DE10118047A1 - Katadioptrisches Objektiv - Google Patents

Abstract

Bei einem katadioptrischen Objektiv 25, insbesondere für die Mikrolithographie, sind mehrere Linsen 20, 21, 24 und wenigstens zwei Umlenkspiegel 2, 3, die Spiegelflächen 2a, 3a aufweisen, welche in einem bestimmten Winkel, insbesondere von 90 DEG , zueinander stehen, vorgesehen. Die beiden Umlenkspiegel 2, 3 sind mit ihren Spiegelflächen 2a, 3a auf einem gemeinsamen Basiskörper 1 angeordnet, dessen Position in dem Objektiv 25 einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein katadioptrisches Objektiv, insbeson­ dere für die Mikrolithographie, nach der im Oberbegriff von An­ spruch 1 näher definierten Art.

Bei katadioptrischen Objektiven für die Mikrolithographie, z. B. bei Wellenlängen von 157 nm, werden zwei Umlenkspiegel verwen­ det, die in einem sehr genau definierten Winkel von 90° zuein­ ander stehen müssen. Diese Winkellage muß auch exakt beibehal­ ten bleiben. Darüber hinaus muß die Eigenfrequenz der Spiegel sehr hoch sein, damit keine Abbildefehler entstehen. Aus diesem Grund dürfen sie auch nicht gegeneinander schwingen.

Aus der WO 95/30918 ist ein Binokular bekannt, wobei Spiegel gegen Referenzflächen gehalten werden und in einer bestimmten Winkellage zueinander justiert sind. (Fig. 16 bis 20).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ka­ tadioptrisches Objektiv zu schaffen, wobei die Umlenkspiegel exakt zueinander justiert und gehalten sind und wobei gleich­ zeitig eine hohe Steifigkeit gegeben sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Kombination der beiden Umlenkspiegel auf einem gemeinsamen Basiskörper läßt sich eine sehr steife Ausgestaltung erreichen. Darüber hinaus kann kein gegenphasiges Schwingen der Spiegel erfolgen. Durch die gemeinsame Anordnung auf dem Basiskörper wird darüber hinaus eine sehr raumsparende Ausgestaltung erreicht.

Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil besteht darin, daß bei der Justierung der beiden Umlenkspiegel, bei Einstellungen oder Verstellungen grundsätzlich deren Lage zueinander exakt beibehalten bleibt und somit ein vorgegebener Winkel zwischen den beiden Spiegelflächen stets eingehalten ist.

Dadurch, daß die Justierung der beiden Umlenkspiegel in dem Ob­ jektiv gemeinsam über den Basiskörper erfolgt, wird auch die Handhabung bzw. der Einbau in der Praxis erleichtert. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn hierzu der Basiskörper mit ei­ ner Referenzfläche zur Justage versehen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbei­ spielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausgestaltung von zwei Umlenkspiegeln mit einem gemeinsamen Basiskörper,

Fig. 2 eine Ausgestaltung von zwei Umlenkspiegeln mit einem gemeinsamen Basiskörper und einer umlaufenden Auflage­ nut,

Fig. 3 die Ausführungsform nach der Fig. 1 mit einer Abdeck­ platte zur Beschichtung der Spiegelflächen,

Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung gemäß IV nach der Fig. 3,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform von zwei Umlenkspiegeln mit einem gemeinsamen Basiskörper,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI nach der Fig. 5,

Fig. 7 eine Ausführungsform mit gelöteten Umlenkspiegeln,

Fig. 8 eine Ausführungsform, wobei die beiden Umlenkspiegel über justierbare Halterungen mit dem Basiskörper ver­ bunden sind, und

Fig. 9 ein prinzipieller Aufbau eines katadioptrischen Objek­ tives mit den erfindungsgemäßen Umlenkspiegeln.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform, wobei auf einem Basiskörper 1 zwei Umlenkspiegel 2 und 3 mit Spiegelflächen 2a und 3a angeordnet sind. Der Basiskörper besitzt die Form eines Prismas mit einem rechten Winkel, an welchem die beiden Umlenk­ spiegel 2 und 3 aneinanderstoßen. Die Spiegelflächen 2a und 3a werden durch eine entsprechende Beschichtung gebildet. Als Substrat wird man hierzu vorzugsweise ein Material mit geringer Wärmeausdehnung und guter Polierbarkeit verwenden. Der Basis­ körper 1 besitzt eine rückseitige Fläche 4 zur Aufnahme an ei­ nem nicht dargestellten Manipulator zum Einleiten einer Ver­ stellbewegung oder zur Verbindung mit einer Fassung eines in der Fig. 10 dargestellten katadioptrischen Objektives. Weiter­ hin ist eine Referenzfläche 5 an dem Basiskörper für die Justa­ ge des Basiskörpers 1 und damit der beiden Umlenkspiegel 2 und 3 an dem Basiskörper 1 vorgesehen.

Zur Massenreduktion ist der Basiskörper 1 mit einer nur bei­ spielsweise dargestellten Ausfräsung 6 versehen.

Fig. 2 zeigt eine im wesentlichen gleiche Ausgestaltung, wobei auf der rückseitigen Fläche eine andere Geometrie mit Ansätzen 7 an der rückseitigen Fläche 4 vorgesehen ist.

Um beim Bedampfen der Spiegelflächen 2a und 3a bzw. der Spie­ gelschicht möglichst wenig und gleichmäßig Spannungen zu indu­ zieren, ist es günstig, wenn beide Spiegelflächen 2a und 3a in einem Arbeitsgang aufgebracht werden. Hierzu kann ein umlaufen­ der Absatz 8 vorgesehen sein gemäß Fig. 1 oder auch eine um­ laufende Auflagenut 9 gemäß Fig. 2.

Falls unterschiedliche Schichten auf die beiden Spiegelflächen 2a und 3a aufgebracht werden sollen, muß die jeweils nicht zu beschichtende Fläche geschützt werden. Dies kann durch eine Ab­ deckplatte 10 erfolgen, wie dies in der Fig. 3 und vergrößert in der Fig. 4 ausschnittsweise dargestellt ist. Die Abdeck­ platte 10 sollte dabei auf ihrer der abzudeckenden Spiegelflä­ che 2a bzw. 3a zugewandten Seite mit einer zurückgesetzten Flä­ che 11 versehen sein, um die kratzempfindliche Oberfläche, ins­ besondere die extrem empfindliche optische Schicht, auf der Spiegelfläche 2a bzw. 3a zu schützen. Die Auflage der Abdeck­ platte 10 auf der Spiegelfläche 2a oder 3a erfolgt somit nur in einem optisch nicht genutzten Bereich, wie dieser mit "12" dar­ gestellt ist.

Von Vorteil ist es dabei, wenn die Abdeckung durch die Abdeck­ platte 10 über die Kante hinausgeht, an der die beiden Spiegel­ flächen 2a und 3a aneinanderstoßen, da dadurch ein Unterdampfen der Abdeckung vermieden wird. Dies ist aus der vergrößerten Darstellung in der Fig. 4 ersichtlich, wobei hierfür die Ab­ deckplatte 10 mit einer die gemeinsame Kante übergreifenden Er­ weiterung 13 versehen ist.

Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel, wobei die ge­ samte Einheit aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist. Dabei werden die beiden Spiegelflächen 2a und 3a der Umlenkspiegel 2 und 3 durch einen Winkel 14 getragen und durch mehrere Verstei­ fungsrippen 15 und eine Rückplatte 16 versteift. Die Verbindung der einzelnen Bauteile kann durch Löten, Sintern oder auch auf beliebig andere Weise erfolgen. Mit dieser Ausgestaltung wird ein Basiskörper 1 in Rahmenform geschaffen. Die Versteifungs­ rippen 15, welche mit verschieden großen Aussparungen bzw. Boh­ rungen 6 versehen sein können, um entsprechende Gewichtsredu­ zierungen zu ergeben, erstrecken sich auf Abstand zueinander angeordnet zwischen dem Winkel 14 und der Rückplatte 16. Die optisch polierfähige Schicht kann nach einem Überschleifen der optisch genutzten Flächen aufgebracht werden.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitgehend ähnliche Ausgestal­ tung wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Unterschiedlich ist, daß der Winkel 14 in diesem Fall aus zwei einzelnen Spie­ gelplatten 14a und 14b gebildet ist. Die beiden Spiegelplatten 14a und 14b werden an ihrer gemeinsamen Kante miteinander verlötet oder auf andere Weise miteinander verbunden. An ihren hinteren Enden kann in gleicher Weise eine Verbindung mit der Rückplatte 16 erfolgen. Zur Versteifung sind wiederum Verstei­ fungsrippen 15 vorgesehen, welche mit einer Vielzahl von Boh­ rungen 6 zur Gewichtsreduzierung versehen sind.

Die Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, ähnlich der Ausfüh­ rungsform nach den Fig. 7 und 8. Auf die Spiegelplatten 14a und 14b werden die Spiegelschichten 2a und 3a aufgebracht. Mit­ tels justierbarer Halterungen 17 sind die beiden Spiegelplatten 14a und 14b auf dem Basiskörper 1 gelagert. Durch die justier­ baren Halterungen läßt sich die Winkellage der beiden Spiegel­ platten 14a und 14b zueinander einstellen.

Die Fig. 10 zeigt in einer Prinzipdarstellung ein katadioptri­ sches Objektiv 25 (nur gestrichelt angedeutet) mit nur prinzip­ mäßig dargestelltem Strahlengang. Ein beleuchteter Bereich 18, z. B. ein Retikle, wird auf einem Wafer 19 abgebildet. Dabei wird das Licht nach einer ersten Linsengruppe 20 (zur Vereinfa­ chung nur eine dargestellt) mit vertikaler optischer Achse an der oberen Spiegelfläche 2a der beiden Umlenkspiegel 2 und 3 in eine Linsengruppe 21 mit nahezu horizontaler Achse 22 gespie­ gelt und von dort an einem gewölbten Spiegel 23 zurückge­ schickt. An der unteren Spiegelfläche 3a wird dann das Licht in eine untere Linsengruppe 24 mit wiederum vertikaler optischer Achse geschickt. Der Basiskörper 1, auf dem die beiden Umlenk­ spiegel 2 und 3 angeordnet sind, ist in nicht näher dargestell­ ter Weise mit der Fassung des Objektives 25 verbunden, wobei auch entsprechende Justierglieder und Manipulierglieder vorge­ sehen sein können.

Claims (9)

1. Katadioptrisches Objektiv, insbesondere für die Mikrolitho­ graphie, mit mehreren Linsen und mit wenigstens zwei Um­ lenkspiegeln, die Spiegelflächen aufweisen, welche in einem bestimmten Winkel, insbesondere von 90°, zueinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlenkspiegel (2, 3) mit ihren Spiegelflächen (2a, 3a) auf einem gemeinsamen Ba­ siskörper (1) angeordnet sind, dessen Position in dem Ob­ jektiv (25) einstellbar ist.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper (1) mit wenigstens einer Referenzfläche (5) zur Justage versehen ist.

3. Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper (1) wenigstens annähernd die Form eines Prismas aufweist, wobei die beiden Spiegelflächen (2a, 3a) an einem 90° Winkel des Prismas aneinanderstoßen.

4. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Basiskörper (1) mit Bohrungen, Aussparun­ gen oder Ausfräsungen (6) versehen ist.

5. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Basiskörper (1) wenigstens annähernd ei­ nen Rahmenaufbau aufweist.

6. Objektiv nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenaufbau mit Versteifungsrippen (15) versehen ist.

7. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spiegelflächen (2a, 3a) mit Beschichtungen versehen sind.

8. Objektiv nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelflächen (2a, 3a) mit einer umlaufenden Auflagenut (9) oder umlaufenden Ansätzen (7) für die Beschichtung versehen sind.

9. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Umlenkspiegel (2, 3) mit ihren Spiegelflächen (2a, 3a) über justierbare Halterungen (17) auf dem Basiskörper (1) befestigt sind.