DE10121347A1 - Vorrichtung zur Halterung eines optischen Elements - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung dient zur Halterung eines optischen Elements (1), insbesondere als Fassung zur Halterung einer Linse in einem optischen System für die Halbleiter-Lithographie. Im Bereich einer Auflage des optischen Elements (1) auf der Halterung (3) sind Ausnehmungen (5) in der Halterung (3) angeordnet, in welchen Unterdruck (p¶1¶) herrscht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung eines op­ tischen Elements, insbesondere eine Fassung zur Halterung einer Linse in einem Objektiv für die Halbleiter-Lithographie.

Im Bereich der Halbleiter-Lithographie sind derart hohe Genau­ igkeiten notwendig, daß es nicht möglich ist, optische Elemen­ te, wie beispielsweise Spiegel oder Linsen im Bereich der Ob­ jektive durch ein Verklemmen zwischen zwei geeigneten Elementen zu halten, da dies zu einem sehr hohen Eintrag an Deformationen in das optische Element führen würde, welche die optische Ab­ bildungsqualität gravierend verschlechtern. Daher ist es allge­ mein üblich, Linsen oder andere optische Elemente mit Halterun­ gen bzw. in ihren Fassungen zu verkleben.

Nun kommt es jedoch sehr häufig vor, daß derartige optische Elemente beim Aufbau, bei der Justage oder nach dem Durchlaufen von bestimmten Versuchsstadien wieder von ihren Halterungen entfernt werden müssen. Sind diese nun miteinander verklebt, ergeben sich hier entscheidende Nachteile. Der verwendete Kle­ ber muß über entsprechende Verfahren, beispielsweise Tempera­ tureinwirkung oder die Einwirkung von Lösungsmittel, aufgelöst werden. Die Halterungen und das optische Element können dann voneinander entfernt werden, erfordern jedoch nachfolgend eine Reinigung von zurückbleibenden Resten des Klebers. Neben der sehr großen Gefahr, das optische Element bzw. die Paßflächen zwischen dem optischen Element und der Halterung beim Trennen durch Kratzer oder dergleichen zu beschädigen, besteht außerdem die Gefahr, daß beim Reinigen des Klebers entsprechende Formge­ bungen in der Art verändert werden, daß diese nicht mehr inner­ halb ihrer vorgegebenen Toleranzen liegen.

Durch den Einsatz der Kleber, welche überwiegend auf organi­ scher Basis ausgebildet sind, können außerdem unerwünschte Kontaminationen von Linsen oder Räumen in den Objektiven mit organischem Material erfolgen, wenn die Objektive mit entspre­ chend aggressiven Strahlungen oder im Bereich von aggressiven Medien, wie Gasen oder dergleichen, betrieben werden.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Halterung eines optischen Elements zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile vermeidet und eine sichere, genaue und ein­ fache Halterung des optischen Elements ermöglicht, bei der gleichzeitigen Möglichkeit, das optische Element jederzeit von der Halterung zu entfernen, ohne die Gefahr, die Teile zu be­ schädigen, zu verschmutzen oder dergleichen.

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

Durch die Ausnehmungen in der Halterung, in welchen ein ent­ sprechender Unterdruck herrscht, wird erreicht, daß das opti­ sche Element durch den Umgebungsdruck auf die Halterung gepreßt und dort festgehalten wird. Dadurch entsteht eine reproduzier­ bare, jederzeit lösbare Verbindung zwischen dem optischen Ele­ ment und der Halterung, Probleme hinsichtlich Kontaminationen durch Kleber, Ausgasungen oder dergleichen können vermieden werden. Weitere Vorteile entstehen hinsichtlich der Handhabung von derartigen Aufbauten, da diese sehr schnell und einfach montiert und demontiert werden können, ohne daß die Handhabung eines entsprechenden gegebenenfalls giftigen oder umweltunver­ träglichen Klebers erforderlich wäre, und ohne daß entsprechen­ de Wartezeiten für eine Aushärtung des Klebers eingehalten wer­ den müssen.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Ausnehmungen dabei eine Verbindung mit wenigstens einer Einrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks auf. Hierdurch ist es möglich, den Unterdruck gezielt ein- und auszuschalten, um eine entsprechende Halterung bzw. ein Entfernen des optischen Ele­ ments sehr schnell und einfach zu ermöglichen.

In einer besonders günstigen Weiterbildung hiervon ist es vor­ gesehen, daß der Druck in den Ausnehmungen bei einem Transport der Halterung gegenüber dem Druck im bestimmungsgemäßen Betrieb der Halterung veränderbar ist.

So kann beispielsweise eine Erniedrigung des Drucks, also das Einstellen eines größeren Unterdrucks, beim Transport sicher­ stellen, daß das optische Element sicher und positionsgenau im Bereich der Halterung gehalten wird. Im bestimmungsgemäßen Be­ trieb, bei welchem das optische Element beispielsweise durch seine eigene Schwerkraft auf seine Halterung gepreßt wird, ist ein entsprechend kleinerer (Unter-)druck ausreichend, um die Halterung sicherzustellen. Damit lassen sich jedoch auch die auf das optische Element wirkenden Kräfte und die damit verur­ sachten Deformationen vermeiden, so daß auf entsprechende Aus­ gleichsmaßnahmen zum Erzielen einer guten Abbildungsgenauigkeit verzichtet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen und den anhand der Zeichnung nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil eines optischen Elements und einen Teil einer Halterung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil einer Halterung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil einer Halterung in ei­ ner alternativen Ausführungsform; und

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3 bei aufgelegtem optischen Element.

Fig. 1 zeigt ein optisches Element 1, hier eine Linse 1, wel­ che in einem Teilbereich einer ihrer polierten Oberflächen 2 auf einer Halterung 3, hier einer Fassung 3, aufliegt. Eine dem optischen Element 1 zugewandte Fläche 4 der Fassung 3 ist in zwei Teilflächen 4a, 4b unterteilt, zwischen welchen eine Aus­ nehmung 5 angeordnet ist. Im Bereich der Ausnehmung 5 herrscht zur Fixierung des optischen Elements 1 auf der Fassung 3 ein Unterdruck p₁, so daß das optische Element 1 durch den Umge­ bungsdruck p_u auf die Fassung 3 gepreßt und dort gehalten wird.

Zur Erzeugung des Unterdrucks p₁ sind entsprechende, hier nur symbolisch angedeutete Einrichtungen 6, beispielsweise eine Va­ kuumpumpe mit den entsprechenden Ventileinrichtungen vorgese­ hen.

Die Ausnehmungen 5 lassen sich in verschiedenen Arten in die Fassung 3 integrieren. Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht bei abgenommener Linse 1 auf die Fassung 3 eine dieser Möglichkei­ ten. Die Ausnehmungen 5 sind dabei als kreissegmentförmige nu­ tenartige Ausnehmungen 5 zwischen die beiden Teilflächen 4a, 4b der Fläche 4 der Fassung 3 integriert, wobei zwischen den ein­ zelnen Ausnehmungen 5 jeweils Stege 7 angeordnet sind, so daß die Fläche 4 eine einheitliche Fläche darstellt, welche ledig­ lich durch die Ausnehmung 5 unterbrochen wird. Dies ermöglicht in besonders günstiger Weise, daß die Oberflächenform und die Oberflächengenauigkeit, wie beispielsweise die Ebenheit oder die Formtreue, mittels interferometrischer Meßverfahren be­ stimmt werden kann. Damit läßt sich in besonders günstiger Wei­ se die erforderliche Genauigkeit erzielen, da die Flächen 4, um eine ausreichende Dichtigkeit zu gewährleisten, über eine ent­ sprechende Oberflächenqualität verfügen müssen und möglichst exakt mit der Form der Oberfläche 2 zumindest in dem Teilbe­ reich, in welchem diese die Fassung 3 berührt, übereinstimmen sollte.

Fig. 3 zeigt eine alternative Möglichkeit, die Ausnehmungen 5 auszuführen, wobei diese hier als umlaufender Spalt ausgebildet sind, welcher die Teilflächen 4a, 4b der Fassung 3 im Bereich der Auflage der hier nicht dargestellten Linse 1 vollkommen voneinander trennt. Aufgrund dieser Trennung kann die Ebenheit der Flächen zueinander bzw. ihre Lage zueinander zwar nicht mehr mittels interferometrischer Meßmethoden bestimmt werden, der Aufbau bietet jedoch andere Vorzüge, welche nachfolgend er­ läutert werden.

Fig. 4 zeigt in einem prinzipmäßig angedeuteten Querschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3 einen dieser oben angesproche­ nen Vorzüge.

Die Teilfläche 4b, welche im Bereich eines äußeren Ringsegments 3b der Fassung 3 angeordnet ist, ist dabei in einem der Ober­ fläche 4b abgewandten Bereich mittels eines weichen, verformba­ ren Bereichs 8 in der Art ausgebildet, daß durch die Einwirkung der durch das optische Element 1 ausgeübten Kraft die Lage der Fläche 4b veränderbar ist. Die Fläche 4b kann sich somit der polierten Oberfläche 2 des optischen Elements 1 sehr exakt an­ passen, so daß eine hervorragende Paßgenauigkeit und die ent­ sprechende gewünschte Abdichtung ohne die Verwendung von ent­ sprechenden Dichtmaterialien, was jedoch prinzipiell selbstver­ ständlich auch möglich wäre, zu erzielen.

Der Aufbau gemäß Fig. 4 muß sich selbstverständlich nicht auf das äußere Ringsegment 3b der Fassung 3 beschränken, er könnte ebenso ein inneres Ringsegment 3a der Fassung 3 umfassen, was hier jedoch nicht dargestellt wurde.

Die hier dargestellte Fassung 3 muß dabei nicht die gesamte Fassungstechnik der Linse 1 darstellen, es kann sich hierbei auch um einen Fassungsring handeln, welcher über entsprechende Aufnahmen an einem außerhalb liegenden Fassungsflansch, welcher dann an dem Objektiv montiert wird, angebunden sein.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Halterung eines optischen Elements, insbe­ sondere Fassung zur Halterung einer Linse in einem opti­ schen System für die Halbleiter-Lithographie, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich der Auflage des optischen Ele­ ments (1) auf der Halterung (3) Ausnehmungen (5) in der Halterung (3) angeordnet sind, in welchen Unterdruck (p₁) herrscht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (1) und die Halterung (3) im Bereich der Auflage des optischen Elements (1) auf der Halterung (3) jeweils polierte Oberflächen (2, 4) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (5) eine Verbindung mit wenigstens ei­ ner Einrichtung (6) zur Erzeugung des Unterdrucks (p₁) auf­ weisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck (p₁) in den Ausnehmungen (5) bei einem Transport der Halterung (3) gegenüber dem Unterdruck (p₁) im bestimmungsgemäßen Betrieb der Halterung (3) veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausnehmungen (5) in einer Fläche (4) der Halterung (3) als mehrere Einzelausnehmungen ausgebil­ det sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausnehmungen (5) als wenigstens ein Spalt zwischen wenigstens zwei konzentrischen Ringsegmenten (3a, 3b) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Ringsegmente (3a, 3b) auf seiner dem optischen Element (1) abgewandten Seite in der Art (verformbarer Bereich 8) ausgebildet ist, daß seine Lage durch die Einwirkung der durch das optische Element (1) darauf ausgeübten Kraft veränderbar ist.