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光学元件的支撑的制作方法

2021-09-22 19:44:00 来源:中国专利 TAG:

光学元件的支撑
1.相关申请的交叉引用
2.本技术根据35 u.s.c.
§
119要求于2019年2月6日提交的德国专利申请no.10 2019 201 509.3以及于2020年2月3日提交的美国专利申请no.16/780,446的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
3.发明背景
4.本发明涉及适用于采用uv曝光的光,特别地极紫外(euv)范围内的光的微光刻光学布置。此外,本发明涉及一种包括这样的布置的光学成像装置。本发明可以与任何期望的光学成像方法结合使用。它可以特别有利地用于微电子电路及其这样的过程中使用的光学部件(例如光学掩模)的制造或检查中。
5.与微电子电路的制造结合使用的光学装置典型地包括多个光学元件单元,多个光学元件单元包括在成像光路中布置的一个或多个光学元件,诸如透镜元件、反射镜或光栅。所述光学元件典型地在成像过程中协作,以便将物体(例如,掩模上形成的图案)的图像转印到基板(例如,所谓的晶片)。光学元件典型地被组合成一个或多个功能组,该一个或多个功能组如果适当的话被保持在分离的成像单元中。特别是在原理上以在所谓的真空紫外范围中的波长(vuv,例如在193nm的波长)操作的折射系统的情况下,这样的成像单元通常由保持一个或多个的光学元件的光学模块的堆叠体形成。所述光学模块典型地包括具有实质上环形外部支撑单元的支撑结构,该支撑结构支撑一个或多个光学元件保持件,该一个或多个光学元件保持件继而保持光学元件。
6.半导体部件的不断演进的小型化导致对用于半导体的生产的光学系统的越来越高分辨率的恒定需求。对于越来越高分辨率的需求使得需要越来越大的数值孔径(na)和光学系统的越来越高成像准确度。
7.获得越来越高的光学分辨率的一种方法是减小用在成像过程中的光的波长。近年来的趋势越来越促进了系统的发展,在该系统中使用所谓的极紫外(euv)范围中的光,典型地在5nm至20nm的波长处,大多数情况在大约13nm的波长处。在该euv范围中,不再可以使用常规的折射光学系统。这是由于以下事实:在该euv范围中,用于折射光学系统的材料的吸收率过高而在可用光功率的情况下不能实现可接受的成像结果。因此,在该euv范围中,必须使用反射光学系统以用于成像过程。
8.向在euv范围内具有高数值孔径(例如,na>0.4至0.5)的纯反射光学系统的该过渡导致关于成像装置的设计的挑战相当大。
9.上述提及的因子导致关于参与成像过程的光学元件相对于彼此的位置和/或取向以及关于单独光学元件的形变非常严格的要求,以便实现期望的成像准确度。此外,必须在其整个操作过程中、最终在系统的整个使用寿命中,维持该高成像准确度。
10.因此,在成像过程期间协作的光学成像装置的部件(即,例如,照明装置的光学元件、掩模、投射装置的光学元件以及基板)必须以明确限定的方式支撑以维持这些部件之间的预先定义的明确限定的空间关系,并且必须获得这些部件的最小的非期望的形变以最终实现尽可能高的成像质量。
11.这里特别是在上述euv系统中出现的问题在于,在给定系统性要求的情况下,照明装置和投射装置以及至少单独的光学元件是相对大且重的光学单元。然而,为了满足准确度方面的要求,这些重单元应该是可更换的并对应地可调整的。此外,由于它们的安装件的设计,它们不应经历不需要的或不准确定义的形变。出于这些原因,出于支撑这些光学单元或元件的目的,典型地通过三个可拆卸的保持单元使用所谓的三点支撑,该保持单元沿圆周均匀分布(并且典型地配置为形成所谓的六足动力),例如从us 7,760,327 b2(scherle等人,其全部公开内容以引用方式并入本文)中知悉。
12.这样的三点支撑允许获得静态确定的安装或避免静态过度确定的安装,以避免由此引起的光学单元中不需要的寄生应力和形变,这可能由于支撑结构的制造不准确度或形变而发生。
13.这样的静态确定的三点支撑的缺点在于,在震动载荷的情况下,例如当运输成像装置时可能发生的情况,在具有特定载荷方向的载荷的最不利载荷情况下,主要载荷必须由三个保持单元中的单个携载,因为另外两个保持单元在该载荷方向上基本上是顺应性的,因此在该载荷方向上基本上不能携载任何载荷。因此,保持单元必须具有相对稳健且复杂的设计,以确保光学元件的可靠支撑。因此,与光学元件的可拆卸连接特别地具有复杂的设计,以在可能的情况下避免或减少寄生应力的引入(以及由此产生的寄生形变)。
14.us 8,441,747 b2(heintel等人,其全部公开内容通过引用并入本文)公开了通过多个保持单元将光学元件固定在其外圆周处,该保持单元粘合地接合到光学元件的外圆周。归功于粘合性接合,这确实实现操作载荷的更好分布和小的配置。然而,出现的问题在于粘合接合不能促进光学元件的简单更换。


技术实现要素:

15.因此,本发明基于的目的是,提供微光刻光学布置和包括这样的布置的对应光学成像装置,以及用于支撑光学元件的方法,它们不具有上述缺点,或者至少在更低程度上具有这些缺点,并且特别地获得光学元件的支撑,该支撑在抵抗震动载荷而尽可能稳健并且具有小尺寸的同时,促进光学元件的简单可更换性。
16.本发明通过独立权利要求的特征来实现该目的。
17.本发明基于这样的技术教导,即如果提供多于三个保持单元,每个保持单元通过分离的夹持连接来保持光学元件,则获得光学元件的支撑,该支撑在对震动载荷(shock load)具有鲁棒性且具有小尺寸的同时促进光学元件的简单可更换性。在此,相应夹持连接确保连接的简单可释放性并因此确保了光学元件的简单可更换性。归功于在成像装置的制造、运输和操作期间在光学元件处发生的载荷(特别是震动载荷)在多于三个保持单元之间的分配,此外,可以实现减少了在最坏的情况下作用在单个保持单元上的最大载荷。因此,相应的夹持连接可以具有更简单并因此更节省空间的设计,其继而促进保持单元的数目的进一步增加。最终,由此可以有利地实现大量保持单元。
18.此外,夹持的优点在于,由此产生的保持力(即,夹持表面之间的摩擦)可以通过夹持表面处的接触力以相对较高的精度设定。因此,可以可靠地降低在保持单元处的最不利情况下预期的震动载荷超过所述保持单元的保持力的风险,而不必提供大的安全因素并因此使保持单元的尺寸过大。因此,尽管简化了保持单元,但可以有利地增加系统在震动载荷
下的震动安全性或故障安全性。
19.根据一个方面,本发明因此涉及用于微光刻(特别是用于使用极紫外(euv)范围内的光)的成像装置的光学布置,其包括光学元件和用于保持光学元件的保持装置。在此,光学元件包括光学表面并且还限定主延伸的平面,其中光学元件限定径向方向和周向方向。该保持装置包括基底元件及多于三个分离保持单元,其中,保持单元连接到基底元件并且以沿周向方向分布且彼此间隔开的方式布置。保持单元将光学元件保持在相对于基底元件的可预先确定位置和取向中。在此,每个保持单元在光学元件与基底元件之间建立夹持连接,所述夹持连接与对其他保持单元的夹持连接间隔开。
20.原理上,相应保持单元与光学元件之间的夹持连接可以以任何合适的方式建立。特别地,夹持所需的保持单元与光学元件的一个或多个相应接触表面之间的摩擦接合可以以任何合适的方式产生。因此,可以为每个保持单元提供单个夹持元件,通过合适的张紧装置将所述夹持元件按压抵靠在光学元件上的对应接触表面上,以获得夹持的摩擦接合。在此,夹持元件例如可以通过其自身在基底元件上的支撑而相对于光学元件预张紧。然后可以由一个或多个相邻保持单元施加对应的反作用力,使得在组装状态下作用在光学元件上的接触力至少逐部分地相互抵消,但至少整体上相互抵消,并且实现光学元件的限定位置和取向。
21.如果保持单元中的至少一个包括第一夹持元件和第二夹持元件,则实现特别简单的设计。然后,第一夹持元件和第二夹持元件简单地相对于彼此支承以建立夹持连接,其中光学元件的接口部分被特别容易地夹持在第一夹持元件与第二夹持元件之间。优选地,为多个保持单元,最终甚至为每个保持单元选择这样的配置,因为在那种情况下实现特别简单的整体设计。
22.如果第一夹持元件和第二夹持元件通过简单的张紧元件相对于彼此支承以建立夹持连接,则实现了具有将寄生应力引入到光学元件中的低风险的特别有利的变型。在此,张紧元件可以设计成夹持支架的形式或横拉杆或张紧锚的形式。优选地,提供张紧元件以穿过接口部分中的凹部延伸,因此,特别是局部地,可以获得夹持力的特别均匀的分布。在此,张紧元件优选地穿过接口部分中的凹部有游隙地延伸,以避免张紧元件与光学元件的接口部分之间的接触,否则该接触可能导致光学元件中的寄生应力。
23.原理上,张紧元件可以具有任何合适的设计以建立夹持元件彼此抵靠的支承,并因此建立接口部分的夹持。如上提及的,张紧元件可以是包围并支承两个夹持元件的夹持支架。如果张紧元件包括螺纹部分,该螺纹部分被拧入到夹持元件中的一个中以建立支承,则实现特别简单和紧凑的配置。在此,特别有利的是,夹持元件中的至少一个经由连接部分连接到基底元件,其中连接部分被配置为使得其限制围绕实质上平行于螺纹部分的纵向轴线延伸的轴线的旋转自由度。通过这种方式,可以以简单的方式确保连接部分可以至少承担螺纹连接的紧固扭矩的大部分,使得没有寄生应力或只有非常低的寄生应力分别被引入到光学元件中。
24.将理解,原理上,夹持元件可以以任何合适的方式连接到基底元件。特别地,夹持元件中的一个可以经由前述张紧元件和另一个夹持元件仅间接地连接到基底元件。优选地,第一夹持元件经由连接部分连接到基底元件和/或第二夹持元件经由连接部分连接到基底元件。
25.作为示例,连接部分至少逐部分地可以以叶片弹簧的方式配置。这产生特别简单、紧凑和具有成本效益的变型。附加地或替代地,连接部分可以被配置为在(光学元件的)径向方向上是顺应性的。如果光学元件和保持装置具有不同的热膨胀系数,则这是特别有利的。然后径向顺应性允许在光学元件与保持装置之间获得良好的热形变解耦。附加地或替代地,连接部分至少逐部分地可以实质上在垂直于径向方向的平面上延伸。这也允许获得特别具有成本效益和紧凑的配置。
26.将理解的,在某些变型中,第一夹持元件和第二夹持元件可以经由公共连接部分连接到基底元件。然而,在其他变型中,第一夹持元件经由第一连接部分连接到基底元件并且第二夹持元件经由(分离的)第二连接部分连接到基底元件。这两种变型中的任一个,单独或组合地,优选地应用于保持装置的多于三个分离保持单元,更优选地应用于保持装置的所有分离保持单元。特别地在后者变型中,有利的是,第一连接部分和第二连接部分实质上彼此平行地延伸,因为这导致特别易于制造和组装的配置,但是在动态方面有利的是在某些自由度上是刚性的。附加地或替代地,第一连接部分和第二连接部分可以以平行引导的方式配置,该平行引导被配置为实质上平行于径向方向地引导相对于彼此支承的夹持元件。对于后两种变型,在剩余的自由度中高刚性在动态上有利的情况下,可以获得上述径向顺应性(以达到热形变解耦目的)。
27.将理解,在某些实施例的情况下,第一连接部分和第二连接部分优选地在径向方向上相互偏移或间隔开。附加地或替代地,第一连接部分和第二连接部分可以在周向方向上相互偏移。然而,优选地,第一连接部分和第二连接部分在径向方向上至少实质上相互对准(并且因此在周向方向上实质上不相互偏移)。在这些情况下,第一连接部分和第二连接部分中的一个形成(径向)内部连接部分,而另一个形成(径向)外部连接部分。所有这些变型都提供适当的支撑,允许在某些自由度下的顺应性,同时在如上所述的其他自由度上产生(动态有利的)刚性支撑。
28.原理上,出于建立到保持单元的相应夹持连接的目的,光学元件可以具有任意设计。因此,它可以包括例如单个接口部分,该接口部分配备为用于到保持单元的夹持。在某些变型中,光学元件包括分离接口部分,用于与相应保持单元建立相应夹持连接,所述接口部分用于与相应保持单元夹持。在此,如上所述,光学元件的接口部分优选地被夹持在相应保持单元的两个夹持元件之间。
29.接口部分和保持单元可以根据需要可相互组合;即,在接口部分与保持单元之间没有提供特定配对(例如,光学元件和具有保持单元的基底元件因此可以沿周向方向相对于彼此任意旋转)。在其他变型中,这样的特定配对由部件的相应不同设计和/或布置来实现。在此,接口部分可以被配置为与第一保持单元可组合但无法与第二保持单元可组合。为此,例如,接口部分与相关联的保持单元(特别是其夹持元件)的配对可以明显地偏离其他配对,例如在沿着夹持方向的尺寸上和/或在夹持表面的结构或配置上。此外,在保持单元沿圆周不均匀分布的某些设计的情况下,该不均匀分布可以用于确保旋转对准的仅一个或限定的子集可以用于建立所有夹持连接。特别地,接口部分与相关联的保持单元的单一对偏离均匀分布可足以精确地限定光学元件与用于适当夹持的保持装置之间的单一可能的旋转对准(沿周向方向u)。
30.原理上,光学元件的接口部分可以以任何合适的方式在光学元件处实现。如果光
学元件的相应接口部分由光学元件的突起形成,则实现特别紧凑和简单的设计。在此,多个接口部分可以形成在光学元件的公共突起处。此外,多个或甚至所有接口部分可以形成在光学元件的环形突起处。光学元件的突起可以在周向方向上和/或在与由周向方向和径向方向限定的平面垂直的方向上延伸。
31.原理上,相应接口部分可以以期望的任何合适的方式设计。例如,它可以直接地形成在光学元件的主体处。在因为它们可以容易且高精度地执行而优选的变型中,相应的接口部分可以由连接到光学元件的接口元件形成。在此,接口元件可以插入到光学元件的凹部中,其中,特别地所述接口元件可以插入到光学元件的突起中的凹部中。这样的配置可以特别易于制造。例如,接口元件可以包括连接器衬套。该连接器衬套可以包括促进简单且精确制造和组装的轴环。
32.原理上,光学元件可以由任何合适的材料以单件或多件方式制造。优选地,光学元件——至少在突起的区域中——由陶瓷材料制成,陶瓷材料特别地包括sisic,和/或由包括zerodur的材料和/或透镜材料制成。在具有接口元件的变型中,后者可以优选地由包括殷钢和/或不锈钢和/或钼的材料制成。
33.原理上,光学表面可以是任何折射和/或反射和/或衍射光学表面。如果光学表面是反射光学表面,则本文指定的优点特别有效。然后,光学表面优选地布置在光学元件的主体上。主体则优选地包括在背离光学表面的一侧上的至少一个突起,所述突起形成到保持单元中的至少一个保持单元的接口部分。
34.原理上,基底元件同样地可以具有任意设计。因此,例如,可以提供板状基底元件。在优选的紧凑变型中,基底元件具有环形配置。在特别有利的设计中,基底元件限定基底元件的主延伸的平面并且至少一个保持单元以基本上垂直于基底元件的主延伸的平面的方式从基底元件突出。优选地,这适用于多个或甚至所有保持单元,使得所述保持单元全部以基本上垂直于基底元件的主延伸的平面的方式从基底元件突出。在具有环形基底元件的变型中,这则产生了冠状设计,其中保持单元以冠的尖齿的方式从环形基底元件突出。
35.原理上,保持装置可以以任何合适的方式由所谓的差动配置的多个分离的部件构成。在某些特别稳健且高度精确地制造的变型的情况下,基底元件与至少一个保持单元(优选地与多个或甚至所有保持单元)是单件的。
36.如上已经提及的,优选地存在尽可能多的保持单元,它们的数目受到取决于光学元件尺寸的可用安装空间的限制。优选地,提供至少6个,优选地至少9个,进一步优选地18个至36个保持单元。保持单元可以以任何分布来布置。特别地,该分布可以适配于光学元件的质量分布和/或(特别是冲击载荷的)预期的载荷方向。在某些变型中,保持单元沿周向方向以实质上均匀的分布布置。特别是,这可以考虑载荷可能在任何方向上发生的情况。
37.本发明还涉及光学成像装置,特别是用于微光刻的光学成像装置,其包括具有第一光学元件组的照明装置、用于接收物体的物体装置、包括第二光学元件组的投射装置和图像装置,其中照明装置被配置为照亮物体并且投射装置被配置为将物体的图像投射到图像装置上。照明装置和/或投射装置包括根据本发明的至少一个光学布置。这使得可以在相同程度上实现上述变型和优点,因此在该方面参考上述给定的解释。
38.本发明还涉及用于支撑用于微光刻、特别是用于使用极紫外(euv)范围内的光的光学元件的方法,其中光学元件由保持装置保持,该光学元件包括光学表面并且限定了主
延伸的平面,其中光学元件限定径向方向和周向方向。在此,光学元件由保持装置的多于三个分离保持单元相对于保持装置的基底元件来保持,所述保持单元以沿周向方向分布且彼此间隔开的方式布置。每个保持单元在光学元件和基底元件之间建立夹持连接,所述夹持连接与其他保持单元的夹持连接分开。这同样可以在相同程度上实现上述变型和优点,因此在这方面参考上述给定的说明。
39.鉴于无预应力的或限定的组装(至少大幅避免在光学元件中生成寄生应力),在此特别有利的是,保持装置的三个保持单元与光学元件之间的相应夹持连接在第一步骤中建立,使得光学元件在空间中相对于基底元件固定。因此,可以首先实现传统三点支撑方式的支撑。这可以由三个(第一)保持单元来实现,这些保持单元特别地设计为用于光学元件的这种初始固定并且不同于其余保持单元。特别地,这三个(第一)保持单元可以具有比剩余(第二)保持单元更刚性的设计。然后,在第二步骤中建立保持装置的剩余(第二)保持单元与光学元件之间的相应夹持连接,该第二步骤在第一步骤之后。在此,特别地在夹持目的所需的运动的方向上,剩余(第二)保持单元可以具有比三个(第一)保持单元显著更低的刚性,以便能够补偿制造不准确度,而不会生成显著的恢复力以及因此生成寄生应力。
40.根据其他方面,本发明因此涉及用于微光刻、特别是用于使用极紫外(euv)范围内的光的成像装置的光学布置,其包括光学元件和用于保持光学元件的保持装置。在此,光学元件包括光学表面并且还限定主延伸的平面,其中光学元件限定径向方向和周向方向。该保持装置包括基底元件及多于三个分离保持单元,其中,保持单元连接到基底元件并且以沿周向方向分布且彼此间隔开的方式布置。保持单元将光学元件保持在相对于基底元件的可预先确定位置和取向中。在此,每个保持单元在光学元件与基底元件之间建立夹持连接,所述夹持连接与对其他保持单元的夹持连接间隔开。保持单元中的至少一个、优选地每个保持单元包括第一夹持单元和与第一夹持单元分开的第二夹持单元。第一夹持单元和第二夹持单元各自在分离的位置处连接到基底元件。第一夹持单元和第二夹持单元相对于彼此支承以建立夹持连接,并且光学元件的接口部分被夹持在第一夹持单元和第二夹持单元之间。这使得可以在相同程度上实现上述变型和优点,因此在该方面参考上文给定的说明。
41.优选地,第一夹持单元包括第一夹持元件和第一连接部分,而第二夹持单元包括第二夹持元件和第二连接部分。第一夹持元件经由第一连接部分连接到基底元件,而第二夹持元件经由第二连接部分连接到基底元件。第一夹持元件和第二夹持元件相对于彼此支承以建立夹持连接,并且光学元件的接口部分被夹持在第一保持元件和第二保持元件之间。
42.根据从属权利要求和与附图有关的优选的实施例的以下描述,本发明的其他方面和实施例是显而易见的。所公开的特征的所有组合,无论它们是否是权利要求的主题,都在本发明的保护的范围内。
附图说明
43.图1是根据本发明的投射曝光设备的优选实施例的示意图,其包括根据本发明的光学布置的优选实施例。
44.图2是图1中的根据本发明的布置的示意性俯视图。
45.图3a是图2中根据本发明的布置的一部分(细节d)的示意性截面图(沿图2中的
iii

iii线)。
46.图3b是图3a中的布置的一部分的示意图(沿图3a的径向方向r观看)。
47.图4是图2中的根据本发明的布置的变型的一部分的示意性截面图(类似于图3a的视图)。
48.图5是图2中的根据本发明的布置的其他变型的一部分的示意性截面图(类似于图3a的视图)。
49.图6是图2中的根据本发明的布置的其他变型的一部分的示意性截面图(类似于图3a的视图)。
具体实施方式
50.下面参考图1至图4为例描述的根据本发明的微光刻投射曝光设备101的优选实施例,该设备包括根据本发明的光学布置的优选实施例。为了简化以下说明,在附图中指示x、y、z坐标系,其中z方向对应于重力的方向。不用说,在其他配置中可以选择x、y、z坐标系的任何所需的其他取向。
51.图1是投射曝光设备101的示意性不成比例的示意图,该投射曝光设备101用在用于制造半导体部件的微光刻过程中。投射曝光设备101包括照明装置102和投射装置103。投射装置103设计为在曝光过程中将在掩模单元104中布置的掩模104.1的结构的图像转印到基板单元105中布置的基板105.1上。为此,照明装置102照明掩模104.1。光学投射装置103从掩模104.1接收光,且将掩模104.1的掩模结构的图像投射到诸如晶片等的基板105.1上。
52.照明装置102包括含有光学元件组106.1的光学单元106。投射装置103包括包含光学元件组107.1的其他光学单元107。光学元件组106.1、107.1沿着投射曝光设备101的折叠中央射线路径101.1布置。每个光学元件组106.1、107.1可以包括大量光学元件。
53.在本实施例中,投射曝光设备101用在euv范围中的曝光的光(极紫外辐射)操作,该光的波长在5nm与20nm之间,特别是波长为13nm。因此,照明装置102和投射装置103的元件组106.1、107.1中的光学元件排他地是反射光学元件。光学元件组106.1、107.1可以包括根据本发明的一个或多个光学布置,如下面基于光学布置108所描述的。光学单元106和107各自通过支撑结构101.2支撑。
54.在本发明的其他配置中,当然还可以(特别是取决于照明光的波长)单独地或对于剩余光学模块以任何期望的组合来使用任何类型的光学元件(折射、反射、衍射)。
55.下面基于光学装置108以示例性方式描述根据本发明的光学装置。图2示出了光学装置108的一部分的示意性平面图,而图3a示出了光学装置108的一部分的示意性截面图(沿图2的线iii

iii)。图3b是沿图3a的径向方向r看到的图3a的布置的一部分的示意图。
56.从图2和图3a和3b(其示出图2的细节d)可以获悉,特别地,光学布置108包括呈照明装置102的集光器反射镜的形式的光学元件109和用于保持光学元件109的保持装置110。图2示出了保持装置110(沿z方向)的俯视图,其中光学元件109通过其虚线外轮廓指示。
57.光学元件109包括在光学元件109的主体109.2的一侧(前侧)上(以常规方式)形成的反射光学表面109.1。光学元件109限定主延伸的平面(分别平行于图2的xy平面或绘图平面),其中光学元件109限定了径向方向r和周向方向u。
58.在本示例中,保持装置110包括基底元件110.1和分离保持单元110.2,其中保持单
元110.2连接到基底元件110.1并且以沿周向方向u分布且彼此间隔开的方式布置。保持单元110.2将光学元件109相对于基底元件110.1保持在预先确定位置和取向上。每个保持单元110.2在光学元件109与基底元件110.1之间建立夹持连接,所述夹持连接与由其他保持单元110.2提供的夹持连接分开。
59.如已经提到的,优选地存在尽可能多的保持单元110.2,保持单元110.2的数目受到取决于光学元件109的尺寸的可用安装空间的限制。在本示例中,提供18个保持单元110.2。然而,在其他变型中也可以提供不同的数目。特别地,可以提供至少6个、优选地至少9个、进一步优选地18至36个保持单元110.2。因此,可以存在至少6个(例如,至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少15个、至少18个、至少20个、至少25个、至少30个)保持单元110.2,和/或存在最多40个(例如,最多36个,最多30个,最多25个)保持单元110.2。在一些情况下,提供了6至36个(例如,18到36个)保持单元110.2。
60.在本示例中,保持单元110.2沿周向方向u以20
°
的相应角间距均匀分布地布置。通过这种方式,可以实现附接始终具有实质上相同的行为,其独立于引入光学元件中的载荷(例如冲击载荷)的载荷方向,或者实现不存在载荷方向,在该载荷方向上冲击载荷涉及导致光学元件109未对准的风险增加。
61.然而,应当理解,在其他变型中,保持单元110.2可以根据需要布置为具有至少逐部分不均匀分布。特别地,在该情况下,保持单元110.2的分布可以适配于光学元件109的质量分布和/或布置108的预期加速度和由此产生的载荷方向。保持单元110.2在某些区域中可能暴露于更高的载荷,特别是在不对称光学元件109的情况下,因此具有不对称分布是有利的,其中在这些承受更高载荷的区域中保持单元110.2的集中度增加(即,每圆周角的保持单元的局部数目更大)。
62.从图3a可以获悉,特别地,在本示例中的每个保持单元110.2具有两个分离的夹持单元(在分离的位置处连接到基底元件110.1),即具有第一夹持元件110.3(在此:径向方向r上的外部夹持元件)的第一夹持单元和具有第二夹持元件110.4(在此:径向方向r上的内部夹持元件)的第二夹持单元。第一夹持元件110.3经由第一夹持单元的第一连接部分110.5连接到基底元件110.1,而第二夹持元件110.4通过第二夹持单元的第二连接部分110.6连接到基底元件110.1。
63.出于建立与光学元件109的夹持连接的目的,第一夹持元件110.3和第二夹持元件110.4通过张紧螺钉形式的张紧元件111相互支承。光学元件109的相关联的接口部分109.3分别被夹持在相应保持单元110.2的第一夹持元件110.3与第二夹持元件110.4之间。
64.然而,在其他变型中,相应保持单元110.2与光学元件109之间的夹持连接还可以具有不同的设计。例如,假如通过合适的张紧装置(例如,在径向方向r上的适当预张紧下的连接部分110.5或110.6)将夹持元件110.3或110.4按压抵靠在光学元件109的接口部分109.3上的相关联的接触表面上以获得夹持连接的摩擦接合,则夹持所需的摩擦接合最终可以由每保持单元110.2仅单个夹持元件110.3或110.4来实现。然后可以由一个或多个相邻保持单元110.2施加对应的反作用力,使得在组装状态下作用在光学元件109上的接触力至少逐部分地相互抵消,但至少整体上相互抵消,并且因此,实现光学元件109的限定位置和取向。
65.在本示例中,张紧元件111以横拉杆的方式设计。张紧元件111穿过接口部分109.3
中的凹部109.4有游隙地延伸,由此获得夹持力的特别均匀的分布。由于在凹部109.9的区域中张紧元件111与接口部分109.3之间的游隙,避免了张紧元件111与接口部分109.3之间的接触,否则这会导致光学元件中的寄生应力。
66.因此,垂直于径向方向r、在夹持元件110.3、110.4的接触表面与接口部分109.3的相关联接触表面之间,仅存在夹持连接的摩擦接合,这通过对张紧元件111的预张紧来精确地限定。其优点在于可以通过张紧元件111中的预张紧以相对较高的精度设定由夹持产生的保持力,并因此设定夹持表面上的接触力。
67.张紧元件111穿过外部第一夹持元件110.4中的通道开口并穿过凹部109.9。在本示例中,张紧元件111包括螺纹部分111.1,该螺纹部分被拧入到内部第二夹持元件110.4中的对应螺纹孔中,以达到支承目的。张紧元件111的螺钉头111.2搁置在外部第一夹持元件110.4上。
68.在本示例中,特别有利的是,两个夹持元件110.3、110.4的相应连接部分110.5、110.6限制绕实质上平行于螺纹部分111.1的纵向轴线延伸的轴线的旋转自由度。这以简单的方式确保相应的连接部分110.5、110.6可以至少承担螺纹连接的紧固扭矩的大部分,使得没有寄生应力或只有非常低的寄生应力分别被引入到光学元件中。
69.为此,与本示例中一样,相应的连接部分110.5、110.6可以以叶片弹簧的方式配置,本示例中的所述叶片弹簧实质上在垂直于径向方向r的平面中延伸。这产生了特别简单和紧凑的配置。
70.特别地,从图3b可以看出,相应的连接部分110.5、110.6由实质上矩形的叶片弹簧形成。在本示例中,连接部分110.5、110.6实质上一致。然而,应当理解,对于其他变型,相应的连接部分110.5、110.6可以具有彼此不同的任何其他期望和合适的设计。将进一步理解,对于其他变型,相应的连接部分110.5、110.6可以具有任何其他期望和合适的外轮廓(例如,如图3b中的虚线轮廓指示的梯形轮廓)。连接部分110.5、110.6的相应设计(特别是相应的外轮廓)例如可以被选择为限定连接部分110.5、110.6(在径向方向r上)的刚度沿着连接部分110.5、110.6的纵向轴线的期望分布。
71.此外,作为其结果,相应的连接部分110.5、110.6在径向方向r上是顺应性的。如果光学元件109和保持装置110具有不同的热膨胀系数,则这是特别有利的。该径向顺应性然后允许在光学元件109与保持装置110之间获得良好的热形变解耦。
72.第一连接部分110.5和第二连接部分110.6实质上彼此平行地延伸,产生特别容易制造和组装的配置。此外,该配置在动态方面是有利的,因为在与相应连接部分110.5、110.6的平面平行的自由度中有利地是刚性的。
73.从图3a中可以特别很好地看出,第一连接部分110.5和第二连接部分110.6在径向方向r上相互偏移或间隔开。因此,第一连接部分110.5形成(径向)外部连接部分,而第二连接部分110.6形成(径向)内部连接部分。将理解的,在某些变型情况下,第一连接部分110.5和第二连接部分110.6可以在周向方向u上相互偏移。然而,优选地,如在本示例的情况下,第一连接部分110.5和第二连接部分110.6可以在径向方向r上基本上相互对准(因此,在周向方向u上基本上不会相互偏移)。
74.此外,在本示例中,第一连接部分110.5和第二连接部分110.6提供平行引导,其以实质上平行于径向方向r的方式引导相对于彼此支承的夹持元件110.3、110.4。因此,可以
在剩余自由度中以动态有利的高刚度获得上述径向顺应性(以达到热形变解耦目的)。
75.在本示例中,光学元件109的相应接口部分109.3以在光学元件109的背侧(背离光学表面109.1)上环形方式形成在周向延伸(沿周向方向u)的突起109.5处。突起109.5在周向方向u上和与光学元件109的主延伸的平面(即,由周向方向u和径向方向r限定的平面)垂直的方向上延伸。
76.在本示例中,所有接口部分109.3都形成在公共突起109.5处。然而,在其他变型中,突起109.5也可以在周向方向u上中断,使得在突起109.5的分离圆周区段处分别单独或成组地提供接口部分109.3。
77.在本示例中,借助于相应接口部分109.3由在突起109.5的区域中连接到光学元件109的接口元件109.6形成,出现了特别容易和高精度地可实现的设计。在此,接口元件109.6被配置为具有轴环109.7的连接器衬套,该轴环插入到光学元件109的突起109.5的凹部109.8中并且以合适的方式(例如,通过粘合接合、焊接等方式的材料连接)附接到其上。
78.由于连接器衬套109.6形成了与夹持元件110.3、110.4的接触表面,所以该配置特别易于制造。与突起109.5处相比,实质上在连接器衬套109.6的端部处更易于建立到夹持元件110.3、110.4的这些接触表面。在这种情况下,仅需要在突起109.5上产生径向凹部109.8,其中连接器衬套109.6可以以足够高精度相对容易地接收和附接。
79.然而,应理解,在其他变型中,相应的接口部分109.3也可以直接地形成在光学元件109的主体109.2处,特别是在突起109.5处。
80.可以规定,接口部分109.3和保持单元110.2可以根据需要可相互组合;即,在接口部分109.3与保持单元110.2之间没有提供特定配对(例如,光学元件109和基底元件110.1及其保持单元110.2因此可以沿着周向方向u相对于彼此任意旋转)。
81.然而,在其他变型中,这样的特定配对可以由接口部分109.3和保持单元110.2的部件的对应不同的设计和/或布置来实现。然后,接口部分109.3可以配置为使得,虽然其可以与(第一)保持单元110.2组合,但其不能与另一个(第二)保持单元110.2组合。
82.为此,例如,接口部分109.3与相关联的保持单元110.2(特别是其夹持元件110.3、110.4)的配对可以明显地偏离其他配对,例如在沿着夹持方向(即,例如沿着张紧元件111的纵向轴线)的尺寸上和/或在接口部分109.3与夹持元件110.3、110.4的配合夹持表面的结构或配置上偏离。
83.此外,在保持单元110.2(和配合接口部分109.3)沿周向方向u的不均匀分布的某些设计的情况下,这种不均匀分布可以用于确保旋转对准的仅一个或定义的子集可以用于建立所有夹持连接。特别地,接口部分109.3与相关联的保持单元110.2的单一对偏离均匀圆周分布可足以精确地限定光学元件109与允许适当夹持的保持装置110之间的单一可能的旋转对准(沿周向方向u)。
84.考虑到无应力或限定的组装(至少大幅避免在光学元件109中生成寄生应力),特别有利的是,保持装置110的三个保持单元110.2与光学元件109之间的相应夹持连接最初在组装期间的第一步骤中建立,使得光学元件在空间中相对于基底元件110.1固定。因此,可以首先实现以常规三点支撑的方式将光学元件109相对于保持装置110固定。
85.这可以由三个(第一)保持单元110.2来实现,这些保持单元110.2特别地设计为用于光学元件109的这种初始附接并且不同于剩余保持单元110.2。在本示例中,这些可以是
在三个位置112.1、112.2和112.3(见图2)处的保持单元110.2,它们各自以在周向方向上旋转120
°
的方式相对于彼此布置。特别地,这三个(第一)保持单元110.2可以具有比剩余(第二)保持单元110.2更刚性的设计。
86.然后,在组装过程的第二步骤(该第二步骤在第一步骤之后)中建立保持装置110的剩余(第二)保持单元110.2与光学元件109之间的相应夹持连接。在夹持目的所需的移动的方向上(即,在本示例中的径向方向r上),剩余(第二)保持单元110.2可以具有与三个(第一)保持单元110.2相比显著更低的刚性,以便因此能够补偿制造不准确度,而不会生成显著的恢复力且因此生成寄生应力。
87.原理上,光学元件109可以由任何合适的材料以单件式(即,单片)或多件式(所谓的差动结构)制成。优选地,至少在突起109.5的区域中,光学元件109由陶瓷材料制成,陶瓷材料特别地包括sisic。另外或作为替代,光学元件109——至少在突起109.5的区域中——可以由包括zerodur的材料和/或透镜材料制成。在具有接口元件109.6的上述变型中,后者可以优选地由包括殷钢和/或不锈钢和/或钼的材料制成。
88.原理上,基底元件110.1同样地可以具有任意合适的设计。因此,例如,可以提供板状基底元件110.1。在本示例中,基底元件110.1是环形的,其中它限定了基底元件的主延伸的平面。保持单元110.2以实质上与基底元件110.1的主延伸的平面垂直的方式从基底元件110.1突出。这产生冠状设计,其中保持单元110.2以冠的尖齿的方式从环形基底元件110.1突出。
89.原理上,保持装置110可以以任何合适的方式由所谓的差动配置的多个分离的部件构成。在本示例中,基底元件110.1具有与所有保持单元110.2整体式或单片式设计,由此产生可以用高精度制造的特别稳健的设计。
90.图4示出了来自图3a的保持装置110的变型,在其他方面具有相同的设计。在该变型中,在单独的一些或所有保持单元110.2中的相应内部、第二夹持元件110.4仅经由前述张紧元件和现在叉形的连接部分110.7(由对应的叶片弹簧制成)间接地连接到基底元件110.1,所述连接部分110.7由第一夹持元件110.3和第二夹持元件110.4共享。对于某些应用,该配置的优点在于保持单元110.2然后不限制围绕与周向方向u相切的轴线(即,平行于图4中的y轴的轴线)的旋转自由度。
91.图5示出了图3a中的保持装置110的其他变型,在其他方面具有相同的设计。在该变型中,在单独的一些或所有保持单元110.2中的相应内部、第二夹持元件110.4仅经由前述张紧元件、第一夹持元件110.3及其连接部分110.5(因此缺少第二连接部分110.6)间接地连接到基底元件110.1。对于某些应用,该配置的又一个优点在于,保持单元110.2然后不限制围绕与周向方向u相切的轴线(即,平行于图5中的y轴的轴线)的旋转自由度。
92.图6示出了图3a中的保持装置110的其他变型,除说明以外都具有相同的设计。在该变型中,在单独的一些或所有保持单元110.2中的相应外部第一夹持元件110.3仅经由前述张紧元件、第二夹持元件110.4及其连接部分110.6(因此缺少第一连接部分110.5)间接地连接到基底元件110.1。对于某些应用,该配置的又一个优点在于,保持单元110.2然后不限制围绕与周向方向u相切的轴线(即,平行于图6中的y轴的轴线)的旋转自由度。
93.上面仅基于根据微光刻领域的示例排他地描述了本发明。然而,可以理解的是,本发明也可以用在任何其他光学应用的情景中,特别是在不同波长的成像方法,其中在支撑
重的光学单元方面出现相似的问题。
94.此外,本发明可以与物体的检查(诸如所谓的掩模检查)结合使用,其中对用于微光刻的掩模的完整性等进行检查。图1中,例如传感器单元(其检测掩模104.1的投射图案的成像(以供进一步处理))则替换基板105.1。然后,该掩模检查可以实质上发生在与随后的微光刻过程中所使用的波长相同的波长处。但是,同样还可以使用与其偏离的任何期望波长以供检查。
95.最终,已经基于特定示例性实施例描述本发明,该示例性实施例示出所附专利权利要求中限定的特征的特定组合。在此应该明确指出的是,本发明的主题不限于这些特征组合,而是诸如从以下专利权利要求中显而易见的所有其他特征组合也属于本发明的主题。
再多了解一些

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