DE10132819B4 - Optical component manufacturing method e.g. for light guiding bar, involves abrading coating layer on surface of optical component having base material with optically active three-dimensional shape - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung optischer Bauteile, insbesondere solche aus einem kristallinen Basismaterial mit einer erhöhten Stabilität sowie die damit erhaltenen optischen Elemente und deren Verwendung.The The invention relates to a method for producing optical components, in particular those of a crystalline base material with a increased stability as well the optical elements thus obtained and their use.
Optische Bauteile, wie Linsen und Prismen, sind zur Herstellung unterschiedlicher Optiken für vielfältige Verwendungszwecke seit langem bekannt. Sie bestehen üblicherweise aus einem für elektromagnetische Strahlen durchgängigen Basismaterial, das eine optisch aktive Raumform bzw. Geometrie aufweist, die die Richtung des sie durchdringenden Wellenstrahls an ihren Oberflächen beim Ein- und Austritt ablenken. Dabei wird üblicherweise so vorgegangen, dass – sofern möglich – die optisch aktive Form vorwiegend bei Kunststoffen direkt in einem Modell gegossen wird oder bei optischem Glas oder Kristallen aus einem Materialblock durch Meißeln, Sägen und Schleifen herausgearbeitet wird.optical Components such as lenses and prisms are different for making Optics for a variety of uses known for a long time. They usually consist of one for electromagnetic Radiation continuous Base material which has an optically active spatial form or geometry, the direction of the piercing wave ray at their surfaces Distract at entry and exit. This is usually done that - if possible - the optical active mold mainly in plastics poured directly into a model or optical glass or crystals of a block of material by chiselling, sawing and Grinding is worked out.
Die Oberfläche solcher optischen Elemente ist jedoch nicht vollständig glatt, sondern weist mehr oder weniger mikroskopisch große Unebenheiten auf, die auch als Mikrorauhigkeit bezeichnet wird. Tritt nun ein Lichtstrahl auf eine solche Unebenheit, so tritt er in einen anderen Ein- bzw. Austrittswinkel mit dem optischen Element in Wechselwirkung als ein auf eine völlig glatte Oberfläche auftreffender Lichtstrahl. Daher wird dieser Strahl bzw. die elektromagnetische Welle entsprechend dem veränderten Eintritts-/Austrittswinkel in eine unerwünschte Richtung abgelenkt. Auf diese Weise ent steht ein für jedes optische Bauteil bzw. Linse typisches Streulicht, welches dessen Leistung beeinträchtigt.The surface however, such optical elements are not completely smooth, but has more or less microscopically large bumps, which is also called microroughness. Now kick a ray of light on such unevenness, he enters another in or Exit angle with the optical element in interaction as a on a completely smooth surface incident light beam. Therefore, this beam or the electromagnetic Shaft according to the changed entry / exit angle in an undesirable Direction distracted. In this way, there is one for each optical component or lens typical scattered light, which is the Performance impaired.
Es sind bereits vielfältige Untersuchungen unternommen worden, um die Oberflächen derartiger optischer Bauteile zu glätten. Nachdem sich mittels Schleifen, Polieren und Ätzen die Mikrorauhigkeit optischer Oberflächen nicht beliebig reduzieren läßt, ist bereits versucht worden, diese durch Aufdampfen eines dielektrischen Materials mit der gleichen oder der annähernd gleichen Brechzahl zu glätten. Dabei wird, wie in der DD 288 466 A5 beschrieben ist, die dielektrische Schichtbeispielsweise mittels reaktiven Elektronenstrahlverdampfens aufgebracht. Bei dieser Vorgehensweise wird jedoch lediglich so viel Material auf die Oberfläche aufgedampft, dass die Tiefen bzw. Täler der Mikrorauhigkeit mehr oder weniger aufgefüllt werden, wodurch eine glattere Oberfläche entsteht.It are already diverse Investigations have been made to the surfaces of such optical components to smooth. After grinding, polishing and etching the micro-roughness optical surfaces not let arbitrarily reduce, is already attempts have been made by vapor deposition of a dielectric material with the same or the approximate to even out the same refractive index. In this case, as described in DD 288 466 A5, the dielectric Layer, for example, by reactive electron beam evaporation applied. In this approach, however, only so a lot of material on the surface vaporized, that the depths or valleys of the microroughness more or less filled up which creates a smoother surface.
Darüber hinaus
ist aus der
Dieses Verfahren setzt jedoch voraus, dass die optische Oberfläche vor dem Aufdampfen der dielektrischen Schicht bereits optimal poliert wird, d.h. eine optimale bzw, minimale Mikrorauhigkeit erzeugt wird. Zur Erzeugung einer derartigen hochpolierten minimalen Mikrorauhigkeit ist jedoch eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten notwendig. Jeder Bearbeitungsschritt übt aber zusätzlichen Stress auf das molekulare Gerüst, insbesondere auf die Kristallstruktur des Basismaterials aus. Dieser Stress führt neben bereits vorliegenden Kristall- bzw. Materialfehlern zu zusätzlichen Mikrostörungen im Molekularaufbau des Basismaterials bzw. führt zu Entladungen von Spannungen im Material, die z.B. von bereits vorliegenden Kristallfehlern verursacht werden. Dadurch wird die Stabilität des Basismaterials verringert. Weist das Material kristalline Strukturen auf und ist es insbesondere ein Einkristall, dann kann es vorkommen, dass durch leichte Temperaturspannung oder mechanische Beanspruchungen der Kristall zerstört wird oder sich ruckartig entlang einer Kristallfläche verschiebt um solche im Kristallkörper vorliegende Spannungen bzw. Stress abzubauen. Durch die Bearbeitung, insbesondere das Schleifen und Polieren, solcher Materialien, gelangen durch den damit verbundenen Materialabtrag Kristallfehler an die Oberfläche, so dass diese Kristallfehler ihre Spannung unter Energiefreisetzung entladen können, was zu dem zuvor beschriebenen Versatz oder auch zum Abbrechen mehr oder weniger großer Materialstücke führt. Derartige Effekte sind insbesondere bei weichen und hochreinen Kristallen besonders ausgeprägt. Gerade bei hochreinen Kristallen fehlen Fremdatome, deren meist unpassende Größe kleine glasige Bereiche verursacht. Diese Bereiche wirken als Kitt, der ein Gleiten eines Gitters makroskopisch behindert. Aufgrund der Transmissionsforderung und der Forderung nach höchster Homogenität und geringster Spannungsdoppelbrechung müssen Kristalle für die optische Lithographie im UV hochrein sein.This However, method assumes that the optical surface before the vapor deposition of the dielectric layer already optimally polished is, i. optimal or minimal micro-roughness is generated. To produce such a highly polished minimum micro-roughness However, a variety of processing steps is necessary. Everyone Processing step practices but additional Stress on the molecular scaffold, in particular to the crystal structure of the base material. This Stress leads in addition to already existing crystal or material defects to additional Micro disorders in the Molecular structure of the base material or leads to discharges of voltages in the material, e.g. caused by already existing crystal defects become. This reduces the stability of the base material. has the material has and is particularly crystalline a single crystal, then it can happen that by slight temperature stress or mechanical stresses the crystal is destroyed or jerkily moving along a crystal surface around those in the crystal body reduce existing stresses or stress. By editing, in particular the grinding and polishing of such materials, get by the associated material removal crystal defects to the Surface, so these crystal defects release their tension while releasing energy can discharge what more to the previously described offset or even to cancel or less big material pieces leads. such Effects are especially in soft and high purity crystals particularly pronounced. Especially with high-purity crystals are foreign atoms, most of them inappropriate size small caused glassy areas. These areas act as a putty that a gliding of a lattice is macroscopically impeded. Due to the Transmission requirement and the demand for highest homogeneity and lowest stress birefringence have to Crystals for the optical lithography in ultra high purity UV.
Die zuvor beschriebenen Materialdefekte bewirken eine weitere Verringerung der Ausbeute bei der Herstellung von optischen Bausteinen. Beachtet man weiterhin die ohnehin für großtechnische Verfahren verringerte Ausbeute bei der Aufzucht von großen, hochhomogenen, orientierten Einkristallen, wie sie für optische Bauteile mit großem Durchmesser benötigt werden, wie beispielsweise in Objektiven für die Mikrolithographie, dann führt eine Erhöhung des Ausschusses während der Bearbeitung bzw. Herstellung solcher optischer Bauteile zu einer zusätzlichen enorm kostensteigernden weiteren Verringerung der Ausbeute des gesamten Verfahrens.The material defects described above cause a further reduction in the yield in the production of optical components. Considering the already reduced for large - scale technical process yield in the rearing of large, highly homogeneous, oriented single crystals, as required for optical components with large diameter, such as in lenses for microlithography, then an increase of the Committee during processing or Manufacture of such optical components to an additional enormously cost-increasing Verrin the yield of the entire process.
Für die Qualität solcher Hochleistungsoptiken, sowie deren Bauteile bzw. deren optischen Elemente ist jedoch nicht nur die Minimierung von Streulicht maßgeblich, sondern auch deren optisch aktive Raumform bzw. deren Geometrie. Dabei wird angestrebt, die tatsächliche Form des optischen Bauteils so nah wie nur möglich der theoretischen Form anzupassen. Dabei wurde konventionell so vorgegangen, dass ein der optimalen bzw. theoretischen Linsen oder Prismenform entsprechendes negatives Modell angefertigt wird, in welches die fertige Linse bzw. Prisma eingelegt wird. Minimale Abweichungen von der optimalen Passform zeigen sich dann als Newtonsche Ringe. Je weniger Newtonringe zu sehen sind, um so besser passt eine hergestellte Linse in die negative Form, d.h. um so mehr weist sie die gewünschte optimale gleichförmige Linsenwölbung oder Prismenwinkel auf. Die Qualität der Linsenform wird daher auch als Passegenauigkeit oder Passe bezeichnet. Modernere Messverfahren arbeiten berührungslos mit Hilfe von Interferometern. Die Form der Oberfläche wird über eine am Prüfling reflektierte Welle, die mit einer Referenzwelle zur Interferenz gebracht wird, hoch genau mit geeigneten rechnerischen Auswerteverfahren ermittelt.For the quality of such High-performance optics, as well as their components or their optical Elements is not only the minimization of stray light, but also their optically active spatial form or their geometry. It is aimed at the actual Shape of the optical component as close as possible to the theoretical shape adapt. The conventional procedure was that one of the optimal or theoretical lenses or prism shape corresponding Negative model is made, in which the finished lens or prism is inserted. Minimal deviations from the optimal Fit then show up as Newtonian rings. The fewer Newton rings are seen, the better fits a manufactured lens in the negative form, i. the more it has the desired optimal uniform lens curvature or Prism angle up. The quality The lens shape is therefore also referred to as Passegenauigkeit or Passe. More modern measuring methods work without contact with the help of interferometers. The shape of the surface will over one on the examinee reflected wave, with a reference wave for interference high accuracy with suitable computational evaluation methods determined.
Es wurde bei Kristallen nun gefunden, dass beim Versuch zur Verhinderung von Streulicht auf eine geringe Mikrorauhigkeit zu polieren, keine gute Passe zu erreichen ist. Wird andererseits versucht eine gute Passe durch starkes Polieren zu erreichen, kommt es zu einer verstärkten Mikrorauhigkeit der Oberfläche und somit zu erheblichen Streulichtverlusten.It has now been found in crystals that try to prevent from stray light to a low microroughness to polish, no good pass can be reached. On the other hand, trying a good Passing through strong polishing results in increased microroughness the surface and thus to considerable stray light losses.
Die Erfindung hat somit zum Ziel, die Ausbeute derartiger Herstellungsverfahren von optischen Bauteilen zu erhöhen und gleichzeitig die Stabilität derartiger Bauteile zu erhöhen, sowie die Mikrorauhigkeit und damit das Entstehen von Streulicht zu verringern, sowie gleichzeitig eine gute Passe auszubilden.The The invention thus has for its object the yield of such production processes of optical components and at the same time the stability to increase such components, as well as the micro-roughness and thus the emergence of stray light and at the same time form a good pass.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren von Anspruch 1, das optische Element von Anspruch 10 sowie der Verwendung nach Anspruch 11 gelöst. Dabei wird ein optisches Bauteil auf an sich bekannte Weise in eine jeweils gewünschte optisch aktive Form modelliert, dann eine Deckschicht aufgetragen und durch Abtragen der Deckschicht die Passegenauigkeit erreicht. Dabei wird die optisch aktive Form üblicherweise durch Zurechtstutzen eines Rohlings, d.h. durch Entfernen bzw. gezieltem Abtragen von Material erhalten.According to the invention this Task by the method of claim 1, the optical element of Claim 10 and the use according to claim 11 solved. there is an optical component in a known per se in each case desired optically modeled active mold, then applied a topcoat and through Removal of the cover layer reaches the fitting accuracy. It will the optically active form usually by pruning a blank, i. by removing or targeted Removal of material received.
Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise die Anzahl der Bearbeitungsschritte des Bauteiles, insbesondere das Schleifen und Polieren, von ca. 20 auf nur wenige, ca. 5, Schritte verringert werden kann, was die Ausübung von mechanischem Stress und/oder Wärmestress auf die Linsen beachtlich verringert.It Surprisingly, it has turned out that by the procedure according to the invention the number of processing steps of the component, in particular the grinding and polishing, from about 20 to just a few, about 5, steps can be reduced, which is the exercise of mechanical stress and / or heat stress considerably reduced on the lenses.
Außerdem hat es sich gezeigt, dass das Auftragen einer Deckschicht die Stabilität des optischen Bauteils erhöht, da es wie ein Gurt spontanen Änderungen im Basismaterial des Bauteiles entgegenwirkt.Besides, has It has been shown that the application of a cover layer, the stability of the optical component elevated, because it's like a belt spontaneous changes counteracts in the base material of the component.
Des weiteren hat es sich überraschenderweise gezeigt, dass es auf diese Weise möglich ist sowohl Mikrorauhigkeit und damit die Streulichtverluste zu verringern als auch gleichzeitig eine hohe Passegenauigkeit zu erreichen.Of more, it has surprisingly demonstrated that it is possible in this way both micro-roughness and thus to reduce the stray light losses as well as simultaneously to achieve a high accuracy of fit.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von optischen Bauteilen, bei dem auf deren Oberfläche eine Deckschicht aufgetragen wird und anschließend die Passegenauigkeit an die gewünschte Raumform durch Abtragen der Deckschicht eingestellt wird.The The present invention therefore relates to a process for the preparation of optical components in which on the surface of a Cover layer is applied and then the fit accuracy the desired Room shape is set by removing the cover layer.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann im Prinzip jede Oberfläche eines jeden optischen Bauteils bearbeitet werden. Als Beispiele können hier optische Linsen, insbesondere Kristalllinsen, genannt werden. With the method according to the invention can in principle any surface of each optical component are processed. As examples can Here, optical lenses, in particular crystal lenses, are called.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen diese optischen Linsen aus hochkristallinen Materialien, insbesondere aus Einkristallen. Bevorzugte Kristallmaterialien sind beispielsweise NaF, KF, CaF2, BaF2, LiF und MgF2.In a preferred embodiment, these optical lenses consist of highly crystalline materials, in particular single crystals. Preferred crystal materials are, for example, NaF, KF, CaF 2 , BaF 2 , LiF and MgF 2 .
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird für die Deckschicht vorzugsweise ein dielektrisches Material verwendet. Geeignete Materialien hierfür sind beispielsweise MgF2, Al2O3, SiO2 oder LaF3.In the method according to the invention, a dielectric material is preferably used for the cover layer. Suitable materials for this purpose are, for example, MgF 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 or LaF 3 .
Die Brechungsindizes der Materialien der Deckschicht und des optischen Basismaterials können gleich oder verschieden sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass sie nur leicht verschieden sind. Dabei ergeben Abweichungen von bis zu 30% noch Vorteile, insbesondere haben sich Abweichungen bis zu 10%, vorzugsweise bis zu 5% als besonders geeignet erwiesen. Mit solchen geringen Unterschieden der Brechwerte ist noch eine hervorragende Kompensation von optischen Oberflächenfehlern möglich. Weist beispielsweise ein Linsenmaterial einen besonders niedrigen Brechungsindex auf, so ist es bevorzugt für die aufzutragende Deckschicht ein Material zu verwenden, welches nicht hochbrechend ist. Als Regel läßt sich aufstellen, dass der Brechungsindex des Ausgangsmaterials der Deckschicht höher, insbesondere geringfügig höher, als derjenige des Materials des optischen Bauteils ist. Da aufgedampfte Schichten stets eine etwas geringere Brechzahl aufweisen als dichte Ausgangsmaterialien (Beispiel Quarzglas zu SiO2-Schicht), läßt sich so die Brechzahldifferenz verkleinern.The refractive indices of the materials of the cover layer and the optical base material may be the same or different. However, it is preferred that they are only slightly different. Deviations of up to 30% still provide advantages, in particular deviations of up to 10%, preferably up to 5%, have proved particularly suitable. With such small differences in the refractive power is still an excellent compensation of optical surface defects possible. If, for example, a lens material has a particularly low refractive index, it is preferable for the cover layer to be applied to use a material which is not highly refractive. As a rule, it can be stated that the refractive index of the starting material of the covering layer is higher, in particular slightly higher than that of the material of the optical component. Since vapor-deposited layers always have a slightly lower refractive index than dense starting materials (eg quartz glass to SiO 2 layer), the refractive index difference can thus be reduced.
Es hat sich herausgestellt, dass die Deckschicht vorzugsweise in einer Dicke von mindestens 0,2 μm, insbesondere im Bereich von 0,3 bis 5 μm aufgetragen werden sollte. Letztendlich hängt aber die mögliche Dicke der Deckschicht vom Aufdampfmaterial und dem Auf dampfverfahren ab. Je kompakter das Material aufgebracht werden kann, um so dicker kann die Deckschicht ausgeführt werden. Zu dick darf sie je nach Material auch nicht werden, da sonst unzulässige mechanische Spannungen auftreten.It It has been found that the cover layer is preferably in one Thickness of at least 0.2 μm, especially in the range of 0.3 to 5 microns should be applied. In the end, it depends but the possible Thickness of the top layer of the vapor deposition material and the vapor deposition process from. The more compact the material can be applied, the thicker The topcoat can be executed become. It may not be too thick depending on the material, otherwise unacceptable mechanical stresses occur.
Die Deckschicht kann nach verschiedenen Verfahren aufgetragen werden. Derartige Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Die größte Kompaktheit erreicht das Material der Deckschicht mit Ionenstrahlabscheidung. Die dafür angewandten Bedingungen richten sich jeweils nach Material der Deckschicht und des optischen Bauteils.The Cover layer can be applied by various methods. Such methods are known to the person skilled in the art. The greatest compactness reaches the material of the cover layer with ion beam deposition. The one for it The conditions used in each case depend on the material of the cover layer and the optical component.
Vor dem Auftragen der Deckschicht wird das optische Bauteil normalerweise sorgfältig gereinigt, um Wasser, Fettreste und dergleichen von der Oberfläche zu entfernen. Anschließend wird dann die Oberfläche vorzugsweise einer formgebenden Bearbeitung unterzogen, beispielsweise durch Polieren, insbesondere durch Pechpolieren.In front the application of the cover layer, the optical component is usually careful cleaned to remove water, grease and the like from the surface. Subsequently then becomes the surface preferably subjected to a shaping treatment, for example by polishing, in particular by pitch polishing.
Es hat sich herausgestellt, dass das optische Bauteil günstigerweise vor dem Auftragen der Deckschicht und nach der Vorbearbeitung getempert wird. Dadurch werden Spannungen, die durch Kristallbaufehler verursacht werden und durch das Sägen und Schleifen der Oberfläche entstanden sind, abgebaut. Durch das Abtragen von Material um eine Linsenform zu erzeugen, wird der ursprüngliche ausgeglichene Spannungszustand in der Kristallziehform nachhaltig gestört. Durch kleine Einflüsse, wie Druck oder Temperatur, beginnt der Kristall zu gleiten um einen neuen ausgewogenen Spannungszustand einzustellen. Bevorzugt wird bei Temperaturen im Bereich von 70°C bis 150°C getempert. Eine Temperatur von 115–125°C ist besonders günstig für den Spannungsabbau im Kristall nach der groben Vorbearbeitung, eine Temperatur um 70°C nach der feinen Vorbearbeitung.It has been found that the optical component conveniently tempered before application of the topcoat and after pre-processing becomes. This will cause voltages caused by crystal buildup errors be and by sawing and grinding the surface have arisen, dismantled. By removing material by one To produce lens shape becomes the original balanced stress state permanently disturbed in the crystal form. Through small influences, like Pressure or temperature, the crystal starts to slip around you to set a new balanced state of tension. It is preferred at temperatures in the range of 70 ° C to 150 ° C annealed. A temperature from 115-125 ° C is special Cheap for the Stress reduction in the crystal after rough preprocessing, one Temperature around 70 ° C after fine pre-processing.
Die Figuren dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es zeigen:The Figures are for explanation the method according to the invention. Show it:
In
Mit der erfindungsgemäßen Bearbeitung der Deckschicht, beispielsweise durch Polieren, wird die Leistung des optischen Bauteils deutlich verbessert. Durch die kleinen Brechzahlunterschiede zwischen der Deckschicht und dem optischen Bauteil wird eine bedeutende Verbesserung der Streulichtverluste gewährleistet. Wenn beispielsweise ein Brechungsindex n = 1,40 für das optische Bauteil gilt und die aufzutragende Deckschicht einen Brechungsindex n = 1,45 aufweist, so beträgt die Verbesserung mindestens das achtfache. Durch Prüfung des Bauteils im Durchtritt läßt sich der effektive Langpassefehler noch weiter zurückdrängen, etwa mit Ionenstrahlenabtrag oder Roboterpolieren.With the processing according to the invention the topcoat, for example by polishing, becomes the performance of the optical component significantly improved. Due to the small refractive index differences between the cover layer and the optical component becomes a significant Improvement of the stray light losses ensured. If, for example a refractive index n = 1.40 for the optical component applies and the cover layer to be applied a Refractive index n = 1.45, the improvement is at least eight times. By examination of the component in the passage can be the effective long-pass error push back further, such as with ion beam ablation or robot polishing.
Da optische Bauteile auch bei unterschiedlichen Temperaturen transportiert und bearbeitet werden, ist es bevorzugt für die Deckschicht Materialien zu verwenden, deren Ausdehnungskoeffizient sich nicht zu sehr von demjenigen des Basismaterials unterscheidet. Aus diesem Grund sollte das Auftragen bei nicht zu hohen Temperaturen erfolgen. Vorzugsweise sollten sich die Ausdehnungskoeffizienten um nicht mehr als 20 unterscheiden.There transported optical components even at different temperatures and processed, it is preferred for the top layer materials too Use, whose coefficient of expansion is not too much of that of the base material differs. For this reason, the application should be at not to high temperatures. Preferably should be the coefficients of expansion do not differ by more than 20.
Die Verringerung der Bearbeitungsschritte im erfindungsgemäßen Verfahren bewirkt auch, dass zusätzliche Belastungen des Linsenmaterials, die mit jedem Schritt stattfinden, verringert werden. Beispielsweise erfolgt beim Ionenstrahlabtrag eine starke thermische Belastung des Kristalls, so dass sich die Kristalle entlang der Kristallflächen streckenweise vollständig verschieben. Durch Auftragen der Deckschicht haben jedoch die Oberflächenatome nur geringe Möglichkeiten, ihren Platz nach außen hin zu wechseln.The Reduction of the processing steps in the method according to the invention also causes extra Loads of lens material that occur with each step, be reduced. For example, takes place during Ionenstrahlabtrag a strong thermal load of the crystal, so that the Crystals along the crystal surfaces partially complete move. By applying the cover layer, however, have the surface atoms only limited possibilities their place to the outside to switch.
Die Erfindung betrifft auch die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen optischen Bauteile bzw. optischen Elemente. Die erfindungsgemäß erhaltenen optischen Elemente wei sen in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen der Oberfläche des Basismaterials und der Deckschicht eine an sich bekannte Entspiegelungsschicht auf. Die Herstellung und der Auftrag derartiger Entspiegelungsschichten sind dem Fachmann bekannt. Erfindungsgemäß ist es auch möglich die Entspiegelungsschicht nach vollständiger Fertigung, d.h. nach dem Bearbeiten der Deckschicht und nach Erhalt der gewünschten Passegenauigkeit und Mikrorauhigkeit eine Entspiegelungsschicht auf die so erhaltene Oberfläche aufzutragen. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße optische Element sowohl zwischen Basismaterial und Deckschicht als auch oberhalb der Deckschicht jeweils eine Entspiegelung auf.The Invention also relates to the method according to the invention obtained optical components or optical elements. The inventively obtained white optical elements in a preferred embodiment between the surface the base material and the cover layer a known per se anti-reflection layer on. The production and the application of such anti-reflection coatings are known in the art. According to the invention it is also possible the Anti-reflection coating after complete fabrication, i. to working on the topcoat and after obtaining the desired Fitting accuracy and micro roughness an anti-reflection coating on the surface thus obtained apply. In a most preferred embodiment has the optical according to the invention Element between base material and top layer as well as above the topcoat each have an anti-reflective coating.
Die erfindungsgemäß bearbeiteten optischen Bauteile weisen ein hohes Leistungsvermögen auf, so dass sie in der Hochleistungsoptik, z.B. als Lithographieobjektive, verwendbar sind.The processed according to the invention optical components have high performance, so that in the high performance optics, e.g. as lithography lenses, are usable.
Die Erfindung betrifft somit auch die Verwendung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen optischen Bauteile zur Herstellung von Objektiven, Prismen, Lichtleitstäben, optischen Fenstern sowie optischen Komponenten für die DUV-Photolithographie, zur Herstellung von Steppern, Lasergeräten, insbesondere von Excimer-Lasern, Wafern, Computerchips, sowie integrierten Schaltungen und elektronischen Geräten, die solche Schaltungen und Chips enthalten.The The invention thus also relates to the use of the method according to the invention available optical components for the production of lenses, prisms, light guide rods, optical Windows and optical components for DUV photolithography, for the production of steppers, laser devices, in particular excimer lasers, Wafers, computer chips, as well as integrated circuits and electronic Devices, containing such circuits and chips.
Das folgende Ausführungsbeispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren weiter erläutern.The following embodiment should the inventive method further explain.
BEISPIELEXAMPLE
Eine aus einem homogenen Einkristall durch Sägen und Schleifen erhaltene Kristalllinse aus CaF2-Material wird auf Mikrorauhigkeit poliert. Danach wird sorgfältig gereinigt, um Schmutzpartikel und Wasseranteile an der Oberfläche zu entfernen. Eine weitere Reinigungsstufe erfolgt in einer Bedamp fungsanlage durch Glimmentladung bei Raumtemperatur in einem Zeitraum von etwa 30 Minuten. Dadurch erhöht sich die Temperatur des Bauteils etwas. Anschließend wird eine Deckschicht aus SiO2 in einer Dicke von 0,5 μ aufgedampft. Nach dem Bedampfen wird die Deckschicht durch Polieren wasserfrei mit Diamantpoliermittel bearbeitet. Da die Oberfläche jetzt nicht mehr eine Richtungs-abhängige Härte in der Kristallstruktur aufweist, bleibt die sonst bei CaF2 übliche auftretende Dreiwelligkeit deutlich kleiner. Anschließende Verfahren, wie Ionenstrahlabtrag oder Roboterpolieren, erlauben eine weitere gezielte schnelle Konvergenz der Passeverbesserung, da auch hier auf einer fast glasigen Oberfläche abgetragen wird.A crystalline lens of CaF 2 material obtained from a homogeneous single crystal by sawing and grinding is polished to micro-roughness. It is then carefully cleaned to remove dirt and water from the surface. A further purification step is carried out in a conditioning plant by glow discharge at room temperature over a period of about 30 minutes. As a result, the temperature of the component increases slightly. Subsequently, a cover layer of SiO 2 in a thickness of 0.5 μ is evaporated. After steaming, the topcoat is processed by polishing anhydrous with diamond polish. Since the surface now no longer has a direction-dependent hardness in the crystal structure, the otherwise common with CaF 2 trinicity remains much smaller. Subsequent processes, such as ion beam ablation or robotic polishing, allow further targeted rapid convergence of the Passeverbesserung, since here too on an almost glassy surface is removed.
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