DE10226655A1

DE10226655A1 - Vorrichtung zur Positionierung eines optischen Elements in einer Struktur

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Publication number: DE10226655A1
Application number: DE10226655A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Weber; Hubert Dipl.-Ing. Holderer; Dirk Dipl.-Ing. Rexhäuser
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-08
Also published as: EP1514158A1; US20030231412A1; WO2003107095A1; US7251086B2; JP2005530339A; US6967792B2; US20060072217A1; JP4484698B2; AU2003242653A1

Abstract

In einer Vorrichtung zur Positionierung eines optischen Elementes 21 in einer Struktur, insbesondere in einem Objektivgehäuse eines Projektionsobjektives 1 für die Mikrolithographie, ist das optische Element 21 über Anbindungselemente 22 mit der Struktur verbunden. Die Position des optischen Elementes 21 wird durch Verstellanbindungen 23 eingestellt. Die Anbindungselemente 22 sind derart angeordnet und die Verstellanbindungen 23 derart betätigbar, daß das optische Element 21 in drei voneinander unabhängige Achsen (x-, y-, z-Achse) kippbar und zusätzlich in eine Achsrichtung (z-Achse) translatorisch verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung eines optischen Elementes in einer Struktur, wobei das optische Element über Anbindungselemente mit der Struktur verbunden ist, und wobei die Position des optischen Elementes durch Verstellglieder einstellbar ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie, wobei als optisches Element ein Strahlteilerwürfel vorgesehen ist.
Beim Zusammenbau von optischen Abbildungsvorrichtungen, z.B. einem Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie, treten zwangsläufig Fertigungs- und Montagetoleranzen auf, die zu Abbildungsfehlern im Objektiv führen. Zum Ausgleich dieser Toleranzen ist es bekannt, ein oder mehrere optische Elemente in dem Objektiv entsprechend neu zu positionieren. Gleiches gilt auch für optische Elemente, die sehr exakt im Strahlengang justiert sein müssen.
Aus der DE 199 01 295 A1 ist es z.B. bekannt, zum Ausgleich von Fertigungs- und Montagetoleranzen sowie zur Korrektur von Abbildungsfehlern ein oder mehrere optische Elemente zur optischen Achse zu verschieben.
Aus der WO 99/66361 ist eine Positioniereinrichtung für eine Linse bekannt, wobei drei Freiheitsgrade zur Positionierung der Linse vorhanden sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Positionierung eines optischen Elementes in einer Struktur zu schaffen, insbesondere einem optischen Element in einem Objektivgehäuse eines Projektionsobjektives, das sehr genaue Positionierungen und Justierungen im Strahlengang ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die An bindungselemente derart angeordnet und die Verstellanbindungen derart verstellbar sind, daß das optische Element um drei voneinander unabhängige Achsen (x-, y-, z-Achse) kippbar und zusätzlich in eine Achsrichtung (z-Achse) translatorisch verschiebbar ist.
Die erfindungsgemäße Positionierungsvorrichtung besitzt somit insgesamt vier Freiheitsgrade, womit sich ein zu positionierendes bzw. zu justierendes optisches Element auf vielfältige Weise sehr präzise ausrichten läßt.
Dies gilt z.B. unter anderem für einen Strahlteilerwürfel in einem Projektionsobjektiv. Während der Strahlteilerwürfel einen von einer Lichtquelle, z.B. einem Laser, ausgehenden Lichtstrahl nach Durchgang durch ein Reticel, das das Objekt darstellt, durch einen Strahlteilerwürfel (beam Splitter cube) in einen Auslegerarm des Objektivgehäuses umlenkt, wird der anschließend aus dem Auslegerarm zurückkommende Lichtstrahl durch den Strahlteilerwürfel in Richtung auf die Abbildungsebene, nämlich einem Wafer, hindurchgelassen.
Da nun die Strahlteilerschicht in der Strahlteilerfläche im Strahlteilerwürfel für den vom Reticel kommenden Lichtstrahl als Umlenkspiegel fungiert, muß der Strahlteilerwürfel um zwei Kippachsen justiert werden können, die die Ebene der Strahlteilerschicht aufspannen, um Winkelfehler zwischen der optischen Achse im Strahlengang Reticel zu Strahlteilerwürfel und der optischen Achse im Strahlengang des Auslegers ausgleichen zu können.
Damit dabei der Lichtstrahl an den Außenflächen, z.B. der Oberseite, Vorderseite und der Hinterseite, des Strahlteilerwürfels nicht zu stark abgelenkt wird, sollen die Außenflächen möglichst senkrecht zu den optischen Achsen des Strahlenganges stehen. Um nun auch die Außenflächen auf die optischen Achsen einjustieren zu können, ist eine Feinjustage um eine Dreh- bzw. Kippachse senkrecht zur Strahlteilerschichtebene bzw. Strahlteilerfläche notwendig.
Damit nun der vom Retikel auf den Strahlteilerwürfel auftreffende Lichtstrahl exakt auf die optische Achse des Strahlenganges in den Ausleger umgelenkt wird, muß die Strahlteilerschichtebene genau im Schnittpunkt der optischen Achsen von Reticel- und Auslegerstrahlengang liegen. Um die Strahlteilerschicht genau auf den Schnittpunkt positionieren zu können, muß zusätzlich der Strahlteilerwürfel translatorisch senkrecht zur Strahlteilerschichtebene feinjustiert werden können.
Erfindungsgemäß lassen sich die vorstehend genannten Positionierungen und Justierungen mit der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausgestaltung der Anbindungselemente und Verstellglieder erreichen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, daß

a) die Anbindungselemente jeweils die Translation entlang einer Achse sperren, und alle Achsen der von den Anbindungselementen gesperrten Translationen in einer Ebene liegen, die von den Kippachsen aufgespannt ist, entlang derer das optische Element nicht translatorisch verschiebbar ist,
b) die Achsen der von den Anbindungselementen gesperrten Translationen senkrecht zu der Achsrichtung liegen, in der das optische Element translatorisch verschiebbar ist, und
c) die Achsen der von den Anbindungselementen gesperrten Translationen sich in einem Punkt auf einer Achse schneiden, entlang der das optische Element translatorisch verschiebbar ist.

Zusätzlich können sich dabei die Achsen der von den Anbindungselementen gesperrten Translationen in einem Punkt auf einer Achse schneiden, entlang der das optische Element translatorisch verschiebbar ist und die durch den Schnittpunkt der beiden Kippachsen geht, entlang derer das optische Element nicht translatorisch verschiebbar ist.
Bei einem Strahlteilerwürfel als optischem Element ist dabei die Ebene, in der günstigerweise die Achsen der von den Anbindungselementen gesperrten Translationen liegen die Strahlteilerfläche des Strahlteilerwürfels. Die optische Achse, längs der die translatorische Verschiebung erfolgen soll, ist dabei eine Achse, die senkrecht zur Strahlteilerfläche steht. Der Ursprung des Koordinatensystems befindet sich dabei ebenfalls auf der Ebene der Strahlteilerfläche im Schnittpunkt der optischen Achse vom Retikelstrahlengang mit der optischen Achse des Auslegerstrahlengangs. Dabei schneiden sich die drei Kippachsen günstigerweise im Ursprung des Koordinatensystems.
Wenn das optische Element ein Spiegel ist oder eine Linse, dann enthält die vorstehend genannte Ebene, in der die Achsen der von den Anbindungselementen gesperrten Translationen liegen, günstigerweise den Scheitelpunkt der Oberfläche des Spiegels bzw. der Linse. Eine Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Lösung wäre z.B. ein elliptischer Spiegel oder ein nierenförmiger Spiegel. Gleiches gilt für Spiegel oder Linsen, die mit einer Korrekturasphäre versehen sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:

1 eine Prinzipdarstellung mit Funktionsweise eines Projektionsobjektives für die Mikrolithographie;
2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines mit einer Verstell- und Einstelleinrichtung versehenen Strahlteilerwürfels mit einem Haltegestell von der Seite;
3 den Strahlteilerwürfel nach der 2 in perspektivischer Darstellung von oben;
4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Anbindungselementes;
5 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Verstellanbindung;
6 eine perspektivische Darstellung mit einer Translationsverschiebung;
7 bis 9 Darstellung verschiedener Kippmöglichkeiten,
10 eine Ausführungsform mit einem Tragrahmen,
11 eine vergrößerte Darstellung eines Anbindungselementes nach 10, und
12 eine vergrößerte Darstellung einer Verstellanbindung nach der 10.

In der 1 ist prinzipmäßig eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Projektionsobjektiv 1 für die Mikrolithographie zur Herstellung von Halbleiterelementen dargestellt.
Es weist ein Beleuchtungssystem 2 mit einem nicht dargestellten Laser als Lichtquelle auf. In der Objektebene der Projektionsbelichtungsanlage befindet sich ein Retikel 3, dessen Struktur auf einen unter dem Projektionsobjektiv 1 angeordneten Wafer 4, der sich in der Bildebene befindet, in entsprechend verkleinertem Maßstab abgebildet werden soll.
Das Projektionsobjektiv 1 ist mit einem ersten vertikalen Objektivteil 1a und einem zweiten horizontalen Objektivteil 1b, versehen. In dem Objektivteil 1b befinden sich mehrere Linsen 5 und ein Konkavspiegel 6, welche in einem Objektivgehäuse 7 des Objektivteiles 1b angeordnet sind. Zur Umlenkung des Projektionsstrahles (siehe Pfeil) von dem vertikalen Objektivteil 1a mit einer vertikalen optischen Achse 8 in das horizontale Ob jektivteil 1b mit einer horizontalen optischen Achse 9 ist ein Strahlteilerwürfel 21 vorgesehen.
Nach Reflexion der Strahlen an dem Konkavspiegel 6 und einem nachfolgenden Durchtritt durch den Strahlteilerwürfel 21 treffen diese auf einen Umlenkspiegel 10. An dem Umlenkspiegel 10 erfolgt eine Ablenkung des horizontalen Strahlengangs 9 wiederum in eine vertikale optische Achse 11. Unterhalb des Umlenkspiegels 10 befindet sich ein drittes vertikales Objektivteil 1c mit einer weiteren Linsengruppe 12. Zusätzlich befinden sich im Strahlengang noch drei λ/4-Platten 13, 14 und 15. Die λ/4-Platte 13 befindet sich in dem Projektionsobjektiv 1 zwischen dem Retikel 3 und dem Strahlteilerwürfel 21 hinter einer Linse oder Linsengruppe 16. Die λ/4-Platte 14 befindet sich im Strahlengang des horizontalen Objektivteiles 1b und die λ/4-Platte 15 befindet sich in dem dritten Objektivteil 1c. Die drei λ/4-Platten dienen dazu die Polarisation einmal vollständig zu drehen, wodurch unter anderem Strahlenverluste minimiert werden.
Die einzelnen optischen Achsen des Projektionsobjektives 1 sind zwar beim Aufbau des Objektives sehr exakt zueinander justiert, so daß sie mit ausreichender Genauigkeit parallel bzw. senkrecht zueinander verlaufen, aber durch Toleranzungenauigkeiten oder aber auch durch im Betrieb noch auftretende Fehler ist eine Ausrichtung der optischen Elemente mit der für die vorgesehenen Anwendungsfälle geforderten Genauigkeit nicht immer erreichbar, was zu einer entsprechenden Verschlechterung der Abbildungsqualität führt.
Zur Erhöhung der Abbildungsqualität sind deshalb Maßnahmen zu treffen, um in entsprechender Weise hierfür geeignete optische Elemente in dem Projektionsobjektiv 1 exakt zu positionieren und zu justieren. Hierfür ist unter anderem der Strahlteilerwürfel 21 geeignet, welcher hierzu mit einer Verstell- und Einstelleinrichtung 17 versehen ist, welche nachfolgend näher beschrieben ist.
In den 2 bis 9 ist der mit der Verstell- und Einstelleinrichtung 17 versehene Strahlteilerwürfel 21 aus der 1 in vergrößerter Darstellung mit Anbindungselementen 22 und Verstellanbindungen 23 ersichtlich. Die Anbindungselemente 22 und die Verstellanbidnungen 23, welche auf einer Seite mit dem Strahlteilerwürfel 21 verbunden sind, stellen die Verbindung des Strahlteilerwürfels 21 zu einem feststehenden Haltegestell 24 her, welches in nicht näher dargestellter Weise mit dem Objektivgehäuse des Projektionsobjektives 1 verbunden ist.
Der Strahlteilerwürfel 21 soll nun gegenüber dem feststehenden Haltegestell 24 um drei voneinander unabhängige Achsen gekippt und in eine Richtung translatorisch bzw. linear verschoben werden können. Hierzu liegt der Ursprung 25 des Koordinatensystems x, y, z auf der Strahlteilerfläche bzw. Strahlteilerebene 26. Dabei befindet sich die x-Achse 27 parallel zur Längsachse des Strahlteilerwürfels 21 in der Strahlteilerebene 26, die y-Achse 28 senkrecht zur x-Achse 27, ebenfalls in der Strahlteilerebene 26, und die z-Achse 29 senkrecht zur Strahlteilereebene 26.
Um den Strahlteilerwürfel 21 justieren zu können, muß er um die x-Achse 27, die y-Achse 28 und die z-Achse 29 gekippt und entlang der z-Achse 29 verschoben werden können.
Wie ersichtlich, ist der Strahlteilerwürfel 21 mit zwei Anbindungselmenten 22 versehen, die sich in den Eckbereichen einer Längskante des Strahlteilerwürfels 21 befinden. Die beiden Verstellanbindungen 23 befinden sich in Eckbereichen der Längskante des Strahlteilerwürfels 21, die der Längskante mit den beiden Anbindungselementen 22 gegenüberliegt. Selbstverständlich ist die Anordnung der Anbindungselemente 22 und der Verstellglieder 23 nur als Beispiel anzusehen. Insbesondere die Verstellglieder 23 können auch an anderer Stelle vorgesehen sein.
Wie aus der vergrößerten Darstellung in der 4 ersichtlich ist, weist jedes Anbindungselement 22 zwei Translationsbeweglichkeiten 30a und 30b und drei Rotationsbeweglichkeiten 31a, 31b und 31c auf. Aufgrund der Ausgestaltung des Anbindungsele mentes 22 mit einem Längsstab 32 und einem jeweils am Stabende angebrachten Kugelgelenk 33a und 33b ist die dritte lineare Verschiebemöglichkeit bzw. Translationsmöglichkeit 30c, die in Richtung der Längsachse des Längsstabes 32 verläuft, festgehalten. Durch die beiden Kugelgelenke 33a und 33b ergibt sich eine gelenkige Verbindung bzw. Aufhängung des Strahlteilerwürfels 21. Selbstverständlich sind die Anbindungen mit den Kugelgelenken 33a und 33b nur beispielhaft anzusehen. Hierfür lassen sich im Bedarfsfalle auch Festkörpergelenke, wie z.B. blattfederartige Einrichtungen mit entsprechender Elastizität, vorsehen.
Da der Strahlteilerwürfel 21 entlang der z-Achse 29, welche die optische Achse zwischen dem Retikel 3 und dem Strahlteilerwürfel 21 darstellt, verschoben werden soll, sind die Anbindungselemente 22 so angeordnet, daß die Richtung der festgehaltenen Translationsmöglichkeit 30c senkrecht zur z-Achse 29 orientiert ist (siehe 2).
Um Kippungen um die x-Achse 27 in der Strahlteilerebene 26 zu ermöglichen, müssen die festgehaltenen Translationsmöglichkeiten 30c aller Anbindungselemente 22 in der Ebene liegen, die von der x-Kippachse 27 und der y-Kippachse 28 aufgespannt wird. Da die von der x-Achse 27 und der y-Achse 28 aufgespannte Ebene bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der Strahlteilerebene 26 identisch ist, liegen die festgehaltenen Translationsmöglichkeiten 30c der Anbindungselemente 22 ebenfalls in der Strahlteilerebene 26.
Um eine Kippung um die z-Achse 29 zu ermöglichen, müssen sich alle festgehaltenen Translationsmöglichkeiten 30c der Anbindungselemente 22 auch die z-Achse 29 schneiden. Aus der 2 ist ersichtlich, daß die Verlängerungen der Längsachsen der Längsstäbe 32 der Anbindungselemente 22 sich damit im Schnittpunkt des Koordinatensystems 25, das sich in der Ebene der Strahlteilerebene 26 befindet, treffen bzw. schneiden.
Wenn wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Strahlteilerwürfel 21 über zwei Verstellanbindungen 23 bewegt bzw.
manipuliert wird, weisen die Verstellanbindungen 23 eine Translationsbeweglichkeit 34a und drei Rotationsbeweglichkeiten 35a, 35b, 35c auf, während die Translationsmöglichkeiten 34b und 34c über noch zu besprechende Verstellglieder (in der 5 beispielsweise durch die Stellschrauben 40a, 40b, 40c, 40d dargestellt) in den Verstellanbindungen 23 im Ruhezustand festgehalten werden. Durch Betätigen der Verstellglieder können die Verstellanbindungen 23 in den Translationsrichtungen 34b und 34c verstellt werden, wodurch der Strahlteilerwürfel 21 in der gewünschten Art verschoben und gekippt werden kann.
Aus der 5 ist weiterhin als ein Beispiel eine derartige Verstellanbindung 23 dargestellt. Sie weist ein Kugelgelenk 36 auf, das den Strahlteilerwürfel 21 mit einer Dreiecksplatte 37 verbindet. An der Basis der Dreiecksplatte 37 befindet sich ein Scharnier 38 mit angehängtem Gleitstein 39, der in einer Richtung im Haltegestell 24 geführt wird. Der Gleitstein 39 kann mit Verstellgliedern in Form von Stellschrauben 40a, 40b, 40c, 40d gegenüber dem Haltegestell 24 in den zueinander rechtwinkligen Translationsbeweglichkeiten 34c und 34b linear bzw. translatorisch verschoben werden.
Anstelle von zwei Verstellanbindungen 23 mit jeweils zwei Verstellgliedern können auch alternativ vier Verstellanbindungen mit jeweils einem Verstellglied eingesetzt werden, wobei in diesem Falle jede Verstellanbindung dann zwei Translationsbeweglichkeiten und drei Rotationsbeweglichkeiten besitzen muß und die dritte Translationsbeweglichkeit durch ein Verstellglied verstellt werden kann (nicht dargestellt).
Denkt man sich in dem System aus Strahlteilerwürfel 21, feststehendem Haltegestell 24, Verstellanbindungen 23 und Anbindungselementen 22 die Anbindungselemente 22 weg, so kann sich der Strahlteilerwürfel 21 ohne Betätigung der Verstellglieder in den Verstellanbindungen 23 gegenüber dem Haltegestell 24 in zwei Freiheitsgraden bewegen.
Die Verstellanbindungen 23 müssen so angeordnet werden, daß diese zwei Freiheitsgrade nicht mit den Kippungen um die x-Achse 27, die y-Achse 28 und die z-Achse 29 und der translatorischen Verschiebung entlang der z-Achse 29 oder mit einer Kombination aus diesen Bewegungen zusammenfallen, damit Kräfte und Momente, die in diese Bewegungsrichtungen wirken, abgestützt werden können.
Aus der 6 ist ersichtlich, wie der Strahlteilerwürfel 21 entlang der z-Achse 29 verschoben werden kann, wenn die Verstellanbindungen 23 mit den Verstellgliedern, nämlich den Stellschrauben 40a und 40c, gleichsinnig in Richtung 34b verschoben werden. Hierzu müssen jeweils entsprechend die Stellschrauben 40a und 40c verstellt werden.
Werden die beiden Verstellanbindungen 23 gegensinnig in Richtung 34b (siehe Pfeile) verschoben, ergibt sich für den Strahlteilerwürfel 21 ein Kipp um die y-Achse 28, wie dies aus der 7 ersichtlich ist.
Aus der 8 ist ersichtlich, daß der Strahlteilerwürfel 21 um die x-Achse 27 gekippt wird, wenn beide Verstellanbindungen 23 gleichsinnig in Richtung 34c verschoben werden. Hierzu werden die Verstellglieder, nämlich die Stellschrauben 40b und 40d, entsprechend betätigt.
Um einen Kipp des Strahlteilerwürfels 21 um die z-Achse 29 zu erreichen, müssen die beiden Verstellanbindungen 23 gegensinnig in Richtung 34c verschoben werden, wie dies durch die Pfeile in der 9 dargestellt ist.
Die Verstellanbindungen 23 bzw. die Verstellglieder können von Hand, motorisch, pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch, piezoelektrisch oder magnetostriktiv verstellt werden
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit einem Tragrahmen 41 und Anbindungselementen 22 und Verstellanbindungen 23, bei denen die Gelenke als Festkörper- oder Federge lenke ausgeführt sind.
Der Strahlteilerwürfel 21 ist in dem Tragrahmen 41 gefaßt, der von den Anbindungselementen 22 und den Verstellanbindungen 23 in dem Haltegestell 24 getragen wird.
Die Strahlteilerschicht 26 ist als Linie am Strahlteilerwürfel 21 erkennbar.
Aus 11 ist ein Anbindungselement 22 gemäß 10 in vergrößerter Darstellung ersichtlich. Es verbindet den Tragrahmen 41, in dem der Strahlteilerwürfel 21 gefaßt ist, mit dem Haltegestell 24.
Durch Biegung eines Blattfedergelenkes 42 besitzt der Kontakt des Anbindelementes 22 mit dem Tragrahmen 41 eine Translationsbeweglichkeit entlang der Achse 30a und eine Rotationsbeweglichkeit um die Achse 31b.
Durch Biegung eines Blattfedergelenkes 43 besitzt der Kontakt des Anbindungselementes 22 eine Translationsbeweglichkeit entlang der Achse 30b und eine Rotationsbeweglichkeit entlang der Achse 31a.
Durch Torsion der Blattfedergelenke 42 und 43 ergibt sich eine Rotationsbeweglichkeit um die Achse 31c für den Kontakt des Anbindungselementes 22 mit dem Tragrahmen 41, womit das Anbindungselement mit den Blattfedergelenken 42 und 43 die gleichen Beweglichkeiten wie das aus dem Längsstab 32 und den zwei Kugelgelenken 33a und 33b (siehe 4) zusammengesetzte Anbindungselement aufweist. Nur entlang der Achse 30c ist das Anbindungselement 22 translatorisch steif.
In 12 wird in vergrößerter Darstellung eine Verstellanbindung 23 gemäß 10 mit Festkörpergelenken gezeigt. Durch Biegung einer Blattfeder 44 erhält der Kontakt der Verstellanbinbung 23 zum Tragrahmen 41 eine Translationsbeweglichkeit entlang der Achse 34a und eine Rotationsbeweglichkeit um die Achse 35c.
Durch Torsion der Blattfeder 44 bekommt der Kontakt der Verstellanbindung 23 mit dem Tragrahmen 41 eine Rotationsbeweglichkeit um die Achse 35b.
Um eine Rotationsbeweglichkeit um die Achse 35a wie der aus dem Kugelgelenk 36, der Dreiecksplatte 37 und dem Scharnier 38 gebildeten Verstellanbindung (siehe 5) zu bekommen, wird ein sich an die Blattfeder 44 anschließende Block 45 (dem analogen Bauteil zum Gleitstein 39 des schon beschriebenen Ausführungsbeispiels) über Blattfedern 46a und 46b an Stellhebeln 47a und 47b gelagert, so daß sich bei festgehaltenen Stellhebeln 47a und 47b im Schnittpunkt der Verlängerungen von den Blattfedern 46a und 46b ein Momentandrehpol mit der Rotationsachse 35a ergibt.
Ein Stellhebel 47a ist über eine Blattfeder 48a in dem mit dem Haltegestell 24 fest verbundenen Teil der Verstellanbindung 23 gelagert.
Mit den Stellschrauben 40a und 40b kann der Stellhebel 47a verstellt werden, wobei die Blattfeder 46a die Verstellung auf den Block 45 überträgt und dadurch eine Bewegung des Tragrahmens 41 bzw. des Strahlteilerwürfels 21 auslöst.
Analog ist ein Stellhebel 47b über eine Blattfeder 48b in dem mit dem Haltegestell 24 fest verbundenen Teil der Verstellanbindung 23 gelagert.
Mit den Stellschrauben 40c und 40d (Stellschraube 40d nicht sichtbar, da sie verdeckt ist. Sie drückt gegenüber der Stellschraube 40c auf den Stellhebel 47b.) kann der Stellhebel 47b verstellt werden, wobei die Blattfeder 46b die Verstellung auf den Block 45 überträgt und dadurch eine Bewegung des Tragrahmens 41 bzw. des Strahlteilerwürfels 21 ausgelöst wird.
Da im gezeigten Ausführungsbeispiel die Stellhebel 47a und 47b mitsamt den Blattfedergelenken 46a, 46b, 48a, 48b gegenüber den Verschiebungsrichtungen 34b und 34c um 45° verdreht sind, müssen jeweils beide Stellhebel zugleich betätigt werden, um eine reine Verschiebung entlang der Richtung von 34b oder 34c zu bekommen.
Für eine Verschiebung des Blocks 45 müssen die Stellhebel 47a und 47b zugleich nach innen oder nach außen bewegt werden.
Für eine reine Verschiebung des Blocks 45 entlang der Achse 34c muß ein Stellhebel nach innen und der andere nach außen bewegt werden.

Claims

Vorrichtung zur Positionierung eines optischen Elementes in einer Struktur, insbesondere in einem Objektivgehäuse eines Projektionsobjektives für die Mikrolithographie, wobei das optische Element über Anbindungselemente mit der Struktur verbunden ist, und wobei die Position des optischen Elementes durch Verstellanbindungen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindungselemente (22) derart angeordnet und die Verstellanbindungen (23) derart verstellbar sind, daß das optische Element (21) um drei voneinander unabhängige Achsen (x-, y-, z-Achse) kippbar und zusätzlich in eine Achsrichtung (z-Achse) translatorisch verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Anbindungselemente (22) jeweils die Translation entlang einer Achse sperren, und alle Achsen der von den Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen, in einer Ebene liegen, die von den Kippachsen (x-, y-Achse) aufgespannt ist, entlang derer das optische Element (21) nicht translatorisch verschiebbar ist, b) die Achsen der von den Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen senkrecht zu der Achsrichtung (z-Achse) liegen, in der das optische Element (21) translatorisch verschiebbar ist, und c) die Achsen der von den Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen sich in einem Punkt auf einer Achse schneiden, entlang der das optische Element translatorisch verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der von den Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen sich in einem Punkt auf einer Achse (z-Achse) schneiden, entlang der das optische Element (21) translatorisch verschiebbar ist und die durch den Schnittpunkt der beiden Kippachsen (x-, y-Achse) geht, entlang derer das optische Element nicht translatorisch verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (21) mit wenigstens zwei Anbindungselementen (22) und wenigstens zwei Verstellanbindungen (23) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Verstellelement (23) zwei Verstellglieder (23) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindungselemente (22) und die Verstellanbindungen (23) elastisch mit dem optischen Element (21) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindungselemente (22) über Festkörpergelenke mit dem optischen Element (21) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellanbindungen (23) über Festkörpergelenke mit dem optischen Element (21) verbunden sind.
Vorrichtung nach dem Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindungselemente (22) und die Verstellanbindungen (23) elastisch mit einem Tragrahmen (41), in dem das optische Element (21) gefaßt ist, verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindungselemente (22) über Festkörpergelenke mit dem Tragrahmen (41), in dem das optische Element (21) gefaßt ist, verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellanbindungen (23) über Festkörpergelenke mit dem Tragrahmen (41), in dem das optische Element (21) gefaßt ist, verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellanbindungen (23) in zwei Achsrichtungen (34c, 34b) steif sind und in einer aus den beiden steifen Achsrichtungen (34c, 34b) gebildeten Ebene verstellt werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellanbindungen (23) mit Verstellgliedern (40a–-40d) versehen sind, über die die Verstellanbindungen (23) jeweils in die Richtungen der beiden steifen Achsen (34c, 34b) verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellglieder (40a–40d) für beide steife Achsen (34c, 34b) unabhängig voneinander betätigbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (21) ein Strahlteilerwürfel ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der die Achsen der von den Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen liegen, die Ebene der Strahlteilerfläche (26) des Strahlteilerwürfels (21) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindungselemente (22) in den Eckbereichen des Strahlteilerwürfels (21) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellanbindungen (23) in den Anbindungselementen (22) gegenüberliegenden Eckbereichen angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optisches Element ein Spiegel vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optisches Element eine Linse vorgesehen ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 15, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der die Achsen der von den Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen liegen, eine Bezugsfläche oder optisch genutzte Fläche ist.
Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit mehreren in einem Objektivgehäuse angeordneten optischen Elementen, wobei wenigstens ein optisches Element über Anbindungselemente mit dem Objektivgehäuse verbunden ist und wobei die Position des optischen Elementes durch Verstellanbindungen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem optischen Element (21) die Anbindungselemente (22) und die Verstellanbindungen (23) derart angeordnet und betätigbar sind, daß das optische Element (21) um drei voneinander unabhängige Achsen (x-, y-, z-Achse) kippbar und zusätzlich in eine Achsrichtung (z-Achse) translatorisch verschiebbar ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Anbindungselemente (22) jeweils die Translation entlang einer Achse sperren, und alle Achsen der von den Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen, in einer Ebene liegen, die von den Kippachsen (x-, y-Achse) aufgespannt ist, entlang derer das optische Element (21) nicht translatorisch verschiebbar ist, b) die Achsen der von des Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen senkrecht zu der Achsrichtung (z-Achse) liegen, in der das optische Element (21) translatorisch verschiebbar ist, und c) die Achsen der von den Anbindungselementen (22) gesperrten Translationen sich in einem Punkt auf einer Achse schneiden, entlang der das optische Element translatorisch verschiebbar ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der von den Anbindungselemen ten (22) gesperrten Translationen sich in einem Punkt auf einer Achse (z-Achse) schneiden, entlang der das optische Element (21) translatorisch verschiebbar ist und die durch den Schnittpunkt der beiden Kippachsen (x-, y-Achse) geht, entlang derer das optische Element nicht translatorisch verschiebbar ist.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß als optisches Element (21) ein Strahlteilerwürfel vorgesehen ist.