Spiegelfacette und Facettenspiegel
Die Erfindung betrifft eine Spiegelfacette für einen Facet- tenspiegel mit einer Spiegeloberfläche. Des weiteren betrifft die Erfindung einen Facettenspiegel aus mehreren dieser Spiegelfacetten. Durch die Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Ausrichten von Spiegelfacetten beschrieben sowie ein Verfahren zum Fixieren der Position von Spiegelfacetten. Ab- schließend betrifft die Erfindung außerdem die Verwendung eines Facettenspiegels aus Spiegelfacetten.
Spiegelfacetten für mehrere dieser Spiegelfacetten umfassenden Facettenspiegeln sind aus dem allgemeinen Stand der Tech- nik bekannt.
So beschreibt beispielsweise die GB 2 255 195 A derartige Facettenspiegel mit einzelnen Spiegelfacetten und entsprechenden Lagerelementen für die Facettenspiegel, deren Einsatz- zweck insbesondere im Bereich der solaren Energietechnik zu suchen ist.
Jede einzelne dieser Spiegelfacetten ist dabei so ausgebildet, daß sie aus einer Spiegelfläche besteht, welche über ei- nen Stab mit einer Kugel verbunden ist, welche in entsprechenden Lager-einrichtungen befestigt ist. Die Genauigkeit von derartigen Anordnungen hinsichtlich der Möglichkeit ihrer Justage oder dergleichen ist dabei äußerst beschränkt, da die Halterung der einzelnen Spiegelfacetten vergleichsweise lose ist und eine Dejustage sehr leicht und schnell erfolgen kann.
Bei einem derartigen Aufbau lassen sich daher die bei der Justage erforderlichen Genauigkeiten, welche für den bevorzugten Anwendungsfall der oben genannten Erfindung in einem Objektiv für die Mikrolithographie erforderlich sind, nicht realisieren. Des weiteren kann bei der Justage der Zugriff
auf die einzelnen Spiegelfacetten nur von der Seite ihrer Spiegeloberfläche her erfolgen, so daß ein Ausrichten der einzelnen Spiegel unter Beleuchtung vergleichsweise aufwendig und schwierig ist.
Ein weiteres Problem bei einem derartigen Aufbau, insbesondere wenn er in der Mikrolithographie eingesetzt werden soll ist sicherlich darin zu sehen, daß die Spiegelfacetten einen Teil der von ihnen reflektierten Strahlung aufnehmen und sich somit erwärmen können. Bei einer Ausführung gemäß der oben genannten GB 2 255 195 A könnte dies zu gravierenden Problemen führen, da aufgrund der Lagerung in den Lagerelementen mit den Kugeln nur eine sehr kleine, im allgemeinen linien- förmige Auflage gegeben ist, welche zum Ableiten der von den Spiegeln absorbierten Wärme nicht vollkommen ausreichen kann. Der gesamte Aufbau aus Spiegeln, Stab und Kugel wird sich damit erwärmen und durch Materialverspannungen kann es zu einer Verformung der Spiegelfläche kommen, welche die Abbildungsqualität des Spiegels gravierend beeinträchtigt.
Des weiteren ist durch die EP 0 726 479 AI eine Kippspiegelanordnung beschrieben, welche mindestens einen einer Spiegelfacette ähnlichen Kippspiegel, einen Basiskörper und mindestens eine Spiegellagerung mit zumindest nahezu festem Dreh- punkt zwischen dem Kippspiegel und der Basis besitzt. Dabei ist bei Spiegelflächen mit einer charakteristischen Länge kleiner als 40 mm, die Baugröße der gesamten Anordnung von Kippspiegellagerung und -gehäuse derart unterhalb der Spiegeloberfläche angeordnet, daß sie in der Projektion der Spie- gelebene nicht oder bei Auslenkung des Kippspiegels nur unwesentlich über diese hinausragt. Derartige Kippspiegel werden beispielsweise im Bereich der Lasertechnologie eingesetzt.
Durch die Möglichkeit den Basiskörper über die Spiegellage- rung entsprechend zu lagern und gegebenenfalls nachzujustie- ren, wird bei derartigen Spiegeln die Justage auch unter Be-
leuchtung möglich. Allerdings ist der Aufbau sehr aufwendig, so daß bei Facettenspiegeln, welche aus diesen Kippspiegeln gebildet werden könnten, ein sehr hoher Aufwand hinsichtlich Bauraum, Justage elementen, Kosten und dergleichen zu erwarten ist.
Des weiteren soll zum Stand der Technik bei Facettenspiegeln auf die beiden US-Patente 4,195,913 und 4,740,276 hingewiesen werden. Beide zeigen Spiegelaufbauten, welche aus einer Viel- zahl von einzelnen Spiegelfacetten aufgebaut sind. Die Aufbauten sehen es jedoch vor, daß die Spiegelfacetten fest mit der entsprechenden Oberfläche verbunden werden. Der gesamte Aufbau erlaubt es daher, aufgrund der wärmeleitenden Verbindung der Elemente untereinander bzw. der speziell eingeplan- ten Kühlung, einige der oben genannten Probleme zu vermeiden. Nachteile hinsichtlich der Möglichkeit der Justage und der bei der Montage über eine Verschraubung oder dergleichen auftretenden Probleme hinsichtlich Montageaufwand und eventuell auftretender Verspannungen der Spiegeloberflächen können durch diese Anordnungen nicht vermieden werden.
Zum weiteren allgemeinen Stand der Technik soll auf die EP 0 901 992 AI verwiesen werden, welche ein Lötverfahren für optische Materialien an Metallfassungen und gefaßten Baugrup- pen beschreibt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Spiegelfacette und einen daraus gebildeten Facettenspiegel zu schaffen, welcher die oben genannten Nachteile vermeidet und hinsichtlich seiner Möglichkeiten der Justage, insbesondere auch unter Beleuchtung, so aufgebaut ist, daß diese sehr leicht und effektiv möglich ist, und daß nach erfolgter Justage über eine entsprechende Möglichkeit der Fixierung ein Aufbau erreicht werden kann, welcher die Ableitung von durch die Spiegelfacetten absorbierter Wärme optimal sicherstellt.
Die Aufgabenstellung wird hinsichtlich der Spiegelfacette für einen Facettenspiegel dadurch gelöst, daß die der Spiegeloberfläche abgewandte Seite der Spiegelfacette sphärisch ausgebildet ist.
Die sphärische Rückfläche erlaubt eine ideale Justage jeder einzelnen der Spiegelfacetten, im allgemeinen ca. 50 bis 250 Stück, eines daraus aufgebauten Facettenspiegels. Durch die sphärische Rückfläche wird das Verkippen der Spiegeloberflä- ehe, welche beispielsweise als sphärische Fläche, als Asphä- re, als Plan-, Toroid- oder Zylinderfläche ausgebildet sein kann, ermöglicht, ohne die Spiegelfacette an sich aus ihrer Position zu bewegen.
Gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung sieht die Lösung der Aufgabenstellung hinsichtlich der Spiegelfacette für einen Facettenspiegel vor, daß die Spiegeloberfläche der Spiegelfacette sphärisch ausgebildet ist, wobei die der Spiegeloberfläche abgewandte Seite der Spiegelfa- cette ebenfalls sphärisch ausgebildet ist, und wobei die beiden Sphären unterschiedliche Mittelpunkte aufweisen.
Durch die beiden unterschiedlichen Mittelpunkte der - nicht zwingend - sphärischen Spiegeloberfläche und der spährischen Rückfläche der Spiegelfacette entsteht ein Aufbau der es in idealer Weise erlaubt, die Spiegeloberfläche entsprechend auszurichten und zu verschieben. Bei einer seitlichen Bewegung des Spiegels wird dieser nämlich auf seiner spährischen Rückfläche, um einen entsprechenden Radius, eine Schwenkbewe- gung ausführen. Diese Schwenkbewegung erfolgt dabei um den Mittelpunkt der Sphäre der Rückfläche. Da die Spiegelfläche einen anderen Mittelpunkt hat erfährt diese eine anders gelagerte Bewegung, so daß sich die Mittelachse der Spiegelfläche verschiebt und gleichzeitig eine Kippung erfährt. Die Spie- gelfacette läßt sich daher ideal auf die vorgegebenen Erfordernisse ausrichten.
Für die gewünschte Funktionsweise ist es dabei nur wichtig, daß der Mittelpunkt der sphärischen Rückfläche und der Mittelpunkt der spärischen Spiegeloberfläche, oder im Falle ei- ner nicht sphärischen Spiegeloberfläche der Mittelpunkt ihres Scheitelkrümmungsradiuses nicht zusammenfallen.
Des weiteren wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Spiegelfacette für einen Facettenspiegel so ausge- bildet ist, daß die der Spiegeloberfläche abgewandte Seite der Spiegelfacette plan ausgebildet ist.
Eine derartige Spiegelfacette läßt sich auf dieser planen Rückfläche entsprechend verschieben, um ihre seitliche Posi- tion in die gewünschte Position auszurichten. Eine Verkippung der Achse des Spiegels ist bei dieser Anordnung nicht möglich.
In einer besonders günstigen Weiterbildung dieser Idee kann es nun vorgesehen sein, daß die der Spiegeloberfläche abgewandte Seite eine Sphäre aufweist, wie dies oben bereits beschrieben wurde, welche in eine mit ihr korrespondierenden Sphäre eines Zwischenelements angeordnet ist, welches auf seiner der Spiegelfacette abgewandten Seite plan ausgebildet ist.
Somit läßt sich gemäß dem oben beschriebenen Vorgang eine Ausrichtung der Spiegeloberfläche hinsichtlich der Verkippung ihrer Mittelachse in besonders vorteilhafter Weise erreichen, in dem die Spiegelfacette auf dem Zwischenelement entlang ihrer sphärisch ausgebildeten Rückseite bewegt wird. Parallel dazu läßt sich das Zwischenelement mit seiner plan ausgebildeten Rückseite, gemäß der oben für die Ausgestaltung der zweiten Spiegelfacette beschriebenen Art und Weise, ausrich- ten. Die Kombination erlaubt es also, eine Spiegelfacette zu kreieren, die sich ideal ausrichten läßt.
In einer günstigen Weiterbildung davon kann es vorgesehen sein, daß die Spiegelfacette oder gegebenenfalls auch das Zwischenelement über magnetische Einrichtungen verfügt. Somit kann erreicht werden, daß nach erfolgtem Ausrichten durch ein Aktivieren dieser magnetischen Einrichtungen, beispielsweise ein Einschalten von Elektromagneten, die Lage der Spiegelfacette und gegebenenfalls auch des Zwischenelements sicher fixiert werden kann.
Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch einen Facettenspiegel gelöst, welcher aus mehreren der Spiegelfacetten gemäß der oben beschriebenen Art besteht, wobei die Spiegelfacetten auf einem gemeinsamen Trägerelement auf- gesetzt sind.
Auch hier sind gemäß den oben bereits beschriebenen Ausgestaltungen mehrere Varianten denkbar. So kann beispielsweise bei der Verwendung von Spiegelfacetten mit planen Rückflächen und bei der Verwendung von Zwischenelementen dieses Trägerelement eine plane Fläche aufweisen, auf welcher die Spiegelfacetten bzw. Zwischenelemente aufgesetzt sind, und auf welcher diese sich verschieben und ausrichten lassen. Die den Spiegelfacetten abgewandte Seite des Trägerelements muß dabei nicht plan ausgebildet sein. In idealer Weise weist diese Rückseite Verstärkungen in Form von Streben oder in Form einer wabenartigen Struktur auf, um bei möglichst leichter Bauweise möglichst steif zu sein.
Die Alternative wären entsprechende Formvorgaben in dem Trägerelement, welche zur Aufnahme der Spiegelfacetten mit ihren sphärischen Rückflächen geeignet wären. Hier könnte beispielsweise an Bohrungen oder dergleichen gedacht werden, welche in ihrem Durchmesser kleiner als die Spiegelfacette selbst sind und somit eine ringförmige Auflage der sphärisch ausgebildeten Rückfläche der Spiegelfacette ermöglichen.
Durch Verkippen der Spiegelfacette kann dann die oben bereits erläuterte Bewegung der Spiegelfacette auf ihrer sphärischen Rückseite erfolgen, so daß, insbesondere für die Bewegungsspielräume, welche für den bevorzugten Verwendungszweck eines derartigen Facettenspiegels in der Mikrolithographie notwendig sind, ausreichende Bewegungsmöglichkeiten bzw. -hübe erzielbar werden können.
In einer besonders günstigen Weiterbildung des Facettenspie- gels ist es dabei vorgesehen, daß das Trägerelement in dem Bereich, in dem die jeweilige Spiegelfacette auf das Trägerelement aufgesetzt ist, jeweils eine Öffnung aufweist, welche von der der Spiegelfacette zugewandten Seite des Trägerelements zu der der Spiegelfacette abgewandten Seite des Träger- elements verläuft.
Diese Öffnung kann nun für verschiedene Zwecke verwendet werden.
Ein Möglichkeit wäre gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung der Erfindung, das Einbringen eines Druckpolsters zwischen das Trägerelement und die Ξpiegelfacette durch die Öffnung. In diesem Fall kann als Öffnung ein vergleichsweises kleines Loch oder dergleichen vorgesehen sein, durch welches ein un- ter Druck stehendes Fluid zwischen die Spiegelfacette und das Trägerelement eingebracht werden kann. Die Bewegung der Spiegelfacette insbesondere zum Ausrichten wird dadurch erleichtert, da die Spiegelfacette dann praktisch auf einem Druckpolster "schwimmt" und die ansonsten vorliegende Reibung weitgehend unterbunden wird.
Vergleichbares kann gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen sein, wenn die Spiegelfacette zusammen mit dem Zwischenelement eingesetzt wird. Dann könnte entweder das Zwischenelement auf dem Druckpolster schwimmen oder es wäre auch denkbar, daß das Zwischenelement gemäß ei-
ner sehr günstigen Weiterbildung dieser Idee ebenfalls eine Öffnung aufweist, so daß die Spiegelfacette auf dem Zwischenelement über ein Druckpolster schwimmend gelagert bzw. zur Justage reibungsminimiert werden kann.
Eine andere' Einsatzmöglichkeit für die Öffnung könnte, beispielsweise bei einer Öffnung die einen etwas größeren Durchmesser aufweist, auch die Verwendung mit einem Haltedorn sein.
Der Haltedorn müßte dann einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als der Durchmesser der Öffnung ist. Über den Haltedorn kann dann von der Rückseite des Trägerelements aus die Spiegelfacette und/oder gegebenenfalls das Zwischenelement einjustiert werden. Zudem erlaubt der Haltedorn die Befestigung des Zwischenelements und/oder der Spiegelfacette auf dem Trägerelement. Neben den klassischen Verbindungstechniken, beispielsweise einem Anschrauben des Haltedorns, oder dessen Ausbildung als Gewindestange, so daß dieser mit einer Zwi- schenscheibe, welche gegebenenfalls federnd ausgebildet sein kann, und einer Mutter gegen das Trägerelement gesichert werden könnte, kann der Haltedorn auch über magnetische Einrichtungen verfügen oder aus einem Material sein, welches magne- tisierbar ist. Dann kann über elektromagnetische Einrichtun- gen oder dergleichen eine magnetische Kraft auf den Haltedorn, oder über den Haltedorn auf das Zwischenelement und/oder die Spiegelfacette ausgeübt werden, welche diese in ihrer Position fixiert. Dabei könnte die magnetische Einrichtung entweder an dem Haltedorn verbleiben oder, falls der Haltedorn aus einem Material besteht, welches permanent ag- netisierbar ist, könnte die magnetische Einrichtung auch nach der Magnetisierung des Haltedorns abgezogen werden, und beispielsweise für den Haltedorn des daneben angeordneten Elements des Facettenspiegels Verwendung finden.
Der permanent magnetisierte Haltedorn und/oder die permanent
magnetisierten Spiegelfacetten und/oder Zwischenelemente würden dann gegenüber dem Trägerelement, welches ebenfalls magnetisch leitend sein muß, durch Anziehungskräfte in ihrer Lage fixiert sein.
Bei allen Aufbauten ist jedoch ein direkter Kontakt zwischen dem Trägerelement und der Spiegelfacette und/oder dem Zwi- schenelement vorgesehen, so daß eine eventuell stattfindende Erwärmung der Spiegelfacette durch teilweise absorbierte Strahlung über das Trägerelement abgeleitet werden kann.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Facettenspiegels kann es auch vorgesehen sein, daß die Spiegelfacette und/oder das Zwischenelement und/oder das Trägerelement, zu- mindest in den Bereichen in welchen sich diese Bauteile berühren, zumindest teilweise mit einem Lot versehen ist.
Das Lot, welches beispielsweise als Beschichtung auf die Bauteile aufgebracht sein kann, oder welches in entsprechenden Ausnehmungen in den Bauteilen bevorratet werden kann, kann nach der endgültigen Ausrichtung der Spiegelfacetten über ein Aufheizen derselben geschmolzen werden, so daß nach dem Abkühlen eine feste Verbindung zwischen den Spiegelfacetten und/oder den Zwischenelementen und/oder den Trägerelementen entsteht, welche die Position der Spiegeloberfläche ideal sichert, und welche außerdem für eine ideale Wärmeableitung sorgen kann.
Des weiteren wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfah- ren zum Ausrichten von Spiegelfacetten nach einem der oben genannten Ansprüche gelöst, bei dem die Spiegelfacette auf ihrer der Spiegeloberfläche abgewandten Sphäre, falls die Rückfläche entsprechend ausgebildet ist, und damit um den Mittelpunkt dieser Sphäre gedreht wird, wodurch ein Verkippen der optischen Achse und/oder eine seitliche Verschiebung der optischen Achse erzielt wird.
Diese Ausrichtung ist dabei sehr günstig und einfach, da lediglich eine einzige Bewegung vonnöten ist, um die Spiegelfacette entsprechend auszurichten, wie dies oben auch bereits bei der Beschreibung der Spiegelfacette selbst erläutert wurde.
Selbstverständlich kann in einem alternativen Verfahren, sofern die Spiegelfacette und/oder das Zwischenelement keine sphärische Rückfläche aufweist dieses durch ein entsprechendes Verschieben oder gegebenenfalls durch ein Verkippen und ein Verschieben, bei der Kombination von Spiegelfacette und Zwischenelement analog an dem oben bereits gesagten erreicht werden.
Des weiteren wird die oben genannte Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Fixieren der Position einer Spiegelfacette nach den oben genannten Ansprüchen auf einem Trägerelement gelöst, in dem die Fixierung der Position durch mag- netische Haltekräfte realisiert wird.
Diese Haltekräfte können dabei gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung der Erfindung durch elektromagnetische Einrichtungen aufgebracht werden. Dies bietet den Vorteil einer sehr einfachen Beeinflussung der magnetischen Haltekräfte sowie der Möglichkeit, diese einfach aus- und wieder einschalten zu können.
Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, daß die magneti- sehen Einrichtungen selbst dauerhaft magnetisiert werden, beispielsweise wenn diese aus einem entsprechenden, dafür geeigneten Material ausgebildet sind und in dem diese über e- lektromagnetische Kräfte in Dauermagneten umgewandelt werden. Dies bietet entscheidende Vorteile, wenn aus Platzgründen o- der aus anderen Gründen keine Leitungen oder Ströme im Bereich des Facettenspiegels gewünscht werden, welche erforder-
lieh wären, um die elektromagnetischen Einrichtungen hinsichtlich ihrer Magnetkraft aufrecht zu erhalten.
Eine weitere Alternative kann vorsehen, daß die Spiegelfacet- ten nach dem Ausrichten mit dem Trägerelement verlötet werden. Auch dies bietet eine gute Befestigung bei gleichzeitig guter wärmeleitender Anbindung, so daß eventuell absorbierte Energie in Form von Wärme sehr leicht abgeführt werden kann.
Eine weitere Alternative könnte vorsehen, daß die Spiegelfacetten nach dem Ausrichten auf dem Trägerelement angesprengt werden. Diese bei auf sehr gute Oberflächenqualität polierten optischen Elementen gängige Maßnahme kann, beispielsweise im Zusammenhang mit dem oben bereits beschriebenen Druckpolster, sehr vorteilhaft genutzt werden, indem das Druckpolster zwischen die anzusprengenden Teile als veränderliches Druckpolster eingeleitet wird. Nach erfolgter Ausrichtung bzw. Justage der Position durch ein Absenken des Drucks kann ein langsames und quasi kontinuierliches Ansprengen erreicht werden, so daß durch den Ansprengvorgang selbst keine Dejustage mehr stattfinden wird.
Falls durch Alterung oder dergleichen dennoch eine weitere Justage erforderlich ist, so könnte durch das erneute Einlei- ten eines Druckpolsters das Ansprengen wieder aufgehoben werden und der Vorgang könnte von Neuem beginnen. Somit wird durch das Ansprengen ein sehr flexibles gegebenenfalls sehr leicht wieder zu demontierendes System für den Facettenspiegel erreicht, welches dennoch eine sehr gute Befestigung mit sehr guten wärmeleitenden Eigenschaften zwischen den einzelnen Bauteilen ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen und den anhand der Zeichnungen nachfolgen dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigt :
Figur 1 einen Ausschnitt aus einem beispielhaften Aufbau für einen Facettenspiegel;
Figur 2 einen ersten möglichen Aufbau für eine Spiegelfacette;
Figur 3 einen weiteren möglichen Aufbau für eine Spiegelfa- cette;
Figur 4 eine Spiegelfacette in der Kombination mit einem Zwischenelement;
Figur 5 eine Spiegelfacette in der Kombination mit einem Zwischenelement, welches magnetische Einrichtungen aufweist;
Figur 6 eine Spiegelfacette in der Kombination mit einem Zwischenelement, welches magnetische Einrichtungen in einer alternativen Ausführungsform aufweist;
Figur 7 eine Spiegelfacette, welche magnetische Einrichtungen aufweist; und
Figur 8 eine Spiegelfacette mit einem Zwischenelement, welches eine Öffnung zum Einbringen eines Druckpolsters aufweist.
Figur 1 zeigt einen Abschnitt eines Facettenspiegels 1 bestehend aus einem Trägerelement 2 und mehreren Spiegelfacetten 3. Jede der Spiegelfacetten 3 weist eine Spiegeloberfläche 4 und eine Rückfläche 5 auf, welche der Spiegeloberfläche 4 abgewandt ist.
Ausgehend von diesem Grundaufbau eines Facettenspiegels 1, welcher immer mehrere der Spiegelfacetten 3, im allgemeinen ca. 50 bis 250 Stück, umfaßt, soll nachfolgend anhand von verschiedenen Ausführungsformen der mögliche Aufbau der Spie- gelfacetten 3 selbst näher erläutert werden. Dabei sollen immer mehrere gegebenenfalls auch mehrere unterschiedlich ausgeführte Spiegelfacetten 3 zu dem hier prinzipmäßig angedeuteten Facettenspiegel 1 zusammengefaßt sein.
Der besondere Zweck des Facettenspiegels 1 liegt in der Verwendung für Beleuchtungssysteme in der Mikrolithographie. Insbesondere bei der Verwendung mit Wellenlängen im Bereich des extremen Ultraviolett (EUV) sind derartige Facettenspiegel 1 sehr günstig, da bei derartigen Wellenlängen über bre- chende optische Elemente keine oder weitaus schlechtere Ergebnisse hinsichtlich der optischen Abbildungsqualität zu erzielen sind als bei reflektierenden Elementen, beispielsweise derartige Facettenspiegel 1.
Figur 2 zeigt eine erste mögliche Ausführungsform der Spiegelfacette 3. Die Spiegelfacette 3, welche beispielsweise aus einem Spiegelsubstrat bestehen kann, weist die bereits erwähnte Spiegeloberfläche 4 und eine Rückfläche 5' auf. Entgegen den oben dargestellten Rückflächen 5 ist die Rückfläche 5' der in Figur 2 dargestellten Spiegelfacette 3 mit dem Bezugszeichen 5' bezeichnet, da es sich hierbei um eine sphärische Rückfläche 5' handelt, während die oben im Rahmen von Figur 1 dargestellten Rückflächen als plane Rückflächen 5 ausgebildet sind. Zur leichteren Unterscheidung dieser beiden Typen von Rückflächen wird im nachfolgenden durchgehend die Bezeichnung 5 für die plane Rückfläche und die Bezeichnung 51 für die sphärische Rückfläche beibehalten.
Wie in der Darstellung gemäß Figur 2 zu erkennen ist, weist die Spiegeloberfläche 4, welche hier sphärisch ausgebildet ist, was jedoch nicht zwingend notwendig sein muß, einen
Spiegelradius r auf. Die sphärische Spiegeloberfläche 4 ist damit eine Sphäre um den Mittelpunkt M, welcher entsprechend mit dem Radius r korrespondiert, und durch welchen auch die optische Achse 6 der Spiegelfacette 3 verläuft.
Ein Mittelpunkt M', welcher zusammen mit dem zugehörigen Radius r' den Mittelpunkt der sphärischen Rückfläche 51 bildet, liegt dabei nicht auf dem Mittelpunkt M der Spiegeloberfläche 4. Wird die Spiegelfacette 3 nun auf der Rückfläche 5' gela- gert, so wird sich bei einer seitlichen Verschiebung der Spiegelfacette 3 ein Gleiten entlang des Radius r' der Rückfläche 5' ergeben. Die Spiegelfacette 3 führt damit eine Schwenkbewegung um den Mittelpunkt M' aus. Die Spiegeloberfläche 4 erfährt gleichzeitig eine Verkippung ihrer optischen Achse 6 und gleichzeitig eine Verschiebung derselben in seitlicher Richtung. Die für die Justage einer derartigen Spiegelfacette 3 erforderlichen Positionsveränderungen können damit sehr einfach mit nur einer einzigen Bewegung erreicht werden, so daß ein kompakter und mit verhältnismäßig einfa- chen Mitteln einjustierbarer Aufbau für den Facettenspiegel 1 entsteht, wenn dieser die Spiegelfacetten 3 gemäß Figur 2 zumindest teilweise aufweist.
Figur 3 zeigt eine Spiegelfacette 3, welche prinzipiell die gleichen Voraussetzungen wie die Spiegelfacette 3 gemäß Figur 2 erfüllt. Der einzige Unterschied der hier dargestellten Spiegelfacette 3 ist der, daß dieser eine plane Rückfläche 5 aufweist, so daß sich die Spiegelfacette 3 auf dem Trägerelement 2, welches eine plane Fläche aufweist und hier zur Ver- einfachung als plane Platte dargestellt ist, durch ein seitliches Verschieben auf dem Trägerelement 2 in der Ebene senkrecht zu seiner optischen Achse 6 ausrichten läßt.
Der Vorzug dieser Art der Spiegelfacette 3 liegt sicherlich darin, daß eine weitaus größere Verstellstrecke möglich ist, als bei der oben beschriebenen Spiegelfacette 3 gemäß der Fi-
gur 2. Allerdings ist hier kein Verkippen der optischen Achse 6 möglich.
In der Darstellung der Figur 4 ist nun einen Spiegelfacette 3 zu erkennen, welche analog zu der Spiegelfacette 3 gemäß Figur 2 ausgebildet ist. Die Spiegelfacette 3 weist eine sphärische Rückfläche 5' auf. Diese sphärische Rückfläche 5' steht jedoch nun nicht in direktem Kontakt mit dem Trägerelement 2, sondern zwischen der Rückfläche 5' und dem Trägerele- ment 2 ist ein Zwischenelement 7 angeordnet. Das Zwischenelement 7 weist auf seiner der Spiegelfacette 3 zugewandten Seite eine sphärische Fläche 8 auf, in welcher sich die korrespondierende sphärische Rückfläche 5' der Spiegelfacette 3 befindet, und in welcher die Spiegelfacette 3 gemäß den oben beschriebenen Bedingungen bewegt werden kann. Auf einer der Spiegelfacette 3 abgewandten Rückfläche 9 ist das Zwischenelement 7 plan ausgebildet, so daß dies in der Art auf dem Trägerelement 2 ausgerichtet werden kann, welche bereits bei der Erläuterung der Spiegelfacette 3 gemäß Figur 3 beschrie- ben wurde.
Somit läßt sich durch die Spiegelfacette 3 und das Zwischenelement 7, in dem gemäß Figur 4 dargestellten Aufbau, eine Anordnung erreichen, welche einen sehr großen Verstellweg durch eine Verschiebung des Zwischenelements 7 auf dem Trägerelement 2, senkrecht zur optischen Achse 6 der Spiegelfacette 3, ermöglicht und welche durch das "Einkugeln" der Spiegelfacette 3 mit ihrer sphärischen Rückfläche 51 auf der sphärischen Fläche 8 des Zwischenelements 7 eine Verkippung und gegebenenfalls auch eine leichte Verschiebung zum Nachjustieren ermöglicht.
Der Aufbau gemäß Figur 4 bietet damit also die Vorzüge beider zuvor beschriebenen Systeme.
Nach dem Einjustieren, welches auf die oben beschriebenen Ar-
ten erfolgen kann, muß nun dafür gesorgt werden, daß die Spiegelfacette 3 in ihrer Lage fixiert wird, so daß es nicht zu erneuten Dejustagen oder dergleichen im Bereich des Facettenspiegels 1 kommen kann. Daher sind nachfolgend einige Mög- lichkeiten beschrieben, die Spiegelfacetten 3 mit oder gegebenenfalls auch ohne ein entsprechendes Zwischenelement 7 nach erfolgter Justage zu fixieren. Sämtliche Fixierungen sind dabei so ausgeführt, daß jeweils ein direkter Kontakt zwischen den einzelnen Elementen auftritt, so daß diese Ein- zelelemente auch in einer wärmeleitenden Verbindung verbleiben. Damit wird es möglich, daß durch die Spiegelfacette 3 absorbierte Wärme über die Spiegelfacette 3, gegebenenfalls das Zwischenelement 7 und das Trägerelement 2 abgeleitet werden kann, so daß keine übermäßige Erwärmung der Spiegelfacet- ten 3 auftritt, welche mit einer Änderung der Oberflächenform der Spiegeloberfläche 4 und damit einer Einbuße hinsichtlich der Abbildungsqualität einhergehen könnte.
Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen jeweils verschiedene Versionen von Spiegelfacetten 3, welche mittels magnetischer Haltekräfte fixiert werden können. Um einen derartigen Aufbau zu realisieren sind neben den magnetischen 'Einrichtungen 10, welche hier nur prinzipmäßig angedeutet sind, Materialien für die Spiegelfacetten 3 notwendig, welche selbst magnetisch bzw. magnetisch leitend sind. Beispiele könnten hier diverse Stähle, INVAR oder dergleichen sein. Bei der Verwendung von derartigen Substraten für die Spiegelfacetten 3 müßten diese nach der Vorfertigung der Spiegeloberfläche 4 an derselben mit einer polierbaren Schicht, wie beispielsweise einer Schicht aus NiP, überzogen werden, welche sich entsprechend polieren und als Spiegel beschichten läßt.
Figur 5 zeigt einen Aufbau bei dem die magnetischen Einrichtungen 10, welche hier als Spule ausgebildet sind, in dem Zwischenelement 7 angeordnet sind. Die magnetischen Einrichtungen 10 verbleiben dabei immer im Bereich des Zwischenele-
ments und fixieren die Spiegelfacette 3, das Zwischenelement 7 und das Trägerelement 2 durch magnetische Haltekräfte gegeneinander.
Die Figur 6 zeigt eine vergleichbare Anordnung, bei der die magnetischen Einrichtungen 10 jedoch nach dem Magnetisieren eines mit dem Zwischenelement 7 verbundenen Haltedorns 11 abgenommen werden kann. Dazu ragt der Haltedorn 11 durch eine Öffnung 12 in dem Trägerelement 2. Über den Haltedorn 11 kann eine Ausrichtung des Zwischenelements 7 und damit der Position der Spiegelfacette 3 senkrecht zu ihrer optischen Achse 6 auf dem Trägerelement 2 sehr leicht von der der Spiegelfacette 3 abgewandten Seite des Trägerelements 2 aus erfolgen. Der Hub für die Justage ist dabei in Abhängigkeit der Durchmesser von Haltedorn 11 und Öffnung 12 zwar beschränkt, reicht für die meisten Fälle, insbesondere bei der Anwendung in der EUV- Lithographie jedoch aus.
Die magnetische Einrichtung 10, welche hier als Anregungsspu- le ausgebildet ist, kann über den Haltedorn 11 gesteckt werden. Beim Einschalten der magnetischen Einrichtungen 10 kann der Haltedorn 11 bzw. das Zwischenelement 7 selbst dauerhaft magnetisiert werden, so daß nach diesem Vorgang die magnetische Einrichtung 10 von dem Haltedorn 11 abgenommen werden kann ohne daß sich die fixierte Lage der Spiegelfacette 3 wieder löst.
Zur Justage der Spiegelfacette 3 wird folgende Vorgehensweise verwendet: Die Spiegelfacette 3 wird in das Zwischenelement 7 eingelegt, dabei sind die magnetischen Einrichtungen 10 noch nicht magnetisch. Dann wird die Spiegelfacette 3 vorjustiert. Die Magnetkraft wird leicht angeschaltet und die Spiegelfacette 3 wird nachjustiert. Wenn die Spiegelfacette 3 genau genug justiert ist, wird die Magnetkraft voll eingeschaltet und die Spiegeloberfläche 4 ist gegen Verkippen gesichert. Die Spiegelfacette 3 ist dann fest mit dem Zwischenelement 7
verbunden. Das Zwischenelement 7 ist durch die magnetischen Kräfte außerdem mit dem Trägerelement 2 fest verbunden.
Es wäre grundsätzlich aber auch denkbar, daß das Zwischenele- ment 7 bereits vorher über andere, später noch erläuterte Verbindungstechniken bereits fest mit dem Trägerelement 2 verbunden wäre bevor der oben beschriebene Justagevorgang stattfindet .
Figur 7 zeigt eine Anordnung für die Montage auf einer planen Fläche des Trägerelements 2 zur Justage durch seitliches Verschieben. Dabei muß hier auch das Trägerelement 2 aus einem magnetischen Material bestehen. Des weiteren ist auch eine Version denkbar, bei der die Magnetisierungsspule, als magne- tische Einrichtung 10, außerhalb liegt und abnehmbar ist.
Nicht durch die Figuren gezeigt ist eine Lösung zur Fixierung der Position der Spiegelfacette 3 durch Löten. Dabei weist die Rückfläche 5, 51 der Spiegelfacette 3 eine Haft-, Löt- und Oxidationsschutzschicht (Cr, Ni, An) auf und die Oberfläche des Trägerelements 2 hat auch ein solches Schichtpaket. Das Lot wird entweder auf einem oder beiden Trägerpartnern zwischen der lötfähigen Schicht und der Oxidationsschutzschicht aufgebracht, oder als lotgefüllte Kammer ausgeführt. Das Löten selbst und beispielhafte Lote sind in der EP 0 901 992 A2 beschrieben.
Die Vorgehensweise bei der Justage wird dabei so sein wie sie oben bereits beschrieben ist. Die Spiegelfacette 3 wird wie- der in das Zwischenelement 7 bzw. in die dafür vorgesehenen Ausnehmungen der als Trägerelement 2 dienenden Platte eingelegt und gegebenenfalls in mehreren Schritten einjustiert. Nachdem die komplette Justage aller Spiegelfacetten 3 des Facettenspiegels 2 erfolgt ist, wird die jeweilige Fügestelle bzw. die beiden Fügepartner erwärmt, bis das Lot schmilzt und beide Teile benetzt. Nach Abkühlen des Lotes ist die Verbin-
düng fest.
Eine günstige Lösung zum Einbringen der notwendigen Wärme für das Löten kann mittels Erwärmen mit IR-Strahlung durch das Substrat der Spiegelfacetten 3 erfolgen. Dabei müssen die Spiegeloberfläche 4 und das Substrat transparent für die Wärmestrahlung sein. Der Vorteil dieser flussmittelfreien Lösung liegt darin, daß keine Rückstände des Flussmittels entstehen können.
Eine weitere Alternative zur Fixierung der Spiegelfacetten 3 ist das Ansprengen bzw. Bonden. Dabei ist jedoch das Risiko des unkontrollierten Ansprengens sehr hoch. Die in Figur 8 dargestellte Version der Spiegelfacette 3 schafft hier Abhil- fe.
Während der Justage "schwimmt" die Spiegelfacette 3 auf einem Druckpolster p. Das Druckpolster p wird durch die Öffnung 12 in dem Trägerelement 2 und, falls ein Zwischenelement 7 vor- handen ist, durch eine Bohrung 13 in dem Zwischenelement 7 unter die Spiegelfacette 3 eingebracht. Erst nach der korrekten Ausrichtung der Spiegelfacette 3 wird das Druckpolster in seinem Druck reduziert bzw. ein das Druckpolster bildender Gasstrom wird abgeschaltet. Die Spiegelfacette 3 sprengt dann quasi kontinuierlich auf dem Zwischenelement 7 an, so daß hier keine Dejustage durch das Ansprengen bzw. Bonden zu befürchten ist. Es empfiehlt sich dabei als Gasstrom einen sau- erstoffreien Gasstrom zu verwenden, beispielsweise Stickstoff oder Edelgas, um Oxidationsvorgänge im Bereich des gesamten Facettenspiegels 1 nach Möglichkeit zu unterbinden.
Sämtliche oben dargestellte Varianten sind außer in der hier dargestellten Form auch in allen denkbaren Kombinationen, also beispielsweise auch einer Kombination aus Ansprengen der Spiegelfacette 3 auf dem Zwischenelement 7 und magnetischen Haltern des Zwischenelements 7 auf dem Trägerelement 2, oder
durch die Kombination von magnetischen Haltern und Löten oder dergleichen denkbar. Dabei sind sämtliche Verfahren sowohl mit als auch ohne das Zwischenelement 7 zu realisieren. Sämtliche Kombinationen der hier dargestellten beispielhaften Ausführungen fallen unter den Bereich der Erfindung.