(57)【要約】  光学素子、特にレンズは、光軸(２．３)を有する光学的に有効な第一の領域(２．２)と、少なくとも第一の保持領域(２．７)が配置される素子本体(２．１)の円周方向に延びる周辺領域(２．６)を有していて、少なくとも第一の接触領域(２．８)を有する第一の保持領域（２．７)は、素子本体(２．１)を保持するために第一の保持装置(３)と協働するように設計され、周辺領域(２．６)は、素子本体(２．１)の円周方向で限定されるように、円周方向で限定された第一の円周領域だけに形成され、および／または周辺領域(２２．６)は光軸(２２．３)の方向で限定するように形成される。素子本体(２２．１)の２つの接触面(２２．１０、２２．１１）だけが、光軸(２２．３)方向で互いに間隔を開けて離れていて、素子本体(２２．１)の円周の外側端部(４２．１６)の領域にそれぞれ配置され、少なくとも一つが、光軸(２２．３)の方向に部分的に延びている。
2007532961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３）と素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１）の円周方向に延びる周辺領域（２．６；１２．６；２２．６；３２．６；４２．６；５２．６）を有し、
少なくとも第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７）が配置され、
前記第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７）は、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１）を保持するために第一の保持装置（３；１３；２３）と協働するように設計された、少なくとも第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８）を有する、
光学的に有効な第一の領域（２．２；１２．２；２２．２；３２．２；４２．２；５２．２）を伴う素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１）を有する、光学素子、特にレンズであって、
前記周辺領域（２．６；１２．６；２２．６；３２．６；４２．６）は、素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１）の円周方向に限定された方法で、円周方向の限定された第一の円周領域にのみ、前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８）を形成し、
および／または、
前記周辺領域（２２．６；３２．６；４２．６；５２．６）は、前記光軸（２２．３；３２．３；４２．３；５２．３）方向で限定される方法で、前記素子本体（２２．１；３２．１；４２．１；５２．１）の前記光軸（２２．３；３２．３；４２．３；５２．３）方向に互いに間隔を開けて離れた、２つの接触面（２２．１０、２２．１１；３２．１０、３２．１１；４２．１０、４２．１１；５２．１０、５２．１１）だけに、前記第一の接触領域（２２．８；３２．８；４２．８；５２．８）を生成し、
それぞれ、前記素子本体（２２．１；３２．１；４２．１；５２．１）の円周の外側端部（４２．１６、４２．１７；５２．１６、５２．１７）の領域に配置され、少なくとも一つが、前記光軸（２２．３；３２．３；４２．３；５２．３）方向に延びる、
ことを特徴とする、光学素子。
【請求項２】
前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８）は、それと協働する前記第一の保持装置(３；１３；２３)が、正の接続で、特に円周方向で、摩擦接続によって、特に光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３）方向で、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１）を保持するように設計された、ことを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第一の円周領域は、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１）の前記円周の３０％未満、好ましくは１５％未満、更により好ましくは５％未満を覆って延びることを特徴とする、請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第一の円周領域は、前記円周方向に限定されて、前記光軸から離れて延びる、前記光学素子（２．１；１２．１；２２．１；３２．１）上の第一の突出部（２．９；１２．９；２２．９；３２．９）により形成される前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８）を有する、ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記光軸（２２．３；３２．３)方向の前記第一の突出部（２２．９,３２．９）の大きさは、前記光軸(２２．３；３２．３)方向の前記第一の突出部(２２．９；３２．９)に隣接する領域の前記素子本体（２２．１；３２．１）の大きさのほんの一部である、ことを特徴とする、請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第一の突出部（２．９；１２．９；２２．９；３２．９）は、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１）から材料を取り除くことにより、少なくとも部分的に形成される、ことを特徴とする、請求項４または５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記第一の突出部(３２．９）は、前記素子本体(３２．１)に取り付けられた第一の接触本体（３２．１４）によって、少なくとも部分的に形成される、ことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第一の接触本体(３２．１４)は、特に熱膨張係数に関しては、前記素子本体(３２．１)の材料とするようにされた材料から出来ていて、前記接触本体(３２．１４)は、特に前記素子本体(３２．１)と同じ材料である、ことを特徴とする、請求項７に記載の光学素子。
【請求項９】
前記第一の接触領域(３２．８)は、前記円周方向に延びる、特にＶ字形状の溝を有し、または、前記第一の接触領域(３２．８)は、前記半径方向に延びる、特にＶ字形状の溝を有する、ことを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記接触面（２．１０、２．１１；１２．１０、１２．１１；３２．１０、３２．１１；４２．１０、４２．１１；５２．１０,５２．１１）は、少なくとも断面で平面であり、および／または、前記光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．２；４２．３；５２．３）を含む平面の少なくとも断面または、前記円周方向の接線方向に延びる平面で湾曲している、ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１)は、前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８)の面を、特に前記第一の接触面（２．１０、２．１１；１２．１０、１２．１１；３２．１０、３２．１１；４２．１０、４２．１１；５２．１０、５２．１１）上に有し、円周方向の隣接領域の面、および／または、前記光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３）方向から外れる、ことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
複数の第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７；１４２．７）、特に三つの第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７；１４２．７）が分配され配置されて、特に、前記素子本体(２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１）上で、前記円周方向に、均等に分配されて設けられている、ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１３】
前記光学的に有効な領域（２．２；１２．２；２２．２；３２．２；４２．２；５２．２）が、レンズまたは平面平行板の形式で形成される、ことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学素子（２；１２；２２；３２；４２；５２)を伴う光学配置と、前記光学素子（２；１２；２２；３２；４２；５２）の第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７）と協働する第一の保持装置（３；１３；２３）。
【請求項１５】
前記第一の保持装置（３；１３；２３)は、前記光学素子(２；１２；２２；３２；４２；５２)の半径方向に少なくとも通常生成される保持力として、クランプ力を働かすように設計されて、
または、
前記第一の保持装置(１３３)は、前記光学素子(１４２)の前記円周方向に少なくとも通常生成させられる保持力として、クランプ力を働かすように設計される、
ことを特徴とする、請求項１４に記載の光学配置。
【請求項１６】
前記第一の保持装置（３；１３；１３３）は、前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８；１４２．８)に協働するように設計された第二の接触領域（３．２；１３．２；１３３．２)を伴う第一の保持要素(３．１；１３．１；１３３．１)を有することを特徴とする、請求項１４または１５に記載の光学配置。
【請求項１７】
前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８；１４２．８)と前記第二の接触領域(３．２；１３．２；１３３．２)は、前記素子本体(２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１；１４２．１)と前記第一の保持要素（３．１；１３．１；１３３．１)の間の接触位置で、前記素子本体(２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１)と前記第一の保持要素（３．１；１３．１)の間にほぼ点状の接点、または、ほぼ線状の接線があるように、設計されることを特徴とする、請求項１６に記載の光学配置。
【請求項１８】
前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８）と前記第二の接触領域（３．２；１３．２）は、前記第一の保持装置（３；１３）が、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１)を、前記光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)方向で、特に、正の接続によって、特に、円周方向で、摩擦接続によって保持するように、設計される請求項１６または１７に記載の光学配置。
【請求項１９】
前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８)は、第一の接触面（２．１０；１２．１０；３２．１０；４２．１０；５２．１０）と第二の接触面（２．１１；１２．１１；３２．１１；４２．１１；５２．１１）を有していて、前記第二の接触領域（３．２；１３．２）は、前記第一の接触面（２．１０；１２．１０；３２．１０；４２．１０；５２．１０）と協働する第三の接触面（３．３；１３．３）と、前記第二の接触面（２．１１；１２．１１；３２．１１；４２．１１；５２．１１）と協働する第四の接触面（３．４；１３．４）を有していて、
前記第一の接触面（３２．１０）と前記第二の接触面（３２．１１）は互いに向かい合い、前記第三の接触面と前記第四の接触面は、互いに外側を向いていて、
または、
前記第一の接触面（２．１０；１２．１０；４２．１０；５２．１０）と前記第二の接触面（２．１１；１２．１１；４２．１１；５２．１１）は互いに外側を向いていて、前記第三の接触面（３．３；１３．３)と前記第四の接触面（３．４；１３．４）は互いに向かい合っている、ことを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項２０】
前記保持装置（３；１３）は、前記第一の保持要素（３．１；１３．１)が弾性的に配置され、特に、前記光軸(２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)にほぼ垂直方向で弾性的に、または、前記円周方向で弾性的に配置される、第一の保持本体(３．６；１３．６)を有する、ことを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項２１】
前記第一の保持装置（３；１３)に接続されたフレーム装置（４；４'；４'')と、前記第一の保持装置と前記フレーム装置に接続された位置決め装置(５．１')を備えていて、前記位置決め装置は、前記光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)方向で前記フレーム装置（４；４'；４'')に対して、前記第一の保持装置（３；１３)の位置を調整するように設計される、ことを特徴とする、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項２２】
複数の第一の保持装置（３；１３）、特に３つの第一の保持装置(３；１３)を備えていて、それらは分配されて配置され、特に光学素子（２；１２；２２；３２；４２；５２)の前記円周方向に均等に分配されている、ことを特徴とする、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項２３】
前記光学素子は、光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)を有する、光学的に有効な第一の領域（２．２；１２．２；２２．２；３２．２；４２．２；５２．２）を伴う素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１)を有し、少なくとも第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７)が配置される前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；４２．１；５２．１)の円周方向に延びる、周辺領域（２．６；１２．６；２２．６；３２．６；４２．６；５２．６)を有し、
前記第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７)は、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１)を保持するために第一の保持装置（３；１３；２３）と協働するように設計された、少なくとも一つの第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８)を有し、
前記周辺領域（２．６；１２．６；２２．６；３２．６；４２．６）は、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１)の前記円周方向で限定される方法で、前記円周方向で限定された第一の円周領域だけに、前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８)を形成し、
および／または、
前記周辺領域（２２．６；３２．６；４２．６；５２．６)は、前記光軸（２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)方向で限定される方法で、前記光軸（２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)方向で、互いに間隔を開けて離れた前記素子本体（２２．１；３２．１；４２．１；５２．１）の二つの接触面（２２．１０，２２．１１；３２．１０，３２．１１；４２．１０，４２．１１；５２．１０，５２．１１)だけに、前記第一の接触領域(２２．８；３２．８；４２．８；５２．８)を形成し、
前記二つの接触面は、前記素子本体（２２．１；３２．１；４２．１；５２．１)の円周の外側端部（４２．１６；４２．１７；５２．１６；５２．１７)の領域にそれぞれ配置され、少なくとも一つが、前記光軸（２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)方向に部分的に延びる、ことを特徴とする、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項２４】
前記第一の円周領域は、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１)の前記円周の３０％未満を覆って、好ましくは、１５％未満を覆って、そして更により好ましくは５％未満を覆って、延びることを特徴とする、請求項１４〜２４のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項２５】
前記第一の円周領域は、前記円周方向に限定されて、前記光軸から離れて延びる前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１）の第一の突出部（２．９；１２．９；２２．９；３２．９)によって、形成される前記第一の接触領域(２．８；１２．８；２２．８；３２．８)を有する、ことを特徴とする、請求項１４〜２４のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項２６】
前記光軸（２２．３；３２．３)方向の前記第一の突出部（２２．９；３２．９)の大きさは、前記光軸（２２．３；３２．３）方向の前記第一の突出部（２２．９；３２．９)に隣接する領域の前記素子本体（２２．１；３２．１)の大きさのほんの一部である、ことを特徴とする、請求項２５に記載の光学配置。
【請求項２７】
前記第一の突出部（２．９；１２．９；２２．９；３２．９)は、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１)から材料を取り除くことにより、少なくとも部分的に形成される、ことを特徴とする、請求項２５または２６に記載の光学配置。
【請求項２８】
前記第一の突出部（３２．９)は、前記素子本体(３２．１)に取り付けられる第一の接触本体(３２．１４)により、少なくとも部分的に形成されることを特徴とする、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項２９】
前記第一の接触本体（３２．１４）は、特に熱膨張係数に関しては、前記素子本体(３２．１４)の材料とするようにされた材料で作られていて、特に、前記素子本体(３２．１)と同じ材料である、ことを特徴とする、請求項２８に記載の光学配置。
【請求項３０】
前記第一の接触領域(３２．８)は、前記円周方向に延びる、特にＶ字形状の溝を有し、または、前記第一の接触領域は、前記半径方向に延びる、特にＶ字形状の溝である、ことを特徴とする、請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項３１】
前記接触面（２．１０、２．１１；１２．１０，１２．１１；３２．１０，３２．１１；４２．１０，４２．１１；５２．１０；５２．１１)の少なくとも一つは、前記光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)を含む平面または、前記円周方向の接線方向に延びる平面で、少なくとも断面で平面であり、および／または、少なくとも断面で湾曲している、ことを特徴とする、請求項１４〜３０のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項３２】
前記第一の接触領域（２．８；１２．８；２２．８；３２．８；４２．８；５２．８）の前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１)は、特に、前記第一の接触面（２．１０，２．１１；１２．１０，１２．１１；３２．１０，３２．１１；４２．１０，４２．１１；５２．１０，５２．１１)上で、前記円周方向および／または前記光軸（２．３；１２．３；２２．３；３２．３；４２．３；５２．３)方向に隣接する領域の表面から外れる面を有する、ことを特徴とする、請求項１４から３１のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項３３】
複数の第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７，３２．７；４２．７；５２．７)、特に３つの第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７)を備えていて、それらは分配されて配置され、特に、前記素子本体（２．１；１２．１；２２．１；３２．１；４２．１；５２．１)の前記円周方向で、均等に分配される、ことを特徴とする、請求項１４〜３２のいずれか一項に記載の光学配置。
【請求項３４】
請求項１４〜３３のいずれか一項に記載の光学配置のための第一の保持装置（３；１３)。
【請求項３５】
請求項１４〜３４のいずれか一項に記載の光学配置（１)を有する、少なくとも一つの光モジュール（１０．１)を伴う、特にマイクロリソグラフィー装置のための鏡筒。
【請求項３６】
マスク(９)に形成されたパターンを、請求項３５に記載の鏡筒(１０)を有する、光学的投影システム(７)により、基板(１１)上に移すためのマイクロリソグラフィー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学素子と、このタイプの光学素子を有する光学配置に関する。本発明は、超小型電子回路の生産に使用されるマイクロリソグラフィーに関連して使用されることができる。本発明はひいては、更に、マイクロリソグラフィー装置の使用に特に適した鏡筒とこのタイプの鏡筒を有するマイクロリソグラフィー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の光学的用途にとって、特にしかしながら前述のマイクロリソグラフィーの分野では、最大限の正確さで、使用される光学素子、例えば、レンズまたは平行平面板を空間中に位置付ける必要がある。ここで、特に、さまざまなこれらの光学要素は、一般的に、対応する精度で互いに位置付けられなければならない。製造する超小型回路を小型化し続けるために、製造する際に使用される光学的なシステムの分解能を上げる必要性が常に存在する。
【０００３】
分解能を上げると共に、他の物との間で使用される光学素子自体の精度の要求もまた、より厳しくなる。これは、作業の全期間において、取り付け状態において可能な限り維持されなければならない。ここで、作業中の光学素子の変形による、画像のエラーを避けるために、出来る限り小さな応力で光学素子を保持することもまた、特に必要である。さらにこれに関連して、可能な最も高い共振周波数を用いて、使用される光学素子で可能で、最も有利な、動的挙動を達成することが必要である。
【０００４】
このタイプの光学素子の保持を、小さな応力で達成するために、環状のフレームに配置された３つの保持要素によって、レンズを保持することが、米国特許公報２００２／１０６３７４１Ａ１号から知られている。これらの保持要素は、それぞれ、レンズの円周の周りに延びて、光軸に垂直に配置された接触面を有するレッジ（ledge)を把持している。それぞれの保持要素は、円周方向で互いに間隔を開いて離れた２つの領域の接触面により、光軸方向でレッジをクランプする。レンズ中の互いに間隔を開けて離れた２つのクランプ領域を介して、フレームの変形が発生することを避けるために、対応する自由度を提供する、フレームの保持要素への土台が設けられる。
【０００５】
この設計は、一方、それぞれの保持要素に比較的高額な土台が必要となる不都合を有することである。他方、接触面を製造するためには、接触領域の十分な精度を確保するために、それに対応する高コストで、レンズの比較的大きな領域が加工されなければならない。
【０００６】
更にドイツ特許公報ＤＥ１０１  ３９  ８０５  Ｃ１号から、レンズの保持器が知られていて、レンズの円周周りに、分配された３つの保持要素がレンズの円周周りに延びるＶ形状の環状の溝と半径方向で係合する。光軸方向と、円周方向と、半径方向の全てで、これらの保持要素が、ある前応力で、レンズを保持するようにレンズに対して位置付ける。ここで、保持要素の一つが半径方向に弾性を有する設計により、確定された前応力が達成される。
【０００７】
一方、この設計もまた、接触領域の十分な精度を確実にするために、円周のＶ形状の環状溝のための比較的大きなレンズ領域は、それは対応する高コストで、加工されなければならないという、不都合点を有する。この設計の更なる不都合点は、一方では、薄いレンズにある程度適しているだけであり、他方では、レンズの破砕の危険性のために、製造支出の増加が必要となるという事実である。
【０００８】
それ故、本発明の原理を形成する目的は、上述した不都合点を有さない、またはより少ない程度、それらを有するだけにすぎない、そして、特に、生産が容易で出来るだけ小さな応力での保持を可能にする、上述したタイプの光学素子と光学配置を提供することである。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、請求項１の特徴を有する光学素子によってこの目的を達成する。更に、本発明は、請求項１４の特徴を有する光学配置によってこの目的を達成する。
【００１０】
本発明は、生産が容易で、対応する保持装置のための接触領域を作り出すための光学素子の加工が、円周方向で限定されるような方法で行なわれ、加えて、またはあるいは、加工することを容易にする光学素子の円周の外側端部で、光軸方向で限定されるような方法で、行なわれた場合に、光学素子の低応力での保持が可能であることを発見したことに基づいている。このように、光学素子の保持領域を加工するコストが明らかに減少されることにより、接触するために実際に使用される接触領域だけが、それに対応する高額な加工を受ける必要がある。
【００１１】
それ故、本発明の目的は、光軸を有する光学的に有効的な第一の領域を有する素子本体と、素子本体の円周方向に延びていて、少なくとも第一の保持領域（２．７；１２．７；２２．７；３２．７；４２．７；５２．７）が配置される周辺領域を有する、光学素子、特にレンズである。第一の保持領域は、素子本体を保持するために、第一の保持装置と協働するように設計された、少なくとも第一の接触領域を有する。周辺領域は、素子本体の円周方向で限定された方法で、円周方向の限定された第一の円周領域にだけ、第一の接触領域を形成する。加えて、またはあるいは、周辺領域は、光軸方向で限定された方法で、光軸方向の互いに間隔を開けて離れた素子本体の２つの接触面だけに第一の接触領域を形成する。第一の接触領域は、それぞれ、素子本体の円周の外側端部の領域に配置され、少なくとも一つは、そこから、光軸の方向に部分的に延びる。
【００１２】
円周方向の第一の接触領域を限定することにより、第一の接触領域は、素子本体の全円周で作られる必要がなくなる。第一の接触領域を作るために、対応する素子本体の加工は、従って、例えば、その全円周で行なわれない。このように、第一の接触領域を作るコストは、必要に応じて、大幅に減少される。
【００１３】
同じことが、光軸の方向で第一の接触領域を限定することにより、そして、素子本体の円周の外側端部の領域に配置される、二つの接触面により、達成される。ここで、少なくとも一つの接触面の光軸方向への部分的な延びが、第一の保持装置とレンズの間の接触域を、レンズに生じされる主に半径方向の保持力を伴う、一対の自己調節クランプの形式であることを可能にする。一対の自己調整クランプにより、例えば、第一の保持装置間の水平面の差異は、第一の保持装置とレンズ間の接触域で既に均一にされて、第一の保持装置の高額な土台は、不必要になる。このように、言い換えれば、出来る限り小さい応力でのレンズ全体の簡単な保持が可能となる。
【００１４】
本発明の更なる目的は、本発明による光学素子を伴う光学配置と、光学素子の第一の保持領域と協働する第一の保持装置である。
【００１５】
本発明の更なる目的は、鏡筒、特に、本発明による光学配置を有する少なくとも一つの光モジュールを伴う、マイクロリソグラフィー装置の鏡筒である。
【００１６】
最終的な、本発明の更なる目的は、本発明による鏡筒を有する光学的投影システムにより、基板に、マスクに形成されたパターンを移す、マイクロリソグラフィー装置である。
【００１７】
本発明の更なる好ましい実施形態は、従属請求項と添付図面を参照する以下の好ましい実施形態の説明から得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下で、図１〜３を参照して、本発明による光学素子２の好ましい実施形態を伴う、本発明による光学配置１の好ましい実施形態が、まず最初に説明される。
【００１９】
ここで、図１は、レンズ２形式の光学素子を伴う、光学配置１の概略斜視図を示す。レンズ２は、土台４の形式のフレーム装置のその円周周りに均等に分配された３つの第一の保持装置３により支えられている。
【００２０】
レンズ２は、レンズ本体２.１の形式の素子本体を有している。レンズ本体２．１は、光軸２．３を伴う光学的に有効な第一の領域２．２を有する。光軸２．３に対して、回転対称である、この光学的に効率的な領域２．２は、レンズ本体２．１の対応する光学的に有効な表面２．４または２．５によって、それぞれレンズ２の両側で確定される。
【００２１】
レンズ２は、半径方向外側の光学的に有効な第一の領域２．２に隣接し、レンズ２の円周方向に延びる周辺領域２．６を有している。レンズ２のこの円周方向は、光軸２．３に垂直に配置された平面に位置付けられている。
【００２２】
周辺領域２．６では、３つの理想的な第一の保持領域２．７がレンズ本体２．１の円周周りに均等に分配される形で、配置される。それぞれの保持領域２．７は、レンズ２を保持するための対応する第一の保持装置３と協働する第一の接触領域２．８を有している。それぞれの第一の接触領域２．８は、光軸から半径方向に離れて伸びる第一の突出部２．９で形成される。この第一の突出部２．９は、限定された第一の円周領域を覆い、レンズ２の円周方向に延びる。この第一の円周領域は、約１５°の角度領域を覆って延びる。第一の円周領域は、それ故、レンズ本体２．１の円周の約４．２％のみを覆って伸びる。
【００２３】
第一の突出部２．９は、円周方向でそれらの間のレンズ本体の材料が取り除かれるように作られる。このことは、例えば、材料を取り除くレンズ本体２．１の圧延、研磨または他の加工によって実行されることが可能である。ここでは、第一の接触領域に必要な面の品質よりもより低い品質の面を作る方法が、有利にも使用されることができる。第一の突出部は、保持ノーズと呼ばれることも出来て、それ故、低コストで比較的早く生産されることが可能である。レンズの円筒状領域とそれぞれの第一の突出部間の遷移は、有利な応力分布を提供するために曲線的である。しかしながら、言うまでもなく、必要に応じて、鋭い端部および／または複数の段を伴って設計することも可能である。
【００２４】
接触領域は、その後、より品質の高い面を必要とする、それぞれの第一の突出部２．９に形成される。それぞれの突出部２．９上の、このために加工されるレンズ本体２．１の比較的に小さい面のために、しかしながら、このためのコストは実施的に減少される。
【００２５】
この解決策の更なる有利点は、レンズ材料を取り除くことにより、レンズ２の重さが減少されることである。レンズ材料は、その結果、レンズ２の重さの実施的な減少により、光学的に有効な領域２．２に近接するように取り除かれることができる。この重さの減少は、それに関連する光学配置１の共鳴周波数の増加により、光学配置１の動的挙動へ明白な効果がある。
【００２６】
図２から分かるように、第一の突出部２．９の第一の接触領域２．８は、第一の接触面２．１０と第二の接触面２．１１を有している。第一の接触面２．１０は、レンズ２の上側の第一の光学的に有効な面２．４に続いていて、第二の接触面２．１１は、レンズ２の下側の第二の光学的に有効な面に続いている。第一の光学的に有効な面２．４と第二の光学的に有効な面２．５の両方が２回、湾曲されているので、第一の接触面２．１０と第二の接触面２．１１がそれぞれ２回、湾曲されている。第一の接触面２．１０と第二の接触面２．１１は、互いに外側を向いている。
【００２７】
図１と特に図３で詳細にわかるように、第一の保持装置３は、第一の保持要素３．１を有している。第一の保持要素３．１は、レンズ２の第一の突出部２.９の第一の接触領域２．８と協働する、第二の接触領域３．２を有している。第二の接触領域３．２は、平面の第三の接触面３．３、平面の第四の接触面３．４および曲線的な溝ベース３．５を伴う、対称的なＶ字型の溝で形成されている。第三の接触面３．３と第四の接触面３．４は、互いに向かっている。ここで言うまでもなく、本発明の他の変形では、溝は、重力を考慮する形の非対称でもよい。
【００２８】
第一の保持要素３．１は、第一の保持本体３．６に弾性的に配置されている。ここでは、光軸２．３に少なくともほぼ垂直に伸びる、方向３．７で、弾性があることができる。第一の保持要素３．１は、光軸２．３の方向で、第一の保持要素３．６にほぼ固定して配置されている。このことは、両端部でクランプされたビーム３．８上での第一の保持要素３．１の中央位置によって達成される。このビーム３．８は、第一の保持本体３．６を通って、光軸２．３の方向に延びる、細長いスロット３．９によって形成される。
【００２９】
それぞれの第一の保持要素３．１は、対応するレンズ２の第一の接触領域２．８に対して、光軸２．３の方向に確定された前応力を伴い、そのそれぞれの第二の接触領域３．２に位置している。弾性設計により、この前応力は、動作中の構成要素が、熱膨張を伴ったときでさえ、ほぼ一定である。言い換えれば、この設計により、熱変形の分断が達成される。この設計の更なる有利点は、このように達成される製造公差の均一化である。
【００３０】
保持要素３．１の溝３．５のベースの曲線は、第一の接触面２．１０と第二の接触面２．１１の間の遷移の第一の突出部２．９の外側の端部２．１２の半径よりも小さい。レンズ２の第一の接触面２．１０は、第一の保持要素３．１の第三の接触面３．３に接触している。第一の接触面２．１０の２回の湾曲と第三の接触面３．３の平面形状により、その結果、ほぼ点状の接触位置となる。レンズ２の第二の接触面２．１１は、第一の保持要素３．１の第四の接触面３．４に接触している。ここで、また、第二の接触面２．１１の２回の湾曲と、第四の接触面３．４の平面形状により、その結果、ほぼ点状の接触位置となる。本発明の意味では、用語「略点状の接触位置」は、理想的な配置の理想的な接触パートナーにより、ほぼ点状の接点がその結果生じるという意味として理解されるべきである。事実、接触パートナーの剛性と理想的な配置からの逸脱により、もちろん小さい点のような接触面を生じる結果となる。
【００３１】
一つの保持装置に２つの略点状の接触位置を伴う、一対のこの接触面により、一対の自己調整クランプが作られる。このように、例えば、第一の保持装置３間の水平面の相異が、これがレンズ２に応力を実質的に生じることなしに、第一の保持装置３とレンズ２間での接触域で既に均一にされる。このように、第一の保持装置３の高額な土台が不必要になる。ここで、保持装置３は、それらの光軸２．３の方向と、半径方向での正の摩擦による接続と、そしてまたレンズ２の円周方向での摩擦による接続によって、レンズ２を保持する。
【００３２】
説明した、接触面と保持要素３．１の弾力性のある土台の設計によって、光軸２.３に向かう方向に主に生成される、レンズ２の中に生じる保持力が、発生する。レンズの変形は、実質的にそれぞれの突出部２．９に限定されていて、従って、光学的に有効な領域２．２には、目立った影響はない。
【００３３】
保持本体３．６は、土台４の円周の環状フレーム４．１の支持要素５により、支持されている。これらの支持要素５により、フレーム４に対する、それぞれの保持本体３．６の位置は、光軸２．３方向で変えることができる。このように、レンズ２は、一方では、光軸２．３の方向にシフトされることができる。しかしながら、光軸２．３は、また、環状フレーム４．１の平面に対して傾けることができる。
【００３４】
土台４が、光学素子と少なくともほぼ同じ熱膨張係数を有する材料で作られているときは、特に有利性を有する。例えば、石英とインバールの組み合わせが理想的である。これは、熱により生じる膨張の差異がないことを意味する。保持装置の半径方向の弾性は、その結果、生産公差を均一にするだけの働きをする。摩擦による接続を達成するために必要とされる力のレベルは、その結果、土台の中で減少される。このことは、光学素子の変形に好ましい効果を有する。光学素子は、全ての空間的な方向で、主に、正の接続で、その結果保持される。
【００３５】
最も簡単なケースでは、それぞれの支持要素５は、スペーサーと呼ばれる、一以上の交換可能な間隔を開ける要素を有し、その厚さは、レンズ２の所望の位置によって決定される。それぞれの支持要素５は、また、いかなる、負および／または正の位置決め装置を有することができる。負の位置決め装置は、例えば、差動ネジなどとすることができる。正の位置決め装置は、例えば、ピエゾ作動装置などである。
【００３６】
保持本体３．６と支持要素５の間の接続は、それ自体知られている任意の、例えば、ネジによる接続、接着剤による接続、半田による接続、溶接による接続などの、それ自体知られている方法で、なされることができる。保持本体３．６と支持要素５は、一体形式とすることもできる。調節装置は、それ自体知られている方法で、対応する剛体の本体継ぎ手で、このタイプの一体構造に一体とされることができる。
【００３７】
光軸２．３周りのレンズ２の回転は、一方では、第一の保持装置３に対する、対応するレンズ２の回転によって、ある程度可能となる。ここで、信頼できる接触を保障するために、レンズ２の円周方向の突出部２．９の大きさは、この方向で保持要素の大きさを越える。
【００３８】
このタイプの光軸２．３周りのレンズ２の回転は、フレーム４に対する第一の保持装置３の対応する回転、そして、加えてまたはあるいは、またフレーム４の回転によって、主に可能となることは言うまでもない。フレーム４によって、必要に応じて、例えば、レンズ２を中心にするために、光軸２．３に垂直な直動の調整がまた可能である。
【００３９】
この例では、第一の保持要素３．１の全てが弾性的に取り付けられる。言うまでもなく、しかしながら、本発明の他の変形では、全ての保持要素がまた対応する弾性的な取り付けが必要とは限らない。事実、上述した効果を達成するためには、弾性的に取り付けられる単一の保持要素で十分である。
【００４０】
更にこの例では、全ての第一の保持装置３は、一体形式である。しかしながら、言うまでもなく、本発明の他の変形では、第一の保持装置が、いくつかの部分から作り上げられるように、設備がまた作られることができる。このように、特に、それぞれの構成要素の材料は、その機能に応じて選択されることができる。保持要素は、例えば、その結果、高接触圧を長期間吸収することを確実にするために、高レベルの表面堅さを伴う材料から作られることができる。保持要素の弾性力を保証するビームは、それに対応する高弾性を伴う材料から作られることができる。保持本体の材料は、フレームまたは支持要素への優れた連結能力を持つように設計されている。ここで、個々の構成要素は、例えば、ネジによる接続、接着剤による接続、半田による接続および溶接による接続などによる、それ自体知られている方法で、互いに接続されることができる。
【００４１】
最後に、いうまでもなく、本発明の他の変形では、必要に応じて、異なった数の保持装置を設けることが出来る。特に、３つ以上の保持装置を設けることが出来る。
【００４２】
図４は、本発明によるマイクロリソグラフィー装置６の好ましい実施形態の概略図である。マイクロリソグラフィー装置６は、照明システム８、マスク９および鏡筒１０を伴う光学的投影システム７を有している。照明システム８は、マスク９を照明する。マスク９上には、例えばウエファーの基板１１上に鏡筒１０よって投影されるパターンがある。
【００４３】
鏡筒１０は、光学素子を伴う一連の光学的なモジュールを有している。光学的モジュール１０．１は、図１の光学配置１を有している。ここで、支持要素５は、ピエゾ作動装置５．１形式の正の位置決め要素を有している。これらのピエゾ作動装置５．１によって、既に説明したようにレンズ２は、隣接した光モジュールの光学素子からの距離を変えるために、投影システム７の光軸７．１の方向で、フランジ４に対してシフトされることができる。同様に、レンズ２の光軸は、このように、また光軸７．１に対して、傾けられることができる。両方とも、ピエゾ作動装置に接続された制御装置７．２によって、制御され、投影システム７の画像特性に影響するような既存の方法で、機能する。
【００４４】
図５は、レンズ１２の形式の、本発明による光学素子の更に好ましい実施形態の概略斜視図である。レンズ１２は、レンズ本体１２．１の形式の素子本体を有している。レンズ本体１２．１は、光軸１２．３を有する、光学的に有効な第一の領域１２．２を有している。
【００４５】
レンズ１２は、レンズ１２の半径方向外側で、円周方向に延びる光学的に有効な第一の領域１２．２に近接する周辺領域１２．６を有している。ここで、レンズ１２の円周方向は、光軸１２．３に垂直に生成された平面に位置付けられている。
【００４６】
周辺領域１２．６では、理想的な第一の保持領域１２．７が配置されていて、鏡筒１２．１の円周周りに均等に分配されている。それぞれの保持領域１２.７は、レンズ１２を保持するための対応する第一の保持装置と協働する第一の接触領域１２．８を有している。それぞれの第一の接触領域１２．８は、光軸から半径方向に離れて伸びる第一の突出部１２．９上に形成される。この第一の突出部１２．９は、限定された第一の円周領域を覆い、レンズ１２の円周方向に延びる。この第一の円周領域は、約７２°の傾斜領域を覆って延びる。第一の円周領域は、それ故、鏡筒１２．１の円周のほぼ２０％を覆って延びるだけである。
【００４７】
第一の突出部１２．９は、円周方向でそれらの間に位置付けられる材料が取り除かれるように、第一の突出部１２．９が生成される。そのようにすることで、一の簡単な動作で、光軸１２．３に平行な平面の周辺面１２．１２がレンズ本体１２．１にそれぞれ作られる。
【００４８】
特に簡単な加工のみならず、レンズ材料を取り除くことによって、ここで、レンズ１２の重さが減少されるという有利点がある。レンズ材料は、その結果、レンズ１２の重さのかなりの減少を生じる、光学的に有効な領域１２．２に近接するように取り除かれることができる。この重さの減少は、それに関連付けられた共振周波数の増加により、レンズ１２を伴う光学配置の動的挙動への好ましい効果を有する。
【００４９】
図６は、レンズ本体２２．１を伴うレンズ２２の形式の本発明による光学素子の更に好ましい実施形態の概略斜視図である。レンズ本体２２．１は、光軸２２．３を伴う光学的に有効な第一の領域２２．２を有する。レンズ２２は、レンズ２２の半径方向外側で、円周方向に延びる、光学的に有効な第一の領域２２．２に近接する周辺領域２２．６を有している。
【００５０】
周辺領域２２．６では、３つの理想的な第一の保持領域が配置され、レンズ本体２２．１の円周周りに均等に分配されている。それぞれの保持領域２２．７は、レンズ２２を保持するための対応する第一の保持装置と協働する第一の接触領域２２．８を有している。それぞれの第一の接触領域２２．８は、光軸２２．３から半径方向に離れて延びる第一の突出部２２．９に形成されている。
【００５１】
第一の突出部２２．９の第一の接触領域２２．８は、第一の接触面２２．１０と第２の接触面２２．１１を有している。第一の接触面２２．１０は、円錐形状であり、第二の接触面は、レンズ２２の下側に位置付けられて、光軸２２．３に垂直に延びる、平面である。第一の接触面２２．１０と第二の接触面２２．１１は、互いに外側を向いている。
【００５２】
第一の突出部２２．９は、限定して第一の円周領域を覆いレンズ２の円周方向に延びる。第一の円周領域は、約１５°の傾斜領域を覆って延びる。第一の円周領域は、従って、レンズ本体２２．１の円周の約４．２％を覆って延びるだけである。光軸２２．３方向の第一の突出部２２．９の大きさは、光軸方向の第一の突出部２２．９に近接する領域の素子本体２２．１の大きさの約１／３である。光軸方向にほぼ同じ大きさを有するこれらの突出部により、同じ保持装置によって、かなり大きさの異なるレンズを保持することが出来る。
【００５３】
第一の突出部２２．９は、円周方向でそれらの間に位置付けられているレンズ本体２２．１の材料と、光軸２２．３方向でそれらの上に位置付けられる材料が取り除かれるように、既に前述したように第一の突出部２２．９が生成される。レンズの円筒状の周辺領域と、それぞれの第一突出部間の遷移は、好ましい応力分布を達成するために、曲線的である。
【００５４】
ここで、特に容易な加工のみならず、レンズ材料を取り除くことにより、また、レンズ２２の重さが減少される、有利点がある。レンズ材料は、従って、この種の厚いレンズのときでさえ、レンズ２２の重さの実質的な減少により、光学的な有効領域２２．２に近接するように取り除かれる。重さの減少は、それに関連付けられる共振周波数の増加により、レンズ２２と光学的に係合する動的態様への好ましい効果を有する。
【００５５】
図７は、レンズ本体３２．１を伴うレンズ３２の形式の本発明による光学素子の更に好ましい実施態様の概略斜視図である。レンズ本体３２．１は、光軸３２．３を伴う光学的に有効な第一の領域３２．２を有する。レンズ３２は、レンズ３２の半径方向外側で、円周方向に延びる光学的に有効な第一の領域３２．２に近接する周辺領域３２．６を有している。
【００５６】
周辺領域３２．６では、３つの理想的な第一の保持領域３２．７が配置されていて、レンズ本体３２．１の円周周りに均一に分配されている。各々の保持領域３２．７は、レンズ３２を保持するための対応する第一の保持装置に協働する第一の接触領域３２．８を有している。それぞれの第一の接触領域３２．８は、光軸３２．３から半径方向に離れて延びる第一の突出部３２．９に形成される。
【００５７】
第一の突出部３２．９の第一の接触領域３２．８は、第一の接触面３２．１０と第二の接触面３２．１１を伴い、円周方向に延びるＶ字形状の溝を有している。第一の接触面３２．１０と第二の接触面３２．１１は、互いに向い合っている。
【００５８】
第一の突出部３２．９は、限定して第一の円周領域を覆って、レンズ２の円周方向に延びる。第一の円周領域は、約１５°の傾斜領域を覆って延びる。第一の円周領域は、従って、レンズ本体２．１の円周の約４．２％を覆って延びるだけである。光軸３２．３の方向の第一の突出部３２．９の大きさは、更に、光軸方向の第一の突出部３２．９に近接する領域の素子本体３２．１の大きさの、約３７％である。
【００５９】
第一の突出部３２．９は、ベース要素３２．１３が、既に上述したように、レンズ本体２２．１の材料を取り除くことにより、レンズ本体２２．１の円周周りに生成される。レンズの円筒状の周辺領域とそれぞれの第一の突出部３２．９間の遷移は、好ましい張力分布を達成するために、曲線的である。接触ブロック３２．１４は、その後、それぞれのベース要素３２．１３に配置され、接触ブロック３２．１４は、第一の接触領域３２．８を形成する。
【００６０】
接触ブロック３２．１４は、いかなる適切な方法、たとえば、溶接、半田、接着剤、融着などにより取り付けられることができる。レンズ本体３２．１と同じ材料で作られることができる。また、異なる材料を使用することも可能である。好ましくは、レンズ本体３２の材料と少なくともほぼ同じ熱膨張係数を有する材料が使用される。レンズ本体は、石英から作られると共に、例えば、インバールや類似の材料が接触ブロックのために使用されることができる。
【００６１】
この設計の有利点は、レンズ３２の初期本体は、少しだけ、ベース要素３２．１３の領域の直径を越える、比較的小さな直径を有することである。保持領域を生成するために、ほんのわずかな高額なレンズ材料の取り除きが必要となり、それにより、製造コストが減少される。接触面３２．１０と３２．１１は、前もって接触ブロック３２．１４に簡単に作られることができる。
【００６２】
ここで、特に簡単な加工のみならず、レンズ３２の重さが最小限に減少されることにより、また有利点がある。レンズ材料は、従って、これらの厚いレンズでさえ、レンズ３２の重さの実質的な減少という手段により、光学的に有効な領域３２．２に近接するようにするまで、取り除かれることができ、それ故、レンズ３２を伴う光学配置の動的挙動を改善する。
【００６３】
図８は、レンズ本体４２．１を伴うレンズ４２の形式の本発明による光学素子の更に好ましい実施形態の概略斜視図である。レンズ本体４２．１は、光軸４２．３を伴う光学的に有効な第一の領域４２．２を有している。レンズ４２は、レンズ４２の半径方向外側で、円周方向に延びる光学的に有効な第一の領域４２．２に近接する周辺領域４２．６を有している。
【００６４】
周辺領域４２．６では、３つの理想的な第一の保持領域４２．７が配置され、レンズ本体４２．１の円周の周りに均等に分配される。全ての保持領域４２．７は、レンズ４２を保持するための対応する第一の保持装置と協働する第一の接触領域４２．８を有する。それぞれの第一の接触領域４２．８は、限定して第一の円周領域を覆いレンズ４２の円周方向に延びる。第一の円周領域は、約２４°の傾斜領域を覆って延びて、そのためレンズ本体４２．１の円周の約６．７％だけを覆う。
【００６５】
第一の接触領域４２．８は、第一の接触面４２．１０と第二の接触面４２．１１を有している。第一の接触面４２．１０と第２の接触面４２．１１は、平面形状である。それらはそれぞれ、光軸４２．３に対して傾いて延びて、それらはまた、光軸４２．３方向に延びる。それらは、互いに外を向いていて、光軸４２．３方向で互いに間隔を空けて離れている。第一の接触面４２．１０は、レンズ本体４２．１の第一の円周の外側端部４２．１６の領域に配置されている。第二の接触面４２．１１は、レンズ本体４２．１の第二の円周の外側端部４２．１７の領域に配置されている。接触面４２．１０と４２．１１は、材料がレンズ本体４２．１から取り除かれる、一回の動作で、特に簡単に生成される。
【００６６】
図９は、図２のレンズ２の本発明による光学的な配置１’の更に好ましい実施形態の概略斜視図である。その構造と機能では、光学的な配置１’は原理的に、図１の配置１に相当し、差異だけがここで説明される。ここで、同じ構成要素には、同じ参照番号が与えられる。
【００６７】
光軸２．３の方向で保持装置３を調整するピエゾ作動装置を伴う、支持要素５は、土台の環状フレームに配置されず、取り付けられていないが、環状の土台４’の内側の円周に配置され、取り付けられている点で、異なっている。
【００６８】
以下のように、図１０〜１２を参照して、レンズ５２形式の本発明による光学素子の好ましい実施形態を伴う、本発明による、光学的な配置１’’の更に好ましい実施形態が説明される。その構造と機能では、光学的な配置１’’は、原理的に図１の配置１に相当し、主に差異がここでは説明される。
【００６９】
レンズ５２は、レンズ本体５２．１形式の素子本体を有している。レンズ本体５２．１は、光軸５２．３を伴う、光学的に有効な第一の領域５２．２を有する。光軸５２．３に対して対称的に回転する、この光学的に有効な領域５２．２は、レンズ本体５２．１の対応する光学的に有効な面５２．４または５２．５によって、それぞれレンズ５２の両側で確定されている。
【００７０】
レンズ５２は、レンズ５２の半径方向外側で、円周方向に延びる、光学的に有効な第一の領域５２．２に近接する周辺領域５２．６を有している。ここで、レンズ５２の円周方向は、光軸５２．１に垂直に生成された平面に位置している。
【００７１】
レンズ本体５２．１の円周周りに延びる第一の接触領域５２．８が、垂直領域５２．６に配置されている。それは、２つの円周の接触面５２．１０と５２．１１を有している。第一の接触領域５２．８は、レンズ５２を保持するために、円周周りに均等に分配された３つの保持装置１３と１４と協働する。
【００７２】
図１１で特にわかることができるように、第一の接触領域５２．８は、光軸方向にそこから間隔を開けて離れた、第一の接触面５２．１０と第二の接触面５２．１１を有している。第一の接触面５２．１０は、レンズ本体５２．１の第一の円周外側端部５２．１６の領域に配置されている。第二の接触面５２．１１は、レンズ本体５２．１の第二の円周外側端部５２．１７の領域に配置されている。第一の接触面５２．１０は、レンズ５２の上側で第一の光学的に有効な面５２．４に続いていて、第二の接触面５２．１１は、レンズ５２の下側の第二の光学的に有効な面５２．５に続いている。接触面５２．１０と５２．１１は、円筒状の周辺領域５２．１８により分離されている。
【００７３】
図１１で図示される領域では、接触面５２．１０と５２．１１は、曲線的に９０°未満の角度で延びる図１１で示される領域のそれぞれの外側端部５２．１６と５２．１７の曲線を示す。それらは、レンズ本体５２．１の材料が取り除かれる、一回の動作で特に簡単に生成される。このことは例えば、材料を取り除くレンズ本体５２．１の圧延、研磨または他の加工により、実行される。ここで、接触面５２．１０と５２．１１だけが、対応する面の品質を有することが必要であり、円筒状の周辺領域５２．１８は、第一の接触領域５２．８で必要とされる面の品質よりも低い、面の品質を伴う、面を作る方法で、作られることができる。接触面５２．１０と５２．１１は、９０°の空間角度で加工できる、従来の生産装置を使用して、比較的素早くそして低コストで生成されることができる。
【００７４】
第一の光学的に有効な面５２．４と第二の光学的に有効な面５２．５の両方が、２回、湾曲されているので、第一の接触面５２．１０と第二の接触面５２．１１はまた、それぞれ２回、湾曲される。第一の接触面５２．１０と第二の接触面５２．１１は、互いに外を向いている。
【００７５】
図１１と図１２の詳細からわかるように、第一の保持装置１３は、第一の保持要素１３．１を有している。第一の保持要素１３．１は、レンズ５２の第一の接触領域５２．８と協働する第二の接触領域１３．２を有している。第二の接触領域１３．２は、平面の第三の接触面１３．３と平面の第四の接触面１３．４を伴う、Ｖ字形状の溝の形式である。第三の接触面１３．３と第四の接触面１３．４は、互いに向かい合っている。
【００７６】
第一の保持要素１３．１は、第一の保持本体１３．６上で弾性的に配置される。ここで、光軸５２．３に少なくともほぼ垂直に延びる、方向１３．７で弾性がある。光軸５２．３の方向では、第一の保持要素１３．１は、第一の保持本体１３．６上でほぼ、固定して配置されている。これは、両端部でクランプされるビーム１３．８上の第一の保持要素１３．１の中央位置で、達成される。このビーム１３．８は、光軸５２．３の方向に第一の保持本体１３．６を通って延びる細長いスリット１３．９によって形成される。
【００７７】
第二の保持装置１４は、保持要素が、円周方向の全幅を覆って延びていて、弾性的に取り付けられていない点で、第一の保持装置１４と異なるのみである。このように、システムの共振周波数は、有利にも増加される。
【００７８】
第一の保持要素１３．１は、レンズ５２の対応する第一の接触領域５２．８に対して、光軸５２．３の方向に確定された前応力を伴い、その第二の接触領域１３．２に位置付けられている。弾性設計により、動作中の構成要素に熱膨張がある場合でさえ、この前応力は、ほぼ一定である。言い換えれば、この設計により、熱変形の分断が達成される。更にこの有利な設計は、それ故に達成される製造公差の均一性である。
【００７９】
第一の保持要素１３．１の第三の接触面１３．３にレンズ５２の第一の接触面５２．１０が接触している。第一の接触面５２．１０の２回の湾曲と、第三の接触面１３．３の平面形状により、その結果、ほぼ点状の接触位置である。レンズ５２の第２の接触面５２．１１は、第一の保持要素１３．１の第四の接触面１３．４に接触する。ここで、第二の接触面５２．１１の２回の湾曲と、第四の接触面１３．４の平面形状により、その結果、ほぼ点状の接触位置である。
【００８０】
一つの保持装置ごとに２つの略点状の接触位置を伴う、一組のこの接触面により、一組の自己調整クランプが生成される。このように、例えば、第一の保持装置１３と第二の保持装置１４間の水平面の相異は、これがレンズ５２に生じる実質的な応力を導くことなしに、保持装置１３または１４とレンズ５２の間のそれぞれの接触域で既に均一にされる。このために、保持装置１３と１４の高額な土台は、不必要になる。ここで、保持装置１３と１４は、レンズ５２を保持し、両方とも、それらの光軸５２．１方向と、半径方向で、正のそして摩擦により接続し、レンズ５２の円周方向で摩擦により接続する。
【００８１】
説明したように、保持要素１３．１の接触面と弾性的な土台の設計により、主に半径方向に生成される保持力が生じて、レンズ５２中にもたらされる。
【００８２】
保持装置１３と１４は、土台４’’の支持要素５’’によって支持される。これらの支持要素５’’により、光軸５２．３方向のフレーム４’’に対する保持本体１３．６の相対位置を変更することができる。このように、レンズ５２は、一方では、光軸５２．３の方向にシフトされる。光軸５２．３は、しかしながら、土台４’’の平面に対してまた、傾けられることができる。
【００８３】
最も簡単な場合として、一以上の、スペーサーと呼ばれる、交換できる間隔を開ける要素を有し、その厚さは、レンズ５２の所望の位置によって選択される。
【００８４】
同様に、それぞれの支持要素５は、いかなる負および／または正の位置決め装置を有することができる。負の位置決め装置は、例えば、差動ネジなどである。正の位置決め装置は、例えば、ピエゾ作動装置などである。
【００８５】
保持装置１３と１４、と支持要素５’’間の接続は、例えば、ネジ接続、接着剤による接続、半田による接続、溶接による接続などの、それ自体が知られた方法で行なわれることが出来る。同様に、保持装置１３と１４、と支持要素５’’は、一体の形式とすることが出来る。調節装置が、対応する剛体の本体継ぎ手により、このタイプの一体の構造に、それ自体が知られた方法で、結合されることができる。
【００８６】
その光軸５２．３周りのレンズ５２の回転は、一方では、保持装置１３と１４に対して、対応するレンズ５２の回転によって可能となる。言うまでもなく、このタイプのその光軸５２．３周りのレンズ５２の回転は、更にまた、フレーム４’’に対する、保持装置１３と１４の対応する回転と、加えてまたはあるいは、またフレーム４’’の回転より、可能となる。
【００８７】
更に、この例では、全ての第一の保持装置１３は、一体形状である。しかしながら、言うまでもなく、本発明の他の変形では、設備は、既に上述したような、いくつかの部分を伴う、第一の保持装置を設計するようにまた作られることができる。最後に、言うまでもなく、本発明の他の変形では、必要に応じて、異なった数の保持装置を設けることも可能である。特に３以上の保持装置を設けることが出来る。
【００８８】
図１３は、本発明による光学配置の更に好ましい実施形態の第一の保持装置２３の概略斜視図である。第一の保持装置２３は、第一の保持要素２３．１は、一つの端部だけでクランプされるビーム２３．８により、第一の保持本体２３．６に弾性的に配置される点でのみ、図３の第一の保持装置３と異なっているだけである。ビーム２３．８は、第一の保持本体２３．６に延びる細長いスロット２３．９により形成されている。
【００８９】
図１４〜２１の概略部分断面図より、光学素子６２、７２、８２、９２、１０２、１１２、１２２および１３２と、それぞれの第一の保持装置５３、３３、４３、２３、６３、７３、８３および９３間の、一対の接触面の異なった可能性を示す。
【００９０】
ここで、図１４と１５の一対の接触面は、図７のレンズ３２で使用される一対の接触面に似ている。それらは、更にまた対応する厚さの光学素子にも適している。
【００９１】
図１７、１８および２０の一対の接触面は、平行平面プレート９２、１０２および１１２のための、図１０のレンズ５２と共に使用されることができるような、一対の接触面と似ている。更に、それらはまた、特に薄い光学素子に適している。ここで言うまでもなく、本発明の意味では、そのような平行平面プレートまたは類似のものにより、光学素子の光軸は、光学素子が大体延びる、平面に垂直に立つ、光学素子の対称軸に対応しなければならない。
【００９２】
図２１の一対の接触面は、図６のレンズ２２と共に使用されることができるような、一対の接触面に似ている。図１６および１９は、単一の接触ポイントを伴う、それぞれの一対の接触面の特別な場合を示す。
【００９３】
全ての場合では、言うまでもなく、略点状の接触位置の代わりに、接触面のそれぞれに、対応する湾曲を適用することにより、略直線形状の接触位置を備えることも可能である。同様に、最初に薄板状の接触位置を備えることも可能である。ここで、異なったタイプの接触位置は、一対の接触面で、いかなる方法で互いに組み合わせることもできる。
【００９４】
図２２から２５は、例えば、図７のレンズ３２を保持するために使用されることができるような、保持装置１０３、１１３、１２３および２４の異なる変形を示す。
【００９５】
図２２は、第一の保持本体１０３．６上で、方向１０３．７の一の端部でクランプされた第一のビーム１０３．８により弾性的に配置された、第一の保持要素１０３を伴う第一の保持装置１０３の概略部分断面図である。
【００９６】
図２３は、２つの部分の第一の保持本体１１３．６上で、１１３.７方向の両端部でクランプされる二つのビーム１１３．８と１１３．１０により、弾性的に配置される、第一の保持要素１１３．１を伴う第一の保持装置１１３の概略部分断面図である。ビーム１１３．８と１１３．１０は、保持要素１１３．１の平行四辺形のガイドを形成する。
【００９７】
図２４は、第一の保持本体１２３．６の一方に接続されるビームの両端部で互いに接続される２つの平行に配置されるビーム１１３．８と１１３．１０によって、それぞれ接続される、二つの第一の保持要素１２３．１を伴う、第一の保持装置１２３の概略斜視図である。このように、１２３．７方向に弾性的の弾性的な土台に加えて、いくつかの接触位置を覆う接触荷重の分配がまた達成される。この設計は、特に、円周方向の対応する長さを覆って延びる第一の保持領域を伴う光学素子の保持に適している。特に有利な実施形態では、第一の保持装置１２３は、光学素子と同じ熱膨張係数を有する材料から作られる。この有利点は、温度差が、光学素子と保持装置との間に、いかなる相対動作も生じさせない。スティックスリップ効果とヒステレシス効果に関連付けられた摩擦効果が、従って生じない。この解決策は、従って、特に厳しい要求が、光学素子の位置決めの安定性に予定されている、システムに特に適している。
【００９８】
最後に図２５は、第二の保持要素２４．１が第二の保持本体に固定して配置される第２の保持装置２４の概略斜視図である。この第二の保持装置２４は、図１０の接続の原理で説明されたような、たった一つの弾性的な第一保持装置により、図７のレンズ３２を保持するために適している。
【００９９】
以下で、図２６を参照して、レンズ１４２の形式の本発明による光学素子の好ましい実施形態を伴う本発明による光学配置１’’’の更に好ましい実施形態が説明される。図２６は、配置１’’’を通る、レンズ１４２の円周方向の接戦の、部分断面図である。その構造と機能では、光学的な配置１’’’は、図１の配置１と原理的に似ていて、ここで、説明されるのは、大体相違点である。
【０１００】
レンズ１４２は、レンズ本体１４２．１の形式の素子本体を有する。レンズ本体１４２．１は、光軸１４２．３を伴う光学的に有効な第一の領域を有する。光軸１４２．３に対して回転対称の光学的に有効な領域１４２．２は、レンズ本体１４２．１の対応する光学的に有効な表面により、それぞれ、レンズ１４２の両側で定義される。
【０１０１】
レンズ１４２は、レンズ１４２の半径方向外側で、円周方向に延びる光学的に有効な第一の領域に近接する周辺領域を有している。ここで、レンズ１４２の円周方向は、光軸１４２．３に垂直に生成された平面上に位置付けられる。
【０１０２】
周辺領域では、３つの理想的な第一の保持領域１４２．７が配置され、レンズ本体１４２．１の円周周りに均一に分配される。すべての保持領域１４２．７は、レンズ１４２を保持するための対応する第一の保持装置１３３と協働する、第一の接触領域１４２．８を有している。それぞれの第一の接触領域１４２．８は、光軸１４２．３から離れて半径方向に延びる第一の突出部１４２．９上に形成される。保持ノーズと呼ぶこともできる、この第一の突出部１４２．９は、限定された第一の円周領域を覆って、レンズ１４２の円周方向に延びる。この第一の円周領域は、約１５°の環状領域を覆って延びる。第一の円周領域は、従って、レンズ本体１４２．１の円周の約４．２％を覆って延びるのみである。
【０１０３】
図２６でわかるように、第一の接触領域１４２．８は、第一の突出部１４２．９上の第一の接触面１４２．１０と第二の接触面１４２．１１を有している。第一の接触面１４２．１０と第二の接触面１４２．１１は、円筒状のエンベロープ要素、すなわち、それぞれ単に湾曲した、それぞれのエンベロープ面である。ここでエンベロープの軸は、光軸１４２．３に平行な図面の平面にそれぞれ垂直である。第一の接触面１４２．１０と第二の接触面１４２．１１は、互いに外側を向いている。
【０１０４】
図２６でわかるように、第一の保持装置１３３は、第一の保持要素１３３．１を有する。第一の保持要素１３３．１は、レンズ１４２の第一の突出部１４２．９上の第一の接触領域１４２．８と協働する、第２の接触領域１３３．２を有する。第二の接触領域１３３．２は、平面の第三の接触面１３３．３、平面の第四の接触面１３３．４および曲線の溝ベースを伴う、実質的に半径方向に延びる対称的なＶ字形状の溝形式である。第三の接触面１３３．３と第四の接触面１３３．４は、お互いに向かい合っている。ここで、言うまでもなく、本発明の他の変形により、溝は、また重力を考慮して、対称形状である必要はない。
【０１０５】
第一の保持要素１３３．１は、第一の保持本体１３３．６上に弾性的に配置されている。ここで、レンズ１４２の円周方向に少なくとも略延びる、方向１３３．７で弾性がある。光軸１４２．３方向では、第一の保持要素１３３．１が第一の保持本体１３３．６上にほぼ固定して配置される。このことは、上述のように、両端部でクランプされるビーム上の第一の保持要素１３３．１の中央位置により達成される。このビームは、前と同じ様に光軸１４２．３の方向で、第一の保持本体１３３．６を通って延びる細長いスロット１３３．９により、形成される。
【０１０６】
更に、第一の保持装置１３３は、第一の突出部１４２．９に対して、レンズ１４２の円周方向の第一の保持要素１３３．１に対向して位置する、第二の保持要素１３３．１２を有する。第二の保持要素１３３．１２は、第一の突出部１４２．９に対して、第一の保持要素１３３．１と対称的に設計される。それは、第一の突出部１４２．９に対して、それぞれ、第一の接触面１４２．１０または第二の接触面１４２．１１と対称的に設計される、第一の突出部１４２．９上の接触面と協働する。第一の保持要素１３３．１と異なり、第２の保持要素１３３．２は、しかしながら、第二の保持本体１３３．１３上に固定して配置される。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明による光学素子の好ましい実施形態を伴う、本発明による光学配置の好ましい実施形態の概略斜視図である。
【図２】図１の光学素子の概略斜視図である。
【図３】図１の第一の保持装置の概略斜視図である。
【図４】本発明による鏡筒を伴う、本発明よるマイクロリソグラフィー装置の好ましい実施形態の概略図である。
【図５】本発明による、光学素子の更に好ましい実施形態の概略斜視図である。
【図６】本発明による、光学素子の更に別の好ましい実施形態の概略斜視図である。
【図７】本発明による、光学素子の更に別の好ましい実施形態の概略斜視図である。
【図８】本発明による、光学素子の更に別の好ましい実施形態の概略斜視図である。
【図９】図２の光学素子を伴う、本発明による光学配置の更に好ましい実施形態の概略斜視図である。
【図１０】本発明による光学素子の好ましい実施形態を伴う、本発明による光学配置の更に好ましい実施形態の概略斜視図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った、光学配置の概略部分断面図である。
【図１２】図１０の第一の保持装置の概略斜視図である。
【図１３】本発明による光学配置の更に好ましい実施形態の第一保持装置の概略斜視図である。
【図１４】本発明による光学配置の更に好ましい実施形態の概略部分断面図である。
【図１５】本発明による光学配置の更に別の好ましい実施形態の概略部分断面図である。
【図１６】本発明による光学配置の更に別の好ましい実施形態の概略部分断面図である。
【図１７】本発明による光学配置の更に別の好ましい実施形態の概略部分断面図である。
【図１８】本発明による光学配置の更に別の好ましい実施形態の概略部分断面図である。
【図１９】本発明による光学配置の更に別の好ましい実施形態の概略部分断面図である。
【図２０】本発明による光学配置の更に別の好ましい実施形態の概略部分断面図である。
【図２１】本発明による光学配置の更に別の好ましい実施形態の概略部分断面図である。
【図２２】本発明による光学配置の更に好ましい実施形態の第一の保持装置の概略部分断面図である。
【図２３】本発明による光学配置の更に別の好ましい実施形態の第一の保持装置の概略部分断面図である。
【図２４】本発明による光学配置の更に好ましい実施形態の第一の保持装置の概略斜視図である。
【図２５】本発明よる光学配置の更に別の好ましい実施形態の第一の保持装置の概略斜視図である。
【図２６】本発明による光学素子の好ましい実施形態を伴う、本発明による光学配置の更に好ましい実施形態の概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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