DE102016216917A1

DE102016216917A1 - Optical system, in particular lithography system, and method

Info

Publication number: DE102016216917A1
Application number: DE102016216917.3A
Authority: DE
Inventors: Pascal Marsollek; Ralf Zweering; Martin Withalm
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2018-03-08
Also published as: WO2018046350A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein optisches System (200), insbesondere Lithographieanlage (100A, 100B), aufweisend einen Strahlengang (216), ein Blendenelement (218, 218-1, 218-2), welches dazu eingerichtet ist, einen Teil des Strahlengangs (216) abzudecken, eine Positioniereinrichtung (220), welche dazu eingerichtet ist, das Blendenelement (218, 218-1, 218-2) in Richtung (x, y, z, Rx, Ry, Rz) zumindest eines Freiheitsgrads zu positionieren, eine Sensoreinrichtung (224), welche dazu eingerichtet ist, eine Position des Blendenelements (218, 218-1, 218-2) in Richtung (x, y, z, Rx, Ry, Rz) des zumindest einen Freiheitsgrads zu erfassen, und eine Steuereinrichtung (226), welche dazu eingerichtet ist, die Positioniereinrichtung (220) in Abhängigkeit von der erfassten Position des Blendenelements (218, 218-1, 218-2) zur Positionierung desselben in Richtung (x, y, z, Rx, Ry, Rz) des zumindest einen Freiheitsgrads anzusteuern.The present invention provides an optical system (200), in particular a lithography system (100A, 100B), comprising a beam path (216), an aperture element (218, 218-1, 218-2) which is adapted to form part of the beam path ( 216), a positioning device (220) which is adapted to position the diaphragm element (218, 218-1, 218-2) in the direction (x, y, z, Rx, Ry, Rz) of at least one degree of freedom A sensor device (224) which is adapted to detect a position of the diaphragm element (218, 218-1, 218-2) in the direction (x, y, z, Rx, Ry, Rz) of the at least one degree of freedom, and a control device (226), which is arranged, the positioning means (220) in dependence on the detected position of the diaphragm element (218, 218-1, 218-2) for positioning the same in the direction (x, y, z, Rx, Ry, Rz ) of the at least one degree of freedom.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System, insbesondere eine Lithographieanlage, sowie ein Verfahren. The present invention relates to an optical system, in particular a lithography system, and a method.

Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits. The microlithography process is performed with a lithography system having an illumination system and a projection system. The image of a mask (reticle) illuminated by means of the illumination system is projected by the projection system onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system in order to apply the mask structure to the photosensitive layer Transfer coating of the substrate.

Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von – wie bisher – brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden. Driven by the quest for ever smaller structures in the manufacture of integrated circuits, EUV lithography systems are currently being developed which use light with a wavelength in the range of 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm. In such EUV lithography equipment, because of the high absorption of most materials of light of this wavelength, reflective optics, that is, mirrors, must be used instead of - as before - refractive optics, that is, lenses.

Neben der Wellenlänge ist auch die numerische Apertur eine wichtige Kenngröße von Lithographieanlagen. Die numerische Apertur wird bei Lithographieanlagen mit Hilfe von Blenden eingestellt bzw. modifiziert. Dabei sind grundsätzlich zwei Typen von Blenden zu unterscheiden, nämlich Aperturblenden und Obskurationsblenden. Unter Aperturblenden versteht man solche Blenden, welche von außen in ein Lichtbündel eingreifen und dadurch einen Teil desselben an seinem äußeren Umfang ausblenden. Obskurationsblenden sind dagegen innerhalb des entsprechenden Lichtbündels angeordnet und blenden somit einen inneren Teil des ent sprechenden Lichtbündels aus. Mit „Lichtbündel“ ist hier das Arbeitslicht in der Lithographieanlage gemeint. In addition to the wavelength, the numerical aperture is an important parameter of lithography systems. The numerical aperture is adjusted or modified in the case of lithography systems with the aid of diaphragms. In principle, two types of diaphragms are to be distinguished, namely aperture diaphragms and obscuration diaphragms. Aperture diaphragms are understood to mean those diaphragms which engage in a light bundle from the outside and thereby hide part of it on its outer circumference. Obscuration diaphragms, on the other hand, are arranged within the corresponding light bundle and thus hide an inner part of the ent-speaking light beam. By "light bundle" is meant here the work light in the lithography plant.

Im Belichtungsbetrieb einer Lithographieanlage fällt Licht auf die Oberfläche einer entsprechenden Blende. Dies führt zu hohen Wärmelasten auf der Blende. Es ist daher bekannt geworden, Blenden mit einer Wärmesenke wärmeleitend zu verbinden. Im Bereich der Lithographieanlagen bietet sich der Tragrahmen (Engl.: force frame) als Wärmesenke an. Dazu kann dieser beispielsweise auch einen Wasserkühlkreislauf aufweisen. Werden nun die Wärmelasten in den Tragrahmen eingeleitet, kann dies zu einer wärmebedingten Positionsinstabilität des Tragrahmens führen. Dies wiederum bedingt eine Fehlpositionierung der Blende. Hier genügen bereits Veränderungen im Mikro- oder Nanometerbereich, um eine Fehlfunktion der entsprechenden Lithographieanlage herbeizuführen. Neben den Wärmelasten können auch andere Effekte, wie beispielsweise ein Einbaufehler, den Grund für eine Fehlpositionierung der entsprechenden Blende darstellen. In the exposure mode of a lithography system, light is incident on the surface of a corresponding aperture. This leads to high heat loads on the panel. It has therefore become known to connect panels with a heat sink thermally conductive. In the field of lithography systems, the support frame (English: force frame) offers as a heat sink. For this purpose, this may for example also have a water cooling circuit. Now, if the heat loads are introduced into the support frame, this can lead to a thermal position instability of the support frame. This in turn requires a mispositioning of the aperture. Here, changes in the micrometer or nanometer range are already sufficient in order to bring about a malfunction of the corresponding lithography system. In addition to the heat loads, other effects, such as a mounting error, may be the reason for incorrect positioning of the corresponding diaphragm.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System sowie ein verbessertes Verfahren bereitzustellen. Against this background, an object of the present invention is to provide an improved optical system and an improved method.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein optisches System, insbesondere eine Lithographieanlage, welches Folgendes aufweist: einen Strahlengang, ein Blendenelement, welches dazu eingerichtet ist, einen Teil des Strahlengangs abzudecken, eine Positioniereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Blendenelement in zumindest einem Freiheitsgrad zu positionieren, eine Sensoreinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, eine Position des Blendenelements in Richtung des zumindest einen Freiheitsgrads zu erfassen, und eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die Positionseinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Position zur Positionierung des Blendenelements in Richtung des zumindest einen Freiheitsgrads anzusteuern. This object is achieved by an optical system, in particular a lithography system, which has the following: a beam path, a diaphragm element which is set up to cover a part of the beam path, a positioning device which is set up to position the diaphragm element in at least one degree of freedom a sensor device, which is set up to detect a position of the diaphragm element in the direction of the at least one degree of freedom, and a control device, which is configured to control the position device in dependence on the detected position for positioning the diaphragm element in the direction of the at least one degree of freedom ,

Eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, vorübergehende oder dauerhafte Effekte, welche zu einer Fehlpositionierung eines Blendenelements führen können, dadurch auszugleichen, dass die Position des Blendenelements überwacht und im Bedarfsfall angepasst wird. Zu den vorübergehenden Ef fekten zählen beispielsweise Wärmelasten, zu den dauerhaften, beispielsweise Einbaufehler. One idea underlying the present invention is to compensate for temporary or permanent effects that can lead to a mispositioning of an aperture element, by monitoring the position of the aperture element and, if necessary, adjusting it. The temporary effects include, for example, heat loads, such as permanent faults, such as installation errors.

Die Überwachung und gegebenenfalls Anpassung der Position des Blendenelements kann beispielsweise im Stunden- oder Minutenbereich, in bestimmen Fällen sogar im Sekundenbereich erfolgen. The monitoring and, if appropriate, adaptation of the position of the diaphragm element can take place, for example, in the hour or minute range, in certain cases even in the seconds range.

Das Blendenelement weist eine lichtbestimmende Kante auf, welche dazu eingerichtet ist, mit dem Licht, insbesondere Arbeitslicht, in dem Strahlengang wechselzuwirken. Das Blendenelement kann als flächiges Element und/oder aus Blech, insbesondere aus Stahl, Kupfer oder Aluminium, gebildet sein. Insbesondere handelt es sich bei dem Blendenelement um eine Lamelle. Die lichtbestimmende Kante kann geschlossen oder offen ausgebildet sein. Im Fall der geschlossenen Kante kommt eine kreisförmige oder nicht kreisförmige, wie beispielsweise ovale oder sonst kurvenförmige oder polygonförmige lichtbestimmende Kante in Betracht. Bei einer offenen lichtbestimmenden Kante sind beliebige Geometrien, insbesondere Kurven oder offene Polygone, vorstellbar. The diaphragm element has a light-determining edge, which is adapted to interact with the light, in particular working light, in the beam path. The diaphragm element can be formed as a planar element and / or of sheet metal, in particular of steel, copper or aluminum. In particular, the diaphragm element is a lamella. The light-determining edge may be closed or open. In the case of the closed edge is a circular or non-circular, such as oval or otherwise curved or polygonal light-determining edge into consideration. At an open light-determining edge are Any geometry, in particular curves or open polygons, conceivable.

Die Positioniereinrichtung kann ein Aktuator und/oder eine Lagereinrichtung, wie beispielsweise eine Linearführung oder einen Schwenkmechanismus, aufweisen. Als Aktuatoren kommen beispielsweise Piezo-Aktuatoren oder Lorenz-Aktuatoren in Betracht. The positioning device may include an actuator and / or a bearing device, such as a linear guide or a pivot mechanism. Suitable actuators are, for example, piezoactuators or Lorenz actuators.

Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise einen Abstandssensor, insbesondere einen kapazitiven, induktiven oder optischen Abstandssensor aufweisen. Der zumindest eine Freiheitsgrad kann einen von prinzipiell drei rotatorischen und drei translatorischen Freiheitsgraden aufweisen. The sensor device may for example comprise a distance sensor, in particular a capacitive, inductive or optical distance sensor. The at least one degree of freedom can have one of in principle three rotational and three translatory degrees of freedom.

Die Steuereinrichtung kann beispielsweise als Mikroprozessor ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann auf einer zentralen Steuervorrichtung der Lithographieanlage ausgebildet bzw. in eine solche integriert sein. Die Steuereinrichtung ist mit der Positioniereinrichtung, insbesondere einem Aktuator derselben, sowie mit der Sensoreinrichtung signaltechnisch verbunden. The control device may be designed, for example, as a microprocessor. The control device may be formed on a central control device of the lithography system or integrated in such. The control device is connected to the positioning device, in particular an actuator thereof, as well as to the sensor device by signal technology.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der zumindest eine Freiheitsgrad eine translatorische Bewegung in Richtung des Strahlengangs. According to one embodiment, the at least one degree of freedom comprises a translatory movement in the direction of the beam path.

Damit lassen sich solche Fehlpositionierungen des Blendenelements ausgleichen, welche zu einer Veränderung der numerischen Apertur des optischen Systems führen können und ist daher besonders vorteilhaft. This makes it possible to compensate for such mispositioning of the diaphragm element, which can lead to a change in the numerical aperture of the optical system and is therefore particularly advantageous.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Positioniereinrichtung dazu eingerichtet, das Blendenelement in zwei bis sechs Freiheitsgraden zu positionieren. According to a further embodiment, the positioning device is adapted to position the diaphragm element in two to six degrees of freedom.

Die sechs Freiheitsgrade umfassen drei translatorische und drei rotatorische Freiheitsgrade des Blendenelements. Damit kann jedwede Fehlpositionierung des Blendenelements ausgeglichen werden. Selbstverständlich kann die Positioniereinrichtung auch dazu eingerichtet sein, das Blendenelement in nur eins, zwei, drei, vier oder fünf Freiheitsgraden (ausgewählt aus drei translatorischen und drei rotatorische Freiheitsgraden) zu positionieren. The six degrees of freedom include three translational and three rotational degrees of freedom of the diaphragm element. Thus, any mispositioning of the diaphragm element can be compensated. Of course, the positioning device can also be set up to position the diaphragm element in only one, two, three, four or five degrees of freedom (selected from three translational and three rotational degrees of freedom).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Blendenelement als Starrkörper ausgebildet. According to a further embodiment, the diaphragm element is designed as a rigid body.

Damit ist gemeint, dass das Blendenelement als Ganzes (also als Starrkörper im mechanischen Sinne, ohne Verformung desselben) oder auch die später noch erwähnte Blendenvorrichtung als Ganzes in der Richtung des zumindest einen Freiheitsgrads oder in bis zu allen sechs Freiheitsgraden positioniert wird. By this is meant that the diaphragm element as a whole (ie as a rigid body in the mechanical sense, without deformation thereof) or the aperture device mentioned later is positioned as a whole in the direction of at least one degree of freedom or in all six degrees of freedom.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System eine Blendenvorrichtung auf, welche einen Halterahmen und das Blendenelement aufweist, wobei das Blendenelement gegenüber dem Halterahmen beweglich gehalten ist, wobei die Positioniereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Blendenvorrichtung in Richtung des zumindest einen Freiheitsgrads zu positionieren. According to a further embodiment, the optical system comprises a diaphragm device which has a holding frame and the diaphragm element, wherein the diaphragm element is held movable relative to the holding frame, wherein the positioning device is adapted to position the diaphragm device in the direction of at least one degree of freedom.

Damit wird vorteilhaft das Konzept einer variablen Blende verwirklicht. Das heißt, dass ein zusätzlicher Freiheitsgrad vorgesehen wird, der es erlaubt, das Blendenelement je nach Betrieb und zugeordneter Belichtungsaufgabe anzupassen, um bei spielsweise dadurch die numerische Apertur gezielt anzupassen. Demgegenüber kann der Positioniereinrichtung lediglich die Aufgabe zugeordnet sein, Fehlpositionierungen des Blendenelements auszugleichen. Thus, the concept of a variable diaphragm is advantageously realized. This means that an additional degree of freedom is provided, which allows the aperture element to be adjusted according to the operation and associated exposure task, in order to thereby adapt the numerical aperture in a targeted manner. In contrast, the positioning device can only be assigned the task of compensating for incorrect positioning of the diaphragm element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Blendenvorrichtung ein erstes und ein zweites Blendenelement auf, wobei das erste Blendenelement an dem Halterahmen ortsfest gehalten ist und das zweite Blendenelement an dem Halterahmen beweglich gehalten ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind das erste und das zweite Blendenelement an dem Halterahmen beweglich gehalten. According to a further embodiment, the diaphragm device has a first and a second diaphragm element, wherein the first diaphragm element is held stationary on the retaining frame and the second diaphragm element is held movably on the retaining frame. According to an alternative embodiment, the first and the second panel element are movably held on the support frame.

Beispielsweise kann durch das erste ortsfeste Blendenelement eine erste numerische Apertur des optischen Systems definiert sein. Durch Bewegen des zweiten Blendenelements insbesondere in einer Richtung quer zum Strahlengang wird eine zweite numerische Apertur des optischen Systems bereitgestellt. Alternativ können auch das erste und zweite Blendenelement bewegt werden, um dadurch eine erste und eine zweite numerische Apertur des optischen Systems bereitzustellen. For example, a first numerical aperture of the optical system can be defined by the first stationary diaphragm element. By moving the second diaphragm element, in particular in a direction transverse to the beam path, a second numerical aperture of the optical system is provided. Alternatively, the first and second aperture elements may also be moved to thereby provide first and second numerical apertures of the optical system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste und zweite Blendenelement in Richtung des Strahlengangs hintereinander angeordnet. According to a further embodiment, the first and second diaphragm element are arranged one behind the other in the direction of the beam path.

Dies ist im Hinblick auf eine einstellbare numerische Apertur des optischen Systems günstig. This is favorable in terms of an adjustable numerical aperture of the optical system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet das Blendenelement oder das erste und/oder zweite Blendenelement eine Aperturblende aus. Alternativ bildet das Blendenelement oder das erste und/oder zweite Blendenelement zusammen mit zumindest einem korrespondierenden Blendenelement eine Aperturblende aus. Bevorzugt weist die Aperturblende eine nicht-kreisförmige Öffnung auf. According to a further embodiment, the diaphragm element or the first and / or second diaphragm element forms an aperture diaphragm. Alternatively, the diaphragm element or the first and / or second diaphragm element forms an aperture diaphragm together with at least one corresponding diaphragm element. Preferably, the aperture diaphragm has a non-circular opening.

Insbesondere kann sich eine Aperturblende aus ein oder mehreren Blendenelementen (auch als Blendensegmente bezeichnet) zusammensetzen. Die Aperturblende kann, wie vorstehend ganz allgemein für das Blendenelement erläutert, eine offene oder geschlossene lichtbestimmende Kante aufweisen. Hier gilt das bereits vorste hend Ausgeführte entsprechend. Insbesondere kann die Aperturblende eine ovale Öffnung aufweisen. In particular, an aperture diaphragm can be composed of one or more diaphragm elements (also referred to as diaphragm segments). The aperture diaphragm can, as explained above generally for the diaphragm element, have an open or closed light-determining edge. Here, the above already applies accordingly. In particular, the aperture diaphragm may have an oval opening.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Blendenvorrichtung ferner eine Obskurationsblende auf. According to a further embodiment, the diaphragm device further has an obscuration diaphragm.

Die Obskurationsblende kann an dem Halterahmen gehalten sein. In Ausführungsformen kann die Obskurationsblende auch einstellbar positionierbar gegenüber dem Halterahmen vorgesehen sein. Hier kommen beispielsweise Aktuatoren, insbesondere Piezo-Aktuatoren, in Betracht. The obscuration panel may be held on the support frame. In embodiments, the obscuration panel may also be adjustably positionable relative to the support frame. Here, for example, actuators, in particular piezo actuators, come into consideration.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung dazu eingerichtet, die Position des Blendenelements in einem Beleuchtungsmodus des optischen Systems, insbesondere in einem Belichtungsmodus derselben, zu erfassen, und die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Positioniereinrichtung in dem Beleuchtungsmodus des optischen Systems, insbesondere in dem Belichtungsmodus, in Abhängigkeit von der erfassten Position anzusteuern. According to a further embodiment, the sensor device is set up to detect the position of the diaphragm element in an illumination mode of the optical system, in particular in an exposure mode thereof, and the control device is adapted to position the positioning device in the illumination mode of the optical system, in particular in the exposure mode , depending on the detected position to control.

Vorliegend wird zwischen Beleuchtungsmodus und Belichtungsmodus unterschieden. Beleuchtungsmodus meint ganz allgemein einen Modus, in welchem Licht durch den Strahlengang des optischen Systems fällt. Der Belichtungsmodus hingegen meint einen solchen Modus, in welchem ein Substrat, insbesondere eine photoempfindliche Schicht desselben, mit Licht beaufschlagt wird, um beispielsweise lithographische Strukturen auszubilden. Dadurch, dass die Überwachung und Anpassung der Position des Blendenelements gemäß der vorliegenden Ausführungsform im aktiven Betrieb (sog. real time-Verfahren) des optischen Systems erfolgt, kann flexibel auf betriebsbedingte Einflüsse reagiert werden. Beispielsweise kann die Position des Blendenelements innerhalb desselben Zeitraums angepasst werden, indem auch eine Belichtung eines einzelnen Dies auf einem Wafer erfolgt. In the present case, a distinction is made between the illumination mode and the exposure mode. Lighting mode generally means a mode in which light passes through the optical system's optical path. On the other hand, the exposure mode means such a mode in which light is applied to a substrate, particularly a photosensitive layer thereof, to form, for example, lithographic patterns. Due to the fact that the monitoring and adjustment of the position of the diaphragm element according to the present embodiment takes place during active operation (so-called real time method) of the optical system, it is possible to respond flexibly to operational influences. For example, the position of the aperture element may be adjusted within the same time period by also exposing a single die to a wafer.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optische System einen Tragrahmen und ein optisches Element, welches der Tragrahmen trägt und den Strahlengang bestimmt, wobei der Tragrahmen ferner die Positioniereinrichtung trägt. According to a further embodiment, the optical system comprises a support frame and an optical element, which supports the support frame and determines the beam path, wherein the support frame also carries the positioning device.

"Bestimmt" ist dahingehend zu verstehen, dass das optische Element gegebenenfalls zusammen mit anderen optischen Elementen den Strahlengang definiert. Mit dem optischen Element ist beispielsweise ein Spiegel, eine Linse, eine λ-Platte oder ein optisches Gitter gemeint. Typischerweise ist das optische Element am Tragrahmen (Engl.: force frame) gelagert. Insbesondere kann sich das optische Element mit Hilfe von Gewichtskraftkompensatoren an dem Tragrahmen abstützen. Weiterhin können zusätzlich Aktuatoren, insbesondere Lorenz-Aktuatoren, vorgesehen sein, welche dazu eingerichtet sind, das optische Element gegenüber dem Tragrahmen zu bewegen. "Determined" is to be understood that the optical element optionally together with other optical elements defines the beam path. By the optical element is meant, for example, a mirror, a lens, a λ-plate or an optical grating. Typically, the optical element is mounted on the support frame (English: force frame). In particular, the optical element can be supported by means of weight compensators on the support frame. Furthermore, additional actuators, in particular Lorenz actuators, can be provided, which are set up to move the optical element relative to the support frame.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System einen Sensorrahmen auf, welcher von dem Tragrahmen mechanisch entkoppelt ist, wobei der Sensorrahmen die Sensoreinrichtung trägt. According to a further embodiment, the optical system has a sensor frame, which is mechanically decoupled from the support frame, wherein the sensor frame carries the sensor device.

Dadurch wird ein zuverlässiges Referenzsystem zur Erfassung der Position des Blendenelements bereitgestellt. This provides a reliable reference system for detecting the position of the shutter member.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System einen Wärmeleitpfad auf, welcher Wärme von dem Blendenelement in den Tragrahmen leitet, wobei bevorzugt der Wärmeleitpfad ausschließlich Elemente aus Metall und/oder Keramik aufweist, welche in einem Flächenkontakt zueinander stehen. According to a further embodiment, the optical system has a heat conduction path, which conducts heat from the diaphragm element in the support frame, wherein preferably the Wärmeleitpfad exclusively elements of metal and / or ceramic, which are in surface contact with each other.

Die Wärme in dem Blendenelement entsteht durch Licht in dem Strahlengang, welches auf das Blendenelement in dem Belichtungsbetrieb fällt. Der Tragrahmen dient somit als Wärmesenke. Der Tragrahmen kann zu diesem Zweck mit einem Kühlkreislauf, insbesondere einem Wasserkühlkreislauf, ausgestattet sein, welcher die Wärme aus dem Tragrahmen herausführt. Als Metall kommt beispielsweise Kupfer, Stahl oder Aluminium in Betracht. Als stark wärmeleitende Keramik bietet sich SiSiC an. The heat in the aperture element is produced by light in the beam path which falls on the aperture element in the exposure mode. The support frame thus serves as a heat sink. The support frame may be equipped for this purpose with a cooling circuit, in particular a water cooling circuit, which leads out the heat from the support frame. As a metal, for example, copper, steel or aluminum into consideration. As highly thermally conductive ceramic SiSiC offers.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Positioniereinrichtung ein oder mehrere Bipoden, insbesondere ein Hexapod, und/oder mehrere mechanische in Reihe geschaltete Positioniereinheiten auf, wobei die Positioniereinheiten jeweils genau einen Freiheitsgrad oder genau zwei Freiheitsgrade aufweisen. According to a further embodiment, the positioning device has one or more bipods, in particular a hexapod, and / or a plurality of mechanical positioning units connected in series, wherein the positioning units each have exactly one degree of freedom or exactly two degrees of freedom.

Die Bipoden oder das Hexapod können ein oder mehrere Festkörpergelenke aufweisen, welche eine Lagerung mit hoher Wiederholgenauigkeit erlauben und die Erzeugung von Partikeln vermeiden. Die Positioniereinheiten können jeweils eine Lagereinheit mit genau einem oder genau zwei Freiheitsgraden umfassen. The bipods or the hexapod may have one or more solid joints, which allow storage with high repeatability and avoid the generation of particles. The positioning units can each comprise a storage unit with exactly one or exactly two degrees of freedom.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Systems, insbesondere einer Lithographieanlage, bereitgestellt. Dabei wird in einem Schritt a) eine Position eines Blendenelements in einem Strahlengang des optischen Systems in Richtung zumindest eines Freiheitsgrads des Blendenelements erfasst. In einem Schritt b) wird das Blendenelement in Richtung des zumindest einen Freiheitsgrads in Abhängigkeit von der erfassten Position positioniert. Furthermore, a method for operating an optical system, in particular a lithography system, is provided. It is in a Step a) detects a position of a diaphragm element in a beam path of the optical system in the direction of at least one degree of freedom of the diaphragm element. In a step b), the diaphragm element is positioned in the direction of the at least one degree of freedom as a function of the detected position.

Die vorstehend in Bezug auf das optische System beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten entsprechend für das vorstehend beschriebene Verfahren. The features and advantages described above with respect to the optical system apply mutatis mutandis to the method described above.

Bei der Lithographieanlage kann es sich insbesondere um eine EUV-Lithographieanlage oder DUV-Lithographieanlage handeln. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 und 250 nm. The lithography system can in particular be an EUV lithography system or DUV lithography system. EUV stands for "Extreme Ultraviolet" and refers to a wavelength of the working light between 0.1 and 30 nm. DUV stands for "deep ultraviolet" and denotes a wavelength of the working light between 30 and 250 nm.

„Ein“ ist vorliegend nicht als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die entsprechende Anzahl von Elementen verwirklicht sein muss. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und unten möglich. As used herein, "a" is not to be understood as limiting to exactly one element. Rather, several elements, for example two, three or more, may be provided. Also, any other count word used herein is not to be understood as having to be limited to just the corresponding number of elements. Rather, numerical deviations up and down are possible.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen. Further possible implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments. The skilled person will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Further advantageous embodiments and aspects of the invention are the subject of the dependent claims and the embodiments of the invention described below. Furthermore, the invention will be explained in more detail by means of preferred embodiments with reference to the attached figures.

1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage; 1A shows a schematic view of an EUV lithography system;

1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage; 1B shows a schematic view of a DUV lithography system;

2 zeigt in einer Seitenansicht ein optisches System gemäß einer Ausführungsform; 2 shows a side view of an optical system according to an embodiment;

3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein optisches System gemäß einer weiteren Ausführungsform; 3 shows a schematic representation of an optical system according to another embodiment;

4 zeigt eine Aufsicht auf eine Blende aus 3; 4 shows a view of a panel 3 ;

5 zeigt schematisch teilweise ein optisches System gemäß einer weiteren Ausführungsform; 5 schematically shows partially an optical system according to another embodiment;

6 zeigt einen Teil eines optischen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform; 6 shows a part of an optical system according to another embodiment;

7A und 7B zeigen jeweils zwei Blendenelemente in unterschiedlichen Positionen; 7A and 7B each show two aperture elements in different positions;

8A und 8B zeigen jeweils in einer perspektivischen Ansicht eine Blendenvorrichtung in unterschiedlichen Positionen zur Verwendung in einem der optischen Systeme gemäß den 2 bis 5; und 8A and 8B each show in a perspective view of a diaphragm device in different positions for use in one of the optical systems according to the 2 to 5 ; and

9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform. 9 shows a flowchart of a method according to an embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. In the figures, the same or functionally identical elements have been given the same reference numerals, unless stated otherwise.

1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 100A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind jeweils in einem nicht gezeigten Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem die Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren bzw. Einstellen der optischen Elemente vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein. 1A shows a schematic view of an EUV lithography system 100A which is a beam shaping and illumination system 102 and a projection system 104 includes. EUV stands for "extreme ultraviolet" (Engl.: Extreme ultraviolet, EUV) and refers to a working light wavelength between 0.1 and 30 nm. The beam shaping and illumination system 102 and the projection system 104 are each provided in a vacuum housing, not shown, wherein each vacuum housing is evacuated by means of an evacuation device, not shown. The vacuum housings are surrounded by a machine room, not shown, in which the drive devices are provided for the mechanical method or adjustment of the optical elements. Furthermore, electrical controls and the like may be provided in this engine room.

Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV-Lichtquelle 106A auf. Als EUV-Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle (oder ein Synchrotron) vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV-Bereich (extrem ultravioletter Bereich), also z.B. im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, aussendet. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt und die gewünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV-Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind. The EUV lithography system 100A has an EUV light source 106A on. As an EUV light source 106A For example, a plasma source (or a synchrotron) can be provided, which radiation 108A in the EUV range (extreme ultraviolet range), ie in the wavelength range from 5 nm to 20 nm, for example. In the beam-forming and lighting system 102 becomes the EUV radiation 108A bundled and the desired operating wavelength from the EUV radiation 108A filtered out. The from the EUV light source 106A generated EUV radiation 108A has a relatively low transmissivity through air, which is why the beam guiding spaces in the Beam shaping and lighting system 102 and in the projection system 104 are evacuated.

Das in 1A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf die Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spiegels 122 auf die Photomaske 120 gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird. This in 1A illustrated beam shaping and illumination system 102 has five mirrors 110 . 112 . 114 . 116 . 118 on. After passing through the beam shaping and lighting system 102 becomes the EUV radiation 108A on the photomask (English: reticle) 120 directed. The photomask 120 is also designed as a reflective optical element and can be outside the systems 102 . 104 be arranged. Next, the EUV radiation 108A by means of a mirror 122 on the photomask 120 be steered. The photomask 120 has a structure which, by means of the projection system 104 reduced to a wafer 124 or the like is mapped.

Das Projektionssystem 104 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist sechs Spiegel M1–M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1–M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel der EUV-Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt. The projection system 104 (also referred to as projection lens) has six mirrors M1-M6 for imaging the photomask 120 on the wafer 124 on. In this case, individual mirrors M1-M6 of the projection system 104 symmetrical to the optical axis 126 of the projection system 104 be arranged. It should be noted that the number of mirrors of the EUV lithography system 100A is not limited to the number shown. It can also be provided more or less mirror. Furthermore, the mirrors are usually curved at the front for beam shaping.

1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage 100B, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 können – wie bereits mit Bezug zu 1A beschrieben – in einem Vakuumgehäuse angeordnet und/oder von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein. 1B shows a schematic view of a DUV lithography system 100B which is a beam shaping and illumination system 102 and a projection system 104 includes. DUV stands for "deep ultraviolet" (English: deep ultraviolet, DUV) and refers to a wavelength of working light between 30 and 250 nm. The beam shaping and illumination system 102 and the projection system 104 can - as already related to 1A described - arranged in a vacuum housing and / or surrounded by a machine room with corresponding drive devices.

Die DUV-Lithographieanlage 100B weist eine DUV-Lichtquelle 106B auf. Als DUV-Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert. The DUV lithography system 100B has a DUV light source 106B on. As a DUV light source 106B For example, an ArF excimer laser can be provided, which radiation 108B in the DUV area at for example 193 nm emitted.

Das in 1B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108B auf eine Photomaske 120. Die Photomaske 120 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird. This in 1B illustrated beam shaping and illumination system 102 directs the DUV radiation 108B on a photomask 120 , The photomask 120 is designed as a transmissive optical element and can be outside the systems 102 . 104 be arranged. The photomask 120 has a structure which, by means of the projection system 104 reduced to a wafer 124 or the like is mapped.

Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel 130 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Linsen 128 und/oder Spiegel 130 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen und Spiegel der DUV-Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen und/oder Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt. The projection system 104 has several lenses 128 and / or mirrors 130 for imaging the photomask 120 on the wafer 124 on. This can be individual lenses 128 and / or mirrors 130 of the projection system 104 symmetrical to the optical axis 126 of the projection system 104 be arranged. It should be noted that the number of lenses and mirrors of the DUV lithography system 100B is not limited to the number shown. There may also be more or fewer lenses and / or mirrors. Furthermore, the mirrors are usually curved at their front for beam shaping.

Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. An air gap between the last lens 128 and the wafer 124 can be through a liquid medium 132 be replaced, which has a refractive index> 1. The liquid medium may be, for example, high purity water. Such a structure is also referred to as immersion lithography and has an increased photolithographic resolution.

2 zeigt in einer Seitenansicht ein optisches System 200. Das optische System 200 kann eine Lithographieanlage, insbesondere eine EUV- oder DUV-Lithographieanlage 100A, 100B, ein Mikroskop, insbesondere ein Elektronenstrahlmikroskop, oder dergleichen sein. Insbesondere kann es sich bei dem optischen System um einen Ausschnitt, d. h. eine Anordnung mehrerer Bauteile, aus der EUV-Lithographieanlage 100A gemäß 1A handeln. 2 shows a side view of an optical system 200 , The optical system 200 may be a lithography system, in particular an EUV or DUV lithography system 100A . 100B , a microscope, in particular an electron beam microscope, or the like. In particular, the optical system may be a section, ie an arrangement of several components, of the EUV lithography system 100A according to 1A act.

Das optische System 200 umfasst einen Tragrahmen (Engl.: force frame) 202 und einen Sensorrahmen (Engl.: sensor frame) 204. Allgemein gesprochen, dient der Tragrahmen 202 der Halterung optischer Elemente, während der Sensorrahmen 204 Sensoren zur Überwachung der optischen Elemente dient. Der Tragrahmen 202 und der Sensorrahmen 204 sind mechanisch voneinander entkoppelt. Somit kann ein zuverlässiges Referenzsystem am Sensorrahmen 204 bereitgestellt werden und eine genaue Positionserfassung der optischen Elemente am Tragrahmen 202 erfolgen. The optical system 200 includes a support frame 202 and a sensor frame 204 , Generally speaking, the supporting frame serves 202 the holder of optical elements, while the sensor frame 204 Sensors for monitoring the optical elements is used. The supporting frame 202 and the sensor frame 204 are mechanically decoupled from each other. Thus, a reliable reference system on the sensor frame 204 be provided and a precise position detection of the optical elements on the support frame 202 respectively.

Wie beispielhaft in 2 gezeigt, trägt der Tragrahmen 202 zwei optische Elemente 206, 208, welche beispielsweise als Spiegel, insbesondere als die Spiegel M₁ und M₂ der Lithographieanlage 100A gemäß 1A, ausgebildet sein können. Die optischen Elemente 206, 208 sind jeweils mit Hilfe von Aktuatoren 210 an dem Tragrahmen 202 gehalten. Die Aktuatoren 210 können beispielsweise einen Gewichtskraftkompensator zur Aufnahme einer Gewichtskraft des entsprechenden optischen Elements 206, 208 umfassen. Darüber hinaus können die Aktuatoren 210 Lorenz-Aktuatoren zur dynamischen Ansteuerung des entsprechenden optischen Elements 206, 208 aufweisen. Eine solche Positionierung mittels der Lorenz-Aktuatoren kann erforderlich sein, um die Anordnung der optischen Elemente 206, 208 relativ zueinander hochgenau, insbesondere im Nano- oder Pikometerbereich, einzustellen. As exemplified in 2 shown, carries the support frame 202 two optical elements 206 . 208 which, for example, as a mirror, in particular as the mirror M ₁ and M _{2 of} the lithographic system 100A according to 1A , can be trained. The optical elements 206 . 208 are each with the help of actuators 210 on the support frame 202 held. The actuators 210 For example, a weight force compensator for receiving a weight of the corresponding optical element 206 . 208 include. In addition, the actuators can 210 Lorenz actuators for the dynamic control of the corresponding optical element 206 . 208 exhibit. Such Positioning by means of the Lorenz actuators may be required to control the arrangement of the optical elements 206 . 208 relative to each other with high accuracy, especially in the nano or Pikometerbereich set.

Die Position eines jeweiligen optischen Elementes 206, 208 wird mit einer jeweils zugeordneten Sensoreinrichtung 214 am Sensorrahmen 204 erfasst. Eine Steuereinrichtung 226 steuert die Aktuatoren 210 in Abhängigkeit von den erfassten Positionen der optischen Elemente 206, 208 an. The position of a respective optical element 206 . 208 is with a respective associated sensor device 214 on the sensor frame 204 detected. A control device 226 controls the actuators 210 depending on the detected positions of the optical elements 206 . 208 at.

Die optischen Elemente 206, 208 definieren einen mit 216 bezeichneten Strahlengang des optischen Systems 200. Je nach Positionierung der optische Elemente 206, 208 kann es zu einem veränderten Strahlengang 216' kommen. In dem Strahlengang 216 ist ein Blendenelement 218 angeordnet. Das Blendenelement 218 ist mit Hilfe einer Positioniereinrichtung 220 am Tragrahmen 202 gehalten. Das Blendenelement 218 dient allgemein dazu, einen Teil des Strahlengangs 216 abzudecken. The optical elements 206 . 208 define one with 216 designated optical path of the optical system 200 , Depending on the positioning of the optical elements 206 . 208 it can change the beam path 216 ' come. In the beam path 216 is an aperture element 218 arranged. The aperture element 218 is with the help of a positioning device 220 on the support frame 202 held. The aperture element 218 generally serves to part of the beam path 216 cover.

Das Blendenelement 218 kann dabei grundsätzlich als Aperturblende oder Obskurationsblende ausgebildet sein. Anstelle des Blendenelements 218 kann eine Blendenvorrichtung 222 vorgesehen sein, welche neben dem Blendenelement 218 weitere Elemente, beispielsweise einen Halterahmen und/oder weitere Blendenelemente umfasst. In diesem Fall wird die gesamte Blendenvorrichtung 222 mittels der Positioniereinrichtung 220 positioniert. The aperture element 218 can in principle be designed as an aperture diaphragm or obscuration diaphragm. Instead of the aperture element 218 can be an aperture device 222 be provided, which next to the aperture element 218 further elements, for example, comprises a holding frame and / or other aperture elements. In this case, the entire aperture device 222 by means of the positioning device 220 positioned.

Die Positioniereinrichtung 220 ist dazu eingerichtet, das Blendenelement 218 bzw. die Blendenvorrichtung 222 als Starrkörper (also als Ganzes) in zumindest einem Freiheitsgrad zu positionieren. Beispielsweise kann dieser Freiheitsgrad eine translatorische Bewegung in der Richtung R entlang des Strahlengangs 216 umfassen. Eine derartige translatorische Bewegung kann den Zweck haben, eine numerische Apertur des optischen Systems 200 einzustellen. Dies kann beispielsweise mit dem Ziel erfolgen, eine Belichtungstiefe bei einem zu belichtenden Wafer 124 (siehe 1A) zu ändern. The positioning device 220 is set to the aperture element 218 or the aperture device 222 as a rigid body (ie as a whole) to position in at least one degree of freedom. For example, this degree of freedom can translate in the direction R along the beam path 216 include. Such a translatory movement may have the purpose of a numerical aperture of the optical system 200 adjust. This can for example be done with the aim of an exposure depth in a wafer to be exposed 124 (please refer 1A ) to change.

Alternativ kann die Positioniereinrichtung dazu eingerichtet sein, das Blendenelement bzw. die Blendenvorrichtung 218, 222 in zwei, drei, vier, fünf oder sechs Frei heitsgraden zu positionieren. Auch dabei erfolgt die Positionierung des Blendenelements 218 (gegebenenfalls als Teil der Blendenelement 222) als Starrkörper. Das heißt, das Blendenelement 218 wird selbst nicht verformt, sondern als Ganzes mit Hilfe der Positioniereinrichtung 220 positioniert bzw. bewegt. Alternatively, the positioning device can be set up for the diaphragm element or the diaphragm device 218 . 222 in two, three, four, five or six degrees of freedom. Also, the positioning of the diaphragm element takes place 218 (optionally as part of the aperture element 222 ) as a rigid body. That is, the aperture element 218 itself is not deformed, but as a whole with the help of the positioning device 220 positioned or moved.

Ferner umfasst das optische System 200 eine Sensoreinrichtung 224, welche dazu eingerichtet ist, eine Position des Blendenelements 218 in Richtung des zumindest einen Freiheitsgrads zu erfassen. So kann die Sensoreinrichtung 224 beispielsweise eine Position des Blendenelements 218 in der Richtung R erfassen. Alternativ kann die Sensoreinrichtung 224 die Position des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 in zwei, drei, vier, fünf oder sechs Freiheitsgraden erfassen. Dazu kann die Sensoreinrichtung beispielsweise einen induktiven, kapazitiven oder optischen Sensor aufweisen. Bevorzugt wird die Position des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 berührungsfrei erfasst. Furthermore, the optical system includes 200 a sensor device 224 , which is adapted to a position of the shutter member 218 in the direction of the at least one degree of freedom. So the sensor device 224 for example, a position of the diaphragm element 218 in the direction R. Alternatively, the sensor device 224 the position of the aperture element 218 or the aperture device 222 in two, three, four, five or six degrees of freedom. For this purpose, the sensor device can have, for example, an inductive, capacitive or optical sensor. The position of the diaphragm element is preferred 218 or the aperture device 222 detected without contact.

Die Sensoreinrichtung 224 ist an dem Sensorrahmen 204 gehalten, um – wie bereits vorstehend beschrieben – ein zuverlässiges Referenzsystem vorzusehen. The sensor device 224 is on the sensor frame 204 held to provide - as already described above - a reliable reference system.

Weiterhin umfasst das optische System 200 die bereits erwähnte Steuereinrichtung 226. Die Steuereinrichtung 226 kann als Mikroprozessor ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 226 kann Bestandteil einer zentralen Steuerung des optischen Systems, insbesondere der Lithographieanlage 100A, 100B sein. Furthermore, the optical system includes 200 the already mentioned control device 226 , The control device 226 can be designed as a microprocessor. The control device 226 can be part of a central control of the optical system, in particular the lithography system 100A . 100B be.

Die Steuereinrichtung 226 ist dazu eingerichtet, die Positioniereinrichtung 224 in Abhängigkeit von der erfassten Position des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 in Richtung R des zumindest einen Freiheitsgrads anzusteuern. Bevorzugt kann die Ansteuerung in Richtung eines jeden von zwei, drei, vier, fünf oder sechs Freiheitsgraden des Blendenelements 218 erfolgen. The control device 226 is adapted to the positioning 224 depending on the detected position of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 in the direction R of at least one degree of freedom to control. Preferably, the drive may be in the direction of each of two, three, four, five, or six degrees of freedom of the shutter member 218 respectively.

Die Ansteuerung der Positioniereinrichtung 220 kann insbesondere zum Ausgleich von vorübergehenden oder dauerhaften Fehlpositionierungen des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 erfolgen. Fehlpositionierungen sind dabei solche Istpositionen, welche von durch das Referenzsystem am Sensorrahmen 204 vorgegebenen und auf der Steuereinrichtung 226 abgespeicherten Sollpositionen ab weichen. Vorübergehende Fehlpositionierungen können sich beispielsweise durch Wärmelasten ergeben, welche auf das Blendenelement 218 einwirken. Derartige Wärmelasten ergeben sich beispielsweise aufgrund des Lichts im Strahlengang 216, welches auf die Oberfläche des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 fällt, also ausgeblendet wird. Dauerhafte Fehlpositionierungen können sich beispielsweise aus einem fehlerhaften Einbau des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 im Tragrahmen 202 ergeben. The control of the positioning 220 can in particular to compensate for temporary or permanent mispositioning of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 respectively. Incorrect positioning are those actual positions, which are determined by the reference system on the sensor frame 204 predetermined and on the control device 226 from the stored nominal positions. Temporary mispositioning may result, for example, from heat loads applied to the diaphragm element 218 act. Such heat loads arise, for example, due to the light in the beam path 216 which is on the surface of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 falls, so it disappears. Permanent mispositioning can result, for example, from faulty installation of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 in the supporting frame 202 result.

Besonders von Bedeutung für Fehlpositionierungen des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 können die bereits erwähnten Wärmelasten sein, was anhand von 3 nachfolgend näher erläutert wird. 3 zeigt schematisch in einer Seitenansicht ein optisches System 200, wobei lediglich auf die Besonderheiten gegenüber 2 eingegangen wird. Of particular importance for mispositioning of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 may be the already mentioned heat loads, which is based on 3 will be explained in more detail below. 3 shows schematically in one Side view of an optical system 200 , whereas only on the peculiarities opposite 2 will be received.

Die Blendenvorrichtung 222 umfasst einen Halterahmen 300, welcher das Blendenelement 218 trägt. Das Blendenelement 218 kann an dem Halterahmen 300 beweglich oder ortsfest angebracht sein. The aperture device 222 includes a support frame 300 which the aperture element 218 wearing. The aperture element 218 can on the support frame 300 be attached movably or stationary.

Mit 302 sind Wärmelasten bezeichnet, welche in das Blendenelement 218 aufgrund des auf das Blendenelement 218 auftreffenden Lichts im Strahlengang 216 eingetragen werden. Damit ergibt sich ein Wärmefluss, der entlang eines Wärmeleitungspfads 304 aus dem Blendenelement 218 über den Halterahmen 300, weiter über die Positioniereinrichtung 220 in den Tragrahmen 202 führt. With 302 are called heat loads, which in the panel element 218 due to the on the panel element 218 incident light in the beam path 216 be registered. This results in a heat flow along a heat conduction path 304 from the aperture element 218 over the support frame 300 , continue via the positioning device 220 in the supporting frame 202 leads.

Wie weiter anhand von 3 illustriert, kann die Positioniereinrichtung 220 selbst einen Halterahmen 306 sowie eine Lagerung 308 aufweisen. Der Rahmen 306 kann an dem Tragrahmen 202 kraftentkoppelt, d.h. möglichst weich gelagert sein. Zu diesem Zweck kann sich der Rahmen 306 über eine Feder 310 an dem Tragrahmen 202 abstützen. Ferner sind nicht dargestellte Aktuatoren vorgesehen, um den Halterahmen 300 und damit das Blendenelement 218 gegenüber dem Halterahmen 306 und damit gegenüber dem Tragrahmen 202 mittels Kraftbeaufschlagung zu betätigen. Die Lagerung 308 kann beispielsweise einen oder mehrere Bipoden, insbesondere ein Hexapod, aufweisen. Eine derartige Lagerung ist beispielhaft anhand von 4 illustriert. As further on from 3 illustrated, the positioning device 220 even a holding frame 306 as well as a storage 308 exhibit. The frame 306 can on the support frame 202 decoupled, ie stored as soft as possible. For this purpose, the frame may be 306 over a spring 310 on the support frame 202 support. Furthermore, not shown actuators are provided to the holding frame 300 and thus the aperture element 218 opposite the support frame 306 and thus opposite the support frame 202 to be actuated by means of force application. Warehousing 308 For example, it may have one or more bipods, in particular a hexapod. Such storage is exemplary based on 4 illustrated.

4 zeigt eine Aufsicht auf die Blendenvorrichtung 222 samt Blendenelement 218. 4 shows a plan view of the aperture device 222 complete with aperture element 218 ,

Das Blendenelement 218 ist beispielsweise als Aperturblende mit einer mittigen Öffnung 400 ausgebildet. Die Öffnung 400 wird von einer geschlossenen, lichtbestimmenden Kante 402 begrenzt. Die lichtbestimmende Kante 402 kann eine kreisförmige oder nicht kreisförmige Gestalt aufweisen. Beispielhaft ist eine ovale lichtbestimmende Kante 402 gezeigt. The aperture element 218 is for example an aperture diaphragm with a central opening 400 educated. The opening 400 is from a closed, light-determining edge 402 limited. The light-determining edge 402 may have a circular or non-circular shape. An example is an oval light-determining edge 402 shown.

Ferner sind in der 4 drei Punkte 404 gezeigt, welche an der Blendenvorrichtung 222, insbesondere an dem Halterahmen 300, ausgebildet sind. Zwischen einem jeweiligen Punkte 404 und dem Rahmen 306 (siehe 3) sind jeweils Bipoden (nicht gezeigt) angeordnet, welche einerseits an der Blendenvorrichtung 222 und andererseits an dem Rahmen 306 befestigt sind. Mittels dreier solcher Bipoden ergibt sich eine Beweglichkeit des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 in sechs Freiheitsgraden. Die entsprechenden Aktuatoren, um eine Kraft auf das Blendenelement 218 bzw. die Blendenvorrichtung 222 in der Richtung eines jeweiligen Freiheitsgrads aufzubringen und damit eine Positionierung des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 in einem jeweiligen Freiheitsgrad (von bis zu sechs Freiheitsgraden) herbeizuführen, sind der besseren Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Furthermore, in the 4 three points 404 shown which on the aperture device 222 , in particular on the support frame 300 , are formed. Between a respective points 404 and the frame 306 (please refer 3 ) Bipodes (not shown) are arranged, which on the one hand on the diaphragm device 222 and on the other hand, on the frame 306 are attached. By means of three such bipods results in a mobility of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 in six degrees of freedom. The corresponding actuators to apply a force to the aperture element 218 or the aperture device 222 in the direction of a respective degree of freedom and thus a positioning of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 in a particular degree of freedom (of up to six degrees of freedom) are not shown for the sake of clarity.

Nun zurückkehrend zu 3 ist dort zu erkennen, dass der Tragrahmen 202 als Wärmesenke dient, da in diesen über den Wärmeleitungspfad 304 die Wärme 302 aus dem Blendennetz 218 eingeleitet wird. Dies wiederum führt zu einem wärmebedingten Verzug und damit zu Positionsänderungen des Tragrahmens 202 gegenüber dem Sensorrahmen 204 bzw. dem durch den Sensorrahmen 204 definierten Referenzsystem. Dieser wärmebedingte Verzug (Engl.: thermal drift) wirkt sich wiederum auf die Position des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 aus und kann zu Fehlpositionierungen dieser führen. Now returning to 3 is there to realize that the support frame 202 serves as a heat sink, as in these on the heat conduction path 304 the heat 302 from the aperture net 218 is initiated. This in turn leads to a heat-related delay and thus to changes in position of the support frame 202 opposite the sensor frame 204 or through the sensor frame 204 defined reference system. This thermal distortion affects the position of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 and can lead to mispositioning of these.

Vorteilhaft wird bei dem vorstehend beschriebenen optischen System die Istposition des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 erfasst und mit Hilfe der Positioniereinrichtung 220 im Bedarfsfall an die vordefinierte Sollposition angepasst bzw. entsprechend nachgeführt. In the optical system described above, the actual position of the diaphragm element is advantageous 218 or the aperture device 222 recorded and with the help of positioning 220 If necessary, adapted to the predefined setpoint position or tracked accordingly.

Vorteilhaft ist das Blendenelement 218 bzw. die Blendenvorrichtung 222 somit stets in der Sollposition angeordnet. Der Umstand, dass der Tragrahmen 202 nach wie vor als Wärmesenke genutzt wird, ist mithin unschädlich. The aperture element is advantageous 218 or the aperture device 222 thus always arranged in the desired position. The fact that the support frame 202 is still used as a heat sink, is therefore harmless.

Bevorzugt umfasst der Wärmeleitpfad 304 ausschließlich Elemente aus Metall, insbesondere Stahl, Aluminium oder Kupfer, welche in einem Flächenkontakt zueinander stehen. Dadurch ergibt sich eine effektive Ableitung von Wärme 302 von dem Blendenelement 218 in den Tragrahmen 202. The thermal conduction path preferably comprises 304 exclusively elements made of metal, in particular steel, aluminum or copper, which are in surface contact with each other. This results in an effective dissipation of heat 302 from the aperture element 218 in the supporting frame 202 ,

5 zeigt schematisch und ausschnittsweise ein optisches System 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei wird links der senkrechten gestrichelten Linie ein erster Teil des optischen Systems 200 in der xz-Ebene und rechts der gestrichelten Linie ein zweiter Teil des optischen Systems 200 in der xy-Ebene illustriert. 5 shows schematically and partially an optical system 200 according to a further embodiment. In this case, the left-hand side of the vertical dashed line becomes a first part of the optical system 200 in the xz plane and on the right of the dashed line a second part of the optical system 200 illustrated in the xy-plane.

Die Positioniereinrichtung 220 des optischen Systems 200 gemäß 5 ist in drei Positioniereinheiten 220-1, 220-2 und 220-3 unterteilt. Diese sind mechanisch miteinander in Reihe geschaltet, wie nachstehend noch näher erläutert. The positioning device 220 of the optical system 200 according to 5 is in three positioning units 220-1 . 220-2 and 220-3 divided. These are mechanically connected in series, as explained in more detail below.

Beginnend mit der linksseitigen Darstellung in 5 umfasst die erste Positioniereinheit 220-1 einen Aktuator 500-1 und eine Lagerung 502-1. Optional kann ferner ein Gewichtskraftkompensator 504 vorgesehen sein. Starting with the left-hand representation in 5 includes the first positioning unit 220-1 an actuator 500-1 and a storage 502-1 , Optionally, furthermore, a weight force compensator 504 be provided.

Der Gewichtskraftkompensator 504 nimmt die auf dem Zwischenelement 506 lastende Gewichtskraft G auf. Die Gewichtskraft G ergibt sich aufgrund des Gewichts aller nachgeschalteten Komponenten, insbesondere des Gewichts des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222. Der Aktuator 500-1, beispielsweise ein Piezo-Aktuator oder Lorenz-Aktuator, ist dazu eingerichtet, eine Kraft F-1 in der z-Richtung, also entgegen der Gewichtskraft G, auf das Zwischenelement 506 aufzubringen. Der Aktuator 500-1 stützt sich wiederum selbst am Tragrahmen 202 ab. The weight force compensator 504 picks up the on the intermediate element 506 load weight G on. The weight G results from the weight of all the downstream components, in particular the weight of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 , The actuator 500-1 , For example, a piezo-actuator or Lorenz actuator, is adapted to a force F-1 in the z-direction, ie against the weight G, on the intermediate element 506 applied. The actuator 500-1 in turn supports itself on the support frame 202 from.

Die Lagerung 502-1 ist einerseits mit dem Zwischenelement 506 und andererseits mit dem Tragrahmen 202 verbunden. Sie begrenzt die Bewegung des Zwischenelements 506 derart, dass dieses ausschließlich entlang eines Freiheitsgrads, nämlich in der z-Richtung, beweglich ist. Eine Bewegung entlang aller anderer fünf Freiheitsgrade ist gesperrt. Warehousing 502-1 is on the one hand with the intermediate element 506 and on the other hand with the support frame 202 connected. It limits the movement of the intermediate element 506 such that it is movable exclusively along one degree of freedom, namely in the z-direction. A movement along all other five degrees of freedom is blocked.

In anderen Ausführungsformen kann die Lagerung 502-1 zwei Freiheitsgrade zulassen. So kann beispielsweise neben der Bewegung in der z-Richtung eine Rotation R_y um die y-Richtung bzw. y-Achse freigegeben sein. In diesem Fall ist allerdings eine weitere Positioniereinheit 220-1 bzw. zumindest eine weitere Lagerung 502-1 bzw. ein entsprechender Aktuator vorgesehen, welche bzw. welcher mechanisch parallel geschaltet ist, so dass letztlich eine Rotation des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 um die y-Richtung gesperrt ist. Anstatt eines Sperrens der Rotation R_y kann mittels der Parallelschaltung auch ein definiertes Verschwenken des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 um die y-Richtung erzielt werden. In other embodiments, the storage 502-1 allow two degrees of freedom. Thus, for example, in addition to the movement in the z-direction, a rotation R _{y may} be enabled around the y-direction or y-axis. In this case, however, is another positioning unit 220-1 or at least one further storage 502-1 or a corresponding actuator is provided, which or which is connected in parallel mechanically, so that ultimately a rotation of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 is locked around the y-direction. Instead of blocking the rotation R _y , a defined pivoting of the diaphragm element can also be achieved by means of the parallel connection 218 or the aperture device 222 to be achieved around the y-direction.

Nun Bezug nehmend auf die rechte Darstellung in 5, ist dort gezeigt, dass das Zwischenelement 506 mittels der Positioniereinheit 220-2 mit einem weiteren Zwischenelement 508 gekoppelt ist. Im Detail umfasst die Positioniereinheit 220-2 einen Aktuator 500-2 und eine Lagerung 502-2. Der Aktuator 500-2 ist einerseits mit dem weiteren Zwischenelement 508 und andererseits mit dem Zwischenelement 506 verbunden. Der Aktuator 500-2 ist dazu eingerichtet, eine Kraft F-2 auf das weitere Zwischenelement 508 in der y-Richtung aufzubringen. Now referring to the right-hand illustration in FIG 5 , there is shown that the intermediate element 506 by means of the positioning unit 220-2 with another intermediate element 508 is coupled. In detail, the positioning unit includes 220-2 an actuator 500-2 and a storage 502-2 , The actuator 500-2 is on the one hand with the further intermediate element 508 and on the other hand with the intermediate element 506 connected. The actuator 500-2 is adapted to apply a force F-2 to the further intermediate element 508 in the y-direction.

Die Lagerung 502-2 weist genau einen Freiheitsgrad auf und erlaubt daher lediglich die Bewegung des weiteren Zwischenelements 508 in der y-Richtung. Demgegenüber sind Bewegungen in allen anderen fünf Freiheitsgraden gesperrt. Warehousing 502-2 has exactly one degree of freedom and therefore only allows the movement of the further intermediate element 508 in the y direction. In contrast, movements in all other five degrees of freedom are blocked.

In anderen Ausführungsformen kann eine Rotation R_z um die z-Richtung bzw. z-Achse freigegeben sein. In diesem Fall ist eine zusätzliche Positioniereinheit bzw. zumindest eine weitere Lagerung 502-2 parallel geschaltet, welche letztlich die Rotation des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 um die z-Achse sperrt oder definiert. Durch eine solche Parallelschaltung kann nämlich auch – wie bereits im Zusammenhang mit der xz-Ebene – eine definierte Rotation des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 um die z-Achse erzielt werden. In other embodiments, a rotation R _z may be enabled about the z-direction and z-axis, respectively. In this case, an additional positioning unit or at least one further storage 502-2 connected in parallel, which ultimately the rotation of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 around the z-axis locks or defines. By such a parallel circuit can namely - as already in connection with the xz plane - a defined rotation of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 to be achieved around the z-axis.

Weiterhin ist das Blendenelement 218 bzw. die Blendenvorrichtung 222 mittels der Positioniereinheit 220-3 mit dem weiteren Zwischenelement 508 gekoppelt. Die Positioniereinheit 220-3 umfasst einen Aktuator 500-3 sowie eine Lagerung 502-3. Der Aktuator 500-3 ist einerseits mit dem Blendenelement 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 und andererseits mit dem Zwischenelement 508 verbunden. Der Aktuator 500-3 ist dazu eingerichtet, eine Kraft F-3 in der x-Richtung auf das Blendenelement 218 bzw. die Blendenvorrichtung 222 aufzubringen, um dieses bzw. diese dadurch in der x-Richtung zu positionieren. Furthermore, the aperture element 218 or the aperture device 222 by means of the positioning unit 220-3 with the further intermediate element 508 coupled. The positioning unit 220-3 includes an actuator 500-3 as well as a storage 502-3 , The actuator 500-3 is on the one hand with the aperture element 218 or the aperture device 222 and on the other hand with the intermediate element 508 connected. The actuator 500-3 is adapted to apply a force F-3 in the x direction to the shutter element 218 or the aperture device 222 to position this in the x-direction.

Die Lagerung 502-3 weist genau einen Freiheitsgrad auf und erlaubt somit ausschließlich die Bewegung des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 in der x-Richtung und sperrt die anderen fünf Freiheitsgrade. Warehousing 502-3 has exactly one degree of freedom and thus allows only the movement of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 in the x direction and blocks the other five degrees of freedom.

In anderen Ausführungsformen weist die Lagerung 502-3 genau zwei Freiheitsgrade auf und erlaubt neben der Bewegung in der x-Richtung eine Rotation R_x um die x-Richtung bzw. x-Achse. Wird der Positioniereinheit 220-3 nun eine weitere Positioniereinheit bzw. zumindest eine weitere Lagerung 502-3 mechanisch parallel geschaltet, so kann die Rotation R_x um die x-Achse gesperrt oder definiert werden. Insbesondere kann so eine definierte Rotation R_x des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 um die x-Achse erzeugt werden. In other embodiments, the storage 502-3 exactly two degrees of freedom and in addition to the movement in the x-direction allows a rotation R _x about the x-direction or x-axis. Will the positioning unit 220-3 now another positioning or at least one further storage 502-3 switched mechanically parallel, so the rotation R _x can be locked or defined around the x-axis. In particular, such a defined rotation R _{x of} the diaphragm element 218 or the aperture device 222 to be generated around the x-axis.

Mithin erlaubt das optische System 200 gemäß 5 eine Positionierung des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 in genau drei Freiheitsgraden. Wird darüber hinaus von der erläuterten mechanischen Parallelschaltung Gebrauch gemacht, kann eine Positionierung des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 in sechs Freiheitsgraden erfolgen. Thus, the optical system allows 200 according to 5 a positioning of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 in exactly three degrees of freedom. If, in addition, use is made of the explained mechanical parallel connection, positioning of the diaphragm element can be achieved 218 or the aperture device 222 done in six degrees of freedom.

6 zeigt in einem Längsschnitt teilweise ein optisches System 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 6 shows in a longitudinal section partially an optical system 200 according to a further embodiment.

Das optische System weist mehrere Blendenebenen NA₁, NA₂ auf, welche in der Richtung R des Strahlengangs 216 hintereinander angeordnet sind. Des Weiteren kann das optische System 200 eine Blendenebene O aufweisen. Die Blendenebenen NA₁, NA₂ entsprechen dabei Aperturblenden, die Blendenebene O dagegen einer Obskurationsblende. The optical system has a plurality of diaphragm planes NA ₁ , NA ₂ , which are in the direction R of the beam path 216 arranged one behind the other. Furthermore, the optical system 200 have a diaphragm O level. The diaphragm planes NA ₁ , NA ₂ correspond to aperture diaphragms which Aperture O, however, an obscuration.

Die Blendenebenen NA₁, NA₂, O werden dabei definiert durch ein jeweiliges Blendenelement 218-1, 218-2, 810. Lichtbestimmende Kanten 402 sind dabei auf einer Kurve K angeordnet gezeigt. Die Kurve K ergibt sich aus dem optischen Design des optischen Systems 200. Diese Anordnung der lichtbestimmenden Kanten 402 entspricht deren nachfolgend als Sollpositionen P₁, P₂ beschriebenen Anordnung und entspricht unterschiedlichen numerischen Aperturen des optischen Systems. So kann beispielsweise das Blendenelement 218-1 in seiner Sollposition P₁ eine numerische Apertur von 0,4, das Blendenelement 218-2 in seiner Sollposition P₂ eine numerische Apertur von 0,475 bedingen. The diaphragm levels NA ₁ , NA ₂ , O are defined by a respective diaphragm element 218-1 . 218-2 . 810 , Light-determining edges 402 are shown arranged on a curve K. The curve K results from the optical design of the optical system 200 , This arrangement of light-determining edges 402 corresponds to their arrangement described below as desired positions P ₁ , P ₂ and corresponds to different numerical apertures of the optical system. For example, the aperture element 218-1 in its nominal position P _1, a numerical aperture of 0.4, the diaphragm element 218-2 in its nominal position P _2, a numerical aperture of 0.475.

7A zeigt schematisch eine Blendenvorrichtung 222, welche das erste und zweite Blendenelement 218-1, 218-2 aus 6 aufweist. Das erste Blendenelement 218-1 ist direkt an dem Halterahmen 300 der Blendenvorrichtung 222 gehalten, also ortsfest vorgesehen. Das zweite Blendenelement 218-2 dagegen ist mittels eines Aktuators 700 gegenüber dem Halterahmen 300 in einer Richtung Q quer zum Strahlengang 216 positionierbar vorgesehen. Der Aktuator 700 ist beispielsweise als Piezo- oder Lorenz-Aktuator ausgebildet. Eine entsprechende Linearführung oder ein entsprechender Schwenkmechanismus für eine Bewegung des zweiten Blendenelements 218-2 ausschließlich in der zweiten Blendenebene NA₂ ist nicht illustriert, kann aber vorgesehen sein. 7A schematically shows an aperture device 222 which the first and second aperture element 218-1 . 218-2 out 6 having. The first panel element 218-1 is directly on the support frame 300 the aperture device 222 held, so provided fixed. The second aperture element 218-2 By contrast, by means of an actuator 700 opposite the support frame 300 in a direction Q across the beam path 216 positionable provided. The actuator 700 is designed for example as a piezo or Lorenz actuator. A corresponding linear guide or a corresponding pivoting mechanism for a movement of the second diaphragm element 218-2 only in the second diaphragm plane NA ₂ is not illustrated, but can be provided.

In 7A befindet sich das erste Blendenelement 218-1 in der Sollposition P₁ und gibt damit die erste numerische Apertur vor. Das zweite Blendenelement 218-2 befindet sich dagegen in einer Warteposition und bestimmt die numerische Apertur nicht. In 7A is the first aperture element 218-1 in the desired position P ₁ and thus provides the first numerical aperture. The second aperture element 218-2 on the other hand, it is in a waiting position and does not determine the numerical aperture.

Dagegen ist in 7B das zweite Blendenelement 218-2 in seiner Sollposition P₂ angeordnet. Entsprechend ergibt sich die zweite numerische Apertur für das opti sche System 200. In seine Sollposition gelangt das zweite Blendenelement 218-2 mittels Aktuierung durch den Aktuator 700. In contrast, in 7B the second aperture element 218-2 arranged in its desired position P ₂ . Accordingly, the second numerical aperture results for the optical system 200 , In its nominal position, the second diaphragm element passes 218-2 by actuation by the actuator 700 ,

Anhand der 6 bis 7B ist somit illustriert, dass über die Positioniereinrichtung 220 hinaus, welche zum Ausgleich von Fehlpositionierungen des Blendenelements 218 bzw. der Blendenvorrichtung 222 dient, eine weitere Positionierung ein oder mehrerer Blendenelemente 218-1, 218-2 erfolgen kann, um dadurch (ausgehend von einer korrekt positionierten Blendenvorrichtung 222) weitere Funktionalitäten, wie beispielsweise eine Anpassung der numerischen Apertur, bereitzustellen. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass die Anpassung der numerischen Apertur nur eine Möglichkeit der Bewegung bzw. Ansteuerung der Blendenelemente 218-1, 218-2 ist. Auch eine Aktuierung in anderen Raumrichtungen ist möglich. Selbstverständlich können mehr als zwei Blendenelemente 218-1, 218-2 vorgesehen sein. Based on 6 to 7B is thus illustrated that about the positioning device 220 In addition, which compensate for incorrect positioning of the diaphragm element 218 or the aperture device 222 serves to further position one or more aperture elements 218-1 . 218-2 can be done to thereby (starting from a correctly positioned aperture device 222 ) provide additional functionality, such as numerical aperture adjustment. It should be expressly mentioned that the adjustment of the numerical aperture only one way of movement or control of the diaphragm elements 218-1 . 218-2 is. An actuation in other spatial directions is possible. Of course, more than two aperture elements 218-1 . 218-2 be provided.

8A und 8B zeigen in einer perspektivischen Ansicht teilweise ein optisches System 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform in unterschiedlichen Zuständen, wobei der Ansatz aus 7A und 7B weiter detailliert wird. 8A and 8B show in a perspective view partially an optical system 200 according to a further embodiment in different states, wherein the approach of 7A and 7B will be further detailed.

Das aus den 6 bis 7B bekannte erste Blendenelement 218-1 bildet eine einteilige Aperturblende mit einer Öffnung 400 aus, welche von einer lichtbestimmenden Kante 402 begrenzt ist. Die lichtbestimmende Kante 402 ist geschlossen, insbesondere ovalförmig oder beliebig anders ausgebildet. Die Aperturblende 218-1 ist fest an dem Halterahmen 300 der Blendenvorrichtung 222 befestigt. That from the 6 to 7B known first aperture element 218-1 forms a one-piece aperture diaphragm with an opening 400 from which one of a light-determining edge 402 is limited. The light-determining edge 402 is closed, in particular oval-shaped or designed differently. The aperture stop 218-1 is fixed to the support frame 300 the aperture device 222 attached.

Ferner sind an den Halterahmen 300 das zweite Blendenelement 218-2 sowie ein damit korrespondierendes Blendenelement 218-2' linear verschieblich gelagert. Dazu ist eine in der vergrößerten Schnittansicht rechts oben gezeigte Linearführung 800 vorgesehen, welche sich aus einer ersten und zweiten Führungsschiene 802, 804 zusammensetzt. Die Führungsschiene 802 ist fest mit dem Blendenelement 218-1 verbunden. Die Führungsschiene 804 ist dagegen fest mit dem Halterahmen 300 verbunden. Die Führungsschienen 802, 804 können gleitend oder rollend gegeneinander gelagert sein. In 8A ist eine rollende Ausführung gezeigt. Entsprechend sind Rollen 806, beispielsweise Kugeln oder Tonnen, zwischen den Führungsschienen 802, 804 vorgesehen. Ferner ist die Linearführung 800 mittels einer Dichtung 808, insbesondere Labyrinthdichtung, gegenüber Partikelaustrag abgedichtet. Die Linearführung 800 kann teilweise oder vollständig aus Keramik, insbesondere einer stark wärmeleitfähigen Keramik, wie SiSiC, gebildet sein. Furthermore, to the holding frame 300 the second aperture element 218-2 and a corresponding aperture element 218-2 ' linearly displaceable. For this purpose, a linear guide shown in the enlarged sectional view right above 800 provided, which consists of a first and second guide rail 802 . 804 composed. The guide rail 802 is fixed to the aperture element 218-1 connected. The guide rail 804 is on the other hand fixed to the support frame 300 connected. The guide rails 802 . 804 may be slidable or rolling against each other. In 8A is shown a rolling execution. Accordingly, roles are 806 For example, balls or tons, between the guide rails 802 . 804 intended. Furthermore, the linear guide 800 by means of a seal 808 , in particular labyrinth seal, sealed against particle discharge. The linear guide 800 may be partially or completely formed of ceramic, in particular a highly thermally conductive ceramic, such as SiSiC.

Weiterhin umfasst die Blendenvorrichtung 222 eine Obskurationsblende 810. Diese verdeckt eine Obskuration, insbesondere einen Durchbruch, in bspw. einem der Spiegel 206, 208, um eine Feldabhängigkeit einer entsprechenden Abschattung (also in der Ebene des Wafers 124, siehe 1A und 1B) zu reduzieren. Furthermore, the diaphragm device comprises 222 an obscuration panel 810 , This obscures an obscuration, in particular a breakthrough, in, for example, one of the mirrors 206 . 208 to a field dependence of a corresponding shading (ie in the plane of the wafer 124 , please refer 1A and 1B ) to reduce.

Die Obskurationsblende 810 ist beispielsweise als runde, nicht notwendigerweise jedoch kreisrunde, insbesondere ovale Scheibe ausgebildet. Die Obskurationsblende 810 ist beispielsweise mittels mehrerer Stege 812 an dem Halterahmen 300 befestigt. Die Obskurationsblende 810 ist in der Richtung R des Strahlengangs 216 gesehen in der Öffnung 400 des Blendenelements 218-1, insbesondere mittig, angeordnet. The obscuration panel 810 is designed for example as a round, but not necessarily circular, in particular oval disc. The obscuration panel 810 is for example by means of several webs 812 on the support frame 300 attached. The obscuration panel 810 is in the direction R of the beam path 216 seen in the opening 400 of the diaphragm element 218-1 , in particular centrally arranged.

Die in 8A gezeigte Position der Blendenelemente 218-1 und 218-2, 218-2' korrespondiert mit 7A, die Position der Blendenelemente 218-1, 218-2, 218-2' aus 8B mit 7B. In the 8A shown position of the aperture elements 218-1 and 218-2 . 218-2 ' corresponds with 7A , the position of the aperture elements 218-1 . 218-2 . 218-2 ' out 8B With 7B ,

Rein beispielhaft ist illustriert, dass die Positioniereinheit 220-3 aus 5 an dem Halterahmen 300 der Blendenvorrichtung 222 angreifen kann. Genauso gut könnte der Rahmen 300 mittels der Positioniereinrichtung 308 aus 3, insbesondere aufweisend mehrere Bipoden oder ein Hexapod, gelagert gehalten sein. By way of example, it is illustrated that the positioning unit 220-3 out 5 on the support frame 300 the aperture device 222 can attack. Just as well could the frame 300 by means of the positioning device 308 out 3 , in particular having a plurality of bipods or a hexapod, be kept stored.

9 illustriert ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines optischen Systems 200, wie vorstehend beschrieben. 9 illustrates a flowchart of a method for operating an optical system 200 as described above.

Die Schritte S₁ und S₂ werden bevorzugt während eines Beleuchtungsmodus des optischen Systems 200, also wenn Licht durch den Strahlengang 216 fällt, ausgeführt. Besonders bevorzugt werden die Schritte S₁, S₂ während eines Belichtungsmodus des optischen Systems 200 ausgeführt, d.h., dann wenn die Belichtung eines Wafers 124 (siehe 1A und 1B) erfolgt. Insbesondere können die Schritte S₁ und S₂ während der Belichtung eines Dies auf dem Wafer 124 ausgeführt werden. The steps S ₁ and S ₂ are preferably during an illumination mode of the optical system 200 So when light passes through the beam 216 falls, executed. Particularly preferred are the steps S ₁ , S ₂ during an exposure mode of the optical system 200 executed, ie, when the exposure of a wafer 124 (please refer 1A and 1B ) he follows. In particular, the steps S ₁ and S ₂ during the exposure of a die on the wafer 124 be executed.

In einem ersten Verfahrensschritt S₁ wird eine Position eines Blendenelements 218 (siehe 2) in einem Strahlengang 216 des optischen Systems 200 in Richtung R zumindest eines Freiheitsgrads des Blendenelements 218 erfasst. In a first method step S ₁ becomes a position of an aperture element 218 (please refer 2 ) in a beam path 216 of the optical system 200 in the direction R of at least one degree of freedom of the diaphragm element 218 detected.

In einem weiteren Schritt S₂ wird das Blendenelement 218 in Richtung R des zumindest einen Freiheitsgrads in Abhängigkeit von der erfassten Position positioniert. Die Position des Blendenelements 218 kann dabei mit Hilfe eines Regelkreises geregelt werden. In a further step S ₂ , the diaphragm element 218 in the direction R of the at least one degree of freedom as a function of the detected position. The position of the iris element 218 can be controlled by means of a control loop.

Das vorstehend beschriebene Verfahren wird je nach Anwendungsfall, beispielsweise wie in den vorstehenden 2 bis 8B beschrieben, modifiziert. The method described above, depending on the application, for example, as in the preceding 2 to 8B described, modified.

Obwohl die Erfindung vorliegend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. Although the invention has been described herein with reference to preferred embodiments, it is by no means limited thereto, but variously modifiable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100A 100A: EUV-Lithographieanlage EUV lithography system
100B 100B: DUV-Lithographieanlage DUV lithography system
102 102: Strahlformungs- und Beleuchtungssystem Beam shaping and lighting system
104 104: Projektionssystem projection system
106A 106A: EUV-Lichtquelle EUV-light source
106B 106B: DUV-Lichtquelle DUV light source
108A 108A: EUV-Strahlung EUV radiation
108B 108B: DUV-Strahlung DUV radiation
110–118 110-118: Spiegel mirror
120 120: Photomaske photomask
122 122: Spiegel mirror
124 124: Wafer wafer
126 126: optische Achse optical axis
128 128: Linse lens
130 130: Spiegel mirror
132 132: Immersionsflüssigkeit Immersion liquid
200 200: optisches System optical system
202 202: Tragrahmen supporting frame
204 204: Sensorrahmen sensor frame
206 206: optisches Element optical element
208 208: optisches Element optical element
210 210: Aktuator actuator
214 214: Sensoreinrichtung sensor device
216 216: Strahlengang beam path
216' 216 ': Strahlengang beam path
218 218: Blendenelement diaphragm element
220 220: Positioniereinrichtung positioning
220-1 220-1: Positioniereinheit positioning
220-2 220-2: Positioniereinheit positioning
220-3 220-3: Positioniereinheit positioning
222 222: Blendenvorrichtung dazzle device
224 224: Sensoreinrichtung sensor device
226 226: Steuereinrichtung control device
300 300: Halterahmen holding frame
302 302: Wärmelast heat load
304 304: Wärmeleitungspfad Heat conduction path
306 306: Halterahmen holding frame
308 308: Lagerung storage
310 310: Feder feather
400 400: Öffnung opening
402 402: lichtbestimmende Kante light-determining edge
404 404: Punkt Point
500-1 500-1: Aktuator actuator
500-2 500-2: Aktuator actuator
500-3 500-3: Aktuator actuator
502-1 502-1: Lagerung storage
502-2 502-2: Lagerung storage
502-3 502-3: Lagerung storage
504 504: Gewichtskraftkompensator Gewichtskraftkompensator
506 506: Zwischenelement intermediate element
508 508: weiteres Zwischenelement another intermediate element
600 600: Licht light
700 700: Aktuator actuator
800 800: Linearführung linear guide
802 802: Führungsschiene guide rail
804 804: Führungsschiene guide rail
806 806: Rolle role
808 808: Dichtung poetry
810 810: Obskurationsblende obscuration
812 812: Steg web
F-1 F-1: Kraft force
F-2 F-2: Kraft force
F-3 F-3: Kraft force
K K: Kurve Curve
Q Q: Richtung quer zum Strahlengang Direction across the beam path
R R: Richtung entlang des Strahlengangs Direction along the beam path
R_x _Rx: Rotation um die x-Achse Rotation around the x-axis
R_y R _y: Rotation um die y-Achse Rotation around the y-axis
R_z R _z: Rotation um die z-Achse Rotation around the z-axis
x x: Achse axis
y y: Achse axis
z z: Achse axis
P₁–P₂ P ₁ -P ₂: Sollpositionen target positions
S₁–S₃ S ₁ -S ₃: Verfahrensschritte steps

Claims

Optical system ( 200 ), in particular lithography plant ( 100A . 100B ), comprising a beam path ( 216 ), an aperture element ( 218 . 218-1 . 218-2 ), which is adapted to a part of the beam path ( 216 ), a positioning device ( 220 ), which is adapted to the aperture element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) in the direction (x, y, z, R _x , R _y , R _z ) of at least one degree of freedom, a sensor device ( 224 ), which is adapted to a position of the diaphragm element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) in the direction (x, y, z, R _x , R _y , R _z ) of the at least one degree of freedom, and a control device ( 226 ), which is adapted to the positioning device ( 220 ) in dependence on the detected position of the diaphragm element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) for positioning the same in the direction (x, y, z, R _x , R _y , R _z ) of the at least one degree of freedom to control.

Optical system according to claim 1, wherein the at least one degree of freedom a translational movement in the direction (R) of the beam path ( 216 ).

Optical system according to claim 1 or 2, wherein the positioning device ( 220 ) is adapted to the aperture element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) in two to six degrees of freedom (x, y, z, R _x , R _y , R _z ).

Optical system according to one of claims 1 to 3, wherein the diaphragm element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) is designed as a rigid body.

An optical system according to any one of claims 1 to 4, further comprising an aperture device ( 222 ), which a holding frame ( 300 ) and the diaphragm element ( 218 . 218-1 . 218-2 ), wherein the diaphragm element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) relative to the support frame ( 300 ) is held movable and wherein the positioning ( 220 ) is adapted to the aperture device ( 222 ) in the direction (x, y, z, R _x , R _y , R _z ) of the at least one degree of freedom to position.

An optical system according to claim 5, wherein the aperture device ( 222 ) a first and a second diaphragm element ( 218-1 . 218-2 ), wherein the first diaphragm element ( 218-1 ) on the support frame ( 300 ) is held stationary and the second diaphragm element ( 218-2 ) on the support frame ( 300 ) is movably held or the first and the second aperture element ( 218-1 . 218-2 ) on the support frame ( 300 ) are kept movable.

An optical system according to claim 6, wherein the first and second aperture elements ( 218-1 . 218-2 ) in the direction (R) of the beam path ( 216 ) are arranged one behind the other.

Optical system according to one of claims 1 to 7, wherein the diaphragm element ( 218 ) or the first and / or second aperture element ( 218-1 . 218-2 ) an aperture stop or together with at least one corresponding aperture element ( 218-2 ' ) forms an aperture diaphragm, wherein preferably the aperture diaphragm ( 218-1 ) a non-circular opening ( 400 ) having.

Optical system according to one of claims 5 to 8, wherein the diaphragm device ( 222 ) an obscuration diaphragm ( 810 ) having.

Optical system according to one of claims 1 to 9, wherein the sensor device ( 224 ) is adapted to the position of the aperture element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) in a lighting mode of the optical system ( 200 ), in particular in an exposure mode of the same, and the control device ( 226 ) is adapted to the positioning device ( 220 ) in the illumination mode of the optical system ( 200 ), in particular in the exposure mode, depending on the detected position.

An optical system according to any one of claims 1 to 10, further comprising a support frame ( 202 ) and an optical element ( 206 . 208 ), which the support frame ( 202 ) and the beam path ( 216 ), the support frame ( 202 ) the positioning device ( 220 ) wearing.

An optical system according to claim 11, further comprising a sensor frame ( 204 ), which of the support frame ( 202 ) is mechanically decoupled, wherein the sensor frame ( 204 ) the sensor device ( 224 ) wearing.

An optical system according to claim 11 or 12, further comprising a heat conducting path ( 304 ), which heat ( 302 ) of the diaphragm element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) in the supporting frame ( 202 ), wherein preferably the heat conduction path ( 304 ) exclusively comprises elements of metal and / or ceramic, which are in surface contact with each other.

Optical system according to one of claims 1 to 13, wherein the positioning device ( 220 ) one or more bipods, in particular a hexapod, and / or a plurality of positioning units connected in series mechanically ( 220-1 . 220-2 . 220-3 ), wherein the positioning units ( 220-1 . 220-2 . 220-3 ) each have exactly one degree of freedom or exactly two degrees of freedom.

Method for operating an optical system, in particular a lithography system ( 100A . 100B ), comprising the steps of: a) detecting a position of an aperture element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) in the beam path ( 216 ) of the optical system ( 200 ) in the direction (x, y, z, R _x , R _y , R _z ) at least one degree of freedom of the diaphragm element ( 218 . 218-1 . 218-2 ), and b) Positioning the diaphragm element ( 218 . 218-1 . 218-2 ) in the direction (x, y, z, R _x , R _y , R _z ) of the at least one degree of freedom as a function of the detected position.