DE102017213038A1

DE102017213038A1 - Optische vorrichtung sowie fassung und lager- und positioniervorrichtung für optische elemente der optischen vorrichtung

Info

Publication number: DE102017213038A1
Application number: DE102017213038.5A
Authority: DE
Inventors: Hubert Holderer; Tobias Hegele
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2018-06-07
Also published as: DE102016224334A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lager - und Positioniervorrichtung zur Lagerung und/oder Positionierung von mindestens einem optischen Element in einer optischen Vorrichtung, wobei die Lager - und Positioniervorrichtung mindestens einen Lagergrundkörper (1) zur Anordnung in der optischen Vorrichtung, mindestens eine Tragstruktur (2) für das optische Element, eine Lageranordnung zur Anordnung des optischen Elements an der Tragstruktur und eine Verstelleinrichtung zur verstellbaren Anordnung der Tragstruktur am Lagergrundkörper aufweist, wobei die Lageranordnung drei Bipods (7) aufweist, die vorzugsweise in einer Kreisanordnung gleichmäßig verteilt mit gleichem Kreisbogenabstand zueinander an der Tragstruktur und dem optischen Element angeordnet sind sowie eine Fassung für ein optisches Element mit einem Fassungsring und einer Aufnahme für das optische Element im Zentrum des Fassungsrings, wobei die Aufnahme durch mindestens zwei Stege gehalten ist, die entlang der Längsrichtung der Stege zwischen Aufnahme und Fassungsring angeordnet sind und die Aufnahme mit dem Fassungsring verbinden, wobei die Stege so tangential an der Aufnahme angeordnet sind, dass es bei einer Veränderung der Länge der Stege zu einer Drehung der Aufnahme um eine durch das Zentrum des Fassungsring und einer Ringebene des Fassungsrings verlaufende Zentralachse kommt. Außerdem betrifft die Erfindung eine optische Vorrichtung mit einer Fassung und/oder einer Lager - und Positioniervorrichtung und Verfahren zur Lagerung und Positionierung mindestens eines optischen Elements.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lager - und Positioniervorrichtung zur Lagerung und/oder Positionierung von mindestens einem optischen Element in einer optischen Vorrichtung bzw. eine Fassung für ein optisches Element sowie eine optische Vorrichtung mit einer entsprechenden Lager - und Positioniervorrichtung und/oder einer entsprechenden Fassung. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Positionierung und Justage von optischen Elementen.
STAND DER TECHNIK
Optische Vorrichtungen werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, beispielsweise als Beleuchtungssysteme oder Projektionsobjektive in Mikrolithographieanlagen zur Herstellung von mikrostrukturierten oder nanostrukturierten Bauteilen sowie in Prüf - und Inspektionsvorrichtungen, beispielsweise in Waferinspektionsanlagen. Um die gewünschte optische Funktion zu erreichen, müssen die optischen Elemente einer optischen Vorrichtung exakt gelagert und ausgerichtet werden, was insbesondere bei Vorrichtungen, die eine sehr präzise Abbildung erfordern, wie beispielsweise bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie oder bei Waferinspektionsanlagen.
Aus dem Stand der Technik sind deshalb bereits eine Vielzahl von Vorrichtungen zur Lagerung und/oder Positionierung von optischen Elementen, wie Spiegel oder optische Linsen, bzw. Fassungen für optische Elemente bekannt, die unter anderem auch die Möglichkeit bieten, das optische Element zu verstellen bzw. zu justieren oder in einer anderen Art und Weise zu beeinflussen, wie beispielsweise zu verformen, um die optischen Eigenschaften zu ändern. Beispiele hierfür sind in den Dokumenten DE 10 2011 075 316 A1 , DE 10 039 712 A1 , DE 10 344 178 A1 oder WO 2012/41462 A2 zu finden.
Trotz der im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen bedarf es gleichwohl einer weiteren Verbesserung und Optimierung entsprechender Vorrichtungen und Fassungen zur Lagerung und Positionierung von optischen Elementen, um bei einem möglichst einfachen Aufbau und einer einfachen Handhabung der Vorrichtung eine möglichst effektive und effiziente Lagerung und Positionierung der optischen Elemente mit präziser Ausrichtung zu ermöglichen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lager - und Positioniervorrichtung zur Lagerung und/oder Positionierung von mindestens einem optischen Element bzw. eine Fassung zur Aufnahme eines optischen Elements sowie eine entsprechende optische Vorrichtung zu schaffen, bei welchem die Lagerung und/oder Positionierung der optischen Elemente mit einfachen Mitteln in exakter Weise möglich ist. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Verfahren zur Lagerung und Positionierung bzw. Justierung bereitgestellt werden.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lager - und Positioniervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Fassung mit den Merkmalen des Anspruchs 6, eine optische Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9, eine Waferinspektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie einem Verfahren zur Lagerung und Positionierung mindestens eines optischen Elements mit den Merkmalen des Anspruchs 13 oder 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Lager - und Positioniervorrichtung vor, bei welcher ein Lagergrundkörper zur Anordnung der Lager - und Positioniervorrichtung in einer optischen Vorrichtung vorgesehen ist, wobei zusätzlich eine Tragstruktur für das optische Element an dem Lagergrundkörper angeordnet wird. An der Tragstruktur ist das optische Element über eine Lageranordnung gelagert, während die Tragstruktur an dem Lagergrundkörper über eine Verstelleinrichtung angeordnet ist, die eine verstellbare Anordnung der Tragstruktur am Lagergrundkörper ermöglicht. Die Lageranordnung weist drei Bipods auf, die an der Tragstruktur und dem optischen Element angeordnet sind.
Bevorzugt können die Bipods in einer Kreisanordnung gleichmäßig verteilt mit gleichem Kreisbogenabstand zueinander zwischen der Tragstruktur und dem optischen Element angeordnet werden. Unter Kreisanordnung wird hierbei die Anordnung der Bipods entlang eines gedachten Kreises verstanden, wobei jedoch die Tragstruktur als auch der Lagergrundkörper oder das optische Element eine kreisförmige Form, aber ebenfalls auch eine andere Form aufweisen können. Die Anordnung in einer Kreisanordnung besagt auch nicht, dass die Bipods gemäß eines Kreises gekrümmt sind, sondern drückt lediglich aus, dass der Anordnungsort an einer Kreisbahn liegt, wobei die Anordnung beispielsweise tangential an dem gedachten Kreis sein kann. Die Kreisanordnung ist bevorzugt und ist für die Lagerung optimal. Aber es kann auch aus Bauraumgründen notwendig sein, kompromisse einzugehen und die optimale Kreisanordnung zu verlassen. Dann ist eine spiegelsymmetrische Anordnung, in der die Bipods beispielsweise ein gleichschenkliges Dreieck bilden bevorzugt. Alternativ ist auch eine unregelmäßige Anordnung der Bipods möglich.
Über eine derartige Anordnung des optischen Elements an der Tragstruktur kann eine statisch bestimmte Lagerung des optischen Elements ohne übermäßige externe Krafteinwirkungen realisiert werden. Darüber hinaus ermöglichen die Bipods die Integration von Schwingungsdämpfungsstrukturen und dergleichen. Gleichzeitig dienen die Bidopen auch zur thermischen Entkopplung und einer einfacheren Vorjustage..
Die Verstelleinrichtung, die zur verstellbaren Anordnung der Tragstruktur am Lagergrundkörper zwischen diesen vorgesehen ist, kann ebenfalls drei in einer Kreisanordnung gleichmäßig verteilt, mit gleichem Abstand zueinander angeordnete Linearverstelleinheiten aufweisen, wobei der Winkelabstand zwischen den benachbarten Linearverstelleinheiten entlang der Kreislinie wie bei den Bipods jeweils 120° betragen kann. Die Linearverstelleinheiten können jedoch um einen Winkel von 60° um die zentrale Achse bzw. optische Achse der Lager - und Positioniervorrichtung verdreht zu den Bipods der Lageranordnung angeordnet sein.
Die Linearverstelleinheiten ermöglichen eine lineare Verstellung in einer Richtung, wobei hier die lineare Verstellung bzw. Verschiebung des Abstands zwischen dem Lagergrundkörper und der Tragstruktur ermöglicht wird, also in einer Richtung parallel zur optischen Achse der Lager - und Positioniervorrichtung bzw. des optischen Elements in der optischen Vorrichtung, in der die Lager - und Positioniervorrichtung vorgesehen wird. Bei den Linearverstelleinheiten kann es sich beispielsweise um Piezoaktuatoren oder sonstige Einrichtungen, die eine lineare Bewegung ermöglichen, handeln.
Die Verstelleinrichtung mit den Linearverstelleinheiten und die Lageranordnung mit den Bipods können an derselben Seite der Tragstruktur angeordnet sein, sodass sich die Bipods der Lageranordnung und die Linearverstelleinheiten der Verstelleinrichtung in einer gleichen Ebene der Lager - und Positioniervorrichtung befinden können. Dadurch ist eine kompakte Bauweise gewährleistet.
Die Bipods weisen - wie der Name sagt - eine Zwei - Stab - Struktur auf, wobei die beiden Stäbe in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind, sodass die Stäbe an einem Ende zusammenlaufen und an dem anderen Ende voneinander wegweisen. Die Bipods können entsprechend mit dem zusammenlaufenden Ende an dem optischen Element angeordnet werden und mit dem auseinanderlaufenden Ende an der Tragstruktur.
Die Lager - und Positioniervorrichtung kann weiterhin eine Fassung für mindestens ein weiteres optisches Element aufweisen, wobei für die Fassung selbstständig und unabhängig sowie in Kombination mit der Lager - und Positioniervorrichtung Schutz begehrt wird. Die Fassung kann über eine oder mehrere Anlagenflächen an dem Lagergrundkörper angeordnet sein oder über Linearverstellelemente ähnlich der Verstelleinrichtung zur Verbindung von Lagergrundkörper und Tragstruktur an dem Lagergrundkörper angeordnet sein und zwar vorzugsweise an der Seite des Lagergrundkörpers, die von der Seite, an der die Tragstruktur angeordnet ist, abgewandt ist bzw. ihr gegenüberliegt.
Die Fassung für ein optisches Element kann einen Fassungsring und eine Aufnahme für das optische Element im Zentrum des Fassungsrings aufweisen, wobei die Aufnahme durch mindestens zwei Stege gehalten ist, die entlang der Längsrichtung der Stege zwischen Aufnahme und Fassungsring angeordnet sind, sodass sie die Aufnahme und den Fassungsring verbinden. Die Stege sind so tangential an der Aufnahme angeordnet, dass es bei einer Veränderung der Länge der Stege, beispielsweise durch Wärmeausdehnung, zu einer Drehung der Aufnahme um eine durch das Zentrum des Fassungsrings quer zur Ringebene des Fassungsrings verlaufenden Zentralachse kommt. Dadurch wird eine translatorische Verschiebung der Aufnahme bei einer Wärmebelastung vermieden.
Um möglichst viel Wärme abzuleiten, die beim Auftreffen der elektromagnetischen Strahlung auf dem optischen Element in der Aufnahme erzeugt wird, kann die Fassung aus einem guten Wärme leitendem Material gebildet sein. Außerdem sollen die Stege möglichst kurz gehalten werden. Darüber hinaus können die Stege so angeordnet werden, dass sie eine kleinere und insbesondere sehr viel kleinere Breite als Tiefe aufweisen, vorzugsweise kleiner 20% oder kleiner 10% der Tiefe, wobei die Breite sich quer zur Länge der Stege in der Ringebene des Fassungsrings erstreckt, während die Tiefe sich quer zur Länge der Stege und quer zur Ringebene des Fassungsrings erstreckt. Dadurch wird erreicht, dass die Fassung bzw. der Fassungsring einen großen Öffnungsquerschnitt rund um das aufzunehmende optische Element aufweist, sodass bei einem Strahlengang, bei dem die Strahlen durch die Fassung geführt werden, nur wenig Abschattung erfolgt.
Die Aufnahme ist so ausgebildet, dass ein optisches Element aufklebbar oder auflötbar ist, insbesondere durch Richtkleben aufgebracht werden kann. Beim Richtkleben wird das optische Element beim Anbringen in einer gewünschten Position und Ausrichtung positioniert und in der gewünschten Position und Ausrichtung durch Klebstoff fixiert.
Eine entsprechende optische Vorrichtung kann eine Lager - und Positioniervorrichtung und/oder eine Fassung mit mindestens einem, vorzugsweise zwei oder mehr Spiegeln aufweisen. Die Spiegel können einen konvexen, asphärischen Spiegel und einen konkaven, sphärischen Spiegel umfassen, wobei der konkave, sphärische Spiegel in der Lagerandordnung der Tragstruktur aufgenommen sein kann und der konvexe asphärische Spiegel in der Fassung angeordnet sein kann, die an dem Lagergrundkörper angeordnet werden kann.
Eine entsprechende Vorrichtung kann in einer Waferinspektionsvorrichtung eingesetzt werden.
Beim Verfahren zur Lagerung und Positionierung kann somit mindestens eine Lager - und Positioniervorrichtung bereitgestellt werden, wobei zunächst der Lagergrundkörper ausgerichtet werden kann. Dann kann das optische Element mit der Lageranordnung an der Tragstruktur befestigt werden und schließlich kann die Tragstruktur mit der Verstelleinrichtung am Lagergrundkörper angeordnet und die Tragstruktur gegenüber dem Lagergrundkörper ausgerichtet werden. Allerdings ist es auch möglich, die Reihenfolge zu verändern und beispielsweise zunächst das optische Element mit der Lageranordnung an der Tragstruktur anzuordnen, dann das optische Element dort auszurichten und anschließend den Lagergrundkörper an der Tragstruktur mit der Verstelleinrichtung anzuordnen, wobei schließlich wieder die Tragstruktur relativ zum Lagergrundkörper ausgerichtet wird. Nach dem Positionieren und Ausrichten des optischen Elements mittels der Tragstruktur kann ein weiteres optisches Element, welches in einer Fassung angeordnet worden ist, in der Lager- und Positioniervorrichtung angeordnet werden, indem die Fassung mit dem optischen Element an dieser angeordnet und ausgerichtet wird.
Entsprechend kann bei einem Verfahren zur Lagerung und Positionierung mindestens eines optischen Elements zunächst auch eine Fassung bereitgestellt werden, wobei der Fassungsring an einer Referenzposition ausgerichtet wird und das optische Element in der Aufnahme angeordnet wird. Das optische Element kann in der Aufnahme ausgerichtet und in die Aufnahme geklebt oder verlötet bzw. verschweißt werden.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in

1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung,
2 eine Draufsicht auf die optische Vorrichtung aus 1,
3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Fassung für ein optisches Element,
4 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der optischen Vorrichtung gemäß der Erfindung,
5 eine schematische Darstellung eines Bipods, wie er in der Ausführungsform der 4 Verwendung findet und in
6 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform einer optischen Vorrichtung mit einer Lager - und Positioniervorrichtung für ein erstes optisches Element in Form eines konkaven Spiegels 4 und einer Fassung 3 für ein zweites optisches Element in Form eines konvexen Spiegels 5. Die Lager - und Positioniervorrichtung umfasst einen Lagergrundkörper 1, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Ringkörper ausgebildet ist. Darüber hinaus umfasst die Lager - und Positioniervorrichtung eine Tragstruktur 2, an der eine Lageranordnung mit drei Bipods 7 (nur zwei gezeigt) angeordnet sind, welche den konkaven Spiegel 4 tragen. Die Tragstruktur 2, die beispielsweise als Gitter - bzw. Fachwerkstruktur ausgebildet sein kann, ist über eine Verstelleinrichtung mit drei Verstelleinheiten 6 (nur zwei davon sind in 1 gezeigt) an dem Lagergrundkörper 1 angeordnet.
Die optische Vorrichtung der 1 mit den beiden Spiegeln 4, 5 kann beispielsweise in einer Waferinspektionseinrichtung eingesetzt werden, wobei das Licht der Waferinspektionseinrichtung gemäß dem in 1 schematisch dargestellten Lichtstrahl 8 durch die Öffnungen der gitterartigen Tragstruktur 2 und eine zentrale Aussparung des konkaven Spiegels 4 auf den konvexen Spiegel 5 trifft, dort in Richtung des konkaven Spiegels 4 reflektiert wird und dann durch entsprechende Aussparungen in der Fassung 3 die optische Vorrichtung verlässt. Mit der optischen Vorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist, ist es möglich, den konvexen Spiegel 5 mechanisch in drei Bewegungsfreiheitsgraden zum konkaven Spiegel 4 zu justieren. Optisch entspricht dies 5 Bewegungsfreiheitsgraden, da bei sphärischen und annähernd sphärischen optischen Elementen eine Kippung um eine Achse einer Verschiebung entlang eine Achse senkrecht dazu entspricht. Der sechste Bewegungsfreiheitsgrad entspricht einer Drehung um die optische Achse der optischen Vorrichtung der 1 und kann zur Kompensation von Fertigungsfehlern verwendet werden.
Die Verstelleinrichtung mit den Verstelleinheiten 6, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als Linearverstelleinheiten ausgebildet sind, ermöglicht ein verschieben der Tragstruktur 2 relativ zum Lagergrundkörper entlang der in 1 dargestellten Z - Richtung, die parallel zur optischen Achse der in 1 dargestellten optischen Vorrichtung ist. Da mehrere Linearverstelleinheiten entlang des Umfangs des Lagergrundkörpers 1 bzw. der Tragstruktur 2 angeordnet sind, kann durch eine Verstellung einer einzelnen Linearverstelleinheit auch eine Verkippung der Tragstruktur 2 und somit des konkaven Spiegels 4 um eine Drehachse quer zur optischen Achse bewirkt werden.
Da bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der konvexe Spiegel 4 sphärisch geformt ist, kann durch eine Verkippung um eine Achse, die senkrecht zur optischen Achse verläuft, eine Verschiebung in Form einer Richtung quer zur optischen Achse erfolgen. Darüber hinaus kann durch die Linearverstelleinheiten 6, die lediglich eine Linearverschiebung in Z - Richtung ermöglichen, auch der Abstand zwischen dem konkaven Spiegel 4 und dem konvexen Spiegel 5 entlang der optischen Achse eingestellt werden.
Durch die Bipode 7 kann der Spiegel statisch bestimmt gelagert werden, wobei jeder Bipod nur zwei Freiheitsgrade des Spiegels definiert. Der Spiegel selbst kann aus einem Spiegelsubstrat mit einer entsprechenden reflektierenden Beschichtung gebildet sein, wobei das Spiegelsubstrat vorzugsweise aus einem Werkstoff mit möglichst geringer Wärmedehnung, geringer Dichte und hoher Steifigkeit gebildet wird.
Die 2 zeigt die schematische Darstellung der ersten Ausführungsform aus 1 in einer Draufsicht, wobei die Tragstruktur 2 zur vereinfachten Darstellung mit wenig Details nur mit dem Außenumfang dargestellt ist.
Wie aus der 2 zu erkennen ist, befinden sich die Linearverstelleinheiten 6 gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Lagergrundkörpers 1, wobei die Linearverstelleinheiten an einer gedachten Kreislinie mit gleichen Kreisbogenabständen zueinander angeordnet sind. Der Winkelabstand zwischen den einzelnen Linearverstelleinheiten 6 beträgt 120°. Um 60° versetzt in einer entsprechenden Anordnung entlang einer gedachten Kreislinie mit gleichen Kreisbogenabständen sind am Umfang des Spiegels 4 drei Bipode 7 angeordnet, die den Spiegel 4 mit der Tragstruktur 2 verbinden.
Die 3 zeigt in einer Draufsicht die Fassung 3 aus der optischen Vorrichtung aus 1. Die Fassung 3 weist einen Fassungsring 13 auf, der an der Unterseite des Lagergrundkörpers 1 angeordnet wird. Die Fassung 3 weist eine Aufnahme 14 auf, auf der in der optischen Vorrichtung der 1 der konvexe Spiegel 5 angeordnet ist. Die Aufnahme 14 ist so ausgebildet, dass der Spiegel 5 durch Kleben und insbesondere Richtkleben in einer definierten Position in der Aufnahme 14 angeordnet werden kann. Die Aufnahme 14 ist über vier Stege mit dem Fassungsring 13 verbunden, wobei auch eine andere Anzahl an Stegen gewählt werden kann.
In der Darstellung der 3 ist die Aufnahme 14 als runde Scheibe ausgebildet, wobei die Stege 9 jeweils tangential an der scheibenförmigen Aufnahme 14 angeordnet sind. Dadurch kommt es bei einer Längenänderung der Längsstreckung der Stege 9, beispielsweise durch Wärmeausdehnung, nicht zu einer Verschiebung der Aufnahme aus dem Zentrum des Fassungsrings 13, sondern zu einer Drehung um eine Zentralachse, die senkrecht zur Ringebenen bzw. zur Plattenebene des Fassungsrings 13 verläuft. Durch die gleichmäßige Anordnung der Stege 9, d.h. gleichmäßige Verteilung der Stege entlang des Umfangs des Fassungsrings, heben sich die translatorischen Komponenten einer Längenänderung der Stege 9 auf und werden in eine Drehbewegung der Aufnahme umgesetzt.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, optischen Vorrichtung, die ähnlich der schematischen Darstellung der 1 ist. Zusätzlich zur Darstellung der 1 ist in der 4 noch eine Abdeckung 12 oberhalb des Lagergrundkörpers 1 angeordnet. Diese dient zum Schutz der Anordnung. Neben dem mechanischen Schutz vor Berührungen und dem Schutz vor Streulicht, dient die Abdeckung 12 auch dazu, schädliche Gase (z.B. Sauerstoff) von den optischen Elementen fernzuhalten, indem der von der Abdeckung umschlossene Raum ständig mit einem Spülgas (z.B. Stickstoff oder ein Edelgas) gespült wird. Im vorliegenden Fall wirkt die Abdeckung 12 mit dem Lagergrundkörper 1 zusammen, aber die Abdeckung 12 kann auch so ausgebildet sein, dass sie den kompletten Schutz bereitstellt. Ansonsten entspricht die Ausführungsform der 4 weitgehend der Ausführungsform der 1. Entsprechend werden identische Komponenten der Ausführungsformen nicht wiederholt beschrieben.
Die Grundstruktur der Bipode 7 ergibt sich auch aus der Darstellung der 5, in der schematisch der Grundaufbau eines entsprechenden Bipods 7 gezeigt ist.
Ein Bipod 7 umfasst demgemäß eine Zwei - Stab - Struktur mit zwei Stäben 10, die an einem Ende aufeinander zulaufen und an dem anderen Ende voneinander wegweisen, sodass sich eine V - Struktur ergibt.
Wie sich aus den 1, 4 und 6 ergibt, sind die Bipode 7 so an der Tragstruktur 2 und dem Spiegel 4 angeordnet, dass sich das auseinanderlaufende Ende der Zwei - Stab - Struktur des Bipods 7 an der Tragstruktur 2 befindet und das gegenüberliegende, zusammenlaufende Ende am Spiegel 4.
Die 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer optischen Vorrichtung, die wiederum ähnlich den Ausführungsformen der 1 bis 5 ist, sodass auf eine wiederholte Beschreibung ähnlicher oder identischer Komponenten verzichtet wird. Allerdings ist bei dieser Ausführungsform die Fassung 3 nicht direkt, wie in der Ausführungsform der 4 an dem Lagergrundkörper 1 angeordnet, sondern ähnlich wie die Tragstruktur 2 am Lagergrundkörper 1 über mehrere Linearverstellelemente 11, die wiederum entlang des Umfangs des Lagergrundkörpers 1 gleichmäßig verteilt zwischen Lagergrundkörper 1 und Fassung 3 vorgesehen sind. Damit kann auch die Fassung 3 mit dem konvexen Spiegel 5 in der in 6 gezeigten Z - Richtung, also parallel zur optischen Achse der optischen Vorrichtung verschoben werden bzw. um Achsen quer zur Z - Richtung verkippt werden, sodass auch eine Justierung des konvexen Spiegels 5 über eine Verstellung der Linearverstellelemente 11 in Bezug auf den Lagergrundkörper 1 möglich ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Lagergrundkörper
2: Tragstruktur
3: Fassung
4: konkaver Spiegel
5: konvexer Spiegel
6: Verstelleinheit
7: Bipod
8: Lichtstrahl
9: Steg
10: Stab
11: Linearverstellelement
12: Abdeckung
13: Fassungsring
14: Aufnahme

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

DE 102011075316 A1 [0003]
DE 10039712 A1 [0003]
DE 10344178 A1 [0003]
WO 2012/41462 A2 [0003]

Claims

Lager - und Positioniervorrichtung zur Lagerung und/oder Positionierung von mindestens einem optischen Element in einer optischen Vorrichtung, wobei die Lager - und Positioniervorrichtung mindestens einen Lagergrundkörper (1) zur Anordnung in der optischen Vorrichtung, mindestens eine Tragstruktur (2) für das optische Element, eine Lageranordnung zur Anordnung des optischen Elements an der Tragstruktur und eine Verstelleinrichtung zur verstellbaren Anordnung der Tragstruktur am Lagergrundkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung drei Bipods (7) aufweist, die an der Tragstruktur und dem optischen Element angeordnet sind.
Lager - und Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipods zwischen der Tragstruktur und dem optischen Element in einer Kreisanordnung gleichmäßig verteilt mit gleichem Kreisbogenabstand zueinander angeordnet sind und/oder dass die Verstelleinrichtung mindestens eine, vorzugsweise drei in einer Kreisanordnung gleichmäßig verteilt mit gleichem Kreisbogenabstand zueinander an der Tragstruktur und dem Lagergrundkörper angeordnete Linearverstelleinheiten (6) aufweist.
Lager - und Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung und die Lageranordnung an der derselben Seite der Tragstruktur (2) angeordnet sind.
Lager - und Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipods (7) eine Zwei - Stab - Struktur aufweisen, wobei die beiden Stäbe in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind, sodass die Zwei - Stab - Struktur ein zusammenlaufendes Ende aufweist, an dem die Stäbe aufeinander zulaufen, und ein auseinander laufendes Ende, an dem die Stäbe voneinander weg weisen, wobei die Bipods mit dem auseinander laufenden Ende an der Tragstruktur angeordnet sind und mit dem zusammenlaufenden Ende am optischen Element anordenbar sind.
Lager - und Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager - und Positioniervorrichtung eine Fassung (3) für mindestens ein weiteres optisches Element umfasst, insbesondere eine Fassung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Fassung über eine oder mehrere Anlageflächen und/oder über eine Manipulatoreinrichtung, insbesondere mit drei in einer Kreisanordnung gleichmäßig verteilt mit gleichem Kreisbogenabstand zueinander an der Fassung und dem Lagergrundkörper angeordneten Linearverstellelementen (11), mit dem Lagergrundkörper (1) verbunden ist.
Fassung für ein optisches Element mit einem Fassungsring (13) und einer Aufnahme (14) für das optische Element im Zentrum des Fassungsrings, wobei die Aufnahme durch mindestens zwei Stege (9) gehalten ist, die entlang der Längsrichtung der Stege zwischen Aufnahme und Fassungsring angeordnet sind und die Aufnahme mit dem Fassungsring verbinden, wobei die Stege so tangential an der Aufnahme angeordnet sind, dass es bei einer Veränderung der Länge der Stege zu einer Drehung der Aufnahme um eine durch das Zentrum des Fassungsring und einer Ringebene des Fassungsrings verlaufende Zentralachse kommt.
Fassung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (9) eine Breite, die sich quer zur Länge in der Ringebene erstreckt, und eine Tiefe aufweisen, die sich quer zur Länge und quer zur Ringebene erstreckt, wobei die Breite kleiner als die Tiefe, insbesondere sehr viel kleiner als die Tiefe, vorzugsweise kleiner 20 % oder kleiner 10 % der Tiefe ist.
Fassung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) so ausgebildet ist, dass ein optisches Element aufklebbar ist, insbesondere durch Richtkleben.
Optische Vorrichtung mit einer Lager - und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder einer Fassung (3) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und mindestens einem, vorzugsweise zwei Spiegeln.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Vorrichtung einen konvexen, asphärischen Spiegel (5) und einen konkaven, sphärischen Spiegel (4) aufweist.
Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Vorrichtung eine Lager - und Positioniervorrichtung mit einer Fassung (3) aufweist, wobei an der Lageranordnung der Tragstruktur (2) ein konkaver, sphärischer Spiegel und an der Aufnahme der Fassung ein konvexer, asphärischer Spiegel angeordnet sind.
Waferinspektionsvorrichtung mit einer Lager - und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder einer Fassung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 oder mit einer optischen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11.
Verfahren zur Lagerung und Positionierung mindestens eines optischen Elements, welches umfasst: Bereitstellung einer Lager - und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Bereitstellung mindestens eines optischen Elements, Ausrichten des Lagergrundkörpers, Anordnen des optischen Elements mit der Lageranordnung an der Tragstruktur, Anordnen der Tragstruktur mit der Verstelleinrichtung am Lagergrundkörper und Ausrichten der Tragstruktur gegenüber dem Lagergrundkörper.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres optisches Element nach der Lagerung und Positionierung in einer Fassung nach Anspruch 15 durch Anordnen und Ausrichten der Fassung an der Lager- und Positioniervorrichtung angeordnet wird.
Verfahren zur Lagerung und Positionierung mindestens eines optischen Elements, welches umfasst: Bereitstellung einer Fassung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, Bereitstellung mindestens eines optischen Elements, Ausrichten des Fassungsrings, Anordnen des optischen Elements in der Aufnahme, Ausrichten und Kleben des optischen Elements in die Aufnahme.