DE102021205278A1

DE102021205278A1 - Einstellbarer Abstandshalter, Optisches System, Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren

Info

Publication number: DE102021205278A1
Application number: DE102021205278.9A
Authority: DE
Inventors: Boaz Pnini
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2041-05-22
Also published as: DE102021205278B4

Abstract

Ein einstellbarer Abstandshalter (300B) für ein optisches System (200), aufweisend ein erstes Gehäuseelement (360), ein zweites Gehäuseelement (362), und eine Getriebeeinrichtung (386), die das erste Gehäuseelement (360) mit dem zweiten Gehäuseelement (362) wirkverbindet, wobei die Getriebeeinrichtung (386) dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung des ersten Gehäuseelements (360) relativ zu dem zweiten Gehäuseelement (362) oder umgekehrt in eine lineare Bewegung des ersten Gehäuseelements (360) relativ zu dem zweiten Gehäuseelement (362) oder umgekehrt umzusetzen, um eine Höhe (h) des einstellbaren Abstandshalters (300B) stufenlos zu verändern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein einen einstellbaren Abstandshalter für ein optisches System, ein optisches System mit einem derartigen einstellbaren Abstandshalter, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen einstellbaren Abstandshalter und/oder einem derartigen optischen System und ein Verfahren zum Ausrichten eines ersten Elements des optischen Systems relativ zu einem zweiten Element des optischen Systems mit Hilfe eines derartigen einstellbaren Abstandshalters.
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, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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.
Vor der Inbetriebnahme einer derartigen Lithographieanlage ist es in der Regel erforderlich, Elemente, beispielsweise wie zuvor erwähnte Optiken, zu justieren. Diese Justage kann beispielsweise mit Hilfe von Distanzelementen oder Abstandshaltern (Engl.: Spacer) erfolgen. Hierzu werden zunächst erforderliche Dicken oder Höhen derartiger Abstandselemente beispielsweise mit Hilfe eines virtuellen Montagemodells oder mit Hilfe von Kurzschlussmessungen bestimmt. Um lange Durchlaufzeiten, insbesondere aufgrund des erforderlichen Schleifens der Abstandshalter, zu verhindern, wird ein Baukasten an Abstandshaltern unterschiedlichster Höhen- oder Dickenabstufung vorbereitet.
Die Abstandshalter werden dabei mit einer Genauigkeit von ± 2 µm geschliffen, um die gewünschten Prozesstoleranzen zu erreichen. Aufgrund kleiner Inkremente von 10 µm und einem üblicherweise erforderlichen großen Justagebereich von bis zu 0,5 mm, ist es daher erforderlich, eine große Anzahl an Abstandshaltern vorzubereiten. Der Aufwand des Handlings und der Logistik der Abstandshalter treibt die Kosten in die Höhe. Die Produktion und die Reinigung von hochpräzisen Abstandshaltern ist darüber hinaus sehr aufwändig.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Abstandshalter bereitzustellen.
Demgemäß wird ein einstellbarer Abstandshalter für ein optisches System vorgeschlagen. Der einstellbare Abstandshalter umfasst ein erstes Gehäuseelement, ein zweites Gehäuseelement, und eine Getriebeeinrichtung, die das erste Gehäuseelement mit dem zweiten Gehäuseelement wirkverbindet, wobei die Getriebeeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung des ersten Gehäuseelements relativ zu dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt in eine lineare Bewegung des ersten Gehäuseelements relativ zu dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt umzusetzen, um eine Höhe des einstellbaren Abstandshalters stufenlos zu verändern.
Dadurch, dass die Höhe des einstellbaren Abstandshalters stufenlos verändert oder verstellt werden kann, wird die Genauigkeit einer Einstellung der Höhe oder Dicke des einstellbaren Abstandshalters nicht durch eine hochpräzise und damit kostenaufwendige Herstellung erreicht, sondern mit Hilfe eines insensitiven Stellmechanismus in Form der Getriebeeinrichtung. Ein Austausch des einstellbaren Abstandshalters zur Einstellung seiner Höhe ist nicht erforderlich. Mit dem einstellbaren Abstandshalter kann mindestens die gleiche Stellgenauigkeit, das heißt die Abstufung der Höhe, erreicht werden wie mit dem bekannten Baukastenprinzip.
Der einstellbare Abstandshalter kann auch als einstellbares oder verstellbares Distanzelement (Engl.: Tunable Spacer) bezeichnet werden. Vorzugsweise ist dem einstellbaren Abstandshalter ein Koordinatensystem mit einer x-Richtung, einer senkrecht zu der x-Richtung orientierten y-Richtung und einer senkrecht zu der x-Richtung und senkrecht zu der y-Richtung orientierten z-Richtung zugeordnet. Die Richtungen können auch als Raumrichtungen bezeichnet werden. Insbesondere verläuft die Höhe des einstellbaren Abstandshalters entlang der z-Richtung. Das heißt, die Höhe oder Dicke des einstellbaren Abstandshalters entlang der z-Richtung kann mit Hilfe der Drehbewegung des ersten Gehäuseelements relativ zu dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt verstellt werden. „Oder umgekehrt“ heißt in diesem Fall, dass auch das zweite Gehäuseelement relativ zu dem ersten Gehäuseelement verdreht werden kann. Die z-Richtung kann auch als Hochrichtung, Höhenrichtung oder Dickenrichtung des einstellbaren Abstandshalters bezeichnet werden.
Unter einer „linearen Bewegung“ ist vorliegend eine Bewegung entlang und/oder parallel zu der entsprechenden Raumrichtung zu verstehen. Insbesondere ist unter der linearen Bewegung eine Bewegung entlang der z-Richtung zu verstehen. Darunter, dass die Höhe des einstellbaren Abstandshalters „stufenlos“ veränderbar ist, ist insbesondere zu verstehen, dass die Höhe zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert in einer beliebigen Vielzahl an Zwischenwerten eingestellt werden kann. Die Höhe oder Dicke des einstellbaren Abstandshalters lässt sich so insbesondere zwischen der Minimalhöhe und der Maximalhöhe stufenlos verstellen. Beispielsweise beträgt die Minimalhöhe 6 mm und die Maximalhöhe 8 mm. Es ergibt sich somit ein Stellbereich von 2 mm.
Das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement sind vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff aufgebaut. Beispielsweise sind das erste Gehäuseelement und/oder das zweite Gehäuseelement aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Stahllegierung gefertigt. Vorzugsweise sind sowohl das erste Gehäuseelement als auch das zweite Gehäuseelement jeweils rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse aufgebaut. Der einstellbare Abstandshalter weist somit eine scheibenförmige oder flache zylinderförmige Geometrie auf.
Dass die Getriebeeinrichtung das erste Gehäuseelement mit dem zweiten Gehäuseelement „wirkverbindet“, kann vorliegend bedeuten, dass das zweite Gehäuseelement mit Hilfe der Getriebeeinrichtung an dem ersten Gehäuseelement oder umgekehrt befestigt ist. Hierzu kann die Getriebeeinrichtung beispielsweise an den Gehäuseelementen vorgesehene Gewinde, einen Bajonettverschluss oder dergleichen aufweisen.
Dass die Getriebeeinrichtung die Drehbewegung des ersten Gehäuseelements relativ zu dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt die Drehbewegung des zweiten Gehäuseelements relativ zu dem ersten Gehäuseelement in die lineare Bewegung des ersten Gehäuseelements relativ zu dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt „umsetzt“, bedeutet vorliegend, dass die Getriebeeinrichtung dazu geeignet ist, die Drehbewegung in die lineare Bewegung umzuwandeln. Das heißt, bei der Drehbewegung des ersten Gehäuseelements relativ zu dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt des zweiten Gehäuseelements relativ zu dem ersten Gehäuseelement sorgt die Getriebeeinrichtung dafür, dass sich das erste Gehäuseelement linear relativ zu dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt bewegt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Getriebeeinrichtung ein an dem ersten Gehäuseelement angebrachtes Gewinde und ein an dem zweiten Gehäuseelement angebrachtes Gegengewinde, das in das Gewinde eingreift.
Das Gewinde und das Gegengewinde können Feingewinde sein. Beispielsweise weisen das Gewinde und das Gegengewinde jeweils eine Steigung von 1 mm auf. Beispielsweise können das Gewinde und das Gegengewinde jeweils ein Feingewinde M30 sein. Das Gewinde kann beispielsweise ein an dem ersten Gehäuseelement vorgesehenes Außengewinde sein. Dementsprechend kann das Gegengewinde ein an dem zweiten Gehäuseelement vorgesehenes Innengewinde sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das erste Gehäuseelement einen mittigen Durchbruch, durch den ein Befestigungselement hindurchführbar ist.
Das Befestigungselement kann beispielsweise eine Schraube oder dergleichen sein. Dadurch, dass der Durchbruch mittig durch das erste Gehäuseelement hindurchgeführt ist, wird eine ungleichmäßige Belastung des einstellbaren Abstandshalters bei einer Befestigung desselben mit dem Befestigungselement verhindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Durchbruch eine vieleckige Geometrie.
Beispielsweise ist der Durchbruch dreieckig, viereckig oder sechseckig. Hierdurch ist es möglich, dass in dem Durchbruch ein Werkzeug, beispielsweise ein Außensechskantschlüssel, aufgenommen wird, um das erste Gehäuseelement gegenüber dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt zu verdrehen, damit die Höhe eingestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Gehäuseelement ringförmig, wobei das zweite Gehäuseelement das erste Gehäuseelement zumindest abschnittsweise in sich aufnimmt.
Wie zuvor erwähnt, ist das zweite Gehäuseelement vorzugsweise rotationssymmetrisch zu seiner Symmetrieachse aufgebaut. Das erste Gehäuseelement ragt zumindest teilweise in das ringförmige zweite Gehäuseelement hinein. Dies schließt jedoch nicht aus, dass das erste Gehäuseelement zumindest teilweise auch außerhalb des zweiten Gehäuseelements angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das erste Gehäuseelement einen kreiszylinderförmigen Basiskörper und einen topfförmigen Anzeigekörper, wobei zwischen dem Basiskörper und dem Anzeigekörper ein ringförmiger Spalt vorgesehen ist, und wobei der Spalt das zweite Gehäuseelement zumindest abschnittsweise in sich aufnimmt.
Der Basiskörper und der Anzeigekörper sind vorzugsweise fest miteinander verbunden. Beispielsweise können der Basiskörper und der Anzeigekörper miteinander verlötet, verschweißt oder verklebt sein. Alternativ kann das erste Gehäuseelement auch ein einteiliges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil bilden. „Einteilig“ oder „einstückig“ bedeutet vorliegend, dass der Basiskörper und der Anzeigekörper ein gemeinsames Bauteil, nämlich das erste Gehäuseelement, bilden und nicht aus unterschiedlichen Bauteilen zusammengesetzt sind. „Materialeinstückig“ bedeutet vorliegend, dass das erste Gehäuseelement durchgehend aus demselben Werkstoff gefertigt ist. An dem Basiskörper ist der zuvor erwähnte Durchbruch vorgesehen. Der Basiskörper weist vorzugsweise ferner das zuvor erwähnte Gewinde auf. Der Anzeigekörper umfasst eine hohlzylinderförmige Wandung, welche um den Basiskörper und um das zweite Gehäuseelement umläuft. Die Wandung ist über einen scheibenförmigen Basisabschnitt mit dem Basiskörper fest verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das zweite Gehäuseelement Bohrungen, wobei sich die Bohrungen axial in das zweite Gehäuseelement hinein erstrecken.
Vorzugsweise erstrecken sich die Bohrungen von einer Stirnseite oder Auflagefläche des zweiten Gehäuseelements in dieses hinein. In die Bohrungen kann ein Werkzeug eingeführt werden, welches ein Verdrehen der Gehäuseelemente zueinander erleichtert. „Axial“ bedeutet dabei insbesondere entlang der z-Richtung oder der Symmetrieachse des zweiten Gehäuseelements.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement jeweils an einer Außenfläche angebrachte Markierungen.
Vorzugsweise sind die Markierungen des ersten Gehäuseelements an dem zuvor erwähnten Anzeigekörper vorgesehen. Die Markierungen können beispielsweise als aufgedruckte Striche oder Vertiefungen, insbesondere Nuten, ausgebildet sein. Mit Hilfe der Markierungen ist eine genaue relative Einstellbarkeit der Gehäuseelemente zueinander möglich. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen zwei derartigen Markierungen 1 mm. Ein Verdrehen der Gehäuseelemente zueinander um eine Markierung kann dann beispielsweise zu einer Veränderung der Höhe um 10 µm führen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der einstellbare Abstandshalter eine erste Auflagefläche und eine zweite Auflagefläche, wobei sich die erste Auflagefläche und die zweite Auflagefläche bei der Drehbewegung des ersten Gehäuseelements relativ zu dem zweiten Gehäuseelement oder umgekehrt linear aufeinander zu oder voneinander weg bewegen, um die Höhe des einstellbaren Abstandshalters stufenlos zu verändern.
Die erste Auflagefläche und die zweite Auflagefläche sind vorzugsweise geschliffen. Die erste Auflagefläche und die zweite Auflagefläche sind parallel zueinander angeordnet. Bei einem Einschrauben des ersten Gehäuseelements in das zweite Gehäuseelement bewegen sich die Auflageflächen linear aufeinander zu, wodurch sich die Höhe verkleinert. Bei einem Herausschrauben des ersten Gehäuseelements aus dem zweiten Gehäuseelement bewegen sich die Auflageflächen voneinander weg, wodurch sich die Höhe des einstellbaren Abstandshalters vergrößert. Die erste Auflagefläche ist dem ersten Gehäuseelement zugeordnet. Die zweite Auflagefläche ist dem zweiten Gehäuseelement zugeordnet.
Ferner wird ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst ein Element, insbesondere ein optisches Element, und einen wie zuvor erläuterten einstellbaren Abstandshalter, wobei das Element mit Hilfe des stufenlosen Veränderns der Höhe des einstellbaren Abstandshalters von einer Ist-Lage in eine Soll-Lage verbringbar ist.
Das Element kann beispielsweise ein Spiegel, eine Linse, eine Blende, ein Endstopp, ein Tragrahmen oder dergleichen sein. Das optische System ist bevorzugt eine Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Vorzugsweise umfasst das optische System mehrere Abstandshalter. Das Element weist insbesondere sechs Freiheitsgrade, nämlich drei translatorische Freiheitsgrade, jeweils entlang der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung sowie drei rotatorische Freiheitsgrade jeweils um die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung auf.
Das heißt, eine Position und eine Orientierung des Elements können mit Hilfe der sechs Freiheitsgrade bestimmt oder beschrieben werden. Unter der „Position“ des Elements sind insbesondere dessen Koordinaten oder die Koordinaten eines an dem Element vorgesehenen Messpunkts bezüglich der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung zu verstehen. Unter der „Orientierung“ des Elements ist insbesondere dessen Verkippung bezüglich der drei Raumrichtungen zu verstehen. Das heißt, das Element kann um die x-Richtung, die y-Richtung und/oder die z-Richtung verkippt werden. Hiermit ergeben sich die sechs Freiheitsgrade für die Position und/oder Orientierung des Elements. Eine „Lage“ des Elements umfasst sowohl dessen Position als auch dessen Orientierung. Mit Hilfe mehrerer einstellbarer Abstandshalter lässt sich die Lage des Elements justieren oder ausrichten. Unter „Justage“ oder „Ausrichten“ kann vorliegend ein Verbringen des Elements von seiner Ist-Lage in seine Soll-Lage verstanden werden. Die Ist-Lage kann beispielsweise vermessen und die Soll-Lage kann beispielsweise errechnet, insbesondere mit Hilfe eines Korrekturrezepts errechnet, werden.
Weiterhin wird eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen einstellbaren Abstandshalter und/oder einem derartigen optischen System vorgeschlagen.
Die Projektionsbelichtungsanlage kann mehrere einstellbare Abstandshalter und/oder mehrere optische Systeme umfassen. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Ausrichten eines ersten Elements eines optischen Systems relativ zu einem zweiten Element des optischen Systems mit Hilfe eines wie zuvor erläuterten einstellbaren Abstandshalters vorgeschlagen, der zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element angeordnet ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bestimmen einer Ist-Lage des ersten Elements, b) Bestimmen einer Soll-Lage des ersten Elements, c) Entlasten des einstellbaren Abstandshalters, d) stufenloses Verändern einer Höhe des einstellbaren Abstandshalters mit Hilfe einer Drehbewegung eines ersten Gehäuseelements des einstellbaren Abstandshalters relativ zu einem zweiten Gehäuseelement des einstellbaren Abstandshalters oder umgekehrt, um das erste Element von der Ist-Lage in die Soll-Lage zu verbringen, und e) Belasten des einstellbaren Abstandshalters.
Das erste Element kann ein optisches Element, wie beispielsweise ein Spiegel, sein, welches von dem zweiten Element gestützt oder getragen wird. Das erste Element kann auch eine Linse sein. Beispielsweise kann das zweite Element ein Tragrahmen der Projektionsbelichtungsanlage sein. Dass der einstellbare Abstandshalter zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element angeordnet ist, bedeutet vorliegend, dass der einstellbare Abstandshalter auf einem der beiden Elemente aufliegt, wobei das andere der beiden Elemente auf dem Abstandshalter aufliegt. Dies schließt jedoch nicht aus, dass der Abstandshalter zwischen den beiden Elementen entnommen werden kann. Der einstellbare Abstandshalter kann jedoch, beispielsweise mit Hilfe des zuvor erwähnten Befestigungselements, mit dem ersten Element und/oder dem zweiten Element fest verbunden werden. Wie zuvor erwähnt, umfasst die Lage jeweils die Position und die Orientierung des ersten Elements. Unter dem „Entlasten“ des einstellbaren Abstandshalters ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass der einstellbare Abstandshalter von einer Gewichtskraft des ersten Elements entlastet wird. Dies kann beispielsweise durch ein Anheben des ersten Elements erzielt werden. Das stufenlose Verändern der Höhe des einstellbaren Abstandshalters erfolgt somit kraftlos. Hierzu kann der einstellbare Abstandshalter beispielsweise zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entnommen werden. Unter dem „Belasten“ des einstellbaren Abstandshalters ist dementsprechend zu verstehen, dass dieser beispielsweise wieder mit der Gewichtskraft des ersten Elements belastet wird. Bei dem Belasten des einstellbaren Abstandshalters kann dieser sich beispielsweise um wenige Mikrometer setzen. Erst nach oder bei dem Belasten des einstellbaren Abstandshalters durch das erste Element wird dieses in seine Soll-Lage verbracht.
Gemäß einer Ausführungsform wird das erste Element bei dem Schritt c) von dem einstellbaren Abstandshalter abgehoben, wobei das erste Element bei dem Schritt e) auf dem einstellbaren Abstandshalter abgesetzt wird.
Vorzugsweise wird das erste Element vollständig von dem einstellbaren Abstandshalter abgehoben, so dass dieses keinen Kontakt mehr mit dem einstellbaren Abstandshalter hat. Der einstellbare Abstandshalter kann dann beispielsweise aus dem optischen System entnommen und dessen Höhe stufenlos verstellt werden. Nach dem Schritt e) wirkt die gesamte Gewichtskraft des ersten Elements wieder auf den Abstandshalter.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Ist-Lage des ersten Elements in dem Schritt a) vermessen oder errechnet und/oder die Soll-Lage des ersten Elements wird in dem Schritt b) errechnet.
Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines virtuellen Montagemodells oder mit Hilfe von Kurzschlussmessungen erfolgen. Unter einer „Kurzschlussmessung“ ist vorliegend zu verstehen, dass das optische System mit Standard- oder Nominalspacern vollständig zusammengebaut und anschließend vermessen wird. Die Soll-Lage des ersten Elements kann in dem Schritt b) beispielsweise anhand eines Korrekturrezepts errechnet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Ist-Lage des ersten Elements in dem Schritt a) relativ zu dem zweiten Element bestimmt.
Das heißt insbesondere, dass das zweite Element als Bezugspunkt oder Referenz für das erste Element dient.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die für den vorgeschlagenen einstellbaren Abstandshalter beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene optische System, die vorgeschlagene Projektionsbelichtungsanlage und das vorgeschlagene Verfahren entsprechend und umgekehrt.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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.

1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems für die Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1;
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Abstandshalters für das optische System gemäß 2;
4 zeigt eine weitere schematische Ansicht des Abstandshalters gemäß 3;
5 zeigt eine weitere schematische Ansicht des Abstandshalters gemäß 3;
6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Abstandshalters gemäß 3;
7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Gehäuseelements für den Abstandshalter gemäß 3;
8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Verschiebeelements für den Abstandshalter gemäß 3;
9 zeigt eine schematische perspektivische Teilansicht des Abstandshalters gemäß 3;
10 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Abstandshalters für das optische System gemäß 2;
11 zeigt eine schematische perspektivische Teilschnittansicht des Abstandshalters gemäß 10; und
12 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Ausrichten eines ersten Elements relativ zu einem zweiten Element des optischen Systems gemäß 2.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht.
Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.
In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab 6 bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.
Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
2 zeigt ein optisches System 200. Das optische System 200 kann Teil einer wie zuvor erläuterten Projektionsbelichtungsanlage 1 sein. Das optische System 200 kann beispielsweise Teil einer Beleuchtungsoptik 4 beziehungsweise einer Projektionsoptik 10 oder eine Beleuchtungsoptik 4 beziehungsweise eine Projektionsoptik 10 sein.
Das optische System 200 umfasst ein erstes Element 202. Das erste Element 202 kann beispielsweise ein optisches Element, insbesondere einer der Spiegel M1 bis M6 sein. Das erste Element 202 kann jedoch auch ein Tragrahmen (Engl.: Force Frame), ein Stellelement oder Aktuator zum Ausrichten eines optischen Elements, ein Endstopp eines optischen Elements, Teil eines aktiven Vibrationsisolationssystems (Engl: Active Vibration Isolation System, AVIS), insbesondere zur Aufhängung eines Sensorrahmens (Engl.: Sensor Frame), oder dergleichen sein. Das erste Element 202 weist eine Gewichtskraft G auf.
Das optische System 200 umfasst ferner ein zweites Element 204. Das zweite Element 204 kann eine Basis des optischen Systems 200 sein. Die Basis kann auch als feste Welt des optischen Systems 200 bezeichnet werden. Beispielsweise kann das zweite Element 204 auch ein wie zuvor erwähnter Tragrahmen des optischen Systems 200 sein. In diesem Fall kann das erste Element 202 beispielsweise ein wie zuvor erläutertes optisches Element sein, das von dem zweiten Element 204 getragen oder gestützt wird.
Das erste Element 202 weist insbesondere gegenüber dem zweiten Element 204 sechs Freiheitsgrade, nämlich drei translatorische Freiheitsgrade jeweils entlang der x-Richtung x, der y-Richtung y und der z-Richtung z sowie drei rotatorische Freiheitsgrade jeweils um die x-Richtung x, die y-Richtung y und die z-Richtung z auf. Das heißt, eine Position und eine Orientierung des ersten Elements 202 können mit Hilfe der sechs Freiheitsgrade bestimmt oder beschrieben werden. Die Richtungen x, y, z können auch als Raumrichtungen bezeichnet werden.
Unter der „Position“ des ersten Elements 202 sind insbesondere dessen Koordinaten oder die Koordinaten eines an dem ersten Element 202 vorgesehenen Messpunkts bezüglich der x-Richtung x, der y-Richtung y und der z-Richtung z zu verstehen. Unter der „Orientierung“ des ersten Elements 202 ist insbesondere dessen Verkippung bezüglich der drei Raumrichtungen x, y, z zu verstehen. Das heißt, das erste Element 202 kann um die x-Richtung x, die y-Richtung y und/oder die z-Richtung z verkippt werden. Hiermit ergeben sich die sechs Freiheitsgrade für die Position und/oder Orientierung des ersten Elements 202. Eine „Lage“ des ersten Elements 202 umfasst sowohl dessen Position als auch dessen Orientierung.
Zwischen dem ersten Element 202 und dem zweiten Element 204 ist eine Schnittstelle (Engl.: Interface) 206 vorgesehen. An der Schnittstelle 206 ist das erste Element 202 mit dem zweiten Element 204 gekoppelt. Der Schnittstelle 206 sind eine Oberfläche 208 des ersten Elements 202 und eine Oberfläche 210 des zweiten Elements 204 zugeordnet. Die Oberflächen 208, 210 sind einander zugewandt.
Vor der Inbetriebnahme, beispielsweise vor dem Belichtungsbetrieb, des optischen Systems 200 ist es erforderlich, die Position und/oder Orientierung des ersten Elements 202 anzupassen. Beispielsweise kann das erste Element 202 hierzu in einem von den Richtungen x, y, z aufgespannten Koordinatensystem justiert oder ausgerichtet werden, oder das erste Element 202 wird relativ zu dem zweiten Element 204 justiert oder ausgerichtet.
Unter „Justage“ oder „Ausrichten“ kann vorliegend ein Verbringen des ersten Elements 202 von einer Ist-Lage IL (in der 2 mit durchgezogenen Linien dargestellt und mit dem Bezugszeichen 202 versehen) in eine Soll-Lage SL (in der 2 mit gestrichelten Linien dargestellt und mit dem Bezugszeichen 202' versehen) verstanden werden. Die Ist-Lage IL kann beispielsweise vermessen und die Soll-Lage SL kann beispielsweise errechnet, insbesondere mit Hilfe eines Korrekturrezepts errechnet, werden.
Die Justage des ersten Elements 202 kann beispielsweise mit Hilfe von Distanzelementen oder Abstandshaltern (Engl.: Spacer) erfolgen. Hierzu werden zunächst erforderliche Dicken oder Höhen derartiger Abstandselemente beispielsweise mit Hilfe eines virtuellen Montagemodells oder mit Hilfe von Kurzschlussmessungen bestimmt. Unter einer „Kurzschlussmessung“ ist vorliegend zu verstehen, dass das optische System 200 mit Standard- oder Nominalspacern vollständig zusammengebaut und anschließend vermessen wird.
Um lange Durchlaufzeiten, insbesondere aufgrund des erforderlichen Schleifens der Abstandshalter, zu verhindern, wird ein Baukasten an Abstandshaltern unterschiedlichster Höhen- oder Dickenabstufung vorbereitet. Die Abstandshalter werden dabei mit einer Genauigkeit von ± 2 µm geschliffen, um die gewünschten Prozesstoleranzen zu erreichen. Mehrere Abstandshalter können zu einem Spacerpaket zusammengefasst werden. Aufgrund kleiner Inkremente von 10 µm und einem üblicherweise erforderlichen großen Justagebereich von 0,5 bis 1 mm, ist es erforderlich, eine große Anzahl an Abstandshaltern vorzubereiten. Beispielsweise müssen für eine wie zuvor erläuterte Projektionsoptik 10 bis zu über 1000 Abstandshalter vorgehalten werden. Der Aufwand des Handlings und der Logistik der Abstandshalter treibt die Kosten in die Höhe. Außerdem sind lange Durchlaufzeiten zu erwarten. Die Produktion und die Reinigung von hochpräzisen Abstandshaltern ist weiterhin sehr aufwändig.
Um die Justage gegenüber bekannten Abstandshaltern zu erleichtern, ist an der Schnittstelle 206 ein einstellbarer Abstandshalter (Engl.: Tunable Spacer) 300 vorgesehen. Mit dem in der 2 gezeigten Abstandshalter 300 kann die Position des ersten Elements 202 in der z-Richtung z eingestellt werden. Es kann eine Vielzahl derartiger Abstandshalter 300 vorgesehen sein, so dass die Position und/oder Orientierung des ersten Elements 202 insbesondere bezüglich des zweiten Elements 204 justiert werden kann. Durch den Abstandshalter 300 kann ein Befestigungselement 212, beispielsweise eine Schraube, hindurchgeführt sein. Bevorzugt ist dem Abstandshalter 300 ein von den drei Raumrichtungen x, y, z gebildetes Koordinatensystem zugeordnet. Das heißt, die Raumrichtungen x, y, z sind dem Abstandshalter 300 zugeordnet.
3 und 4 zeigen eine Ausführungsform eines wie zuvor erwähnten Abstandshalters 300A. Der Abstandshalter 300A umfasst ein erstes Gehäuseelement 302 und ein zweites Gehäuseelement 304. Die Gehäuseelemente 302, 304 können identisch aufgebaut sein. Die Gehäuseelemente 302, 304 können spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 306 positioniert sein.
Das erste Gehäuseelement 302 umfasst eine erste Gleitebene oder erste Gleitfläche 308, die in einem ersten Neigungswinkel α1 relativ zu einer Außenfläche 310 des ersten Gehäuseelements 302 geneigt ist. Der Neigungswinkel α1 ist vorzugsweise kleiner als 10°, beispielsweise 5° bis 8°. Dementsprechend umfasst das zweite Gehäuseelement 304 eine zweite Gleitebene oder zweite Gleitfläche 312, die in einem zweiten Neigungswinkel α2 relativ zu einer Außenfläche 314 des zweiten Gehäuseelements 304 geneigt ist. Die Neigungswinkel α1, α2 sind bevorzugt gleich groß. Alternativ können die Neigungswinkel α1, α2 auch unterschiedlich groß sein. Die Außenflächen 310, 314 liegen an den Oberflächen 208, 210 der Elemente 202, 204 an. Die Neigungswinkel α1, α2 können auch als Keilwinkel bezeichnet werden.
Der Abstandshalter 300A umfasst weiterhin ein zwischen den Gehäuseelementen 302, 304 angeordnetes und gegenüber diesen linear verschiebbares Verschiebeelement 316. Das Verschiebeelement 316 ist keilförmig. Daher kann das Verschiebeelement 316 auch als Keilelement bezeichnet werden. Das Verschiebeelement 316 ist bevorzugt spiegelsymmetrisch zu der Symmetrieebene 306 aufgebaut.
Das Verschiebeelement 316 umfasst eine erste Gleitebene oder erste Gleitfläche 318, die an der ersten Gleitfläche 308 des ersten Gehäuseelements 302 anliegt und auf dieser abgleiten kann. Das Verschiebeelement 316 umfasst ferner eine zweite Gleitebene oder zweite Gleitfläche 320, die an der zweiten Gleitfläche 312 des zweiten Gehäuseelements 304 anliegt und auf dieser abgleiten kann. Die Gleitflächen 318, 320 sind spiegelsymmetrisch zu der Symmetrieebene 306 positioniert.
Die erste Gleitfläche 318 ist in einem ersten Neigungswinkel β1, der bevorzugt gleich dem ersten Neigungswinkel α1 ist, relativ zu der Symmetrieebene 306 geneigt. Die zweite Gleitfläche 320 ist in einem zweiten Neigungswinkel β2, der bevorzugt gleich dem zweiten Neigungswinkel α2 ist, relativ zu der Symmetrieebene 306 geneigt. Für den Fall, dass die Neigungswinkel α1, α2 unterschiedlich groß sind, sind auch die Neigungswinkel β1, β2 unterschiedlich groß, wobei jedoch die ersten Neigungswinkel α1, β1 und die zweiten Neigungswinkel α2, β2 jeweils gleich groß sind. Beispielsweise können auch die ersten Neigungswinkel α1, β1 oder die zweiten Neigungswinkel α2, β2 gleich 0° sein, so dass die entsprechenden Gleitflächen 308, 318 oder 312, 320 parallel zu der Symmetrieebene 306 positioniert sind. Die Neigungswinkel β1, β2 können auch als Keilwinkel bezeichnet werden.
Die Gleitflächen 308, 312, 318, 320 sind Teil einer Getriebeeinrichtung 322 des Abstandshalters 300A. Die Getriebeeinrichtung 322 ist dazu eingerichtet, eine lineare Bewegung des Verschiebeelements 316 in einer Raumrichtung, beispielsweise in der y-Richtung y, in eine lineare Bewegung zumindest eines der Gehäuseelemente 302, 304 in einer sich von der Raumrichtung, in der das Verschiebeelement 316 verlagert wird, unterscheidenden Raumrichtung, beispielsweise der z-Richtung z, umzusetzen. Das heißt, in der Orientierung der 3 gleiten bei einer linearen Verlagerung des Verschiebeelements 316 in der y-Richtung y die Gleitflächen 308, 312, 318, 320 aufeinander ab, wodurch sich die Gehäuseelemente 302, 304 in der z-Richtung z betrachtet voneinander weg bewegen. Hierdurch kann eine Höhe h des Abstandshalters 300A, die in der Orientierung der 3 parallel zu der z-Richtung z orientiert ist, eingestellt werden. Die Höhe h kann auch als Dicke bezeichnet werden. Die lineare Bewegung des Verschiebeelements 316 gegenüber den Gehäuseelementen 302, 304 ist in den 3 und 4 mit Hilfe eines Pfeils 324 verdeutlicht.
Der Abstandshalter 300A kann weiterhin ein optionales Federelement 326 umfassen. Das Federelement 326 kann eine Zylinderfeder, insbesondere eine Druckfeder, sein. Das Federelement 326 ist zwischen dem Verschiebeelement 316 und einem Festlager 328 positioniert. Insbesondere koppelt das Federelement 326 das Verschiebeelement 316 mit dem Festlager 328. Das Festlager 328 kann beispielsweise Teil eines der Gehäuseelemente 302, 304 des Abstandshalters 300A sein.
Der Abstandshalter 300A kann von einem in der 3 gezeigten unausgelenkten Zustand Z1 in einen in der 4 gezeigten ausgelenkten Zustand Z2 und umgekehrt verbracht werden. In dem ausgelenkten Zustand Z2 ist die Höhe h größer als in dem unausgelenkten Zustand Z1. Zwischen den Zuständen Z1, Z2 kann der Abstandshalter 300A stufenlos in eine beliebige Anzahl an Zwischenzuständen verbracht werden. Bei dem Verbringen des Abstandshalters 300A von dem unausgelenkten Zustand Z1 in den ausgelenkten Zustand Z2 und umgekehrt gleitet die Gleitfläche 308 auf der Gleitfläche 318 ab, und die Gleitfläche 312 gleitet auf der Gleitfläche 320 ab. In dem unausgelenkten Zustand Z1 ist die Höhe mit dem Bezugszeichen h versehen, und in dem ausgelenkten Zustand ist die Höhe mit dem Bezugszeichen h' versehen, wobei die Höhe h' größer als die Höhe h ist.
Bei dem Verbringen des Abstandshalters 300A von dem unausgelenkten Zustand Z1 in den ausgelenkten Zustand Z2 wird das Federelement 326 reversibel von einem unkomprimierten oder ungespannten Zustand Z10 in einen komprimierten oder gespannten Zustand Z20 verbracht. In dem gespannten Zustand Z20 bringt das Federelement 326 eine Federkraft F, insbesondere eine Druckkraft, auf das Verschiebeelement 316 auf, so dass das Verschiebeelement 316 in Richtung des unausgelenkten Zustands Z1 federvorgespannt ist.
5 zeigt eine weitere schematische Ansicht des Abstandshalters 300A wobei das Verschiebeelement 316 nur halb und das zweite Gehäuseelement 304 gar nicht gezeigt wird. Das erste Gehäuseelement 302 ist zur besseren Abgrenzung von dem Verschiebeelement 316 unschraffiert dargestellt. Wie zuvor erwähnt, wird zum Verstellen der Höhe h das Verschiebeelement 316 linear gegenüber den Gehäuseelementen 302, 304 bewegt. Mit Hilfe der Getriebeeinrichtung 322 lässt sich nun eine lineare Bewegung des Verschiebeelements 316 entlang einer Raumrichtung, beispielsweise entlang der y-Richtung y, um einen Verschiebeweg Δy in eine lineare Bewegung, nämlich eine Höhenänderung Δh, der Gehäuseelemente 302, 304 in einer anderen Raumrichtung, beispielsweise in der z-Richtung z, umsetzen.
Bei der in der 5 gezeigten Geometrie gilt tanβ1 = (Δh/2)/Δy oder tanα1 = (Δh/2)/Δy. Bei einem Verschiebeweg Δy des Verschiebeelements 316 entlang der y-Richtung y von beispielsweise 1 mm und einem angenommenen Neigungswinkel β1 von 5° ergibt sich dann für die Höhenänderung Δh = 2tanβ1Δy= 175 µm für den Fall, dass das Verschiebeelement 316 zwei Gleitflächen 318, 320 aufweist. Je kleiner der Neigungswinkel α1, α2, β1, β2 ist, desto geringer wird bei einem gleichbleibenden Verschiebeweg Δy die Höhenänderung Δh. Für den Fall, dass das Verschiebeelement 316 nur eine Gleitfläche 318, 320 aufweist, halbiert sich bei gleichem Verschiebeweg Δy die Höhenänderung Δh. Je kleiner der Neigungswinkel α1, α2, β1, β2 ist, desto kleiner sind die zu verwirklichenden Stellinkremente.
Der flache Neigungswinkel α1, α2, β1, β2 erhöht auch die Haftreibung zwischen dem Verschiebeelement 316 und den Gehäuseelementen 302, 304. Somit ist der Abstandshalter 300A selbsthemmend. Das heißt, der Abstandshalter 300A kann durch das Aufbringen von Kräften auf die Außenflächen 310, 314 der Gehäuseelemente 302, 304 nicht von dem ausgelenkten Zustand Z2 in den unausgelenkten Zustand Z1 verbracht werden. Der Abstandshalter 300A ist somit im Vergleich zu einem unverstellbaren Abstandshalter nicht weniger steif und weist auch keine geringere Stabilität auf.
6 zeigt eine konkrete konstruktive Ausgestaltung des Abstandshalters 300A in einer schematischen perspektivischen Ansicht. 9 zeigt eine schematische perspektivische Teilansicht des Abstandshalters 300A. Der Abstandshalter 300A umfasst einen Durchbruch 330, der die beiden Gehäuseelemente 302, 304 sowie das Verschiebeelement 316 durchbricht. Der Durchbruch 330 kann eine langlochförmige Geometrie aufweisen, die sich in der y-Richtung y erstrecken kann.
Das heißt, eine Ausdehnung des Durchbruchs 330 entlang der y-Richtung y ist größer als dessen Ausdehnung entlang der x-Richtung x. Durch den Durchbruch 330 kann das Befestigungselement 212 hindurchgeführt sein. Hierdurch wird vermieden, dass das Befestigungselement 212 neben dem Abstandshalter 300A angeordnet werden muss, was zu einer Biegebelastung des ersten Elements 202 führen könnte. Der Durchbruch 330 ist im Wesentlichen mittig an dem Abstandshalter 300A vorgesehen.
Der Abstandshalter 300A umfasst zwei Verstellelemente 332, 334. Die Verstellelemente 332, 334 können Schrauben, insbesondere Zylinderschrauben, sein. Es sind ein erstes Verstellelement 332 und ein zweites Verstellelement 334 vorgesehen. Die Verstellelemente 332, 334 können Teil der Getriebeeinrichtung 322 sein. Mit Hilfe der Verstellelemente 332, 334 kann das Verschiebeelement 316 entgegen der Federkraft F des Federelements 326 um den Verschiebeweg Δy linear bewegt werden, um den Abstandshalter 300A von dem unausgelenkten Zustand Z1 in den ausgelenkten Zustand Z2 zu verbringen. Die Verstellelemente 332, 334 können dabei abwechselnd betätigt werden.
Zum Verbringen des Abstandshalters 300A von dem ausgelenkten Zustand Z2 in den unausgelenkten Zustand Z1 werden die Verstellelemente 332, 334 wieder gelöst, wodurch das Federelement 326 den Abstandshalter 300A wieder selbsttätig von dem ausgelenkten Zustand Z2 in den unausgelenkten Zustand Z1 verbringt.
Für den Fall, das der Abstandshalter 300A kein Federelement 326 aufweist, kann der Abstandshalter 300A auch durch ein Klopfen gegen die gelockerten Verstellelemente 332, 334 von dem ausgelenkten Zustand Z2 in den unausgelenkten zustand Z1 verbracht werden. Ferner kann der Abstandshalter 300A alternativ auch nur ein Verstellelement 332, 334 umfassen.
Das in der 7 in einer schematischen perspektivischen Ansicht gezeigte erste Gehäuseelement 302 ist identisch wie das zweite Gehäuseelement 304 aufgebaut. Die erste Gleitfläche 308 sowie die Außenfläche 310 des ersten Gehäuseelements 302 sind von einem Durchbruch 336 durchbrochen. Der Durchbruch 336 ist Teil des Durchbruchs 330. Beidseitig des Durchbruchs 336 sind Nuten 338, 340 für die Verstellelemente 332, 334 in der ersten Gleitfläche 308 vorgesehen. Des Weiteren ist an der ersten Gleitfläche 308 noch ein Aufnahmebereich 342 für das Federelement 326 vorgesehen. Der Aufnahmebereich 342 kann halbzylinderförmig sein. Das erste Gehäuseelement 302 kann aus einem Metallwerkstoff, beispielsweise aus einer Stahllegierung oder aus einer Aluminiumlegierung, gefertigt sein.
Das erste Gehäuseelement 302 umfasst ferner eine Rückwand 344 mit einem Durchbruch 346, durch den das zweite Verstellelement 334 hindurchgeführt ist. Das zuvor erwähnte Festlager 328 des Federelements 326 kann Teil der Rückwand 344 sein. Das erste Gehäuseelement 302 weist eine erste Führungsschiene 348 sowie eine parallel zu und beabstandet von der ersten Führungsschiene 348 angeordnete zweite Führungsschiene 350 auf. Die Führungsschienen 348, 350 können auch als Führungsflächen oder Führungswände bezeichnet werden. Wie die 6 zeigt, ist die zweite Führungsschiene 350 des ersten Gehäuseelements 302 innenseitig an der ersten Führungsschiene 348 des zweiten Gehäuseelements 304 geführt. Dementsprechend ist die zweite Führungsschiene 350 des zweiten Gehäuseelements 304 innenseitig an der ersten Führungsschiene 348 des ersten Gehäuseelements 302 geführt. Hierdurch können sich die Gehäuseelemente 302, 304 nicht gegeneinander verdrehen.
Das in der 8 in einer schematischen perspektivischen Ansicht gezeigte Verschiebeelement 316 umfasst ebenfalls einen die Gleitflächen 318, 320 durchbrechenden Durchbruch 352, der Teil des Durchbruchs 330 ist. Weiterhin weist das Verschiebeelement 316 einen ersten Aufnahmeabschnitt 354 für das erste Verstellelement 332 und einen zweiten Aufnahmeabschnitt 356 für das zweite Verstellelement 334 auf. Die Aufnahmeabschnitte 354, 356 können die Gleitflächen 318, 320 teilweise durchbrechen.
Jeder Aufnahmeabschnitt 354, 356 weist eine Gewindebohrung (nicht gezeigt) auf, in die das jeweilige Verstellelement 332, 334 eingeschraubt werden kann. Ein Aufnahmebereich 358, der als Durchbruch ausgebildet ist dient der Aufnahme des Federelements 326. Das Verschiebeelement 316 kann aus einem Metallwerkstoff, beispielsweise aus einer Stahllegierung oder aus einer Aluminiumlegierung, gefertigt sein.
Der Abstandshalter 300A weist gegenüber bekannten Abstandshaltern oder Spacern eine Vielzahl an Vorteilen auf. Die Genauigkeit der Einstellung der Höhe h wird nicht durch eine hochpräzise und damit kostenaufwändige Herstellung erreicht, sondern mit Hilfe eines insensitiven Stellmechanismus in Form der Getriebeeinrichtung 322. Ein Austausch des Abstandshalters 300A zur Einstellung der Höhe h ist nicht erforderlich. Vielmehr ist ein seitlicher Zugang zu den Verstellelementen 332, 334 ausreichend, um die Höhe h einzustellen. Mit dem Abstandshalter 300A kann mindestens die gleiche Stellgenauigkeit, das heißt, die Abstufung der Höhe h, erreicht werden wie mit dem zuvor erwähnten Baukastenprinzip. Der Abstandshalter 300A bietet eine Steifigkeit und Stabilität, die nicht schlechter ist als die eines bekannten Spacerpakets.
10 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Abstandshalters 300B. 11 zeigt eine schematische perspektivische Teilschnittansicht des Abstandshalters 300B. Der Abstandshalter 300B entspricht von seiner Funktionalität her im Wesentlichen der des Abstandshalters 300A.
Der Abstandshalter 300B umfasst ein erstes Gehäuseelement 360 und ein zweites Gehäuseelement 362. Das zweite Gehäuseelement 362 ist zumindest abschnittsweise in dem ersten Gehäuseelement 360 aufgenommen. Das erste Gehäuseelement 360 umfasst einen kreiszylinderförmigen Basiskörper 364 mit einem mittigen Durchbruch 366. Durch den Durchbruch 366 ist das Befestigungselement 212 hindurchgeführt. Der Durchbruch 366 kann beispielsweise rechteckig, oder wie in den 10 und 11 gezeigt, sechseckig sein. Der Durchbruch 366 kann zur Aufnahme eines Werkzeugs, beispielsweise eines Außensechskantschlüssels, geeignet sein. Außenseitig weist der Basiskörper 364 ein Gewinde 368 auf. Das Gewinde 368 ist ein Außengewinde. Das Gewinde 368 kann ein Feingewinde mit einer Steigung von 1 mm sein. Beispielsweise ist das Gewinde 368 ein Feingewinde M30.
Neben dem Basiskörper 364 umfasst das erste Gehäuseelement 360 einen topfförmigen Anzeigekörper 370. Der Anzeigekörper 370 weist eine hohlzylinderförmige Wandung 372 auf, an der strichförmige Markierungen 374 angebracht sind. Die Wandung 372 ist über einen scheibenförmigen Basisabschnitt 376 mit dem Basiskörper 364 verbunden. Der Basiskörper 364 und der Anzeigekörper 370 sind fest miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt, verlötet oder verschraubt. Der Basiskörper 364 und der Anzeigekörper 370 können auch einteilig, insbesondere materialeinstückig, miteinander verbunden sein.
„Einteilig“ oder „einstückig“ heißt dabei, dass der Basiskörper 364 und der Anzeigekörper 370 ein gemeinsames Bauteil, nämlich das erste Gehäuseelement 360, bilden und nicht aus unterschiedlichen Bauteilen zusammengesetzt sind. „Materialeinstückig“ heißt vorliegend, dass das erste Gehäuseelement 360 durchgehend aus demselben Material gefertigt ist. Beispielsweise können die Gehäuseelemente 360, 362 aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Stahllegierung gefertigt sein. Das erste Gehäuseelement 360 kann beispielsweise einen Außendurchmesser von 34 mm aufweisen. Der Basisabschnitt 376 und eine Stirnfläche 378 des Basiskörpers 364 bilden eine Auflagefläche 380 des ersten Gehäuseelements 360, die an der Oberfläche 208 des ersten Elements 202 anliegen kann.
Zwischen der umlaufenden Wandung 372 und dem Gewinde 368 ist ein ringförmiger Spalt 382 vorgesehen, in dem das zweite Gehäuseelement 362 angeordnet ist. Das zweite Gehäuseelement 362 ist ringförmig, so dass der Basiskörper 364 des ersten Gehäuseelements 360 in dem zweiten Gehäuseelement 362 aufgenommen ist.
Dem Gewinde 368 zugewandt, umfasst das zweite Gehäuseelement 362 ein Gegengewinde 384, das in das Gewinde 368 eingreift. Das Gegengewinde 384 ist ein Innengewinde. Das Gewinde 368 und das Gegengewinde 384 bilden eine Getriebeeinrichtung 386 des Abstandshalters 300B. Die Getriebeeinrichtung 386 ist dazu eingerichtet, eine Drehbewegung der Gehäuseelemente 360, 362 relativ zueinander in eine lineare Bewegung der Gehäuseelemente 360, 362 relativ zueinander entlang einer der Richtungen x, y, z, insbesondere entlang der z-Richtung z, umzusetzen, um eine Höhe h des Abstandshalters 300B zu verändern. Eine untere Stirnfläche des zweiten Gehäuseelements 362 bildet eine Auflagefläche 388, mit der das zweite Gehäuseelement 362 an der Oberfläche 210 des zweiten Elements 204 aufliegen kann.
Die Auflagefläche 388 weist mehrere Bohrungen 390, 392, 394, 396 auf, die sich in das zweite Gehäuseelement 362 hineinerstrecken. Außenseitig weist das zweite Gehäuseelement 362 Markierungen 398 auf, die mit den Markierungen 374 in Überdeckung gebracht werden können. Beispielsweise beträgt ein Abstand zwischen zwei Markierungen 374, 398 1 mm. Ein Verdrehen des ersten Gehäuseelements 360 gegenüber dem zweiten Gehäuseelement 362 um eine Markierung 374, 398 kann dann beispielsweise in eine Veränderung der Höhe h um 10 µm umgesetzt werden. Die Höhe h kann beispielsweise 6 bis 8 mm betragen. Es ergibt sich somit ein Justagebereich für die Höhe h von 2 mm.
Zum Verdrehen des ersten Gehäuseelements 360 gegenüber dem zweiten Gehäuseelement 363 kann in den Durchbruch 366 ein Werkzeug eingeführt werden. Ein weiteres Werkzeug greift in die Bohrungen 390, 392, 394, 396 ein, so dass die Gehäuseelemente 360, 362 gegeneinander verdreht werden können, um die Höhe h einzustellen.
12 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Verfahrens zum Ausrichten oder Justieren des ersten Elements 202 relativ zu dem zweiten Element 204 mit Hilfe des Abstandshalters 300B.
In einem Schritt S1 wird die Ist-Lage IL des ersten Elements 202 bestimmt. Die Ist-Lage IL kann vermessen werden. In einem Schritt S2 wird die Soll-Lage SL des ersten Elements 202 bestimmt. Die Soll-Lage SL kann beispielsweise errechnet werden. In einem Schritt S3 wird der Abstandshalter 300B entlastet. Unter „Entlasten“ ist vorliegend zu verstehen, dass die Gewichtskraft G des ersten Elements 202 nicht mehr auf dem Abstandshalter 300B lastet. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Abstandshalter 300B aus dem optischen System 200 ausgebaut wird. Ferner kann auch das erste Element 202 von dem Abstandshalter 300B abgehoben werden, so dass dieser lastfrei ist. In dem entlasteten Zustand wird der Abstandshalter 300B bevorzugt nur mit seinem Eigengewicht belastet.
In einem Schritt S4 wird die Höhe h des Abstandshalters 300B verändert oder eingestellt, um das erste Element 202 von der Ist-Lage IL in die Soll-Lage SL zu verbringen. Dies erfolgt dadurch, dass die Gehäuseelemente 360, 362 gegeneinander verdreht werden. In einem Schritt S5 wird der Abstandshalter 300B wieder belastet. Dies kann dadurch erfolgen, dass das erste Element 202 wieder auf den Abstandshalter 300B abgesenkt wird, so dass dessen Gewichtskraft G wieder auf den Abstandshalter 300B wirkt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Lichtquelle
4: Beleuchtungsoptik
5: Objektfeld
6: Objektebene
7: Retikel
8: Retikelhalter
9: Retikelverlagerungsantrieb
10: Projektionsoptik
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Wafer
14: Waferhalter
15: Waferverlagerungsantrieb
16: Beleuchtungsstrahlung
17: Kollektor
18: Zwischenfokusebene
19: Umlenkspiegel
20: erster Facettenspiegel
21: erste Facette
22: zweiter Facettenspiegel
23: zweite Facette
200: optisches System
202: Element
202': Element
204: Element
206: Schnittstelle
208: Oberfläche
210: Oberfläche
212: Befestigungselement
300: Abstandshalter
300A: Abstandshalter
300B: Abstandshalter
302: Gehäuseelement
304: Gehäuseelement
306: Symmetrieebene
308: Gleitfläche
310: Außenfläche
312: Gleitfläche
314: Außenfläche
316: Verschiebeelement
318: Gleitfläche
320: Gleitfläche
322: Getriebeeinrichtung
324: Pfeil
326: Federelement
328: Festlager
330: Durchbruch
332: Verstellelement
334: Verstellelement
336: Durchbruch
338: Nut
340: Nut
342: Aufnahmebereich
344: Rückwand
346: Durchbruch
348: Führungsschiene
350: Führungsschiene
352: Durchbruch
354: Aufnahmeabschnitt
356: Aufnahmeabschnitt
358: Aufnahmebereich
360: Gehäuseelement
362: Gehäuseelement
364: Basiskörper
366: Durchbruch
368: Gewinde
370: Anzeigekörper
372: Wandung
374: Markierung
376: Basisabschnitt
378: Stirnfläche
380: Auflagefläche
382: Spalt
384: Gegengewinde
386: Getriebeeinrichtung
388: Auflagefläche
390: Bohrung
392: Bohrung
394: Bohrung
396: Bohrung
398: Markierung
F: Federkraft
G: Gewichtskraft
h: Höhe
h': Höhe
IL: Ist-Lage
M1: Spiegel
M2: Spiegel
M3: Spiegel
M4: Spiegel
M5: Spiegel
M6: Spiegel
SL: Soll-Lage
S1: Schritt
S2: Schritt
S3: Schritt
S4: Schritt
S5: Schritt
x: x-Richtung
y: y-Richtung
z: z-Richtung
Z1: Zustand
Z2: Zustand
Z10: Zustand
Z20: Zustand
α1: Neigungswinkel
α2: Neigungswinkel
β1: Neigungswinkel
62: Neigungswinkel
Δh: Höhenänderung
Δy: Verschiebeweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008009600 A1 [0058, 0062]
US 2006/0132747 A1 [0060]
EP 1614008 B1 [0060]
US 6573978 [0060]
DE 102017220586 A1 [0065]
US 2018/0074303 A1 [0079]

Claims

Einstellbarer Abstandshalter (300B) für ein optisches System (200), aufweisend ein erstes Gehäuseelement (360), ein zweites Gehäuseelement (362), und eine Getriebeeinrichtung (386), die das erste Gehäuseelement (360) mit dem zweiten Gehäuseelement (362) wirkverbindet, wobei die Getriebeeinrichtung (386) dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung des ersten Gehäuseelements (360) relativ zu dem zweiten Gehäuseelement (362) oder umgekehrt in eine lineare Bewegung des ersten Gehäuseelements (360) relativ zu dem zweiten Gehäuseelement (362) oder umgekehrt umzusetzen, um eine Höhe (h) des einstellbaren Abstandshalters (300B) stufenlos zu verändern.
Einstellbarer Abstandshalter nach Anspruch 1, wobei die Getriebeeinrichtung (386) ein an dem ersten Gehäuseelement (360) angebrachtes Gewinde (368) und ein an dem zweiten Gehäuseelement (362) angebrachtes Gegengewinde (384) umfasst, das in das Gewinde (368) eingreift.
Einstellbarer Abstandshalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Gehäuseelement (360) einen mittigen Durchbruch (366) umfasst, durch den ein Befestigungselement (212) hindurchführbar ist.
Einstellbarer Abstandshalter nach Anspruch 3, wobei der Durchbruch (366) eine vieleckige Geometrie umfasst.
Einstellbarer Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das zweite Gehäuseelement (362) ringförmig ist, und wobei das zweite Gehäuseelement (362) das erste Gehäuseelement (360) zumindest abschnittsweise in sich aufnimmt.
Einstellbarer Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das erste Gehäuseelement (360) einen kreiszylinderförmigen Basiskörper (364) und einen topfförmigen Anzeigekörper (370) umfasst, wobei zwischen dem Basiskörper (364) und dem Anzeigekörper (370) ein ringförmiger Spalt (382) vorgesehen ist, und wobei der Spalt (382) das zweite Gehäuseelement (362) zumindest abschnittsweise in sich aufnimmt.
Einstellbarer Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1-6, wobei das zweite Gehäuseelement (362) Bohrungen (390, 392, 394, 396) umfasst, und wobei sich die Bohrungen (390, 392, 394, 396) axial in das zweite Gehäuseelement (362) hineinerstrecken.
Einstellbarer Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das erste Gehäuseelement (360) und das zweite Gehäuseelement (362) jeweils an einer Außenfläche angebrachte Markierungen (374, 398) umfassen.
Einstellbarer Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1-8, wobei der einstellbare Abstandshalter (300B) eine erste Auflagefläche (380) und eine zweite Auflagefläche (388) umfasst, wobei sich die erste Auflagefläche (380) und die zweite Auflagefläche (388) bei der Drehbewegung des ersten Gehäuseelements (360) relativ zu dem zweiten Gehäuseelement (362) oder umgekehrt linear aufeinander zu oder voneinander weg bewegen, um die Höhe (h) des einstellbaren Abstandshalters (300B) stufenlos zu verändern.
Optisches System (200) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), mit einem Element (202), insbesondere einem optischen Element, und einem einstellbaren Abstandshalter (300B) nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das Element (202) mit Hilfe des stufenlosen Veränderns der Höhe (h) des einstellbaren Abstandshalters (300B) von einer Ist-Lage (IL) in eine Soll-Lage (SL) verbringbar ist.
Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem einstellbaren Abstandshalter (300B) nach einem der Ansprüche 1-9 und/oder einem optischen System (200) nach Anspruch 10.
Verfahren zum Ausrichten eines ersten Elements (202) eines optischen Systems (200) relativ zu einem zweiten Element (204) des optischen Systems (200) mit Hilfe eines einstellbaren Abstandshalters (300B), der zwischen dem ersten Element (202) und dem zweiten Element (204) angeordnet ist, mit folgenden Schritten: a) Bestimmen (S1) einer Ist-Lage (IL) des ersten Elements (202), b) Bestimmen (S2) einer Soll-Lage (SL) des ersten Elements (202), c) Entlasten (S3) des einstellbaren Abstandshalters (300B), d) stufenloses Verändern (S4) einer Höhe (h) des einstellbaren Abstandshalters (300B) mit Hilfe einer Drehbewegung eines ersten Gehäuseelements (360) des einstellbaren Abstandshalters (300B) relativ zu einem zweiten Gehäuseelement (362) des einstellbaren Abstandshalters (300B) oder umgekehrt, um das erste Element (202) von der Ist-Lage (IL) in die Soll-Lage (SL) zu verbringen, und e) Belasten (S5) des einstellbaren Abstandshalters (300B).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das erste Element (202) bei dem Schritt c) von dem einstellbaren Abstandshalter (300B) abgehoben wird, und wobei das erste Element (202) bei dem Schritt e) auf dem einstellbaren Abstandshalter (300B) abgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Ist-Lage (IL) des ersten Elements (202) in dem Schritt a) vermessen oder errechnet wird, und/oder wobei die Soll-Lage (SL) des ersten Elements (202) in dem Schritt b) errechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12-14, wobei die Ist-Lage (IL) des ersten Elements (202) in dem Schritt a) relativ zu dem zweiten Element (204) bestimmt wird.