光学元件的倾斜制造技术

本发明专利技术涉及一种光学单元，尤其是分段镜单元，其具有光学元件(109)和支撑装置(111)，其中，光学元件(109)具有尤其是长条形的光学表面(109.1)，所述光学表面定义主延伸平面(PME)和在主延伸平面(PME)中的主延伸方向。支撑装置(111)包括支撑单元和促动器单元(113)，其中，促动器单元(113)设计用于使光学表面倾斜，方式为通过促动器单元(113)在光学元件(109)上施加倾斜力矩(M1)，其中，倾斜力矩(M1)倾斜于主延伸平面(PME)地延伸。支撑单元(112)设计用于在光学表面由于促动器单元(113)的倾斜力矩(M1)倾斜时预设用于光学表面(109.1)的倾斜轴线(TA1、TA2)，所述倾斜轴线基本上处于光学表面的主延伸平面(PME)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学元件的倾斜互为参考的相关申请本申请尤其根据35U.S.C.§119要求保护于2014年8月5日提交的德国专利申请102014215452.9的利用和优先权。所述德国专利申请的公开内容明确地包含在本申请中。
技术介绍
本专利技术涉及一种光学单元以及一种用于支撑光学单元的方法。本专利技术能够与任意的光学装置或者光学成像方法相关地使用。本专利技术尤其能够与在制造微电子电路时应用的微光刻或者用于微光刻的测量系统相关地使用。尤其在微光刻领域，除了应用以尽可能高的精度设计的部件还要求在运行中尽可能准确地按照预设的额定值调节成像装置的位置和光学模块(例如具有光学元件如透镜、镜子或者光栅和所应用的遮挡器件和基底的模块)的几何形状，或者使处于预设的位置或几何形状中的部件稳定，以便实现相应较高的成像质量。在微光刻领域，在显微术领域中的精度要求在几纳米或者更小的数量级。在此，它们也是不断需要提高在制造微电子电路时应用的光学系统的分辨率以便推进待制造的微电子电路的小型化的结果。随着分辨率的提高和通常由此带来的所用光线波长的减小，对于所使用的部件的位置和定向的精度要求自然升高。这尤其对于在微光刻中使用的紫外线范围内(例如193nm范围内)的较小工作波长，但尤其是在工作波长在5nm至20nm之间的所谓的极紫外范围(EUV)中(例如13nm范围内)影响了用于保持对涉及部件的定位和/或定向的较高精度要求的耗费。尤其与前述EUV系统相关地，用于成像的光线的强度分布的细化影响越来越重要。为此，通常使用所谓的分段镜(“Facettenspiegel”：亦可称“分面反射镜”)，其中多个最小的分段元件(“Facettenelement”：亦可称“分面元件”)相对于可预设的参考以尽可能紧密的栅格阵布置，所述分段元件的光学有效表面具有准确定义的位置和/或定向。在此，(例如对于照明设置的转换)非常期望或者说需要的是，改变分段元件的定向，因此使其光学表面倾斜。由相应的公开内容通过引用包含在本专利技术中的DE10205425A1(Holderer等人)以及DE102008009600A1(Dinger)与EUV系统的分段镜的分段元件的定义的定位和定向相关地已知，单独地调校这些分段元件。为此，分段元件借助相应的倾斜力矩围绕通过支撑结构定义的倾斜轴线倾斜，所述倾斜力矩通过配属的促动器单元施加在分段元件上。对于由DE10205425A1已知的旋转对称的分段元件中的一些，倾斜轴线处于光学表面的主延伸平面中，其中，通过促动器单元施加的倾斜力矩平行于光学表面的主延伸平面延伸，因此能够在分段元件不从设置用于分段元件的结构空间中侧向移出的情况下实现光学表面的单纯倾斜。由于倾斜时没有侧向移出，已知的分段元件原则上可以彼此特别紧密地定位，也就是不需要在分段元件之间存在较大缝隙。然而在此的问题是，旋转对称的构造本身导致相对较少地利用面积或者分段元件之间相对较大的空隙，在所述空隙中可能导致相对较大的光损失。为了避免由于分段元件之间的空隙造成的这种光损失或者基于确定的照明设置，通常使用长条形的、非旋转对称的分段元件，它们原则上以确定的定向或者在确定的开关状态中几乎无空隙地彼此贴靠。这种配置例如由DE102008009600A1已知，其中，分段元件的万向节支撑通过两个垂直的倾斜轴线实现，所述倾斜轴线平行于分段元件的支撑结构的平面延伸。这种长条形的非旋转对称的分段元件的类似支撑也由DE102012223034A1(Latzel等人)已知，其公开内容在此通过引用包含在本专利技术中。在所述专利文献中，相应的分段元件在支撑结构上的支撑通过三杆式支撑按照球形接头的形式实现，其中，分段元件的光学表面平行于支撑结构的平面延伸。在此，球形接头状的支撑定义了用于相应的分段元件的无限多的倾斜轴线，因此真正的倾斜轴线必须通过促动器预设。所述促动器在此也平行于分段元件的支撑结构平面作用，因此施加在分段元件上的倾斜力矩处于光学表面中。在此通过促动器也实现了平行于分段元件的支撑结构平面延伸的倾斜轴线。在此需要确定的设置使得一些(必要时甚至是全部)分段元件的光学表面的主延伸平面相对于其支撑结构的基础元件的主延伸平面倾斜地延伸。由于存在的结构空间限制这通常也导致由(安装在其支撑结构的基础元件区域内的)促动器产生的倾斜力矩相对于光学表面的主延伸平面倾斜地延伸。倾斜力矩相对于主延伸平面的这种倾斜的缺点是，倾斜力矩除了期望的(产生光学表面倾斜的)平行于主延伸平面的分量也具有寄生的垂直于主延伸平面的分量，其使得光学表面不期望地在主延伸平面中旋转。恰恰在细长的分段元件中，光学表面的这种在主延伸平面中的旋转导致分段元件的自由端部或多或少地侧向移出，针对这种情况需要(在尽可能少的光损失方面)在分段元件之间设置不期望的自由空间。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于支撑光学元件的光学单元以及方法，它们不具有或者至少以最少的程度具有前述缺点并且尽管光学表面有倾斜可能性却尤其以简单的方式确保特别充分地利用表面或者使分段元件特别紧密地封装。该技术问题按本专利技术基于这样的考虑解决，即，尽管有倾斜可能性，当支撑单元设计用于在光学表面由于促动器单元的倾斜力矩而倾斜时预设用于光学表面的基本上处于光学表面的主延伸平面中的倾斜轴线时，仍能够实现以简单的方式特别充分地利用表面或者使分段元件特别紧密地封装。业已证明，即使在所列举的在倾斜力矩定向方面不利的情况下也可以不同耗费地修改促动器(其在传统设计方案、例如在由DE102012223034A1已知的设计方案中是必须的)地通过简单的单纯被动的措施在支撑装置区域内实现预设用于光学表面的倾斜轴线，所述倾斜轴线基本上处于光学表面的主延伸平面中，因此在这种情况下也可行的是，在光学表面倾斜时防止光学元件的部件侧向移出。由此相应地也可行的是，尽管可调性是主动的(例如在更换照明设置时)，但仍能以较少的光损失实现光学元件特别紧密的封装。按照第一方面，本专利技术涉及一种光学单元，尤其是分段镜单元，其具有光学元件和支撑装置，其中，光学元件具有尤其是长条形的光学表面，所述光学表面定义主延伸平面和在主延伸平面中的主延伸方向，其中，支撑装置包括支撑单元和促动器单元。促动器单元设计用于使光学表面倾斜，方式为通过促动器单元在光学元件上施加倾斜力矩，其中，倾斜力矩倾斜于主延伸平面地延伸。支撑单元设计用于在光学表面由于促动器单元的倾斜力矩倾斜时预设用于光学表面的倾斜轴线，所述倾斜轴线基本上处于光学表面的主延伸平面中。倾斜轴线可以在主延伸平面中原则上几乎任意地定向。然而如果支撑单元设计为，使得用于光学表面的倾斜轴线基本上与主延伸方向平行地、尤其是基本上与主延伸方向在同一条直线上地延伸，则可以特别紧密的封装光学元件或者将光学元件彼此布置得很近。本专利技术原则上可以使用在具有相对于主延伸平面的任意倾斜力矩斜度的任意情况下。如果倾斜力矩相对于光学表面的主延伸平面和/或主延伸方向倾斜1°至30°，优选5°至20°，进一步优选8°至15°，则可以实现特别有利的结果。在这些情况下，相对于主延伸平面倾斜的倾斜力矩或者其垂直于主延伸平面的寄生分量(它们作用产生寄生的侧向转出运动)能够以特别简单的被动方式有效地补偿。倾斜轴线原则上可以与光学表面相隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学单元，尤其是分段镜单元，具有‑光学元件(109；209)和‑支撑装置(111)，其中，‑光学元件(109；209)具有尤其是长条形的光学表面(109.1；209.1)，所述光学表面定义主延伸平面(PME)和在主延伸平面(PME)中的主延伸方向，‑支撑装置(111)包括支撑单元和促动器单元(113)，‑促动器单元(113)设计用于使光学表面倾斜，方式为通过促动器单元(113)在光学元件(109；209)上施加倾斜力矩(M1)，其特征在于，‑倾斜力矩(M1)倾斜于主延伸平面(PME)地延伸并且‑支撑单元(112；212)设计用于在光学表面由于促动器单元(113)的倾斜力矩(M1)倾斜时预设用于光学表面(109.1；209.1)的倾斜轴线(TA1、TA2)，所述倾斜轴线基本上处于光学表面的主延伸平面(PME)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.05 DE 102014215452.91.一种光学单元，尤其是分段镜单元，具有-光学元件(109；209)和-支撑装置(111)，其中，-光学元件(109；209)具有尤其是长条形的光学表面(109.1；209.1)，所述光学表面定义主延伸平面(PME)和在主延伸平面(PME)中的主延伸方向，-支撑装置(111)包括支撑单元和促动器单元(113)，-促动器单元(113)设计用于使光学表面倾斜，方式为通过促动器单元(113)在光学元件(109；209)上施加倾斜力矩(M1)，其特征在于，-倾斜力矩(M1)倾斜于主延伸平面(PME)地延伸并且-支撑单元(112；212)设计用于在光学表面由于促动器单元(113)的倾斜力矩(M1)倾斜时预设用于光学表面(109.1；209.1)的倾斜轴线(TA1、TA2)，所述倾斜轴线基本上处于光学表面的主延伸平面(PME)中。2.按权利要求1所述的光学单元，其中，-支撑单元(112；212)设计为，使得用于光学表面(109.1；209.1)的倾斜轴线(TA1、TA2)基本上与主延伸方向平行地、尤其是基本上与主延伸方向在同一条直线上地延伸，和/或-倾斜力矩(M1)相对于光学表面的主延伸平面(PME)和/或主延伸方向倾斜1°至30°，优选5°至20°，进一步优选8°至15°，和/或-用于光学表面(109.1；209.1)的倾斜轴线(TA1、TA2)在至少一个倾斜轴线点基本上处于光学表面上，其中，用于光学表面(109.1；209.1)的倾斜轴线(TA1、TA2)尤其处于光学表面的在倾斜轴线点中定义的切平面中。3.按权利要求1或2所述的光学单元，其中，-支撑单元(112；212)设计为通过被动元件定义倾斜轴线(TA1、TA2)的被动装置，和/或-支撑单元(112；212)包括至少两个至少能够区段性地弹性变形的支撑元件(112.1至112.4；212.12)，所述支撑元件定义倾斜轴线(TA1、TA2)，和/或-支撑单元(112；212)包括至少两个支撑元件(112.1至112.4；212.12)，尤其是至少三个支撑元件(112.1至112.4；212.12)和基础元件(112.7；212.7)，其中，通过支撑元件(112.1至112.4；212.12)在至少一个运行状态中将光学元件(109；209)的至少大部分重力导入基础元件(112.7；212.7)中，其中，将光学元件(109；209)的重力的尤其至少80％，优选至少90％，进一步优选95％至100％导入基础元件(112.7；212.7)中，和/或-支撑单元(112；212)包括至少一个导引单元(215；315)，所述导引单元与光学元件(109；209)相连并且为了定义倾斜轴线(TA1、TA2)限定光学元件(109；209)的至少两个运动自由度，尤其是三个运动自由度，和/或-支撑单元(112；212)包括至少一个导引单元(215；315)，所述导引单元与光学元件(109；209)相连并且为了定义倾斜轴线(TA1、TA2)设计为，使得其承接垂直于光学表面的主延伸平面(PME)作用的倾斜力矩分量。4.按权利要求1至3之一所述的光学单元，其中，-支撑单元(112；212)包括至少两个按照板式弹簧形式设计的、能够弹性变形的支撑元件(112.1至112.4；212.12)，所述支撑元件定义倾斜轴线(TA1、TA2)，其中，-每个支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其定义板式弹簧主延伸平面并且支撑元件(112.1至112.4；212.12)这样彼此倾斜地布置，使得板式弹簧主延伸平面相交在倾斜轴线(TA1、TA2)中，和/或-至少一个支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其设计为板式弹簧，所述板式弹簧在只通过光学元件(109；209)的重力负载的状态下基本上设计为平的，和/或-至少一个支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其设计为薄的板式弹簧，所述板式弹簧具有沿纵轴线的长度尺寸和垂直于板式弹簧主延伸平面的最大厚度尺寸，其中，最大厚度尺寸尤其小于长度尺寸的4％，优选小于2％，进一步优选为0.2％至1％，和/或-每个支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其定义板式弹簧主延伸平面并且至少一个支撑元件(112.1至112.4；212.12)在其板式弹簧主延伸平面中具有基本上呈平行四边形的外轮廓，其中，所述外轮廓的至少一对侧边基本上平行于倾斜轴线(TA1、TA2)地延伸。5.按权利要求1至3之一所述的光学单元，其中，-支撑单元(112；212)包括至少三个按照弹性撑杆形式设计的、能够弹性变形的支撑元件(112.1至112.4；212.12)，所述支撑元件定义倾斜轴线(TA1、TA2)，其中，-支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其布置为三脚架的形式，和/或-每个支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其定义杆纵轴线并且支撑元件(112.1至112.4；212.12)这样彼此倾斜地布置，使得杆纵轴线在倾斜轴线(TA1、TA2)的一点处相交，和/或-支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其分别定义杆纵轴线并且沿着其杆纵轴线基本上具有相同的长度尺寸，和/或-至少一个支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其设计为杆状弹簧，所述杆状弹簧设计为在只通过光学元件(109；209)的重力负载的状态下基本上呈直线形，和/或-至少一个支撑元件(112.1至112.4；212.12)尤其设计为细长的杆状弹簧，所述杆状弹簧具有沿着纵轴线的长度尺寸和垂直于纵轴线的最大横向尺寸，其中，最大横向尺寸尤其小于长度尺寸的4％，优选小于2％，进一步优选为0.3％至1.8％。6.按权利要求5所述的光学单元，其中，-支撑单元(112；212)包括基础元件(112.7；212.7)和至少一个用于定义倾斜轴线(TA1、TA2)的导引单元(215；315)，-支撑元件(112.1至112.4；212.12)支撑在基础元件(112.1；212.7)上并且-导引单元(215；315)在运动学上平行于支撑元件(112.1至112.4；212.12)地布置在基础元件(112.7；212.7)与光学元件(109；209)之间，其中，-导引单元(215；315)尤其限定光学元件(109；209)的至少两个运动自由度，尤其是三个运动自由度，和/或-导引单元(215；315)尤其设计为，使得其承接垂直于光学表面的主延伸平面(PME)作用的倾斜力矩分量，和/或-导引单元(215；315)尤其设计为，使得其在光学表面由于倾斜力矩(M1)倾斜时在光学元件(109；209)上施加反向力矩，其中，反向力矩补偿垂直于光学表面的主延伸平面(PME)作用的倾斜力矩分量的至少一部分，尤其是至少75％，优选至少85％，进一步优选90％至100％。7.按权利要求6所述的光学单元，其中，-导引单元(215；315)具有至少一个铰接地与光学元件(109；209)和基础元件(112.7；212.7)相连的导引元件(215.1)，和/或-导引单元(215；315)具有至少两个铰接地与光学元件和基础元件(112.7；212.7)相连的导引元件(215.1)，其中，导引元件(215.1)尤其沿光学元件(109；209)的横向朝光学元件(109；209)的对置侧布置，其中，横向处于主延伸平面(PME)中并且垂直于主延伸方向延伸，和/或-导引单元(215；315)具有至少一个按照板式弹簧形式设计的导引元件(215.1)。8.按权利要求7所述的光学单元，其中，-至少一个导引元件(215.1)定义光学元件(109；209)上的第一铰接点(215.4)和基础元件(112.7；212.7)上的第二铰接点(215.5)并且-处于第一铰接点(215.4)与第二铰接点(215.5)之间的连接线在垂直于主延伸平面(PME)并且平行于倾斜力矩(M1)延伸的平面中相对于倾斜力矩(M1)倾斜第一倾斜角地延伸，和/或-处于第一铰接点(215.4)与第二铰接点(215.5)之间的连接线在垂直于主延伸平面(PME)并且平行于倾斜力矩(M1)延伸的平面中相对于主延伸平面(PME)倾斜第二倾斜角地延伸，其中，-第一倾斜角...

【专利技术属性】
技术研发人员：B普尼尼米特勒，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE