DE102011087323A1 - Zwangsgeformtes optisches Element und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements (10) sowie ein entsprechend hergestelltes optisches Element mit mindestens einer optischen Fläche (3), wobei das Verfahren die Schritte Bereitstellen eines Körpers (1), an welchem die optische Fläche (3) erzeugt werden soll, und Bearbeiten des Körpers (1), um eine ebene, optische Fläche mit definierter Oberflächengüte zu erhalten, umfasst, und wobei nach der Herstellung der ebenen optischen Fläche mit definierter Oberflächengüte die optische Fläche durch Verformung gekrümmt wird, um ein optisches Element (10) mit gekrümmter optischer Fläche zu erhalten.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements mit mindestens einer optischen Fläche sowie ein entsprechendes optisches Element für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie.
  • STAND DER TECHNIK
  • Zur Herstellung von nano- und mikrostrukturierten Bauteilen der Elektrotechnik und der Mikrosystemtechnik werden lithographische Prozesse eingesetzt, bei denen die zu erzeugenden Strukturen mittels einer Projektionsbelichtungsanlage von einem Retikel, welches die Strukturen aufweist, in verkleinernder Weise abgebildet werden.
  • Um immer kleiner werdende Strukturen mit ausreichender Auflösung abbilden zu können, werden die Projektionsbelichtungsanlagen mit Arbeitslicht mit zunehmend kleineren Wellenlängen betrieben. Beispielsweise sind EUV(extrem ultraviolett)-Projektionsbelichtungsanlagen bekannt, bei denen das Licht, mit dem die Projektionsbelichtungsanlage betrieben wird, im Bereich des extrem ultravioletten Wellenlängenspektrums, also im Bereich von beispielsweise 5 bis 20 nm, vorzugsweise bei 6,9 oder 13,5 nm gewählt wird.
  • Bei derartigen Projektionsbelichtungsanlagen können Facettenspiegel zum Einsatz kommen, die aus einer Vielzahl von kleinen Spiegelelementen zusammengesetzt sind, die zudem eine beliebige dreidimensionale Oberflächenform an der Spiegelfläche, d. h. Reflexionsfläche, aufweisen können. Entsprechend ist es sehr aufwändig derartige Facettenspiegel herzustellen. Darüber hinaus müssen die Spiegelelemente höchsten Anforderungen an die Oberflächengüte der Reflexionsfläche genügen, sodass nicht nur Schwierigkeiten bestehen die Vielzahl von Spiegelelementen wirtschaftlich sinnvoll herstellen zu können, sondern auch dass die geforderten Eigenschaften der Spiegelelemente überhaupt technisch realisiert werden können.
  • Aus der WO 2008/145364 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements oder eines Teils eines optischen Elements bekannt, bei welchem ein Schichtsystem zur Bildung einer Reflexionsschicht auf einem Abformkörper abgeschieden wird und nach Ausbilden eines Grundkörpers auf dem Schichtsystem vom Abformkörper abgetrennt wird. Auf diese Weise lässt sich ein optisches Element, insbesondere ein Spiegel mit einer Oberflächentopographie bilden, wie sie der Abformkörper aufweist.
  • Aus der WO 2008/101656 sind eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Facettenspiegel hierfür bekannt, bei welchem die Facettenelemente aus zwei Teilen zusammengesetzt werden, wobei die Spiegelteile, die die Spiegelflächen aufweisen, aus einem großen Spiegel herausgeschnitten werden, der entsprechend die erforderliche Form und Oberflächengüte aufweist. Alternativ können die Spiegelelemente als Einzelelemente zusammengepackt werden, um gemeinsam an der Oberfläche bearbeitet zu werden, um die erforderliche Oberflächenform und – güte zu erzielen.
  • Aus der US 2005/0018311 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung asphärischer, optischer Flächen bekannt, wobei eine Form bereitgestellt wird, welche an die asphärische Form des zu erzeugenden, optischen Elements angepasst wird. Das zu erzeugende, optische Element wird so in die Form eingepresst, dass es bezüglich der asphärischen Fläche anliegt. Anschließend wird das optische Element sphärisch bearbeitet, um der Oberfläche eine entsprechende Oberflächengüte zu verleihen. Nach Entnahme aus der Form und Relaxation der elastischen Verformung weist das optische Element dann die geforderte asphärische Oberfläche mit der gewünschten Oberflächengüte auf.
  • Aus der JP 2000084838 ist ebenfalls ein Verfahren bekannt, bei welchem optische Elemente durch elastische Verformung, Bearbeitung der Oberfläche im verformten Zustand und Relaxation nach der Bearbeitung erzeugt werden, die Flächen mit einer definierten Oberflächengüte aufweisen, die gekrümmt sein können.
  • Obwohl damit im Stand der Technik bereits Verfahren und Vorrichtungen beschrieben sind, die dem oben geschilderten Problem der Herstellung von frei geformten optischen Flächen mit definierter Oberflächengüte Rechnung ertragen, gibt es weiterhin Bedarf effektive und günstige Verfahren zur Herstellung entsprechender optischer Elemente bereit zu stellen, die neben einer effektiven Herstellungsweise auch höchsten Anforderungen an die damit erzielbare Oberflächengüte der optischen Fläche genügen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements mit einer optischen Fläche bereit zustellen, bei dem die optische Fläche eine definierte Oberflächengüte aufweisen soll und eine beliebige Oberflächenform (Topographie) besitzen kann. Ein entsprechendes Verfahren soll einfach und zuverlässig anwendbar sein und Oberflächen mit hoher Oberflächengüte, insbesondere einer sehr niedrigen Rauheit bereit stellen können.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein optisches Element mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung geht aus von der Idee, dass die Prozesse zur Herstellung der gewünschten Oberflächengüte, d.h. insbesondere der erforderlichen niedrigen Rauheit, und der Einstellung der gewünschten Oberflächenform voneinander getrennt werden können.
  • Entsprechend wird vorgeschlagen, dass bei der Herstellung eines optischen Elements mit mindestens einer optischen Fläche zunächst ein Körper bereitgestellt wird, an welchem die optische Fläche erzeugt werden soll. An dem Körper kann dann die Oberfläche, an der die optische Fläche erzeugt werden soll, bearbeitet werden, um eine ebene, optische Fläche mit definierter Oberflächengüte zu erhalten. Entsprechend können Bearbeitungsverfahren zur Bearbeitung von planen, ebenen Flächen eingesetzt werden, die es ermöglichen, höchste Rauheitsanforderungen zu erfüllen.
  • Nachdem eine entsprechende ebene, optische Fläche mit definierter Oberflächengüte erzeugt worden ist, wird die optische Fläche durch Verformung gekrümmt, um eine beliebige Oberflächentopographie der optischen Fläche einstellen zu können. Durch die getrennten Arbeitsschritte mit einerseits Bearbeitung einer ebenen Fläche zur Einstellung einer definierten Oberflächengüte, insbesondere einer gewünschten Rauheit, und andererseits Verformung der optischen Fläche zur Bereitstellung der gewünschten Oberflächentopographie kann in einfacher und zuverlässiger Weise ein optisches Element mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt werden.
  • Insbesondere ist nach dem vorgeschlagenen Verfahren keine weitere Bearbeitung der optischen Fläche nach der Verformung erforderlich, so dass aufwändige Oberflächenbearbeitungsschritte an einer gekrümmten bzw. beliebig geformten optischen Fläche entfallen.
  • Die Verformung der ebenen, optischen Fläche kann in der Weise durchgeführt werden, dass im Wesentlich die definierte Oberflächengüte der ebenen, optischen Fläche nach der der Verformung beibehalten wird.
  • Die Verformung der ebenen, optischen Fläche in eine gekrümmte, optische Fläche kann durch Umformung bzw. Verformung des gesamten Körpers, an dem die ebene, optische Fläche mit definierter Oberflächengüteausgebildet ist, erfolgen, wobei insbesondere der Körper so dünn ausgebildet sein kann, dass eine einfache Verformung des Körpers möglich ist.
  • Um in einfacher Weise die gewünschte Oberflächentopographie der optischen Fläche zu erzielen, kann der Körper in eine Form gepresst werden, so dass der Körper und somit die optische Fläche eine Oberflächenform der Form annehmen.
  • Um eine Beschädigung der bereits mit einer definierten Oberflächengüte eingestellten, optischen Fläche zu vermeiden, kann der Körper mit einer der optischen Fläche gegenüberliegenden bzw. von dieser abgewandten Seite in die Form gepresst werden.
  • Um weiterhin eine Beschädigung der bereits hinsichtlich der Oberflächengüte bzw. Rauheit fertig gestellten, optischen Fläche während des Pressvorgangs zu vermeiden, kann der Körper mittels Unterdruck in die Form gepresst bzw. gezogen werden, so dass sowohl die Funktion als Anschlag zu dienen als auch die Funktion der Bereitstellung einer Angriffsfläche für den Pressvorgang in der Fläche vereint sind, die der optischen Fläche gegenüber liegt.
  • Durch Ausbildung einer Formgebungsfläche in der Form, die der herzustellenden Oberflächentopographie der optischen Fläche entspricht, kann durch Verformung des Körpers in der Form mit der Formgebungsfläche als Anschlag eine Übertragung der Formgebungsfläche der Form auf die optische Fläche erzielt werden, ohne dass die bereits an der optischen Fläche eingestellte Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere hinsichtlich der Rauheit, im Wesentlich beeinträchtigt wird. Damit kann das Ziel, eine beliebig geformte, optische Fläche mit einer definierten Oberflächengüte herzustellen, in leichter Weise realisiert werden.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann als Form ein Substrat gewählt werden, welches den Körper mit der optischen Fläche dauerhaft aufnimmt. Durch die zusätzliche Ausbildung eines Substrats, welches den Körper aufnimmt, der die optische Fläche aufweist, kann der Körper mit der optischen Fläche optimal auf die Ausbildung der optischen Fläche ausgerichtet werden, während des Substrat für die Anordnung des optischen Elements in einem Tragkörper für beispielsweise die Ausbildung eines Facettenspiegels, ausgerichtet sein kann. Darüber hinaus kann das Substrat neben der Trag- oder Befestigungsfunktion weitere Funktionen hinsichtlich der Bereitstellung einer ausreichenden Wärmeableitung, Erhöhung der Stabilität des optischen Elements, Vermeidung von temperaturbedingten Formänderungen und dgl. übernehmen. Entsprechend kann es Substrat aus einer Keramik, insbesondere Glaskeramik oder TiO2 sowie SiC gebildet sein, während der Körper beispielsweise zur Ausbildung einer Spiegelfläche aus Metall, insbesondere Kupfer gebildet sein kann.
  • Der Körper kann mit dem Substrat stoffschlüssig verbunden sein, so dass eine feste und zuverlässige Verbindung des die optische Fläche enthaltenden Körpers und des Substrats gegeben ist. Die Verbindung von Körper und Substrat kann durch vielfältige Verfahren realisiert werden, wie beispielsweise Löten, Schutzgaslöten, Vakuumlöten, reflow-Löten, Widerstandslöten, Schweißen, Laserstahlschweißen, Diffusionsschweißen, Verkleben, anodisches Bonden, direktes Bonden, eutektisches Bonden oder adhäsives Bonden.
  • Beim Löten unter Schutzgas oder Vakuum kann auf dem Substrat eine Lötfolie oder ein Löttape bzw. eine Lötpaste angeordnet werden, auf welche dann der die optische Fläche enthaltende Körper aufgebracht wird, um bei entsprechender Temperatureinwirkung und Aufschmelzen des Lots durch die sich ausbildende Lotverbindung mit den Substrat stoffschlüssig verbunden zu werden. Eine derartige Löttechnik ist beispielsweise auch als Reflow-Löten bekannt, wobei die Lötpaste auch durch Bedrucken (z.B. Siebdruck) auf dem Substrat aufgebracht werden kann. Statt das Lot auf dem Substrat aufzubringen, ist auch denkbar, dass das Lot zusätzlich oder alternativ auf dem Körper angeordnet werden kann.
  • Das Lot zum Löten kann auf dem Substrat und/oder dem Körper auch vor dem Verformen des Körpers aufgebracht werden, so dass bei Verwendung des Substrats als Form der zu verformende Körper, der die optische Fläche aufweist, gegen die Formgebungsfläche mit dem Lot gepresst wird, so dass anschließend an die Verformung des Körpers sich der Lötprozess anschließen kann. Die Wärme zum Aufschmelzen des Lots kann durch elektrische Widerstandsheizung (Widerstandslöten) oder auch durch Strahlungsenergie eingebracht werden.
  • Darüber hinaus ist das stoffschlüssige Verbinden von Körper und Substrat auch durch Schweißen unter Vermeidung eines Lotzusatzwerkstoffs möglich, beispielsweise durch Laserstrahlschweißen oder Diffusionsschweißen.
  • Ferner kann eine stoffschlüssige Verbindung von Körper und Substrat auch durch Verkleben mit einem Klebstoff erzielt werden. Darüber hinaus sind Bond – Techniken, wie sie beispielsweise in der Halbleiter – und Mikrosystemtechnik zum Verbinden von Wafern eingesetzt werden, entsprechend Verwendung finden. Beispielsweise kann beim sogenannten direkten Bonden durch Ausbildung von Wasserstoffbrücken und von Van-der-Waals-Wechselwirkungen eine direkte Verbindung zwischen Körper und Substrat geschaffen werden. Dies kann beim anodischen Bon- den durch Vorsehen von Glas mit erhöhten Na-Ionenkonzentrationen und entsprechender Diffusion der Natriumionen verstärkt werden. Auch ein Vorsehen von Legierungselementen, die eine eutektische Legierung ausbilden können, können zum stoffschlüssigen Verbinden beispielsweise in Form des eutektischen Bondens genutzt werden.
  • Entsprechend kann der Körper mit dem Substrat über eine Verbindungsschicht stoffschlüssig verbunden werden.
  • Als Verbindungsschicht kommen auch Reaktivmultischichten in Frage, bei welchen eine Vielzahl von Teilschichten vorgesehen werden, die miteinander eine exotherme Reaktion nach Zuführung einer Aktivierungsenergie ausführen und auf diese Weise Energie zur Ausbildung einer Schweißverbindung der zu verbindenden Bauteile, nämlich Körper und Substrat, bereitstellen oder Energie für die Ausbildung einer Lotverbindung oder dergleichen abgeben. Die Energieabgabe ist dabei örtlich begrenzt und kann gezielt eingestellt werden, so dass die Temperaturbelastung von Körper und Substrat niedrig gehalten werden kann.
  • Entsprechend kann mit dem vorgestellten Verfahren eine optisches Element insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie und vorzugsweise für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage bereitgestellt werden, insbesondere ein Spiegelelement, vorzugsweise für einen Facettenspiegel, das eine Oberfläche mit niedriger Rauheit und einer beliebigem Topographie aufweist.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
  • 1 ein Beispiel für den Ablauf der Herstellung eines erfindungsgemäßen optischen Elements;
  • 2 eine Querschnittsansicht, die einen Teilschritt des Herstellungsverfahrens im Detail zeigt;
  • 3 eine Querschnittsansicht, die einen Verfahrensschritt und das dabei verwendete Werkzeug mit weiteren Details zeigt; und in
  • 4 eine Darstellung der Wirkungsweise von Reaktivmultischichten.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
  • Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren deutlich. Allerdings ist diese Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
  • Die 1 zeigt in rein schematischer Weise die Abfolge verschiedenster Verfahrensschritte zur Herstellung eines Spiegels mit einer gekrümmten, asphärischen Oberfläche zum Einsatz in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie.
  • Wie in 1 dargestellt, wird zunächst ein metallischer Körper 1, an welchem die Reflexionsfläche des Spiegels ausgebildet werden soll, bereitgestellt. Der metallische Körper 1, der beispielsweise aus Kupfer gebildet sein kann, weist eine Oberfläche 2 auf, die von vorangehenden Herstellungsschritten eine bestimmte Oberflächenrauigkeit aufweist. Die Oberfläche 2, die zur Reflexionsfläche des Spiegels ausgebildet werden soll, wird deshalb entsprechend bearbeitet, um eine optische Fläche 3 in Form einer Reflexionsfläche bereitzustellen. Der metallische Körper 1 liegt hierbei in einer Form vor, bei der die zu bearbeitende Oberfläche 2 mit Ausnahme der in der Darstellung der 1 übertrieben dargestellten Oberflächenrauigkeit eine ebene, planare Ausbildung aufweist. Durch die ebene, planare Gestalt der zu bearbeitenden Oberfläche 2 ist eine einfache Bearbeitung der Oberfläche 2 bis zu einer Oberflächengüte mit einer Rauheit von <= 0,5 nm RMS (Root Mean Square (quadratische Rauheit)), insbesondere <= 0,1 nm RMS in einem Ortsfrequenzbereich von 10 nm bis einigen Mikrometern möglich. Zur Erzielung einer derartigen Oberflächengüte können sämtliche bekannten und bewährten Verfahren und Methoden zur Glättung von Oberflächen, wie beispielsweise mechanisches Schleifen und Polieren sowie chemische bzw. elektrochemische Bearbeitung der Oberfläche oder die Bearbeitung der Oberfläche mit Strahltechniken eingesetzt werden.
  • Im nächsten Schritt wird gemäß 1 eine entsprechende Form in Form eines Substrats 4 bereitgestellt, bei welchem eine Formgebungsfläche 5 mit einer Oberflächentopografie hergestellt worden ist, die der Oberflächentopografie entspricht, die der fertige Spiegel 10 an der Reflexionsfläche 3 (optische Fläche) aufweisen soll. Die Oberflächentopografie der Formgebungsfläche 5 des Substrats 4 kann ebenfalls durch geeignete, insbesondere bekannte und bewährte Verfahren und Methoden erzeugt werden. Neben spanenden und spanlosen mechanischen Formgebungsverfahren, wie beispielsweise Fräsen, Schleifen, Pressen usw. sind auch sämtliche anderen Verfahren, wie Gießen, oder Formgebung durch chemische oder elektrochemische Bearbeitung, Strahlbearbeitung und dergleichen möglich.
  • Die Formgebungsfläche 5 des Substrats 4 wird hierbei genau so ausgebildet, wie die Reflexionsfläche 3 des Spiegels 10 nach der Fertigstellung sein soll. Entsprechend kann die Formgebungsfläche 5 jede beliebige dreidimensionale Form aufweisen, um beispielsweise asphärische Spiegel für die EUV-Projektionsbelichtungsanlage herzustellen.
  • Auf dem so geformten Substrat 4 werden Bindemittel in Form einer Schicht 6 aufgebracht, die zum stoffschlüssigen Verbindung des Körpers 1 mit dem Substrat 4 dienen. Die Bindemittelschicht 6 kann Lote, Klebstoffe und dergleichen umfassen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Schicht 6 um die Ausbildung von Reaktivmultischichten, die beispielsweise durch Zerstäuben (Sputtern), Bedampfen, Bedrucken, insbesondere durch Siebdruck, oder durch flüssiges Aufbringen, wie beispielsweise Bestreichen und dergleichen, aufgebracht werden können. Bevorzugt ist das Aufbringen von dünnen Reaktivmultischichten, bei denen die Einzelschichten im Bereich einer Dicke von 10 bis 50 nm liegen, durch Magnetronsputtern oder Ionenstrahlsputtern.
  • Bei den Reaktivmultischichten kann es sich beispielsweise um eine Abfolge von Nickel- und Aluminiumschichten bzw. Titan- und Aluminiumschichten oder Titan- und Siliziumschichten handeln, die durch exotherme Reaktion beispielsweise intermetallische Verbindungen wie NiAl oder TiAl ausbilden. Weitere reaktive Multischichtsysteme können aus Ti/B, Ti/C, Ti/Si, Zr/Si, V/Si, Ti/Ni, Zr/Al, Pd/Al oder Pt/Al gebildet werden.
  • Die 4 zeigt schematisch die Wirkungsweise entsprechender Reaktivmultischichten, wie sie beispielsweise in der Schicht 6 auf dem Substrat 4 der 1 durch Abscheidung aufgebracht werden können. Die 4 zeigt einen Stapel von Einzelschichten 30, 31, die in wiederkehrender Weise abwechselnd beispielsweise aus Nickel- und Aluminiumschichten gebildet sind. Nach Zuführung einer Aktivierungsenergie über einen Zündimpuls 35 schreitet eine Reaktionsfront 33 durch die Schicht 6, bei der die einzelnen Teilschichten 30, 31 miteinander exotherm reagieren und die intermetallische Verbindung NiAl im reagierten Bereich 34 bilden. Die Reaktionsfront 33 schreitet durch die exotherme Reaktion selbstständig voran und durch die exotherme Reaktion wird Energie bereitgestellt, um an den angrenzenden Bauteilen also im Substrat 4 und dem Körper 1, eine stoffschlüssige Verbindung auszubilden. Hierzu kann zusätzlich einseitig oder beidseits der Reaktivmultischicht aus den Einzelschichten 30, 31 ein zusätzliches Verbindungsmaterial, beispielsweise in Form von Lotschichten 35, 36 vorgesehen sein, die durch die von der Reaktivmultischicht bereitgestellten Energie aufschmelzen und eine stoffschlüssige Verbindung mit den anliegenden Bauteilen bilden.
  • Nach dem Aufbringen der Reaktivmultischicht mit oder ohne zusätzlichen Lotschichten in der Schicht 6 wird der metallische Körper 1 mit der fertig bearbeiteten Reflexionsfläche 3 (optische Fläche) in das Substrat 4 hinein gepresst, wobei das Substrat 4 als Form dient. Entsprechend wird der Körper 1 gemäß der Oberflächentopographie der Formgebungsfläche 5 des Substrats 4 verformt und bildet selbst die entsprechende Oberflächentopographie an der Reflexionsfläche 3 aus.
  • Das Hineinpressen des Körpers 1 mit der optischen Fläche 3 auf die Formgebungsfläche 5 des Substrats 4 kann, wie in den 2 und 3 dargestellt ist, durch ein Vakuumsaugverfahren realisiert werden. Zu diesem Zweck wird der Körper 1 auf dem Substrat 4 angeordnet und durch im Substrat 4 vorgesehene Ansaugkanäle 11 wird die Luft entsprechend des Pfeils 13 aus dem Bereich zwischen dem Körper 1 und dem Substrat 4 herausgesaugt, sodass ein Unterdruck entsteht und durch diesen Unterdruck der metallische Körper 1 dicht an die Formgebungsfläche 5 des Substrats 4 gepresst wird, sodass sich der metallische Körper 1 entsprechend der Oberflächentopographie der Formgebungsfläche 5 des Substrats 4 verformt und diese Oberflächentopographie in der fertig bearbeiteten Reflexionsfläche 3 abbildet.
  • Die 3 zeigt hierzu eine Vakuumaufnahme 20, in welcher das Substrat 4 über Abstandshalter 21 angeordnet wird. Zwischen dem Substrat 4 und der Vakuumaufnahme 20 wird eine elastische Membran 22 zur Abdichtung angeordnet, genauso wie zwischen dem metallischen Körper 1 und dem Substrat 4 mit der elastischen Membran 23. Dadurch ist ein wirksames Absaugen der Luft gemäß dem Pfeil 13 aus dem Zwischenraum zwischen dem metallischen Körper 1 und dem Substrat 4 über die Vakuumkanäle 11 möglich, um eine ausreichende Kraft F bereitzustellen, die ein dichtes Anliegen des metallischen Körpers 1 an die Formgebungsfläche 5 des Substrats 4 ermöglicht, welche die an der Reflexionsfläche 3 des metallischen Körpers 1 auszubildende Topographie aufweist. Der Druck, der erzeugt wird, um den metallischen Körper 1 an die Formgebungsfläche 5 des Substrats 4 anzupressen kann im Bereich >= 15 MPa sein. Um ein Gleiten des metallischen Körpers 1 in die durch das Substrat 4 bereitgestellte Form zu ermöglichen, kann an den Auflagekanten ein Gleitmittel vorgesehen sein.
  • Sobald der metallische Körper 1 dicht an dem Substrat 4 und der darauf angeordneten Schicht 6 anliegt, wird der Reaktivmultischicht eine entsprechende Aktivierungsenergie zugeführt, um die exotherme Reaktion der Reaktivmultischicht in Gang zu setzen. Durch die bereits oben beschriebene Wirkungsweise der Reaktivmultischicht mit der Bereitstellung von Reaktionswärme kann eine gezielte, lokal begrenzte Wärmeeinbringung an der Grenzfläche zwischen metallischem Körper 1 und Substrat 4 realisiert werden, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem metallischen Körper 1 und dem Substrat 4 mit einer dazwischen angeordneten Verbindungsschicht 7 zu bewirken, wobei die Verbindungsschicht 7 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Reaktivmultischicht sowie möglicherweise vorgesehene Lotschichten umfasst. Die Dichtmembranen 22, 23 werden nach der Fertigstellung der stoffschlüssigen Bindung wieder entfernt.
  • Nach dem Ausbilden der stoffschlüssigen Verbindung zwischen metallischem Körper 1 und Substrat 4 liegt der fertige metallische Spiegel 10 mit einer metallischen Reflexionsfläche 3, die eine asphärische Form aufweist, vor, wobei der Spiegel 10 einen Substratkörper 4, beispielsweise aus Invar-Stahl oder Keramik bzw. Glaskeramik, wie beispielsweise MACOR (Macor ist eine Marke der Firma Corning), aufweist. Das Substrat 4 kann hierbei, wie in 2 gezeigt ist, zusätzlich Montageelemente, wie beispielsweise Bohrungen 12 aufweisen, die es ermöglichen, dass das Spiegelelement 10 in einem Trägerelement angeordnet werden kann, um beispielsweise mit einer Vielzahl von Spiegelelementen 10 einen Facettenspiegel zu erzeugen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern vielmehr sind Abwandlungen in der Weise möglich, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Die vorliegende Erfindung offenbart insbesondere sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2008/145364 [0005]
    • WO 2008/101656 [0006]
    • US 2005/0018311 A1 [0007]
    • JP 2000084838 [0008]

Claims (21)

  1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements (10) mit mindestens einer optischen Fläche (3), welches folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Körpers (1), an welchem die optische Fläche (3) erzeugt werden soll, Bearbeiten des Körpers (1), um eine ebene, optische Fläche mit definierter Oberflächengüte zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Herstellung der ebenen optischen Fläche mit definierter Oberflächengüte die optische Fläche durch Verformung gekrümmt wird, um ein optisches Element (10) mit gekrümmter optischer Fläche zu erhalten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Verformung der ebenen optischen Fläche keine weitere Bearbeitung der optischen Fläche (3) erfolgt und/oder die gekrümmte optische Fläche im Wesentlichen die definierte Oberflächengüte der ebenen, optischen Fläche aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung der ebenen, optischen Fläche in eine gekrümmte optische Fläche durch Verformung des Körpers (1) erfolgt, wobei insbesondere im Wesentlichen der gesamte Körper verformt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung der ebenen, optischen Fläche in eine gekrümmte optische Fläche durch ein Pressen des Körpers (1) gegen eine Form (4) erfolgt, wobei der Körper insbesondere mit einer der optischen Fläche gegenüber liegenden und von dieser abgewandten Seite gegen die Form gepresst wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Umformung der ebenen, optischen Fläche in eine gekrümmte optische Fläche der Körper (1) durch Erzeugen eines Unterdrucks zwischen dem Körper (1) und einer Form (4) in die Form gepresst wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Form eine Formgebungsfläche (5) ausgebildet wird, die in ihrer Topographie derjenigen der gekrümmten, optischen Fläche (3) entspricht.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Umformung der ebenen, optischen Fläche in eine gekrümmte, optische Fläche der Körper (1) gegen eine Form gepresst wird, die anschließend gleichzeitig als Substrat (4) für den Körper dient.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (4) aus Keramik, Glaskeramik, Titandioxid oder Siliziumkarbid gebildet ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) mit dem Substrat (4) stoffschlüssig verbunden wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) mit dem Substrat (4) durch mindestens einen Prozess aus der Gruppe verbunden wird, die Löten, Schutzgaslöten, Vakuumlöten, Reflow-Löten, Widerstandslöten, Schweißen, Laserstrahlschweißen, Diffusionsschweißen, Verkleben, anodisches Bonden, direktes Bonden, eutektisches Bonden und adhäsives Bonden umfasst.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) mit dem Substrat (4) über mindestens eine Verbindungsschicht (7) verbunden wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (7) durch Reaktivmultischichten gebildet wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Fläche (3) eine Spiegelfläche ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) aus einem Metall ist, insbesondere Kupfer.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeiten des Körpers zum Erhalt einer optischen Oberfläche das Polieren der Oberfläche umfasst.
  16. Optisches Element für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einer gekrümmten, optischen Fläche (3), welche an einem Körper (1) ausgebildet ist, wobei das optische Element ein Substrat (4) umfasst, welches in der chemischen Zusammensetzung unterschiedlich zum Körper ist und wobei der Körper auf dem Substrat angeordnet ist und mit diesem stoffschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) verformt ist.
  17. Optisches Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Verbindungsfläche (5) aufweist, deren Topographie im Wesentlichen der Topographie der gekrümmten, optischen Fläche entspricht.
  18. Optisches Element nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Körper (1) und Substrat (4) mindestens eine Verbindungsschicht (7) angeordnet ist, deren chemische Zusammensetzung unterschiedlich zum Körper und Substrat ist.
  19. Optisches Element nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte, optische Fläche (3) asphärisch gekrümmt ist.
  20. Optisches Element nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte, optische Fläche (3) poliert ist.
  21. Optisches Element nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mindestens einen Kanal (11) umfasst, der durch das Substrat bis zum Körper verläuft.
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