DE10118047A1 - Katadioptrisches Objektiv - Google Patents
Katadioptrisches ObjektivInfo
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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.
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