WO2003050586A2 - Mirror facet and facetted mirror - Google Patents

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WO2003050586A2
WO2003050586A2 PCT/EP2002/012792 EP0212792W WO03050586A2 WO 2003050586 A2 WO2003050586 A2 WO 2003050586A2 EP 0212792 W EP0212792 W EP 0212792W WO 03050586 A2 WO03050586 A2 WO 03050586A2
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facet
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facets
facing away
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Frank Melzer
Heinz Mann
Andreas Heisler
Hubert Holderer
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Carl Zeiss Smt Ag
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Definitions

  • the invention relates to a mirror facet for a facet mirror with a mirror surface. Furthermore, the invention relates to a facet mirror made up of several of these mirror facets. The invention also describes a method for aligning mirror facets and a method for fixing the position of mirror facets. Finally, the invention also relates to the use of a facet mirror made of mirror facets.
  • Mirror facets for several facet mirrors comprising several of these mirror facets are known from the general state of the art.
  • GB 2 255 195 A describes facet mirrors of this type with individual mirror facets and corresponding bearing elements for the facet mirrors, the purpose of which is to be found in particular in the field of solar energy technology.
  • Each of these mirror facets is designed so that it consists of a mirror surface, which is connected via a rod to a ball, which is fastened in corresponding bearing devices.
  • the accuracy of such arrangements with regard to the possibility of their adjustment or the like is extremely limited, since the mounting of the individual mirror facets is comparatively loose and misalignment can be carried out very easily and quickly.
  • EP 0 726 479 A1 describes a tilting mirror arrangement which has at least one tilting mirror similar to a mirror facet, a base body and at least one mirror bearing with an at least almost fixed pivot point between the tilting mirror and the base.
  • the overall size of the entire arrangement of the tilting mirror mounting and housing is arranged below the mirror surface in such a way that it does not protrude beyond the mirror plane in the projection of the mirror plane, or protrudes only marginally when the mirror is deflected.
  • Such tilting mirrors are used, for example, in the field of laser technology.
  • the adjustment is also carried out with mirrors of this type under lighting possible.
  • the structure is very complex, so that facet mirrors, which could be formed from these tilting mirrors, a very high cost in terms of space, adjustment elements, costs and the like can be expected.
  • EP 0 901 992 A1 which describes a soldering process for optical materials on metal frames and mounted assemblies.
  • the problem is solved with regard to the mirror facet for a facet mirror in that the side of the mirror facet facing away from the mirror surface is spherical.
  • the spherical back surface allows an ideal adjustment of each of the mirror facets, generally approx. 50 to 250 pieces, of a facet mirror constructed from them.
  • the spherical rear surface makes it possible to tilt the mirror surface, which can be designed, for example, as a spherical surface, as an aspherical surface, as a plane, toroidal or cylindrical surface, without moving the mirror facet itself out of its position.
  • the solution to the problem regarding the mirror facet for a facet mirror provides that the mirror surface of the mirror facet is spherical, the side of the mirror facet facing away from the mirror surface also being spherical, and the two spheres being different Have centers.
  • the two different centers of the - not necessarily - spherical mirror surface and the spherical rear surface of the mirror facet create a structure that allows the mirror surface to be aligned and shifted in an ideal manner.
  • the mirror moves laterally, it will pivot on its spherical rear surface by a corresponding radius. This pivoting movement takes place around the center of the sphere of the rear surface. Since the mirror surface has a different center point, this undergoes a different movement, so that the central axis of the mirror surface shifts and at the same time experiences a tilt.
  • the mirror facet can therefore be ideally aligned to the specified requirements.
  • the center of the spherical rear surface and the center of the spherical mirror surface, or in the case of a non-spherical mirror surface, the center of their radius of curvature of the apex do not coincide.
  • a mirror facet for a facet mirror is designed such that the side of the mirror facet facing away from the mirror surface is planar.
  • Such a mirror facet can be shifted accordingly on this flat rear surface in order to align its lateral position in the desired position. Tilting the axis of the mirror is not possible with this arrangement.
  • the side facing away from the mirror surface has a sphere, as has already been described above, which is arranged in a corresponding sphere of an intermediate element which is planar on its side facing away from the mirror facet is trained.
  • an alignment of the mirror surface with respect to the tilting of its central axis can be achieved in a particularly advantageous manner by moving the mirror facet on the intermediate element along its spherically designed rear side.
  • the intermediate element with its flat rear face can be aligned in the manner described above for the configuration of the second mirror facet.
  • the combination thus makes it possible to create a mirror facet that can be ideally aligned.
  • the mirror facet or possibly also the intermediate element has magnetic devices. It can thus be achieved that after alignment has been carried out by activating these magnetic devices, for example switching on electromagnets, the position of the mirror facet and possibly also of the intermediate element can be securely fixed.
  • a facet mirror which consists of several of the mirror facets according to the type described above, the mirror facets being placed on a common carrier element.
  • this support element can have a flat surface on which the mirror facets or intermediate elements are placed and on which they can be moved and aligned.
  • the side of the carrier element facing away from the mirror facets does not have to be flat.
  • this rear side has reinforcements in the form of struts or in the form of a honeycomb structure in order to be as rigid as possible with the simplest possible construction.
  • the alternative would be corresponding shape specifications in the carrier element, which would be suitable for receiving the mirror facets with their spherical rear surfaces.
  • holes or the like could be thought of which are smaller in diameter than the mirror facet itself and thus enable an annular support of the spherically designed rear surface of the mirror facet.
  • the carrier element in the area in which the respective mirror facet is placed on the carrier element each has an opening which extends from the side of the carrier element facing the mirror facet to that of the mirror facet side of the support element runs away.
  • one possibility would be to insert a pressure cushion between the carrier element and the mirror facet through the opening.
  • a comparatively small hole or the like can be provided as the opening, through which a fluid under pressure can be introduced between the mirror facet and the carrier element. The movement of the mirror facet, in particular for alignment, is thereby facilitated since the mirror facet then practically “floats” on a pressure cushion and the friction that is otherwise present is largely prevented.
  • Comparable can also be provided according to a very favorable development of the invention if the mirror facet is used together with the intermediate element. Then either the intermediate element could float on the pressure pad or it would also be conceivable that the intermediate element according to a ner very favorable further development of this idea also has an opening so that the mirror facet can be floatingly supported on the intermediate element via a pressure cushion or can be minimized for adjustment.
  • the holding mandrel should then have a diameter that is smaller than the diameter of the opening.
  • the holding facet can then be used to adjust the mirror facet and / or the intermediate element from the rear of the carrier element.
  • the holding mandrel allows the intermediate element and / or the mirror facet to be fastened on the carrier element.
  • the holding mandrel can also be secured using magnetic devices or made of a material that can be magnetized.
  • a magnetic force can then be exerted on the holding mandrel via electromagnetic devices or the like, or on the intermediate element and / or the mirror facet via the holding mandrel, which fixes them in their position.
  • the magnetic device could either remain on the holding mandrel or, if the holding mandrel is made of a material that can be permanently aggre- gated, the magnetic device could also be removed after the holding mandrel has been magnetized, and for example for the holding mandrel of the element arranged next to it Find facet mirror use.
  • the permanently magnetized holding mandrel and / or the permanent magnetized mirror facets and / or intermediate elements would then be fixed in their position by attractive forces relative to the carrier element, which must also be magnetically conductive.
  • the mirror facet and / or the intermediate element and / or the carrier element is at least partially provided with a solder, at least in the areas in which these components touch.
  • the solder which can be applied to the components as a coating, for example, or which can be stored in corresponding recesses in the components, can be melted by heating them up after the final alignment of the mirror facets, so that after cooling, a firm connection between the Mirror facets and / or the intermediate elements and / or the carrier elements are created which ideally secure the position of the mirror surface and which can also provide ideal heat dissipation.
  • the above-mentioned object is achieved by a method for aligning mirror facets according to one of the above-mentioned claims, in which the mirror facet is rotated on its sphere facing away from the mirror surface, if the rear surface is designed accordingly, and thus rotated around the center of this sphere is achieved, whereby a tilting of the optical axis and / or a lateral displacement of the optical axis is achieved.
  • This alignment is very inexpensive and simple, since only a single movement is required to align the mirror facet accordingly, as was already explained above in the description of the mirror facet itself.
  • the above-mentioned object of the invention is achieved by a method for fixing the position of a mirror facet according to the above-mentioned claims on a carrier element, in which the position is fixed by magnetic holding forces.
  • these holding forces can be applied by electromagnetic devices. This offers the advantage of very simple influencing of the magnetic holding forces and the possibility of being able to switch them on and off easily.
  • An alternative embodiment provides that the magnetic devices themselves are permanently magnetized, for example if they are made of a suitable material suitable for this and in which they are converted into permanent magnets by means of electromagnetic forces. This offers decisive advantages if, for reasons of space or for other reasons, no lines or currents are required in the area of the facet mirror that require would be loaned to maintain the electromagnetic devices with regard to their magnetic force.
  • a further alternative can provide that the mirror facets are soldered to the carrier element after alignment. This also offers a good attachment with a good heat-conducting connection, so that any energy absorbed in the form of heat can be dissipated very easily.
  • a further alternative could provide that the mirror facets are blasted onto the carrier element after alignment.
  • This measure which is common with optical elements polished to a very good surface quality, can be used very advantageously, for example in connection with the pressure cushion already described above, by introducing the pressure cushion as a variable pressure cushion between the parts to be blasted. After alignment or adjustment of the position by lowering the pressure, a slow and quasi-continuous starting can be achieved, so that no misalignment will take place by the starting process itself.
  • Figure 1 shows a section of an exemplary structure for a faceted mirror
  • Figure 2 shows a first possible structure for a mirror facet
  • FIG. 3 shows another possible structure for a mirror facet
  • Figure 4 shows a mirror facet in combination with an intermediate element
  • FIG. 5 shows a mirror facet in combination with an intermediate element which has magnetic devices
  • FIG. 6 shows a mirror facet in combination with an intermediate element which has magnetic devices in an alternative embodiment
  • FIG. 7 shows a mirror facet which has magnetic devices
  • FIG. 8 shows a mirror facet with an intermediate element, which has an opening for introducing a pressure cushion.
  • FIG. 1 shows a section of a facet mirror 1 consisting of a carrier element 2 and a plurality of mirror facets 3.
  • Each of the mirror facets 3 has a mirror surface 4 and a rear surface 5 which faces away from the mirror surface 4.
  • a facet mirror 1 which always comprises several of the mirror facets 3, generally approximately 50 to 250 pieces, the possible structure of the mirror facets 3 itself will be explained in more detail below using various embodiments. In this case, several, possibly also several differently designed mirror facets 3 should always be combined to form the facet mirror 1, which is indicated here in principle.
  • the special purpose of the facet mirror 1 is the use for lighting systems in microlithography.
  • Such facet mirrors 1 are particularly favorable when used with wavelengths in the range of extreme ultraviolet (EUV), since with such wavelengths over refractive optical elements no or far worse results with regard to the optical imaging quality can be achieved than with reflective elements, for example such Faceted mirror 1.
  • EUV extreme ultraviolet
  • FIG. 2 shows a first possible embodiment of the mirror facet 3.
  • the mirror facet 3 which can for example consist of a mirror substrate, has the mirror surface 4 already mentioned and a rear surface 5 '. Contrary to the rear surfaces 5 shown above, the rear surface 5 'of the mirror facet 3 shown in FIG. 2 is designated by the reference symbol 5', since this is a spherical rear surface 5 ', while the rear surfaces shown above in the context of FIG. 1 are planar rear surfaces 5 are formed. To make it easier to distinguish between these two types of back surfaces, the designation 5 for the flat back surface and the designation 5 1 for the spherical back surface are retained throughout.
  • the mirror surface 4 which is spherical here, which does not necessarily have to have one Mirror radius r on.
  • the spherical mirror surface 4 is thus a sphere around the center M, which corresponds correspondingly to the radius r and through which the optical axis 6 of the mirror facet 3 also runs.
  • a center point M ' which together with the associated radius r' forms the center point of the spherical rear surface 5 1 , does not lie on the center point M of the mirror surface 4. If the mirror facet 3 is now stored on the rear surface 5 ', with a lateral displacement of the mirror facet 3 result in sliding along the radius r 'of the rear surface 5'. The mirror facet 3 thus executes a pivoting movement around the center M '.
  • the mirror surface 4 simultaneously experiences a tilt of its optical axis 6 and a displacement thereof in the lateral direction.
  • FIG. 3 shows a mirror facet 3, which in principle fulfills the same requirements as the mirror facet 3 according to FIG. 2.
  • the only difference between the mirror facet 3 shown here is that it has a flat rear surface 5, so that the mirror facet 3 on the carrier element 2, which has a flat surface and is shown here for simplicity as a flat plate, by a lateral one Moving on the carrier element 2 in the plane perpendicular to its optical axis 6 can be aligned.
  • a mirror facet 3 can now be seen, which is designed analogously to the mirror facet 3 according to FIG. 2.
  • the mirror facet 3 has a spherical rear surface 5 '.
  • this spherical rear surface 5 ' is now not in direct contact with the carrier element 2, but an intermediate element 7 is arranged between the rear surface 5' and the carrier element 2.
  • the intermediate element 7 has on its side facing the mirror facet 3 a spherical surface 8 in which the corresponding spherical rear surface 5 'of the mirror facet 3 is located and in which the mirror facet 3 can be moved in accordance with the conditions described above.
  • the intermediate element 7 is formed flat on a rear surface 9 facing away from the mirror facet 3, so that this can be aligned on the carrier element 2 in the manner already described in the explanation of the mirror facet 3 according to FIG. 3.
  • an arrangement can be achieved which enables a very large adjustment path by displacing the intermediate element 7 on the carrier element 2, perpendicular to the optical axis 6 of the mirror facet 3 and which, by "sphering" the mirror facet 3 with its spherical rear surface 5 1 on the spherical surface 8 of the intermediate element 7, enables tilting and possibly also a slight displacement for readjustment.
  • the structure according to FIG. 4 thus offers the advantages of both systems described above.
  • Figures 5, 6 and 7 each show different versions of mirror facets 3, which can be fixed by means of magnetic holding forces.
  • materials which are necessary for the mirror facets 3 itself magnetically or magnetically conductive. Examples could be various steels, INVAR or the like. If such substrates are used for the mirror facets 3, after the mirror surface 4 has been prefabricated, they would have to be coated thereon with a polishable layer, such as a layer of NiP, which can be polished accordingly and coated as a mirror.
  • Figure 5 shows a structure in which the magnetic devices 10, which are designed here as a coil, are arranged in the intermediate element 7.
  • the magnetic devices 10 always remain in the area of the intermediate element. elements and fix the mirror facet 3, the intermediate element 7 and the carrier element 2 against each other by magnetic holding forces.
  • FIG. 6 shows a comparable arrangement in which the magnetic devices 10 can, however, be removed after the magnetization of a holding mandrel 11 connected to the intermediate element 7.
  • the holding mandrel 11 projects through an opening 12 in the carrier element 2.
  • an alignment of the intermediate element 7 and thus the position of the mirror facet 3 perpendicular to its optical axis 6 on the carrier element 2 can be very easily from the side facing away from the mirror facet 3 of the carrier element 2 from.
  • the stroke for the adjustment is limited depending on the diameter of the holding mandrel 11 and the opening 12, but is sufficient for most cases, especially when used in EUV lithography.
  • the magnetic device 10 which is designed here as an excitation coil, can be inserted over the holding mandrel 11.
  • the holding mandrel 11 or the intermediate element 7 itself can be permanently magnetized, so that after this process the magnetic device 10 can be removed from the holding mandrel 11 without the fixed position of the mirror facet 3 being released again.
  • the following procedure is used to adjust the mirror facet 3:
  • the mirror facet 3 is inserted into the intermediate element 7, the magnetic devices 10 not yet being magnetic. Then the mirror facet 3 is pre-adjusted.
  • the magnetic force is switched on slightly and the mirror facet 3 is readjusted. If the mirror facet 3 is adjusted precisely enough, the magnetic force is fully switched on and the mirror surface 4 is secured against tilting.
  • the mirror facet 3 is then fixed to the intermediate element 7 connected.
  • the intermediate element 7 is also firmly connected to the carrier element 2 by the magnetic forces.
  • Figure 7 shows an arrangement for mounting on a flat surface of the support element 2 for adjustment by lateral displacement.
  • the carrier element 2 must also consist of a magnetic material.
  • the magnetizing coil as a magnetic device 10, is located outside and can be removed.
  • the rear surface 5, 5 1 of the mirror facet 3 has an adhesive, soldering and oxidation protection layer (Cr, Ni, An) and the surface of the carrier element 2 also has such a layer package.
  • the solder is either applied to one or both carrier partners between the solderable layer and the oxidation protection layer, or is designed as a solder-filled chamber. Soldering itself and exemplary solders are described in EP 0 901 992 A2.
  • the adjustment procedure will be as described above.
  • the mirror facet 3 is again inserted into the intermediate element 7 or into the recesses provided for it in the plate serving as the carrier element 2 and, if necessary, adjusted in several steps. After all the mirror facets 3 of the facet mirror 2 have been completely adjusted, the respective joint or the two joining partners are heated until the solder melts and both parts are wetted. After the solder has cooled, the connection fertilized solid.
  • a cheap solution for introducing the necessary heat for the soldering can be done by heating with IR radiation through the substrate of the mirror facets 3.
  • the mirror surface 4 and the substrate must be transparent to the heat radiation.
  • the advantage of this flux-free solution is that no residues of the flux can arise.
  • the mirror facet 3 "floats" on a pressure pad p.
  • the pressure cushion p is introduced through the opening 12 in the carrier element 2 and, if an intermediate element 7 is present, through a bore 13 in the intermediate element 7 under the mirror facet 3. Only after the mirror facet 3 has been correctly aligned is the pressure cushion reduced in its pressure or a gas stream forming the pressure cushion is switched off. The mirror facet 3 then blows onto the intermediate element 7 virtually continuously, so that there is no fear of misalignment due to the wringing or bonding. It is advisable to use an oxygen-free gas stream as the gas stream, for example nitrogen or noble gas, in order to prevent oxidation processes in the area of the entire facet mirror 1 as far as possible.
  • an oxygen-free gas stream as the gas stream, for example nitrogen or noble gas

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Abstract

A facet (3) for a facetted mirror (1), comprising a mirror surface(4). In a preferred embodiment, the mirror surface (4) of the facet (3) is spherical shaped. The side of the facet (3) facing away from the mirror surface (4) is also spherical shaped. Both spheres have different center points (M, M'). The mirror facet (3) can, however, also be embodied in such a way that the side facing away from the mirror surface (4) is planar. The facets (3) can be combined to form a facetted mirror (1), whereby the facets (3) are placed on a common support element (2).

Description

Spiegelfacette und Facettenspiegel Mirror facet and faceted mirror
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.The invention relates to a mirror facet for a facet mirror with a mirror surface. Furthermore, the invention relates to a facet mirror made up of several of these mirror facets. The invention also describes a method for aligning mirror facets and a method for fixing the position of mirror facets. Finally, the invention also relates to the use of a facet mirror made of mirror facets.
Spiegelfacetten für mehrere dieser Spiegelfacetten umfassenden Facettenspiegeln sind aus dem allgemeinen Stand der Tech- nik bekannt.Mirror facets for several facet mirrors comprising several of these mirror facets are known from the general state of the art.
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.For example, GB 2 255 195 A describes facet mirrors of this type with individual mirror facets and corresponding bearing elements for the facet mirrors, the purpose of which is to be found in particular in the field of solar energy technology.
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.Each of these mirror facets is designed so that it consists of a mirror surface, which is connected via a rod to a ball, which is fastened in corresponding bearing devices. The accuracy of such arrangements with regard to the possibility of their adjustment or the like is extremely limited, since the mounting of the individual mirror facets is comparatively loose and misalignment can be carried out very easily and quickly.
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.With such a construction, the accuracies required for the adjustment, which are required for the preferred application of the above-mentioned invention in a lens for microlithography, cannot be realized. Access can also be made during adjustment on the individual mirror facets only from the side of their mirror surface, so that alignment of the individual mirrors under illumination is comparatively complex and difficult.
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.Another problem with such a structure, especially if it is to be used in microlithography, is certainly to be seen in the fact that the mirror facets absorb some of the radiation reflected by them and can therefore heat up. In an embodiment according to GB 2 255 195 A mentioned above, this could lead to serious problems since, due to the bearing in the bearing elements with the balls, there is only a very small, generally linear support which is used to remove the mirrors absorbed heat may not be sufficient. The entire structure consisting of mirrors, rods and spheres will heat up as a result of this, and material distortion can lead to deformation of the mirror surface, which seriously affects the image quality of the mirror.
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.Furthermore, EP 0 726 479 A1 describes a tilting mirror arrangement which has at least one tilting mirror similar to a mirror facet, a base body and at least one mirror bearing with an at least almost fixed pivot point between the tilting mirror and the base. In the case of mirror surfaces with a characteristic length of less than 40 mm, the overall size of the entire arrangement of the tilting mirror mounting and housing is arranged below the mirror surface in such a way that it does not protrude beyond the mirror plane in the projection of the mirror plane, or protrudes only marginally when the mirror is deflected. Such tilting mirrors are used, for example, in the field of laser technology.
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.As a result of the possibility of appropriately storing the base body via the mirror mounting and, if necessary, readjusting it, the adjustment is also carried out with mirrors of this type under lighting possible. However, the structure is very complex, so that facet mirrors, which could be formed from these tilting mirrors, a very high cost in terms of space, adjustment elements, costs and the like can be expected.
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.In addition, reference should be made to the two US Patents 4,195,913 and 4,740,276 regarding the prior art for facet mirrors. Both show mirror structures, which are made up of a large number of individual mirror facets. However, the structures provide that the mirror facets are firmly connected to the corresponding surface. The entire structure therefore makes it possible to avoid some of the problems mentioned above due to the thermally conductive connection of the elements to one another or the specially planned cooling. Disadvantages with regard to the possibility of adjustment and the problems that arise during assembly by means of a screw connection or the like with regard to assembly effort and any tension that may occur in the mirror surfaces cannot be avoided by these arrangements.
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.For further general prior art, reference should be made to EP 0 901 992 A1, which describes a soldering process for optical materials on metal frames and mounted assemblies.
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.It is an object of the invention to provide a mirror facet and a facet mirror formed therefrom, which avoids the disadvantages mentioned above and, with regard to its possibilities of adjustment, in particular also under lighting, is so constructed that it is very easy and effective, and adjustment can be achieved via a corresponding possibility of fixing a structure which optimally ensures the dissipation of heat absorbed by the mirror facets. The problem is solved with regard to the mirror facet for a facet mirror in that the side of the mirror facet facing away from the mirror surface is spherical.
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.The spherical back surface allows an ideal adjustment of each of the mirror facets, generally approx. 50 to 250 pieces, of a facet mirror constructed from them. The spherical rear surface makes it possible to tilt the mirror surface, which can be designed, for example, as a spherical surface, as an aspherical surface, as a plane, toroidal or cylindrical surface, without moving the mirror facet itself out of its position.
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.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the solution to the problem regarding the mirror facet for a facet mirror provides that the mirror surface of the mirror facet is spherical, the side of the mirror facet facing away from the mirror surface also being spherical, and the two spheres being different Have centers.
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.The two different centers of the - not necessarily - spherical mirror surface and the spherical rear surface of the mirror facet create a structure that allows the mirror surface to be aligned and shifted in an ideal manner. When the mirror moves laterally, it will pivot on its spherical rear surface by a corresponding radius. This pivoting movement takes place around the center of the sphere of the rear surface. Since the mirror surface has a different center point, this undergoes a different movement, so that the central axis of the mirror surface shifts and at the same time experiences a tilt. The mirror facet can therefore be ideally aligned to the specified requirements. For the desired mode of operation it is only important that the center of the spherical rear surface and the center of the spherical mirror surface, or in the case of a non-spherical mirror surface, the center of their radius of curvature of the apex do not coincide.
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.Furthermore, the above-mentioned object is achieved in that a mirror facet for a facet mirror is designed such that the side of the mirror facet facing away from the mirror surface is planar.
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.Such a mirror facet can be shifted accordingly on this flat rear surface in order to align its lateral position in the desired position. Tilting the axis of the mirror is not possible with this arrangement.
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.In a particularly favorable further development of this idea, it can now be provided that the side facing away from the mirror surface has a sphere, as has already been described above, which is arranged in a corresponding sphere of an intermediate element which is planar on its side facing away from the mirror facet is trained.
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.Thus, according to the process described above, an alignment of the mirror surface with respect to the tilting of its central axis can be achieved in a particularly advantageous manner by moving the mirror facet on the intermediate element along its spherically designed rear side. At the same time, the intermediate element with its flat rear face can be aligned in the manner described above for the configuration of the second mirror facet. The combination thus makes it possible to create a mirror facet that can be ideally aligned. In a favorable further development thereof, it can be provided that the mirror facet or possibly also the intermediate element has magnetic devices. It can thus be achieved that after alignment has been carried out by activating these magnetic devices, for example switching on electromagnets, the position of the mirror facet and possibly also of the intermediate element can be securely fixed.
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.The above-mentioned object of the invention is also achieved by a facet mirror, which consists of several of the mirror facets according to the type described above, the mirror facets being placed on a common carrier element.
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.Here too, several variants are conceivable in accordance with the configurations already described above. For example, when using mirror facets with flat rear surfaces and when using intermediate elements, this support element can have a flat surface on which the mirror facets or intermediate elements are placed and on which they can be moved and aligned. The side of the carrier element facing away from the mirror facets does not have to be flat. Ideally, this rear side has reinforcements in the form of struts or in the form of a honeycomb structure in order to be as rigid as possible with the simplest possible construction.
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.The alternative would be corresponding shape specifications in the carrier element, which would be suitable for receiving the mirror facets with their spherical rear surfaces. Here, for example, holes or the like could be thought of which are smaller in diameter than the mirror facet itself and thus enable an annular support of the spherically designed rear surface of the mirror facet. By tilting the mirror facet, the above-described movement of the mirror facet can then take place on its spherical rear side, so that sufficient movement possibilities or strokes can be achieved, in particular for the freedom of movement which is necessary for the preferred use of such a facet mirror in microlithography ,
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.In a particularly favorable further development of the facet mirror, it is provided that the carrier element in the area in which the respective mirror facet is placed on the carrier element each has an opening which extends from the side of the carrier element facing the mirror facet to that of the mirror facet side of the support element runs away.
Diese Öffnung kann nun für verschiedene Zwecke verwendet werden.This opening can now be used for various purposes.
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.According to a very favorable development of the invention, one possibility would be to insert a pressure cushion between the carrier element and the mirror facet through the opening. In this case, a comparatively small hole or the like can be provided as the opening, through which a fluid under pressure can be introduced between the mirror facet and the carrier element. The movement of the mirror facet, in particular for alignment, is thereby facilitated since the mirror facet then practically “floats” on a pressure cushion and the friction that is otherwise present is largely prevented.
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.Comparable can also be provided according to a very favorable development of the invention if the mirror facet is used together with the intermediate element. Then either the intermediate element could float on the pressure pad or it would also be conceivable that the intermediate element according to a ner very favorable further development of this idea also has an opening so that the mirror facet can be floatingly supported on the intermediate element via a pressure cushion or can be minimized for adjustment.
Eine andere' Einsatzmöglichkeit für die Öffnung könnte, beispielsweise bei einer Öffnung die einen etwas größeren Durchmesser aufweist, auch die Verwendung mit einem Haltedorn sein.Another 'possible use for opening the can having a diameter slightly larger, for example at an opening, also with the use of a support mandrel.
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.The holding mandrel should then have a diameter that is smaller than the diameter of the opening. The holding facet can then be used to adjust the mirror facet and / or the intermediate element from the rear of the carrier element. In addition, the holding mandrel allows the intermediate element and / or the mirror facet to be fastened on the carrier element. In addition to the classic connection techniques, for example screwing on the holding mandrel, or its design as a threaded rod so that it could be secured against the carrier element with an intermediate washer, which can optionally be resilient, and a nut, the holding mandrel can also be secured using magnetic devices or made of a material that can be magnetized. A magnetic force can then be exerted on the holding mandrel via electromagnetic devices or the like, or on the intermediate element and / or the mirror facet via the holding mandrel, which fixes them in their position. The magnetic device could either remain on the holding mandrel or, if the holding mandrel is made of a material that can be permanently aggre- gated, the magnetic device could also be removed after the holding mandrel has been magnetized, and for example for the holding mandrel of the element arranged next to it Find facet mirror use.
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.The permanently magnetized holding mandrel and / or the permanent magnetized mirror facets and / or intermediate elements would then be fixed in their position by attractive forces relative to the carrier element, which must also be magnetically conductive.
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 all constructions, however, there is direct contact between the carrier element and the mirror facet and / or the intermediate element, so that any heating of the mirror facet that may take place can be derived via the carrier element by partially absorbed radiation.
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.In a further alternative embodiment of the facet mirror it can also be provided that the mirror facet and / or the intermediate element and / or the carrier element is at least partially provided with a solder, at least in the areas in which these components touch.
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.The solder, which can be applied to the components as a coating, for example, or which can be stored in corresponding recesses in the components, can be melted by heating them up after the final alignment of the mirror facets, so that after cooling, a firm connection between the Mirror facets and / or the intermediate elements and / or the carrier elements are created which ideally secure the position of the mirror surface and which can also provide ideal heat dissipation.
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.Furthermore, the above-mentioned object is achieved by a method for aligning mirror facets according to one of the above-mentioned claims, in which the mirror facet is rotated on its sphere facing away from the mirror surface, if the rear surface is designed accordingly, and thus rotated around the center of this sphere is achieved, whereby a tilting of the optical axis and / or a lateral displacement of the optical axis is achieved. This alignment is very inexpensive and simple, since only a single movement is required to align the mirror facet accordingly, as was already explained above in the description of the mirror facet itself.
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.Of course, in an alternative method, provided that the mirror facet and / or the intermediate element does not have a spherical rear surface, this can be achieved analogously to the combination of the mirror facet and the intermediate element by a corresponding shifting or, if necessary, by tilting and shifting.
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.Furthermore, the above-mentioned object of the invention is achieved by a method for fixing the position of a mirror facet according to the above-mentioned claims on a carrier element, in which the position is fixed by magnetic holding forces.
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.According to a very favorable development of the invention, these holding forces can be applied by electromagnetic devices. This offers the advantage of very simple influencing of the magnetic holding forces and the possibility of being able to switch them on and off easily.
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.An alternative embodiment provides that the magnetic devices themselves are permanently magnetized, for example if they are made of a suitable material suitable for this and in which they are converted into permanent magnets by means of electromagnetic forces. This offers decisive advantages if, for reasons of space or for other reasons, no lines or currents are required in the area of the facet mirror that require would be loaned to maintain the electromagnetic devices with regard to their magnetic force.
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.A further alternative can provide that the mirror facets are soldered to the carrier element after alignment. This also offers a good attachment with a good heat-conducting connection, so that any energy absorbed in the form of heat can be dissipated very easily.
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.A further alternative could provide that the mirror facets are blasted onto the carrier element after alignment. This measure, which is common with optical elements polished to a very good surface quality, can be used very advantageously, for example in connection with the pressure cushion already described above, by introducing the pressure cushion as a variable pressure cushion between the parts to be blasted. After alignment or adjustment of the position by lowering the pressure, a slow and quasi-continuous starting can be achieved, so that no misalignment will take place by the starting process itself.
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.If a further adjustment is nevertheless necessary due to aging or the like, the re-initiation of a pressure cushion could stop the starting and the process could start again. Thus, a very flexible system for the facet mirror, which is possibly very easy to dismantle, is achieved by the wringing, which nevertheless enables very good fastening with very good heat-conducting properties between the individual components.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen und den anhand der Zeichnungen nachfolgen dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt :Further advantageous refinements of the invention result from the remaining subclaims and the exemplary embodiments illustrated below with the aid of the drawings. It shows :
Figur 1 einen Ausschnitt aus einem beispielhaften Aufbau für einen Facettenspiegel;Figure 1 shows a section of an exemplary structure for a faceted mirror;
Figur 2 einen ersten möglichen Aufbau für eine Spiegelfacette;Figure 2 shows a first possible structure for a mirror facet;
Figur 3 einen weiteren möglichen Aufbau für eine Spiegelfa- cette;FIG. 3 shows another possible structure for a mirror facet;
Figur 4 eine Spiegelfacette in der Kombination mit einem Zwischenelement;Figure 4 shows a mirror facet in combination with an intermediate element;
Figur 5 eine Spiegelfacette in der Kombination mit einem Zwischenelement, welches magnetische Einrichtungen aufweist;FIG. 5 shows a mirror facet in combination with an intermediate element which has magnetic devices;
Figur 6 eine Spiegelfacette in der Kombination mit einem Zwischenelement, welches magnetische Einrichtungen in einer alternativen Ausführungsform aufweist;FIG. 6 shows a mirror facet in combination with an intermediate element which has magnetic devices in an alternative embodiment;
Figur 7 eine Spiegelfacette, welche magnetische Einrichtungen aufweist; undFIG. 7 shows a mirror facet which has magnetic devices; and
Figur 8 eine Spiegelfacette mit einem Zwischenelement, welches eine Öffnung zum Einbringen eines Druckpolsters aufweist.8 shows a mirror facet with an intermediate element, which has an opening for introducing a pressure cushion.
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.FIG. 1 shows a section of a facet mirror 1 consisting of a carrier element 2 and a plurality of mirror facets 3. Each of the mirror facets 3 has a mirror surface 4 and a rear surface 5 which faces away from the mirror surface 4. Starting from this basic structure of a facet mirror 1, which always comprises several of the mirror facets 3, generally approximately 50 to 250 pieces, the possible structure of the mirror facets 3 itself will be explained in more detail below using various embodiments. In this case, several, possibly also several differently designed mirror facets 3 should always be combined to form the facet mirror 1, which is indicated here in principle.
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.The special purpose of the facet mirror 1 is the use for lighting systems in microlithography. Such facet mirrors 1 are particularly favorable when used with wavelengths in the range of extreme ultraviolet (EUV), since with such wavelengths over refractive optical elements no or far worse results with regard to the optical imaging quality can be achieved than with reflective elements, for example such Faceted mirror 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.FIG. 2 shows a first possible embodiment of the mirror facet 3. The mirror facet 3, which can for example consist of a mirror substrate, has the mirror surface 4 already mentioned and a rear surface 5 '. Contrary to the rear surfaces 5 shown above, the rear surface 5 'of the mirror facet 3 shown in FIG. 2 is designated by the reference symbol 5', since this is a spherical rear surface 5 ', while the rear surfaces shown above in the context of FIG. 1 are planar rear surfaces 5 are formed. To make it easier to distinguish between these two types of back surfaces, the designation 5 for the flat back surface and the designation 5 1 for the spherical back surface are retained throughout.
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.As can be seen in the illustration according to FIG. 2, the mirror surface 4, which is spherical here, which does not necessarily have to have one Mirror radius r on. The spherical mirror surface 4 is thus a sphere around the center M, which corresponds correspondingly to the radius r and through which the optical axis 6 of the mirror facet 3 also runs.
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.A center point M ', which together with the associated radius r' forms the center point of the spherical rear surface 5 1 , does not lie on the center point M of the mirror surface 4. If the mirror facet 3 is now stored on the rear surface 5 ', with a lateral displacement of the mirror facet 3 result in sliding along the radius r 'of the rear surface 5'. The mirror facet 3 thus executes a pivoting movement around the center M '. The mirror surface 4 simultaneously experiences a tilt of its optical axis 6 and a displacement thereof in the lateral direction. The position changes required for the adjustment of such a mirror facet 3 can thus be achieved very simply with just a single movement, so that a compact and adjustable structure for the facet mirror 1 is created if the facet mirror 1 at least has the mirror facets 3 according to FIG. 2 partially has.
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.FIG. 3 shows a mirror facet 3, which in principle fulfills the same requirements as the mirror facet 3 according to FIG. 2. The only difference between the mirror facet 3 shown here is that it has a flat rear surface 5, so that the mirror facet 3 on the carrier element 2, which has a flat surface and is shown here for simplicity as a flat plate, by a lateral one Moving on the carrier element 2 in the plane perpendicular to its optical axis 6 can be aligned.
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.The advantage of this type of mirror facet 3 certainly lies in the fact that a much larger adjustment distance is possible than in the mirror facet 3 described above according to the FIG. gur 2. However, tilting of the optical axis 6 is not possible here.
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.In the illustration in FIG. 4, a mirror facet 3 can now be seen, which is designed analogously to the mirror facet 3 according to FIG. 2. The mirror facet 3 has a spherical rear surface 5 '. However, this spherical rear surface 5 'is now not in direct contact with the carrier element 2, but an intermediate element 7 is arranged between the rear surface 5' and the carrier element 2. The intermediate element 7 has on its side facing the mirror facet 3 a spherical surface 8 in which the corresponding spherical rear surface 5 'of the mirror facet 3 is located and in which the mirror facet 3 can be moved in accordance with the conditions described above. The intermediate element 7 is formed flat on a rear surface 9 facing away from the mirror facet 3, so that this can be aligned on the carrier element 2 in the manner already described in the explanation of the mirror facet 3 according to FIG. 3.
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.Thus, by means of the mirror facet 3 and the intermediate element 7, in the construction shown in FIG. 4, an arrangement can be achieved which enables a very large adjustment path by displacing the intermediate element 7 on the carrier element 2, perpendicular to the optical axis 6 of the mirror facet 3 and which, by "sphering" the mirror facet 3 with its spherical rear surface 5 1 on the spherical surface 8 of the intermediate element 7, enables tilting and possibly also a slight displacement for readjustment.
Der Aufbau gemäß Figur 4 bietet damit also die Vorzüge beider zuvor beschriebenen Systeme.The structure according to FIG. 4 thus offers the advantages of both systems described above.
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.After adjustment, which corresponds to the ten can take place, it must now be ensured that the mirror facet 3 is fixed in its position, so that it can not come to misalignments or the like in the area of the facet mirror 1. Therefore, some possibilities are described below to fix the mirror facets 3 with or, if necessary, also without a corresponding intermediate element 7 after adjustment. All fixings are designed so that there is direct contact between the individual elements, so that these individual elements remain in a heat-conducting connection. This makes it possible for heat absorbed by the mirror facet 3 to be dissipated via the mirror facet 3, optionally the intermediate element 7 and the carrier element 2, so that no excessive heating of the mirror facets 3 occurs, which occurs with a change in the surface shape of the mirror surface 4 and could be accompanied by a loss of image quality.
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.Figures 5, 6 and 7 each show different versions of mirror facets 3, which can be fixed by means of magnetic holding forces. In order to realize such a structure, in addition to the magnetic 'devices 10, which are only in principle indicated here, materials, which are necessary for the mirror facets 3 itself magnetically or magnetically conductive. Examples could be various steels, INVAR or the like. If such substrates are used for the mirror facets 3, after the mirror surface 4 has been prefabricated, they would have to be coated thereon with a polishable layer, such as a layer of NiP, which can be polished accordingly and coated as a mirror.
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.Figure 5 shows a structure in which the magnetic devices 10, which are designed here as a coil, are arranged in the intermediate element 7. The magnetic devices 10 always remain in the area of the intermediate element. elements and fix the mirror facet 3, the intermediate element 7 and the carrier element 2 against each other by magnetic holding forces.
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.FIG. 6 shows a comparable arrangement in which the magnetic devices 10 can, however, be removed after the magnetization of a holding mandrel 11 connected to the intermediate element 7. For this purpose, the holding mandrel 11 projects through an opening 12 in the carrier element 2. Via the holding mandrel 11, an alignment of the intermediate element 7 and thus the position of the mirror facet 3 perpendicular to its optical axis 6 on the carrier element 2 can be very easily from the side facing away from the mirror facet 3 of the carrier element 2 from. The stroke for the adjustment is limited depending on the diameter of the holding mandrel 11 and the opening 12, but is sufficient for most cases, especially when used in EUV lithography.
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.The magnetic device 10, which is designed here as an excitation coil, can be inserted over the holding mandrel 11. When the magnetic devices 10 are switched on, the holding mandrel 11 or the intermediate element 7 itself can be permanently magnetized, so that after this process the magnetic device 10 can be removed from the holding mandrel 11 without the fixed position of the mirror facet 3 being released again.
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.The following procedure is used to adjust the mirror facet 3: The mirror facet 3 is inserted into the intermediate element 7, the magnetic devices 10 not yet being magnetic. Then the mirror facet 3 is pre-adjusted. The magnetic force is switched on slightly and the mirror facet 3 is readjusted. If the mirror facet 3 is adjusted precisely enough, the magnetic force is fully switched on and the mirror surface 4 is secured against tilting. The mirror facet 3 is then fixed to the intermediate element 7 connected. The intermediate element 7 is also firmly connected to the carrier element 2 by the magnetic forces.
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 .In principle, however, it would also be conceivable for the intermediate element 7 to be firmly connected to the carrier element 2 beforehand by means of other connection techniques, which will be explained later, before the adjustment process described above takes place.
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.Figure 7 shows an arrangement for mounting on a flat surface of the support element 2 for adjustment by lateral displacement. Here, the carrier element 2 must also consist of a magnetic material. Furthermore, a version is also conceivable in which the magnetizing coil, as a magnetic device 10, is located outside and can be removed.
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.A solution for fixing the position of the mirror facet 3 by soldering is not shown by the figures. The rear surface 5, 5 1 of the mirror facet 3 has an adhesive, soldering and oxidation protection layer (Cr, Ni, An) and the surface of the carrier element 2 also has such a layer package. The solder is either applied to one or both carrier partners between the solderable layer and the oxidation protection layer, or is designed as a solder-filled chamber. Soldering itself and exemplary solders are described in EP 0 901 992 A2.
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.The adjustment procedure will be as described above. The mirror facet 3 is again inserted into the intermediate element 7 or into the recesses provided for it in the plate serving as the carrier element 2 and, if necessary, adjusted in several steps. After all the mirror facets 3 of the facet mirror 2 have been completely adjusted, the respective joint or the two joining partners are heated until the solder melts and both parts are wetted. After the solder has cooled, the connection fertilized solid.
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.A cheap solution for introducing the necessary heat for the soldering can be done by heating with IR radiation through the substrate of the mirror facets 3. The mirror surface 4 and the substrate must be transparent to the heat radiation. The advantage of this flux-free solution is that no residues of the flux can arise.
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.Another alternative to fixing the mirror facets 3 is the starting or bonding. However, the risk of uncontrolled firing is very high. The version of the mirror facet 3 shown in FIG. 8 provides a remedy here.
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.During the adjustment, the mirror facet 3 "floats" on a pressure pad p. The pressure cushion p is introduced through the opening 12 in the carrier element 2 and, if an intermediate element 7 is present, through a bore 13 in the intermediate element 7 under the mirror facet 3. Only after the mirror facet 3 has been correctly aligned is the pressure cushion reduced in its pressure or a gas stream forming the pressure cushion is switched off. The mirror facet 3 then blows onto the intermediate element 7 virtually continuously, so that there is no fear of misalignment due to the wringing or bonding. It is advisable to use an oxygen-free gas stream as the gas stream, for example nitrogen or noble gas, in order to prevent oxidation processes in the area of the entire facet mirror 1 as far as possible.
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. In addition to the form shown here, all of the variants shown above are also in all conceivable combinations, that is to say for example also a combination of wringing the mirror facet 3 on the intermediate element 7 and magnetic holders of the intermediate element 7 on the carrier element 2, or through the combination of magnetic holders and soldering or the like. All methods can be implemented both with and without the intermediate element 7. All combinations of the exemplary embodiments shown here fall within the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Spiegelfacette für einen Facettenspiegel, mit einer Spiegeloberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spie- geloberflache (4) abgewandte Seite (5') der Spiegelfacette (3) sphärisch ausgebildet ist.1. mirror facet for a facet mirror, with a mirror surface, characterized in that the side of the mirror surface (4) facing away (5 ') of the mirror facet (3) is spherical.
2. Spiegelfacette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegeloberfläche (4) der Spiegelfacette (3) sphärisch ausgebildet ist, wobei die beiden Sphären verschiedene Mittelpunkte (M,M') aufweisen.2. mirror facet according to claim 1, characterized in that the mirror surface (4) of the mirror facet (3) is spherical, the two spheres having different centers (M, M ').
3. Spiegelfacette für einen Facettenspiegel, mit einer Spiegeloberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spiegel-oberflache (4) abgewandte Seite (5) der Spiegelfacette (3) plan ausgebildet ist.3. mirror facet for a facet mirror, with a mirror surface, characterized in that the mirror surface (4) facing away (5) of the mirror facet (3) is planar.
4. Spiegelfacette nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfacette (3) magnetische Einrich- tungen (10) aufweist.4. mirror facet according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the mirror facet (3) has magnetic devices (10).
5. Spiegelfacette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sphäre (5'). welche der Spiegeloberfläche (4) abgewandt ist, in einer mit ihr korrespondierenden Sphäre (8) eines Zwischenelements (7) angeordnet ist, welches auf seiner der Spiegelfacette (3) abgewandten Seite (9) plan ausgebildet ist.5. mirror facet according to claim 1, characterized in that the sphere (5 ') . which faces away from the mirror surface (4) is arranged in a sphere (8) of an intermediate element (7) corresponding to it, which is flat on its side (9) facing away from the mirror facet (3).
6. Spiegelfacette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (7) magnetische Einrichtungen6. mirror facet according to claim 5, characterized in that the intermediate element (7) magnetic devices
(10) aufweist.(10).
7. Facettenspiegel aus mehreren der Spiegelfacetten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel- facetten (3) auf einem gemeinsamen Trägerelement (2) auf- gesetzt sind.7. facet mirror from several of the mirror facets according to claim 1 or 2, characterized in that the mirror facets (3) on a common support element (2) on are set.
8. Facettenspiegel aus mehreren der Spiegelfacetten nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel- facetten (3) auf einem gemeinsamen Trägerelement (2) aufgesetzt sind, welches auf seiner den Spiegelfacetten (3) zugewandten Seite eine plane Fläche aufweist.8. facet mirror from several of the mirror facets according to claim 3 or 4, characterized in that the mirror facets (3) are placed on a common support element (2) which has a flat surface on its side facing the mirror facets (3).
9. Facettenspiegel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Trägerelement (2) in einem Bereich, in welchem jeweils eine der Spiegelfacetten (3) auf das Trägerelement aufgesetzt ist, jeweils eine Öffnung (12) aufweist, welche von der der Spiegelfacette (3) zugewandten Seite des Trägerelements (2) zu der der Spiegelfacette • (3) abgewandten Seite des Trägerelements (2) verläuft.9. facet mirror according to claim 7 or 8, characterized in that the carrier element (2) in an area in which one of the mirror facets (3) is placed on the carrier element, each has an opening (12) which of the the side of the carrier element (2) facing the mirror facet (3) runs to the side of the carrier element (2) facing away from the mirror facet • (3).
10. Facettenspiegel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Öffnung (12) ein Druckpolster zwischen das Trägerelement (2) und die Spiegelfacette (3) einbringbar ist.10. faceted mirror according to claim 9, characterized in that through the opening (12) a pressure cushion between the carrier element (2) and the mirror facet (3) can be introduced.
11. Facettenspiegel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß von der sphärisch ausgebildeten dem Trägerelement (2) zugewandten Fläche (5') der Spiegelfacette (3) ein Haltedorn (11) hervorsteht, welcher durch die Öffnung (12) in dem Trägerelement (2) ragt, wobei die Abmessungen des Haltedorns (11) kleiner als die Abmessungen der Öffnung (12) sind.11. faceted mirror according to claim 9 or 10, characterized in that from the spherically formed the support element (2) facing surface (5 ') of the mirror facet (3) protrudes a holding mandrel (11) which through the opening (12) in the support element (2) protrudes, the dimensions of the holding mandrel (11) being smaller than the dimensions of the opening (12).
12. Facettenspiegel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Spiegelfacette (3) abgewandten Seite des Trägerelements (2) eine magnetische Einrichtung (10) an dem Haltedorn (11) anbringbar ist.12. Faceted mirror according to claim 11, characterized in that on the side of the support element (2) facing away from the mirror facet (3), a magnetic device (10) can be attached to the holding mandrel (11).
13. Facettenspiegel aus mehreren der Spiegelfacetten nach An- spruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelemente (7) auf einem gemeinsamen Trägerelement (2) aufgesetzt sind.13. Facet mirror from several of the mirror facets according to Saying 5 or 6, characterized in that the intermediate elements (7) are placed on a common carrier element (2).
14. Facettenspiegel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (2) in einem Bereich, in welchem jeweils eines der Zwischenelemente (7) auf das Trägerelement (2) aufgesetzt ist, jeweils eine Öffnung (12) aufweist, welche von der dem Zwischenelement (7) zugewandten Seite des Trägerelements (2) zu der dem Zwischenelement (7) abgewandten Seite des Trägerelements (2) verläuft.14. facet mirror according to claim 13, characterized in that the carrier element (2) in an area in which in each case one of the intermediate elements (7) is placed on the carrier element (2), each has an opening (12) which of the Side of the carrier element (2) facing the intermediate element (7) runs to the side of the carrier element (2) facing away from the intermediate element (7).
15. Facettenspiegel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das jedes der Zwischenelemente (7) eine Bohrung (13) aufweist, welche von dem Bereich der Öffnung (12) zu dem Bereich der dem Zwischenelement (7) zugewandten Sphäre (5') jeder der Spiegelfacette (3) verläuft.15. facet mirror according to claim 14, characterized in that each of the intermediate elements (7) has a bore (13) which from the area of the opening (12) to the area of the intermediate element (7) facing sphere (5 ') each the mirror facet (3) runs.
16. Facettenspiegel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Öffnung (12) und die Bohrung (13) ein16. facet mirror according to claim 15, characterized in that through the opening (12) and the bore (13)
Druckpolster (p) zwischen das Zwischenelement (7) und die Spiegelfacette (3) einbringbar ist.Pressure pad (p) between the intermediate element (7) and the mirror facet (3) can be inserted.
17. Facettenspiegel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß von der plan ausgebildeten dem Trägerelement (2) zugewandten Fläche (9) des Zwischenelements (7) ein Haltedorn (11) hervorsteht, welcher durch die Öffnung (12) in dem Trägerelement (2) ragt, wobei die Abmessungen des Haltedorns (11) kleiner als die Abmessungen der Öffnung (12) sind.17. facet mirror according to claim 15, characterized in that from the planar formed the support element (2) facing surface (9) of the intermediate element (7) protrudes a holding mandrel (11) which through the opening (12) in the support element (2) protrudes, the dimensions of the holding mandrel (11) being smaller than the dimensions of the opening (12).
18. Facettenspiegel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Zwischenelement (7) abgewandten Seite des Trägerelements (2) eine magnetische Einrichtung (10) an dem Haltedorn (11) anbringbar ist. 18. Facet mirror according to claim 17, characterized in that on the intermediate element (7) facing away from the carrier element (2), a magnetic device (10) on the holding mandrel (11) can be attached.
19. Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (2) auf seiner den Spiegelfacetten (3) zugewandten Seite eine plane Fläche aufweist.19. Faceted mirror according to one of claims 8 to 18, characterized in that the carrier element (2) on its side facing the mirror facets (3) has a flat surface.
20. Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfacette (3) und/oder das Zwischenelement (7) und/oder das Trägerelement (2) magnetisch leitend ausgebildet sind.20. Faceted mirror according to one of claims 7 to 19, characterized in that the mirror facet (3) and / or the intermediate element (7) and / or the carrier element (2) are designed to be magnetically conductive.
21. Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfacette (3) und/oder das Zwischenelement (7) und/oder das Trägerelement (2) zumindest in den Bereichen, in welchen diese Bauteile sich berühren zumindest teilweise mit einem Lot versehen sind.21. Facet mirror according to one of claims 7 to 20, characterized in that the mirror facet (3) and / or the intermediate element (7) and / or the carrier element (2) at least in the areas in which these components touch at least partially are provided with a solder.
22. Facettenspiegel nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot als Beschichtung auf die Bauteile aufgebracht ist .22. Faceted mirror according to claim 21, characterized in that the solder is applied as a coating on the components.
23. Facettenspiegel nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot in Ausnehmungen der Bauteile angeordnet ist.23. facet mirror according to claim 21, characterized in that the solder is arranged in recesses of the components.
24. Verfahren zum Ausrichten von Spiegelfacetten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfacette (3) auf ihrer der Spiegeloberfläche (4) abgewandten Sphäre (5') bewegt und damit um den Mittelpunkt (M') dieser Sphäre (5') gedreht wird, wodurch ein Verkippen der optischen Achse (6) und/oder eine seitliche Verschiebung der optischen Achse (6) erzielt wird.24. A method for aligning mirror facets according to claim 2, characterized in that the mirror facet (3) on its surface (4) facing away from the sphere (5 ') moves and thus rotated about the center (M') of this sphere (5 ') is achieved, whereby a tilting of the optical axis (6) and / or a lateral displacement of the optical axis (6) is achieved.
25. Verfahren zum Ausrichten von Spiegelfacetten nach An- spruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel- facette (3) auf ihrer der Spiegeloberfläche (4) abgewandten Sphäre (5') bewegt und damit um den Mittelpunkt (M') dieser Sphäre gedreht wird, wodurch ein Verkippen der optischen Achse (6) und/oder eine seitliche Verschiebung der optischen Achse (6) erzielt wird.25. A method for aligning mirror facets according to claim 5 or 6, characterized in that the mirror facet (3) is moved on its sphere (5 ') facing away from the mirror surface (4) and is thus rotated about the center point (M') of this sphere, thereby causing the optical axis (6) to tilt and / or a lateral displacement of the optical axis (6) is achieved.
26. Verfahren zum Ausrichten von Spiegelfacetten nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfacette (3) oder auf ihrer der Spiegeloberfläche (4) ab- gewandten plan ausgebildeten Fläche (5) auf dem Trägerelement (2) verschoben wird, um die Position der optischen Achse (6) auszurichten.26. A method for aligning mirror facets according to claim 3 or 4, characterized in that the mirror facet (3) or on its plane surface (5) facing away from the mirror surface (4) is displaced on the carrier element (2) by the Align the position of the optical axis (6).
27. Verfahren zum Ausrichten von Spiegelfacetten nach An- spruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (7) auf seiner der Spiegelfacette (3) abgewandten plan ausgebildeten Fläche (9) verschoben wird, um die Position der optischen Achse (6) der auf dem Zwischenelement (7) befindlichen Spiegelfacette (3) auszu- richten.27. A method for aligning mirror facets according to claim 5 or 6, characterized in that the intermediate element (7) is displaced on its flat surface (9) facing away from the mirror facet (3) by the position of the optical axis (6). align the mirror facet (3) on the intermediate element (7).
28. Verfahren zum Fixieren der Position einer Spiegelfacette nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf einem Trägerelement, dadurch gekennzeichnet, daß magnetische Haltekräfte zur Fixierung der Position genutzt werden.28. The method for fixing the position of a mirror facet according to one of claims 1 to 6 on a carrier element, characterized in that magnetic holding forces are used to fix the position.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Haltekräfte durch elektromagnetische Einrichtungen (10) erzeugt werden.29. The method according to claim 28, characterized in that the magnetic holding forces are generated by electromagnetic devices (10).
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Spiegelfacette oder des Zwischenelements durch die magnetische Einrichtung (10) selbst dauerhaft magnetisiert werden. 30. The method according to claim 29, characterized in that parts of the mirror facet or of the intermediate element are themselves permanently magnetized by the magnetic device (10).
31. Verfahren zum Fixieren der Position einer Spiegelfacette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, auf einem Trägerelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfacetten (3) nach dem Ausrichten mit dem Trägerelement (2) verlötet werden.31. A method for fixing the position of a mirror facet according to one of claims 1 to 4, on a carrier element, characterized in that the mirror facets (3) are soldered to the carrier element (2) after alignment.
32. Verfahren zum Fixieren der Position einer Spiegelfacette nach Anspruch 5 oder 6, auf einem Trägerelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelemente (7) nach dem Ausrichten mit dem Trägerelement (2) verlötet werden.32. Method for fixing the position of a mirror facet according to claim 5 or 6, on a carrier element, characterized in that the intermediate elements (7) are soldered to the carrier element (2) after alignment.
33. Verfahren zum Fixieren der Position einer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, auf einem Trägerelement, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Spiegelfacetten (3) nach dem Aus- richten an dem Trägerelement (2) angesprengt werden.33. A method for fixing the position of one of claims 1 to 4, on a carrier element, characterized ge ¬ indicates that the mirror facets (3) are blown onto the carrier element (2) after alignment.
34. Verfahren zum Fixieren der Position einer Spiegelfacette nach Anspruch 5 oder 6, auf einem Trägerelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelemente (7) nach dem Ausrichten an dem Trägerelement (2) angesprengt werden.34. A method for fixing the position of a mirror facet according to claim 5 or 6, on a carrier element, characterized in that the intermediate elements (7) are blown onto the carrier element (2) after alignment.
35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beeinflussen des Ansprengvorgangs ein veränderbares Druckpolster zwischen die anzusprengenden Teile geleitet wird.35. The method according to claim 33 or 34, characterized in that a variable pressure pad is passed between the parts to be blasted to influence the firing process.
36. Verwendung des Facettenspiegels nach einem der Ansprüche 7 bis 23 in einem Beleuchtungssystem für eine Projekti- onsbelichtungsanlage in der Mikrolithographie, insbeson- dere in der EUV-Lithographie . 36. Use of the facet mirror according to one of claims 7 to 23 in an illumination system for a projection exposure system in microlithography, in particular in EUV lithography.
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