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WO2003016976A2 - Vorrichtung zur justage eines optischen elements - Google Patents

Vorrichtung zur justage eines optischen elements Download PDF

Info

Publication number
WO2003016976A2
WO2003016976A2 PCT/EP2002/008758 EP0208758W WO03016976A2 WO 2003016976 A2 WO2003016976 A2 WO 2003016976A2 EP 0208758 W EP0208758 W EP 0208758W WO 03016976 A2 WO03016976 A2 WO 03016976A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
support feet
optical element
support
adjusting
engages
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/008758
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2003016976A3 (de
Inventor
Klaus Beck
Bernhard Gellrich
Hubert Holderer
Thomas Petasch
Cornelia Roesch
Alexander Kohl
Original Assignee
Carl Zeiss Smt Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Smt Ag filed Critical Carl Zeiss Smt Ag
Publication of WO2003016976A2 publication Critical patent/WO2003016976A2/de
Publication of WO2003016976A3 publication Critical patent/WO2003016976A3/de
Priority to US10/779,392 priority Critical patent/US7193794B2/en
Priority to US11/533,660 priority patent/US7457059B2/en
Priority to US12/211,978 priority patent/US7656595B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/023—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports

Definitions

  • the invention relates to a device for adjusting an optical element according to the kind defined in the preamble of claim 1.
  • An optical system for comparable purposes is known from EP 1 014 139 A2, in which an optical element, in particular a lens, is mounted on a large number of angular support feet arranged uniformly distributed over the circumference of an inner ring or a mount. These support feet on the one hand create a precise bearing and on the other hand a corresponding elasticity for introducing deformations onto the lens as an optical element. The deformations are applied to an inner ring of a mount connected to all of the support feet and are transmitted through the support feet to the area of the optical element.
  • a disadvantage of this arrangement is that the targeted deformation of the optical element is made more difficult by the fact that the deformations of the inner ring which cannot be planned sufficiently in advance influence the deformations which are to be transmitted to the lens.
  • the deformations of the inner ring are passed on to the optical element via a certain number of existing support feet.
  • the number of support feet is significantly reduced compared to the prior art, since the deformations are now introduced into the optical element via the support feet themselves, and thus to ensure a uniform connection of the optical element. see elements on an inner ring of a socket that transmits the deformation.
  • the device can be designed such that, in a particularly favorable further development of this idea, only some of the support feet, for example every second one, or support feet arranged at a corresponding angle to one another, for example every 90 °, are designed as manipulable support feet.
  • the outlay with regard to the actuating devices can thus be reduced again, but the possibility of deforming the optical element itself is nevertheless improved compared to the prior art by the targeted introduction of the deformation by the respective support foot, since a more targeted introduction of force takes place.
  • Figure 1 is a schematic representation of a structure according to the invention with an actuating device indicated in principle;
  • Figure 2 shows a possible embodiment of an actuating device in a structure according to Figure 1
  • Figure 3 shows an alternative embodiment of an actuating device in a structure according to Figure 1;
  • Figure 4 shows an alternative way of designing a support foot
  • FIG. 5 shows a further alternative embodiment of the design of a support foot
  • Figure 6 is an enlarged view of area VI of Figure 5;
  • FIG. 7 shows a basic representation of a possible arrangement of manipulable support feet and fixed support feet
  • Figure 8 shows an alternative way of arranging manipulable support feet and fixed support feet
  • Figure 9 shows another alternative way of arranging manipulable support feet and fixed support feet.
  • FIG. 1 shows an optical element 1, here a lens, which is mounted in a holder 3 via support feet 2.
  • the support feet 2 are approximately L-shaped and connected to the socket 3 on one leg 2a. At the free end of their other leg 2b they have a contact surface 4 for the optical element 1.
  • the support feet 2 are made with a comparatively small wall thickness, so that they have a certain elasticity. ticity, which enables the ideal and initially deformation-free mounting of the optical element 1 in the mount 3, the component designated here as mount 3 also being able to represent only an inner ring of a mount that can be manipulated with respect to an outer ring.
  • the optical element 1, which is initially stored without deformation, is now to be deformed in accordance with the requirements of the optical system, in particular an objective for semiconductor lithography, which is not shown in its entirety. For example, it can 'be useful to impose on the optical element 1 astigmatism.
  • at least part of the support feet 2 adjusting devices 5 are provided, which are indicated in principle here by an arrow.
  • the actuating device 5 is arranged in the region of a holding element 6, which is firmly connected to the holder 3, and thus acts on the leg 2b of the support foot 2 which has the support surface 4.
  • the arrow symbolizing the actuating device 5 points in both directions, one direction being sufficient for the force effect in general, depending on the type of the actuating device 5, since the other direction of force is realized by the gravitational force emanating from the optical element 1.
  • the optical element 1 can be moved in this area by the respective actuating device 5 in the direction of the optical axis 7, which in the optics is generally known as the z direction is manipulated or deformed.
  • FIG. 2 now shows a concrete exemplary embodiment for one of the actuating devices 5, as was already mentioned fundamentally above.
  • the actuating device 5 is designed as a pneumatic or hydraulic actuator 5a, so it is actuated by a pressure p.
  • the restoring force is the weight force emanating from the optical element 1.
  • the force is introduced into the optical element 1 via a change in the pressure p, which is conducted via a feed line 8 in the holding element 6 to a bellows 9 arranged between the holding element 6 and the one leg 2b of the support foot -2 pressure p will result in a corresponding manipulation of the respective support foot 2 with the actuator 5a, which then in turn causes a deformation of the optical element 1 in exactly the area in which the support foot 2 is arranged.
  • FIG. 3 shows a further possibility of executing the actuating device 5.
  • the adjusting device 5 consists of an adjusting screw 10, which is attached to the leg 2b of the support foot via a spring element 11. Chen's. 2 works. Again, the restoring force is applied against the force of the spring by the weight of the optical element 1.
  • the actuating device 5 in the exemplary embodiment shown here only as an adjustment element, that is to say to use the adjusting screw 10 for passive adjustment.
  • the adjusting screw 10 it would of course also be possible here to provide the adjusting screw 10 with a corresponding drive, for example a motor drive, in order to enable a semi-active possibility of adjustment during the operation of the optical system.
  • FIG. 4 now shows another embodiment of the support foot 2.
  • the support foot 2 is formed here in one piece with the holder 3, which is fundamentally possible in the exemplary embodiments already mentioned, but is not necessary there.
  • the support foot 2 here consists of a lever element 2c, which is connected via two solid joints 12 on one side to the socket 3 and on the other side to a part 2d of the support foot 2 carrying the support surface 4.
  • About the screw 10 can a movement of the lever element 2c can be achieved.
  • This movement of the lever element 2c is transmitted in a controlled manner by the connection of the lever element 2c by means of the solid-state joints 12 to the part 5 2d of the support feet 2 which supports the support surface 4, which thus introduces a force into the optical element 1 which is at least approximately extends in the direction of the optical axis 7 onto the optical element 1.
  • the adjusting screw 10 can of course again engage the lever element 2c by means of a spring element 11, which is not shown here, however, or can be designed as a pneumatic or hydraulic actuator.
  • the adjusting screw 10 is in turn actuated by a motor drive or the like, so that in addition to a purely passive adjustment also a semi-active readjustment of setting effects during the
  • the weight of the optical element 1 acts as a restoring force, so that the weight ensures that the lever element 2c is always pressed against its adjusting device 5, so that a direct manipulation of the Lever element 2c is possible.
  • FIG. 5 now shows a further embodiment of the support feet 2, which basically corresponds to the construction just described in FIG. 4 with the lever element 2c.
  • the support foot 2 is U-shaped, wherein one leg 2e of the U-shaped support foot 2 is connected to the socket 3.
  • This connection can either be realized again as a one-piece design of the support foot 2 with the holder 3, or it is also conceivable that the support foot 2, as shown here, using appropriate connection techniques, such as welding, gluing, screwing or the like, with the holder 3 is connected.
  • the other leg 2f of the U-shaped support foot 2 carries on its side facing away from a base element 2e the part of the support foot 2 designated by 2d, which is connected to the optical element 1 via the support surface 4.
  • the at least one solid-state joint 12 is arranged between the part 2d and the leg 2f of the support foot 2.
  • the area of the base 2g of the support foot 2 is at least approximately perpendicular in one direction by means of an adjusting screw 10 which, together with a motor drive 13 indicated here in principle, forms the actuating device 5, but could in principle also be designed as an actuator 5a known per se slidable to the optical axis 7. Due to the construction of the support foot 2 in its U-shaped design, which can also be seen as a slotted lever, part 2d of the support foot 2 is manipulated against the weight of the optical element 1.
  • FIG. 5 shows the possibility that its design enables an ideal possibility for introducing a translation or reduction movement of the actuator 5 onto the movement of the support surface 4.
  • a comparatively soft structure is created which, without the actuating device 5 being operated, enables the optical element 1 to be supported in its starting position at least approximately without deformation.
  • the support foot 2 shown in FIG. 5 also has a stabilizing element 14, which is designed in the manner of a membrane or the like, so that 7 it practically does not affect the movement of the bearing foot 2 and the support surface 4 in the direction of the optical axis, but a movement in the plane perpendicular to effectively un- • terbindet.
  • the stabilizing element 14 is shown again in detail in FIG. 6.
  • the thickness of the stabilization element 14 is comparatively thin compared to the thickness of the two legs 2f, 2e of the support foot 2 and the stabilization element 14 is connected to the respective legs of the support foot 2 via two solid joints 12.
  • Figures 7, 8 and 9 show various ways such manipulable via a setting device 5 Aufla ⁇ gefchtchen 2 alone or together with solid, not as with to arrange an actuator 5 provided support feet.
  • the support feet marked with the cross should be the support feet 2, which have the corresponding actuating devices 5 and thus enable the introduction of a deformation into the optical element 1 by a force acting in the direction of the optical axis 7.
  • the structure according to FIG. 7 allows three-wave deformations of the optical element 1 to be applied, while the structure according to FIG. 8 enables the initiation of astigmatism in one plane.
  • FIG. 9 shows the most variable structure, which, however, is also associated with the greatest outlay in terms of controlling the actuating devices 5 on account of the costs incurred during production.
  • this structure several deformations can be introduced into the optical element 1, which then overlap to form the corresponding ripples.

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Abstract

Eine Vorrichtung dient zur Justage eines optischen Elements (1), insbesondere einer Linse in einem optischen System, insbesondere in einem Projektionsobjektiv für die Halbleiter-Lithographie. Das optische Element (1) ist über mehrere über den Umfang des optischen Elements (1) verteilte Auflagefüsschen (2) in einer Fassung (3) gelagert und durch Stelleinrichtungen (5) gezielt deformierbar. An wenigstens einem Teil der Auflagefüsschen (2) greifen in einem Bereich des Auflagefüsschens (2) die Stel1einrichtungen (5) in der Art an, dass das jeweilige Auflagefüsschen (2) in Richtung der optischen Achse (7) verschiebbar ist.

Description

Vorrichtung zur Justage eines optischen Elements
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Justage eines op- tischen Elements nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Aus der EP 1 014 139 A2 ist ein optisches System für vergleichbare Einsatzzwecke bekannt, bei dem ein optisches Ele- ment, insbesondere eine Linse, auf einer Vielzahl von gleichmäßig über den Umfang eines Innenringes bzw. einer Fassung verteilt angeordneten winkelförmigen Auflagefüßchen gelagert ist. Durch diese Auflagefüßchen wird zum einen eine präzise Lagerung und zum anderen eine entsprechende Elastizität zur Einbringung von Deformationen auf die Linse als optisches E- lement geschaffen. Die Deformationen werden dabei auf einen mit allen Auflagefüßchen verbundenen Innenring einer Fassung aufgebracht und übertragen sich durch die Auflagefüßchen auf den Bereich des optischen Elements.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch, daß die gezielte Deformation des optischen Elements dadurch erschwert wird, daß die jeweils ungenügend vorausplanbaren Verformungen des Innenrings die Deformationen beeinflussen, welche auf die Linse übertragen werden sollen. Die Deformationen des Innenrings werden über eine gewisse Anzahl der vorhandenen Aufla- gefüßchen auf das optische Element weitergegeben. Um das optische Element gezielt zu verformen müßte exakt bekannt sein, wie der Innenring auf die jeweiligen Verformungen reagiert, und wie diese, aus dem Bereich des Innenringes von welchen der Auflagefüßchen, auf das optische Element übertragen werden.
Da diese Effekte jedoch nicht mit der erforderlichen Genauig- keit zu berechnen und nicht reproduzierbar zu wiederholen sind, stellt dies bei einem derartigen Aufbau einen Nachteil dar, da die gezielte punktuelle Weitergabe von Deformationen an das optische Element durch den Aufbau in nicht reproduzierbarer Weise beeinträchtigt wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur passiven und aktiven Justage eines optischen Elements zu schaffen, welches neben der erforderlichen präzisen Lagerung und der gleichzeitig gewünschten Elastizität der Lagerung auch das gezielte Einbringen von Deformationen in den Bereich des optischen Elements erlaubt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Dadurch, daß die Stelleinrichtungen in dem Bereich des jeweiligen Auflagefüßchens in der Art angreifen, daß sie das Auflagefüßchen selbst verschieben und damit das optische Element deformieren kann ein sehr gezieltes Einbringen der gewünschten Deformationen in das optische Element erreicht werden, ohne daß die häufig nicht reproduzierbaren Effekte, welche beispielsweise bei der Deformation eines Innenrings der Fassung auftreten könnten, auf diesen Vorgang einwirken.
So ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, über das Einbringen der Kräfte in die Auflagefüßchen eine Deformation des optischen Elements über eine Kraft zu erreichen, ohne seine Lage dabei zu verändern. Dies wird möglich durch das exakt punktgenaue Angreifen im Bereich der Auflagefüßchen, so daß Deformation und Manipulation kontrollierbar zueinander einjustiert bzw. eingeregelt werden können.'
In einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung ist dabei die Anzahl der Auflagefüßchen gegenüber dem Stand der Technik deutlich verringert, da nun die Deformationen über die Auflagefüßchen selbst in das optische Element eingebracht werden, und somit auf eine gleichmäßige Anbindung des opti- sehen Elements an einen die Deformation übertragenden Innenring einer Fassung verzichtet werden kann. Damit wird die Anzahl der Auflagefüßchen (beispielsweise 8, 12 oder 16), welche in ihrer Herstellung und Justage vergleichsweise aufwen- dig sind, deutlich verringert und die Auflage der Linse, auf insgesamt weniger Auflagefüßchen, wird hinsichtlich der Möglichkeit der aktiven, semi-aktiven und passiven Justage verbessert.
Außerdem kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß in einer besonders günstigen Weiterbildung dieser Idee nur einige der Auflagefüßchen, beispielsweise jedes zweite, oder in einem entsprechenden Winkel zueinander angeordnete Auflagefüßchen, beispielsweise alle 90°, als manipulierbares Auflage- füßchen ausgebildet sind. Damit kann der Aufwand hinsichtlich der Stelleinrichtungen nochmals verringert werden, wobei durch die gezielte Einleitung der Deformation durch das jeweilige Auflagefüßchen selbst die Möglichkeit zur Deformation des optischen Elements gegenüber dem Stand der Technik den- noch verbessert wird, da eine gezieltere Krafteinleitung stattfindet .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen und den Ausführungs- beispielen, welche nachfolgend- anhand der Zeichnung erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 eine prinzipmäßige Darstellung eines Aufbaus gemäß der Erfindung mit einer prinzipmäßig angedeuteten Stelleinrichtung;
Figur 2 eine mögliche Ausführungsform einer Stelleinrich- tung in einem Aufbau gemäß Figur 1 ; Figur 3 eine alternative Ausführungsform einer Stelleinrichtung in einem Aufbau gemäß Figur 1;
Figur 4 eine alternative Möglichkeit der Ausgestaltung eines Auflagefüßchens;
Figur 5 eine weitere alternative Ausführungsform der Ausgestaltung eines Auflagefüßchens;
Figur 6 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs VI aus Figur 5;
Figur 7 eine prinzipmäßige Darstellung einer möglichen An- Ordnung manipulierbarer Auflagefüßchen und feststehender Auflagefüßchen;
Figur 8 eine alternative Möglichkeit zur Anordnung manipulierbarer Auflagefüßchen und feststehender Auflage- füßchen; und
Figur 9 eine weitere alternative Möglichkeit zur Anordnung manipulierbarer Auflagefüßchen und feststehender Auflagefüßchen .
Figur 1 zeigt ein optisches Element 1, hier eine Linse, welche über Auflagefüßchen 2 in einer Fassung 3 gelagert ist. Die Auflagefüßchen 2 sind in etwa L-förmig ausgebildet und an ihrem einen Schenkel 2a mit der Fassung 3 verbunden. Am frei- en Ende ihres anderen Schenkels 2b weisen sie eine Auflagefläche.4 für das optische Element 1 auf.
Die Auflagefüßchen 2 sind in einer vergleichsweise kleinen Wandstärke ausgeführt, so daß sie in sich eine gewisse Elas- tizität aufweisen, welche eine möglichst ideale und vorerst deformationsfreie Lagerung des optischen Elements 1 in der Fassung 3, wobei das hier als Fassung 3 bezeichnete Bauteil auch lediglich einen gegenüber einem Außenring manipulierba- ren Innenring einer Fassung darstellen kann, ermöglicht.
Das so vorerst deformationsfrei gelagerte optische Element 1 soll nun entsprechend den Anforderungen des optischen Systems, insbesondere eines Objektivs für die Halbleiter- Lithographie, welches in seiner Gesamtheit nicht dargestellt ist, deformiert werden. Beispielsweise kann es ' sinnvoll sein, auf das optische Element 1 einen Astigmatismus aufzuprägen. Dazu sind zumindest bei einem Teil der Auflagefüßchen 2 Stelleinrichtungen 5 vorgesehen, welche hier durch einen Pfeil prinzipmäßig angedeutet sind.
Die Stelleinrichtung 5 ist im Bereich eines Halteelements 6, welches mit der Fassung 3 fest verbunden ist, angeordnet und wirkt so auf den die Auflagefläche 4 aufweisenden Schenkel 2b des Auflagefüßchens 2.
Der die Stelleinrichtung 5 symbolisierende Pfeil zeigt dabei in beide Richtungen, wobei im allgemeinen sicherlich je nach Typ der Stelleinrichtung 5 eine Richtung für die Kraftwirkung ausreicht, da die andere Kraftrichtung durch die von dem optischen Element 1 ausgehende Schwerkraft realisiert ist.
Wenn nun alle oder zumindest ein Teil der Auflagefüßchen 2 mit einer derartigen Stelleinrichtung 5 versehen sind, so läßt sich das optische Element 1 in diesem Bereich durch die jeweilige Stelleinrichtung 5 in Richtung der optischen Achse 7, was in der Optik im allgemeinen als z-Richtung bezeichnet wird, manipulieren bzw. deformieren.
Grundlegend wäre es hier sicherlich wünschenswert, durch eine entsprechende Beaufschlagung der einzelnen Auflagefüßchen 2 mit den entsprechenden Kräften eine ausschließliche Deformation des optischen Elements 1 zu erreichen, ohne daß das optische Element 1 dabei in seiner Lage hinsichtlich der optischen Achse 7 verändert, also manipuliert, wird. Durch die Möglichkeit, die jeweiligen Auflagefüßchen 2 mit der jeweiligen Stelleinrichtung 5 zu versehen und dabei praktisch in jedem Bereich des optischen Elements 1 eine entsprechende Kraftrichtung einleiten zu können, läßt sich eine derartige sinnvolle Deformation des optischen Elements 1 erreichen.
Figur 2 zeigt nun ein konkretes Ausführungsbeispiel für eine der Stelleinrichtungen 5, wie sie oben bereits grundlegend erwähnt wurde.
Die Stelleinrichtung 5 ist dabei als pneumatischer oder hydraulischer Aktuator 5a ausgeführt, wird also über einen Druck p betätigt. Als Rückstellkraft wirkt auch hier wieder die von dem optischen Element 1 ausgehende Gewichtskraft.
Über eine Veränderung des Drucks p, welcher über eine Zuleitung 8 in dem Halteelement 6 zu einem zwischen dem Halteelement 6 und dem einen Schenkel 2b des Auflagefüßchens -2 angeordneten Faltenbalg 9 geleitet wird, erfolgt das Einbringen der Kraft in das optische Element 1. Je nach eingeleitetem Druck p wird sich eine entsprechende Manipulation des jeweiligen Auflagefüßchens 2 mit dem Aktuator 5a ergeben, welche dann wiederum eine Deformation des optischen Elements 1 in genau dem Bereich, in dem das Auflagefüßchen 2 angeordnet ist, bewirkt.
Figur 3 zeigt eine weitere Möglichkeit die Stelleinrichtung 5 auszuführen .
Die Stelleinrichtung 5 besteht in dem in Figur 3 dargestell- ten Ausführungsbeispiel aus einer Stellschraube 10 , welche über ein Federelement 11 auf den Schenkel 2b des Auflagefüß- chens. 2 wirkt. Auch hier wird die Rückstellkraft, gegen die Kraft der Feder, wiederum durch die Gewichtskraft des optischen Elements 1 aufgebracht.
Grundlegend wäre es dabei möglich, die Stelleinrichtung 5 in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich als Jus- tageelement auszuführen, also die Stellschraube 10 zur passiven Justage zu nutzen. Alternativ dazu wäre es selbstverständlich auch hier möglich, die Stellschraube 10 mit einem entsprechenden, beispielsweise motorischen Antrieb zu versehen, um eine semi-aktive Möglichkeit der Justage während dem Betrieb des optischen Systems zu ermöglichen.
Figur 4 zeigt nun eine andere Ausführungsform des Auflagefüß- chens 2. Das Auflagefüßchen 2 ist hier einstückig mit der Fassung 3 ausgebildet, was grundlegend auch bei den oben bereits erwähnten Ausführungsbeispielen möglich, dort jedoch nicht notwendig, ist.
Das Auflagefüßchen 2 besteht hier aus einem Hebelelement 2c, welches über zwei Festkörpergelenke 12 auf der einen Seite mit der Fassung 3 und auf der anderen Seite mit einem die Auflagefläche 4 tragenden Teil 2d des Auflagefüßchens 2 verbunden ist.
Da die Festkörpergelenke 12 um die Breite des Hebelelements 2c voneinander beabstandet sind, ergibt sich die Möglichkeit, bei einer Auslenkung des Hebelelements 2c in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse 7 eine Verschiebung des Teils 2d und damit der Auflagefläche 4 in Richtung der optischen Achse 7 zu realisieren.
In dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies durch eine Stellschraube 10 als Stelleinrichtung 5 erreicht, welche auf der den Festkörpergelenken 12 abgewandten Seite des Hebelelements 2c angreift. Über die Stellschraube 10 kann eine Bewegung des Hebelelements 2c erreicht werden. Diese Bewegung des Hebelelements 2c überträgt sich durch die Anbin- dung des Hebelelements 2c mittels den Festkörpergelenken 12 dabei kontrolliert auf das die Auflagefläche 4 tragende Teil 5 2d der Auflagefüßchen 2, welches damit die Einleitung einer Kraft in das optische Element 1, welche zumindest wenigstens annähernd in Richtung der optischen Achse 7 auf das optische Element 1 verläuft, bewirkt. Die Stellschraube 10 kann dabei selbstverständlich wieder mittels eines Federelements 11 an 10 dem Hebelelement 2c angreifen, was hier jedoch nicht dargestellt ist, oder als pneumatischer bzw. hydraulischer Aktuator ausgebildet sein.
Grundlegend wäre es selbstverständlich auch denkbar und sinn- 15 voll, sämtliche Stelleinrichtungen 5 der bisher dargestellten und später noch beschriebenen Ausführungsbeispiele in anderer Form, beispielsweise über Piezoelemente oder Piezostacks, auszuführen.
20 Wie bei dem vorher in Figur 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch hier möglich, daß die Stellschraube 10 wiederum über einen motorischen Antrieb oder dergleichen betätigt wird, so daß neben einer reinen passiven Justage auch ein semi-aktives Nachjustieren von Setzeffekten während der
25 Betriebsdauer und gegebenenfalls auch eine aktive Regelung der Deformation des optischen Elements 1 während des eigentlichen Betriebs erfolgen kann.
Wie auch bereits bei den oben beschriebenen Ausführungsbei- 30. spielen wirkt hier die Gewichtskraft des optischen Elements 1 als Rückstellkraft, so daß durch die Gewichtskraft sichergestellt ist, daß das Hebelelement 2c immer gegen seine Stelleinrichtung 5 .gedrückt wird, so daß eine unmittelbare Manipulation des Hebelelements 2c möglich ist.
35
Figur 5 zeigt nun eine weitere Ausführungsform des Auflage- füßchens 2, welche grundlegend dem in Figur 4 eben beschriebenen Aufbau mit dem Hebelelement 2c entspricht. Das Auflagefüßchen 2 ist dabei jedoch U-förmig ausgebildet, wobei ein Schenkel 2e des U-förmigen Auflagefüßchens 2 mit der Fassung 3 verbunden ist. Diese Verbindung kann entweder wieder als einstückige Ausführung des Auflagefüßchens 2 mit der Fassung 3 realisiert werden oder es ist auch denkbar, daß das Auflagefüßchen 2, wie hier dargestellt, über entsprechende Verbindungstechniken, wie Schweißen, Kleben, Schrauben oder der- gleichen, mit der Fassung 3 verbunden wird.
Der andere Schenkel 2f des U-förmig ausgebildeten Auflagefüß- chens 2 trägt auf seiner einem Bodenelement 2e abgewandten Seite das mit 2d bezeichnete Teil des Auflagefüßchens 2, wel- ches über die Auflagefläche 4 mit dem optischen Element 1 verbunden ist. Um für den nachfolgend noch eingehend erläuterten Betrieb eine definierte Bewegung des Teils 2d des Auflagefüßchens 2 zu schaffen, ist zwischen dem Teil 2d und dem Schenkel 2f des Auflagefüßchens 2 das wenigstens eine Fest- körpergelenk 12 angeordnet.
Über eine Stellschraube 10, welche zusammen mit einem hier prinzipmäßig angedeuteten motorischen Antrieb 13 die Stelleinrichtung 5 bildet, prinzipiell jedoch auch als an sich be- kannter Aktuator 5a ausgebildet sein könnte, ist der Bereich des Bodens 2g des Auflagefüßchens 2 in einer Richtung wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse 7 verschiebbar. Durch den Aufbau des Auflagefüßchens 2 in seiner U-förmigen Ausführung, welche auch als geschlitzter Hebel gesehen werden kann, kommt es nun zu einer Manipulation des Teils 2d des Auflagefüßchens 2 entgegen der Gewichtskraft des optischen Elements 1.
Die Möglichkeiten, welche sich aus dieser Manipulation erge- ben, sind dieselben wie die oben bereits beschriebenen. Der in Figur 5 beschriebene Aufbau zeigt dabei jedoch die Möglichkeit, daß er durch seine Ausführung eine ideale Möglichkeit zum Einbringen einer Übersetzung- bzw. Unterset- zungsbewegung des Aktuators 5 auf die Bewegung der Auflagefläche 4 ermöglicht. Gleichzeitig entsteht ein vergleichsweise weicher Aufbau, welcher ohne daß die Stelleinrichtung 5 betrieben wird, eine wenigstens annähernd deformationsfreie Lagerung des optischen Elements 1 in ihrer Ausgangsstellung ermöglicht.
Um nun ein Verschieben des optischen Elements 1 in seiner E- bene senkrecht zur optischen Achse 7 zu vermeiden, verfügt das in Figur 5 dargestellte Auflagefüßchen 2 außerdem über ein Stabilisierungselement 14, welches in der Art einer Memb- ran oder dergleichen ausgebildet ist, so daß es die Bewegung des Auflagefüßchens 2 bzw. der Auflagefläche 4 in Richtung der optischen Achse 7 praktisch nicht beeinträchtigt, eine Bewegung in der Ebene senkrecht dazu jedoch wirkungsvoll un- • terbindet .
Das Stabilisierungselement 14 ist in Figur 6 nochmals detailliert dargestellt. Die Dicke des Stabilisierungselements 14 ist im Vergleich zu den Dicken der beiden Schenkel 2f, 2e des Auflagefüßchens 2 vergleichsweise dünn ausgeführt und das Stabilisierungselement 14 ist über zwei Festkörpergelenke 12 mit den jeweiligen Schenkeln des Auflagefüßchens 2 verbunden.
Dadurch wird erreicht, daß eine Bewegung in Richtung der optischen Achse 7 wenigstens annähernd ungehindert stattfinden kann, während eine Auslenkung des optischen Elements 1 in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse 7 wirkungsvoll unterbunden wird.
Die Figuren 7, 8 und 9 zeigen verschiedene Möglichkeiten, derartige über eine Stelleinrichtung 5 manipulierbare Aufla¬ gefüßchen 2 alleine oder zusammen mit festen, als nicht mit einer Stelleinrichtung 5 versehenen Auflagefüßchen anzuordnen.
Dadurch, daß nun nicht mehr, wie beim Stand der Technik, eine auf den Innenring der Fassung aufgebrachte Deformation möglichst gleichmäßig in das optische Element 1 eingeleitet werden muß, sondern dadurch, daß das Auflagefüßchen 2 selbst manipulierbar ist, um das optische Element 1 gezielt zu deformieren, sind nun bei weitem weniger Auflagefüßchen 2 als beim Stand der Technik erforderlich.
In den hier dargestellten Ausführungsbeispielen sind dabei jeweils sechs der Auflagefüßchen 2 dargestellt. Die mit dem Kreuz gekennzeichneten Auflagefüßchen sollen dabei die Aufla- gefüßchen 2 sein, welche über die entsprechenden Stelleinrichtungen 5 verfügen und damit die Möglichkeit zur Einleitung einer Deformation durch eine in Richtung der optischen Achse 7 wirkende Kraft in das optische Element 1 ermöglichen.
Der Aufbau gemäß Figur 7 erlaubt dreiwellige Deformationen des optischen Elements 1 aufzubringen, während der Aufbau gemäß Figur 8 die Einleitung eines Astigmatismus in einer Ebene ermöglicht.
Figur 9 zeigt den variabelsten Aufbau, welcher jedoch auch mit dem höchsten Aufwand hinsichtlich der Steuerung der Stelleinrichtungen 5 aufgrund der bei der Herstellung entstehenden Kosten verbunden ist. In diesem Aufbau lassen sich mehrere Deformationen in das optische Element 1 einleiten, welche sich dann in diesem zu den entsprechenden Welligkeiten überlagern.
Selbstverständlich wäre es durchaus denkbar, auch eine weitaus höhere Anzahl an festen und/oder manipulierbaren Auflage- füßchen 2', 2 zu realisieren, wobei beispielsweise mit zwölf oder sechzehn manipulierbaren Auflagefüßchen eine Vielzahl von Welligkeiten in dem optischen Element zu erzeugen wären. Insbesondere ist es jedoch sinnvoll, wenn man astigmatische und dreiwellige Verformungen einleiten kann, was sich beispielsweise in einer Anordnung mit acht oder zwölf Auflagefüßchen ideal realisieren läßt. Höherwellige Fehler sind für die Qualität der zu erzielenden optischen Abbildungsqualität häufig von untergeordneter Bedeutung. Der Aufwand an Kosten und Bauteilen ließe sich aus ökonomischer Sicht nur schwer rechtfertige .

Claims

Patentansprüche :.
1. Vorrichtung zur Justage eines optischen Elements, insbesondere einer Linse in einem optischen System, insbeson- dere in einem Projektionsobjektiv für die Halbleiter- Lithographie, wobei das optische Element über mehrere ü- ber den Umfang des optischen Elements verteilt angeordnete Auflagefüßchen in einer Fassung gelagert ist, und wobei das optische Element durch Stelleinrichtungen gezielt deformierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Teil der Auflagefüßchen (2) in einem Bereich des jeweiligen Auflagefüßchens (2) die Stelleinrichtungen (5) in der Art angreifen, daß das jeweilige Auflagefüßchen (2) in Richtung der optischen Achse (7) verschiebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stelleinrichtungen (5) eine Kraft, welche parallel zu der Richtung der optischen Achse (7) verläuft, auf das jeweilige Auflagefüßchen (2) aufbringbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Auflagefüßchen (2) L-förmig ausgebildet ist, wobei der eine Schenkel (2a) des Auflagefüßchens (2) an seinem freien Ende mit der Fassung (3) verbunden ist, und wobei im -Bereich des freien Endes des anderen Schenkels (2b) eine Auflagefläche (4) für das optische Element (1) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Auflagefüßchen (2), an welchem eine der Stelleinrichtungen (5) angreift, ein in Richtung parallel zu der optischen Achse (7) verlaufendes Hebelelement (2c;2e; 2f;2g), eine Auflagefläche (4) für das optische Element (1) und wenigstens einen Gelenkpunkt (12) aufweist, wobei die Stelleinrichtung (5) im Bereich des Hebelelements (2c;2e;2f;2g) in der Art angreift, daß die Auflagefläche (4) in Richtung der optischen Achse (7) verschiebbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Auflagefüßchen (2), an welchem eine der Stelleinrichtungen (5) angreift, zwei als Festkörpergelenke (12) ausgebildete Gelenkpunkte aufweist, welche wenigstens annähernd im Bereich einer Ebene angeordnet sind, in welcher auch der Flächenschwerpunkt der Auflagefläche (4) liegt, wobei das eine Ende des Hebelelements (2c) zwischen den beiden Festkörpergelenken (12) angeordnet ist, wobei das eine Festkörpergelenk (12). das Hebelelement (2c) mit der Fassung und das andere Festkörpergelenk (12) das Hebelelement (2c) mit dem Bereich (2d) der Auflagefläche (4) verbindet, und wobei die Stelleinrichtung (5) an dem den Festkörpergelenken (12) abgewandten Ende des Hebelelements (2c) angreift.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes. der Auflagefüßchen (2), an welchem eine der Stelleinrichtungen (5) angreift, U-förmig ausgebildet ist, wobei der eine Schenkel (2e) des Auflagefüßchens (2) mit der Fassung (2) verbunden ist, und wobei der andere Schenkel (2f) über das wenigstens eine Gelenk (12) mit dem Bereich (2d) der Auflagefläche (4) verbunden ist, und wobei der Aktuator (5) in dem einen Boden (2g) des U- förmigen Auflagefüßchens (2) zugewandten Bereich angreift.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Boden (2g) des U-förmigen Auflagefüßchens (2) abgewandten Seite ein Stabilisierungselement (14) zwischen den beiden Schenkeln (2e,2f) des U-förmigen Aufla- gefüßchens (2) angeordnet ist, welches mit jeweils einem Festkörpergelenk (12) mit jedem der Schenkel (2e,2f) verbunden ist, wobei die beiden Festkörpergelenke (12) wenigstens annähernd in einer Ebene angeordnet sind, welche wenigstens annähernd senkrecht zur optischen Achse (7) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Stelleinrichtungen (5) auf die jeweiligen Auflagefüßchen (2) ausgeübte Kraft in Richtung senkrecht zur optischen Achse (7) auf den jeweiligen Bereich des Auflagefüßchens wirkt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtungen (5) als passiv justierbare Stellmittel (10) ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel als Stellschraube (10) ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtungen (5) als Aktuato- ren ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (5a) über Getriebeelemente auf das jeweilige Auflagefüßchen wirken.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeelement als Stellschraube (10) ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (5a) als elektromotorische Aktuatoren ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (5a) als Piezoaktuatoren ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (5a) als pneumatische oder hydraulische Aktuatoren ausgebildet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß feststehende Auflagefüßchen (21) und Auflagefüßchen (2), an welchen jeweils eine der Stelleinrichtungen (5) angreift, abwechselnd angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Auflagefüßchen (2'), an welchen eine der Stelleinrichtungen (5) angreift, jeweils in bestimmten Winkeln um das optische Element (1) angeordnet sind, wobei die weiteren Auflagefüßchen als feste Auflagefüß- chen (2') ausgebildet sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefüßchen (2), an welchen jeweils eine der Stelleinrichtungen (5) angreift, in einem Winkel von je- weils 120° zueinander angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefüßchen (2) , an welchen jeweils eine der Stelleinrichtungen (5) angreift, in einem Winkel von je- weils 90° zueinander angeordnet sind.
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