具有可倾斜的光学表面的光学模块制造技术

本发明专利技术涉及一种光学模块，尤其是分面反射镜，具有用于光学表面的载体单元和支撑其的支撑结构。支撑结构具有基础单元、第一支撑单元和与第一支撑单元不同的第二支撑单元。第一支撑单元定义载体单元的第一运动平面和第一倾斜轴线，载体单元可相对于基础单元围绕第一倾斜轴线倾斜。第二支撑单元定义载体单元的第二运动平面和第二倾斜轴线，载体单元可相对于基础单元围绕第二倾斜轴线倾斜。第一和第二支撑单元彼此运动学并联地布置在基础单元与载体单元之间并且分别设计为四连杆机构，其允许载体单元相对于基础单元在相应的运动平面中进行平移运动。第一和第二支撑单元分别具有至少一个脱耦区段，其允许在相应的另一支撑单元的运动平面中平移运动。

An optical module with an inclined optical surface

The invention relates to an optical module, in particular a facet mirror, with a carrier unit for an optical surface and a supporting structure supporting it. The supporting structure has a base unit, a first support unit, and a second support unit different from the first support unit. The first supporting unit defines the first moving plane and the first inclined axis of the carrier unit, and the carrier unit can tilt along the first tilting axis relative to the base unit. The second supporting unit defines the second movement plane of the carrier unit and the second inclined axis, and the carrier unit can tilt along the second inclined axis relative to the base unit. The first and second supporting units are arranged in parallel between the basic unit and the carrier unit, and are designed as four link mechanisms respectively, allowing the carrier unit to move in the relative moving plane with respect to the base unit. The first and second support units have at least one decoupling section, which allows the moving plane to be moved in the motion plane of the corresponding support unit.

【技术实现步骤摘要】
具有可倾斜的光学表面的光学模块
本专利技术涉及一种光学模块，尤其是分面反射镜，其具有一个或多个可倾斜的光学表面。本专利技术还涉及一种具有这种光学模块的光学成像装置、用于支撑这种光学模块的光学表面的载体装置的相应方法以及相应的光学成像方法。本专利技术能够结合任何的光学成像方法使用。本专利技术能够特别有利地在制造或者检查微电子电路以及为此使用的光学部件(例如光学掩膜)时使用。
技术介绍
所述类型的光学模块、尤其是分面反射镜(“Facettenspiegel”：亦可称“分段镜”)在半导体光刻中在紫外线范围内(例如193nm范围内)的工作波长时、但也可以在工作波长为5nm至20nm之间(例如13nm范围内)的所谓的极紫外范围(EUV)中时用于制造微米或者纳米结构化的构件。在此，光学模块用于确保掩膜或者掩膜母版平面的尽可能均匀的照明。此外，借助光学模块在掩膜或者掩膜母版平面的区域内实现不同的照明设置(照明角分布)。在此所述类型的光学模块尤其是分面反射镜在投影曝光设备中的布置和工作方式例如在DE10053587A1和DE102010003169A1中描述，其所有公开内容在此分别通过引用包含在本专利技术中。这些分面反射镜通常包括大量的分面元件，所述分面元件具有一个或多个反射光学表面。分面元件通过支撑结构支撑并且大多布置在多个分面组中。在此，单独的分面元件或者其光学表面的倾斜角大多能够单独地或者成组地通过支撑结构的相应促动器调节，以便通过照明光束或者不同的照明设置实现相应期望的光强度分布。支撑相应的分面元件的支撑结构在此规定单独的分面元件的运动轨道。这种分面模块例如由DE102012223034A1已知，其全部公开内容在此通过引用包含在本专利技术中。在这种设计中，分面元件通过由薄的支撑元件组成的三角架支撑，其纵轴线在共同的点处相交。由此实现了在运动学上相应于球形接头的支撑，其中，通过支撑元件的纵轴线的交点定义了无限多个倾斜轴线。在此的问题一方面是薄的支撑元件的较低刚性。这一方面导致支撑元件的较高弯折风险。另一方面，这种设计非常容易受到光学表面的平面中的扭转的影响。这两种风险应通过圆柱体的包围三角架的弹性风箱管降低。然而在此的问题是这些风箱管的机械性能的较大散射使设计很难精确地协调适配。这种设计的另一问题在于薄支撑元件的较小热通流横截面造成了较低的热量排出。这种分面模块的另一设计例如由DE102014214288A1已知，其全部公开内容在此通过引用包含在本专利技术中。在这种设计中，光学表面的两个垂直的倾斜轴线通过两个彼此嵌套的单独制造的支撑单元定义。在此，相应的倾斜轴线通过大量平坦的板式弹簧确定，所述板式弹簧的弹簧平面全部在相关的倾斜轴线中相交。两个支撑单元在此在运动学上串联地(也就是在力传递方向上前后相续地)布置在分面元件的载体单元与基础单元之间。这种具有板式弹簧的设计在此由于板式弹簧整体上相对较大的热通流横截面原则上是有利的。板式弹簧锁止了在光学表面的平面中的旋转。然而在热学角度，由于支撑单元的串联布置形成了较长的热传导路径，由此提高了支撑单元的热阻力并且又部分抵消了所提高的热通流横截面的优点。在动力学方面，嵌套的支撑单元的串联布置也是有问题的。这种布置要求两个支撑单元的固有频率复杂地协调适配，以实现围绕两个倾斜轴线的均匀的动态性能。前述两个解决方案的共同点是通过中央倾斜杆的促动原理，所述中央倾斜杆与分面元件的背侧相连并且通常无接触地(例如通过相应的电磁场)运动。在此不利的是，这种方式的促动产生了寄生的横向力，其使得分面进行与倾斜叠加的寄生平移。此外，倾斜杆在未通电状态下的位置不能精确地定义，因此在投入运行时可能导致超调效应
技术实现思路
由前述现有技术出发，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种光学模块、光学成像装置、用于支撑光学表面的载体单元的方法以及成像方法，其不具有或者至少以较小的程度具有前述缺点并且尤其以简单的方式实现在动力学和热学方面改善的光学表面支撑。所述技术问题按照本专利技术的技术教导由此解决，即在本文开头所述类型的光学模块中，能够以简单的方式实现在动力学和热学方面改善的光学表面支撑，方法是为了支撑载体单元，使用由两个单独的支撑单元组成的并联运动学机构，它们分别设计为四连杆机构(Viergelenkgetriebe)，其除了围绕倾斜轴线倾斜外也允许载体单元相对于基础单元在相应的运动平面中进行平移运动，其中，每个支撑单元具有至少一个脱耦区段，所述脱耦区段允许另一支撑单元在运动平面中进行平移运动。在此，并联运动学机构是有利的，因为其实现了支撑单元的部件的几乎相同的设计并且由此简化了围绕两个倾斜轴线的固有频率的适配或者说必要时自动形成适配。此外，通过并联运动学机构(相对于串联的运动学机构)缩短了经过支撑结构的导热路径，因此有利地降低了其热阻力。通过脱耦区段能够在使用关节的情况下实现四连杆机构，其限定围绕处于四连杆机构的所属运动平面中的旋转轴线的旋转自由度。此外可行的是，使用传统的铰链关节或者类似元件，其例如可以设计为简单的固体铰链和/或可以具有类似大小的热通流横截面。这不只在热学角度是有利的，而且也实现了相对刚性的结构，其也在动力学角度是有利的。相同或者类似的铰链也可以用于脱耦区段，因此总地来说实现了在热学和动力学方面有利的支撑结构。此外通常可行的是，将这种并联运动学机构设计为整体式，由此进一步改善了支撑的热学和运动学特性。相应的四连杆机构的特殊优点还在于，以简单的方式省去了通过已知构造的中央倾斜杆进行促动。尽管在期望时仍能实现这种中央促动，但促动器也能够以有利的方式作用在四连杆机构的部件上。由此显著提高了构造的灵活性。按照本专利技术的设计的另一优点在于，两个支撑单元可以在没有其它附加措施的情况下限定围绕垂直于平面延伸的旋转轴线的旋转自由度，所述平面由支撑单元的两个倾斜轴线包夹形成或者平行于两个倾斜轴线地延伸。此外，能够以简单的方式尤其防止在光学表面的平面中的扭转，而不需要附加的辅助装置(例如由DE102012223034A1已知的圆柱形风箱管)。因此按照一个方面，本专利技术涉及一种光学模块，尤其是分面反射镜，其具有用于光学表面的载体单元和支撑结构，其中，载体单元由支撑结构支撑。支撑结构具有基础单元、第一支撑单元和与第一支撑单元不同的第二支撑单元。第一支撑单元布置在基础单元与载体单元之间并且定义载体单元的第一运动平面和第一倾斜轴线，其中，所述第一倾斜轴线垂直于第一运动平面延伸并且载体单元能够相对于基础单元围绕第一倾斜轴线倾斜。第二支撑单元布置在基础单元与载体单元之间并且定义载体单元的第二运动平面和第二倾斜轴线，其中，所述第二倾斜轴线垂直于第二运动平面延伸，载体单元能够相对于基础单元围绕第二倾斜轴线倾斜并且第二倾斜轴线相对于第一倾斜轴线倾斜地延伸。第一和第二支撑单元彼此运动学并联地布置在基础单元与载体单元之间，其中，第一支撑单元和第二支撑单元分别设计为四连杆机构，其允许载体单元相对于基础单元在相应的运动平面中进行平移运动。第一支撑单元和第二支撑单元分别具有至少一个脱耦区段，其允许在相应的另一支撑单元的运动平面中进行平移运动。在此需要注意的是，两个单独的支撑单元按照本专利技术理解为两个不具有共同部件的支撑单元，因此是完全彼此分隔开地在基础单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学模块，尤其是分面反射镜，具有‑用于光学表面的载体单元(112)和‑支撑结构(113)，其中，‑载体单元(112)由支撑结构(113)支撑，‑所述支撑结构(113)具有基础单元(114)、第一支撑单元(115)和与第一支撑单元不同的第二支撑单元(116)，‑第一支撑单元(115)布置在基础单元(114)与载体单元(112)之间并且定义载体单元(112)的第一运动平面和第一倾斜轴线，‑所述第一倾斜轴线垂直于第一运动平面延伸，‑载体单元(112)能够相对于基础单元(114)围绕第一倾斜轴线倾斜，‑第二支撑单元(116)布置在基础单元(114)与载体单元(112)之间并且定义载体单元(112)的第二运动平面和第二倾斜轴线，‑第二倾斜轴线垂直于第二运动平面延伸，‑载体单元(112)能够相对于基础单元(114)围绕第二倾斜轴线倾斜并且‑第二倾斜轴线相对于第一倾斜轴线倾斜地延伸，其特征在于，‑第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)彼此运动学并联地布置在基础单元(114)与载体单元(112)之间，‑第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)分别设计为四连杆机构，所述四连杆机构允许载体单元(112)相对于基础单元(114)在相应的运动平面中进行平移运动，‑第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)分别具有至少一个脱耦区段，所述脱耦区段允许在相应的另一支撑单元(116、115)的运动平面中进行平移运动。...

【技术特征摘要】
2016.09.14 DE 102016217479.71.一种光学模块，尤其是分面反射镜，具有-用于光学表面的载体单元(112)和-支撑结构(113)，其中，-载体单元(112)由支撑结构(113)支撑，-所述支撑结构(113)具有基础单元(114)、第一支撑单元(115)和与第一支撑单元不同的第二支撑单元(116)，-第一支撑单元(115)布置在基础单元(114)与载体单元(112)之间并且定义载体单元(112)的第一运动平面和第一倾斜轴线，-所述第一倾斜轴线垂直于第一运动平面延伸，-载体单元(112)能够相对于基础单元(114)围绕第一倾斜轴线倾斜，-第二支撑单元(116)布置在基础单元(114)与载体单元(112)之间并且定义载体单元(112)的第二运动平面和第二倾斜轴线，-第二倾斜轴线垂直于第二运动平面延伸，-载体单元(112)能够相对于基础单元(114)围绕第二倾斜轴线倾斜并且-第二倾斜轴线相对于第一倾斜轴线倾斜地延伸，其特征在于，-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)彼此运动学并联地布置在基础单元(114)与载体单元(112)之间，-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)分别设计为四连杆机构，所述四连杆机构允许载体单元(112)相对于基础单元(114)在相应的运动平面中进行平移运动，-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)分别具有至少一个脱耦区段，所述脱耦区段允许在相应的另一支撑单元(116、115)的运动平面中进行平移运动。2.按权利要求1所述的光学模块，其中，-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)分别设计为双脚架，所述双脚架具有第一边脚区段(115.1、116.1)和第二边脚区段(115.2、116.2)，其中，-尤其是两个支撑单元中的至少一个定义双脚架平面，所述双脚架平面与所属的运动平面重合，和/或-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)尤其相互嵌套地布置，使得两个运动平面的相交线(119)分别处于两个边脚区段(115.1、116.1、115.2、116.2)之间，和/或-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)尤其布置为，使得第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)围绕两个运动平面的相交线(119)彼此扭转地布置，尤其以60°至90°，优选75°至90°，进一步优选80°至90°的角度彼此扭转地布置，和/或-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)尤其基本上相同地设计，尤其是除了在载体侧连接相应的边脚区段(115.1、115.2、116.1、116.2)的桥接区段外相同地设计，和/或-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)尤其设计为，使得第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)限定围绕垂直于平面延伸的旋转轴线的旋转自由度，所述平面由第一倾斜轴线和第二倾斜轴线包夹形成或者平行于第一倾斜轴线和第二倾斜轴线地延伸。3.按权利要求1或2所述的光学模块，其中，-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)分别具有两个相互间隔的载体侧的铰链区段和两个相互间隔的基础侧的铰链区段，其中，-尤其是所述铰链区段中的至少一个，优选每个铰链区段定义用于旋转铰链运动的铰链轴线，其中，所述铰链轴线至少基本上平行于所属的支撑单元(115、116)的倾斜轴线，和/或-所述两个支撑单元(115、116)中至少一个的铰链区段尤其布置和设计使得形成平坦的四连杆机构，和/或-所述两个支撑单元(115、116)中至少一个的铰链区段尤其布置和设计使得所述铰链区段在运行状态中形成梯形的角点。4.按权利要求3所述的光学模块，其中，-至少一个铰链区段，优选每个铰链区段限定围绕处于所属运动平面中的旋转轴线的旋转自由度，和/或-至少一个铰链区段，优选每个铰链区段设计为固体铰链，和/或-至少一个铰链区段，优选每个铰链区段设计为弯曲铰链，和/或-至少一个铰链区段，优选每个铰链区段由板式弹簧元件形成，和/或-至少一个载体侧的铰链区段和至少一个基础侧的铰链区段共同由板式弹簧元件形成。5.按权利要求3或4所述的光学模块，其中，-所述两个支撑单元(115、116)中的至少一个具有第一边脚区段(115.1、116.1)和第二边脚区段(115.2、116.2)，其中，-第一边脚区段(115.1、116.1)的至少一个边脚部分在第一基础侧的铰链区段与沿力传递连接方向最接近的第一载体侧的铰链区段之间延伸并且在所属的运动平面中定义第一边脚纵向轴线，-第二边脚区段(115.2、116.2)的至少一个边脚部分在第二载体侧的铰链区段与沿力传递连接方向最接近的第二基础侧的铰链区段之间延伸并且在所属的运动平面中定义第二边脚纵向轴线，其中，-第一边脚纵向轴线和第二边脚纵向轴线尤其彼此倾斜地延伸，和/或-第一边脚纵向轴线和第二边脚纵向轴线尤其在所属的倾斜轴线中相交，和/或-在所属的运动平面中，尤其是两个载体侧的铰链区段的距离小于两个基础侧的铰链区段的距离，和/或-尤其是所述两个边脚部分的至少一个包括板式弹簧元件，尤其由板式弹簧元件构成。6.按权利要求1至5之一所述的光学模块，其中，-所述两个倾斜轴线中的至少一个布置在光学表面的朝向基础单元(114)的一侧上，其中尤其是-光学表面在所属的运动平面中具有面法线，所述面法线延伸经过至少一个倾斜轴线，并且光学表面的第一表面点在面法线上与至少一个倾斜轴线具有倾斜轴线距离，-所述第一表面点在第一运行状态中处于相对于基础单元(114)的参考位置中并且-所述倾斜轴线距离选择为，使得光学表面的第二表面点在第二运行状态中处于参考位置上，其中，光学表面在第二运行状态中相对于第一运行状态围绕至少一个倾斜轴线倾斜。7.按权利要求1至6之一所述的光学模块，其中，-第一支撑单元(115)和第二支撑单元(116)分别具有形成四连杆机构的四连杆机构区段，其中，-两个支撑单元(115、116)中的至少一个支撑单元的至少一个脱耦区段尤其是运动学串联地布置在四连杆机构区段与基础单元(114)或者载体单元(112)之间，和/或-两个支撑单元(115、116)中的至少一个支撑单元尤其具有第一脱耦区段和第二脱耦区段，其中，四连杆机构区段运动学...

【专利技术属性】
技术研发人员：U韦伯，M纳夫齐，
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