CN101517488B - 用于半导体光刻的光学系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于半导体光刻、包括若干光学组件(1)的光学系统。为控制光学系统不同的操作配置，所述系统包括用于在沿光学系统光轴的限定位置上定位至少一个光学组件(1)的至少一个控制单元(2)。所述控制单元(2)与光学组件(1)上的至少一个触点(3)接合。控制单元(2)以此类方式配置，使得它可在不到500毫秒、优选为不到50毫秒的时间范围内，在两种不同的操作配置之间更改。

Description

用于半导体光刻的光学系统

本发明涉及用于半导体光刻、包括多个光学组件的光学系统。

用于半导体光刻的现代光学系统以其能够灵活设为多种操作配置的事实而著称。在此情况下，一个目的在于根据电流要求最佳协调所谓的照射设置，即用于曝光晶片的光的空间强度分布。一般而言，本文中目的是要相对于以在空间和时间上受监控的方式对掩膜照射以便在晶片上成像所使用的强度、角度和极化，控制或调整光分布。这些要求例如可从要生产的导体结构类型获得。在此情况下，由照射设置组成的要求可快速连续更改，具体而言也从一个晶片改变到另一个晶片，或者在双重曝光的情况下，也在同一晶片或晶片上同一结构的曝光期间更改。

现有技术公开了为半导体光刻设定光学系统操作配置的各种方案。

因此，例如，在美国专利申请US 2003/0038937A1中提议，为更改光学属性，且因此更改用于半导体光刻的物镜的操作配置，诸如光阑等各种光学元件根据需要转动到光束路径中，或者已经位于光束路径中的光学元件被移动，具体而言，相对于光轴倾斜。然而，在此情况下，所述文档未提供有关物镜操作配置中此类更改可如何快速实现的任何指示。

因此，本发明的一个目的是指定允许用于半导体光刻的光学系统操作配置快速更改的装置和方法。

此目的通过包括专利权利要求1、21、55和86中指定特性的装置及包括专利权利要求53中指定特性的方法实现。附属权利要求涉及本发明的有利实施例和变型。

根据本发明用于半导体光刻的光学系统显现多个光学组件，其中，为设定光学系统的不同操作配置，存在用于在沿光学系统光轴的限定位置上定位至少一个光学组件的至少一个致动单元。在此情况下，致动单元在光学组件至少一个作用点上起作用，并且实施为使得可能在不到500毫秒(优选为50毫秒)的时间段内在两种不同操作配置之间转变。适当的光学组件包括通常在光学系统中使用的所有光学元件，如透镜、反射镜、光阑、平行平面板或诸如衍射光栅等衍射光学元件，适当时在所有情况下带有支架。

在此情况下，光学系统具体而言可以是照射系统或者光刻投影曝光设备的投影物镜。

在本发明的第一有利变型中，选择致动单元在光学组件上的作用点，使得光学组件上不产生力矩。换而言之，作为光学组件在其用于定位的移动期间的加速的结果，无转矩或倾斜力矩影响光学组件。这意味着结果是在光学组件处只存在线性加速。一旦光学组件到达了期望位置，便只要补偿由线性加速产生的惯性力，从而防止或有效地衰减光学组件随后的振荡。在此情况下，线性加速包含正加速，在此期间光学组件的动能随着时间增大，并且也包含负加速或减速，其中光学组件的动能随着时间降低。例如，通过光学组件的阻滞(retardation)，光学组件的线性加速在到达期望终点位置前短时间内提供。在此情况下，致动单元的力在光学组件上起作用，使得根据本发明，在所有力(包括惯性力)的矢量相加后，不存在具有垂直于加速度的分量的合成转矩影响光学组件。优选是合成转矩为零，或者相对于其量值小于10％，优选是小于力(包括惯性力)生成的最大发生个别转矩量值的1％。在此情况下，合成转矩的下限也尤其取决于在致动单元中发生的摩擦。因此，这具有的效果是定位光学组件总体所需的时间与现有技术已知的时间相比，得以大大降低。这是因为通过移动光学组件，避免上述合成转矩大大减少或完全防止了用于光学组件的致动单元和/或引导单元的振荡激励(以实现其精确的线性引导)，使得光学元件可能的振荡幅度不影响元件的期望终点位置。这提供了在极短的时间段内将用于半导体光刻的光学系统从一个操作配置切换到另一操作配置的可能性。

在此情况下，尤其由于实际情况是光学组件上精确地存在致动单元的一个作用点，该作用点的选择使得致动单元在作用点处对光学组件施加的力矢量通过光学组件的质心，因此，可实现如上概述的在调整过程期间光学组件无力矩。由于实际情况是致动单元只在一个位置对光学组件起作用，并且致动单元在光学组件上施加的力矢量通过光学组件的质心，因此，可以特别简单的方式确保所需的无力矩或力矩平衡。具体而言，此变型不要求在光学组件不同点处由一个或多个致动单元施加的力被分摊，使得由此产生光学组件的力矩平衡或无力矩-此要求通过选择作用点和力方向而得以自动满足。

由于装置的几何条件原因，在光学组件上精确地提供致动单元的两个作用点可能是适当的。在此情况下，由于实际情况是作用点的选择使得光学组件的质心位于通过两个作用点的直线和在光学组件上起作用的合力矢量限定的区上，因此，可实现光学组件的期望机械行为。在此情况下，光学组件可由一个致动单元或由两个致动单元在作用点处移动以便定位。在此情况下，只使用一个致动单元来定位具有的优点是在作用点上对光学组件起作用的力的协调已经通过此结构措施得到固有保证。由于只有一个致动单元在光学组件上起作用，因此，确保了在两个作用点处起作用的力始终相对于彼此在同一关系中，这只由布置(arrangement)的几何形状而不是由不同致动单元施加的力确定。毫无疑问，致动单元也可经不止两个作用点在光学组件上起作用；在此情况下，仅仅必需的是确保由此在光学组件处不存在合成转矩或倾斜力矩。

在此情况下，致动单元的实施使得它具有至少一个洛伦兹线性致动器已证实是值得的。在此情况下，洛伦兹线性致动器要理解为是线性马达，其中由于基于洛伦兹力的磁体之间的力交互，直接实现了直移、线性移动。在此情况下，磁体可实现为电流流过的线圈，也就是说电磁体，或者在一些情况下实现为永久性磁体。使用洛伦兹线性致动器的一个优点在于可使用所述致动器以精确的方式实现极快的移动。在此情况下，洛伦兹线性致动器实际上无接触且因此以无磨损和维护的方式操作；此外，洛伦兹线性致动器施加的力只取决于流过线圈的电流而不取决于当前的致动器位置。因此，使用线性致动器允许在不到500毫秒、优选为不到50毫秒的时间段内在几厘米(具体而言在20厘米的区域中)的行程内定位光学组件，精度以微米计。

对于洛伦兹线性致动器具有永久性磁体的情况，如果所述磁体机械连接到光学组件，则这是有利的。光学组件上永久性磁体的布置具有的优点是这样有效地避免了对要移动的光学组件布线的需要，而这在使用电流流过的线圈情况下是必需的，并且光学组件的移动因此不受布线的约束。此变型对于光学组件要在更长路径之内定位，具体而言在大于50毫米的区域中定位的那些情况特别有利。

对于光学组件在更短路径内定位的情况，如果洛伦兹线性致动器具有机械连接到光学组件的线圈，则这也是有利的。虽然此过程有暗示接触线圈所需的电缆要同时移动，但此过程具有的优点是通常使用的线圈具有比永久性磁体更小的重量，使得由光学组件加速产生的惯性力小于使用永久性磁体的情况。

如上概述的洛伦兹线性致动器的技术特征使得至少一个洛伦兹线性致动器以合适的方式实施以便定位多个光学组件成为可能。通过适当地驱动电流流过的线圈，在此情况下可能通过同一洛伦兹线性致动器实现不同光学组件相互独立的移动。这样，可有效地限制设备费用，且因此限制整个系统的复杂性。

要在定位期间引导光学组件的移动，线性导轨已证明是值得的，该导轨可实施为滚动支承(bearing)导轨或空气静力支承，具体而言实施为气体支承、空气支承或气垫支承。在此情况下，线性导轨确保光学元件在其定位期间不会相对于光学系统的光轴偏移或倾斜。使用作为球体再循环(ball recirculation)或交叉滚子导轨、具有滚动支承的线性导轨具有的优点是此类型的导轨可以极为坚固的方式实现。

空气静力支承的机能是基于相对于彼此移动的两个元件由薄的气膜间隔，因此相互不会有机械接触的事实。

这样，元件可以展现极小磨损和摩擦的方式相对于彼此移动，由此也可避免导致污染的微粒磨耗。在此情况下，气膜可通过馈入气体而动态建立。以任何方式在用于半导体光刻的光学系统中使用的吹扫气体-通常是氮气-可有利地用作该气体。

具有测量头和参考光栅的编码器可用于确定光学组件的位置。在此情况下，参考光栅可实现为粘结到光学组件上的塑料膜上的线性光栅结构。测量头记录光学组件移动期间通过它的线条数，并由此得出光学组件的位置。毫无疑问，也可以想到测量头布置在光学组件上；这主要是在结构空间在轴向上受极大限制时有利。

补偿装置可用于补偿在光学组件上起作用的重力，所述补偿装置例如实现为配重(counterweight)或者具有间隙密封的无摩擦气缸。此变型具有的优点是可能避免由于逸出气体造成的光学系统内部污染。重力补偿具有的效果是在静止状态中不必由致动单元克服重力来保持光学组件，并且因此防止了在静止状态中致动单元的变热。

具体而言，可实施致动单元，使得它包括用于在光学系统光轴方向上定位光学组件的轴向致动部件和用于将光学组件转出或转入光学系统光束路径的转动部件。毫无疑问，也可以想到只有转动部件要连接，并且不提供光学组件在轴向上的移动。此措施具有的效果是光学组件只要位于光学系统光束路径外，便可准备好进入轴向位置，在该位置它们要位于光学系统的新操作配置中。在此情况下，光学组件的轴向定位具体而言可于光学系统在旧操作配置中的操作期间已经实现；为了设定新操作配置，它随后只要将相关光学组件转入光学系统的光束路径便足够，由此缩短了从一个操作配置更改到另一操作配置所需的时间。为此，如果转动部件和轴向致动部件的实施使得在光学组件转出光学系统的光束路径时在轴向上存在光学组件的自由行程，则这是有利的。

因为基于上面概述的用于光学组件轴向定位的变型，通常在一到六秒之间的较长时间可用，所以，由轴向致动部件组成的要求比较适中。它们可具体实施为主轴传动机构、洛伦兹线性致动器、齿条或拉线(cable pull)。

在此情况下，转动部件可实施为可旋转元件；转动部件和光学组件的布置的质心可有利地布置在转动部件的旋转轴区域中；这样，可特别有效地避免光学组件的旋转振荡。如果质心在旋转轴上，则离心力或向心力之和有利地为零。因此，旋转轴不会由可能的不平衡而承受负载。旋转轴的振荡激励及因此的光学元件或光学组件的振荡激励因而得以有效地避免，由此在非常短时间内实现光学组件精确定位成为可能。此外，以坚固和重量轻的方式设计转动部件以避免振荡是有利的。具体而言，具有大的弹性模量和低密度的材料适合用于实现转动部件，即，例如，钛合金或碳化纤维复合材料。由于根据本发明的示教，只有各个光学组件旋转到光学系统的光束路径中，因此，加速质量块及因此的合成惯性力很小，并且也由于上述用于转动部件的材料选择，使得快速移动可实现而不会发生过于严重的装置振荡。在此情况下，所述转动操作在500毫秒内、优选在50毫秒内实现，在现代光刻设备中在10毫秒内实现。

应提到的是，根据本发明，不止一个光学组件转入光束路径中也是可能的，或者由于一个光学组件或一组光学组件转入光刻投影曝光设备的光束路径中，同时至少一个其它光学组件转出所述光束路径是可能的。因此，例如，例如在变焦轴椎镜系统中只通过将光学组件转入和转出投影曝光设备的光束路径，可能获得相关于分别产生的照射设置的两个不同配置。

如果要将光学组件快速转入光束路径中，则实施转动部件使得它们具有预应力元件和可释放固位元件(releasable retention element)已证明是值得的。因此，即使光学组件转入光束路径前也有可能建立与固位元件相关的预应力；在固位元件释放后，随后在光学组件处立即存在完全的力(full force)，光学组件可随后快速引入到光束路径中。在此情况下，预应力元件例如可实现为电磁体。

作为根据本发明布置的又一变型，可存在具有在所有情况下至少一个轴向致动部件和在所有情况下指配到轴向致动部件的至少一个转动部件的至少两个致动单元。在此情况下，可由致动单元定位的光学组件可相对于其光学属性基本相同或不同。优选实现光学组件到致动单元的耦合，使得如上所述致动单元和/或例如旋转轴等用于引导光学组件的引导单元的振荡激励最小。

在本发明的又一有利变型中，至少一个光学组件具有在30微米到60微米之间范围的定心容差(centering tolerance)。要定位的相关光学组件的定心容差因而比在光学系统中固定包含的光学组件的定心容差高。要定位的光学组件更高的定心容差例如可通过在光学系统设计中的对应重编预算(rebudgeting)而实现。由于要定位的光学组件更高的定心容差原因，由致动单元和指配到其的机制组成的要求降低，因而减少了根据本发明的装置建造和实现的费用。

又一种可能性是例如对于安装光学组件使得它可相对于支承点转动或旋转的情况，光学组件可机械连接到平衡质块(mass)以便降低寄生力/力矩。在此情况下，平衡质块可具有比光学组件质量更大的质量，这可由于在平衡质块质心与支承点之间的距离小于光学组件质心与支承点之间的距离r而得到补偿。平衡质块本身可同样由光学组件形成。

上述发明可有利地在用于半导体光刻中投影曝光设备的照射系统中使用。在此情况下，照射系统可包括可用于在照射系统的光瞳平面中设定光分布的光学元件，例如微反射镜阵列。要设定或支持光分布设置，在光学元件的光路上游中布置可操控光学组件，使得通过光学组件的操控可为诸如微反射镜阵列等光学元件的不同区域照射。

可操控光学组件可以是在光路中可移动/具体而言可位移或可倾斜的反射镜。类似地，可使用可引入、具体而言可插入光路中的衍射光学元件、轴椎镜的圆锥透镜或折射光学组件。

另外，如果在光学元件的光路上游中布置用于极化旋转的旋光元件，这些元件可用于为光学元件的不同区域设定不同的极化，则这是有利的；也可想到在光学元件的光路上游中至少一个中性滤光器的布置。

下面参照图形更详细地解释本发明的一些示范实施例。

在附图中：

图1示出根据本发明的装置的第一示范实施例；

图2示出本发明的第一变型；

图2a示出根据现有技术、用于移动光学元件的示意支承装置；

图2b示出根据图2a的支承装置，带有光学组件的终点位置与其可能的振荡；

图2c示出本发明又一变型的示意图，带有用于引导光学组件的引导装置和用于线性位移光学组件的致动单元或驱动装置；

图2d示出根据图2c，考虑到引导装置中摩擦的实施例；

图2e示出在根据图2c，考虑到根据图2d的摩擦的实施例中发生的力的示意图；

图2f示出驱动力在光学组件边缘上起作用的本发明又一实施例；

图2g示出本发明的又一实施例；

图3示出用于改变光学组件、致动单元和线性导轨布置的各种可能性；

图4示出其中线性导轨实现为空气支承的本发明一个变型；

图5示出根据本发明的装置两个备选实施例，其中，光学组件的重力得到补偿；

图6示出根据本发明的装置的又一实施例，其中，光学组件除在光学系统光轴方向上位移外，也可转出光轴区域或者转入光轴区域；

图7示出用于将光学组件转入和转出光学系统光束路径的转动部件的实施例；

图8示出平衡质块使用的示例；

图9示出用于半导体光刻的投影曝光设备的照射系统一部分；

图10示出在光瞳平面中微反射镜阵列的部分区域和对应的光分布；

图11示出用于在微反射镜阵列中设定光分布的第一可能性；

图12示出用于在微反射镜阵列上设定光分布的又一可能性；

图13示出用于在光瞳平面不同区域中选择性地选取极化的可能性；

图14示出用于在使用所谓轴椎镜的微反射镜阵列上设定光分布的另一可能性；

图15示出在根据本发明的光学系统中使用的中性滤光器；以及

图16示出用于设定光分布而不使用线性加速元件的又一可能性；

图1示出根据本发明的装置的第一示范实施例。在此情况下，光学组件1通过致动单元2沿光轴移动，光轴在所述情况下是垂直于图形平面延伸。在所述情况下，两个致动单元2实现为具有永久性磁体4和线圈5的洛伦兹线性致动器；在此情况下，永久性磁体4经相应的作用点3机械连接到光学组件1。如图1所示，在此情况下，通过两个作用点3的直线经过表示为“S”的光学组件1的质心。此作用点布置具有的优点是，假设致动单元2有至少近似相同的行为，光学组件1可移动而无转矩对其起作用。这样实现的是在定位期间或之后不会产生光学组件的振荡，而振荡可能由此类转矩引发。因此，这提供了沿光轴将光学组件1非常快速地移动到光学系统中期望位置的可能性，这是因为首先光学组件1在到达光学系统中其位置后到静止所需的时间段大大缩短，其次，整体更高的光学组件1定位速度成为可能。在此情况下，光学组件1沿光轴的移动由线性导轨6稳定并由位移测量系统12测量。位移测量系统12具体而言可以是所谓的编码器，其测量头15固定连接到光学系统的外壳(图1中未示出)，并且其参考光栅16与光学组件1同时移动；类似地，可想到在光学组件1上布置测量头15，并且将参考光栅16固定连接到光学系统的外壳。第二个变型在轴向中可用结构空间很小时特别有利。它不使用编码器测量系统，而是备选可使用不同的位置检测系统，但条件是后者具有所需的精确度。位置检测系统在理想情况下用于每个洛伦兹线性致动器。

图2示出在致动单元2具体配置方面不同于图1所示实施例的本发明的一个变型。在图2所示的变型中，不同于图1中所示的实施例，线圈5(而不是永久性磁体4)机械连接到光学组件1，即，线圈5与光学组件1同时移动。具体而言，有关此变型有利的是线圈5通常具有比永久性磁体4更小的质量，由此减轻了总体移动的质量。此变型对于实现短的调整距离特别便利，其中例如通过线缆连接与线圈5进行电接触不成问题。

为示出本发明的优点，参照图2a以示意图方式描述带现有技术中熟知调整单元的可调整光学组件1的技术实施例。在此情况下，光学组件1沿光轴200位移。为产生光学组件1的此线性位移，使用了沿坐标轴X将滑动件62移动量X的致动单元，并且在此情况下，光学组件1沿光轴200基本移动相同的量X。如图2a所示，滑动件62可通过导轨63引导，其中在机械生产和准直容差内，引导轴60基本平行于光轴200。

图2a中所示的光学组件1通过连接64(未以更详细的细节示出)连接到滑动件62。光学组件1是折射元件，例如，可包括多面体表面和/或凸表面或凹表面101、102。导轨63和滑动件62通常形成被驱动的致动单元，如可通过上述的线性致动器实现。在此情况下，例如，滑动件62通过电磁力沿导轨63移动。力F需要用于加速滑动件62和光学组件1，并且也需要用于克服致动单元的摩擦力。如果最初忽视摩擦力，则在光学组件1的质量m考虑在内时，由力F产生的加速度a＝F/(m+ms)。在此情况下，滑动件62的质量表示为ms。此加速度带来惯性力F_T，该力对光学组件1的质心103起作用并且导致F_T＝m*a。如果建造光学组件1使得其质心沿光轴200位移，则F_T沿光轴200起作用。然而，应提到的是，对于本示范实施例和对于随后的示范实施例，不必要求光学组件的质心或光学组件1和滑动件62的系统质心沿光轴200移动。所述质心可备选也沿与光轴200平行位移的轴移动。

忽略垂直于包括导轨63和滑动件62的致动单元的引导轴60的滑动件62的可能支承游隙，并且类似地例如由于光轴200与引导轴60之间的距离b远远大于导轨63的宽度(extent)而忽略在此方向上导轨63的几何宽度，惯性力F_T生成定向在垂直于引导轴60的方向上的转矩M_T＝b*F_T。在此方向上的又一转矩例如可在滑动件62的质心不位于导轨63的引导轴60上时，由滑动件62的惯性力生成。

所述惯性力生成的转矩动态加载到导轨63和滑动件62(及光学组件1)，使得这些元件受激励，由于所述转矩输入或由于所述转矩导致的力而实现强制振荡。具体而言，如果光学组件1从位置A(参见图2a)传送到终点位置B(参见图2b)，则由于其惯性力F_T，光学组件1的减速产生转矩M_T，该转矩产生激励以形成上述振荡。此类振荡激励可导致光学组件1的振荡202，其中，垂直于光轴200延伸、通过光学组件1的虚平面201围绕轴C振荡。此振荡轴C的位置无需与如图2b中所示的转矩M_T的位置和方向重合。相反，此旋转轴C的位置和方向取决于强制振荡，其中，旋转轴C的位置基本由导轨63和滑动件62的几何形状确定，这是因为转矩M_T的实现基本由此引导装置62、63进行。在图2a和图2b中所示的示范实施例中，倾斜振荡也由转矩M_T产生。所述倾斜振荡不会由例如实施为洛伦兹线性驱动器的驱动装置来减振，相反，它们主要是由引导装置62、63的减振作用而减振。然而，此减振作用极小，特别是在“无摩擦”支承的情况下，这是根据本发明者的认知，所述转矩的倾斜振荡激励使快速精确定位极为困难，甚至无法实现的原因，也正如下面更详细解释的一样。

要在不到500毫秒，降至不到50毫秒内，在现代光刻设备中，甚至在5毫秒内，以相对于光学组件位移的终点位置B大约10微米下至1微米的精确度定位光学组件1，对于光轴200方向上的可能振荡，光学组件1必需以尽可能低的振荡到达其终点位置。由于根据本发明的知识，在光轴200方向上具有振荡分量202以及在1到10微米范围内的幅度的任何振荡激励将使得在上述时间内定位光学组件1无法实现，因此，上述是必需的。这是由于实际情况是振荡202通常衰减非常慢，比可用于在光学组件1终点位置B中定位光学组件1的时间长得多，定位时间不到500毫秒，优选是不到50毫秒或不到5毫秒。强制振荡的此较慢衰减行为是由于振荡频率在几赫兹到几千赫兹范围的实际情况造成的。

如上面已经结合图1和图2所述，在几毫秒到500毫秒范围内的最少时间内，在光学组件1相对于其终点位置B的致动精确度方面，介于1到10微米之间的精度可在通过本发明的光刻投影曝光设备内有利地获得。

本发明因此包括光刻投影曝光设备，该设备包括可在定位时间内沿直线移动一段距离的光学组件。在此情况下，光学组件1包括一个或多个光学元件34，在适当时，这些元件也具有支架元件。直线一般还具有在0°与90°之间的极角和方位角。这些角限定直线的方向或光学组件1可沿其移动的移动自由度的方向。此外，在直线与光轴之间的距离小于投影曝光设备的投影曝光束的横截面尺寸。由于直线不需要一定与投影曝光设备内的光轴相交，因为这是取决于使用的光学组件，因此，直线也可与光轴间隔分开。根据本发明，光学组件1由具有引导方向的引导单元或引导装置(例如，线性导轨)引导，并且通过驱动器或通过驱动力、具有驱动方向的调整单元(致动单元)驱动，使得光学组件1和与光学组件1同时移动的可能组件的惯性力生成的转矩及在引导单元上起作用的驱动力生成的转矩相互补偿降到小于10％的量值。在此情况下，力求实现完全补偿。然而，这取决于在定位时间和要移动的距离方面的要求，并且也取决于引导单元的技术配置。

为确保在光学组件1的恒速时也尽可能不出现引导单元的振荡激励，优选是配置驱动单元使得在垂直于引导方向的方向上传递到引导单元的力小于在直线方向或移动方向上驱动力的10％。此处也力求最大可能避免此类力，其中理想的情况是不存在垂直于引导方向作用的力。

在使用光刻投影曝光设备的情况下，光学组件1的可移动距离介于20毫米到1000毫米之间，其中，如已经所述的一样，定位时间在5毫秒到500毫秒之间。

如前面示例中已经明白的一样，优选是在不考虑生产和准直容差的情况下，将引导方向布置得平行于光学组件1移动所沿的直线。这要求光学组件1到引导单元具有坚固的连结(linking)。技术方面尤其感兴趣的是允许水平或竖直位移的光学组件1的那些移动。沿投影曝光设备光轴或与其垂直的位移同样有利。另外，允许直线与光轴相交或使之与其重合是有利的。

如果光学组件1包括例如旋转对称的光学元件，或至少在部分投影曝光束上具有旋转对称效果的光学元件34，则优选是光学组件1对于其移动所沿的直线在光学上定中心。在此情况下，光学上定中心理解为指例如具有上述对称属性的光学元件34其对称点在直线上。

图2c基于本发明的又一示例实施例示出此情况，其中，基本组件只以示意图方式示出。在此情况下，诸如图2c中所示凹面反射镜等在衬底具有例如反射表面的光学组件1在X方向上沿光轴200位移。在此情况下，具有反射表面的光学组件1也可以是例如衍射光学元件，如反射光栅，但它也可以是例如反射镜阵列。在此情况下，光学元件1通过滑动件462和导轨463来引导，其中，线性导轨463的引导轴460定向为在生产和准直容差范围内平行于光轴200。此外，导轨463及其滑动件462无用于线性驱动光学组件1的驱动单元。在此情况下，导轨463和滑动件462可例如以气垫导轨、磁性导轨的形式，或者以滑动或滚动支承导轨的形式实施。光学组件1由驱动单元300驱动，驱动单元300同样包括滑动件362和导轨363。所述驱动单元300可类似于上述调整单元实施。驱动单元300通常具有定向为平行于光学元件导轨463的引导轴460的驱动轴360。在此情况下，如上面已经结合图1到图2b示范实施例所述，驱动单元300可例如配置为电磁线性驱动器。在此情况下，驱动滑动件362在光学元件上起作用，使得经可操作连接364，驱动力(加速或减速力)在其力作用线通过或基本通过光学组件1质心103的情况下传递。在此情况下，类似于图2a和图2b中有关的解释，质心103不一定正如图2c中只作为示例所示一样布置在光轴200上。对于驱动单元300同样表示用于光学组件1的导轨的情况，后者以静态超定(overdetermined)方式安装，由此力和力矩将输入到光学元件上。为避免此情况，力矩去耦合元件(图2c中未示出)有利地装配到可操作连接364，该连接可包括例如驱动力作用在其上且从中所述驱动力传递到光学组件1的球窝接头(ball-and-socket joint)。

如果光学组件1与引导滑动件462的质量之间的质量比率使得滑动件462的质量与光学组件1的质量相比不再可忽略不计，则选择可操作连接364使得驱动单元300施加的力的力作用线通过光学组件1和引导滑动件462的整体质心。在此情况下，将光学组件1连接到引导滑动件462并将其保持在适当位置的用于光学组件1的可能的支架元件同样地被考虑在内。驱动力到包括光学组件1和引导滑动件462的系统的此类指引具有的优点是在加速(或减速)时引导滑动件462和光学组件1的质量引起的驱动力和惯性力相加为零，为此，不存在具有垂直于光轴200或垂直于引导轴460的分量的转矩经引导滑动件462传递到导轨463。在光学组件1沿光轴200移动期间导轨463的振荡激励因而未发生，由此允许光学组件1以极高的精度迅速定位到终点位置。

在光学组件1极高速度或加速时，取决于导轨的技术配置，在导轨463和滑动件462处出现不再可忽略不计的摩擦力，该摩擦力在根据图2c的实施例中可同样激励导轨463振荡。这是因为由于例如也在光学组件1恒速时发生的摩擦力的原因，驱动单元300要通过在量值上对应相等，但在反方向上定向的力，经可操作连接364抵消此摩擦力，以便克服所述摩擦力F_R。如图2d中以示意图方式所示，由驱动单元300施加、并经可操作连接364引入的此力F在垂直于导轨轴460的方向上带来了转矩M_R。在此情况下，图2d示出图2c的摘选，并且在光学组件1沿轴200，即在箭头方向X上恒速移动期间在导轨463与滑动件462之间存在摩擦力。由于摩擦也在加速期间发生，因此，摩擦力在该处也要另外克服。这使得从驱动单元300经可操作连接364在光学元件上起作用的驱动力不仅必需由所需的加速预定，而且必需在其量值方面要增大摩擦力F_R的量值。此增大的驱动力量值不由关于转矩生成的惯性力F_T补偿。如上所述，此非补偿力同样地生成垂直于引导轴460或垂直于在所示示范实施例中沿光轴200进行的移动方向的转矩。此转矩可激励光学组件1的导轨463并因此激励滑动件462和光学组件1实现振荡，由此阻碍根据本发明的快速精确定位。

在存在实际上与速度无关的滑动摩擦的情况下，可先通过在光学组件1调整期间暂时将光学组件1的等速移动降到最低或者完全免除等速移动而降低摩擦力F_R的影响和与其相关联的转矩M_R的影响。其次，可选择加速度使得等于驱动力F减去摩擦力F_R量值的惯性力F_T起作用。另外，如上结合图2c所示，在光学组件1与滑动件462之间、将驱动力引入到光学组件1所在的操作连接364不再引入，使得力作用线通过其共同的质心。可操作连接364的选择使得在共同质心103(由光学组件1和滑动件462产生)处起作用的惯性力和与其相关联的转矩M_T精确地补偿驱动力生成的转矩M_F。由于提供了惯性力F_T，并且驱动力F增大，增大量值为摩擦力F_R，因此，情况是F_T＝F-F_R成立，其中，F_T小于F，在引导轴460方向上质心103的偏移V是可操作连接364所必需的，从而获得所述转矩M_T＝M_F的上述补偿。驱动力F随后引入发生偏移V的位移的可操作连接364中，使得力作用线不通过质心而在引导轴460方向上发生与其平行的偏移V的位移。

此力情况在图2e中以示意图方式示出，该图示出在图2d中发生的与共同质心103及偏移V有关的力。在精确定位过程中投影曝光设备中使用了引导件462、463的情况下，摩擦力通常比驱动力的0.001倍还要小得多。在使用空气静力或磁性导轨的情况下，摩擦力往往趋于零，使得偏移极小，因而经常可忽略不计。

由于上述解释，本发明包含通过引导装置尽可能精确地线性引导光学组件1和沿所述装置线性移动光学组件1的实施例。在此情况下，通过驱动单元300或致动单元2，驱动力F被指引到光学组件1中，使得具有垂直于光学组件1移动方向的方向分量的力或转矩均不会通过驱动力F而输入导轨463中。在此情况下，在不考虑生产和准直容差的情况下，光学组件1移动的方向对应于导轨463的引导轴460。根据本发明，由此由驱动单元300的驱动力F对光学组件1(及因此光学元件1)的导轨463的振荡激励得以阻止，或者至少降到某个程度，使得在例如5毫秒到500毫秒之间的毫秒范围的极短时间内，实现光学组件1的高精确线性位置更改成为可能。

此外，要根据图2c到2e中所述实施例位移或定位透光光学组件1，配置光学组件1的驱动-力-传导可操作连接364a，使得例如光学组件1连接到在所有情况下在边缘区域的驱动单元，从而使得通过所述边缘区域的直线与质心103相交，其中，优选是所述直线选取为垂直于光轴200和引导轴460延伸确定(spanned)的平面。这在根据图2f的示范实施例中示出。此图以示意图方式示出与要和光轴200相同的移动方向垂直的部分，其中，光学组件1(或光学组件)配备有边缘区域110、111，在边缘区域，具有驱动轴360的驱动单元300的驱动滑动件362生成的驱动力经移动方向上合适的可操作连接364输入。在此情况下，如上所述，可操作连接可包括允许力矩去耦合的元件，正如所述情况一样，例如球窝接头。上述直线表示为112，垂直于所述延伸确定的平面，通过光学组件1与滑动件462的共同质心103延伸。在根据图2d的实施例有摩擦的情况下，直线具有根据图2e的对应偏移V，并且在引导轴460的方向上，以图2f中所示平行位移平行于直线112的所述偏移的方式延伸。为避免光学组件1的静态超定引导，可在所有情况下提供其相应驱动力在边缘区域110和111上来起作用的专用驱动装置，而不是具有驱动轴360的驱动装置300(另请参见图2c)。以此方式在光学组件1上起作用的驱动装置相互独立地被控制或被调整。此实施例对应于图1中所示的本发明实施例，其中，在不考虑生产和准直容差的情况下，驱动单元具有平行的驱动方向。

在根据本发明的认知上下文中，在光刻设备中，根据上述解释的光学组件1的精确和快速定位必需尽量避免驱动系统力对光学组件1导轨的振荡激励(或将其降到最低)，图2g基于图2a和图2b的实施例示出又一实施例。此处，引导轴和驱动轴如在根据图2a和图2b的示范实施例中一样是重合的。在此情况下，连接到滑动件62的光学组件1通过滑动件引导，使得由于滑动件在引导轴60方向上的长度SL原因，光学组件1在所述方向上的振荡幅度202被降低，其中，振荡基本上由于在引导滑动件62与导轨63之间的机械游隙产生。在此情况下，引导滑动件优选是尺寸定为使得由于光轴200区域中和在光轴200方向上支承游隙原因而可能的振荡幅度小于L＝10微米。假设典型的支承游隙y＝1微米，这意味着例如y/SL＝L/b。在此情况下，SL是滑动件62的长度，并且b是在引导轴60与光轴200之间的距离。例如，如果b为50毫米，则这导致滑动件62的长度SL＝5毫米。这意味着对于1微米的所述支承游隙和大约50毫米的距离b，滑动件62将具有至少5毫米的长度，以便由于机械游隙的原因而能够在光轴区域中在优于10微米的期望定位精确度内将光学组件1定位。更一般地说，可制定上述条件使得引导单元包括由导轨引导、并在引导方向上具有间隔分开量值SL的引导区的滑动件。在此情况下，导轨和引导滑动件具有支承游隙y。此外，在与导轨间隔分开量值b的光学组件1的直线方向(光学组件1沿其移动)上发生的振荡幅度L之间，要符合关系SL＞y*b/L。实际上，在光学组件1质心与导轨之间距离3到10倍范围的SL值经常导致此情况，其中，如果结构空间可用，则正如下面更详细解释的一样，优选是超过甚至10倍的值。

通过也降低由于惯性力F_T引起的转矩作用及其对于强制振荡的作用的效果减少，可进一步补充有关支承游隙的上述条件。在光学组件1减速期间，惯性力F_T生成转矩M_T，该转矩通过力F_s生成的转矩而得到补偿，其中，力F_s至少在滑动件末端附近起作用。在此情况下，大约F_s*SL＝M_T。这些只是近似值，这是因为视滑动件62和导轨63的配置而定，假设存在支承游隙，则由于惯性力引起的转矩原因，引起滑动件62旋转所围绕的可能的旋转轴未精确限定。此外，确切的转矩条件也取决于光学元件1相对于滑动件62的位置。然而，总之可指出的是，在导轨上起作用的力F_s越小，导轨63的振荡激励将变得越小。通过引导滑动件62的长度SL的合适配置，所述力可降到在光学组件1(光学组件1)与滑动件62一起加速或减速期间产生的惯性力F_T的大约10％。因此，可能指定一个粗略的尺寸确定规则，该规则可基于转矩均衡，以F_T*b＝F_s*SL＝0.1xF_T*SL形式显现。这允许确定SL，其中，SL因而近似为10*b。在此情况下，如图2g中所示的b是在引导轴60与光轴200之间的距离。有关支承游隙的第一条件通常通过所述尺寸确定规则满足。此尺寸确定不利之处在于通常滑动件62超过10厘米的长度多达50厘米，由此增大的质量不利于移动，这导致了增大的驱动功率。此外，根据图2g的此演示发明解决方案的必需结构空间经常无法提供。

在本发明的又一实施例中，根据图2a、图2b的实施例被修改，使得平衡质块MA装配在光学组件1相对于引导轴60的相对侧上，如图2g以示意图方式所示。平衡质块MA坚固地连接到滑动件62，并在大小和与引导轴60的距离方面进行了选择，使得在光学组件1加速期间由其产生的惯性力生成转矩，使得光学组件1(和可能的滑动件)的转矩MT得到精确地补偿。这意味着在光学组件1加速或减速期间在垂直于引导轴60的方向上不会产生合成转矩。根据此措施，在光学组件1加速期间，引导轴60同样地不会被激励到引起振荡，或者至少只被激励到引起程度降低的振荡。此处的不利之处在于另外的质量要移动，这增大了驱动功率并要求另外的结构空间。

图3在子图3a、3b和3c中示出用于改变光学组件1、致动单元2和线性导轨6布置的各种可能性。在图3A所示的变型中，两个光学组件1在所有情况下在专用线性导轨6上、在光轴方向上被引导，其中，致动单元2用作驱动器，所述致动单元在所示示例中实施为洛伦兹线性致动器。在所示示例中，永久性磁体4机械连接到光学组件1，并与后者同时移动；毫无疑问，也可想到其中线圈5机械连接到光学组件1的变型。在此情况下，线性导轨6例如可实施为滚动支承导轨、滑动支承导轨、空气或磁性支承导轨。

图3B示出通过与图3A布置比较而修改的变型，并且其中线性导轨6上光学组件1的布置与图3A中所示实施例相反实现，由此在与光轴正交方向上可降低所需结构空间。

图3C示出其中两个光学组件1在共同线性导轨6上引导的变型，这同样地使得所需结构空间减小。在此情况下，磁体布置由多个光学组件共同使用，但每个光学组件1上的每个力作用点可完全独立于其它力作用点进行调整或控制。

在图3所示示范实施例中，两个光学组件1由作为致动单元2的同一洛伦兹线性致动器移动。使用洛伦兹线性致动器作为致动单元2的又一优点因此变得明显：由于纯电子驱动的原因，两个光学组件1有可能仅通过合适的驱动而由同一致动器相互独立移动。

图4在与光轴正交的部分中示出其中线性导轨6实现为空气支承的本发明一个变型。在此情况下，四个空气支承6沿外壳7的内圆周在实现为洛伦兹线性致动器的两个致动单元2之间成对分别相互相对布置。使用空气支承作为线性导轨6具有的优点是避免了机械滑动接触，并因此消除了机械组件相互的摩擦。这首先有效地避免了润滑的需要，并且也避免了机械组件相互摩擦的微粒磨耗的风险。使用空气支承因而在高循环次数情况下特别有利。作为空气支承的备选，也可能为线性导轨使用滚动支承；此类球体再循环或者交叉滚子导轨具有的优点是它们可设计为具有高刚度的组件。

图5在子图5a和5b中示出根据本发明的装置两个备选实施例，其中，光学组件1的重力得到补偿。在图5a中，这通过配重9实现，配重9经偏转滚子10通过拉线11在线性导轨6的区域中作用在光学组件1上。图5b示出其中重力通过具有间隙密封的两个气缸17a和17b得到补偿的变型。在此情况下，两个气缸17a和17b布置在光学组件1上，使得通过两个气缸17a和17b作用点的直线延伸通过光学组件1的质心，并因此在光学组件1上不会产生另外的力矩。此变型具有的效果是在光学组件1定位期间要移动的总质量保持得很小。光学组件1重力补偿的优点是致动单元可只在必要时用于将光学组件1带到期望位置，而不必在操作期间克服其全部重力以保持光学组件1的位置。所示重力补偿的使用特别适用于光学系统的光轴及由此装置的移动轴位于竖直方向上的情况。换而言之，致动单元可只用于移动光学组件1而不用于对其做功以克服万有引力，做功会引起致动单元2显著变热。如果光轴和/或光学组件1的移动方向具有偏离水平的方向，则在移动方向的方向和与其垂直方向上通过力的分解而分解的重力在移动方向的方向上得到补偿。此补偿可根据如图5a和图5b所示的部件而实现。这提供的优点是移动光学元件只要应用惯性力和摩擦力。

图6示出根据本发明的装置的又一实施例，其中，光学组件1除在光学系统光轴方向上位移外，也可转出光轴区域或者转入光轴区域。为此，为致动单元2a配备了两个轴向致动部件13a和转动部件14a，通过这些部件可执行光学组件1a的上述移动。光学系统另外配备有致动部件2b，对其部分而言，它具有轴向致动部件13b和转动部件14b；在图6中，连接到第二致动单元2b的光学组件1b已转出光学系统的光束路径，因而转出虚线所示的光轴。图6中所示的实施例允许光学系统的光属性及因此光学系统的操作配置以极快的方式更改。为此，只需由转动部件14a将位于光束路径中的光学组件1a转出光束路径，并且同时或之后很快地使用转动部件14b将光学组件1b转入光学系统的光束路径中。在此情况下，光学组件1b可在转入过程之前，即当光学系统仍在第一操作配置中的操作期间已经由轴向致动部件13b沿光轴带入其轴向位置中，使得在将光学系统从一个操作配置更改到另一操作配置时此步骤不会导致时间损失。在所示示例中，光学组件1a只替代为在其光学属性方面与它们基本相同、在光学系统中沿光轴的其它位置的光学组件1b。然而，也可想到致动单元2a和2b可定位的光学组件1具有不同光学属性的情况。在此情况下，为光学系统的可能操作配置形成其它光学自由度。

图7示出对应于图6的转动部件14a、14b、用于将光学组件1转入或转出光学系统光束路径的转动部件14的实施例，其中提供了预应力元件18和可释放固位元件19。在此情况下，预应力元件18实施为电磁体，在其激活(activation)时在面对它的光学组件1的可磁化部分上有吸引作用。在此情况下，光学组件1围绕图7圆弧形状箭头所示轴的旋转最初受到可释放固位元件19的阻止。在可释放固位元件19在箭头方向上移动的瞬间，由于在电磁体与光学元件1可磁化部分之间的磁吸引力的原因而旋转光学元件1。这样可确保光学组件1的快速转动。适当时，电磁体(未示出)可同样地在预应力元件18的相对侧上存在，通过该电磁体，可实现光学组件1移入其原来位置；同样可想到通过弹性元件(同样未示出)恢复光学组件1。

图8示出本发明的又一示范实施例，该实施例考虑了以下要求：特别是例如如图7所示，在无对应对策的情况下，在光学组件1快速转动期间，诸如横向力或倾斜力矩等寄生力/力矩在光学组件1转动所围绕的支承上起作用。

如图8所示，通过在光学组件1相对于支承点21的相对侧上布置的平衡质块20，可有效地将此类寄生力和/或力矩降到最低。在此情况下，光学组件1质心S′和平衡质块20质心S″相对于支承点21的位置选择使得以下等式成立：

$\frac{r}{R}=\frac{M}{m}.$

其中

r：在光学组件1质心S′与支承点21之间的距离

R：平衡质块20的质心S″与支承点21之间的距离

M：平衡质块20的质量

m：光学组件1的质量。

在此情况下，支承点(21)应理解为实现光学组件(1)质心S′的转动/旋转所处的平面与旋转/转动轴的轴相交的点。如果符合上述条件，则在旋转时旋转轴的径向上支承力降到最低，表现在由于布置的旋转轴通过共同的质心，因此，不会发生其矢量和不等于零的离心或向心力。这避免了由于可能的不平衡而激励的旋转轴任何振荡，而在到达光学组件1的终点位置后不平衡具有的效应是光学组件1围绕终点位置振荡，使得光学组件1的位置相对于光轴或在光轴方向上变化。

整个布置的惯性力矩I计算为相对于支承点21的两个惯性力矩之和，如下所示：

I＝mr²+MR²+I_m+I_M。

替代后得到

$I=m{r}^2(1+\frac{R}{r})+I_m+I_M.$

在此情况下，I_m+I_M是相对于通过光学组件和平衡质块相应质心并且与通过支承点21的旋转/转动轴的上述轴平行伸展的相应旋转轴，质量为m的光学组件1及相应的平衡质块M的惯性力矩。

从所示关系中明显的是，图8所示的变型展现了该可能性，即在假设有提供该可能性的合适选择的R(即在平衡质块20与支承21位置之间的距离)的情况下，假设能够使布置围绕支承点21快速转动的此类高值变得极其困难，通过使用平衡重量20，在支承31上的寄生力大大降低，而无光学组件1和平衡质块20整个布置的总体惯性力矩I。这通过使从旋转轴开始的平衡质块M半径尽可能小来实现，这作为对应的作用意味着平衡质块M的增加。图8所示措施因此具有的效果是在光学组件1快速转入光学系统光束路径中之后整个布置的随后振荡大幅缩短，并且光学系统在转动后更迅速地达到其操作就绪状态。毫无疑问，为降低在支承点中的寄生力而使用平衡质块20不限于图8中所示的变型；同样可想到图8的示教也适用于图1到图5中的布置，例如，作为支持措施。

图9示出可在其中有利地采用上述原理的光学系统。

参照图9所述的系统就通过图9中虚线示出的远至第一光瞳平面31的用于半导体光刻的投影曝光设备照射系统的子系统30。在光瞳平面31中通常称为设置的光分布通过场平面中微反射镜阵列(MMA)32、经由先前均匀和准直激光束33的光束偏转而设定。图9中所示、组合表示为参考符号34的其它光学元件用于在从微反射镜阵列32远至光瞳平面31的激光束33路径上的光束整形；它们在下面未明确论述。

在半导体光刻中广泛使用的所谓双重曝光方法对照射系统提出了在若干毫秒内(具体而言在10到30毫秒范围内)在两种设置之间更改的要求。在此情况下，更改本身的频率是类似的数量级。此设置更改意味着在微反射镜阵列32上布置的成千上万个微反射镜(图9中未明确示出)要为每次设置更改进行调整。微反射镜上的相关联机械载荷导致各个反射镜出现越来越多的机械故障，或者导致由于偏移而缩短绝对反射镜位置的重新校准间隔，特别是在循环次数高的情况下。目的是在所述快速设置更改期间将微反射镜阵列32的各个微反射镜上的机械载荷降到最低。

这可根据图9中所示示范实施例，通过将微反射镜阵列32分成至少两个部分区域而实现。在此情况下，所述两个区域的每个部分区域包含大致所有微反射镜的一半，或者在细分成三个部分区域的情况下，例如包含所有微反射镜的三分之一等。在各个微反射镜位置方面，第一部分区域配置为要选择的第一设置，而第二部分区域在其微反射镜布置方面适用于第二设置。要实现设置更改，根据图9中所示的示范实施例，现在不再调整整个微反射镜阵列32的每个微反射镜，相反，要注意的只是确保只照亮相应地适用于所选设置的微反射镜阵列32的该部分区域。这具有的效果是如果发生设置更改，则由于只选择微反射镜阵列32的不同照射，因此，微反射镜本身不必移动。

图10在图形的上部分区域中示出在光瞳平面31中交替设定的两种光分布。设置1(图9a的左部分)在此情况下示出具有高光强度210、212、213和214(称为极点(poles))的位置，而设置2(图9a的右部分)示出极点215、216、217和218。

在图10中所示的示例中，设置1由位于微反射镜阵列32的区域101和102中的微反射镜的光束偏转产生，而设置2由区域103和104的微反射镜的照射产生(参见图9a的下部分)。

图11在子图11a和11b中示出根据本发明、用于在微反射镜阵列32上设定光分布的布置。光学组件1′和1″实施为在图11的子图a和b中所示变型中的衍射光学组件。毫无疑问，同样可能使用折射光学组件而不是衍射光学组件1′和1″；此变型的一个优点是例如因为折射光学组件通常更高效，并且产生更少的散射光。

通过在双向箭头36方向上将光学组件1′和1″在激光束33的光束路径中位移，使得光学组件1′或1″交替位于激光束33的光束路径中，随后可实现的是交替照射微反射镜阵列32上的区域101、102(光学组件1′)或103和104(光学组件1″)。光学组件1′和1″与微反射镜阵列32之间光路中的透镜35在此情况下用于光束整形。

图11中所示实施例的一个主要方面是微反射镜阵列32布置在透镜35的光瞳平面(图11中未表示)中，并且微反射镜阵列32上的光分布由透镜35的场平面上游中光学组件1′和1″的位置或设置确定。在图11中所示示例中，光学组件1′和1″及微反射镜阵列32布置在透镜35的相应焦平面中。在此情况下，如果透镜35的焦距具有最大可能值，则这是有利的；具体而言，此处，从500毫米到100毫米的范围是有利的。透镜35、光学组件1′和1″及微反射镜阵列32的所述布置具有的效果是可能实现在微反射镜阵列32上的近似准直照射，所述照射因而展现很小的发散。在此情况下，图1到图8中所示用于在光学系统的光束路径中快速更换光学组件1的可能性的应用尤其允许所寻求的快速设置更换；毫无疑问，同样可想到应用图9和图10的示教而不采取图1到图8中所示的技术解决方案。假设激光束33呈现大约20毫米的直径，并且20毫秒的切换时间是必需的，则光学组件1′或1″要在激光束33的光束路径中移动的速度大约为每秒一米，它表示在机械方面可优选得到良好控制的一个值。

图10和图11中所示实施例的一个优点是与根据现有技术的过程不同，照射系统中的光瞳形状不是通过例如没有微反射镜阵列32的衍射光学组件设定，而是通过微反射镜阵列32本身设定。这具有的效果是在极端情况下，要保持可用的光学组件的数量可限制为二，原因在于微反射镜阵列32在要设定的设置方面展示了必需的灵活性。毫无疑问，区域101到104的布置和几何形状不限于图9和图10中所示的形式。在一个简化的实施例中，反射镜可用作光学组件1，该反射镜在激光束33的光束路径中来回移位或倾斜，以便照亮微反射镜阵列32上的不同区域，例如101和102。图12以示意图方式示出了此实施例。毫无疑问也可想到使用棱镜、光束偏转器或其它光学组件。

区域101、102和/或103、104细分成具有不同极化的子区允许以上述速度实现极化更改。为此，所述每个区域中的极化由所谓的“舒斯特板(Schuster plate)”的布置中的90°旋转器，即旋光平板设定。“舒斯特板”至少包括两个相对于彼此具有不同晶轴定向或厚度的双折射元件。它利用线性双折射来将第一极化分布转换成在其剖面局部变化的第二极化分布。机能的详细说明包括在DE 195 35 392 A1中。图13示出在极化、微反射镜阵列32的部分区域101、102、103、104与光瞳平面31中设置210、212、213、214、215、216、217、218的极点(参见图13)之间可能的指配。由于使用覆盖区域101的90°旋转器(未示出)，在y方向上线性极化的光变为在x方向上的线性极化的光。

在区域103和104中的其它旋转器分别相对于激光极化的定向对应旋转45°和-45°。

在此情况下，极化旋转以熟知的方式，与旋转器旋光衬底厚度成比例，由此可实现不同的旋转角度。

图14示出又一变型，该变型特别适用于在微反射镜阵列32上生成旋转对称的光分布。在此情况下，微反射镜阵列32分成具有不同功能的两个区域101和102。在图13所示示例中，光学组件1实现为轴椎镜40的两个圆锥透镜之一。两个圆锥透镜实施为一个实例是中空圆锥以及一个实例是圆锥，并具有相同的锐角。此外，两个圆锥透镜之间距离是可调整的。对于两个圆锥透镜相互接触，并且距离B等于零的情况，这产生了圆形的光分布。在B大于零的情况下，光束33被扩展，以便这产生在中心具有暗场的环形光分布。在通过轴椎镜40后，激光束33照射到包括透镜37、38并具有可变距离D的透镜布置上，该透镜布置以变焦透镜的方式起作用，并且扩展激光束33。中性滤光器39布置在微反射镜32方向上光路的又一光程(course)中。轴椎镜40的两个圆锥透镜之间的距离B设置结合两个透镜37与38之间的距离D设置使得为微反射镜阵列32上的部分区域102和/或101交替或共同照射成为可能。另外，用于光束均匀化的布置可安排(图13中未示出)在轴椎镜40的光路上游中。

光束调节可实现为使得在微反射镜阵列32上的任何期望光分布是可能的，如多极、段或诸如此类。为此，在适当时，可以修改轴椎镜40的圆锥透镜的几何形状；例如，可想到圆锥透镜的棱镜实施例。

微反射镜阵列32的轴外照射也是可能的。为此，在激光束33与轴椎镜40之间的相对定向会更换；例如，在轴椎镜40上激光束33的位置在z-y平面中位移。这例如可通过安排在布置上游的两个可倾斜反射镜(未示出)而实现。这使得通过向上位移激光束33(z方向)只为微反射镜阵列32的上部分区域照射成为可能。

对于已经在微反射镜阵列32平面上的光瞳平面31中的强度校正，例如可使用图15中所示的中性滤光器39。在图15中所示的中性滤光器39中，光在中央区域231中衰减的程度大于在外围区域232中。在此情况下，区域231对应于微反射镜32上的区域101，区域232对应于微反射镜阵列32上的部分区域102。中性滤光器39的实施例取决于参数D和B的量值。因此，视所选的设置而定，必需将不同的中性滤光器39引入光束路径中。在此情况下，要快速更换中性滤光器，可求助于参照图1到图8所示的概念。

对应地，图1-8中所示的示教可用于操控图11、图12和图14中所示的光学组件1、1′、1″；当然，其独立实现同样是可能的。

下面参照图16描述用于设定期望设置的又一可能性，这完全在系统中没有线性加速质量块并且没有与其相关联的惯性作用的情况下完成；光学组件1相应地实现为例如圆形的旋转盘，其具有实施为圆形部分的部分元件1′1′。在原则上，实施光学组件1，使得它具有至少两个光学元件，每个元件可在特定频率f周期性地被引入到用于照射的光束(例如激光束33等)中便足够。在使用旋转圆盘的情况下，光学组件1的旋转角度频率2πf此处例如对应于用于照射的激光的脉冲频率。这具有的效果是用于照射的光始终入射在旋转光学组件1的同一光学部分元件1′或1″上。在使用CW(连续波)激光时，必需的脉冲可例如通过使用周期性操作的遮光器或斩波器盘生成。选择要使用的部分元件1′或1″及因此选择期望设置在此情况下通过用于相应曝光的激光脉冲序列的开始瞬间(即所谓的猝发)而实现。此变型的主要优点是更改设置不需要光路中且因此不需要系统中光学元件的任何加速线性或旋转移动。这意味着不会有由于惯性力的振荡输入系统中。通过同步地、暂时受控地选择相应猝发的开始瞬间，来完全以电子方式选择设置。为获得暂时稳定的辐射分布，在相应的部分元件1′或1″保持在光束33中时，如果部分元件1′和1″生成的辐射分布不更改，则这是有利的，这具体而言可通过部件元件1′或1″的对应几何形状配置而实现。为了在相应部分元件1′或1″进入或退出光束33中时将不合需要的影响降到最低，可选择脉冲的长度和开始与结束瞬间，使得相应部分元件1′和1″的进入和退出在脉冲之间的黑暗阶段实现；换而言之，在此情况下，脉冲光束33只偶尔完全位于部分元件1′或1″之一上。

Claims (38)

1.一种光刻投影曝光设备，包括

-可通过以下方式移动一段距离的光学组件(1)

-沿直线(112)

-在5毫秒与500毫秒之间的定位时间内，

其中

-所述直线(112)具有在0°与90°之间的极角和方位角，以及

-所述直线(112)与光轴(200)之间的距离小于所述投影曝光设备的投影曝光束的横截面尺寸；

其中

-所述光学组件(1)由具有引导方向的引导单元引导，并且

-由具有驱动方向的驱动单元(300)通过驱动力驱动，使得

-由所述光学组件(1)的惯性力和与所述光学组件(1)同时移动的可能组件的惯性力生成的转矩和对所述引导单元起作用的所述驱动力生成的转矩相互补偿降到小于10％的量值。

2.如权利要求1所述的投影曝光设备，其特征在于由所述驱动单元(300)在垂直于所述引导方向的方向上传导到所述引导单元的力小于在所述直线(112)方向上所述驱动力的10％。

3.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于所述光学组件(1)的惯性力和与所述光学组件同时移动的可能组件的惯性力生成的转矩和所述驱动力生成的转矩累加为零，并且在于在垂直于所述引导方向的方向上的力为零。

4.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于所述光学组件(1)的可移动距离在20毫米与1000毫米之间。

5.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于在不考虑生产和准直容差的情况下，所述引导方向与所述直线(112)平行。

6.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于所述极角为0°，并且所述直线(112)因而竖直延伸。

7.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于所述极角为90 °，并且所述直线(112)因而水平延伸。

8.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于所述直线(112)平行于所述光轴(200)竖直地延伸。

9.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于所述直线(112)垂直于所述光轴(200)竖直地延伸。

10.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于所述直线(112)与所述光轴(200)相交。

11.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于所述光学组件(1)相对于所述直线(112)光学集中。

12.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于引导轴(460，60)和驱动轴(360)重合。

13.如权利要求12所述的投影曝光设备，其特征在于所述引导单元包括由导轨(63)引导并在所述引导方向上具有间隔量值SL的引导区的滑动件(62)，其中所述导轨(63)和所述滑动件(62)具有支承游隙y，并且其中在所述直线(112)方向上发生的与所述导轨间隔量值为b的所述光学组件的振荡幅度L之间，符合关系SL＞y*b/L。

14.如权利要求13所述的投影曝光设备，其特征在于所述引导区的量值SL大于三倍的所述光学组件(1)质心相对于所述导轨的距离。

15.如权利要求14所述的投影曝光设备，其特征在于所述引导区的量值SL大于十倍的所述光学组件(1)质心相对于所述导轨的距离。

16.如权利要求1或2所述的投影曝光设备，其特征在于在不考虑生产和准直容差的情况下，所述引导方向具有相对于所述驱动方向的平行偏移。

17.如权利要求16所述的投影曝光设备，其特征在于所述驱动力在所述光学组件(1)和与所述光学组件(1)同时移动的可能组件的共同质心上起作用。

18.如权利要求16所述的投影曝光设备，其特征在于所述驱动力在所述光学组件(1)的两个边缘区域上起作用，其中连接所述边缘区域的连接直线通过光学组件(1)和与所述光学组件(1)同时移动的可能组件的共同质心延伸。

19.如权利要求18所述的投影曝光设备，其特征在于在不考虑生产和 准直容差的情况下，在所述边缘区域上起作用的驱动力由具有平行的驱动方向的可单独控制或可单独调整的驱动单元(300)生成。

20.一种光刻投影曝光设备，包括

-可通过以下方式移动一段距离的光学组件(1)

-沿直线(112)

-在定位时间内，

其中

-所述直线(112)具有在0°与90°之间的极角和方位角，以及

-所述直线(112)与光轴(200)之间的距离小于所述投影曝光设备的投影曝光束的横截面尺寸；其中

-所述光学组件(1)由具有引导方向的引导单元引导，并且

-由具有驱动方向的驱动单元(300)通过驱动力驱动，使得

-由所述光学组件(1)的惯性力和与所述光学组件(1)同时移动的可能组件的惯性力生成的转矩和作用于所述引导单元的由所述驱动力生成的转矩相互补偿，降到小于10％的量值,

其特征在于平衡质块M_A布置在相对于引导轴(460，60)与所述光学组件(1)相对的一侧上，使得所述光学组件(1)、所述平衡质块M_A、和所述引导单元包括的滑动件(62)所产生的并作用于所述引导单元的惯性力总体上没有导致垂直于所述引导方向的转矩。

21.如权利要求20所述的投影曝光设备，其特征在于由所述驱动单布(300)在垂直于所述引导方向的方向上传导到所述引导单元的力小于在所述直线(112)方向上所述驱动力的10％。

22.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于所述光学组件(1)的惯性力和与所述光学组件同时移动的可能组件的惯性力生成的转矩和所述驱动力生成的转矩累加为零，并且在于在垂直于所述引导方向的方向上的力为零。

23.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于所述光学组件(1)的可移动距离在20毫米与1000毫米之间。

24.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于在不考虑生产和准直容差的情况下，所述引导方向与所述直线(112)平行。 

25.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于所述极角为0°，并且所述直线(112)因而竖直延伸。

26.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于所述极角为90°，并且所述直线(112)因而水平延伸。

27.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于所述直线(112)平行于所述光轴(200)竖直地延伸。

28.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于所述直线(112)垂直于所述光轴(200)竖直地延伸。

29.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于所述直线(112)与所述光轴(200)相交。

30.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于所述光学组件(1)相对于所述直线(112)光学上定中心。

31.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于引导轴(460，60)和驱动轴(360)重合。

32.如权利要求31所述的投影曝光设备，其特征在于所述引导单元包括滑动件(62)，所述滑动件(62)由导轨(63)引导并在所述引导方向上具有间隔量值SL的引导区，其中所述导轨(63)和所述滑动件(62)具有支承游隙y，并且其中在所述直线(112)方向上发生的与所述导轨间隔量值为b的所述光学组件的振荡幅度L之间，符合关系SL＞y*b/L。

33.如权利要求32所述的投影曝光设备，其特征在于所述引导区的量值SL大于三倍的所述光学组件(1)质心相对于所述导轨的距离。

34.如权利要求33所述的投影曝光设备，其特征在于所述间隔引导区的量值SL大于十倍的所述光学组件(1)质心相对于所述导轨的距离。

35.如权利要求20或21所述的投影曝光设备，其特征在于在不考虑生产和准直容差的情况下，所述引导方向具有相对于所述驱动方向的平行偏移。

36.如权利要求35所述的投影曝光设备，其特征在于所述驱动力作用于所述光学组件(1)和与所述光学组件(1)同时移动的可能组件的共同质心。

37.如权利要求35所述的投影曝光设备，其特征在于所述驱动力作用于所述光学组件(1)的两个边缘区域，其中连接所述边缘区域的连接直线通过 光学组件(1)和与所述光学组件(1)同时移动的可能组件的共同质心延伸。

38.如权利要求37所述的投影曝光设备，其特征在于在不考虑生产和准直容差的情况下，作用于所述边缘区域的驱动力由具有平行的驱动方向的可单独控制或可单独调整的驱动单元(300)生成。 

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