WO2005103788A1 - Verfahren zum verbinden eines optischen elements mit einer haltestruktur - Google Patents

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WO2005103788A1
WO2005103788A1 PCT/EP2005/004052 EP2005004052W WO2005103788A1 WO 2005103788 A1 WO2005103788 A1 WO 2005103788A1 EP 2005004052 W EP2005004052 W EP 2005004052W WO 2005103788 A1 WO2005103788 A1 WO 2005103788A1
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soldering
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Hubert Holderer
Bernhard Gellrich
Dirk Rexhaeuser
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Carl Zeiss Smt Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for connecting an optical element to a holding structure, a use of the optical element connected to the holding structure by means of the method, an arrangement with an optical element and a holding structure connected to the optical element, and a projection lens for microlithography such an arrangement.
  • this object is achieved by a method for connecting an optical element to a holding structure, the optical element being connected to the holding structure in a first step, and the optical element being connected to the Holding structure is soldered.
  • the optical element in the first step the optical element is connected to the holding structure by wringing.
  • the connection of the optical element to the holding structure by wringing ensures very good positional stability of the optical element, which is the case with different optical applications is an extremely important requirement. If, in an advantageous development of the invention, a low-melting solder is used to produce the soldered connection, a very low thermal expansion of the optical element and the holding structure can be expected due to the low temperature required for the soldering, so that only low stresses in the connection and brought into the components.
  • a tin-indium solder has proven to be particularly suitable for this purpose due to its advantageous properties, in particular due to the low melting point and the absence of toxicity.
  • solder If the solder is acted on by means of ultrasound during the heating of the solder, it is possible to break up the oxide layer of the solder and to comminute it in such a way that the optical element cannot be impaired by such an oxide layer.
  • soldering is carried out without flux and the use of ultrasound is to be dispensed with, it may be advantageous if a solderable layer is applied to the optical element and to the holding structure before the soldering.
  • solderable layer when nickel tungsten is used for the same and as an adhesion promoter. It has also proven to be advantageous if gold is applied as a protective layer to the solderable layer of titanium tungsten and nickel.
  • the heated solder dissolves the protective layer and connects to the underlying solderable layer, so that overall an optimal connection of the solder to the optical element and the holding structure is provided.
  • solder is applied in the form of a fillet weld, there is a particularly simple and easy procedure.
  • a gap can also be made for a gap to be introduced into the optical element and / or the holding structure, the solder being introduced into the gap in the form of a gap seam. This procedure reduces the free surface of the solder.
  • a particularly preferred use of the optical element connected to the holding structure by the method according to the invention is to use the same in a lens.
  • the optical element and the holding structure are particularly suitable in a lithography lens and extremely well in an immersion lithography lens.
  • a projection objective for microlithography with such an arrangement results from claim 22.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 3 shows a further alternative embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a projection lens designed as a lithography lens 1, which is particularly suitable for immersion lithography, but can also be used for other types of lithography and also for other optical purposes. Since immersion lithography is known per se, not all details of this method are discussed here.
  • the lithography objective 1 has an extremely schematically indicated housing 2, within which a plurality of optical elements 3, preferably lenses, are arranged in a manner known per se, the number and arrangement of which, however, are only to be regarded as examples.
  • the lithography objective 1 can essentially be designed in accordance with DE 103 56 730.5, the content of which is contained in the present application by reference.
  • the lithography objective 1 can be used at a defined wavelength, e.g. 632.8 nm, 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, etc.
  • the contacting 'surfaces of these two components are initially produced with a very low surface roughness, which can be achieved for example by grinding and subsequent polishing. Then the optical element 5 is blown onto the holding structure 4, which results in a very good tightness of the connection between the optical element 5 and the holding structure 4. Since in the present case when using the lithography objective 1 between the optical element 5 and one of an immersion medium 8 can be located on the wafer 7 produced in the lithography objective 1, the optical element 5 is additionally soldered to the holding structure 4 in the area of the starting connection in order to improve the tightness of this snap connection between the optical element 5 and the holding structure 4, as described in more detail below.
  • a solder 9 is supplied, which is heated and thus melted by the supply of heat, for example by means of a soldering iron 10.
  • the molten solder 9 produces a solder seam 11, which in the present case is designed as a fillet seam and extends from the holding structure 4 to the optical element 5 and thus forms a second joint which surrounds the first joint.
  • a low-melting solder 9, in particular a tin-indium solder, is preferably used, the term “low-melting solder” meaning a melting temperature of preferably ⁇ 200 ° C.
  • an ultrasonic probe 12 is used to ultrasound the solder 9 acted on in order to break up possibly oxidized spots on the surface of the solder 9 and to chop or shrink them in this way.
  • the action of ultrasound also stimulates the oxygen atoms (in the case of quartz) and the fluorine atoms (in the case of calcium fluoride) and react with the solder 9, so that the connection between the material of the optical element 5 and the solder 9 is improved the surface of the components or the solder 9 is located.
  • the ultrasonic soldering described allows soldering to be carried out without any special pretreatment of the components to be soldered, even if the optical element 5 and the holding structure 4 both consist of quartz (SiO 2 ) or calcium fluoride (CaF). Furthermore, solder containing indium is very well suited for ultrasonic soldering, since indium combines very well with the oxygen activated by the ultrasound within the quartz. When soldering, especially if one of the components is made of quartz, care should be taken to ensure that the ultrasound is not applied to the same location for too long, in order to avoid excessive oxygen subtract from the quartz. If the optical element 5 and / or the holding structure 4 consist of calcium fluoride, this risk of oxygen depletion does not exist. By not using flux, no vapors are created during soldering, which would otherwise deposit on the optical element 5 and damage the same.
  • solderable layer 14 is applied to the optical element 5 and to the holding structure 4 before the soldering.
  • 50 to 200 nm titanium tungsten are used as the material for the solderable layer 14 as an adhesion promoter and 500 to 5,000 nm nickel as the actual solderable layer, gold being preferably applied to this solderable layer 14 as an oxidation protection.
  • the solder 9 is fed in, wherein any oxide layer of the solder 9 that may be present is removed mechanically or chemically, ie by means of acid, before the soldering.
  • the solder 9 is then placed on the solder joint and heated to a temperature slightly above the liquefaction temperature of the solder 9 within a vacuum oven. To- By keeping the temperature above the liquidus temperature for a few minutes, slow cooling can take place so that the stresses in the solder 9 do not become too high.
  • the heated solder 9 dissolves the protective layer made of gold or forms an alloy with the gold and connects to the solderable layer 14 made of nickel. After the solder 9 has cooled, this results in an even better connection thereof to the optical element 5 and to the holding structure 4.
  • gold as a protective layer, the melting point of the solder 9 is increased after cooling, so that the solder joint is less sensitive to temperature overall and can be subjected to a higher temperature in later use than is necessary for soldering.
  • the vacuum furnace required to carry out soldering in a vacuum is indicated by the dashed line and designated by the reference symbol “15 ⁇ .
  • the soldering iron 10 can also be used, as with ultrasonic soldering, provided the soldering point is easily accessible.
  • the ultrasound probe 12 can also be used in this method, a much smaller amount of ultrasound having to be used here compared to the ultrasound soldering described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • an inert or a reducing atmosphere can also be used for soldering.
  • a soldered seam 11 in the form of a fillet weld is also produced in the method according to FIG. 3, but it is also possible to introduce the gap 13 described with reference to FIG. 2 between the optical element 5 and the holding structure 4 in order to carry out the soldered seam 11 to be carried out as a gap seam or I seam.
  • the optical element 5 it is also possible, in a manner not shown, to solder a metal bellows or the like to the same and to attach it to the lens 1 e.g. to connect by screwing. To position the optical element 5, the same would also be blown onto the holding structure 4 in this case.
  • the metal bellows could also serve as a sealing element for the wringing connection.

Abstract

Bei einem Verfahren zum Verbinden eines optischen Elements mit einer Haltestruktur wird in einem ersten Schritt das optische Element mit der Haltestruktur verbunden. In einem zweiten Schritt wird im Bereich der Verbindung das optische Element mit der Haltestruktur verlötet.

Description

Verfahren zum Verbinden eines optischen Elements mit einer Haltestruktur
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines op- tischen Elements mit einer Haltestruktur, eine Verwendung des mittels des Verfahrens mit der Haltestruktur verbundenen optischen Elements, eine Anordnung mit einem optischen Element und einer mit dem optischen Element verbundenen Haltestruktur sowie ein Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einer solchen Anordnung.
In der US 5,991,101 ist die Verbindung einer Linse mit einer Fassung mittels Löten beschrieben.
Aus der US 6,108,144 geht ein Verfahren zum Verschweißen eines großen optischen Bauteils mit einer metallischen Halte- rung hervor.
Weitere Möglichkeiten zur Verbindung von optischen Elementen mit Haltestrukturen sind in der US 6,229,657 Bl oder US 6,392,284 Bl beschrieben..
Des weiteren ist aus dem allgemeinen Stand der Technik die Kombination des Ansprengens mit dem Verkleben bekannt.
Wenn die Auflösung eines mit mehreren optischen Elementen ausgestatteten Lithographieobjektivs verbessert werden soll, so besteht eine Möglichkeit darin, zwischen dem letzten optischen Element und dem zu belichtenden Wafer ein sogenanntes Immersionsmedium einzusetzen. Auf diese Weise lässt sich die numerische Aperatur auf einen Wert von > 1,0 erhöhen. Üblicherweise liegt in einem solchen Fall an der Verbindung des Abschlusselements mit einer Haltestruktur das Immersionsmedium, beispielsweise Wasser, an. Dieses Immersionsmedium kann die Verbindung zwischen dem optischen Element und der Haltestruktur angreifen und auf diese Weise beschädigen. Diese Be- Schädigung kann soweit führen, dass das Immersionsmedium in das Innere des Lithographieobjektivs eindringen kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah- ren zum Verbinden eines optischen Elements mit einer Haltestruktur zu schaffen, welches insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für in der Immersionslithographie verwendete optische Elemente geeignet ist und mit einfachen Mitteln durchgeführt werden kann, um eine dichte Verbindung zwischen dem optischen Element und der Haltestruktur zu erreichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden eines optischen Elements mit einer Haltestruktur, wobei in einem ersten Schritt das optische Ele- ment mit der Haltestruktur verbunden wird, und wobei in einem zweiten Schritt im Bereich der Verbindung das optische Element mit der Haltestruktur verlötet wird.
Durch das Verlöten des optischen Elements mit der Haltestruk- tur im Bereich der Verbindung wird diese Verbindung geschützt, so dass sie nicht durch äußere Einflüsse, wie beispielsweise Immersionsflüssigkeit, angegriffen bzw. beschädigt werden kann. Dadurch ergibt sich insgesamt eine sehr exakte und dennoch insbesondere gegen das Eindringen von Flüs- sigkeiten äußerst dichte Verbindung zwischen dem optischen Element und der Haltestruktur. Des weiteren wird durch das erfindungsgemäße Löten auch die Festigkeit der Verbindung zwischen dem optischen Element und der Haltestruktur erhöht.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem ersten Schritt das optische Element durch Ansprengen mit der Haltestruktur verbunden wird Das Verbinden des optischen Elements mit der Haltestruktur durch Ansprengen gewährleistet eine sehr gute Positionsstabi- lität des optischen Elements, was bei verschiedenen optischen Anwendungen eine äußerst wichtige Forderung ist. Wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zur Herstellung der Lötverbindung ein niedrig schmelzendes Lot verwendet wird, so ist aufgrund der niedrigen zum Löten er- forderlichen Temperatur eine sehr geringe Wärmeausdehnung des optischen Elements und der Haltestruktur zu erwarten, so dass nur geringe Spannungen in die Verbindung und in die Bauteile eingebracht werden.
In der Praxis hat sich aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften, insbesondere aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes und der nicht vorhandenen Toxizität, ein Zinn-Indium-Lot für diesen Verwendungszweck als besonders geeignet erwiesen.
Wenn während der Erwärmung des Lotes mittels Ultraschall auf das Lot eingewirkt wird, so ist es möglich, die Oxidschicht des Lots aufzubrechen und auf diese Weise zu zerkleinern, so dass das optische Element durch eine solche Oxidschicht nicht beeinträchtigt werden kann.
Alternativ oder gegebenenfalls auch zusätzlich zu der Verwendung von Ultraschall ist es möglich, vor dem Löten eine Oxidschicht des Lots chemisch und/oder mechanisch zu entfernen.
Wenn ohne Flussmittel gelötet werden und dennoch auf die Anwendung von Ultraschall verzichtet werden soll, kann es vorteilhaft sein, wenn vor dem Löten eine lötfähige Schicht auf dem optischen Element und auf der Haltestruktur aufgebracht wird-
In diesem Zusammenhang ergeben sich für die lötfähige Schicht besonders vorteilhafte Eigenschaften, wenn für dieselbe Nickel und als Haftvermittler Titanwolfram verwendet werden. Es hat sich des weiteren als vorteilhaft erwiesen, wenn auf die lötfähige Schicht aus Titanwolfram und Nickel als Schutzschicht Gold aufgebracht wird.
In diesem Fall löst beim späteren Löten das erwärmte Lot die Schutzschicht auf und verbindet sich mit der darunterliegenden lötfähigen Schicht, so dass insgesamt eine optimale Verbindung des Lots mit dem optischen Element sowie der Haltestruktur gegeben ist.
Um eine Oxidation des Lotes während des Lötvorgangs zu verhindern, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Löten im Vakuum ausgeführt wird.
Wenn das Lot in Form einer Kehlnaht aufgebracht wird, so ist eine besonders einfache und problemlos durchzuführende Vorgehensweise gegeben.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass in das optische Element und/oder die Haltestruktur ein Spalt eingebracht wird, wobei das Lot in Form einer Spaltnaht in den Spalt eingebracht wird. Durch diese Vorgehensweise wird die freie Oberfläche des Lots reduziert.
Eine besonders bevorzugte Verwendung des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der Haltestruktur verbundenen optischen Elements besteht darin, dasselbe in einem Objektiv zu verwenden.
Besonders gut eignet sich das optische Element und die Haltestruktur in einem Lithographieobjektiv und äußerst gut in einem Immersionslithographieobjektiv.
Eine Anordnung mit einem optischen Element und einer mit dem optischen Element verbundenen Haltestruktur, wobei eine erste Fügestelle in Ansprengtechnik und eine als Lötverbindung ausgebildete zweite Fügestelle vorgesehen ist, ist in Anspruch 18 angegeben.
Aus Anspruch 22 ergibt sich ein Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einer derartigen Anordnung.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:
Figur 1 ein mittels einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Haltestruktur verbundenes optisches Element zeigt, welches in einem Objektiv verwendet wird;
Figur 2 eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt; und
Figur 3 eine weitere alternative Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Figur 1 zeigt ein als Lithographieobjektiv 1 ausgebildetes Projektionsobjektiv, welches insbesondere für die Immersionslithographie geeignet ist, jedoch auch für andere Arten der Lithographie und auch für sonstige optische Zwecke eingesetzt werden kann. Da die Immersionslithographie an sich bekannt ist, wird hierin nicht auf sämtliche Einzelheiten dieses Verfahrens eingegangen. Das Lithographieobjektiv 1 weist ein äußerst schematisch angedeutetes Gehäuse 2 auf, innerhalb wel- chem in an sich bekannter Weise mehrere optische Elemente 3, vorzugsweise Linsen, angeordnet sind, deren Anzahl und Anordnung jedoch nur als beispielhaft anzusehen sind. Das Lithographieobjektiv 1 kann im wesentlichen entsprechend der DE 103 56 730.5 ausgebildet sein, deren Inhalt in der vorliegen- den Anmeldung durch Referenz enthalten ist. Das Lithographie- objektiv 1 kann bei einer definierten Wellenlänge benutzt werden, z.B. 632,8 nm, 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, usw.
An der Unterseite des Gehäuses 2 befindet sich eine als Fas- sung ausgebildete, im vorliegenden Fall ringförmig ausgebildete Haltestruktur 4, welche mit dem Gehäuse 2 mittels an sich bekannter Verfahren abnehmbar verbunden ist. An der Haltestruktur 4 ist ein weiteres optisches Element 5 angebracht, welches in diesem Fall das in der Verlaufsrichtung eines Strahlengangs 6 durch das Lithographieobjektiv 1 letzte optische Element bildet. Ein solches letztes optisches Element wird auch als Abschlusselement bzw. Abschlussplatte bezeichnet und kann gegenüber der Haltestruktur 4 austauschbar sein. Bei dem optischen Element 5 könnte es sich gegebenenfalls auch um einen Spiegel oder um eine beliebig ausgeführte Linse handeln. Die zur Erzeugung des Strahlengangs 6 erforderlichen Einrichtungen sind an sich bekannt und daher in den Figuren nicht dargestellt.
Zum Verbinden des optischen Elements 5 mit der Haltestruktur 4 werden zunächst die einander berührenden ' Flächen dieser beiden Bauteile mit einer sehr geringen Oberflächenrauheit hergestellt, was beispielsweise durch Schleifen und anschließendes Polieren erreicht werden kann. Dann wird das optische Element 5 an der Haltestruktur 4 angesprengt, wodurch sich eine sehr gute Dichtheit der Verbindung zwischen dem optischen Element 5 und der Haltestruktur 4 ergibt.. Da sich im vorliegenden Fall beim Einsatz des Lithographieobjektivs 1 zwischen dem optischen Element 5 und einem von dem Lithogra- phieobjektiv 1 hergestellten Wafer 7 ein Immersionsmedium 8 befinden kann, wird zur Verbesserung der Dichtheit dieser Ansprengverbindung zwischen dem optischen Element 5 und der Haltestruktur 4 das optische Element 5 im Bereich der Ansprengverbindung zusätzlich mit der Haltestruktur 4 verlötet, wie nachfolgend näher beschrieben. Im Bereich der Ansprengverbindung, die eine erste Fügestelle bildet, wird ein Lot 9 zugeführt, welches durch Wärmezufuhr, beispielsweise mittels eines Lötkolbens 10, erhitzt und somit geschmolzen wird. Das geschmolzene Lot 9 erzeugt eine Lötnaht 11, die im vorliegenden Fall als Kehlnaht ausgebildet ist und sich von der Haltestruktur 4 zu dem optischen Element 5 erstreckt und so eine zweite Fügestelle bildet, die die erste Fügestelle umgibt. Vorzugsweise wird ein niedrigschmelzendes Lot 9, insbesondere ein Zinn-Indium-Lot, verwendet, wobei der Begriff „niedrigschmelzendes Lot" eine Schmelztemperatur von vorzugsweise < 200° C meint. Während der Erwärmung des Lotes 9 wird durch eine Ultraschallsonde 12 mittels Ultraschall auf das Lot 9 eingewirkt, um eventuell oxidierte Stellen auf der Oberfläche des Lotes 9 aufzubrechen und auf diese Weise zu zerhacken bzw. zu verkleinern. Durch die Einwirkung des Ultraschalls werden des weiteren auch die Sauerstoff tome (bei Quarz) bzw. die Fluoratome (bei Kalziumfluorid) angeregt und reagieren mit dem Lot 9, so dass die Verbindung zwischen dem Material des optischen Elements 5 und dem Lot 9 verbessert wird. Vorzugsweise ist die Ultraschallsonde 12 so gegenüber dem optischen Element 5 und der Haltestruktur 4 angeordnet, dass sich ein Schwingungsbauch der Ultraschallschwingung direkt an der Oberfläche der Bauteile oder des Lotes 9 befindet .
Durch das beschriebene Ultraschalllöten kann ohne besondere Vorbehandlung der zu verlötenden Bauteile ein Löten durchgeführt werden, und zwar auch dann, wenn das optische Element 5 und die Haltestruktur 4 beide aus Quarz (Si02) oder Kalzium- fluorid (CaF) bestehen. Des weiteren ist bei der Ultra- schalllötung indiumhaltiges Lot sehr gut geeignet, da sich Indium mit dem durch den Ultraschall aktivierten Sauerstoff innerhalb des Quarzes sehr gut verbindet. Bei der Lötung sollte insbesondere wenn eines der Bauteile aus Quarz besteht darauf geachtet werden, dass der Ultraschall nicht zulange an ein und derselben Stelle anliegt, um nicht zu viel Sauerstoff aus dem Quarz abzuziehen. Wenn das optische Element 5 und/oder die Haltestruktur 4 aus Kalziumfluorid bestehen, ist diese Gefahr der SauerstoffVerarmung nicht vorhanden. Durch den Verzicht auf Flussmittel entstehen beim Löten keine Dämp- fe, die sich ansonsten auf dem optischen Element 5 niederschlagen und dasselbe beschädigen würden.
Eine andere Form der Lötnaht 11 zeigt das unter Bezugnahme auf Figur 2 beschriebene Verfahren zum Verbinden des opti- sehen Elements 5 mit der Haltestruktur 4. Hierbei wird in dem Bereich der Ansprengverbindung zwischen dem optischen Element 5 und der Haltestruktur 4 ein Spalt 13 eingebracht, der sich sowohl in die Haltestruktur 4 als auch in das optische Element 5 erstrecken kann. Anschließend wird das Lot 9 dem Spalt 13 zugeführt, so dass die Lötnaht 11 die Form einer Spaltnaht bzw. I-Naht erhält. Hierdurch ergibt sich eine geringere freie Fläche des Lots 9.
Ein weiteres Verfahren zum Verbinden des optischen Elements 5 mit der Haltestruktur 4 wird unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben. Hierbei wird, wie auch bei der Lötung mittels Ultraschall, kein Flussmittel eingesetzt, sondern es wird vor dem Löten eine lötfähige Schicht 14 auf dem optischen Element 5 und auf der Haltestruktur 4 aufgebracht. Vorzugsweise wer- den als Material für die lötfähige Schicht 14 50 bis 200 nm Titanwolfram als Haftvermittler und 500 bis 5.000 nm Nickel als eigentliche lötfähige Schicht verwendet, wobei auf diese lötfähige Schicht 14 vorzugsweise Gold als Oxidationssc utz aufgebracht wird.
Auch hier wird das Lot 9 zugeführt, wobei vor dem Löten eine eventuell vorhandene Oxidschicht des Lots 9 mechanisch oder chemisch, d.h. mittels Säure, entfernt wird. Anschließend wird das Lot 9 auf der Lötstelle platziert und innerhalb ei- nes Vakuumofens auf eine geringfügig oberhalb der Liqui- dustemperatur des Lotes 9 liegende Temperatur erhitzt. Nach- dem die Temperatur einige Minuten oberhalb der Liquidustempe- ratur gehalten wird, kann eine langsame Abkühlung erfolgen, um die Spannungen in dem Lot 9 nicht zu hoch werden zu lassen. Beim Löten löst das erwärmte Lot 9 die Schutzschicht aus Gold auf bzw. bildet mit dem Gold eine Legierung und verbindet sich mit der lötfähigen Schicht 14 aus Nickel. Nach dem Abkühlen des Lots 9 ist hierdurch eine noch bessere Verbindung desselben mit dem optischen Element 5 und mit der Haltestruktur 4 gegeben. Des weiteren wird durch den Einsatz von Gold als Schutzschicht der Schmelzpunkt des Lots 9 nach dem Abkühlen erhöht, sodass die Lötverbindung insgesamt weniger temperaturempfindlich ist und im späteren Einsatz mit einer höheren Temperatur beaufschlagt werden kann als zum Löten notwendig ist.
Der zum Ausführen des Lötens im Vakuum erforderliche Vakuumofen ist durch die gestrichelte und mit dem Bezugszeichen „15λλ bezeichnete Linie angedeutet. Statt des Vakuumofens 15 kann auch, wie beim Ultraschalllöten, der Lötkolben 10 ver- wendet werden, sofern die Lötstelle gut zugänglich ist. Zusätzlich kann auch bei diesem Verfahren die Ultraschallsonde 12 eingesetzt werden, wobei hier im Vergleich zum unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschriebenen Ultraschalllöten eine sehr viel geringere Menge an Ultraschall eingesetzt werden muss. Statt eines Vakuums kann zum Löten auch eine i- nerte oder eine reduzierende Atmosphäre eingesetzt werden.
Wie zu erkennen ist, entsteht auch bei dem Verfahren gemäß Figur 3 eine Lötnaht 11 Form einer Kehlnaht, es ist jedoch auch möglich, den unter Bezugnahme auf Figur 2 beschriebenen Spalt 13 zwischen das optische Element 5 und der Haltestruktur 4 einzubringen, um die Lötnaht 11 als Spaltnaht bzw. I- Naht auszuführen.
Statt das Lot 9 der Lötstelle zuzuführen ist auch ein Auflegen desselben auf die Lötstelle möglich, wobei das Lot 9 in einem solchen Fall beispielsweise in Form eines Ringes vorliegen kann.
Um eine Austauschbarkeit des optischen Elements 5 erreichen zu können, ist es in nicht dargestellter Weise auch möglich, an dasselbe einen Metallbalg oder ähnliches zu anzulöten und diesen mit dem Objektiv 1 z.B. durch Verschrauben zu verbinden. Zur Positionierung des optischen Elements 5 würde dasselbe auch in diesem Fall an der Haltestruktur 4 angesprengt werden. Der Metallbalg könnte gleichzeitig auch als Dichtelement für die Ansprengverbindung dienen.
Obwohl dies in den Zeichnungen so dargestellt ist, werden das optische Element 5 und die Haltestruktur 4 üblicherweise nicht in dem Zustand miteinander verlötet, in dem die Haltestruktur 4 an dem Gehäuse 2 angebracht ist. Vielmehr erfolgt das Anbringen der Haltestruktur 4 mit dem optischen Element 5 an dem Gehäuse 2 erst nach dem Verlöten. Besonders deutlich wird dies- bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3, bei der sich selbstverständlich nicht das gesamte Lithographieobjektiv 1 in der Vakuumkammer 15 befindet, sondern lediglich das optische Element 5 und die Haltestruktur 4. Die Zeichnungen sollen lediglich die spätere Verwendung der Verbindung des optischen Elements 5 mit der Haltestruktur 4 verdeutlichen.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Verbinden eines optischen Elements mit einer Haltestruktur, wobei in einem ersten Schritt das optische Element mit der Haltestruktur verbunden wird, und wobei in einem zweiten Schritt im Bereich der Verbindung das optische Element mit der Haltestruktur verlötet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem ersten Schritt das op- tische Element durch Ansprengen mit der Haltestruktur verbunden wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zum Löten ein niedrig schmelzendes Lot verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei Zinn-Indium-Lot verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wäh- rend der Erwärmung des Lotes mittels Ultraschall auf das Lot eingewirkt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei vor dem Löten eine Oxidschicht des Lots chemisch entfernt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei vor dem Löten eine Oxidschicht des Lots mechanisch entfernt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei vor dem Löten eine lötfähige Schicht auf dem optischen Element und auf der Haltestruktur aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei als Material für die lötfähige Schicht Nickel und als Haftvermittler Titanwolfram verwendet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei auf die lötfähige Schicht aus Titanwolfram und Nickel als Schutzschicht Gold aufgebracht wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Löten im Vakuum ausgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Lot in Form einer Kehlnaht aufgebracht wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in das optische Element und/oder in die Haltestruktur ein Spalt eingebracht wird, und wobei das Lot in Form einer Spaltnaht in den Spalt eingebracht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei als optisches Element ein Anschlusselement eines Objektivs verwendet wird.
15. Verwendung des mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit der Haltestruktur verbundenen optischen lements in einem Objektiv.
16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei das Objektiv ein Li- thographieobjektiv ist.
17. Verwendung nach Anspruch 15 und 16, wobei das Lithographie-Objektiv ein Immersionslithographieobjektiv ist.
18. Anordnung mit einem optischen Element und einer mit dem optischen Element verbundenen Haltestruktur, wobei eine erste Fügestelle und eine als Lötverbindung ausgebildete zweite Fügestelle vorgesehen ist.
19. Anordnung nach Anspruch 18, wobei die erste Fügestelle durch Ansprengen hergestellt ist.
20. Anordnung nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Haltestruktur ringförmig ausgebildet ist.
21. Anordnung nach Anspruch 18, 19 oder 20, wobei zweite Fügestelle die erste Fügestelle umgibt.
22. Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 21.
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