WO2008049574A2 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden eines optischen elementes mit einer fassung - Google Patents

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Armin SCHÖPPACH
Johannes Rau
Gennady Fedosenko
Leonid Gorkhover
Gerhard Klose
Stefan Wiesner
Hans-Joachim Trefz
Michael Widmann
Ulrich Bingel
Claudia Ekstein
Günter ALBRECHT
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for materially connecting an optical element with a socket.
  • Various methods of connecting optical elements to sockets are known in the art. For example, it is common practice to use optical elements in sockets
  • a connecting means is locally melted at at least one connection point between the optical element and the socket, wherein the optical element and the socket at any time of
  • the optical element and the socket can be connected to each other at at least four connecting points,
  • the complete melting of the subsequent step can be achieved, for example, by using a controlled soldering Under the monitoring of the temperature of the junction - in particular using a pyrometer - is used.
  • Foil punched preform proved to be advantageous to make the socket in the region of the joint in such a way that it follows the geometric shape of the optical element. Assuming a constant thickness of the preform results
  • a solder plate can be used as a preform, which is only selectively or partially melted during the soldering process. In this way, floating of the optical element on the preform during the soldering process is reliably prevented.
  • the socket can be heated in the area of the joint by means of an additional laser beam.
  • the first and the additional laser beam can originate from the same laser source and be split for example by means of a beam splitter.
  • the additional laser beam may originate from an additional laser source; This opens up the possibility of choosing the additional laser beam adapted to the conditions of the frame, such as, for example, its absorption properties.
  • connection point The occurrence of intrinsic solder voltages or other voltages in the area of the connection point can
  • the laser power is reduced in a controlled manner and thus the energy input per unit time gradually decays.
  • the said voltages can also be reduced by subsequent annealing of the arrangement.
  • connection method in particular a welding system can be used as connection method.
  • An advantage of this procedure is that only the part of the metallic is melted during welding, while the optical element facing part of the metallic layer remains fixed. The entire process of welding can take place within milliseconds - the part of the frame, wel-
  • the temperature at the non-metallic material of the optical element can thus to well below 100 C in the range of about 40 0 C.
  • Another advantage of the method according to the invention is that due to the small volume of molten material, the risk of positional changes during the joining process is considerably reduced. This allows the position of the opti-
  • Parts is melted, for example, only part of the metallic layer while the socket is not melted.
  • 0 table element is to be understood by the optically non-active surface of the cylinder edge of the lens. This measure has the advantage that the optical element can be further processed, in particular cleaned or coated, even after the application of the metallic layer.
  • 0 occurring temperatures can be kept low and occurring during cooling stresses can be reduced by plastic deformation of the soft metallic layer.
  • the mentioned choice of the material of the metallic layer causes the optical element to easily turn off again
  • the energy input can be effected by electromagnetic radiation such as light, in particular laser, microwaves or inductively.
  • .5 apply, for example, as a thin plate with a thickness of about 100 microns.
  • a position stability and passport preservation that is higher than that of the prior art is achieved during the joining process, as well as improved alignability before the joining process.
  • connection point is located on an optically non-active surface of the optical element.
  • optically non-active surface is meant a surface of the optical element which is irradiated or illuminated by light during use of the optical element. This measure has the advantage that the optical element can be further processed, in particular cleaned or coated, even after the application of the metallic layer.
  • the quality of the joint can be improved by forming the preform and the portion of the socket in contact with the preform in such a way that the preform is pressed against the optical element by a spring force.
  • the preform itself or also the part of the socket which is in contact with the preform can be designed as a resilient element.
  • Another variant for connecting an optical element with a socket via a holding element on at least one connecting parts is that in the optical element in the region of the connection point a recess is created, in which the holding element is introduced and areas in the recess between the Retaining element and the optical element are filled by means of a filling material.
  • the filling material may be a molten material which, after the introduction of the holding element into the recess, is in liquid form. sigem state is introduced into the area between the holding element and recess and there cooled and solidifies. In this way, at least one positive connection can be made without precise pre-machining of the recess and
  • .0 adhesive is introduced to form a cohesive connection.
  • An advantageous soldering process can be realized in particular by initially using a galvanic process.
  • .5 rens is applied to at least one of the joining partners to be joined a metallization and then the metallization is melted, wherein the metallization at least one additional component as an admixture to improve the properties of the solder joint such.
  • Mechanical stability is understood to mean all properties of the solder joint which relate to the robustness of the solder joint against mechanical stresses such as tension, pressure or shear. Furthermore, under mechanical stability also a
  • Solder joint can be understood by temperature fluctuations. It is also conceivable to provide the two joining partners with different galvanically applied metallization layers before the actual soldering process. This is the galvanic
  • solder can also be brought in another way, such as a preform in the region of the joint.
  • the low-melting metals used for soldering such as, for example, In or Sn
  • the use of low-melting metals is almost inevitable, since heating the sensitive optical components to higher temperatures than required for a soldering process involves considerable risks.
  • the mechanical properties of the solder joint can be improved in particular by the use of dispersoids, in particular oxides, nitrides, borides or carbides;
  • a reduction in the coefficient of thermal expansion of the solder joint can be achieved in that the dispersoid is a Zerodurpulver.
  • an intermetallic phase in the area of the solder joint in particular using phosphorus, or the use of microfibers or nanotubes is also advantageous.
  • the mechanical properties of carbon nanotubes can be used advantageously; they show a density of 1.3-1.4 g / cm3 and a tensile strength of 45 billion pascal and thus a 135 times higher ratio of tensile strength to density than for example steel.
  • connection point and the support elements described above can also be advantageously used in cases in which the connection material is not melted by a short time but by a longer energy input.
  • the methods described for the integral connection of socket and optical element can be combined with the above-mentioned and subsequently explained in more detail variants for the design of the support elements and the connection points.
  • Figure 1 is an illustration of the inventive method as Flow chart
  • FIG. 2 shows an optical element grasped by the method according to the invention
  • FIG. 3 shows a mounting of the optical element for the application of the method according to the invention
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the device used for the application
  • Figure 5 shows a variant of a support element used
  • Figure 6 shows a support element with a bore for receiving a 5 solder preform
  • Figure 7 shows a support element with a vertically continuous bore
  • FIG. 8 shows a support element with a resilient element for fixing a solder preform
  • Figure 9 shows a substantially positive connection between the optical element and the socket
  • Figure 10 shows a variant of the invention, is used in the solder as a preform
  • Figure 11 is a connected via a holding element with a socket 10 optical element
  • Figure 12 shows various variants for the design of holding elements
  • FIG. 13 shows a projection exposure apparatus for semiconductor lithography in which the invention is used.
  • the inventive method is illustrated by way of example with reference to a flow chart.
  • the socket shows a large number of so-called support feet, on which the optical element is stored.
  • the support feet can be screwed to the socket or be integrally connected to the socket. Between the support feet and the optical element are available as platelets.
  • the platelets are about 50 to 100 microns thick and have a lateral extent of about 5 x 5 mm. They are made of the materials already mentioned.
  • the support feet or the optimal
  • This coating can be done for example by vapor deposition, sputtering or a galvanic process. It is advantageous to coat the optical element in advance at the points to be brought into contact with the support feet, since in this way a better thermal contact results in the subsequent soldering process, whereby a shorter or weaker laser pulse can be used. As a result, heating of the support feet can be minimized as much as possible and the risk of thermal deformation of the support feet during soldering is minimized.
  • the Lotpreform by means of a Nd: YAG laser with a power of about 100 watts through the optical element
  • a laser pulse of about 50 ms length is sufficient; It is assumed that due to surface reflection and scattering about 40-60 watts of the laser output power of 100 watts are coupled into the spot to be soldered. It is advantageous to use the three support feet
  • J5 stapling is done at an angular distance of approx.
  • solder joints are soldered one after the other.
  • a controlled soldering process is used, d. H.
  • the surface temperature of the solder joint is monitored by means of a pyrometer. Initially, a heating process with linearly increasing laser power is performed for approx. 0.5 s. As soon as the
  • the laser power is held constant for about 2 s. Thereafter, the laser power is reduced to 0 in a period of about 0.5 s.
  • the holding temperature is about 300 0 C.
  • a flux can be added to the solder, which on the one hand reduces the surface tension of the liquid solder and thus improves the mechanical contact and on the other hand reduces oxidized surfaces during the soldering process.
  • a flux can be added to the solder, which on the one hand reduces the surface tension of the liquid solder and thus improves the mechanical contact and on the other hand reduces oxidized surfaces during the soldering process.
  • the size of the laser spot used is in the range of approximately 1 mm 2 , whereas in the actual soldering process, a spot size is selected which corresponds to the size of the solder preform.
  • FIG. 2 shows an optical element 1 gripped in a socket 2 by means of the method according to the invention.
  • the optical element 1 is arranged in the socket 2 in such a way that
  • optical element 1 is connected to the socket 2 via a uniform material system. In this way, among other things, the occurrence of mechanical stresses in the sequence of
  • FIG. 3 shows a detail of the region of the connection point of the optical element 1 and the holder 2 according to a variant of the invention.
  • the optical element 1 rests on the mount 2 via the support element 3, which in the present example is designed as a roof-shaped embodiment formed integrally with the mount 2.
  • the two preforms 4a and 4b are arranged in the vicinity of the support element 3.
  • the preforms 4a and 4b are adapted with respect to their geometric shape to the shape of the frame 2, for example punched out of a film of suitable thickness. Since already the
  • SO version 2 is adapted to the geometric shape of the optical element 1 in the region of the joint, resulting from the constant thickness of the preforms 4a and 4b between the optical element 1 and the preforms 4a and 4b, a gap 5a, b with a constant thickness.
  • the preforms 4a and 4b correspond to the geometric shape of the optical element 1 in the region of the joint, resulting from the constant thickness of the preforms 4a and 4b between the optical element 1 and the preforms 4a and 4b, a gap 5a, b with a constant thickness.
  • connection point 7 is located on the cylinder edge of the lens 1.
  • the spherical preform 4 is fixed in the embodiment shown in FIG. 4 in that it extends between the cylinder edge of the lens 1 and an attached lens.
  • FIG. 5 shows an advantageous embodiment of a support element 3 according to the invention.
  • the support element 3 has a slot-shaped depression 10.
  • Such a depression can be prepared, for example, that from the full material of the socket, first the recess 10 is rotated and then z. B. by sawing the illustrated 0 support element 3 is worked out of the material of the version 2.
  • the slot-shaped recess 10 can be used to receive a solder preform 4, as shown in Figure 5a as a cross-sectional view.
  • the bore 12 may in particular receive a correspondingly shaped preform 4.
  • the support element 3 preferably has a symmetrical roof edge 11 (symmetrical with respect to the material-locking connection).
  • FIG. 6 a shows a variant of the invention which is slightly modified in comparison with the embodiment shown in FIG. 6, in which the optical element 1 is provided with a punctiform support on the
  • FIG. 10 shows a variant in which solder is realized as filling material 17 » 5, which is arranged as a spherical preform 4 in the region of the recess 16 and of the holding element 15 and is melted by the focused laser beam 9.
  • the preform 4 melts, it fills the area between the optical element 1 realized as a lens and the holding element 15, thus creating a cohesive, firm connection after its solidification.
  • the adhesion of the solder to the material of the optical element 1 is improved by applying a metallization layer 6 in advance to the cylinder edge of the optical element 1 realized as a lens.
  • the retaining element 15 can also be provided with a metallization 6 in the region of the recess 16.
  • the shift Metallization system can be used as adhesion promoter Cr, W / Ti, Ti, Al as solder layer Ni, Pt, Cr, Ti and as oxidation protection layer Au, Pt.
  • An advantageous choice is the layer sequence Cr / Ni / Au 5 due to its low oxidizability.
  • the layer system can be produced in particular by means of ion-assisted vacuum deposition (IAD, with electron beam evaporator ESV); also electrochemical coating methods can be used.
  • FIG. 11 shows an optical element 1 implemented as a lens when installed in a socket 2.
  • the optical element 1 realized as a lens is firmly connected via the connecting material 17 to the retaining element 15, which in turn is connected via the soldered or welded socket connection, for example.
  • Figure 12b shown. Compromises between the two variants of Figures 12a and 12b are shown in Figures 12c and 12d; In these cases, the holding elements 15 do not completely rotate on the sides facing the optical element 1, but instead are realized as segments of different extent.
  • &thetas is designated for producing semiconductor devices, e.g. Computer chips.
  • the wafer 32 is moved further in the direction of the arrow, so that a multiplicity of individual fields, in each case with the structure predetermined by the reticle 35, are exposed on the same wafer 32. Due to the incremental advancing movement of the wafer 32 in the projection exposure apparatus.
  • the source of this radiation may be a laser or the like.
  • the radiation is formed in the illumination device 33 via optical elements such that the projection beam 41 when striking the reticle 35 has the desired properties with respect to diameter, polarization
  • the projection lens 37 has a plurality of individual refractive, diffractive and / or reflective optical elements 38, such as lenses, mirrors, prisms, end plates and the like.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stoffschlüssigen Verbinden eines optischen Elementes (1) mit einer Fassung (2) an mindestens einer Verbindungsstelle (7). Dabei werden das optische Element (1) und die Fassung (2) vor dem Verbinden zum Vermeiden von Relativbewegungen während des Verbindens zueinander mittels eines Auflageelementes (3) positioniert, das als Teil der Fassung (2) ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann zuerst auf das optische Element (1) eine metallische Schicht aufgebracht werden, die mit der Fassung (2) stoffschlüssig verbunden wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden eines optischen Elementes mit einer Fassung
5 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stoffschlüssigen Verbinden eines optischen Elementes mit einer Fassung. Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen mit Fassungen bekannt. So ist es beispielsweise übliche Praxis, optische Elemente in Fassungen
0 mittels eines Klebe- oder Kittverfahrens zu fixieren. Daneben sind in jüngerer Zeit vermehrt Löt- oder Schweißverfahren zur Verbindung von optischen Elementen mit Fassungen zur Anwendung gekommen. Beispielhaft sei an dieser Stelle die US-Patentschrift US 6 627 847 Bl genannt, die das Einschweißen eines optischen
5 Elements in eine Fassung betrifft, wobei der Schweißvorgang in der Weise erfolgt, dass die zu verschweißenden Flächen mittels eines durch das optische Element gerichteten Laserstrahls erhitzt werden.
iθ Bei der Anwendung der geschilderten Verfahren treten jedoch verschiedene Schwierigkeiten auf. So kann beispielsweise während des Verbindungsvorganges oftmals eine Drift des optischen Elementes relativ zu der Fassung nicht oder nur ungenügend unterbunden werden. Darüber hinaus kommt es - insbesondere in Verbin-
!5 dung mit Schweiß- oder Lötverfahren - regelmäßig zu einer erheblichen Erwärmung des optischen Elementes insbesondere im Bereich der Verbindungsstelle, was zu Spannung und damit verbundenen Schädigungen des optischen Elementes bis hin zu dessen Zerstörung führen kann. iθ
Es ist damit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels derer ein optisches Element und eine Fassung auf schonende Weise und bei einer verringerten Drift der beiden Fügepartner zueinander verbunden werden
S5 können.
Diese Aufgabe wird durch die Verfahren und die Vorrichtungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und alternative Ausgestaltungen der Erfindung.
5 In einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines optischen Elements mit einer Fassung wird ein Verbindungsmittel an mindestens einer Verbindungsstelle zwischen dem optischen Element und der Fassung lokal aufgeschmolzen, wobei das optische Element und die Fassung zu jedem Zeitpunkt des
.0 Verbindungsvorgangs an mindestens drei Verbindungsstellen über nicht schmelzflüssige Bereiche des Verbindungsmittels miteinander in mechanischem Kontakt stehen. Mit anderen Worten liegt das optische Element während des Verbindungsvorgangs an mindestens drei Stellen über nicht aufgeschmolzene Teile des vorgesehenen
.5 Verbindungsmittels auf der Fassung auf. Hierdurch wird erreicht, dass die Lage des optischen Elements in Bezug auf die Fassung zu jedem Zeitpunkt des Verbindungsvorgangs definiert ist, da es nicht zu einem Aufschwimmen des optischen Elements auf einem vollständig aufgeschmolzenen Bereich des Verbindungsmittels kom-
>0 men kann. Somit dienen die nicht aufgeschmolzenen Bereiche des Verbindungsmittels während des Verbindungsvorgangs als Positionierhilfe in der Art einer Halteschablone, durch welche die relative Position der beiden Fügepartner optisches Element und Fassung stets definiert ist. Damit erlaubt die Erfindung ein
>5 hochgenaues, reproduzierbares Fügen des optischen Elementes und der Fassung.
Beispielsweise können das optische Element und die Fassung an mindestens vier Verbindungsstellen miteinander verbunden werden,
30 wobei in einem ersten Schritt an mindestens drei der mindestens vier Verbindungsstellen ein Energieeintrag in der Weise erfolgt, dass während des Energieeintrags an der betreffenden Verbindungsstelle ein nicht schmelzflüssiger Bereich des Verbindungsmittels verbleibt, über den das optische Element mit der Fassung
35 in mechanischem Kontakt steht. Die nicht aufgeschmolzenen Bereiche des Verbindungsmittels dienen also als Stütze des optischen Elements gegenüber der Fassung; das beschriebene teilweise Aufschmelzen des Verbindungsmittels an den ersten mindestens drei Verbindungsstellen kann auch als Heftvorgang bzw. als Anheften bezeichnet werden. Nachfolgend werden in einem weiteren Schritt 5 das optische Element und die Fassung durch ein vollständiges Aufschmelzen des Verbindungsmittels an den einzelnen Verbindungsstellen nacheinander miteinander verbunden.
Wählt man beispielsweise als optisches Element ein kreisförmiges 0 Element, wie beispielsweise eine Linse, können die drei Stellen, die in dem ersten Schritt dem Heftvorgang unterzogen werden, in einem Winkelabstand von ca. 120° entlang des Umfangs der Linse angeordnet werden, so dass sich eine besonders stabile Lagerung und Positionierung der Linse gegenüber der Fassung während des 5 Heft- und des nachfolgenden Verbindungsvorgangs ergibt.
Das Verbindungsmittel kann insbesondere als Lotpreform mit einer Dicke von ca. 50 μm bis 100 μm und lateralen Dimensionen im Bereich von ca. 5 mal 5 mm ausgebildet sein; es ist auch denkbar, !0 das Verbindungsmittel im Bereich der Verbindungsstelle auf das optische Element und/oder auf die Fassung als Beschichtung aufzudampfen, zu sputtern oder galvanisch aufzubringen.
Zum Aufschmelzen des Verbindungsmittels kann in vorteilhafter !5 Weise ein Laserstrahl von ca. 100 Watt Leistung verwendet werden. Dabei kann der Heftvorgang des ersten Schritts dadurch erreicht werden, dass die Verbindungsstelle für ca. 50 Millisekunden mit einem Laserspot der Größe 1 mm2 beleuchtet wird.
10 Als Verbindungsmittel eignen sich beispielsweise Zinnbasislote wie SnAg4, Zinn-Blei-Lote, Bismut-haltige Lote wie BiSn42, Indium-haltige Lote, Antimon-haltige Lote, Goldbasis-Lote sowie Gold-, Silber- oder Palladium-haltige Lote.
15 Das vollständige Aufschmelzen des nachfolgenden Schritts kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein geregelter Löt- Vorgang unter Überwachung der Temperatur der Verbindungsstelle - insbesondere unter Verwendung eines Pyrometers - zur Anwendung kommt .
5 Als optische Elemente kommen insbesondere Linsen oder Spiegel, beispielsweise einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, in Frage.
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren lässt sich insbeson- 0 dere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie realisieren, bei der ein in einer Fassung stoffschlüssig mittels eines Verbindungsmittel angeordnetes optisches Element vorhanden ist, wobei das optische Element mit der Fassung ausschließlich über das Verbindungsmittel in mechanischem Kontakt 5 steht. Mit anderen Worten liegt das optische Element an keiner Stelle unmittelbar auf dem Material der Fassung auf.
Diese Art der Fassungstechnik eignet sich besonders für randdünne Linsen, beispielsweise mit einer Randstärke unter 1 cm, aber
1O ebenso für mechanisch manipulierbare Linsen oder auch eine in Strahlrichtung erste oder auch letzte Linse in einem Projektionsobjektiv der Projektionsbelichtungsanlage. Im Falle einer EÜV-Projektionsbelichtungsanlage kann es sich bei dem optischen Element auch um einen nicht mechanisch manipulierten Spiegel der
'5 Anlage handeln; derartige Spiegel sind in EÜV-Projektionsbelich- tungsanlagen üblicherweise hohen Thermallasten ausgesetzt.
Eine weitere Möglichkeit zur Realisation der Erfindung besteht darin, dass das optische Element mit der Fassung an mindestens so einer Verbindungsstelle mittels eines mindestens eine metallische Komponente enthaltenden Verbindungsmittels verbunden wird, wobei das optische Element und die Fassung vor dem Verbinden zum Vermeiden von Relativbewegungen während des Verbindens zueinander positioniert werden und die Positionierung mittelbar oder
15 unmittelbar mittels mindestens eines Auflageelementes erfolgt, das als Teil der Fassung ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird vermieden, dass sich während des Verbindungsvorganges zwischen dem optischen Element und der Fassung eine flüssige Schicht aus Klebstoff, Kitt, flüssigem Metall, Lot oder ähnlichem bildet, auf der das optische Element aufschwimmt und damit 5 seine Relativposition zu der Fassung ändert. Das optische Element bleibt damit während des Verbindungsvorganges mit der Fassung über eine starre Auflage verbunden und die gewählte Relativposition wird zuverlässig beibehalten.
0 Dabei können die Fassung und das mindestens eine Auflageelement beispielsweise einstückig ausgebildet sein; eine Alternative hierzu besteht darin, die Fassung und das mindestens eine Auflageelement lösbar, beispielsweise mittels einer Verschraubung miteinander zu verbinden. Die letztgenannte Vorgehensweise hat
.5 die Wirkung, dass das Auflageelement nach dem Verbindungsvorgang von der Fassung entfernt werden kann. Die Vorteile bei dieser Vorgehensweise liegen insbesondere darin, dass nach dem Entfernen des mindestens einen Auflageelementes von der Fassung die Anzahl der Kontaktstellen des optischen Elementes mit der Fas-
>0 sung reduziert sind und damit die Gefahr von beispielsweise thermisch induzierten Spannungen im optischen Element während dessen Einsatzes wesentlich reduziert werden. Ein weiterer Vorteil bei der genannten Methode liegt darin, dass sich der für die Kombination aus Fassung und optischem Element benötigte Bau-
>5 räum erheblich reduziert, was insbesondere für bauraumkritische Anwendungen wie beispielsweise für Projektionsbelichtungsanlagen und insbesondere Objektive für die Halbleiterlithographie, wo die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefassten optischen Elemente vorteilhaft zur Anwendung kommen können, von erhebli- iθ eher Bedeutung ist.
Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, dass das optische Element auf dem mindestens einen Auflageelement auf mindestens drei Punkten aufliegt. Durch die Lagerung auf drei Punkten sind 35 die Anforderungen an eine stabile Lagerung des optischen Elementes in der Fassung erfüllt. Auch eine Lagerung auf einer Kante ist denkbar .
Eine vorteilhafte Methode zum stoffschlüssigen Verbinden des optischen Elementes mit der Fassung besteht in der Anwendung eines
5 Lötverfahrens, insbesondere unter Verwendung einer flussmittel- freien Lotlegierung. Das Lot kann dabei in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorab als Schicht auf die Fassung und/oder auf das optische Element aufgetragen werden. Als Be- schichtungsverfahren kommen beispielsweise PVD, CVD, galvanische
0 oder chemische Verfahren in Betracht. Ebenso kann das Lot als schmelzflüssige Beschichtung aufgebracht werden. Als Lote kommen dabei insbesondere Zinnbasislote (z.B. SnAg4), Zinn-Blei-Lote, Bismut-haltige Lote wie z. B. BiSn42, Indium-haltige Lote, Antimon-haltige Lote, Goldbasis-Lote sowie Gold-, Silber-, Palladi-
5 um-haltige Lote in Betracht.
Alternativ zu einer Beschichtung der Fassung mit Lot kann dieser auch als vor dem Verbindungsvorgang als Preform auf die Fassung und/oder auf das optische Element aufgebracht werden. Die Pre-
!0 form kann dabei in vorteilhafter Weise dadurch erzeugt werden, dass sie aus einer Folie ausgestanzt wird; dabei kann durch eine geeignete Formgebung von Preform und Fassung bzw. des optischen Elementes der zusätzliche vorteilhafte Effekt erreicht werden, dass die Preform auf einfache Weise auf der Fassung bzw. dem op-
!5 tischen Element ausgerichtet werden kann. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen von einander korrespondierenden Positioniermarken auf Preform und Fassung bzw. dem optischen Element gewährleistet werden.
iθ Es hat sich insbesondere bei der Verwendung einer aus einer
Folie ausgestanzten Preform als vorteilhaft erwiesen, die Fassung im Bereich der Verbindungsstelle in der Weise zu gestalten, dass sie der geometrischen Form des optischen Elementes folgt. Unter der Annahme einer konstanten Dicke der Preform ergibt sich
S5 auf diese Weise zwischen der Preform und dem optischen Element ein Spalt von näherungsweise konstanter Dicke. Dabei kann die Dicke des Spaltes gegen Null gehen; allerdings sollte in diesem Fall stets gewährleistet sein, dass das optische Element auf dem mindestens einen Auflageelement und nicht auf der Preform aufliegt.
5
Als Alternative ist auch eine Variante denkbar, bei der das optische Element an den Auflagepunkten auf der Preform aufliegt; die Position des optischen Elementes und der Fassung zueinander wird in diesem Fall durch die Anordnung optisches Element - Pre-
0 form - Auflageelement definiert. Auch in diesem Fall ist es möglich, die Position der genannten Elemente zueinander während des Lötvorganges konstant zu halten. Hierzu muss lediglich dafür Sorge getragen werden, dass die Preform während des Lötvorganges lediglich lokal, d. h. gerade nicht im Bereich des Auflagepunk-
5 tes aufgeschmolzen wird. So kann beispielsweise als Preform ein Lotplättchen verwendet werden, das lediglich punktuell oder bereichsweise während des Lötvorgangs aufgeschmolzen wird. Auf diese Weise wird ein Aufschwimmen des optischen Elementes auf der Preform während des Lötvorganges zuverlässig unterbunden.
:0 Diese Variante hat den besonderen Vorteil, dass vergleichsweise einfache Preformen verwendet werden können.
Bei der vorstehend geschilderten Variante ist wie bereits erwähnt die Position des optischen Elements relativ zum Auflage-
!5 element im Wesentlichen auch durch die Plättchendicke gegeben. Wird das Plättchen lediglich punktuell bzw. bereichsweise beispielsweise durch einen Laserstrahl aufgeschmolzen, so ist die Lage des optischen Elements relativ zum Auflageelement durch die Plättchendicke mitdefiniert. Auch in diesem Fall ist die Positi-
SO onierung des optischen Elements relativ zum Auflageelement über einen Formschluss, nämlich über einen mittelbaren Formschluss aufgrund des Plättchens definiert. Lediglich beim Aufschmelzen des Plättchens über den gesamten Auflagebereich zwischen optischem Element und Auflageelement erfolgt die Positionierung des
55 optischen Elements relativ zum Auflageelement nicht mehr über einen Formschluss, sondern durch StoffSchluss, wobei die „Posi- tionierungenauigkeit" im Wesentlichen durch die Dicke des Plättchens bestimmt wird.
Zur Verbesserung der Festigkeit der Lötverbindung hat es sich
5 bewährt, auf dem optischen Element ein lötfähiges Schichtsystem anzubringen, das insbesondere als Metallisierungsschicht im Bereich der Verbindungsstelle realisiert sein kann. Dabei sind verschiedene Varianten hinsichtlich der Gestaltung der Metallisierungsschicht denkbar. Ein Aspekt bei der Gestaltung der Me-
.0 tallisierungsschicht besteht darin, dass die Erhitzung des Lotes und der Verbindungsstelle auf dem Halter und dem optischem Element mittels eines Laserstrahles insbesondere unter Verwendung eines IR- oder UV-VIS-Lasers erfolgen kann. Eine erste Möglichkeit besteht dabei darin, das Lot durch das optische Element und
.5 die Metallisierungsschicht hindurch zu erhitzen. Bei dieser Vorgehensweise ist es vorteilhaft, die Metallisierungsschicht nicht als durchgängige Schicht konstanter Dicke zu gestalten, sondern mit Durchbrüchen zu versehen bzw. die Metallisierungsschicht nicht durch scharfe Ränder zu begrenzen. Hierdurch wird gewähr-
»0 leistet, dass ein hinreichend großer Teil der Energie des Laserstrahls das Lot erreicht, um diesen zu verflüssigen.
Eine Alternative hierzu besteht darin, dass der Laserstrahl von der dem optischen Element abgewandten Seite des lötfähigen
15 Schichtsystems mindestens teilweise reflektiert wird und der reflektierte Anteil das Lot erhitzt. Diese Vorgehensweise hat den besonderen Vorteil, dass bei der Wahl des Lasers keine Rücksicht auf die Absorptionseigenschaften des optischen Elementes genommen werden müssen. Darüber hinaus sind Schädigungen des opti- iθ sehen Elementes aufgrund der von dem verwendeten Laserstrahl in dieses eingetragene Energie ausgeschlossen.
Um die Qualität der Lötverbindung weiter zu erhöhen, kann die Fassung im Bereich der Verbindungsstelle mittels eines zusätzli- 55 chen Laserstrahls erhitzt werden. Dabei können der erste und der zusätzliche Laserstrahl aus derselben Laserquelle stammen und beispielsweise mittels eines Strahlteilers aufgespalten worden sein. Alternativ kann der zusätzliche Laserstrahl aus einer zusätzlichen Laserquelle stammen; hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, den zusätzlichen Laserstrahl angepasst an die Gegeben- 5 heiten der Fassung wie beispielsweise deren Absorptionseigenschaften zu wählen.
Das Auftreten von intrinsischen Lotspannungen oder auch von sonstigen Spannungen im Bereich der Verbindungsstelle kann da-
.0 durch erreicht werden, dass nach dem eigentlichen Lötprozess die Laserleistung kontrolliert verringert wird und so der Energieeintrag pro Zeiteinheit allmählich abklingt. Alternativ oder zusätzlich können die genannten Spannungen auch durch nachfolgendes Tempern der Anordnung abgebaut werden.
.5
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das mindestens eine Auflageelement im Bereich einer optisch aktiven Fläche des optischen Elementes mit dem optischen Element in Berührung steht und sich die Verbindungsstelle an einer op-
>0 tisch nicht aktiven Fläche des optischen Elementes befindet. Unter „optisch aktiver Fläche" wird dabei eine Fläche des optischen Elementes verstanden, die während des Einsatzes des optischen Elementes von Licht durchstrahlt oder angestrahlt wird. Im Fall einer Linse als optisches Element ist unter der optisch
>5 nicht aktiven Fläche der Zylinderrand der Linse zu verstehen.
Eine vorteilhafte alternative Möglichkeit zum Verbinden eines optischen Elementes mit einer Fassung besteht darin, zuerst auf das optische Element eine metallische Schicht aufzubringen und 50 nachfolgend einen dem optischen Element abgewandten Bereich der metallischen Schicht mit der Fassung Stoffschlüssig zu verbinden.
Dabei kann als Verbindungsverfahren insbesondere ein Schweißver- 55 fahren verwendet werden. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass nur der der Fassung zugewandte Teil der metal- lischen Schicht beim Schweißen aufgeschmolzen wird, während der dem optischen Element zugewandte Teil der metallischen Schicht fest bleibt. Der gesamte Vorgang des Schweißens kann dabei innerhalb von Millisekunden erfolgen - der Teil der Fassung, wel-
5 eher der metallischen Schicht zugewandt ist, schmilzt dabei ebenfalls auf. Für die Dauer eines beispielsweise im Rahmen eines Laserschweißverfahrens eingesetzten Laserpulses sind Werte von ca. 10ms oder von ca. 0,5s bis ca. 5s vorteilhaft. Somit ergibt sich innerhalb kürzester Zeit eine dauerhafte Verbindung.
0 Dadurch wird erreicht, dass der mit dem optischen Element in
Kontakt stehende Teil der Schicht von dem Schweißvorgang nur minimal betroffen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also die Dauer der Energiezufuhr und damit die Wärmeeinflusszone sehr viel kleiner als z. B. im Vergleich zu einem Laserlötver-
5 fahren, da beispielsweise bei der Verwendung eines Laserschweißverfahrens in der Regel ein einzelner kurzer Laserpuls genügt, um die Fügepartner miteinander zu verbinden. Insbesondere kann die Temperatur am nichtmetallischen Werkstoff des optischen Elementes damit auf deutlich unter 100 C im Bereich von ca. 400C
1O gehalten werden, zumal der im Vergleich zu einer Lötstelle sehr viel kleinere Schweißpunkt wesentlich schneller erstarrt als eine Lötverbindung; üblicherweise wird der Schweißpunkt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schneller erstarren, als sich die Fügepartner erwärmen können. Darüber hinaus führt die erfin-
'5 dungsgemäß dicke metallische Schicht zu einer wirksamen mechanischen Entkopplung der Schweißstelle von dem optischen Element. Somit wird die Gefahr des Eintrages sowohl von thermischen als auch von mechanischen Belastungen in das optische Element wirksam minimiert. Darüber hinaus macht sich bei der Verwendung ei-
(0 nes Schweißverfahrens die gegenüber einem Lötverfahren erhöhte Prozesssicherheit positiv bemerkbar. Insbesondere spielt die bei Lötverfahren stets vorhandene Notwendigkeit, die Bildung einer Oxidschicht z. B. mittels Flussmitteln zu unterbinden, bei Schweißverfahren nur eine untergeordnete bzw. keine Rolle. Fer-
15 ner entfällt bei einem Schweißprozess die oftmals unter Handhabungsgesichtspunkten problematische Notwendigkeit, einen Zusatz- Werkstoff wie beispielsweise Lot unter Reinraumbedingungen an der Verbindungsstelle zwischen Fassung und optischem Element zu deponieren. Im Unterschied zu konventionellen Lötverfahren ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, die metallische
5 Schicht lange vor dem Verbindungsvorgang auf das optische Element aufzubringen; sie wird damit ein unverlierbarer - weil fest mit dem optischen Element verbundener - Bestandteil von diesem, wodurch sich die Prozesssicherheit und die Handhabbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise in einer Reinraumum-
0 gebung weiter erhöht.
Darüber hinaus ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch nicht notwendig, die Fassung vor dem Verbindungsvorgang zu beschichten, wodurch der Verbindungsprozess einfach und damit kos- 5 tengünstig gehalten wird.
Auch unter energetischen Gesichtspunkten ist der beschriebene Schweißprozess vorteilhaft, da die Energie nur an den Stellen in das Material eingebracht wird, an denen sie benötigt wird.
:o
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass aufgrund des geringen aufgeschmolzenen Volumens die Gefahr von Positionsveränderungen während des Verbindungsvorganges erheblich verringert wird. Damit kann die Position des opti-
:5 sehen Elementes relativ zu der Fassung wesentlich präziser eingestellt und auch während des Verbindungsvorganges gehalten werden kann.
Als vorteilhafter Wert für die Dicke der metallischen Schicht !0 haben sich ca. 0,3-2 mm bewährt; der Durchmesser des Schweißpunktes kann in einem Bereich von ca. 0,1-1,5 mm gewählt werden.
Eine Alternative zu dem oben beschriebenen Schweißverfahren stellt ein Schweißlötverfahren dar. Ein Schweißlötverfahren :5 zeichnet sich dadurch aus, dass nur eines der zu verbindenden
Teile aufgeschmolzen wird, beispielsweise lediglich ein Teil der metallischen Schicht, während die Fassung nicht aufgeschmolzen wird.
Eine weitere Variante der Erfindung besteht darin, dass sich die
5 metallische Schicht an einer optisch nicht aktiven Fläche des optischen Elementes befindet. Unter „optisch nicht aktiver Fläche" wird dabei eine Fläche des optischen Elementes verstanden, die während des Einsatzes des optischen Elementes von Licht durchstrahlt oder angestrahlt wird. Im Fall einer Linse als op-
0 tisches Element ist unter der optisch nicht aktiven Fläche der Zylinderrand der Linse zu verstehen. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das optische Element auch nach dem Aufbringen der metallischen Schicht weiter bearbeitet, insbesondere gereinigt oder beschichtet werden kann.
5
Eine vorteilhafte Wahl für die metallische Schicht stellt eine niedrigschmelzende bzw. weiche Legierung dar. Damit wird erreicht, dass zum Verbinden von optischem Element und Fassung ein geringer Energieeintrag notwendig ist, damit die am optischen
:0 Element auftretenden Temperaturen niedrig gehalten werden können und beim Abkühlen auftretende Spannungen durch plastische Verformung der weichen metallischen Schicht abgebaut werden können. Zusätzlich führt die genannte Wahl des Materials der metallischen Schicht dazu, dass das optische Element leicht wieder aus
:5 der Fassung entfernt werden kann.
Eine weitere Alternative für ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines optischen Elementes mit einer Fassung mittels eines Verbindungsmaterials besteht darin, dass das Verbindungs-
!0 material durch einen zeitlich kurzen Energieeintrag mindestens teilweise aufgeschmolzen wird. Dabei kann der Energieeintrag durch das Einkoppeln einer Leistung von ca. 50 W für einen Zeitraum von weniger als 3s vorgenommen werden. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass sie nur zu einer lokalen Erwärmung und da-
!5 mit zu einer nur lokalen Deformation und damit geringeren Veränderung der Form und Position des optischen Elementes und der Fassung führt. Der Energieeintrag kann dabei durch elektromagnetische Strahlung wie Licht, insbesondere Laser, Mikrowellen oder auch induktiv erfolgen.
5 Zum Verbinden der beiden Fügepartner kann in vorteilhafter Weise ein Lötverfahren verwendet werden, dabei kann das zum Verlöten verwendete Lot vor dem Verbindungsvorgang als Pulver oder Paste aufgebracht werden; eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Lot durch ein Beschichtungsverfahren wie beispielsweise ein PVD
.0 oder CVD-Verfahren, ein chemisches oder galvanisches Verfahren oder auch als schmelzflüssige Beschichtung aufzubringen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, das zum Verlöten verwendete Lot vor dem Verbindungsvorgang als Preform, bei-
.5 spielsweise als dünnes Plättchen mit einer Dicke von ca. 100 μm aufzubringen. Durch diese Maßnahme wird insbesondere eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Positionsstabilität und Passeerhaltung während des Verbindungsprozesses sowie eine verbesserte Ausrichtbarkeit vor dem Verbindungsprozess erreicht.
!0 Daneben resultiert diese Vorgehensweise in einer einfachen Aufbringung und Fixierung des Lotes.
Ferner ist auch eine Variante denkbar, bei der das optische Element an den Auflagepunkten auf der Preform aufliegt; die Positi-
!5 on des optischen Elementes und der Fassung zueinander wird in diesem Fall durch die Anordnung optisches Element - Preform - Fassung definiert. Auch in diesem Fall ist es möglich, die Position der genannten Elemente zueinander während des Lötvorganges konstant zu halten. Hierzu muss lediglich dafür Sorge getragen
JO werden, dass die Preform während des Lötvorganges lediglich lokal, d. h. gerade nicht im Bereich des Auflagepunktes aufgeschmolzen wird. Auf diese Weise wird ein Aufschwimmen des optischen Elementes auf der Preform während des Lötvorganges zuverlässig unterbunden. Diese Variante hat den besonderen Vorteil,
J5 dass vergleichsweise einfache Preformen verwendet werden können. Zur Fixierung der Preform auf der Fassung hat es sich bewährt, dass die Fassung ein Auflagefüßchen mit einer Ausnehmung zur Aufnahme der Preform zeigt; dabei kann die Ausnehmung insbesondere als mindestens näherungsweise kreisbogensegmentförmige Nut oder als mindestens näherungsweise zylindrisches Loch ausgebildet sein.
Eine vorteilhafte Wahl für die Position der Verbindungsstelle besteht darin, dass sich diese auf einer optisch nicht aktiven Fläche des optischen Elementes befindet. Unter „optisch nicht aktiver Fläche" wird dabei eine Fläche des optischen Elementes verstanden, die während des Einsatzes des optischen Elementes von Licht durchstrahlt oder angestrahlt wird. Im Fall einer Linse als optischem Element ist unter der optisch nicht aktiven Fläche der Zylinderrand der Linse zu verstehen. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das optische Element auch nach dem Aufbringen der metallischen Schicht weiter bearbeitet, insbesondere gereinigt oder beschichtet werden kann.
Die Qualität der Verbindungsstelle kann dadurch verbessert werden, dass die Preform und der in Kontakt mit der Preform stehende Bereich der Fassung in der Weise ausgebildet sind, dass die Preform durch eine Federkraft gegen das optische Element gedrückt wird. Dabei kann die Preform selbst oder auch der mit der Preform in Kontakt stehende Teil der Fassung als federndes Element ausgebildet sein.
Eine weitere Variante zum Verbinden eines optischen Elementes mit einer Fassung über ein Halteelement an mindestens einer Ver- bindungssteile besteht darin, dass in dem optischen Element im Bereich der Verbindungsstelle eine Ausnehmung geschaffen wird, in die das Halteelement eingebracht wird und Bereiche in der Ausnehmung zwischen dem Halteelement und dem optischen Element mittels eines Füllmaterials ausgefüllt sind. Bei dem Füllmateri- al kann es sich um ein schmelzflüssiges Material handeln, das nach dem Einbringen des Halteelements in die Ausnehmung in flüs- sigem Zustand in den Bereich zwischen Halteelement und Ausnehmung eingebracht wird und dort erkaltet und erstarrt. Auf diese Weise kann zumindest eine formschlüssige Verbindung hergestellt werden, ohne dass eine präzise Vorbearbeitung der Ausnehmung und
5 des Halteelementes notwendig ist. Ein StoffSchluss ist in dieser ersten Variante nicht erforderlich. Die mechanische Stabilität der Anordnung aus optischem Element und Fassung kann dadurch noch verbessert werden, dass in die Ausnehmung in dem optischen Element ein Verbindungsmaterial, insbesondere ein Lot oder ein
.0 Klebstoff, zur Ausbildung einer Stoffschlüssigen Verbindung eingebracht wird.
Ein vorteilhafter Lötprozess kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass zunächst mittels eines galvanischen Verfah-
.5 rens auf mindestens einen der zu verbindenden Fügepartner eine Metallisierungsschicht aufgebracht wird und nachfolgend die Metallisierungsschicht aufgeschmolzen wird, wobei die Metallisierungsschicht mindestens eine zusätzliche Komponente als Beimischung zur Verbesserung der Eigenschaften der Lötstelle wie z.
>0 B. zur Erhöhung ihrer mechanischen Stabilität enthält. Unter mechanischer Stabilität werden dabei alle Eigenschaften der Lötstelle verstanden, die die Robustheit der Lötstelle gegenüber mechanischen Beanspruchungen wie Zug, Druck oder Scherung betreffen. Ferner soll unter mechanischer Stabilität auch eine
!5 geringe Beeinflussbarkeit der mechanischen Eigenschaften der
Lötstelle durch Temperaturschwankungen verstanden werden. Es ist auch denkbar, die beiden Fügepartner vor dem eigentlichen Lötprozess jeweils mit unterschiedlichen galvanisch aufgebrachten Metallisierungsschichten zu versehen. Dabei ist das galvanische
50 Aufbringen der Metallisierungsschicht nicht zwingend, das Lot kann auch auf andere Weise wie beispielsweise als Preform in den Bereich der Verbindungsstelle gebracht werden.
Hierdurch kann wirksam dem Zielkonflikt begegnet werden, dass !5 die zum Löten verwendeten niedrig schmelzenden Metalle wie beispielsweise In oder Sn vergleichsweise weich sind, und damit langfristig zum Kriechen neigen. Andererseits ist die Verwendung niedrigschmelzender Metalle nahezu unumgänglich, da eine Erwärmung der empfindlichen optischen Komponenten auf höhere Temperaturen als für einen Lötprozess erforderlich erhebliche Risiken birgt. Die mechanischen Eigenschaften der Lötverbindung lassen sich insbesondere durch die Verwendung von Dispersoiden, insbesondere Oxide, Nitride, Boride oder Carbide verbessern; darüber hinaus kann eine Verringerung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Lötverbindung dadurch erreicht werden, dass es sich bei dem Dispersoid um ein Zerodurpulver handelt.
Auch die Bildung einer intermetallischen Phase im Bereich der Lötstelle, insbesondere unter Verwendung von Phosphor, oder auch die Verwendung von Mikrofasern oder Nanoröhrchen ist von Vor- teil. Insbesondere die mechanischen Eigenschaften von Kohlen- stoff-Nanoröhrchen sind dabei vorteilhaft verwendbar; sie zeigen eine Dichte von 1,3-1,4 g/cm3 und eine Zugfestigkeit von 45 Milliarden Pascal und damit ein ca. 135-fach höheres Verhältnis von Zugfestigkeit zu Dichte als beispielsweise Stahl.
Die vorstehend beschriebenen Gestaltungen der Verbindungsstelle und der Auflageelemente können auch in den Fällen, in denen das Verbindungsmaterial nicht durch einen zeitlich kurzen, sondern durch einen längeren Energieeintrag aufgeschmolzen wird, vor- teilhaft eingesetzt werden. Insbesondere können auch die beschriebenen Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden von Fassung und optischem Element mit den oben angegebenen und nachfolgend näher ausgeführten Varianten zur Gestaltung der Auflageelemente und der Verbindungsstellen kombiniert werden.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnung prinzipmäßig verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 Eine Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm;
Figur 2 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefasstes optisches Element; 5
Figur 3 eine Lagerung des optischen Elementes zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 4 eine alternative Ausführungsform der zur Anwendung kom- 0 inenden Vorrichtung;
Figur 5 eine Variante eines verwendeten Auflageelementes;
Figur 6 ein Auflageelement mit einer Bohrung zur Aufnahme einer 5 Lot-Preform;
Figur 7 ein Auflageelement mit einer vertikal durchgehenden Bohrung;
!0 Figur 8 ein Auflageelement mit einem federnden Element zur Fixierung einer Lot-Preform;
Figur 9 eine im Wesentlichen formschlüssige Verbindung zwischen dem optischen Element und der Fassung;
!5
Figur 10 eine Variante der Erfindung, bei der Lot als Preform verwendet wird;
Figur 11 ein über ein Halteelement mit einer Fassung verbundenes 10 optisches Element;
Figur 12 verschiedene Varianten zur Gestaltung von Halteelementen, und
(5 Figur 13 eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, in der die Erfindung zur Anwendung kommt. In Figur 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines Flussdiagramms exemplarisch dargestellt. Zunächst wird ein in eine Fassung zu verlötendes optisches Element in die Fassung
5 eingelegt; dabei zeigt die Fassung eine Vielzahl sogenannter Auflagefüßchen, auf denen das optische Element gelagert wird. Die Auflagefüßchen können dabei an die Fassung angeschraubt oder auch einstückig mit der Fassung verbunden sein. Zwischen den Auflagefüßchen und dem optischen Element sind als Plättchen aus-
.0 gebildete Lotpreformen angeordnet. Die Plättchen sind dabei ca. 50 bis 100 μm dick und haben eine laterale Ausdehnung von ca. 5 x 5 mm. Sie sind aus den bereits genannten Materialien gefertigt. Alternativ zur Ausbildung der Lotpreformen als Plättchen ist es auch möglich, entweder die Auflagefüßchen oder das opti-
.5 sehe Element mit dem Verbindungsmaterial zu beschichten. Dieses Beschichten kann beispielsweise durch Aufdampfen, Sputtern oder ein galvanisches Verfahren erfolgen. Vorteilhaft ist es, das optische Element vorab an den mit den Auflagefüßchen in Kontakt zu bringenden Stellen zu beschichten, da sich auf diese Weise ein ϊO besserer Wärmekontakt bei dem nachfolgenden Lötprozess ergibt, wodurch mit einem kürzeren bzw. schwächeren Laserpuls gearbeitet werden kann. Dies führt dazu, dass ein Erhitzen der Auflagefüßchen so weit wie möglich minimiert werden kann und die Gefahr thermischer Deformationen der Auflagefüßchen währende des Löt-
!5 prozesses bzw. durch den Lötprozess reduziert wird. Nach dem Auflegen des optischen Elements auf die Auflagefüßchen erfolgt an drei Auflagefüßchen ein kurzes Anheften des optischen Elements. Hierzu wird die Lotpreform mittels eines Nd: YAG-Lasers mit einer Leistung von etwa 100 Watt durch das optische Element
JO hindurch bestrahlt und damit erhitzt. Für den Heftvorgang genügt ein Laserpuls von ca. 50 ms Länge; es ist davon auszugehen, dass aufgrund von Oberflächenreflexion und Streuung ca. 40-60 Watt der Laserausgangsleistung von 100 Watt in die zu lötende Stelle eingekoppelt werden. Es ist vorteilhaft, die drei Auflagefüß-
J5 chen, an denen geheftet wird, in einem Winkelabstand von ca.
120° zu wählen, um eine möglichst stabile Lagerung des optischen Elements zu gewährleisten. Es sind auch andere Verteilungen der Heftstellen denkbar.
Nachfolgend findet der eigentliche Lötprozess statt, d. h. die
5 einzelnen Lötstellen werden nacheinander fest verlötet. Hierzu wird ein geregelter Lötprozess angewendet, d. h. die Oberflächentemperatur der Lötstelle wird mittels eines Pyrometers überwacht. Dabei wird zunächst für ca. 0,5 s ein Anwärmvorgang mit linear steigender Laserleistung vorgenommen. Sobald die Halte-
.0 temperatur von ca. 200 bis 250 0C (im Falle eines Bismut- Zinnlotes) erreicht ist, wird die Laserleistung für ca. 2 s konstant gehalten. Danach wird die Laserleistung in einem Zeitraum von ca. 0,5 s auf 0 reduziert. Bei der Verwendung eines Silber- Zinn-Lots liegt die Haltetemperatur bei ca. 300 0C. Zur Unter-
.5 Stützung des Prozesses kann dem Lot ein Flussmittel zugesetzt werden, das einerseits die Oberflächenspannung des flüssigen Lotes herabsetzt und damit den mechanischen Kontakt verbessert und andererseits während des Lötprozesses oxidierte Oberflächen reduziert. Es bieten sich beispielsweise wasserbasierte bzw. alko-
>0 holbasierte halogenfreie Flussmittel an.
Beim Heftprozess liegt die Größe des verwendeten Laserspots im Bereich von ca. 1 mm2, wohingegen beim eigentlichen Lötprozess eine Spotgröße gewählt wird, die der Größe der Lotpreform ange-
>5 passt ist. Dies kann beispielsweise durch das Verwenden einer geeigneten Optik und/oder die Wahl des Abstandes der Lötstelle von der Lichtaustrittsfläche des Lasers erreicht werden. Das beschriebene Verfahren eignet sich besonders für mechanisch, thermisch oder chemisch besonders beanspruchte optische Elemente
50 beispielsweise in einem Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie. Insbesondere für die Fassung von Eintrittslinsen oder Austrittslinsen des Projektionsobjektivs, aber auch für mechanisch manipulierte optische Elemente kann der geschilderte Prozess vorteilhaft zur Anwendung kommen. In EUV-Objektiven kom-
55 men für den Lötprozess insbesondere nicht manipulierte Spiegel aufgrund der zu erwartenden hohen Wärmelasten in Frage. Figur 2 zeigt ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Fassung 2 gefasstes optisches Element 1. Das optische Element 1 ist dabei in der Fassung 2 in der Weise angeordnet, dass
5 es mit der Fassung 2 an den Verbindungsstellen 7 lediglich über das Verbindungsmittel 400 in mechanischer Verbindung steht. Diese Art der Fassungstechnik wird erst durch die Anwendung des erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Verfahrens möglich, da dieses das präzise Einlöten eines optischen Elementes 1 in eine
0 Fassung 2 gewährleistet. Besonders vorteilhaft an der in Figur 2 dargestellten Fassungstechnik ist, dass das optische Element 1 über ein einheitliches Materialsystem mit der Fassung 2 in Verbindung steht. Auf diese Weise wird unter anderem das Auftreten mechanischer Spannungen in der Folge von
5 Temperaturschwankungen wirksam verringert, was insbesondere für einen Einsatz des erfindungsgemäß gefassten optischen Elementes in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie von Vorteil ist.
!0 Figur 3 zeigt ausschnittsweise den Bereich der Verbindungsstelle des optischen Elementes 1 und der Fassung 2 nach einer Variante der Erfindung. Das optische Element 1 ruht dabei auf der Fassung 2 über das Auflageelement 3, das im vorliegenden Beispiel als eine einstückig mit der Fassung 2 ausgebildete dachförmige Aus-
!5 buchtung realisiert ist. Auf der Fassung 2 sind in der Umgebung des Auflageelements 3 die beiden Preformen 4a und 4b angeordnet. Dabei sind die Preformen 4a und 4b hinsichtlich ihrer geometrischen Form an die Form der Fassung 2 angepasst, beispielsweise aus einer Folie geeigneter Dicke ausgestanzt. Da bereits die
SO Fassung 2 an die geometrische Form des optischen Elements 1 im Bereich der Verbindungsstelle angepasst ist, ergibt sich aufgrund der konstanten Dicke der Preformen 4a und 4b zwischen optischem Element 1 und den Preformen 4a und 4b ein Spalt 5a, b mit konstanter Dicke. Auf den den Preformen 4a und 4b korrespondie-
15 renden Oberflächenbereichen des optischen Elementes 1 sind jeweils die Metallisierungsschichten 6a und 6b angebracht. Werden nun die beiden Preformen 4a und 4b beispielsweise durch die Einwirkung eines Laserstrahls erhitzt, so schmelzen sie auf und ziehen sich aufgrund der Oberflächenspannung des geschmolzenen Materials zusammen, sodass sich die Spalte 5a und 5b schließen
5 und im Ergebnis eine Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem optischen Element 1 und der Fassung 2 hergestellt wird. Dabei verändert sich die Relativposition des optischen Elementes 1 bezüglich der Fassung 2 deswegen nicht, weil die Position bereits während des Verbindungsvorgangs durch das Auflageelement 3 fi-
.0 xiert wird und die aufschmelzenden Preformen 4a und 4b nicht zu einem Aufschwimmen und damit zu einer Positionsveränderung des optischen Elements 1 gegenüber der Fassung 2 führen.
Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der bei dem er-
.5 findungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommenden Vorrichtung. Nach dieser Variante der Erfindung wird das als Linse ausgebildete optische Element 1 mit der Fassung 2 in der Weise verbunden, dass sich die Verbindungsstelle 7 des optischen Elements 1 mit der Fassung 2 an einer optisch nicht aktiven Fläche des op-
>0 tischen Elements 1 befindet. Im vorliegenden Fall ist dies dadurch realisiert, dass sich die Verbindungsstelle 7 am Zylinderrand der Linse 1 befindet. Die kugelförmige Preform 4 wird in der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform dadurch fixiert, dass sie sich zwischen dem Zylinderrand der Linse 1 und einem ange-
»5 schrägten Bereich der Fassung 2 befindet und durch die Gravitationskraft in ihrer Position gehalten wird. Das Auflageelement 3 ist im vorliegenden Fall als Teil eines mittels der Verschrau- bung 8 an der Fassung 2 temporär fixierten zusätzlichen Halteelementes 2a ausgebildet. Nachdem die Preform 4 durch den fokus-
SO sierten Laserstrahl 9 verflüssigt wurde und die stoffschlüssige Verbindung zwischen optischem Element 1 und Fassung 2 hergestellt ist, kann das zusätzliche Halteelement 2a durch Lösen der Verschraubung 8 von der Fassung 2 abgenommen werden. Das optische Element 1 wird dann lediglich durch die stoffschlüssige
S5 Lötverbindung in der Fassung 2 gehalten und die Gefahr von zusätzlichen beispielsweise thermisch induzierten Spannungen, die von den nach dem Verbinden nicht mehr benötigten Halteelementen herrühren, wird durch diese Lösung wirksam verringert.
Figur 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfin- 5 dungsgemäßen Auflageelements 3. Das Auflageelement 3 weist dabei eine schlitzförmige Vertiefung 10 auf. Eine derartige Vertiefung kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass aus dem vollen Material der Fassung zunächst die Vertiefung 10 herausgedreht wird und anschließend z. B. durch Sägen das abgebildete 0 Auflageelement 3 aus dem Material der Fassung 2 herausgearbeitet wird. Die schlitzförmige Vertiefung 10 kann dazu verwendet werden, eine Lot-Preform 4 aufzunehmen, wie in Figur 5a als Querschnittdarstellung abgebildet.
5 Eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Auflageelementes 3 zeigt Figur 6. Das Auflageelement 3 ist in dieser Alternative so gestaltet, dass es eine sogenannten Dachkante 11 aufweist, auf der das optische Element 1 gelagert werden kann. Dabei kann sich über die Dachkante 11 hinweg eine zylindrische
!0 Bohrung 12 erstrecken. Die Bohrung 12 kann insbesondere eine entsprechend geformte Preform 4 aufnehmen.
Diese Maßnahme hat die Wirkung, dass die Stoffschlüssige Verbindung des optischen Elements 1 mit dem Auflageelement 3 die HaIt-
'5 funktion des optischen Elements 1 bewirkt, wobei die Positionierung des optischen Elements 1 über Formschluss erfolgt bzw. definiert ist. Mit anderen Worten existiert wenigstens eine Auflagefläche (oder auch wenigstens ein Auflagepunkt bzw. eine Auflagelinie) am Auflageelement 3, welches in direkten (unmittelba-
SO ren) Kontakt mit dem optischen Element 1 steht und deshalb einen reinen Formschluss hinsichtlich der Positionierung des optischen Elements 1 bildet. In anderen Bereichen des Auflageelements 3 wird zusätzlich durch die Lötung mittels der Preform 4 ein StoffSchluss hergestellt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass
!5 bei Herstellung der Stoffschlüssigen Verbindung mittels eines Lotes durch etwaigen Schrumpf des Lotes beim Erstarren lokale Spannungen entstehen können, die auf das optische Element 1 wirken. Um derartige Spannungen möglichst gleichmäßig abzufangen, weist das Auflageelement 3 vorzugsweise eine symmetrische Dachkante 11 auf (symmetrisch bezüglich der Stoffschlüssigen Verbin-
5 dungsstelle) . Abhängig von der Dimension des optischen Elements 1 sowie von der Dimension des Auflageelements 3 kann die Dachkante 11 auch durch eine flächige Auflage ersetzt werden. Dabei ist die flächige Auflage vorzugsweise symmetrisch zur Lage der Stoffschlüssigen Verbindung und damit symmetrisch zur Preform 4
0 angeordnet .
Neben der flächigen bzw. der linienförmigen Auflage ist es auch denkbar, dass die Auflage im Wesentlichen punktförmig erfolgt, indem z. B. die links und rechts der Preform 4 angeordnete Kante 5 (oder Fläche) mit zusätzlichen Auflagepunkten versehen ist.
Figur 6a zeigt eine gegenüber der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform leicht abgewandelte Variante der Erfindung, bei der das optische Element 1 über eine punktförmige Auflage auf dem
:0 Auflageelement 3 ruht, wobei mittels der punktförmigen Auflage der Formschluss zwischen dem optischem Element 1 und dem Auflageelement 3 realisiert ist. Dies lässt sich beispielsweise wie in Figur 6a dargestellt dadurch realisieren, dass die Preform 4 eine Bohrung 19 aufweist, durch welche ein mit dem Auflageele-
:5 ment 3 verbundener Stift 20 ragt, der mit einer Spitze in Richtung des optischen Elementes 1 versehen ist. Dabei ist die Stifthöhe der Höhe der Preform 4 entsprechend angepasst. Der Stift 20 weist vorzugsweise etwa die selbe Höhe wie die Preform 4 auf, so dass beim Aufschmelzen des Lotes kein Lot die Stift-
10 spitze benetzt, und dass dennoch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Lot und dem optischen Element 1 hergestellt wird, das optische Element 1 jedoch hinsichtlich seiner Position durch den Stift 20 definiert gelagert ist.
!5 In der in Figur 7 dargestellten Alternative ist die Bohrung 12 so gestaltet, dass sie sich in vertikaler Richtung durch das ge- samte Auflageelement 3 erstreckt. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Preform 4 von unten durch die Bohrung 12 in das Auflageelement 3 eingeführt werden kann.
In Figur 8 ist eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Auflageelementes 3 dargestellt. Dabei unterteilt sich das Auflageelement 3 in drei einzelne Teilbereiche, von denen die beiden außenliegenden Teilbereiche 13a und 13b in vergleichbarer Weise wie in Figur 6 und 7 dargestellt ausgebildet sind. Das mittlere Teilelement 14 ist als federnde Zunge realisiert. Diese Variante hat den besonderen Vorteil, dass eine auf der federnden Zunge 14 angeordnete Lot-Preform 4 durch die von der Zunge 14 ausgeübte Federkraft in Richtung des optischen Elements 1 gedrückt wird und damit der Stoffschluss beim Löten optimal gewährleistet wird. Bei dieser Vorgehensweise ist es vorteilhaft, wenn die Federkraft des federnden Elements 14 so dimensioniert ist, dass die auf das optische Element von unten über die Preform 4 ausgeübte Kraft geringer ist als die jeweils am Ort des Auflageelements 3 wirkende Gewichtskraft des optischen Elements 1. Dadurch wird gewährleistet, dass das optische Element 1 während des Lötvorgangs seine bereits vor dem Lötvorgang feinjustierte Ausrichtung beibehält.
In einer alternativen Ausgestaltung kann auch die Preform selbst als elastisches Element ausgebildet sein. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, das Auflageelement selbst mit federnden Elementen auszustatten.
Figur 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein optisches EIe- ment 1 an seiner Außenseite eine Ausnehmung 16 aufweist, in die ein Halteelement 15 eingreift. Dabei kann sich in dem Spalt zwischen dem Halteelement 15 und der Ausnehmung 16 ein Füllmaterial 17 zur weiteren Stabilisierung der Verbindung befinden. Als Füllmaterial 17 kommen dabei insbesondere beispielsweise Kleb- Stoffe, Lot oder auch Zement in Frage. Durch das Füllmaterial 17 muss nicht notwendigerweise eine Stoffschlüssige Verbindung ge- schaffen werden - für eine mechanisch stabile Verbindung genügt bereits eine durch das Füllmaterial 17 optimierte formschlüssige Verbindung. Da vor dem Ausfüllen des Spaltes mit dem Füllmaterial 17 kein mechanischer Kontakt zwischen dem optischen Element 1 5 und dem Halteelement 15 besteht, kann die Verbindung zwischen dem optischen Element 1 und dem Halteelement 15 im Wesentlichen spannungsfrei erfolgen.
Die Figuren 9a, 9b und 9c zeigen verschiedene Möglichkeiten der .0 geometrischen Gestaltung von Ausnehmung 16 und Halteelement 15; dabei ist in Figur 9a das Halteelement 15 als Keil ausgestaltet, in Figur 9b als Halbkugel und in Figur 9c als quaderförmiges Element. Selbstverständlich sind weitere, nahezu beliebige geometrische Formen zur Realisation von Ausnehmung 16 und Halteele- .5 ment 15 denkbar.
Durch die Formgebung des Halteelements und der Ausnehmung kann die Art der Belastung der dargestellten Verbindung in weiten Grenzen eingestellt werden. Insbesondere kann die Verteilung von »0 Druck-, Zug-, und Scherbelastungen im Füllmaterial 17, die aus der Gewichtskraft des optischen Elementes herrühren, je nach der vorliegenden Anwendung optimiert verteilt werden.
Figur 10 zeigt eine Variante, bei der Lot als Füllmaterial 17 »5 realisiert wird, das als kugelförmige Preform 4 im Bereich der Ausnehmung 16 und des Halteelements 15 angeordnet ist und durch den fokussierten Laserstrahl 9 aufgeschmolzen wird. Beim Aufschmelzen der Preform 4 füllt es den Bereich zwischen dem als Linse realisierten optischen Element 1 und dem Halteelement 15 so aus und schafft damit nach seinem Erstarren eine stoffschlüssige, feste Verbindung. Die Haftung des Lots am Material des optischen Elements 1 wird dadurch verbessert, dass eine Metallisierungsschicht 6 auf dem Zylinderrand des als Linse realisierten optischen Elements 1 vorab aufgebracht ist. Zusätzlich oder al- S5 ternativ kann auch das Halteelement 15 im Bereich der Ausnehmung 16 mit einer Metallisierung 6 versehen werden. Für das Schicht- System der Metallisierung kommt als Haftvermittler Cr, W/Ti, Ti, Al als Lotbahrenschicht Ni, Pt, Cr, Ti und als Oxidationsschutz- schicht Au, Pt in Betracht. Eine vorteilhafte Wahl stellt aufgrund seiner geringen Oxidierbarkeit die Schichtenfolge Cr/Ni/Au 5 dar. Das Schichtsystem kann insbesondere mittels ionengestützter Vakuumbedampfung (IAD, mit Elektronenstrahlverdampfer-ESV) erzeugt werden; auch elektrochemische Beschichtungsverfahren können verwendet werden.
.0 Das vorstehend beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere dazu, die Halteelemente 15 vorab fest mit dem optischen Element 1 zu verbinden. In einem nachfolgenden Schritt können dann die Halteelemente 15 mit der Fassung 2 verbunden werden.
.5 Figur 11 zeigt ein als Linse realisiertes optisches Element 1 in eingebautem Zustand in einer Fassung 2. Das als Linse realisierte optische Element 1 ist dabei über das Verbindungsmaterial 17 mit dem Halteelement 15 fest verbunden, das seinerseits über die beispielsweise gelötete oder geschweißte Fassungsverbindungs-
!0 stelle 18 mit der Fassung 2 fest verbunden ist. Das Einbringen des Halteelementes 15 in die Fassungsverbindungsstelle 18 kann insbesondere dann spannungsfrei erfolgen, wenn zwischen dem Halteelement 15 und der Fassungsverbindungsstelle 18 ein kleiner Spalt bestehen bleibt, der in einem nachfolgenden Schritt mit-
!5 tels eines Schweiß- oder Lötverfahrens fest mit der Fassung 2 verbunden werden kann. Dabei ist die Verwendung eines Lötverfahrens besonders bevorzugt, weil hierdurch die Möglichkeit geschaffen wird, zu einem späteren Zeitpunkt das optische Element 1 samt der Halteelemente 15 aus der Fassung auf einfache Weise so auszulöten.
Figur 12 zeigt in den Figuren 12a, 12b, 12c und 12d verschiedene Fassungskonzepte, die sich mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren realisieren lassen. In Figur 12a ist eine Möglichkeit be- S5 schrieben, bei der das optische Element 1 mit der Fassung 2 über die Halteelemente 15 lediglich punktuell verbunden ist. Alterna- tiv hierzu können die Halteelemente 15 das optische Element 1 auch entlang seines gesamten Umfangs quasi ringförmig umfassen, wodurch eine besonders sichere Lagerung des optischen Elements 1 in der Fassung 2 gewährleistet wird. Diese Möglichkeit ist in
5 Figur 12b dargestellt. Kompromisse zwischen den beiden Varianten aus Figur 12a und 12b sind in den Figuren 12c und 12d gezeigt; in diesen Fällen umlaufen die Halteelemente 15 an den dem optischen Element 1 zugewandten Seiten dieses nicht vollständig, sondern sind als Segmente unterschiedlicher Ausdehnung reali-
0 siert. Dabei zeigt Figur 12c eine Lösung mit zwei Segmenten, wohingegen Figur 12d eine Variante der Erfindung darstellt, bei der vier Segmente verwendet werden, die jeweils von zwei Halteelementen 15 in der Fassung 2 gehalten werden.
5 In Figur 13 ist eine Projektionsbelichtungsanlage Halbleiterlithographie 31, in der die Erfindung zur Anwendung kommt, dargestellt. Die Anlage dient zur Belichtung von Strukturen auf ein mit photosensitiven Materialien beschichtetes Substrat, welches im allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht und als Wafer 32
:θ bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie z.B. Computerchips.
Die Projektionsbelichtungsanlage 31 besteht dabei im wesentlichen aus einer Beleuchtungseinrichtung 33, einer Einrichtung 34
!5 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer Struktur versehenen Maske, eines sogenannten Reticles 35, durch welches die späteren Strukturen auf dem Wafer 32 bestimmt werden, einer Einrichtung 36 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 32 und einer Abbildungseinrichtung, näm-
SO lieh einem Projektionsobjektiv 37, mit mehreren optischen Elementen 1, die über Fassungen 2 in einem Objektivgehäuse 40 des Projektionsobjektives 37 gelagert sind. Dabei können die erfindungsgemäß gefassten optischen Elemente 1 an einer beliebigen Stelle im Projektionsobjektiv 37 angeordnet sein; eine Anordnung
S5 als erstes oder letztes optisches Element des Projektionsobjektives bietet sich an, da an diesen Positionen die höchsten An- forderungen an Dichtheit und mechanischer Stabilität hinsichtlich der Fassungstechnik; bestehen. Alternativ kann das erfindungsgemäß gefasste optische Element 1 auch in der Beleuchtungseinrichtung 33 angeordnet sein. In der exemplarisch dargestell- 5 ten Projektionsbelichtungsanlage können sämtliche vorstehend dargestellten Verfahren zur Anordnung optischer Elemente in Fassungen sowie sämtliche beschriebene Anordnungen und Vorrichtungen zur Anwendung kommen.
0 Das grundsätzliche Funktionsprinzip der dargestellten Anlage sieht vor, dass die in das Reticle 35 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 32 abgebildet werden; die Abbildung wird in der Regel verkleinernd ausgeführt.
5 Nach einer erfolgten Belichtung wird der Wafer 32 in Pfeilrichtung weiterbewegt, sodass auf demselben Wafer 32 eine Vielzahl von einzelnen Feldern, jeweils mit der durch das Reticle 35 vorgegebenen Struktur, belichtet wird. Aufgrund der schrittweisen Vorschubbewegung des Wafers 32 in der Projektionsbelichtungsan-
:0 läge 31 wird diese häufig auch als Stepper bezeichnet.
Die Beleuchtungseinrichtung 33 stellt einen für die Abbildung des Reticles 35 auf dem Wafer 32 benötigten Projektionsstrahl 41, beispielsweise Licht oder eine ähnliche elektromagnetische
'5 Strahlung, bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in der Beleuchtungseinrichtung 33 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 41 beim Auftreffen auf das Reticle 35 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polari-
10 sation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Über die Strahlen 41 wird ein Bild des Reticles 35 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 37 entsprechend verkleinert auf den Wafer 32 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Das 15 Projektionsobjektiv 37 weist eine Vielzahl von einzelnen refrak- tiven, diffraktiven und/oder reflexiven optischen Elementen 38, wie z.B. Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen auf.
Die vorstehend beschriebenen Varianten erlauben eine reversible, verspannungsfreie und stoffschlüssige Verbindung von optischen Elementen und Fassungen. Insbesondere weisen die beschriebenen Verbindungen eine hohe Kriechstabilität auf; es ist mit ihnen möglich, Lageänderungen < lOOnm und Oberflächendeformationsveränderungen < lnm über mehrere Jahre zu erreichen. Darüber hinaus können Haftfestigkeiten im Bereich von >30N/mm2 auch für optische Elemente unterschiedlichster Geometrien mit einem Durchmesser >200mm erreicht werden. Die genannten Eigenschaften lassen sich insbesondere auch für einen Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Fassung und optischem Element im Bereich von >10% gewährleisten. Darüber hinaus wird durch die Erfindung ermöglicht, dass die durch das stoffschlüssige Verbinden in dem optischen Element verursachten Spannungen einen Wert von IMPa nicht überschreiten.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines optischen Elements (1) mit einer Fassung (2), mittels lokalen Aufschmel-
5 zens und anschließenden Erstarrens eines Verbindungsmittels (400) an mindestens einer Verbindungsstelle (7) zwischen dem optischen Element (1) und der Fassung (2), dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (1) und die Fassung (2) zu jedem Zeitpunkt des Verbindungsvorgangs an mindestens drei
0 Verbindungsstellen (7) über nicht schmelzflüssige Bereiche des Verbindungsmittels (400) miteinander in mechanischem Kontakt stehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 5 optische Element (1) und die Fassung (2) an mindestens vier
Verbindungsstellen (7) miteinander verbunden werden, in einem ersten Schritt an mindestens drei der mindestens vier Verbindungsstellen (7) ein derart gewählter Energieeintrag erfolgt, dass während des Energieeintrags an der betreffenden Verbin-
!0 dungssteile (7) ein nicht schmelzflüssiger Bereich des Verbindungsmittels (400) verbleibt, über den das optische Element (1) mit der Fassung (2) in mechanischem Kontakt steht und in einem nachfolgenden Schritt das optische Element (1) und die Fassung (2) durch vollständiges Aufschmelzen des Ver-
'5 bindungsmittels (400) an Verbindungsstellen (7) miteinander verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem optischen Element (1) um ein kreisförmiges opti-
!0 sches Element handelt, an dessen Umfang die drei in dem ersten Schritt mit dem Energieeintrag beaufschlagten Verbindungsstellen (7) in einem Winkelabstand von ca. 120° angeordnet sind.
!5 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt der Energieeintrag in die mindestens drei Verbindungsstellen (7) durch eine Bestrahlung der Verbindungsstellen (7) mittels eines Laserstrahls von ca. 100 Watt Leistung für ca. 50 Millisekunden mit einer Laserspotgröße von ca. 1 mm2 erreicht wird. 5
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (400) als Lotpreform (4a, 4b) mit einer Dicke von ca. 50 μm bis 100 μm und lateralen Dimensionen von ca. 5x5 mm ausgebildet ist.
0
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (400) im Bereich der Verbindungsstelle (7) auf das optische Element (1) und/oder die Fassung (2) als Beschichtung aufgedampft, gesputtert oder
5 galvanisch aufgebracht ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (400) ein Zinnbasislot wie SnAg4, ein Zinn-Blei-Lot, ein Bismut-haltiges Lot wie
:0 BiSn42, ein Indium-haltiges Lot, ein Antimon-haltiges Lot, ein Goldbasis-Lot sowie ein Gold-, Silber- oder ein Palladium-haltiges Lot ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 7, da- !5 durch gekennzeichnet, dass das vollständige Aufschmelzen des
Verbindungsmittels (400) in dem nachfolgenden Schritt durch einen geregelten Lötvorgang unter Überwachung der Temperatur der Verbindungsstelle erfolgt.
iθ 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem optischen Element (1) um eine Linse oder einen Spiegel in einer Projektionsbelichtungsanla- ge für die Halbleiterlithographie (31) handelt.
55 10. Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie (31) mit mindestens einem in einer Fassung (2) angeordneten optischen Element (1), wobei das optische Element (1) in der Fassung (2) mittels eines Verbindungsmittels (400) stoffschlüssig angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (1) mit der Fassung (2) ausschließlich über 5 das Verbindungsmittel (400) in mechanischem Kontakt steht.
11. Projektionsbelichtungsanlage (31) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem optischen Element (1) um eine Linse mit einer Randstärke < 1 cm handelt.
0
12. Projektionsbelichtungsanlage (31) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem optischen Element (1) um eine mechanisch manipulierbare Linse handelt.
5 13. Projektionsbelichtungsanlage (31) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem optischen Element (1) um das in Strahlrichtung erste bzw. letzte optische Element des Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage (31) handelt .
'0
14. Projektionsbelichtungsanlage (31) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Projektionsbelichtungsanlage (31) um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage und bei dem optischen Element (1) um einen nicht manipulierten Spie'S gel handelt.
15. Projektionsbelichtungsanlage (31) nach Anspruch 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verbindungsmittel (400) um ein Lot handelt. so
16. Projektionsbelichtungsanlage (31) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (400) ein Zinnbasislot wie SnAg4, ein Zinn-Blei-Lot, ein Bismut-haltiges Lot wie BiSn42, ein Indium-haltiges Lot, ein Antimon-haltiges
!5 Lot, ein Goldbasis-Lot sowie ein Gold-, Silber- oder ein Palladium-haltiges Lot ist.
17. Verfahren zum Stoffschlüssigen Verbinden eines optischen Elementes (1) mit einer Fassung (2) an mindestens einer Verbindungsstelle (7) mittels eines mindestens eine metallische
5 Komponente enthaltenden Verbindungsmittels, wobei das optische Element (1) und die Fassung (2) vor dem Verbinden zum Vermeiden von Relativbewegungen während des Verbindens zueinander positioniert werden, und wobei die Positionierung mittelbar oder unmittelbar mittels mindestens eines Auflageele-
.0 mentes (3) erfolgt, das als Teil der Fassung (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem optischen Element (1) um einen Bestandteil einer Projektionsbelich- tungsanlage für die Halbleiterlithographie handelt.
.5
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (2) und das mindestens eine Auflageelement (3) einstückig ausgebildet sind.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die >0 Fassung (2) und das mindestens eine Auflageelement (3) lösbar miteinander verbunden sind.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (1) auf dem
!5 mindestens einen Auflageelement (3) auf mindestens drei Punkten aufliegt.
21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 17-20, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden der Fassung (2) und
50 des optischen Elementes (1) ein Lötverfahren, insbesondere unter Verwendung eines Zinnbasislotes, eines Zinn-Blei-Lotes, eines Bismut-haltigen Lotes, eines Indium-haltigen Lotes, eines Antimon-haltigen Lotes, eines Goldbasis-Lotes oder eines Gold-, Silber- oder Palladium-haltigen Lotes zur Anwendung
55 kommt .
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Löten verwendete Lot vor dem Verbinden als aufgetragene Schicht auf der Fassung (2) und/oder auf dem optischen Element (1) angeordnet wird.
5
23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Löten verwendete Lot vor dem Verbinden als Preform (4a, 4b) auf der Fassung (2) und/oder auf dem optischen Element (1) angeordnet wird.
.0
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform (4a, 4b) so ausgebildet ist, dass ihre geometrische Form zur Ausrichtung des optischen Elementes (1) auf der Fassung (2) herangezogen werden kann.
.5
25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform (4a, 4b) während des Lötvorganges lediglich lokal aufgeschmolzen wird.
!0 26. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Fassung (2) im Bereich der mindestens einen Verbindungsstelle (7) der Form des optischen Elementes (1) folgt und das verwendete Lot als Schicht von näherungsweise konstanter Dicke ausgebildet ist.
!5
27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verbinden auf das optische Element (1) ein lötfähiges Schichtsystem, insbesondere eine Metallisierung, aufgebracht wird.
SO
28. Verfahren nach Ansprüche 27, dadurch gekennzeichnet, dass das lötfähige Schichtsystem Durchbrüche aufweist.
29. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 27 oder 28, S5 dadurch gekennzeichnet, dass das lötfähige Schichtsystem auf dem optischen Element (1) nicht durch scharfe Ränder begrenzt ist .
30. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot und gegebenenfalls das
5 lötfähige Schichtsystem mittels eines Laserstrahles erhitzt werden.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl durch das optische Element (1) hindurchläuft.
0
32. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl von der dem optischen Element (1) abgewandten Seite des lötfähigen Schichtsystems mindestens teilweise reflektiert wird und der reflektierte Anteil das Lot erhitzt.
5
33. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (2) im Bereich der Verbindungsstelle (7) mittels eines zusätzlichen Laserstrahls erhitzt wird.
1O 34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zusätzliche Laserstrahl aus derselben Laserquelle stammen.
35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der 5 zusätzliche Laserstrahl aus einer zusätzlichen Laserquelle stammt .
36. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Auflageelement (3) im Bereich einer optisch
O aktiven Fläche des optischen Elementes (1) mit dem optischen Element (1) in Berührung steht und sich die Verbindungsstelle (7) an einer optisch nicht aktiven Fläche des optischen Elementes (1) befindet.
.5
37. Vorrichtung mit einem in einer Fassung (2) gelagerten optischen Element (1), wobei das optische Element (1) mit der Fassung (2) an mindestens einer Verbindungsstelle (7) verbunden ist und das optische Element (1) und die Fassung (2) mittels mindestens eines als Teil der Fassung (2) ausgebildeten Auflageelementes (3) zueinander positioniert sind, dadurch 5 gekennzeichnet, dass es sich bei dem optischen Element (1) um einen Bestandteil einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie handelt.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass
0 das optische Element (1) mit der Fassung (2) mittels mindestens einer Lötstelle verbunden ist.
39. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (2) und das min-
5 destens eine Auflageelement (3) einstückig ausgebildet sind.
40. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (1) auf der Fassung (2) auf mindestens drei Punkten aufliegt.
!0
41. Verfahren zum Verbinden eines optischen Elementes mit einer Fassung (2), wobei zuerst auf das optische Element (1) mindestens eine metallische Schicht aufgebracht wird und nachfolgend ein dem optischen Element (1) abgewandter Bereich der
:5 metallischen Schicht mit der Fassung (2) Stoffschlüssig verbunden wird dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (1) mittels eines Schweißverfahrens mit der Fassung (2) verbunden wird.
so
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der dem optischen Element (1) zugewandte Bereich der metallischen Schicht während des Schweißvorganges nicht aufgeschmolzen wird.
!5
43. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgeschmolzene Bereich der metallischen Schicht einen Durchmesser von ca. 0,1-1,5 mm aufweist.
44. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 41 bis 43,
5 dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht eine Dicke von ca. 0,3-2 mm aufweist.
45. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schweißverfahren ein La-
.0 ser zur Anwendung kommt.
46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schweißverfahren ein Laserpuls mit einer Pulsdauer im Bereich von ca. 10 ms oder in einem Bereich von ca. 0,5s bis 5s
.5 eingesetzt wird.
47. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass sich die metallische Schicht auf einer optisch nicht aktiven Fläche des optischen Elementes
>0 (1) befindet.
48. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 41 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass für die metallische Schicht eine niedrigschmelzende bzw. weiche Legierung verwendet wird.
!5
49. Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines optischen Elementes (1) mit einer Fassung (2) an mindestens einer Verbindungsstelle (7) mittels eines Verbindungsmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmaterial durch das Ein-
JO koppeln einer Leistung von ca. 50 W für einen Zeitraum von weniger als 3s mindestens teilweise aufgeschmolzen wird.
50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden ein Lötverfahren verwendet wird.
J5
51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Verlöten verwendete Lot vor dem Verbindungsvorgang als Pulver oder Paste aufgebracht wird.
52. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass das 5 zum Verlöten verwendete Lot in einem Beschichtungsverfahren aufgebracht wird.
53. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot mittels eines PVD oder CVD-Verfahrens aufgebracht wird.
0
54. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot mittels eines chemischen oder galvanischen Verfahrens aufgebracht wird.
5 55. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot als schmelzflussige Beschichtung aufgebracht wird.
56. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Verlöten verwendete Lot vor dem Verbindungsvorgang als
'0 Preform (4a, 4b) aufgebracht wird.
57. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform (4a, 4b) als dünnes Plattchen mit einer Dicke von ca , 50 ... 100 μm ausgebildet ist.
'5
58. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (2) ein Auflagefußchen mit einer Ausnehmung zur Aufnahme der Preform (4a, 4b) zeigt.
so 59. Verfahren nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung als mindestens naherungsweise kreisbogensegment- formige Nut ausgebildet ist.
60. Verfahren nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die !5 Ausnehmung als mindestens naherungsweise zylindrisches Loch ausgebildet ist.
61. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungsstelle (7) auf einer optisch nicht aktiven Fläche des optischen Elementes (1) befindet.
5
62. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform (4a, 4b) und der in Kontakt mit der Preform (4a, 4b) stehende Bereich der Fassung (2) in der Weise ausgebildet sind, dass die Preform (4a, 4b) durch eine Federkraft gegen
0 das optische Element (1) gedrückt wird.
63. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform (4a, 4b) selbst als federndes Element ausgebildet ist.
5
64. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Preform (4a, 4b) in Kontakt stehende Teil der Fassung
(2) als federndes Element ausgebildet ist.
!0 65. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform (4a, 4b) während des Lötvorganges lediglich lokal aufgeschmolzen wird.
66. Optische Vorrichtung mit einer Fassung (2) und einem in der
!5 Fassung (2) mittels einer Stoffschlüssigen Verbindung an mindestens einer Verbindungsstelle (7) angeordneten optischen Element (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des optischen Elementes (1) relativ zu der Fassung (2) durch mindestens ein mit der Fassung (2) verbundenes Auflageelement (3) so definiert ist.
67. Optische Vorrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (3) mittels einer lösbaren Verbindung mit der Fassung (2) verbunden ist.
15
68. Optische Vorrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeich- net, dass das Auflageelement (3) einstückig mit der Fassung (2) ausgebildet ist.
69. Optische Vorrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeich-
5 net, dass es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Schweiß- oder Lötverbindung handelt.
70. Optische Vorrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungsstelle (7) auf einer optisch
.0 nicht aktiven Fläche des optischen Elementes (1) befindet.
71. Verfahren zum Verbinden eines optischen Elementes (1) mit einer Fassung (2) über ein Halteelement (15) an mindestens einer Verbindungsstelle (7), wobei in dem optischen Element (1)
.5 im Bereich der Verbindungsstelle (7) eine Ausnehmung (16) geschaffen wird, in die das Halteelement (15) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche in der Ausnehmung (16) zwischen dem Halteelement (15) und dem optischen Element (1) mittels eines Füllmaterials (17) ausgefüllt werden.
!0
72. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Füllmaterial (17) zwischen dem optischen Element (1) und dem Halteelement (15) eine formschlüssige Verbindung hergestellt wird. !5
73. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Füllmaterial (17) zwischen dem optischen Element (1) und dem Halteelement (15) eine Stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird, so
74. Verfahren nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Füllmaterial (17) um ein Lot oder um einen Klebstoff handelt.
S5 75. Optische Vorrichtung mit einer Fassung (2) und einem in der Fassung (2) mittels eines Halteelementes (15) an mindestens einer Verbindungsstelle (7) angeordneten optischen Element (1), wobei das optische Element (1) im Bereich der Verbindungsstelle (7) eine Ausnehmung (16) aufweist und das Halteelement (15) so ausgebildet ist, dass es in die Ausnehmung 5 (16) in dem optischen Element (1) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche in der Ausnehmung (16) zwischen dem Halteelement (15) und dem optischen Element (1) mittels eines Füllmaterials (17) ausgefüllt sind.
0 76. Optische Vorrichtung nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Füllmaterial (17) zwischen dem optischen Element (1) und dem Halteelement (15) eine formschlüssige Verbindung hergestellt wird.
5 77. Optische Vorrichtung nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Füllmaterial (17) zwischen dem optischen Element (1) und dem Halteelement (15) eine Stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird.
!0 78. Optische Vorrichtung nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Füllmaterial (17) um ein Lot oder um einen Klebstoff handelt.
79. Vorrichtung mit einem in einer Fassung (2) gelagerten opti- !5 sehen Element (1), wobei das optische Element (1) mit der
Fassung (2) an mindestens einer Verbindungsstelle (7) mittels einer Lötstelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötstelle mindestens eine Beimischung zur Erhöhung ihrer mechanischen Stabilität enthält. iθ
80. Vorrichtung nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Beimischung um ein Dispersoid, insbesondere ein Oxid, Nitrid, Borid oder Carbid handelt.
55 81. Vorrichtung nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Dispersoid um ein Zerodurpulver handelt.
82. Vorrichtung nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Beimischung um eine intermetallische Phase, insbesondere um Phosphor, handelt.
5
83. Vorrichtung nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Beimischung um Mikrofasern oder Nanoröhrchen handelt .
.0 84. Verfahren zum Verbinden eines optischen Elementes (1) mit einer Fassung (2) über eine Lötverbindung, wobei zunächst mittels eines galvanischen Verfahrens auf mindestens einen der zu verbindenden Fügepartner eine Metallisierungsschicht aufgebracht wird und nachfolgend die Metallisierungsschicht auf-
.5 geschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungsschicht mindestens eine Beimischung zur Erhöhung ihrer mechanischen Stabilität der Lötstelle enthält.
85. Verfahren nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, dass es !0 sich bei der Beimischung um ein Dispersoid, insbesondere ein
Oxid, Nitrid, Borid oder Carbid handelt.
86. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Dispersoid um ein Zerodurpulver handelt.
!5
87. Verfahren nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, dass die
Beimischung, insbesondere Phosphor, zur Bildung einer intermetallischen Phase geeignet ist.
iθ 88. Verfahren nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Beimischung um Mikrofasern oder Nanoröhrchen handelt .
89. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 55 durch das stoffschlüssige Verbinden in dem optischen Element (1) verursachten Spannungen einen Wert von IMPa nicht überschreiten.
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