DE10344178B4

DE10344178B4 - Halte- und Positioniervorrichtung für ein optisches Element

Info

Publication number: DE10344178B4
Application number: DE10344178A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Weber; Hubert Dipl.-Ing. Holderer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2023-09-25
Also published as: US7242537B2; US20060007563A1; US20070223116A1; DE10344178A1

Abstract

Halte- und Positioniervorrichtung für ein optisches Element (3), wobei das optische Element in einem Fassungsring (2) und der Fassungsring über wenigstens eine Manipulatoreinheit (4) auf einem Grundkörper (5) gelagert ist, wobei die Manipulatoreinheit (4) ein Linearstellelement (15), einen mit dem Fassungsring (2) verbundenen Manipulatorkopf (7), einen beweglichen Manipulatorteil (9) und einen mit dem Grundkörper (5) verbundenen Manipulatorfuß (13) aufweist, wobei der Manipulatorkopf (7) über ein erstes Festkörpergelenk (8) mit dem beweglichen Manipulatorteil (9), der bewegliche Manipulatorteil (9) über ein zweites Festkörpergelenk (12) mit einem Stellglied (11) und das Stellglied (11) über wenigstens ein drittes Festkörpergelenk (14) mit dem Manipulatorfuß (13) verbunden ist, wobei das Linearstellelement (15) mit dem Manipulatorfuß (13) und dem Stellglied (11) gekoppelt ist, wobei das zweite Festkörpergelenk (12) durch eine seitlich versetzte Anordnung zu dem dritten Festkörpergelenk (14) bei einer Kippung des Stellgliedes (11) im wesentlichen in Richtung der optischen Achse bewegbar ist, und wobei das erste...

Description

Die Erfindung betrifft eine Halte- und Positioniervorrichtung für ein optisches Element und ein Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie.

Ein Projektionsobjektiv, wie beispielsweise aus der DE 101 17 481 A1 bekannt, enthält einen Strahlenteiler und einen Umlenkspiegel. Während ein von einem Reticle kommender Lichtstrahl von dem Strahlenteiler in einen Auslegerarm mit einem weiteren Spiegel umgelenkt wird, wird der aus dem Auslegerarm kommende Lichtstrahl durch den Strahlenteiler gerade hindurch gelassen und durch den Umlenkspiegel parallel zu dem von dem Reticle kommenden Lichtstrahl in einen weiteren Objektivbereich umgelenkt.

Damit der Lichtstrahl von dem Auslegerarm in den Objektivbereich umgelenkt werden kann, muss die Spiegelebene des Umlenkspiegels genau in den Schnittpunkt der optischen Achsen von Auslegerarm und Objektivbereich verschoben werden können. Des weiteren muss die Normale der Spiegelebene auf die Winkelhalbierende des Winkels, der von der optischen Achse des Auslegerarms und der optischen Achse des Objektivbereiches eingeschlossen wird, ausgerichtet werden. Für die Positionierung des Umlenkspiegels in den Schnittpunkt der optischen Achsen von Auslegerarm und Objektivbereich muss der Umlenkspiegel translatorisch normal zu seiner Spiegelebene verschoben werden können. Für eine Ausrichtung der Spiegelebenenormalen auf die Winkelhalbierende muss der Umlenkspiegel um zwei voneinander unabhängige Achsen in der Spiegelebene gekippt werden können.

Durch eine daraus folgende Positions- oder Kippwinkeländerung des Umlenkspiegels entsteht in erster Linie ein Bildversatz, wobei dadurch das Bild gegenüber dem ursprünglichen Bild ver schoben ist. Kommt es zur Vibration des Umlenkspiegels, so werden in einem Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie während des Belichtungsprozesses die abzubildenden Strukturen verwischt. Dies führt zu einem unerwünschten Kontrastverlust und damit zur Herabsetzung der Auflösung des Objektives.

Projektionsobjektive für die Halbleiterlithographie mit Halte- und Positioniereinrichtungen für optische Elemente sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt.

Aus der US 5,986,827 ist ein Aktor bzw. eine Hub- und Kippvorrichtung für ein Werkstück bekannt. Der Aktor weist drei identische Federeinheiten, eine Struktur, auf welcher die Federeinheiten gelagert sind, und drei Linearaktoren auf. Für den Hub- und Kippmechanismus ist ein Innenring, welcher das Werkstück trägt, mit drei sogenannten Bipoden vorgesehen, welche je zwei V-förmig angeordnete Stäbe mit Federgelenken an ihren Enden darstellen, die an einem Ende miteinander verbunden sind und die nur entlang ihrer Längsachse Kräfte übertragen können. Das Ende eines jeden Bipoden, an dem die Stäbe zusammengeführt sind, ist jeweils an einem Hebel befestigt, der drehbar in der Struktur bzw. in dem Gehäuse gelagert ist und mit Stellschrauben gegenüber dem Gehäuse fixiert werden kann. Durch Verkippen der jeweiligen Hebel mit den Stellschrauben kann der Innenring mitsamt dem Werkstück sowohl in der Höhe verstellt als auch verkippt werden.

Nachteilig an dem Aktor bzw. der Hub- und Kippvorrichtung der US 5,986,827 ist der sehr große Bauraumbedarf, der sich aus der Trennung von Bipod und Stellhebel ergibt. Da aus fertigungstechnischen Gründen die Bipoden und die Stellhebel aus verschiedenen Teilen zusammengesetzt werden müssen, müssen die Bipod-Federgelenke auch die zusätzlichen Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgleichen, weshalb die Bipoden relativ weich sind, so dass das von ihnen gelagerte Werkstück recht leicht zu unerwünschten Schwingungen angeregt werden kann.

Des weiteren ist aus der US 5,806,193 eine Kipp- und Hubvorrichtung mit Federelementen und wenigstens einem Pneumatikzylinder bekannt. Der Pneumatikzylinder ist zwischen einer oberen und unteren Struktur angeordnet und mit diesen verbunden, um eine konstante Drehgegenkraft zur oberen Struktur, welche ihr eigenes Gewicht trägt, vorzusehen. Die obere Struktur kann in vertikaler Richtung wie auch relativ zu der unteren Struktur gekippt bzw. bewegt werden. Die obere Struktur wird über drei Federelemente von der unteren Struktur getragen. Jedes Federelement kann sich in vertikaler Richtung bewegen, ist aber in der horizontalen Ebene kinematisch steif. Jedes Federelement hat drei Arme, welche in einer Z-Form miteinander verbunden sind. Eine Antriebseinheit ist sowohl mit dem Federelement als auch mit der unteren Struktur verbunden. Die obere Struktur ist deshalb sehr steif in horizontaler Richtung. Durch eine derartige Anordnung werden die Federelemente zur Führung der oberen Struktur zu der unteren Struktur eingesetzt.

Nachteilig an einer derartigen Vorrichtung ist, dass durch die Führung der oberen Struktur mittels den Federelementen die obere Struktur deformiert werden kann bzw. durch die Geradführung die Winkel nicht ausgeglichen werden können.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Halte- und Positioniervorrichtung für ein optisches Element, insbesondere für einen Spiegel, zu schaffen, mit welcher das optische Element exakt positioniert werden kann und erwünschte Abbildungsfehler ausgeglichen werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Halte- und Positioniervorrichtung für das optische Element unterdrückt ein unerwünschtes Vibrieren des optischen Elements durch eine steife Anbindung. Ebenfalls vorteilhaft ist, dass die Halte- und Positioniervorrichtung durch die wenigstens eine Manipulatoreinheit zusätzlich die Längenunterschiede zwischen dem optischen Element und einem Grundkörper, mit dem die wenigstens eine Manipulatoreinheit verbunden ist, bei einer Abweichung von der Montagetemperatur ausgleichen kann, damit die Kräfte auf das optische Element nicht unerwünscht hoch werden und zu Deformationen oder gar Schädigungen des optischen Elements führen. Durch die Festkörpergelenke ist es ebenfalls möglich, dass Unebenheiten an Fügeflächen ausgeglichen werden können, ohne das optische Element in unerwünschter Weise zu deformieren.

Damit das optische Element möglichst steif gegen Schwingungen in der Ebene des optischen Elementes gelagert ist, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass drei Manipulatoreinheiten derart angeordnet sind, dass ein Referenzpunkt im geometrischen Schwerpunkt des von den Manipulatoreinheiten aufgespannten Dreiecks liegt. Diese erfindungsgemäß ausgestaltete Halte- und Positioniervorrichtung ermöglicht es weiterhin, das optische Element exakt normal zu seiner Ebene zu verschieben und um zwei voneinander unabhängige Achsen in der Ebene zu kippen. Somit werden unerwünschte Abbildungsfehler vermieden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass zur Messung von Hub- und Kippbewegungen des optischen Elementes gegenüber einem Grundkörper wenigstens drei Sensoren vorgesehen sind. Somit kann in vorteilhafter Weise die Bewegung des optischen Elementes bei der Hub- und Kippverstellung des optischen Elements gemessen werden, um die Größe des Hubes und die Kippung kontrollieren und eine eventuelle Störbewegung korrigieren zu können.

Die erfindungsgemäße Manipulatoreinheit weist durch ihre kon struktive Ausgestaltung kleine Maße auf, wobei sie somit in vorteilhafter Weise bei Vorhandensein von kleinen Bauräumen einsetzbar ist.

Ein Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie ist in Anspruch 8 angegeben.

Durch das erfindungsgemäße Projektionsobjektiv werden die abzubildenden Strukturen bei dem Belichtungsprozess kontrastreich abgebildet, was zu einer höheren Auflösung des Projektionsobjektivs führt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung einer Halte- und Positioniervorrichtung;
2 eine perspektivische Darstellung einer Manipulatoreinheit;
3 eine prinzipmäßige Darstellung der Manipulatoreinheit in der Draufsicht;
4 eine perspektivische Darstellung der Halte- und Positioniervorrichtung aus 1 von schräg unten;
5 eine perspektivische Darstellung einer Alternativausführung der Manipulatoreinheit;
6 eine perspektivische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführung der Manipulatoreinheit;
7 eine perspektivische Darstellung der Halte- und Posi tioniervorrichtung mit Darstellung von Sensoren; und
8 eine prinzipmäßige Darstellung der Halte- und Positioniervorrichtung mit Darstellung der Sensoren in der Draufsicht.
1 zeigt eine Halte- und Positioniervorrichtung 1 für ein Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie, wobei in einem Fassungsring 2 ein optisches Element gelagert ist. Das optische Element ist als Spiegel 3, vorzugsweise als Umlenkspiegel, ausgebildet. Der Fassungsring 2 wird von drei Manipulatoreinheiten 4 getragen bzw. gestützt, die fest mit einem Grundkörper 5 verbunden sind. Der Grundkörper 5 wird in üblicher Weise mit einem Gehäuse (Objektivgehäuse) bzw. einer Struktur 6 verbunden. Die drei Manipulatoreinheiten 4 sind in der Höhe entlang einer optischen Achse (in z-Richtung) unabhängig voneinander verstellbar, wodurch der Fassungsring 2 mitsamt dem Spiegel 3 senkrecht zu einer Spiegelebene 3a angehoben oder um wenigstens eine beliebige Achse in der Spiegelebene 3a verkippt werden kann.
In 2 ist prinzipmäßig die Manipulatoreinheit 4 dargestellt. Die Manipulatoreinheit 4 weist einen Manipulatorkopf 7 auf, welcher mit dem Fassungsring 2 verbunden ist. Der Manipulatorkopf 7 ist über ein erstes Festkörpergelenk 8, in vorteilhafter Weise ein Federkippgelenk, mit einem beweglichen Manipulatorteil 9 verbunden. Das erste Festkörpergelenk 8 ermöglicht eine Kippung bzw. eine Rotation des Manipulatorkopfes 7 durch Biegung um eine Achse 10. Der bewegliche Manipulatorteil 9 ist mit einem Stellglied 11 über wenigstens ein zweites Festkörpergelenk 12 mit einem Manipulatorfuß 13 verbunden. Eine Kipp- bzw. Biegeachse 16 des zweiten Festkörpergelenks 12 ist senkrecht zur Achse 10 des ersten Festkörpergelenks 8 angeordnet. Das zweite Festkörpergelenk 12 ist vorzugsweise als Blattfeder ausgebildet und kann durch Biegung und Torsion die anderen beiden Rotationsfreiheitsgrade und durch s-förmige Biegung die Translationsfreiheitsgrade entlang der Achse 10 des Manipulatorkopfes 7 verwirklichen. Das zweite Festkörpergelenk 12 verbindet den beweglichen Manipulatorteil 9 mit dem Stellglied 11, das wiederum über ein drittes Festkörpergelenk 14, welches ebenfalls als Blattfeder ausgeführt und senkrecht zur Achse 10 des Festkörpergelenks 8 angeordnet ist, mit dem Manipulatorfuß 13 drehbar verbunden ist. Der Manipulatorfuß 13 ist über den Grundkörper 5 fest mit dem Objektivgehäuse 6 verbunden, wobei in diesem Ausführungsbeispiel das Objektivgehäuse 6 nicht dargestellt ist.
Das Stellglied 11, welches hier als Stellhebel ausgeführt ist, ist durch Biegung des dritten Festkörpergelenks 14 gegenüber dem Manipulatorfuß 13 kippbar, wobei der Winkel des Stellgliedes 11 durch Linearstellelemente 15 eingestellt und fixiert wird. Die Linearstellelemente 15 sind in den Ausführungsbeispielen als Stellschrauben ausgebildet, wobei auch andere Linearstellelemente, wie beispielsweise Piezoaktoren, magnetostriktive Aktoren, Magnete oder andere Antriebselemente eingesetzt werden können.
Durch eine seitlich versetzte Anordnung des zweiten Festkörpergelenks 12 zu dem dritten Festkörpergelenk 14 nimmt das zweite Festkörpergelenk 12 eine Bewegung in Richtung der optischen Achse beim Kippen des Stellgliedes 11 vor. Dadurch hebt und senkt das zweite Festkörpergelenk 12 den Manipulatorkopf 7 mit dem Spiegel 3 bzw. dem Fassungsring 2, wobei das zweite Festkörpergelenk 12 den Kippwinkel des Stellgliedes 11 zum Manipulatorkopf 7 gleichzeitig ausgleicht. Das zweite Festkörpergelenk 12 dient nicht nur zum Ausgleich des Winkels zwischen dem Manipulatorkopf 7 und dem Stellglied 11, wenn das Stellglied 11 ausgelenkt wird, sondern auch bei den anderen beiden Manipulatoreinheiten 4, welche in diesem Moment nicht betätigt werden, als Drehgelenk um eine Drehachse, die durch die beiden passiven Manipulatoreinheiten 4 bestimmt wird.
Für jede der drei Manipulatoreinheiten 4 ist die Möglichkeit gegeben, den Manipulatorkopf 7 in Richtung der optischen Achse zu verschieben. Somit kann auch der Spiegel 3 in diese Richtung verschoben und um zwei voneinander unabhängige Achsen 10 und 16, die die Ebene 3a aufspannen, gekippt werden. Durch das erste Festkörpergelenk 8 und das zweite Festkörpergelenk 12 in der Manipulatoreinheit 4, die im Verbund der drei Manipulatoreinheiten 4 eine statisch bestimmte Lagerung des Fassungsringes 2 bilden, wird eine Deformationsentkopplung für den Fassungsring 2 und damit auch für den Spiegel 3 geschaffen.
Die Deformationsentkopplung und die Manipulationsmöglichkeit werden durch die Anbindung des zweiten Festkörpergelenks 12 an das integrierte Stellglied 11 in einem Bauteil, nämlich der Manipulatoreinheit 4, vereint.
Das erste Festkörpergelenk 8 gleicht Winkelfehler zwischen dem Fassungsring 2 und dem Grundkörper 5 um die Achse 10 aus, während das zweite Festkörpergelenk 12 Winkelfehler zwischen dem Fassungsring 2 und dem Grundkörper 5 um die Achse 16 und Versatzfehler zwischen dem Fassungsring 2 und dem Grundkörper 5 in Richtung der Achse 10 ausgleicht.
Sind unterschiedliche Höhen der Manipulatoreinheiten 4 oder Unebenheiten der Fügeflächen für die Manipulatoreinheiten 4 auf dem Fassungsring 2 und dem Grundkörper 5 vorhanden, so kann es zu einer Kippung des Fassungsringes 2 gegenüber dem Grundkörper 5 kommen. Dieser Kippwinkel wird über das erste Festkörpergelenk 8 und das zweite Festkörpergelenk 12 ausgeglichen, wobei das erste Festkörpergelenk 8 um die Achse 10 und das zweite Festkörpergelenk 12 um die Achse 16 kippbar sind.
Durch eine Änderung der Umgebungstemperatur, beispielsweise bei Transport des Projektionsobjektives mit der darin enthaltenen Halte- und Positioniervorrichtung 1, kann sich der Spie gel 3 in Verbindung mit dem Fassungsring 2 gegenüber dem Grundkörper 5 ausdehnen, da der Spiegel 3 und der Fassungsring 2 meist unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen wie der Grundkörper 5 bzw. das Objektivgehäuse 6. Einen derartigen Ausgleich bei Temperaturänderungen nehmen somit die Manipulatoreinheiten 4 vor, welche zwischen dem Spiegel 3 und der Grundstruktur 5 angeordnet sind. Dies ist auch bei Feststellung des Stellgliedes 11 möglich. Um Ausdehnungsunterschiede auszugleichen, sollten die Manipulatoreinheiten 4 möglichst ein Material aufweisen, welches einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten vorsieht. Dies kann beispielsweise INVAR oder auch ein keramischer Werkstoff sein. Durch den Ausgleich der Temperaturunterschiede werden Kräfte somit auf den Spiegel 3 minimiert, welche ansonsten zu Deformationen oder gar Schädigungen des Spiegels 3 führen könnten.
Auch eine Bestrahlung des Spiegels 3 während des Betriebes führt zu einer Ausdehnung des Spiegels 3 gegenüber dem Grundkörper 5, da sich der Spiegel 3 wesentlich stärker erwärmt als der Grundkörper 5. Durch das zweite Festkörpergelenk 12 werden diese Temperaturausdehnungen ausgeglichen, da das zweite Festkörpergelenk 12 eine Verschiebung des Fassungsrings 2 gegenüber dem Grundkörper 5 in Richtung der Achse 10 erlaubt.
In 3 ist eine prinzipmäßige Darstellung einer Anordnung der Manipulatoreinheiten 4 in der Draufsicht dargestellt. Zur Bestimmung der Position des Spiegels 3 gegenüber dem Grundkörper 5 bzw. dem Objektivgehäuse 6 wird ein Referenzpunkt 17 definiert, welcher idealerweise mit dem Schnittpunkt der optischen Achse in der Spiegelebene 3a zusammenfällt. Die Lage des Referenzpunktes 17 kennzeichnet die Position des Spiegels 3 gegenüber dem Objektivgehäuse 6 bzw. dem Grundkörper 5, welcher fest mit dem Objektivgehäuse 6 verbunden ist. Nach der Justage des Spiegels 3 darf sich der Referenzpunkt 17 nicht mehr oder nur noch in einer engen Toleranz gegenüber dem Objektivgehäuse 6 während der Gesamtlebensdauer des Projektions objektives (nicht dargestellt) bewegen.
Damit der Spiegel 3 möglichst steif gegen Schwingungen in der Spiegelebene 3a gelagert ist, sollten die Manipulatoreinheiten 4 möglichst so angeordnet werden, dass der Referenzpunkt 17 im geometrischen Schwerpunkt des von den Manipulatoreinheiten 4 aufgespannten Dreieckes liegt.
In 4 ist eine perspektivische Darstellung der in 1 ersichtlichen Halte- und Positioniervorrichtung 1 von schräg unten dargestellt. Damit der Spiegel 3 gegenüber dem Grundkörper 5 nicht dezentriert wird, sollten die drei Manipulatoreinheiten 4 so angeordnet sein, dass sich die Bewegungsrichtungen der von dem zweiten Festkörpergelenk 12 ermöglichten Verschiebungen entlang der Achse 10 im Referenzpunkt 17 des Spiegels 3 schneiden. Der Referenzpunkt 17 sollte gegenüber dem Objektivgehäuse 6 bzw. gegenüber dem Grundkörper 5 fest stehen bleiben.
5 zeigt eine Alternativausführung der Manipulatoreinheit 4. Um den Drehpunkt des Stellgliedes 11 gegenüber dem Manipulatorfuß 13 eindeutig festzulegen, ist in diesem Fall das Stellglied 11 zusätzlich mit einem vierten Festkörpergelenk 18, welches ebenfalls als Blattfeder ausgeführt ist, mit dem Manipulatorfuß 13 verbunden. Das dritte Festkörpergelenk 14 bildet zusammen mit dem vierten Festkörpergelenk 18 ein Kreuzfedergelenk, wobei in 5 das vierte Festkörpergelenk 18 als Doppelblattfeder ausgeführt und ein hinteres Festkörpergelenkteil durch die Manipulatoreinheit 4 verdeckt ist.
6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausführung der Manipulatoreinheit 4. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung der Manipulatoreinheit 4 ist das vierte Festkörpergelenk 18 in dem inneren Teil der Manipulatoreinheit 4 vorgesehen bzw. in denselben verschoben worden, wobei es dabei ebenfalls wieder ein Kreuzfedergelenk mit dem dritten Festkörpergelenk 14 bildet. Eine Gruppe aus mehreren weiteren Festkörpergelenken, nämlich einem Kippfedergelenk 19, einem Zwischenelement 20 und einem Kippfedergelenk 21, übernimmt die gleiche Funktion wie das zweite Festkörpergelenk 12, wobei die genannte Gruppe den beweglichen Manipulatorteil 9 mit dem Stellglied 11 verbindet. Wird das Stellglied 11 durch die Linearstellelemente 15 in seiner Lage fixiert, so wird dem Manipulatorkopf 7 eine Kippbewegung um die Achse 16 und eine Translationsbewegung in Richtung der Achse 10 gegenüber dem Manipulatorfuß 13 durch die Anordnung der weiteren Festkörpergelenke 19, 20 und 21 vorgegeben.
7 zeigt in perspektivischer Ansicht die Halte- und Positioniervorrichtung 1 mit Darstellung von Sensoren 22. Von Vorteil ist es, die Bewegung des Spiegels 3 gegenüber dem Grundkörper 5 bei der Hub- und Kippverstellung des Spiegels 3 zu messen, um so die Größe des Hubes und der Kippung kontrollieren zu können und damit eine eventuelle Störbewegung korrigieren zu können. Die für den Spiegel 3 relevanten Bewegungen sind der Hub und zwei Kippungen um jeweils voneinander unabhängige Achsen 10 und 16, die senkrecht zur Hubbewegung, nämlich zur Richtung der optischen Achse, liegen. In dem Ausführungsbeispiel nach 7 sind zwei Manipulatoreinheiten 4 vollständig dargestellt, wobei zur Darstellung der Sensoren 22 eine Manipulatoreinheit 4 nur angedeutet ist. Zur Messung der drei Bewegungen sind. wenigstens. drei Sensoren 22 vorgesehen, die an drei Stellen an dem Spiegel 3 oder an dem Fassungsring 2 die Abstandsänderung, beispielsweise in Hubrichtung, messen. Die vorzugsweise als kapazitive Sensoren ausgebildeten Sensoren 22 sind auf Halterungen 23 angeordnet. Die Sensoren 22 sollten möglichst weit voneinander entfernt angeordnet sein, um durch eine breite Basis eine hohe Auflösung für die Kippwinkelmessung zu erreichen.
In 8, die sehr vereinfacht die Halte- und Positioniervorrichtung 1 (die Manipulatoreinheiten 4 sind verdeckt) darstellt, weist die Halte- und Positioniervorrichtung 1 die Sen soren 22 auf. Für eine Ausmittelung von Messfehlern können zusätzliche Sensoren 22 auf weiteren Halterungen 23 vorgesehen werden.
In den Ausführungsbeispielen nach 7 und 8 sind jeweils vier Sensoren 22 zur Messung vorgesehen, welche an den vier Ecken des Spiegels 3 angeordnet bzw. angebracht sind. Durch eine derartige Anordnung liegen die Sensoren 22 sehr weit auseinander, um eine möglichst gute Kippwinkelauflösung zu gewährleisten.
Durch die Halte- und Positioniervorrichtung 1 in Verbindung mit den Manipulatoreinheiten 4 wird erreicht, dass sich der Spiegel 3 in Richtung der optischen Achse verschieben lässt und um zwei voneinander unabhängige Achsen in der Spiegelebene 3a kippbar ist. Durch diese steife Anbindung wird ein unerwünschtes Vibrieren des Spiegels 3 durch die Halte- und Positioniervorrichtung 1 unterdrückt und es können unerwünschte Abbildungsfehler minimiert werden.

Claims

Halte- und Positioniervorrichtung für ein optisches Element (3), wobei das optische Element in einem Fassungsring (2) und der Fassungsring über wenigstens eine Manipulatoreinheit (4) auf einem Grundkörper (5) gelagert ist, wobei die Manipulatoreinheit (4) ein Linearstellelement (15), einen mit dem Fassungsring (2) verbundenen Manipulatorkopf (7), einen beweglichen Manipulatorteil (9) und einen mit dem Grundkörper (5) verbundenen Manipulatorfuß (13) aufweist, wobei der Manipulatorkopf (7) über ein erstes Festkörpergelenk (8) mit dem beweglichen Manipulatorteil (9), der bewegliche Manipulatorteil (9) über ein zweites Festkörpergelenk (12) mit einem Stellglied (11) und das Stellglied (11) über wenigstens ein drittes Festkörpergelenk (14) mit dem Manipulatorfuß (13) verbunden ist, wobei das Linearstellelement (15) mit dem Manipulatorfuß (13) und dem Stellglied (11) gekoppelt ist, wobei das zweite Festkörpergelenk (12) durch eine seitlich versetzte Anordnung zu dem dritten Festkörpergelenk (14) bei einer Kippung des Stellgliedes (11) im wesentlichen in Richtung der optischen Achse bewegbar ist, und wobei das erste Festkörpergelenk (8) in eine davon abweichende Kipprichtung bewegbar ist.
Halte- und Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkörpergelenke (12, 14) als Blattfedergelenke ausgebildet sind.
Halte- und Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Manipulatoreinheiten (4) vorgesehen sind, wobei die drei Manipulatoreinheiten (4) derart angeordnet sind, dass ein Referenzpunkt (17) im geometrischen Schwerpunkt des von den Manipulatoreinheiten (4) aufgespannten Dreiecks liegt.
Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulatoreinheit (4) ein Kreuzfedergelenk umfasst, das zusammen mit dem dritten Festkörpergelenk (14) und einem vierten Festkörpergelenk (18) als Doppelblattfeder (18) ausgeführt ist, wobei das Stellglied (11) zusätzlich über das vierte Festkörpergelenk (18) mit dem Manipulatorfuß (13) verbunden ist.
Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung von Hub- und Kippbewegungen des optischen Elementes (3) gegenüber einem Grundkörper (5) wenigstens drei Sensoren (22) vorgesehen sind.
Halte- und Positioniervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (22) als kapazitive Sensoren ausgebildet sind.
Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (3) als Spiegel ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie mit in einem Objektivgehäuse angeordneten optischen Elementen, und mit einer Halte- und Positioniereinrichtung für wenigstens ein optisches Element (3), wobei das optische Element in einem Fassungsring (2) und der Fassungsring über wenigstens eine Manipulatoreinheit (4) auf einem Grundkörper (5) gelagert ist, wobei die Manipulatoreinheit (4) ein Linearstellelement (15), einen mit dem Fassungsring (2) verbundenen Manipulatorkopf (7), einen beweglichen Manipulatorteil (9) und einen mit dem Grundkörper (5) verbundenen Manipulatorfuß (13) aufweist, wobei der Manipulatorkopf (7) über ein erstes Festkörpergelenk (8) mit dem beweglichen Manipulatorteil (9), der bewegliche Manipulatorteil (9) über ein zweites Festkörpergelenk (12) mit einem Stellglied (11) und das Stellglied (11) über wenigstens ein drittes Festkörper gelenk (14) mit dem Manipulatorfuß (13) verbunden ist, wobei das Linearstellelement (15) mit dem Manipulatorfuß (13) und dem Stellglied (11) gekoppelt ist, wobei das zweite Festkörpergelenk (12) durch eine seitlich versetzte Anordnung zu dem dritten Festkörpergelenk (14) bei einer Kippung des Stellgliedes (11) im wesentlichen in Richtung der optischen Achse bewegbar ist, und wobei das erste Festkörpergelenk (8) in eine davon abweichende Kipprichtung bewegbar ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5) mit dem Objektivgehäuse verbunden ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optische Element (3) als Spiegel ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel als Umlenkspiegel ausgebildet ist.