmoment und senkrecht zu seiner Biegeebene ein zweites Widerstandsmoment aufweist, wobei das zweite Widerstandsmoment wenigstens doppelt so groß wie das erste Widerstandsmoment ist. Es ist häufig ausreichend, die Steifigkeit dadurch zu erzielen, dass das Biegegelenk des Lagers eine langgestreckten Biegeachse senkrecht zu seiner Biegeebene aufweist, wobei die Länge des Biegegelenks des Lagers in Richtung seiner Biegeachse wenigstens das doppelte einer senkrecht zur Biegeachse des Lagers in Biegerichtung verlaufenden maximalen Querschnittsdimension des Biegegelenks des Lagers ist. Bei den optischen Modulen 108 nach den hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Biegeachse 1 13.1 des Lagers parallel zu der Bipodebene sein, dessen Bipod mit dem durch das Lager gehaltenen Hebel 1 13.1 einstellbar ist.
Um das Ausmaß der oben beschriebenen Verkippung noch weiter zu reduzieren, ist der jeweilige Hebel 1 13 in vorliegenden Beispiel weiterhin über eine als Stützgelenk wirkende Biegegelenkeinrichtung 1 17 an dem Außenring angelenkt. Die Biegegelenkeinrichtung 1 17 ist als (in der xy-Ebene) im Wesentlichen U-förmiger Stützarm mit drei weiteren zweiten Biegegelenken 1 17.1 ausgebildet, deren Biegeachsen jeweils parallel zu der Biegeachse des zweiten Biegegelenks 113.1 verläuft. Hierdurch kann er der Drehbewegung des Hebels 1 13 folgen und gleichzeitig als Stütze gegen die oben beschriebene Verkippung des Hebels 1 13 dienen.
Der Stützarm 1 17 ist bezüglich des ersten Anschlussbereichs 114.5 dem zweiten Biegegelenk 1 13.1 gegenüberliegend angeordnet, wodurch eine besonders gute Abstützung gegen eine Verkippung des Hebels erzielt werden kann. Es versteht sich jedoch, dass die Kippabstützung des Hebels aber auch an beliebiger geeigneter anderer Stelle angeordnet werden kann.
Soll eine besonders gute Kippabstützung erzielt werden, kann gegebenenfalls auch vorgesehen sein, den (nahezu frei auskragenden) Teil des Außenringes 1 10, an dem der Stützarm 117 angeordnet ist, durch eine verstärkende (besipielsweise verschraubte) Stützplatte mit dem jenseits des Hebels 1 13 liegenden Teil des Außenringes 110 zu verbinden, wie dies in Figur 2 durch die gestrichelte Kontur 118 angedeutet ist.
Es versteht sich weiterhin, dass die zusätzliche Kippabstützung des Hebels bei anderen Varianten der Erfindung auch anderweitig gestaltet sein kann. Gegebenenfalls kann sie aber auch vollständig fehlen, sofern durch das zweite Biegegelenk eine ausreichende Abstützung bei den zu erwartenden statischen und dynamischen Lasten gewährleistet ist.
Zur Reduktion der oben beschriebenen Verkippung des Hebels 1 13 kann in den beschriebenen Ausführungsformen des optischen Moduls 108 der Hebel über wenigstens ein weiteres Biegegelenk mit der Stützeinheit 1 10 verbunden ist. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das weitere Biegegelenk des Hebels genau eine Biegeebene aufweist die parallel zur Biegeebene des Biegegelenks 1 13.1 des Lagers ist. Ferner ist vorzugsweise das weitere Biegegelenk des Hebels senkrecht zu seiner Biegeebene ebenfalls steif ausgebildet. Weiter vorteilhaft ist, wenn das weitere Biegegelenk in einer Entfernung vom Lager angeordnet ist, die kleiner als die doppelte Länge des Lastarms des Hebels ist. Hierdurch wird bei den üblichen großen Wegübersetzungsverhältnissen von Kraft- zu Lastarm, von häufig größer als 5, durch das weitere den Hebel abstützende Biegegelenk lediglich ein relativ kleiner Wegausgleich am weiteren Biegegelenk erforderlich, weshalb dieses weitere Biegegelenk ebenfalls steif ausgebildet werden kann. Allgemein kann der Hebel 1 13 als einseitiger oder zweiseitiger Hebel ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Hebel zur Reduktion der Verkippung über ein Biegegelenk 914.1 an der Bipodstrebe 914 angelenkt sein, insbesondere wenn diese wieder an der Stützeinheit 1 10 über ein Biegegelenk 913.2 abgestützt ist (siehe Fig. 16). Wie insbesondere Figur 7 zu entnehmen ist, ist der Hebel 1 13 an seinem dem Stützkörper 113 abgewandten freien Ende mit einer Stelleinrichtung 116 verbunden, über welche die Verdrehung des Hebels 113 um seine Drehachse eingestellt werden kann. Im gezeigten Beispiel handelt es sich hier um eine an sich bekannte passive Einrichtung, bei der über unterschiedliche Mittel (Verschraubungen und Passscheiben) eine Grob- und Feineinstellung der Verdrehung des Hebels erfolgen kann. Es versteht sich hier, dass zusätzlich zu oder anstelle dieser passiven Stelleinrichtung wie erwähnt auch eine aktive (nach beliebigen Wirkprinzipien oder Wirkprinzipkombinationen arbeitende) Stelleinrichtung vorgesehen sein kann.
Besonders vorteilhaft bei der vorliegenden Gestaltung ist jedoch die anders als bei den bekannten Gestaltungen (z. B: der eingangs genannten EP 1 632 799 A1 ) vorgenommene Integration der Vorspanneinrichtung 1 19 für den Hebel 1 13 in die Schwenkebene des Hebels 113. Die Vorspanneinrichtung 119 ist hier als einfache Blattfeder gestaltet, die in den Spalt zwischen dem Außenring 1 10 und dem Hebel 1 13 integriert ist. Dies hat den Vorteil, dass durch die Vorspannkraft kein zusätzliches Kippmoment auf den Hebel 113 ausgeübt wird. Zudem kann die Blattfeder 1 19 selbst (aufgrund ihrer hohen Steifigkeit in ihrer Erstreckungsebene) noch als Kippabstützung des Hebels 1 13 dienen bzw. diese unterstützen.
In weiteren Ausführungsformen der hier beschriebenen optischen Module 108 kann der Hebel eine Vorspanneinrichtung und eine Stelleinrichtung, z.B. entsprechend der oben beschriebenen, umfassen.
Wie insbesondere Figur 5 zu entnehmen ist, sind die ersten Biegegelenke 114.1 und 114.3 im vorliegenden Beispiel quer zu ihrer Biegeachse kurz und damit als reine Drehgelenke gestaltet, während die beiden ersten Biegegelenke 1 14.2 und 1 14.4 auch quer zu ihrer Biegeachse als langgestreckte Blattfederelemente ausgebildet sind. Diese Gestaltung bringt es mit sich, dass die beiden ersten Biegegelenke 114.2 und 1 14.4 auch eine Torsion um eine Achse (hier: die x- Achse) quer zu ihrer Biegeachse aufnehmen können.
Hierdurch kann beispielsweise eine Verkippung des optischen Elements 106.1 um eine quer zu seiner optischen Achse verlaufende Achse durch die Stützelemente 11 1 kompensiert werden. Folglich erfolgt beim vorliegenden Beispiel durch den Stützkörper 1 14 eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements 106.1 bezüglich des Außenrings in genau einem Freiheitsgrad (nämlich der Translation in der x-Richtung).
Es versteht sich jedoch, dass bei bestimmten Varianten der Erfindung (beispielsweise bei einer rein translatorischen Verstellung des optischen Elements) die Möglichkeit einer solchen Verkippungskompensation auch fehlen kann. In diesen Fällen können beispielsweise alle vier ersten Biegegelenke als (quer zur Biegeachse kurze) reine Drehgelenke ausgeführt sein. In diesem Fall erfolgt dann eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements 106.1 bezüglich des Außenrings in zwei Freiheitsgraden (nämlich der Translation in der x-Richtung und der Rotation um die X-Richtung).
Figur 8 zeigt ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abstützung des optischen Elements 106.1 , welches mit der Mikrolithographieeinrichtung 101 durchgeführt wird.
Zunächst werden in einem Schritt 120.1 die Komponenten des optischen Moduls 108 zu Verfügung gestellt, wie sie oben beschrieben wurden.
In einem Schritt 120.2 werden dann das optische Element 106.1 und die Halterung 109 miteinander verbunden.
Anschließend werden einem Schritt 120.3 über die Stelleeinrichtungen 1 16 die Position und die Orientierung des optischen Elements in der oben beschriebenen Weise eingestellt
Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , 2 und 9A ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stützelements 211 beschrieben. Das Stützelement 211 kann an Stelle des Stützelements 1 11 in der Abbildungseinrichtung 101 eingesetzt werden. Das Stützelement 21 1 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Funktionsweise dem Stützelement 1 11 aus Figur 2, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen. Sofern nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Die Figur 9A zeigt einen Schnitt im Bereich des Stützkörpers 214. Der einzige Unterschied des Stützelements 21 1 zum Stützelement 1 11 besteht darin, dass die ersten Biegegelenke 214.2 und 214.4 des Stützkörpers 214 als quer zur x-Richtung verlaufende Blattfederelmente ausgebildet sind. Hierdurch wird ebenfalls eine Bewegungseinschränkung in genau einem Freiheitsgrad realisiert (nämlich der Rotation um die x-Achse), sodass auch hier eine statisch bestimmte Lagerung des optischen Elements 106.1 erzielt wird. Die Figuren 9B bis 9D zeigen weitere Varianten der Anordnung und Gestaltung der ersten Biegegelenke 214.1 bis 214.4. Es versteht sich hierbei, dass die Gestaltung und Anordnung der Biegegelenke 214.1 bis 214.4 grundsätzlich beliebig gewählt werden kann. So zeigt beispielsweise die Figur 9B eine Abwandlung der Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels, bei der die Biegegelenke 214.1 bis 214.4 eine in Richtung des Kraftflusses vertauschte Abfolge aufweisen.
Die Anordnung der Biegegelenke richtet sich dabei in der Regel nach der gewünschten Kinematik bzw. steifigkeitsunabhängigen Bedingungen, wie Herstellbarkeit und/oder Montierbarkeit. Insbesondere richtet sich die Bewegungsübersetzung zwischen der Verschiebung in den ersten Anschlussbereich 214.5 und dem zweiten Anschlussbereich 214.6 nach dem Abstand der beiden ersten Biegegelenke 214.2 und 214.4.
Die Figur 9C zeigt einen bereits oben im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Variante, bei der alle Biegegelenke als quer zur Biegeachse kurze Gelenke und damit als reine Drehgelenke ausgeführt sind.
Bei der Variante aus Figur 9D sind die beiden blattfederartigen Biegegelenke 214.2 und 214.4 in Richtung der Kraftflussrichtung K ausgerichtet. Mithin sind also ihre Biegeachsen koplanar zu der Kraftflussrichtung K angeordnet. Dasselbe gilt im Übrigen auch für die Gestaltung aus Figur 9C. Hierdurch ergibt sich eine gegebenenfalls gewünschte Aufteilung bzw. Einstellung der Art der unter Last auftretenden Spannungen (beispielsweise Reduktion der Biegespannungen, Auftreten reiner Zug/Druckspannungen).
In einem optisches Modul 108 nach den hier beschriebenen Ausführungsformen können die Bipodstreben in ihrer Längsrichtung parallel zu einer Fläche der Stützeinheit angeordnet sein, wobei die Strebenfüße und die Strebenköpfe der Bipodstreben über jeweils wenigstens ein Biegegelenk 214.2, 214.4 diametral derart miteinander verbunden sind, dass deren Verbindungslinie die Fläche der Stützeinheit unter einem Winkel schneidet.
Drittes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , 2 und 10A ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stützelements 311 beschrieben. Das
Stützelement 31 1 kann an Stelle des Stützelements 11 1 in der Abbildungseinrichtung 101 eingesetzt werden. Das Stützelement 31 1 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Funktionsweise dem Stützelement 1 11 aus Figur 2, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 200 erhöhten Bezugszeichen versehen. Sofern nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Die Figur 10A zeigt einen Schnitt im Bereich des Stützkörpers 314. Der einzige Unterschied des Stützelements 311 zum Stützelement 11 1 besteht darin, dass das erste Biegegelenk 314.1 des Stützkörpers 314 als (in x-Richtung verlaufendes) Blattfederelement ausgebildet sind, während ein Biegegelenk ähnlich dem Biegegelenk 1 14.3 fehlt. Das Biegegelenk 314.1 integriert dabei mit anderen Worten zum einen die Funktion der beiden Biegegelenke 114.1 und 114.3 und stellt zudem über seine Torsion eine Entkopplung von Kippbewegungen des optischen Elements 106.1 (um eine zu der optischen Achse quer verlaufende Kippachse) zur Verfügung. Hierdurch wird ebenfalls eine Bewegungseinschränkung in genau einem Freiheitsgrad realisiert (nämlich der Translation entlang der x-Achse), sodass auch hier eine statisch bestimmte Lagerung des optischen Elements 106.1 erzielt wird.
Die Figur 10B zeigt eine der Gestaltung aus Figur 10A in Gestalt und Funktion ähnliche Gestaltung, bei der anstelle einer langen Blattfeder zwei kurze Blattfedern 314.1 und 314.3 unmittelbar benachbart angeordnet sind.
Viertes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , 2, 1 1A und 1 1 B ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stützelements 41 1 beschrieben. Das Stützelement 411 kann an Stelle des Stützelements 11 1 in der Abbildungseinrichtung 101 eingesetzt werden. Das Stützelement 31 1 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Funktionsweise dem Stützelement 1 11 aus Figur 2, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 300 erhöhten Bezugszeichen versehen. Sofern nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Bei dieser Gestaltung weist der Stützkörper 414 lediglich die beiden ersten Biegegelenke 414.1 und 414.3 auf (deren Biegeachsen parallel zur y-Richtung verlaufen), sodass im Bereich des
Stützkörpers 414 eine Bewegungseinschränkung in vier Freiheitsgraden erfolgt. Die
Entkopplung in zwei weiteren Freiheitsgraden erfolgt bei dieser Variante im Bereich des zweiten Anschlusselements 415. hierzu sind zwei wiederum entlang ihrer Biegeachsen langgestreckte zweite Biegegelenke 415.1 und 415.2 des zweiten Anschlusselements 415 vorgesehen.
Während das Biegegelenk 415.1 Kippbewegungen des optischen Elements 106.1 um eine quer zu der optischen Achse verlaufende Kippachse entkoppelt, stellt das Biegegelenk 415.2 eine Entkopplung von Drehbewegungen des optischen Elements um seine optische Achse zur Verfügung.
Diese Gestaltung hat den Vorteil, dass die Entkopplung der Kipp- und Drehbewegungen des optischen Elements 106.1 unmittelbar in der Nähe des optischen Elements 106.1 erfolgt, sodass hieraus resultierende eventuelle Abweichungen in der Position des optischen Elements von ihrem Sollwert geringer ausfallen als bei einer in Richtung des Kraftflusses weit von dem optischen Element 106.1 entfernten Anordnung der Entkopplungselemente.
Die Ausführungsformen der hier beschriebenen optischen Module 108 können analog zum vierten Ausführungsbeispiel wenigstens eine Gelenkeinheit umfassen, die ein Strebenkopf einer Bipodstrebe eines Bipods direkt oder indirekt an das optische Element anlenkt, wobei die Gelenkeinheit wenigstens ein Biegegelenk 414.3 umfasst, dessen Biegeebene parallel zur Bipodebene des entsprechenden Bipods ist. Ferner kann in einem optischen Modul 108 alternativ oder zusätzlich eine Gelenkeinheit zur Anlenkung des optischen Elements wenigstens ein Biegegelenk umfassen, dessen Biegeebene senkrecht zur Bipodebene des entsprechenden Bipods ist.
In weiteren Ausführungsformen der hier beschriebenen optischen Module 108 können die Strebenköpfe des Bipods über die Gelenkeinheit zur Anlenkung an das optische Element mit einem das optische Element haltenden Fassungselement 1 12 jeweils über ein Verbindungselement 415 verbunden sein. Dabei kann das Fassungselement 1 12 oder das Verbindungselement 415 wenigstens ein weiteres Biegegelenk 415.1 , 415.2 umfassen. Hierbei kann das weitere Biegegelenk 415.1 , 415.2 eine Biegeebene aufweisen, die senkrecht zur Bipodebene in Richtung einer optischen Achse des optischen Elements ist, und/oder die senkrecht zur Bipodebene in Richtung senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Elements ist.
Fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , 2, 12 und 13 weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Stützelements 51 1 und 61 1 beschrieben. Die Stützelemente 511 von 611 können an Stelle des Stützelements 41 1 in der Abbildungseinrichtung 101 eingesetzt werden. Das Stützelement 511 und 61 1 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Funktionsweise dem Stützelement 41 1 aus Figur 1 1A, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 100 bzw. 200 erhöhten Bezugszeichen versehen. Sofern nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der Unterschied des Stützelements 51 1 zu dem Stützelement 41 1 besteht darin, dass über ein blattfederartiges zweites Biegegelenk 515.1 eine Entkopplung in drei Freiheitsgraden zur Verfügung gestellt wird, nämlich neben der Entkopplung der Kipp- und Drehbewegungen des optischen Elements 106.1 auch eine Entkopplung von radialen Bewegungen des optischen Elements 106.1 (also Bewegungen in seiner Radialrichtung).
Bei dieser Gestaltung stellen also der Stützkörper 514 und das zweite Anschlusselement 515 eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements 106.1 bezüglich des Außenringes 1 10 in genau einem Freiheitsgrad (nämlich der Translation in der x-Richtung) zur Verfügung.
Eine ähnliche Bewegungseinschränkung ergibt sich bei dem Stützelement 61 1 aus Figur 13, wobei die Blattfeder 615.1 hinsichtlich der Entkopplung von Drehbewegungen des optischen Elements 106.1 um seine optische Achse steifer ist.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , 2 und 14A ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stützelements 711 beschrieben. Das Stützelement 71 1 kann an Stelle des Stützelements 411 in der Abbildungseinrichtung 101 eingesetzt werden. Das Stützelement 711 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Funktionsweise dem Stützelement 411 aus Figur 11 A, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 300 erhöhten Bezugszeichen versehen. Sofern nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der Unterschied des Stützelements 71 1 zu dem Stützelement 41 1 besteht darin, dass über ein L-förmiges blattfederartiges zweites Biegegelenk 715.1 eine Entkopplung in drei Freiheitsgraden zur Verfügung gestellt wird, nämlich neben der Entkopplung der Kipp- und Drehbewegungen des optischen Elements 106.1 auch eine Entkopplung von radialen Bewegungen des optischen Elements 106.1 (also Bewegungen in seiner Radialrichtung). Die Figuren 14B bis 14D zeigen weitere Varianten der Gestaltung dieses Biegegelenks 715.2, wobei jeweils der in einer Schnittebene senkrecht zur Biegeachse abgeknickte Verlauf des Querschnitts des Biegegelenks 715.2 das entscheidende, die mehrfache Entkopplung sicherstellende Merkmal ist.
In der Figur 14E ist dann noch eine Variante dargestellt, mit der das Problem eventueller parasitärer Bewegungen des optischen Elements in der x-Richtung über zusätzliche Blattfederelemente 715.3 gelöst werden kann.
Achtes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , 2, 15A ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stützelements 811 beschrieben. Das
Stützelement 811 kann an Stelle des Stützelements 111 in der Abbildungseinrichtung 101 eingesetzt werden. Das Stützelement 81 1 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Funktionsweise dem Stützelement 1 11 aus Figur 2, sodass hier lediglich auf die
Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 700 erhöhten Bezugszeichen versehen. Sofern nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der Unterschied zu dem Stützelement 11 1 besteht hierbei lediglich in der Gestaltung des zweiten Biegegelenks 813.1 , über welches der Hebel 813 an dem Außenring 1 10 angelenkt ist. Im vorliegenden Beispiel ist zur Verbesserung der Kippabstützung des Hebels 813 das Biegegelenk 813.1 aus zwei blattfederartigen Elementen gebildet, deren Achsen sich schneiden und so den Momentandrehpol der Drehbewegung des Hebels 813 definieren.
Die Figuren 15B bis 15D zeigen weitere Varianten dieser Gestaltung mit einer unterschiedlichen Anordnung der beiden das Biegegelenk 813.1 bildenden blattfederartigen Elemente.
In weiteren Ausführungsformen der hier beschriebenen optischen Module108 kann das Biegegelenk 813.1 des Lagers mehrere Biegegelenke mit jeweils parallelen Biegeebenen umfassen, die einen Drehpol ausbilden. Bevorzugt sind dabei die Biegegelenke zur Ausbildung des Drehpols senkrecht zu ihren jeweiligen Biegeebenen steif ausgebildet.
Neuntes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , 2, 16 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stützelements 911 beschrieben. Das Stützelement 91 1 kann an Stelle des Stützelements 1 11 in der Abbildungseinrichtung 101 eingesetzt werden. Das Stützelement 911 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Funktionsweise dem Stützelement 1 11 aus Figur 2, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 800 erhöhten Bezugszeichen versehen. Sofern nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der Unterschied zu dem Stützelement 1 11 besteht hier in der Gestaltung der zusätzlichen Kippabstützung des Hebels 913. Im vorliegenden Beispiel ist nicht der Hebel 913 unmittelbar zusätzlich abgestützt, sondern es ist ein zusätzliches blattfederartig gestaltetes Biegegelenk 913.2 vorgesehen, über welches der Stützkörper 914 (in Richtung der z-Achse) zusätzlich abgestützt ist, um eine Verkippung des Hebels 913 und damit des Stützkörpers 114 (um die x- Achse) zu vermeiden.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das erste Biegegelenk 914.1 ebenfalls blattfederartig ausgebildet ist. Die Achsen der blattfederartigen Biegegelenke 914.1 und 913. zwei schneiden einander, sodass hiermit der Momentandrehpol der Ausgleichbewegung zwischen dem Hebel 913 und im Stützkörper 914 bei einer Drehbewegung des Hebels 913 definiert ist.
Zehntes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , 2, 17A ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stützelements 101 1 beschrieben. Das Stützelement 101 1 kann an Stelle des Stützelements 1 11 in der Abbildungseinrichtung 101 eingesetzt werden. Das Stützelement 1011 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Funktionsweise dem Stützelement 1 11 aus Figur 2, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 900 erhöhten Bezugszeichen versehen. Sofern nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der Unterschied zu dem Stützelement 1 1 1 besteht hierbei lediglich in der Gestaltung der Vorspanneinrichtung 1019, über welche der Hebel 1013 mit einer Vorspannung beaufschlagt wird. Im vorliegenden Beispiel ist die Blattfeder 1019 im Bereich des Biegegelenks 1013.1 angeordnet, über welches der Hebel 1013 an dem Außenring 1 10 angelenkt ist. Die Figur 17B zeigt eine weitere Variante dieser Gestaltung, bei der Vorspanneinrichtung 1019 unmittelbar in das Biegegelenk 1013.1 integriert ist. Hierzu ist ein blattfederartiges Element mit (in der xy-Ebene) U-förmigem Querschnitt monolithisch mit dem Hebel 1013 verbunden. Die Vorspannung kann über eine Stellschraube 1019.1 (oder ein vergleichbares Stellmittel) eingestellt werden, welche mit dem Außenring 1 10 verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend weiterhin ausschließlich anhand von Beispielen aus dem Bereich der Mikrolithographie mit Licht der Wellenlänge 193 nm beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung ebenso auch für beliebige andere Anwendungen bzw. Abbildungsverfahren, insbesondere bei beliebigen Wellenlängen des zur Abbildung verwendeten Lichts, eingesetzt werden kann.
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Claims

Patentansprüche
1. Optisches Modul mit
■ einer Stützeinheit,
■ wenigstens einem Bipod zum Halten und/oder Positionieren eines optischen Elements einer mikro lithographischen Projektionsbelichtungsanlage relativ zu der Stützeinheit,
■ wobei der Bipod zwei Bipodstreben umfasst, die jeweils mit ihrem ersten Ende, dem Strebenfuß, direkt oder indirekt an der Stützeinheit angelenkt sind, und
■ die jeweils mit ihrem zweiten Ende, dem Strebenkopf, direkt oder indirekt an einem optischen Element so angelenkt sind, dass wenigstens ein Strebenkopf mit einer die beiden Strebenfüße verbindenden Verbindungslinie eine Bipodebene aufspannt, wobei
■ der Abstand der Strebenfüße zueinander mit wenigstens einem an einem Lager gehaltenen und über eine Gelenkeinheit an wenigstem einem Strebenfuß angreifenden, in wenigstens einer Bewegungsrichtung bewegbaren Hebel einstellbar ist, wobei
■ wenigstens eine Bewegungsrichtung des Hebels außerhalb der Bipodebene liegt, und ■ wobei die Gelenkeinheit wenigstens ein Biegegelenk mit genau einer Biegeebene aufweist, so dass das Biegegelenk senkrecht zu der Biegeebene steif ausgebildet ist.
2. Optisches Modul nach Anspruch 1, wobei der Abstand der Strebenfüße entlang der Verbindungslinie größer ist als der Abstand der Strebenköpfe zueinander.
3. Optisches Modul nach Anspruch 1, wobei der Abstand der Strebenfüße entlang der Verbindungslinie kleiner ist als der Abstand der Strebenköpfe zueinander.
4. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Biegegelenk in Richtung der Biegeebene ein erstes Widerstandsmoment und senkrecht zur Biegeebene ein zweites
Widerstandsmoment aufweist, wobei das zweite Widerstandsmoment wenigstens doppelt so groß wie das erste Widerstandsmoment ist.
5. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Biegegelenk eine langgestreckten Biegeachse senkrecht zur Biegeebene aufweist, und wobei die Länge des Biegegelenks in Richtung der Biegeachse wenigstens das doppelte einer senkrecht zur Biegeachse in Biegerichtung verlaufenden maximalen Querschnittsdimension des wenigstens einen Biegegelenks beträgt.
6. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bewegungsrichtung des
Hebels zur Bipodebene senkrecht ist, und wobei die Biegeebene des wenigstens einen Biegegelenks senkrecht zur Bipodebene ist.
7. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei die Bewegungsrichtung des Hebels zur Bipodebene senkrecht ist, und wobei die Biegeachse des wenigstens einen Biegegelenks parallel zur Bipodebene ist.
8. Optische Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gelenkeinheit ein weiteres Biegegelenk mit einer weiteren Biegeebene umfasst.
9. Optisches Modul nach Anspruch 8, wobei die weitere Biegeebene des weiteren Biegegelenks senkrecht zur Biegeebene des wenigstens einen Biegegelenks ist.
10. Optisches Modul nach Anspruch 8 oder 9, wobei das weitere Biegegelenk senkrecht zu der weiteren Biegeebene steif ausgebildet ist.
11. Optisches Modul nach Anspruch 10, wobei das weitere Biegegelenk eine weitere Biegeachse senkrecht zur weiteren Biegeebene aufweist.
12. Optisches Modul nach Anspruch 11, wobei das weitere Biegegelenk bezogen auf eine Torsionsachse senkrecht zur weiteren Biegeachse ein polares Widerstandsmoment aufweist, welches wenigstens das Doppelte des Widerstandsmoments in Richtung der weiteren Biegeebene ist.
13. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das weitere Biegegelenk in Richtung der weiteren Biegeebene ein erstes Widerstandsmoment und senkrecht zur weiteren Biegeebene ein zweites Widerstandsmoment aufweist, wobei das zweite Widerstandsmoment wenigstens doppelt so groß wie das erste Widerstandsmoment ist.
14. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Biegeebene des wenigstens einen Biegegelenks der Gelenkeinheit parallel zu einer Symmetrieebene des optischen Elements oder parallel zu einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse innerhalb der
Proj ektionsbelichtungsanlage ist.
15. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei die weitere Biegeebene des weiteren Biegegelenks senkrecht zu einer Symmetrieebene des optischen Elements oder parallel zu einer optischen Achse innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage ist.
16. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei die weitere Biegeebene des weiteren Biegegelenks parallel zur Bipodebene ist.
17. Optisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bipodstreben in ihrer Längsrichtung parallel zu einer Fläche der Stützeinheit angeordnet sind, und wobei die Strebenfüße und die Strebenköpfe der Bipodstreben jeweils wenigstens ein Biegegelenk derart umfassen, dass deren Verbindungslinie die Fläche der Stützeinheit unter einem Winkel schneidet.
18. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das wenigstens eine oder das weitere Biegegelenk der Gelenkeinheit als Blattfeder ausgebildet ist.
19. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Lager des dem jeweiligen Bipod zugeordneten Hebels als Biegegelenk ausgebildet ist welches den Hebel an die Stützeinheit anlenkt.
20. Optisches Modul nach Anspruch 19, wobei das Biegegelenk des Lagers genau eine Biegeebene aufweist, so dass das Biegegelenk des Lagers senkrecht zu seiner Biegeebene steif ausgebildet ist.
21. Optisches Modul nach Anspruch 20, wobei das Biegegelenk des Lagers in Richtung seiner Biegeebene ein erstes Widerstandsmoment und senkrecht zu seiner Biegeebene ein zweites Widerstandsmoment aufweist, wobei das zweite Widerstandsmoment wenigstens doppelt so groß wie das erste Widerstandsmoment ist.
22. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei das Biegegelenk des Lagers eine langgestreckten Biegeachse senkrecht zu seiner Biegeebene aufweist, und wobei die Länge des Biegegelenks des Lagers in Richtung seiner Biegeachse wenigstens das doppelte einer senkrecht zur Biegeachse des Lagers in Biegerichtung verlaufenden maximalen Querschnittsdimension des Biegegelenks des Lagers beträgt.
23. Optisches Modul nach Anspruch 22, wobei die Biegeachse des Lagers parallel zur
Bipodebene ist, dessen Bipodstrebe mit dem durch das Lager gehaltenen Hebel einstellbar ist.
24. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Biegeebene des Lagers parallel zu einer Symmetrieebene des optischen Elements oder parallel zu einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage ist.
25. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei das Biegegelenk des Lagers mehrere Biegegelenke mit jeweils parallelen Biegeebenen umfasst die einen Drehpol ausbilden.
26. Optisches Modul nach Anspruch 25, wobei die Biegegelenke zur Ausbildung des Drehpols senkrecht zu ihren jeweiligen Biegeebenen steif ausgebildet sind.
27. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei der Hebel als einseitiger oder zweiseitiger Hebel ausgebildet ist.
28. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei wenigstens eine Bipodstrebe eines Bipods mit Ihrem Strebenfuß über ein Biegegelenk mit der Stützeinheit verbunden ist, dessen Biegeebene parallel zu der Biegeebene des wenigstens einen Biegegelenks der am Strebenfuß angreifenden Gelenkeinheit ist.
29. Optisches Modul nach Anspruch 28, wobei das den Strebenfuß mit der Stützeinheit verbindende Biegegelenk senkrecht zu seiner Biegeebene steif ausgebildet ist.
30. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 20 bis 29, wobei der Hebel über wenigstens ein weiteres Biegegelenk mit der Stützeinheit verbunden ist.
31. Optisches Modul nach Anspruch 30, wobei das weitere Biegegelenk des Hebels genau einer Biegeebene aufweist die parallel zur Biegeebene des Biegegelenks des Lagers ist, und wobei das weitere Biegegelenk des Hebels senkrecht zu seiner Biegeebene steif ausgebildet ist.
32. Optisches Modul nach Anspruch 30 oder 31, wobei das weitere Biegegelenk in einer Entfernung vom Lager angeordnet ist, die kleiner als die doppelte Länge des Lastarms des Hebels ist.
33. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 32, wobei wenigstens ein Strebenkopf einer Bipodstrebe eines Bipods zur direkten oder indirekten Anlenkung an das optische Element eine Gelenkeinheit mit wenigstens einem Biegegelenk umfasst, dessen Biegeebene parallel zur Bipodebene des entsprechenden Bipods ist.
34. Optisches Element nach Anspruch 33, wobei die Gelenkeinheit zur Anlenkung des optischen Elements wenigstens ein weiteres Biegelenk umfasst, dessen Biegeebene senkrecht zur Bipodebene des entsprechenden Bipods ist.
35. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 33 bis 34, wobei die Strebenköpfe des Bipods über die Gelenkeinheit zur Anlenkung an das optische Element mit einem das optische Element haltenden Fassungselement jeweils über ein Verbindungselement verbunden sind.
36. Optisches Modul nach Anspruch 35, wobei das Fassungselement und/oder das Verbindungselement wenigstens ein weiteres Biegegelenk umfasst.
37. Optisches Modul nach Anspruch 36, wobei das weitere Biegegelenk eine Biegeebene aufweist, die senkrecht zur Bipodebene in Richtung einer optischen Achse des optischen Elements ist, und/oder die senkrecht zur Bipodebene in Richtung senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Elements ist.
38. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 37, wobei der Hebel eine Vorspanneinrichtung und eine Stelleinrichtung umfasst.
39. Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 38 mit drei entsprechend dem wenigstens einen Bipod gleich ausgebildeten Bipoden, die zum Halten und/oder Positionieren des optischen Elements relative zu der Stützeinheit eine Hexapodstruktur bilden, wobei jedem Bipod entsprechend dem wenigstens einen Bipod jeweils entsprechende Hebel und Gelenkeinheiten zugeordnet sind.
40. Stützelement für ein optisches Element, insbesondere für die Mikrolithographie, mit
- einem Stützkörper,
- einem ersten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an eine äußere Stützeinheit und - einem zweiten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an dem optischen Element, wobei
- das Stützelement dazu ausgebildet ist, mit weiteren Stützelementen nach Art einer Parallelkinematik zum Positionieren und Orientieren des optischen Elements bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden zusammenzuwirken,
- der Stützkörper eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken umfasst und
- das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist,
- jedes der ersten und zweiten Biegegelenke eine Biegeachse definiert, - über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken eine
Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in höchstens zwei Freiheitsgraden realisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- jedes der ersten und zweiten Biegegelenke entlang der Biegeachse langgestreckt ausgebildet ist.
41. Stützelement nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in genau einem Freiheitsgrad realisierbar ist.
42. Stützelement nach Anspruch 40 oder 41 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der ersten und zweiten Biegegelenke nach Art einer Blattfeder ausgebildet ist.
43. Stützelement nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Stützanordnung vorgesehen ist, die durch den Stützkörper oder durch den Stützkörper und das zweite Anschlusselement gebildet ist, und
- die Stützanordnung eine Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken umfasst, wobei
- über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken der Stützanordnung eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in höchstens zwei Freiheitsgraden, insbesondere genau einem Freiheitsgrad, realisierbar ist, - jedes der ersten und zweiten Biegegelenke der Stützanordnung eine Biegeachse definiert und entlang der Biegeachse langgestreckt ausgebildet ist.
44. Stützelement nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützanordnung wenigstens drei erste und zweite Biegegelenke umfasst, insbesondere genau vier erste und zweite Biegegelenke umfasst.
45. Stützelement nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass - die Stützanordnung genau drei erste und zweite Biegegelenke umfasst, wobei
- eines der ersten und zweiten Biegegelenke quer zu seiner Biegeachse langgestreckt ausgebildet ist.
46. Stützelement nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Stützanordnung eine Kraftflussrichtung der beim Abstützen des optischen Elements an der äußeren Stützeinheit wirkenden Stützkraft definiert und
- zwei der ersten und zweiten Biegegelenke derart angeordnet und ausgebildet sind, dass ihre Biegeachsen und die Kraftflussrichtung im Wesentlichen koplanar angeordnet sind, wobei
- die beiden Biegegelenke insbesondere nach Art einer Blattfeder ausgebildet sind.
47. Stützelement nach einem der Ansprüche 44 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Biegeachsen von wenigstens zwei der ersten und zweiten Biegegelenke zueinander im Wesentlichen parallel verlaufen und
- die Biegeachsen von wenigstens zwei der ersten und zweiten Biegegelenke quer zueinander verlaufen, insbesondere senkrecht zueinander verlaufen.
48. Stützelement nach einem der Ansprüche 40 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Stützkörper genau zwei erste Biegegelenke aufweist, wobei
- die Biegeachsen der beiden ersten Biegegelenke des Stützkörpers zueinander im Wesentlichen parallel verlaufen.
49. Stützelement nach einem der Ansprüche 40 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Anschlusselement dazu ausgebildet ist, zum Verschieben des zweiten
Anschlusselements in einer ersten Richtung, dem Stützkörper an seinem Anschluss zum ersten Anschlusselement eine Verschiebung in einer zweiten Richtung aufzuprägen, wobei - die erste Richtung quer zu der zweiten Richtung verläuft.
50. Stützelement nach Anspruch 48 und 49, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Biegeachsen der beiden ersten Biegegelenke des Stützkörpers zueinander im Wesentlichen parallel verlaufen, wobei - die Biegeachsen der beiden ersten Biegegelenke des Stützkörpers insbesondere quer zur der ersten Richtung und quer zu der zweiten Richtung verlaufen.
51. Stützelement nach einem der Ansprüche 40 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass
- eines der ersten und zweiten Biegegelenke wenigstens zwei zueinander geneigt verlaufende, nach Art einer Blattfeder ausgebildete Schenkel aufweist, wobei - das Biegegelenk in einer Schnittebene senkrecht zu seiner Biegeachse insbesondere einen L-förmigen Querschnitt aufweist.
52. Stützelement nach einem der Ansprüche 40 bis 51 , dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Anschlusselement dazu ausgebildet ist, zum Verschieben des zweiten Anschlusselements in einer zweiten Richtung, dem Stützkörper an seinem Anschluss zum ersten Anschlusselement eine Verschiebung in einer ersten Richtung aufzuprägen, wobei
- das erste Anschlusselement über ein zweites Biegegelenk an der äußeren Stützeinheit angelenkt ist.
53. Stützelement nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren
Stützeinheit angelenkt ist, wenigstens zwei nach Art einer Blattfeder ausgebildete Schenkel aufweist, wobei
- jeder der Schenkel eine im Wesentlichen parallel zu der Biegeachse verlaufende Haupterstreckungsebene definiert.
54. Stützelement nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass
- das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren Stützeinheit angelenkt ist, eine Drehachse des ersten Anschlusselements definiert und - das erste Anschlusselement und/oder der Stützkörper über ein weiteres zweites Biegegelenk mit der äußeren Stützeinheit verbunden ist, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk das erste Anschlusselement in Richtung der Drehachse gegenüber der äußeren Stützeinheit abstützt.
55. Stützelement nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass
- das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren Stützeinheit angelenkt ist, und das weitere zweite Biegegelenk einander bezüglich des Anschlusses des Stützkörpers an dem ersten Anschlusselement gegenüberliegenden angeordnet sind, wobei - das weitere zweite Biegegelenk insbesondere im Bereich des Anschlusses des
Stützkörpers an dem ersten Anschlusselement angeordnet ist.
56. Stützelement nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere zweite Biegegelenk nach Art einer Blattfeder ausgebildet ist.
57. Stützelement nach einem der Ansprüche 52 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren
Stützeinheit angelenkt ist, eine Drehachse des ersten Anschlusselements definiert und
- das erste Anschlusselement über ein, insbesondere dem zweiten Biegegelenk benachbart angeordnetes, weiteres zweites Biegegelenk mit der äußeren Stützeinheit verbunden ist, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es ein um die Drehachse des ersten Anschlusselements wirkendes Vorspannmoment auf das erste Anschlusselement ausübt.
58. Stützelement nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass - das weitere zweite Biegegelenk wenigstens einen nach Art einer Blattfeder ausgebildeten Abschnitt aufweist, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk eine Biegeachse definiert und insbesondere das weitere zweite Biegegelenk in einer Ebene senkrecht zu seiner Biegeachse einen Abschnitt mit einem geknickten Querschnitt aufweist, insbesondere einen Abschnitt mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist.
59. Stützelement nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, dass
- das weitere zweite Biegegelenk über ein Vorspannelement mit der äußeren Stützeinheit verbindbar ist, wobei
- über das Vorspannelement das um die Drehachse des ersten Anschlusselements wirkende Vorspannmoment einstellbar ist.
60. Stützelement für ein optisches Element, insbesondere für die Mikrolithographie, mit
- einem Stützkörper,
- einem ersten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an eine äußere Stützeinheit und - einem zweiten Anschlusselement zum Anschluss des Stützkörpers an dem optischen
Element, wobei
- das Stützelement dazu ausgebildet ist, mit weiteren Stützelementen nach Art einer Parallelkinematik zum Positionieren und Orientieren des optischen Elements bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden zusammenzuwirken, - das erste Anschlusselement dazu ausgebildet ist, dem Stützkörper an einem ersten
Anschlussbereich zu dem ersten Anschlusselement eine Verschiebung in einer ersten Richtung aufzuprägen, um eine Verschiebung eines zweiten Anschlussbereichs des zweiten Anschlusselements an dem Stützkörper in einer zweiten Richtung zu erzeugen, - der Stützkörper eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken umfasst und
- das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die ersten Biegegelenke derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie eine Rotation des zweiten Anschlussbereichs bezüglich des ersten Anschlussbereichs um eine Drehachse verhindern, die in einer durch die erste Richtung und die zweite Richtung definierten Bewegungsebene liegt.
61. Stützelement nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass
- jedes der ersten Biegegelenke eine erste Biegeachse definiert, wobei - jedes der ersten Biegegelenke entlang der ersten Biegeachse langgestreckt ausgebildet ist und - die erste Biegeachse im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsebene verläuft.
62. Stützelement nach Anspruch 60 oder 61 , dadurch gekennzeichnet, dass über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in höchstens zwei Freiheitsgraden, insbesondere in genau einem Freiheitsgrad, realisierbar ist.
63. Stützelement nach einem der Ansprüche 60 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Biegegelenk eine zweite Biegeachse definiert und entlang der zweiten Biegeachse langgestreckt ausgebildet ist, insbesondere nach Art einer Blattfeder ausgebildet ist.
64. Stützelement nach einem der Ansprüche 60 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Stützkörper eine Kraftflussrichtung der beim Abstützen des optischen Elements an der äußeren Stützeinheit wirkenden Stützkraft definiert und
- die ersten Biegegelenke derart angeordnet und ausgebildet sind, dass ihre Biegeachsen und die Kraftflussrichtung im Wesentlichen koplanar angeordnet sind.
65. Stützelement nach einem der Ansprüche 60 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass die
Biegeachsen von einem ersten Biegegelenk und einem zweiten Biegegelenk quer zueinander verlaufen, insbesondere senkrecht zueinander verlaufen.
66. Stützelement nach einem der Ansprüche 60 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass
- das zweite Biegegelenk wenigstens zwei zueinander geneigt verlaufende, nach Art einer Blattfeder ausgebildete Schenkel aufweist, wobei
- das zweite Biegegelenk in einer Schnittebene senkrecht zu seiner Biegeachse insbesondere einen L-förmigen Querschnitt aufweist.
67. Stützelement nach einem der Ansprüche 60 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement über ein entlang der zweiten Biegeachse langgestrecktes zweites Biegegelenk an der äußeren Stützeinheit angelenkt ist.
68. Stützelement nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren Stützeinheit angelenkt ist, wenigstens zwei nach Art einer Blattfeder ausgebildete Schenkel aufweist, wobei
- jeder der Schenkel eine im Wesentlichen parallel zu der zweiten Biegeachse verlaufende Haupterstreckungsebene definiert.
69. Stützelement nach Anspruch 67 oder 68, dadurch gekennzeichnet, dass
- das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren Stützeinheit angelenkt ist, eine Drehachse des ersten Anschlusselements definiert und - das erste Anschlusselement und/oder der Stützkörper über ein weiteres zweites
Biegegelenk mit der äußeren Stützeinheit verbunden ist, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk das erste Anschlusselement in Richtung der Drehachse gegenüber der äußeren Stützeinheit abstützt.
70. Stützelement nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren
Stützeinheit angelenkt ist, und das weitere zweite Biegegelenk einander bezüglich des Anschlusses des Stützkörpers an dem ersten Anschlusselement gegenüberliegenden angeordnet sind, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk insbesondere im Bereich des Anschlusses des Stützkörpers an dem ersten Anschlusselement angeordnet ist.
71. Stützelement nach Anspruch 69 und 70, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere zweite Biegegelenk nach Art einer Blattfeder ausgebildet ist.
72. Stützelement nach einem der Ansprüche 67 bis 71 , dadurch gekennzeichnet, dass
- das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren Stützeinheit angelenkt ist, eine Drehachse des ersten Anschlusselement definiert und
- das erste Anschlusselement über ein, insbesondere dem zweiten Biegegelenk benachbart angeordnetes, weiteres zweites Biegegelenk mit der äußeren Stützeinheit verbunden ist, wobei - das weitere zweite Biegegelenk derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es ein um die Drehachse des ersten Anschlusselements wirkendes Vorspannmoment auf das erste Anschlusselement ausübt.
73. Stützelement nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, dass - das weitere zweite Biegegelenk wenigstens einen nach Art einer Blattfeder ausgebildeten Abschnitt aufweist, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk eine zweite Biegeachse definiert und insbesondere das weitere zweite Biegegelenk in einer Ebene senkrecht zu seiner zweiten Biegeachse einen Abschnitt mit einem geknickten Querschnitt aufweist, insbesondere einen Abschnitt mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist.
74. Stützelement nach Anspruch 71 oder 72, dadurch gekennzeichnet, dass
- das weitere zweite Biegegelenk über ein Vorspannelement mit der äußeren Stützeinheit verbindbar ist, wobei
- über das Vorspannelement das um die Drehachse des ersten Anschlusselements wirkende Vorspannmoment einstellbar ist.
75. Optisches Modul, insbesondere für die Mikrolithographie, mit
- optischen Element,
- einer Mehrzahl von Stützelementen und
- einer äußeren Stützeinheit, wobei - die Mehrzahl von Stützelementen das optische Element nach Art einer
Parallelkinematik bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden positionieren und orientieren, wobei
- wenigstens eines der Mehrzahl von Stützelementen ein Stützelement nach einem der Ansprüche 40 bis 74 ist.
76. Optisches Modul nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass
- das optische Element eine optische Achse definiert und
- das erste Anschlusselement dazu ausgebildet ist, dem Stützkörper an einem ersten Anschlussbereich zu dem ersten Anschlusselement eine Verschiebung in einer ersten Richtung aufzuprägen, um eine Verschiebung eines zweiten Anschlussbereichs des zweiten Anschlusselements an dem Stützkörper in einer zweiten Richtung zu erzeugen, wobei
- die zweite Richtung im Wesentlichen parallel zu der optischen Achse verläuft.
77. Optisches Modul nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, dass die - das optische Element eine Radialrichtung definiert und
- die erste Richtung in einer Ebene verläuft, die im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse verläuft, und/oder
- die erste Richtung im Wesentlichen quer zu der Radialrichtung verläuft.
78. Optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit
- einer Beleuchtungseinrichtung,
- einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske,
- einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe und - einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats, wobei
- die Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Projektionsmusters ausgebildet ist und
- die optische Elementgruppe zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet ist, wobei - die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung ein optisches Modul nach einem der Ansprüche 75 bis 77 umfasst.
79. Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem
- das optische Element über eine Mehrzahl von Stützelementen auf einer äußeren Stützeinheit abgestützt und nach Art einer Parallelkinematik bezüglich der äußeren
Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden positioniert und orientiert wird, wobei
- ein Stützelement einen Stützkörper aufweist, der über ein erstes Anschlusselement an die äußere Stützeinheit angebunden wird und über ein zweites Anschlusselement an das optische Element angebunden wird, - der Stützkörper eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken umfasst und - das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist,
- jedes der ersten und zweiten Biegegelenke eine Biegeachse definiert,
- über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in höchstens zwei Freiheitsgraden realisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- für jedes der ersten und zweiten Biegegelenke ein Gelenk verwendet wird, das entlang der Biegeachse langgestreckt ausgebildet ist.
80. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, dass
- dem Stützkörper über das erste Anschlusselement an seinem Anschluss zum ersten Anschlusselement eine Verschiebung in einer zweiten Richtung aufgeprägt wird um das zweite Anschlusselement in einer ersten Richtung zu verschieben, wobei
- die erste Richtung quer zu der zweiten Richtung verläuft.
81. Verfahren nach Anspruch 79 oder 80, dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Anschlusselement über ein zweites Biegegelenk an der äußeren Stützeinheit angelenkt wird, das eine Drehachse des ersten Anschlusselements definiert und
- das erste Anschlusselement und/oder der Stützkörper über ein weiteres zweites Biegegelenk mit der äußeren Stützeinheit verbunden werden, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk das erste Anschlusselement in Richtung der Drehachse gegenüber der äußeren Stützeinheit abstützt.
82. Verfahren nach einem der Ansprüche 79 bis 81 , dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Anschlusselement über ein zweites Biegegelenk an der äußeren Stützeinheit angelenkt ist, das eine Drehachse des ersten Anschlusselements definiert, und
- das erste Anschlusselement über ein, insbesondere dem zweiten Biegegelenk benachbart angeordnetes, weiteres zweites Biegegelenk mit der äußeren Stützeinheit verbunden wird, wobei - das weitere zweite Biegegelenk ein um die Drehachse des ersten Anschlusselements wirkendes Vorspannmoment auf das erste Anschlusselement ausübt.
83. Verfahren nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, dass
- das weitere zweite Biegegelenk über ein Vorspannelement mit der äußeren Stützeinheit verbunden wird, wobei
- über das Vorspannelement das um die Drehachse des ersten Anschlusselements wirkende Vorspannmoment eingestellt wird.
84. Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem
- das optische Element über eine Mehrzahl von Stützelementen auf einer äußeren Stützeinheit abgestützt und nach Art einer Parallelkinematik bezüglich der äußeren Stützeinheit in sechs Freiheitsgraden positioniert und orientiert wird, wobei
- ein Stützelement einen Stützkörper aufweist, der über ein erstes Anschlusselement an die äußere Stützeinheit angebunden wird und über ein zweites Anschlusselement an das optische Element angebunden wird,
- das erste Anschlusselement dem Stützkörper an einem ersten Anschlussbereich zu dem ersten Anschlusselement eine Verschiebung in einer ersten Richtung aufprägt, um eine Verschiebung eines zweiten Anschlussbereichs des zweiten Anschlusselements an dem Stützkörper in einer zweiten Richtung zu erzeugen,
- der Stützkörper eine Mehrzahl von ersten Biegegelenken umfasst und
- das erste Anschlusselement und/oder das zweite Anschlusselement wenigstens ein zweites Biegegelenk aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die ersten Biegegelenke eine Rotation des zweiten Anschlussbereichs bezüglich des ersten Anschlussbereichs um eine Drehachse verhindern, die in einer durch die erste Richtung und die zweite Richtung definierten Bewegungsebene liegt.
85. Verfahren nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, dass über die Mehrzahl von ersten und zweiten Biegegelenken eine Bewegungseinschränkung des optischen Elements bezüglich der Stützeinheit in höchstens zwei Freiheitsgraden, insbesondere in genau einem Freiheitsgrad, realisiert wird.
86. Verfahren nach Anspruch 84 oder 85, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement über ein entlang der zweiten Biegeachse langgestrecktes zweites
Biegegelenk an der äußeren Stützeinheit angelenkt wird.
87. Verfahren nach einem der Ansprüche 84 bis 86, dadurch gekennzeichnet, dass
- das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren Stützeinheit angelenkt wird, eine Drehachse des ersten Anschlusselements definiert und - das erste Anschlusselement und/oder der Stützkörper über ein weiteres zweites
Biegegelenk mit der äußeren Stützeinheit verbunden wird, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk das erste Anschlusselement in Richtung der Drehachse gegenüber der äußeren Stützeinheit abstützt.
88. Verfahren nach einem der Ansprüche 84 bis 87, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Biegegelenk, über welches das erste Anschlusselement an der äußeren
Stützeinheit angelenkt wird, eine Drehachse des ersten Anschlusselement definiert und
- das erste Anschlusselement über ein, insbesondere dem zweiten Biegegelenk benachbart angeordnetes, weiteres zweites Biegegelenk mit der äußeren Stützeinheit verbunden wird, wobei
- das weitere zweite Biegegelenk ein um die Drehachse des ersten Anschlusselements wirkendes Vorspannmoment auf das erste Anschlusselement ausübt.
89. Verfahren nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, dass
- das weitere zweite Biegegelenk über ein Vorspannelement mit der äußeren Stützeinheit verbunden wird, wobei
- über das Vorspannelement das um die Drehachse des ersten Anschlusselements wirkende Vorspannmoment eingestellt wird.
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