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Dokumentenidentifikation DE102006038294A1 15.03.2007
Titel Fassung für ein optisches Element
Anmelder Carl Zeiss SMT AG, 73447 Oberkochen, DE
Erfinder Rau, Johannes, 89547 Gerstetten, DE
Vertreter Lorenz und Kollegen, 89522 Heidenheim
DE-Anmeldedatum 16.08.2006
DE-Aktenzeichen 102006038294
Offenlegungstag 15.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.03.2007
IPC-Hauptklasse G02B 7/00(2006.01)A, F, I, 20060816, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G02B 7/02(2006.01)A, L, I, 20060816, B, H, DE   G02B 7/182(2006.01)A, L, I, 20060816, B, H, DE   G03F 7/20(2006.01)A, L, I, 20060816, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einer Fassung für ein optisches Element ist das optische Element über ein dünnwandiges, rohrförmiges Element, welches eine Wandstärke von 0,01-1,0 mm aufweist, mit wenigstens einem weiteren Fassungselement verbunden.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Fassung für ein optisches Element, ein Lithographieobjektiv, eine Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen.

Die DE 199 30 643 C2 beschreibt eine Baugruppe aus einem optischen Element und einer Fassung, welche einen Befestigungsflansch, ein Zwischenglied in Form eines geschlossenen einteiligen Ringes in Trichterform und einen geschlossenen Innenring aufweist, in dem das optische Element gelagert ist.

Aus der EP 0 337 142 A1 ist eine Halterung einer Kugellinse in einem Metallröhrchen bekannt, die auf der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Glas und Metall beruht. Das Metallröhrchen übt jedoch sehr hohe und stark schwankende auf die Linse aus, sodass diese Halterung nur für optisch und mechanisch sehr unempfindliche Linsen, wie zum Beispiel kleine und dicke Linsen, geeignet ist.

Aus der Veröffentlichung "Thermo-mechanical performance of precision C/SiC mounts", Optical Manufacturing and Testing IV, H. Philip Stahl, Editor, proceedings of SPIE Vol. 4451 (2001), sind Verbindungselemente zwischen einem optischen Element und einem Fassungsbauteil bekannt, wobei das Fassungsbauteil aus demselben Werkstoff wie das optische Element besteht. Dadurch ist die Konstruktion des Verbindungselements und somit der gesamten Fassung erheblich eingeschränkt.

Bei bekannten Linsenfassungen, wie sie beispielsweise in der DE 199 30 643 C2 beschrieben sind, wird während des Betriebs eines Lithographieobjektives, in welchem optische Elemente mit solchen Fassungen gehalten sind, das optische Element durch den Lichteinfall erwärmt. Diese Wärme wird von dem optischen Element an diejenigen Bauteile der Fassung weitergeleitet, mit denen das optische Element in Kontakt steht. Dadurch kommt es zu Deformationen des optischen Elements und somit zu einer Verringerung der Abbildungsgenauigkeit des Lithographieobjektivs.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fassung für ein optisches Element zu schaffen, bei welcher Temperatureinflüsse nur zu einer sehr geringen Deformation des optischen Elements führen.

Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Lithographieobjektiv zu schaffen, mit welchem auf sichere Art und Weise ein Lithographieverfahren durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Fassung für ein optisches Element, wobei das optische Element über ein dünnwandiges, rohrförmiges Element, welches eine Wandstärke von 0,01–1,0 mm aufweist, mit wenigstens einem weiteren Fassungselement verbunden ist.

Trotz der sehr geringen Wandstärke des dünnwandigen, rohrförmigen Elements ist dieses, wenn es mit dem optischen Element verbunden ist, gegenüber Verschiebungen und/oder Verdrehungen des optischen Elements sehr steif und somit in der Lage, für eine ausreichende Halterung des optischen Elements zu sorgen. Die Dünnwandigkeit des rohrförmigen Elements führt jedoch dazu, dass eventuelle Ausdehnungsunterschiede und die dadurch hervorgerufenen Durchmesseränderungen zwischen dem optischen Element und dem rohrförmigen Element sowie dem rohrförmigen Element und dem weiteren Fassungselement, mit dem das rohrförmige Element verbunden ist, keine bezüglich der Deformation des optischen Elements kritischen Spannungen erzeugen kann und so eine sehr gute bzw. sanfte elastische Bettung des optischen Elements gegeben ist.

Durch die Verbindung des optischen Elements mit dem dünnwandigen, rohrförmigen Element wird das rohrförmige Element an die Form des optischen Elements angepasst, sodass eventuelle maßliche Unterschiede, insbesondere eine eventuelle Unrundheit des optischen Elements, eine untergeordnete Rolle spielen und verhältnismäßig große Toleranzen für die einzelnen Bauteile angewendet werden können.

Ein weiterer Vorteil ist, dass das rohrförmige Element sehr einfach mit einem geschlossenen Querschnitt ausgeführt sein kann und demnach flüssigkeits- und gasdicht ist. Somit ist die erfindungsgemäße Fassung insbesondere für die Immersions-Lithographie geeignet, bei der das auch als Abschlusselement bezeichnete letzte optische Element bzw. dessen Fassung eine sehr hohe Dichtheit aufweisen muss.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Fassung ist der sehr geringe radiale Bauraum derselben. Des weiteren ist vorteilhaft, dass die untere, dem weiteren Fassungselement abgewandte Seite des optischen Elements frei bleibt, was zu einer besseren Ausnutzbarkeit des optischen Elements führt. Darüber hinaus ergibt sich erfindungsgemäß eine sehr gute Wärmeableitung von dem optischen Element in die Fassung durch einen großflächigen Kontakt des rohrförmigen Elements mit dem optischen Element.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das weitere Fassungselement ein Fassungsgrundkörper ist, wodurch sich ein verhältnismäßig einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Fassung ergibt.

Alternativ hierzu ist es möglich, dass das weitere Fassungselement ein steifer Ring ist, der mit einem Fassungsgrundkörper verbunden ist. Auf diese Weise ist eine bessere Entkopplung des optischen Elements von dem Fassungsgrundkörper gegeben.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der steife Ring statisch bestimmt mit dem Fassungsgrundkörper verbunden ist.

In einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich die linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des optischen Elements und des dünnwandigen, rohrförmigen Elements um max. 3·10–6/K unterscheiden, wodurch unterschiedliche Ausdehnungen zwischen dem optischen Element und dem rohrförmigen Element minimiert werden. Durch die Dünnwandigkeit des rohrförmigen Elements bleiben die bei Temperaturänderungen auftretenden Spannungen zwischen dem rohrförmigen Element und dem weiteren Fassungselement gering. Dadurch verformt sich das weitere Fassungselement nur unwesentlich. Das dünnwandige, rohrförmige Element verformt sich vorteilhafterweise nur im Bereich des weiteren Fassungselements. Das optische Element erfährt somit bei Temperaturänderungen im wesentlichen keine fassungsbedingten Spannungen und ist demnach in der Lage, die durch Ausdehnungsunterschiede der Bauteile entstehenden Spannungen von dem optischen Element fernzuhalten und so für eine Entkopplung zu sorgen.

Eine besonders gleichmäßige Spannungsverteilung ergibt sich, wenn das rohrförmige Element zylindrisch ist.

Wenn das rohrförmige Element in wenigstens einem Verbindungsbereich mit dem optischen Element und/oder mit dem weiteren Fassungselement Sicken und/oder Schlitze aufweist, so ist es gegenüber Umfangsänderungen relativ weich und flexibel und es können eventuelle Durchmesserunterschiede ausgeglichen werden bzw. es ist eine einfachere Anpassung des rohrförmigen Elements an unterschiedliche Formen des optischen Elements möglich. In diesem Fall wäre es außerdem denkbar, dass sich die linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des optischen Elements und des dünnwandigen, rohrförmigen Elements um mehr als die oben angegebenen 3·10–6/K unterscheiden, da solche Unterschiede mit Hilfe des von den Sicken und/oder Schlitzen erzeugten Effekts kompensiert werden können.

Um die prinzipielle Dichtheit der erfindungsgemäßen Fassung auch in diesem Fall zu erhalten, kann es vorteilhaft sein, wenn die Sicken und/oder Schlitze mit einem Dichtmittel abgedichtet sind.

Für das Verbinden des optischen Elements mit dem rohrförmigen Element kommen verschiedene Verbindungsarten in Frage, wobei insbesondere Löten, Kleben, Ultraschallschweißen, Galvanofügen oder Fügen durch chemisches Abscheiden sowie Einpressen geeignet sind.

Wenn in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass das rohrförmige Element an seinem Umfang einen Kragen aufweist, so ergibt sich eine Versteifung des rohrförmigen Elements in demjenigen Bereich, in dem dasselbe an dem Fassungsgrundkörper angebracht ist. Um an den Fügestellen die erforderliche Weichheit des rohrförmigen Elements zu erreichen und dennoch eine ausreichende Steifigkeit desselben in Richtung der optischen Achse zu gewährleisten, ist es möglich, dass das rohrförmige Element über seine Länge unterschiedliche Wandstärken aufweist.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass das rohrförmige Element eine Faltung aufweist.

Eine Spülung des optischen Elements bzw. des Bereichs oberhalb des optischen Elements ist möglich, wenn das rohrförmige Element Bohrungen zum Ein- und Ausleiten von Gas in den durch das rohrförmige Element gebildeten Innenraum aufweist.

Eine Kippausrichtung des optischen Elements während des Verbindens ist beispielsweise möglich, wenn das rohrförmige Element in dem Bereich, in dem es mit dem optischen Element in Kontakt ist, konvex ausgebildet ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das rohrförmige Element durch galvanisches oder chemisches Abscheiden hergestellt ist.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass das rohrförmige Element aus einem gewickelten Band gebildet ist. Da es bei sehr dünnwandigen Bauteilen schwierig sein kann, geschlossene rohrförmige Elemente herzustellen, kann eine einfache Ausführungsform darin bestehen, dass das rohrförmige Element aus einem gewickelten Band gebildet ist.

Bezüglich der ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des dünnwandigen, rohrförmigen Elements und des optischen Elements sind folgende Kombinationen sinnvoll: Das optische Element besteht aus Quarzglas und das rohrförmige Element aus einer Fe-Ni-Legierung, wie z.B. Invar®. Das optische Element besteht aus Ca F2 und das rohrförmige Element aus einer Cu-Legierung oder einem Stahl mit einem geeigneten thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Das optische Element besteht aus Zerodur® und das rohrförmige Element aus einer Fe-Ni-Legierung.

Bei dem optischen Element kann es sich beispielsweise um eine Linse oder auch um einen Spiegel handeln.

Der steife Ring und/oder der Fassungsgrundkörper können beispielsweise aus Stahl oder aus Keramik bestehen.

Bezüglich des Lithographieobjektivs wird die oben gestellte Aufgabe gelöst durch ein Lithographieobjektiv mit mehreren optischen Elementen und mit wenigstens einer Fassung für ein optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 29.

Wenn die Fassung einen Fassungsgrundkörper aufweist, kann dieser einen Teil eines Gehäuses des Objektivs bilden oder in einem Gehäuse des Objektivs angebracht sein.

Wenn das Objektiv in separate Gasräume unterteilt werden soll, kann das Lithographieobjektiv mehrere erfindungsgemäße Fassungen aufweisen.

Eine Verwendung eines derartigen Lithographieobjektivs für die Immersions-Lithographie ist in Anspruch 35 angegeben.

Eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem und mit einem Lithographieobjektiv zur Herstellung von Halbleiterbauelementen ist in Anspruch 36 angegeben.

Aus Anspruch 37 ergibt sich ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen unter Verwendung einer solchen Projektionsbelichtungsanlage.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:

1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lithographieobjektivs;

2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lithographieobjektivs;

3 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

7 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

8 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

9 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

10 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

11 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

12 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

13 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

14 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

15 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

16 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung;

17 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung; und

18 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fassung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Ein in 1 äußerst schematisch dargestelltes Lithographieobjektiv 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem mehrere optische Elemente 3 angeordnet sind. Das Lithographieobjektiv 1 ist Teil einer Projektionsbelichtungsanlage 4, welche zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dient und ein an der Oberseite des Lithographieobjektivs 1 angebrachtes Beleuchtungssystem 5 mit einer Lichtquelle 6 aufweist, die einen Strahlengang 7 durch das Lithographieobjektiv 1 sendet, mit welchem ein Reticle 8 in an sich bekannter Weise auf einen sich unterhalb des Lithographieobjektivs 1 befindlichen Wafer 9 abgebildet wird.

Die optischen Elemente 3, die im vorliegenden Fall allesamt als Linsen ausgeführt sind, sind mittels jeweiliger Fassungen 10 in dem Gehäuse 2 des Lithographieobjektives 1 gehalten. Unter Bezugnahme auf 3 wird im folgenden eine der Fassungen 10 detailliert beschrieben. Die Fassung 10 weist einen Fassungsgrundkörper 11 auf, welcher vorzugsweise aus Stahl oder einem anderen, mechanisch gut bearbeitbaren Werkstoff besteht. Gegebenenfalls wäre es auch möglich, einen aus Keramik bestehenden oder Keramik aufweisenden Fassungsgrundkörper 11 zu verwenden. Der Fassungsgrundkörper 11 ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet und weist eine Öffnung 12 auf, an deren innerem Rand ein dünnwandiges, rohrförmiges Element 13 mit einem im vorliegenden Fall geschlossenen Querschnitt angebracht ist. An der der Anbringung des rohrförmigen Elements 13 an den Fassungsgrundkörper 11 gegenüberliegenden Seite ist an dem rohrförmigen Element 13 das optische Element 3 angebracht bzw. das optische Element 3 ist in diesem Bereich mit dem rohrförmigen Element 13 verbunden. Das rohrförmige Element 13 weist eine Wandstärke von 0,01 bis 1,0 mm sowie vorzugsweise einen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des optischen Elements 3 ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf.

Die Formulierung "ähnlicher thermischer Ausdehnungskoeffizient" bezeichnet lineare thermische Ausdehnungskoeffizienten des optischen Elements 3 und des dünnwandigen, rohrförmigen Elements 13, die sich um maximal 3·10–6/K unterscheiden. Diese Anforderung wird beispielsweise erfüllt von Ausführungsformen, bei denen das optische Element 3 aus Quarzglas und das rohrförmige Element 13 aus der Fe-Ni-Legierung FeNi36 mit der Bezeichnung Invar®, das optische Element 3 aus CaF2 und das rohrförmige Element 13 aus einer Cu-Legierung oder einem Stahl mit einem geeigneten thermischen Ausdehnungskoeffizienten bzw. das optische Element 3 aus Zerodur und das rohrförmige Element 13 aus Invar besteht. Insbesondere bei einer Ausführungsform des optischen Elements 3 als Spiegel kann es sinnvoll sein, Zerodur als Material für dasselbe zu verwenden. Als Material für das rohrförmige Element 13 kommen außerdem eine Keramikfolie oder eine Folie aus einem Verbundwerkstoff in Frage.

Bei der Ausführungsform gemäß 3 weist das rohrförmige Element 13 eine im wesentlichen zylindrische Form auf, wodurch eine optimale Anpassung an das üblicherweise runde optische Element 3 gegeben ist. Das optische Element 3 kann mit dem rohrförmigen Element 13 beispielsweise durch Löten, Kleben, Ultraschallschweißen, Galvanofügen, Fügen durch chemisches Abscheiden oder Einpressen verbunden werden.

Beim Verkleben des optischen Elements 3 mit dem rohrförmigen Element 13 kommt sowohl ein anorganisches als auch ein organisches Klebemittel in Frage. Bei Anwendung einer Klebetechnik ergeben sich sehr geringe Kleberspannungen durch eine vollflächige Klebung am Rand des optischen Elements 3. Des weiteren liegt eine sehr gute Kriechfestigkeit vor. Im Idealfall ist der Kleberspalt "Null"; d.h. es liegt ein direkter Kontakt des rohrförmigen Elements 13 mit dem optischen Element 3 und damit in erster Näherung kein Kriechen.

Alternativ ist auch eine kleberfreie Fassungstechnik möglich. Dies kann z.B. durch Einpressen des optischen Elements 3 in das rohrförmige Element 13 erfolgen. Dabei kann ein Kleber auch nur als Sicherung einer Pressverbindung vorgesehen sein. Des weiteren ist eine formschlüssige Verbindung mit anorganischem Mörtel möglich, bei dem keine Adhäsion gegeben ist, wobei hierzu am Rand des optischen Elements 3 und/oder an dem rohrförmigen Element 13 umlaufende Rillen angebracht werden können. Beim Löten ist es möglich, ein Metalllot, ein niedrig schmelzendes Lot oder ein Glaslot zu verwenden. Galvanofügen, Fügen durch chemisches Abscheiden oder Ultraschallschweißen an einem an den Verbindungsstellen zunächst metallisierten optischen Element 3 sind ebenfalls möglich.

Die "Unterseite" des optischen Elements 3 kann vollständig frei bleiben. Auf diese Weise ergibt sich ein maximaler freier Durchmesser. Die Fassung 10 überragt die Fläche des optischen Elements 3 nicht, was insbesondere bei Abschlussplatten in der Immersions-Lithographie von Vorteil ist. Bei Bedarf kann jedoch die Abschlussplatte auch das rohrförmige Element 13 überragen, wobei die Fügestelle, z.B. ein Kleber, nicht in Kontakt mit der Immersionsflüssigkeit steht.

Die Herstellung des rohrförmigen Elements 13 kann z.B. durch Drücken, Drückwalzen, Fließpressen, Innenhochdruckumformen, Galvanoformen, chemisches Abscheiden, klassische Drehbearbeitung oder Erodieren erfolgen.

Durch Drückwalzen können auch unterschiedliche Wanddicken sowohl axial als auch über den Umfang, z.B. Riffelung zur Erhöhung der z-Steifigkeit, realisiert werden. Durch unterschiedliche Wanddicken können zum Beispiel notwendige Weichheiten an den Fügestellen und evtl. ein definierter Kleberspalt durch Zentriersicken, eventuell Kleberfangsicken, eingestellt werden.

Bei der Ausführungsform des Lithographieobjektives 1 gemäß 1 ist der Fassungsgrundkörper 11 der Fassung 10 an einer das Gehäuse 2 des Lithographieobjektives 1 bildenden Wandung 14 auf nicht näher dargestellte Art und Weise angebracht. Demgegenüber bilden bei der Ausführungsform des Lithographieobjektives 1 gemäß 2 die Fassungsgrundkörper 11 jeweils einen Teil des Gehäuses 2, sodass auf eine zusätzliche Wandung verzichtet werden kann.

Die Fassungen 10 können verwendet werden, um den Gasraum des Lithographieobjektives 1 in separate Gasräume zu unterteilen, wenn jede Fassung 10 für sich abgedichtet ist. Somit können in bestimmten Abständen die unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Fassungen 10 eingesetzt werden, sodass sich jeweils zwischen zwei benachbarten optischen Elementen 3, die mit den Fassungen 10 gehalten sind, ein abgeschlossener Gasraum gebildet ist.

Bei der Ausführungsform der Fassung 10 gemäß 4 ist das rohrförmige Element 13 mit einem konischen Abschnitt 15 versehen, was dazu führt, dass der Fassungsgrundkörper 11 weiter von dem optischen Element 3 entfernt ist. Dadurch lässt sich eine bessere Ausnutzung der äußeren, dem rohrförmigen Element 13 zugewandten Bereiche des optischen Elements 3 erreichen.

Der konische Abschnitt 15 ist auch bei der Ausführungsform der Fassung 10 gemäß 5 vorhanden, wobei das rohrförmige Element 13 zusätzlich eine Faltung 16 aufweist, sodass die Anbringung des rohrförmigen Elements 13 an dem Fassungsgrundkörper 11 auf einer Höhe mit der Anbringung des optischen Elements 3 an dem rohrförmigen Element 13 liegt. Dadurch wird die Verschiebung des optischen Elements 3 in Richtung der in 1 mit "z" bezeichneten optischen Achse aufgrund einer eventuellen Erwärmung ausgeglichen, da sich die beiden Abschnitte des rohrförmigen Elements 13 auf beiden Seiten der Faltung 16 um denselben Betrag verlängern. Hierdurch wird eine Verschiebung des optischen Elements 3 in Richtung der optischen Achse im wesentlichen verhindert und es ergibt sich eine athermale Fassung 10, bei der gegebenenfalls unterschiedliche Materialien für das rohrförmige Element 13 verwendet werden können, wenn die beiden Abschnitte auf beiden Seiten der Faltung 16 unterschiedlich lang sind. Ein Ausgleich bzw. eine gezielte Beeinflussung der Verschiebung des optischen Elements 3 in z-Richtung bei Erwärmung kann durch "Hin- und Rückweg" des rohrförmigen Elements 13, z.B. mit den zwei gefalteten Abschnitte mit bei Bedarf unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Abschnitten, erreicht werden.

Eine Minimierung des axialen Bauraums ergibt sich durch die Ausführungsform der Fassung 10 gemäß 6. Hierbei ist die Faltung 16 als Radius ausgeführt, die beiden Abschnitte des rohrförmigen Elements 13 erstrecken sich jedoch auch weiterhin jeweils in dieselbe Richtung. Um eine gute Wärmeableitung zu gewährleisten, kann der Abstand zwischen diesen beiden Abschnitten des rohrförmigen Elements 13 sehr klein gewählt werden, sodass sich ein sehr geringer Luftspalt von z.B. 0,5 bis 1 mm zwischen diesen Abschnitten ergibt.

Eine weitere Ausführungsform der Fassung 10 zeigt 7. Dabei ist das rohrförmige Element 13 an einem steifen Ring 17 angebracht, der oberhalb des optischen Elements 3 umläuft. Der steife Ring 17 ist mit dem Fassungsgrundkörper 11 über drei Auflagerstellen 18, von denen lediglich eine dargestellt ist, verbunden, sodass sich eine statisch bestimmte Lagerung des steifen Rings 13 an dem Fassungsgrundkörper 11 ergibt. Gegebenenfalls wäre es auch möglich, den beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff oder aus einer Keramik bestehenden steifen Ring 17 in anderer Weise an dem Fassungsgrundkörper 11 anzubringen.

In 8 ist angedeutet, dass der sogenannte Kipp des optischen Elements 3 relativ zu der Fassung 10 durch einfaches Verkippen des optischen Elements 3 eingestellt werden kann. Anschließend ist lediglich sicherzustellen, dass bei der Anbringung des optischen Elements 3 an dem rohrförmigen Element 13 mittels der oben beschriebenen Verbindungsverfahren die Winkellage des optischen Elements 3 aufrechterhalten bleibt. Eine solche Anbringung wird auch als Richtfügen, z.B. Richtkleben, bezeichnet. Der Spalt zwischen dem rohrförmigen Element 13 und dem optischen Element 3 muss dabei nicht unbedingt eine konstante Dicke aufweisen, sondern kann, wie dargestellt, auch leicht keilförmig sein. Während des Verbindens des optischen Elements 3 mit dem rohrförmigen Element 13 sollte das optische Element 3 beispielsweise mit einer geeigneten Vorrichtung gehalten werden.

In 9 ist zu erkennen, dass ein solcher Ausgleich des Kipp des optischen Elements 3 auch dadurch erreicht werden kann, dass dasselbe einen konvexen Rand aufweist. Dabei ist sichergestellt, dass das optische Element 3 auf jeden Fall in seinem mittleren Bereich an dem rohrförmigen Element 13 anliegt.

Umgekehrt ist bei 10 das rohrförmige Element 13 in demjenigen Bereich, in dem es mit dem optischen Element 3 in Kontakt steht, konvex ausgebildet. Auch hierdurch wird die Verstellung des Kipp des optischen Elements 3 ermöglicht.

11 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie 7, wobei der steife Ring 17, an dem das optische Element 3 mittels des rohrförmigen Elements 13 angebracht ist, über ein weiteres dünnwandiges, rohrförmiges Element 19 mit dem Fassungsgrundkörper 11 verbunden ist. Dadurch ist eine weitere Entkopplung des optischen Elements 3 von der Fassung 10 über die beiden rohrförmigen Elemente 13 und 19 sowie den steifen Ring 17 gegeben.

Bei der Fassung 10 gemäß 12 weist das rohrförmige Element 13 an seinem Umfang einen Kragen 20 auf, der zur Versteifung des rohrförmigen Elements 13 dient. Der Kragen 20 ist vorzugsweise an drei Auflagerstellen 21 an dem Fassungsgrundkörper 11 angebracht, wobei im vorliegenden Fall lediglich eine der Auflagerstellen 21 schematisch dargestellt ist. Über diese statisch bestimmte Lagerung kann eine eventuelle Deformation des Fassungsgrundkörpers 11 nicht auf das optische Element 3 übertragen werden. In einem solchen Fall ist eine Manipulation des optischen Elements 3 durch eine entsprechende Manipulation der Auflagerstelle 21 möglich.

Eine Ausführungsform der Fassung 10, bei der das rohrförmige Element 13 über seine Länge unterschiedliche Wandstärken aufweist, ist in 13 dargestellt. Dabei ist der Bereich 22 der erhöhten Wandstärke dafür vorgesehen, die Steifigkeit des rohrförmigen Elements 13 in Richtung der optischen Achse sicherzustellen, wohingegen die dünnwandigeren Bereiche die Weichheit des rohrförmigen Elements 13 dort sicherstellen, wo dieses mit dem optischen Element 3 bzw. dem Fassungsgrundkörper 11 verbunden ist. Das rohrförmige Element 13 bzw. die gefalteten rohrförmigen Elemente oder Rohrstücke können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, damit gegebenenfalls geringere CTE-Sprünge erreichbar sind.

In 14 ist eine Ausführungsform der Fassung 10 dargestellt, bei der das rohrförmige Element 13 mit zwei Bohrungen 23 und 24 versehen ist, die zum Durchleiten eines Gases durch den Bereich oberhalb des optischen Elements 3 dienen.

15 zeigt einen Schnitt durch das rohrförmige Element 13, welches aus einem gewickelten Band gebildet ist. Dadurch ist eine einfache Herstellung des rohrförmigen Elements 13 gegeben, wobei dieses beispielsweise durch Löten oder Schweißen zusammengehalten werden kann. Das rohrförmige Element 13 kann aus einem Blechband hergestellt werden, wobei gegebenenfalls mehrere Wicklungen evtl. gegeneinander verklebt werden. Auf diese Weise wird ein Toleranzausgleich und eine Anpassung an den vorzugsweise zylindrischen Rand des optischen Elements 3 erreicht. Ebenso lässt sich dabei eventuell eine Verklebung mit dem optischen Element 3 während des Aufwickelns durchführen.

16 zeigt eine weitere Ausführungsform des rohrförmigen Elements 13, welches an seinem Umfang mit einer Vielzahl von Sicken 25 und 26 versehen ist. Hierbei sind die Sicken 25 demjenigen Bereich des rohrförmigen Elements 13 zugeordnet, welches zur Verbindung mit dem optischen Element 3 vorgesehen ist, wohingegen die Sicken 26 sich in dem Bereich des rohrförmigen Elements 13 befinden, das zur Anbringung an dem Fassungsgrundkörper 11 vorgesehen ist.

Bei der Ausführungsform der Fassung 10 gemäß 17 weist das rohrförmige Element 13 im Bereich der Verbindung mit dem optischen Element 3 an seinem Umfang mehrere Schlitze 27 auf, welche die Steifigkeit des rohrförmigen Elements 13 insbesondere in Bezug auf Durchmesserveränderungen verringern. Dies bietet sich an, wenn beispielsweise aus fertigungstechnischen Gründen eine relativ hohe Wandstärke des rohrförmigen Elements 13 erforderlich ist. Hierbei verringert sich die Umfangssteifigkeit des rohrförmigen Elements 13.

Sowohl die Sicken 25 und 26 als auch die Schlitze 27 dienen somit dazu, die Weichheit und Flexibilität des rohrförmigen Elements 13 zu erhöhen, wodurch eventuelle Durchmesserunterschiede ausgeglichen werden können und eine einfachere Anpassung des rohrförmigen Elements 13 an unterschiedliche Formen des optischen Elements 3 möglich ist. Die Sicken 25, 26 und/oder die Schlitze 27 können mit einem Dichtmittel abgedichtet werden, um die Dichtheit der Fassung 10 zu erhalten.

Wie in 18 dargestellt, kann an das rohrförmige Element 13 auch eine Ringschneide 28 zur Auflage des optischen Elements 3 angearbeitet werden. Auf diese Weise lässt sich das optische Element 3 ausrichten.


Anspruch[de]
Fassung für ein optisches Element, wobei das optische Element über ein dünnwandiges, rohrförmiges Element, welches eine Wandstärke von 0,01–1,0 mm aufweist, mit wenigstens einem weiteren Fassungselement verbunden ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das weitere Fassungselement ein Fassungsgrundkörper ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das weitere Fassungselement ein steifer Ring ist, der mit einem Fassungsgrundkörper verbunden ist. Fassung nach Anspruch 3, wobei der steife Ring statisch bestimmt mit dem Fassungsgrundkörper verbunden ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei sich die linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des optischen Elements und des dünnwandigen, rohrförmigen Elements um max. 3·10–6/K unterscheiden. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element eine wenigstens annähernd zylindrische Form aufweist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element in wenigstens einem Verbindungsbereich mit dem optischen Element und/oder mit dem weiteren Fassungselement Sicken und/oder Schlitze aufweist. Fassung nach Anspruch 7, wobei die Sicken und/oder Schlitze mit einem Dichtmittel abgedichtet sind. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element mittels Löten mit dem optischen Element verbunden ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element mittels Kleben mit dem optischen Element verbunden ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element mittels Ultraschallschweißen mit dem optischen Element verbunden ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element mittels Galvanofügen oder Fügen durch chemisches Abscheiden mit dem optischen Element verbunden ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element mittels Einpressen mit dem optischen Element verbunden ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element an einem seiner Enden einen Kragen aufweist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element über seine Länge unterschiedliche Wandstärken aufweist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element eine Faltung aufweist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element Bohrungen zum Ein- und Ausleiten von Gas in den durch das rohrförmige Element gebildeten Innenraum aufweist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element in dem Verbindungsbereich mit dem optischen Element konvex ausgebildet ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element durch galvanisches oder chemisches Abscheiden hergestellt ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das rohrförmige Element aus einem gewickelten Band gebildet ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das optische Element aus Quarzglas und das rohrförmige Element aus einer Fe-Ni-Legierung besteht. Fassung nach Anspruch 1, wobei das optische Element aus CaF2 und das rohrförmige Element aus einer Cu-Legierung besteht. Fassung nach Anspruch 1, wobei das optische Element aus Zerodur und das rohrförmige Element aus einer Fe-Ni-Legierung besteht. Fassung nach Anspruch 1, wobei das optische Element eine Linse ist. Fassung nach Anspruch 1, wobei das optische Element ein Spiegel ist. Fassung nach Anspruch 2, wobei der Fassungsgrundkörper aus einem metallischen Werkstoff besteht. Fassung nach Anspruch 2, wobei der Fassungsgrundkörper aus Keramik besteht. Fassung nach Anspruch 3, wobei der steife Ring aus einem metallischen Werkstoff besteht. Fassung nach Anspruch 3, wobei der steife Ring aus Keramik besteht. Lithographieobjektiv mit mehreren optischen Elementen und mit wenigstens einer Fassung für ein optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 29. Lithographieobjektiv nach Anspruch 30, wobei die Fassung einen Fassungsgrundkörper aufweist, der einen Teil eines Gehäuses des Objektivs bildet. Lithographieobjektiv nach Anspruch 30, wobei die Fassung einen Fassungsgrundkörper aufweist, der in einem Gehäuse des Objektivs angebracht ist. Lithographieobjektiv nach Anspruch 24, wobei der Fassungsgrundkörper an einer das Gehäuse bildenden, umlaufenden Wandung angebracht ist. Lithographieobjektiv nach Anspruch 24, wobei mehrere Fassungen nach einem der Ansprüche 1 bis 29 vorgesehen sind, um den Innenraum des Objektivs in separate Gasräume zu unterteilen. Verwendung eines Lithographieobjektivs nach einem der Ansprüche 30 bis 34 für die Immersions-Lithographie. Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem und mit einem Lithographieobjektiv nach einem der Ansprüche 30 bis 34 zur Herstellung von Halbleiterbauelementen. Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen unter Verwendung einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 36.






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