WO2017157602A1 - Optische vorrichtung für eine lithographieanlage sowie lithographieanlage - Google Patents

Optische vorrichtung für eine lithographieanlage sowie lithographieanlage Download PDF

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WO2017157602A1
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sensor
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Ralf Zweering
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to an optical device for a Lithogra- phiestrom and a lithographic system with such an optical Vorrich ⁇ device.
  • Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits.
  • the microlithography phie farming is performed with a lithography system, which has a loading ⁇ lighting system and a projection system.
  • the image of an illuminated by the illumination system mask (reticle) is in this case (a silicon wafer, for example) is projected by means of the Pro ⁇ jetechnischssystems was bonded to a photosensitive layer (photoresist) be ⁇ -coated and which is arranged in the image plane of the projection system substrate to the mask pattern on the lichtempfindli ⁇ che coating of the substrate to transfer.
  • EUV lithography tools escape ⁇ oped which use light having a wavelength in the range of 0.1 to 30 nm, in particular ⁇ sondere 13.5 nm.
  • reflective optics that is, mirrors
  • as-yet refractive optics that is, lenses.
  • the mirrors may, for example, on a supporting frame (engl .: force frame) Loading consolidates and be at least partially manipulated configured to a BEWE ⁇ supply a respective mirror in up to six degrees of freedom and thus highly accurate positioning of the mirrors to each other, in particular in Pikometer- Area, allow.
  • a supporting frame engaging .: force frame
  • Loading consolidates and be at least partially manipulated configured to a BEWE ⁇ supply a respective mirror in up to six degrees of freedom and thus highly accurate positioning of the mirrors to each other, in particular in Pikometer- Area, allow.
  • weight-force compensating devices based on permanent magnets (English: magnetic gravity compensators) are usually used, as described, for example, in DE 10 2011 088 735 A1.
  • the compensation force generated by such sectionskraftkompensationsein- direction acts the weight of the mirror ent ⁇ against and corresponds essentially in magnitude.
  • each level - in particular also in vertical direction - on the other hand ge ⁇ controls using so-called Lorentz actuators.
  • Lorentz actuators in each case comprises an energizable coil and spaced therefrom a permanent magnet. Together, these generate an adjustable magnetic force to control the movement of the respective mirror.
  • Lorentz actuators are described for example in DE 10 2011 004 607.
  • sensors may be provided which are provided on a sensor frame. With the help of the sensors , the positioning of the mirrors can be checked and, if necessary, corrected.
  • the support frame and the sensor frame are mechanically decoupled from each other. Mechanical decoupling means that no forces, vibrations and / or vibrations are transmitted from the sensor frame to the support frame or vice versa. This can be achieved, for example, by a very soft and / or resilient mounting of the sensor frame .
  • end stops may be provided which limit a relative movement of Tragrah ⁇ mens to the sensor frame and form a defined stop.
  • a width of a gap provided at the end stop is checked by means of a feeler gauge. End stops that are inaccessible and / or not visible can be difficult or impossible to verify.
  • the measurement of the width of the gap can stops at the end alternatively be effected with the use of a feeler gauge without contact with Hil ⁇ fe an air pressure measuring method in which a nozzle is provided in the respective end stop, is passed through the air. Determined via the ⁇ lung pressure of the air can draw conclusions about the width of the gap are ge ⁇ closed.
  • an optical device for a lithography system is cege ⁇ represents.
  • the optical device includes an optical element, a supporting frame which supports the optical element, a mechanical entkop ⁇ -coupled by the support frame sensor frame, wherein a gap is provided between the support frame and the sensor frame, and a sensor arrangement, which is adapted to receive a Width of the gap to determine contactless.
  • the contact element and the contact surface thus fulfill two functions.
  • the optical device may be a projection system of the lithography system.
  • the projection system can also be called a projection lens.
  • the support frame can also be called a force frame and the sensor frame can also be called a sensor frame.
  • the optical device may comprise a plurality of optical elements, for example lenses and mirrors. Among them, that the supporting frame carries the optical element is to be understood that the optical element pensations wornen using the above-describedpersskraftkom- and Lorentz actuators to the support frame gekop ⁇ is pelt. In particular, the optical element for positioning or position ⁇ correction of the same is manipulated, that is, adjustable and / or deformable.
  • the support frame and / or the sensor frame may be made of a ceramic material or a metallic material.
  • the support frame may be made of a non-oxide ceramic, for example of a silicon carbide.
  • at least the support frame is made of an electrically conductive material.
  • the width of the gap is preferably 100 to 300 ⁇ .
  • the support frame on the sensor ⁇ frame and vice versa no or at least negligible oscillations Forces and / or vibrations are transmitted.
  • the sensor frame is supported by means of a soft bearing or actuator.
  • the sensor frame can be supported by means of very soft spring elements.
  • the support frame is grounded.
  • the contact element For limiting the relative movement of the support frame relative to the sensor ⁇ frame, the contact element, the contact surface area or selectively kon taktieren ⁇ .
  • the contact element is formed of an aluminum-bronze alloy, whereby a high compressive strength can be achieved with low abrasion at the same time.
  • the contact surface may be the same one provided on the supporting frame or on the sensor frame end face, which, when it is provided on the support frame ⁇ then, facing the sensor frame and vice versa.
  • the contact element and the contact surface are each preferably electrically conductive.
  • the width of the gap can be defined as a distance between the contact surface ⁇ and an end face of the contact element.
  • the contact element to the transport ⁇ securing of the optical device with respect to the sensor frame or the supporting frame displaceable to tension the support frame with the sensor frame to ver ⁇ .
  • a multiplicity of such contact elements and corresponding contact surfaces are provided.
  • the contact elements can be moved against the corresponding contact surfaces ⁇ , whereby a tension of the Tragrah ⁇ men and the sensor frame can be achieved. This allows a Trans ⁇ port backup can be achieved.
  • the contact elements are moved away from the contact surfaces and the respective width of the gap is determined and, if necessary, adjusted.
  • the optical device further comprises a sensor attached to the frame or to the support frame receiving ⁇ element, in which the contact element is accommodated.
  • the receiving element may be made for example of a steel material.
  • the receiving element preferably has a tubular base section in which the contact element can be received.
  • the contact element comprises egg ⁇ NEN contact portion for contacting the contact surface and a base portion received in the shaft portion.
  • the on ⁇ pickup element preferably comprises a disc-shaped flange portion terialein Swissig by mass connected to the base portion.
  • the flange can by means of fastening elements, such as fastening bolts ⁇ , be firmly connected to the support frame or the sensor frame.
  • an insulating element such as a ceramic disc may be provided between the flange portion and the sensor frame or the Flanschab ⁇ section and the support frame. In this way, an electrical insulation of the receiving element and the contact element relative to the sensor frame or the contact frame can be achieved.
  • a gap for electrical insulation of the receiving element and the contact element relative to the sensor frame or the support frame is provided between the receiving element and the sensor frame or between the receiving element and the support frame circumferentially around the receiving element.
  • the contact element is electrically conductively connected to the receiving element.
  • the gap preferably runs completely around the base portion of the receiving element.
  • the gap may, for example, have a width of 50 ⁇ m.
  • the contact element along a central axis of the receiving element is displaceable relative thereto.
  • the contact element is rotationally symmetrical to a central axis thereof.
  • the receiving element is rotationally symmetrical to its center axis ⁇ formed.
  • the center axis of the contact element and the central axis of the receiving element is arranged collinear with each other.
  • the contact element preferably has the cylindrical contact portion and the pin or rod-shaped base portion.
  • externally ⁇ tig an external thread is provided on the base portion, which engages positively in a corresponding, provided on the inside of the base portion of the chopele ⁇ ment, internal thread.
  • the threads may for example each have a fine thread, in particular a M12xO, 5 "thread, to be.
  • This is the contact member by rotation thereof relative to the receiving ⁇ element displaceable.
  • the contact element can be relatively by means of a fuse ⁇ nut to be secured.
  • the Siche ⁇ approximately nut can be loosened, the contact element can be rotated to the SET ⁇ len of the width of the gap between the contact surface and the contact element then, making it zoom in the receiving element or displaced out this is. It is then possible, after positioning of the contacts ⁇ lements this are again secured by means of the lock nut in the desired posi ⁇ tion.
  • other adjustment means such as a piezo actuator, vorgese for displacing the contact element relative to the receiving element be.
  • the optical device further comprises a mating contact element having the contact surface.
  • the mating contact element may, for example, be plate-shaped or disk-shaped.
  • the Jacobkontak ⁇ tele element may be fixedly connected to the support frame or the sensor frame.
  • the mating contact element can be screwed to the support frame or to the sensor frame.
  • the mating contact element may have a circular geometry.
  • the mating contact element is grounded.
  • the mating contact element is electrically conductively connected to the sensor frame or the support frame.
  • the frame on which the mating contact element is provided grounded.
  • the mating contact element can be electrically insulated from the sensor frame or the support frame, wherein the mating contact element is itself grounded in this case.
  • the mating contact element has a spring portion which is adapted to deform resiliently upon contact with the contact element.
  • the Yukontak ⁇ wick member is cup-shaped and has a tubular base portion end ⁇ side closed by the spring portion.
  • a fastening section is provided on the base section, which is firmly connected either to the support frame or to the sensor frame.
  • the base portion may further comprise one or more holes which are set to da ⁇ to vent an inside of the counter-contact element.
  • the support frame of one of the contact element and the contact surface and the sensor frame on the other of the contact element and the contact surface is provided on the support ⁇ frame or the contact surface is on the support frame and the Kon ⁇ tact element is provided on the sensor frame.
  • the sensor assembly is to be rich ⁇ tet, a width of the gap capacitively, optically or inductively to be determined. Because the width of the gap is measured capacitively, optically or inductively, it is possible to use contact measurement methods, for example with the aid of a feeler gauge, and technically complex measuring methods, such as the above-described pressure measuring method can be dispensed with. The width of the gap can be determined reliably even if the gap is not accessible and / or not visible. As a result, the functionality of the lithographic system is always guaranteed.
  • the plates of a capacitor Preferably form in the sensor arrangement, in particular two surfaces, of which one is vorgese ⁇ hen to the support frame and the other to the sensor frame, the plates of a capacitor, in particular a plate capacitor.
  • the electrical capacitance of the capacitor changes. That is, when moving towards each other or when moving away from each other, the support frame and the sensor frame changes the width of the gap and there ⁇ with the electrically measurable capacitance of the capacitor.
  • a change in the width of the gap can be determined.
  • a characteristic curve of the capacitor is linearized analog or digital.
  • the sensor arrangement thus forms a capacitive distance sensor.
  • the contact element and the contact surface together form a capacitor of the sensor arrangement for the capacitive determination of the width of the gap.
  • a capacitor is a passive electrical ⁇ MOORISH device with the ability to electric in a DC circuit La ⁇ applications and the related energy statically stored in a electrical field ⁇ rule. The charge stored per voltage is referred to as electrical ⁇ specific capacity and measured in the unit Farad.
  • electrical ⁇ specific capacity In an alternating selstrom Vietnamese a capacitor acts as AC resistance with a fre ⁇ quenzcomben impedance value.
  • the guard ring capacitor can also be called a guard ring.
  • a homogeneous electric field can be achieved with approximately straight field lines between the contact element and the contact surface.
  • the determination of the width of the gap can be done so with an accuracy of 10 ⁇ .
  • the guard ring capacitor may be annular and attached to the contact portion of the contact element.
  • the sensor arrangement for opti ⁇ cal determination of the width of the gap on a confocal sensor wherein be ⁇ preferably the confocal sensor or a part thereof is arranged in an opening in the contact element.
  • a confocal sensor means such a sensor, in which the distance measurement is based on the confocal principle, that is to say made use of two beam paths that have a common focal point.
  • an eddy current for inductive determination of the width of the gap can be generated in the contact element and / or in the contact surface.
  • Such an eddy current sensor is advantageously insensitive to media such as dust in the measuring gap.
  • electrical connector is a on the contact element for the electrical connection thereof is provided with a Auswer ⁇ te Rhein the sensor arrangement.
  • a cable can be provided between the evaluation device and the contact element .
  • the cable has a plug which is releasably inserted into the electrical connector.
  • it can be provided on the contact element, an electrical cable, which then, when the contact element is spatially difficult to get away from this and brought to an easily accessible location of the optical device ⁇ .
  • the evaluation device can then be used to determine the width of the Slits can be connected with this cable.
  • the evaluation device can be connected in succession to all contact elements of the optical device. It can also be provided several evaluation. The evaluation devices are removed again after setting the width of the gap of the optical device.
  • the contact element has a spherical- shaped contact section. This can achieve with the contact surface, a point-like con ⁇ tact of the contact element.
  • the contact portion may be formed cylindrical with a circular cross-section ⁇ surface and a flat end face. In this way, a surface contact of the contact element with the contact surface can be achieved.
  • a lithography system in particular a DUV or EUV lithography apparatus, comprising at least a device as above beschrie ⁇ ben provided.
  • EUV stands for "extreme ultraviolet” and refers to a wavelength of the illuminating light between 0.1 and 30 nm.
  • DUV stands for "deep Ult ⁇ raviolett” and refers to a wavelength of the working light from 30 to 250 nm.
  • FIG. 1A shows a schematic view of an EUV lithography system
  • Fig. 1B shows a schematic view of a DUV lithography system
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of an embodiment of an optical device for the lithographic system according to FIG. 1A or FIG. 1B.
  • FIG. 3 shows an enlarged detail III according to FIG. 2!
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a further embodiment of an optical device for the lithography system according to FIG. 1A or FIG. 1B!
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a further embodiment of an optical device for the lithography system according to FIG. 1A or FIG. 1B!
  • 7 shows a schematic sectional view of a further embodiment of an optical device for the lithography system according to FIG. 1A or FIG. 1B;
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of a further embodiment of an optical device for the lithography system according to FIG. 1A or FIG. 1B.
  • identical or functionally identical elements have the same reference numbers have been provided ⁇ Be, unless otherwise indicated. As far as a reference number present has several reference lines, this means that the corresponding element is present multiple times. Reference lines that point to hidden details are shown in phantom. It should also be noted that the illustrations are not necessarily measured in the figures are ⁇ rod justice.
  • Fig. 1A is a schematic view of an EUV lithography apparatus 100A, which includes a beam shaping and illumination system 102 and a projection system 104 ⁇ .
  • EUV stands for "extreme ultraviolet” (English: extreme ultra violet, EUV) and denotes a wavelength of the working light between 0.1 and 30 nm.
  • the beam-forming and illumination system 102 and the Gii ⁇ onssystem 104 are each in a not shown Vacuum housing provided hen, each vacuum housing is evacuated using an evacuation ⁇ tion device, not shown.
  • the vacuum housings are surrounded by a machine room, not shown, in which drive devices are provided for the mechanical method or setting of optical elements. Furthermore, electrical controls and the like may be provided in this engine room.
  • the EUV lithography system 100A has an EUV light source 106A.
  • EUV light source 106A may be provided, for example, a plasma source or a Synchrot ⁇ ron, which radiation in the EUV range 108A (extreme ultravio- letter range), for example in the wavelength range of 5 to 20 nm, emits.
  • the EUV radiation 108A is collimated and the desired operating wavelength is filtered out of the EUV radiation 108A.
  • the EUV radiation 108A produced by the EUV light source 106A has relatively low air transmissivity, and therefore the beam guiding spaces in the beamforming and illumination system 102 and in the projection system 104 are evacuated.
  • the EUV radiation is 108A on a photomask (engl .: reticle) 120 passed.
  • the photomask 120 is likewise designed as a reflective optical element and can be arranged outside the systems 102, 104. Further, the EUV radiation 108A can be directed to the photomask 120 by means of a Spie ⁇ gels 122nd
  • the photomask 120 has a structure which is reduced in size by means of the projection system 104 onto a wafer 124 or the like.
  • the projection system 104 (also referred to as a projection objective) has six mirrors M 1 to M 6 for imaging the photomask 120 onto the wafer 124.
  • individual mirrors M1 to M6 of the projection system 104 may be arranged symmetrically with respect to an optical axis 126 of the projection system 104.
  • the An ⁇ number of mirror Ml is not limited to the DAR Asked number to M6 of the EUV lithography system 100A. It is also possible to provide more or fewer mirrors M1 to M6.
  • the mirrors M1 to M6 are usually curved at their front for beam shaping.
  • FIG. 1B shows a schematic view of a DUV lithography system 100B comprising a radiation shaping and illumination system 102 and a projection system 104.
  • DUV stands for "deep ultraviolet” (English: deep ultraviolet, DUV) and denotes a wavelength of the working light between ⁇ 30 and 250 nm.
  • the beam-forming and illumination system 102 and the projection system 104 may - as already with reference to FIG. 1A described- arranged in a vacuum housing and / or surrounded by a machine room with corresponding drive devices.
  • the DUV lithography system 100B has a DUV light source 106B.
  • a DUV light source 106B for example, an ArF excimer laser can be provided, which radiation 108B in the DUV range, for example, 193 nm emit ⁇ advantage.
  • the beamforming and illumination system 102 shown in FIG. 1B directs the DUV radiation 108B onto a photomask 120.
  • the photomask 120 is formed as a transmissive optical element and may be disposed outside of the systems 102, 104.
  • the photomask 120 has a structure which is reduced by means of the projection system 104 onto a wafer 124 or derglei ⁇ chen is imaged.
  • the projection system 104 has a plurality of lenses 128 and / or mirrors 130 for imaging the photomask 120 onto the wafer 124.
  • individual lenses 128 and / or mirrors 130 of the projection system 104 may be arranged symmetrically to egg ⁇ ner optical axis 126 of the projection system 104.
  • the number of lenses 128 and mirrors 130 of the DUV lithography system 100B is not limited to the number shown. Also, more or less lenses 128 and / or mirrors 130 may be provided. Furthermore, the mirrors 130 are typically curved at their front for beam shaping.
  • FIG. 2 shows a highly simplified schematic sectional view of an optical device 200A for a respective lithography apparatus 100A, 100B ge ⁇ Wegss Figs. 1A and IB.
  • FIG. 3 shows a detailed view III according to FIG. 2. In the following, reference is made to FIGS. 2 and 3 at the same time.
  • the optical device 200A may be a projection system 104 as shown in FIGS.
  • the optical device 200A comprises an optical element 202.
  • the optical element 202 may be one of the mirrors M1 to Act M6 and 130 or one of the lenses 128, which were described together ⁇ menhang with FIGS. 1A and 1B.
  • the optical element 202 may also be an optical grating or a ⁇ -plate.
  • the optical device 200A may include a plurality of such optical elements 202.
  • the optical device 200A includes a force frame or support frame 204 to which the optical element 202 is coupled.
  • a force frame or support frame 204 for supporting the optical ⁇ rule element 202 to the support frame 204 canntonkompensati- ons boots be used on the basis of permanent magnets.
  • the compensation force generated by such a weight-force compensation device counteracts the weight force of the optical element 202 and accordingly accounts for it substantially in terms of magnitude.
  • a movement of the optical element 202 - in particular in the vertical direction - on the other hand be controlled by means of so-called Lorentz actuators.
  • Lorentz actuators in each case comprises an energizable coil as well as a permanent magnet spaced therefrom. Together, these generate an adjustable magnetic force for controlling the movement of the optical element 202.
  • the optical element 202 can be manipulated for positioning or position correction thereof, in particular adjustable and / or deformable.
  • one or more actuators in particular Lorentz actuators, may be provided.
  • the support frame 204 may carry a plurality of such optical elements 202.
  • the support frame 204 may be made of a ceramic material.
  • the support frame 204 may be made of a non-oxide ceramic, for example a silicon carbide (SiC / SiSiC).
  • SiC / SiSiC silicon carbide
  • the support frame 204 is made of an electrically conductive material.
  • the optical device 200A further comprises a sensor frame or sensor frame 206 mechanically decoupled from the support frame 204.
  • the sensor Sorrahmen 206 may also be made of a ceramic material, such as silicon carbide, or made of a steel material.
  • On the sensor frame 206 a plurality of sensors may be provided which are adapted to detect the positi ⁇ on réelle of the optical element 202 and the optical elements 202. With the aid of the determined by the sensors position of the optical element 202 ⁇ rule whose alignment can be corrected by means of provided at the supporting frame 204 actuators.
  • the optical device 200A further includes a sensor assembly 208 configured to detect a width b2io of a gap 210 between the support frame 204 and the sensor frame 206.
  • the width b2io is preferably 100 to 300 ⁇ .
  • the sensor arrangement 208 is set up to ascertain the width b2io capacitively. That is, the sensor assembly 208 forms a capacitive ⁇ tive sensor.
  • a capacitive sensor operates based on a change in the capacitance of a single capacitor or a whole capacitor system.
  • the sensor assembly 208 includes an opening provided on the supporting frame 204 contact surface 212.
  • the contact surface 212 may be a sensor frame 206 to ⁇ facing end face of the support frame 204th
  • the contact surface 212 is geer ⁇ det.
  • the contact surface 212 is electrically conductively connected to a ground 214.
  • the ground 214 provides an electrically conductive connection of the
  • the sensor arrangement 208 comprises, in addition to the contact surface 212, a contact element 216.
  • the contact element 216 is provided on the sensor frame 206.
  • the contact element 216 may also be on the support frame 204 and the contact surface 212 may be provided correspondingly on the sensor frame 206. In the following, however, it is assumed that the contact element 216 is arranged on the sensor frame 206.
  • the contact element 216 may also be referred to as an end stop.
  • the contact element 216 comprises a cylindrical contact portion 218 with an end face 220.
  • the contact portion 218 may be a circular
  • the front side 220 may be flat.
  • the width b2io is de ⁇ finiert than the distance between the contact surface 212 and the end face 220 of the contact element 216.
  • the contact element 216 includes a multi-stage and integrally formed with the contact portion 218 shaft portion 222.
  • the shaft portion 222 and the Maisab ⁇ cut 218 are preferably formed rotationally symmetrical to a symmetry or center axis M216 of the contact element 216.
  • the contact element 216 and at least the contact portion 218 are made of an aluminum-bronze alloy. This results in a high pressure and abrasion resistance. As a result, the occurrence of metallic abrasion upon contact of the contact portion 218 with the contact surface 212 is reliably prevented.
  • the shank portion 222 has four shades 224, 226, 228, 230. In particular, the shank portion 222 has a first step 224, a second step 226, a third step 228, and a fourth step 230.
  • An outer diameter of the contact portion 218 is larger than an outer ⁇ diameter of the first step 224, whose outside diameter is, in turn RESIZE ⁇ SSER than an outer diameter of the second step 226, the outer ⁇ diameter is in turn greater than an outer diameter of the third step 228, the Diameter in turn is greater than an outer diameter of the fourth gradation 230.
  • an external thread 232 is provided at the first step 224.
  • the outer ⁇ thread 232 is preferably a fine thread.
  • a fine thread has Ver ⁇ equal to a standard thread a narrower thread profile.
  • the external thread 232 may be for example a M12xO, 5 "thread.
  • the second step 226 follows, which has no male thread and thus is externally smooth.
  • an Au ⁇ male thread 234 is again provided.
  • the external thread 234 may be a Ml 0x1, 5 thread
  • the fourth step 230 is again outside smooth-walled, that is, it has no thread.
  • the optical device 200A includes a receiving member 236 mounted on the support frame 204 or the sensor frame 206 for receiving the contact member 216. As shown in FIGS. 2 and 3, the receiving member 236 may be provided on the sensor frame 206.
  • the receiving element 236 comprises a tubular or sleeve-shaped base portion 238 in which the Schaftab ⁇ section 222 of the contact element 216 is received.
  • the receiving element 236 may be made of a steel material.
  • An inner diameter of the base portion 238 is at least slightly larger than the outer diameter of the second step 226 of the shaft portion 222 of the contact element 216.
  • the receiving element 236 is opposite to the sensor frame 206 electrically iso ⁇ lines.
  • an internal thread 240 corresponding to the external thread 232 of the shaft section 222 of the contact element 216 can be provided on the inside of the base section 238, an internal thread 240 corresponding to the external thread 232 of the shaft section 222 of the contact element 216 can be provided.
  • the external thread 232 and the internal thread 240 are optional.
  • the contact element 216 along a central axis M236 of the receiving element 236 can be displaced relative thereto.
  • the central axis M236 is arranged coaxially with the central axis M216.
  • another Einrich ⁇ tung for example, a piezoelectric actuator, for moving the contact element.
  • the receiving member 236 further includes an integrally with the Basisab ⁇ section 238 flange portion 242 formed on.
  • the flange portion 242 is disk-shaped and runs around the base portion 238. Between the flange portion 242 and an end face 244 of the sensor frame 206, an electrically insulating ceramic disk 246 is positioned.
  • the flange portion 242 preferably has a plurality of bores 248, through the fixing ⁇ screw 250 for fixing the receiving member 236 on the Sensorrah ⁇ men 206 are performed.
  • the bores 248 can be distributed uniformly over a circumference of the flange portion 242.
  • the mounting screws 250 may be, for example, cylinder head bolts with a M6xl, 0 thread.
  • the fixing screws 250 are compared to the Flanschab ⁇ section 242 electrically isolated so that the receiving element 236 and thus also the contact element 216 is connected ver ⁇ not electrically connected with the sensor frame 206th
  • the contact element 216 is clamped by means of a lock nut 252 to the up ⁇ pickup element 236th
  • the locking nut 252 has an internal thread ⁇ de 254 which engages positively in the external thread 234 of the shaft portion 222 of the contact ⁇ element 216.
  • a washer 258 is arranged ⁇ .
  • the washer 258 may be a steel disc.
  • a gap 260 is provided to electrically isolate the receiving element 236 and thus also the contact element 216, as already mentioned above, relative to the sensor frame 206.
  • the contact portion 218 of the Kontak ⁇ telements 216 is partially disposed within the sensor frame 206, but with the aid of the gap 260 against this electrically isolated.
  • the gap 260 may have a width of 50 ⁇ .
  • the contact portion 218 projects at a distance beyond a b2is the Tragrah ⁇ 204 men facing end face 262 of the sensor frame 206 on this.
  • the distance b2is is adjustable. The distance b2is can be adjusted by the ⁇ that first the lock nut 252 is loosened or removed.
  • On closing ⁇ the contact element 216 can be rotated, which increases depending on the direction of rotation by means of the external thread 232 of the contact element 216 and the internal thread 240 of the receiving element 236, the distance b2is and thus reduces the width b2io of the gap or the distance b2is reduced and thus the width b2io of the gap 210 can be increased.
  • the lock nut 252 is tightened again to fix in the desired position, the contact element 216th In an end position in which a minimum distance b2is a maximum width or b2io of the gap 210 is ⁇ provides, is a front side at 264, the contact portion 218 of the Mixele ⁇ ments 216 on an end face 266 of the base portion 238 of theracele ⁇ ments 236th
  • the contact element 216 and in particular the contact section 218 may contact the contact surface 212 for limiting a relative movement of the support frame 204 relative to the sensor frame 206. That is, the contact element 216 may abut against the contact surface 212.
  • a contact between the contact element 216 and the contact surface 212 may occur, for example, with star ⁇ ken vibrations, vibrations or tilting of the optical device 200A. This may occur, for example, during transport of the optical device 200A.
  • the USAGE ⁇ dung an aluminum bronze alloy for the contact element 216 further reliably prevents the generation of metallic wear when the contacts ⁇ lement 216 contacts the contact surface 212th
  • the contact element 216 can also be used to secure the transport of the optical device 200A.
  • the contact element 216 is displaced with respect to the receiving element 236 until it rests against the contact surface 212.
  • the contact element 216 and the contact surface 212 together form an electrical capacitor 268, in particular a plate capacitor, the sen ⁇ soran onion 208.
  • the contact surface 212 and the contact element 216 form the electric capacitor 268, wherein the capacitance of the capacitor 268 determined by the width b2io of the gap is.
  • the contacts ⁇ lement form 216, more precisely the front side 220, and the contact surface 212 of two oppositely disposed plates of a plate capacitor.
  • a characteristic curve of the capacitor 268 is ana ⁇ log or digitally linearized.
  • an electric field is formed whose field lines 270 are shown schematically.
  • the field lines 270 are curved.
  • an inductive or optical measurement may also be carried out:
  • the movement of the contact element 216 relative to the contact surface 212 leads to the induction ⁇ tion of an eddy current in the contact element 216.
  • This eddy current is detected.
  • the width b2io of the gap 210 is determined.
  • a confocal or another optical sensor 208a could be arranged in an opening 208b of the contact element 216 (in particular in the form of a bore), as indicated schematically in FIG. At the contact surface 212, a corresponding optical measuring beam could be generated or reflected back.
  • a force F216 introduced upon contact of the contact element 216 with the contact surface 212 into the contact element 216 is introduced into the sensor frame 206 via the contact element 216, the receiving element 236 and the fastening screws 250.
  • the introduction of force is shown in FIG. 3 with the aid of an arrow 272.
  • an electric Plug connector 276 may be provided for electrically connecting the contact element 216 with an off ⁇ values means 278th
  • the evaluation device 278 is configured to evaluate signals of the capacitor 268 and to output the current width b2io.
  • the optical device 200A may include the evaluation device 278.
  • the evaluation device 278 has a connecting line or a cable 280, on the end of which a plug 282 for electrical connection to the plug connector 276 is provided.
  • the cable 280 may remain, for example, when the contact element 216 is difficult to access to the contact element 216 or to the sensor frame 206.
  • a separable connector 284 may be provided on the cable 280, which is connected via a further cable 286 to the evaluation device 278.
  • the width b2io can thus be checked prior to starting up the opti ⁇ cal device 200A and optionally, as described above, adjusted by means of a displacement of the contact element 216 relative to the receiving element 236.
  • the width is b2io after setting the same 100 to 300 ⁇ . This allows a mechanical shear ⁇ short circuit between the support frame 204 and the sensor frame 206, that is, a contacting contact between the contact surface 212 and the contact element 216 during operation of the optical device 200A reliably prevented ⁇ .
  • a manual measurement of the width b2io for example by means of a feeler gauge, is dispensable.
  • the width b2io is reliable and easy to determine even if the gap 210 is not accessible and not visible. Furthermore, a reliable transport ⁇ assurance of the optical device 200A can be achieved with the aid of the contact element 216.
  • FIG. 4 shows a greatly simplified schematic plan view of the optical device 200A.
  • a plurality of such sensor arrays 208 may be provided on the optical device 200A.
  • the sensor frame 206 is not shown in FIG. 4.
  • FIGS. 2 to 4 further show a respective coordinate system with a .pi. Axis x, a y axis y and a z axis z.
  • a fixation of the Tragrah- mens 204 to the sensor frame 206 or vice versa x and the y-axis y spanned in an x-axis of the plane can be achieved.
  • Fig. 5 shows another embodiment of an optical device 200B.
  • the optical device 200B of FIG. 5 differs from the optical see apparatus 200A shown in FIGS. 2 to 4 only in that on the Kon ⁇ clock element 216 and in particular at the contact portion 218 of contacts ⁇ lements 216, a guard ring or Guard ring capacitor 288 is provided for Feldabschir ⁇ tion.
  • the guard ring capacitor 288 orbits the contact portion 218 annularly.
  • the electric field can be shielded so that the field lines 270 are positioned substantially perpendicular to the end face 220 of the contact section 218 of the contact element 216.
  • the measurement accuracy can be significantly improved.
  • Gaps are adjusted to an accuracy of 10 ⁇ .
  • the functionality the optical device 200B otherwise corresponds to the functionality of the op ⁇ tables apparatus 200A.
  • Fig. 6 shows another embodiment of an optical device 200C.
  • the optical device 200C of FIG. 6 only in that the optical device 200C corresponding to the contact member 216 counter-contact element comprises 290 having the contact surface 212 is different from the pre ⁇ device 200A of FIG. 2 to 4.
  • the mating contact element 290 may, for example, be screwed, glued or tied to the support frame 204.
  • the contact element 290 is made ge ⁇ from a metallic material.
  • the counter-contact element 290 may in particular be made of a titanium-aluminum alloy.
  • the mating contact element 290 is plate-shaped.
  • the mating contact element 290 may be circular.
  • the contact element 290 is either electrically conductively connected to the Tragrah ⁇ men 204 and so grounded via the ground 214, or the Gegenkontak ⁇ wick member 290 is relative to the supporting frame 204 is electrically insulated and has a dedicated ground 292.
  • the optical device 200C may further include the field shield protection ring capacitor 288 shown in FIG. The functionality of the optical device 200C otherwise corresponds to the functionality of the optical device 200A.
  • Fig. 7 shows another embodiment of an optical device 200D.
  • the optical device 200D of FIG. 7 differs from the optical see device 200C of FIG. 6 only by an alternative Ausgestal ⁇ processing of the counter-contact element 290.
  • the contact element 290 is in the embodiment of the optical device 200D of FIG. 7 not designed as a solid plate, but includes a spring portion 294, which is adapted to deform elastically in contact with the contact element 216.
  • the spring section 294 is in particular a leaf spring.
  • the mating contact element 290 is cup-shaped and comprises, in addition to the Federab ⁇ section 294 a tubular base portion 296 which is closed in the direction of the sensor ⁇ frame 206 of the spring portion 294 frontally.
  • an annular circumferential mounting portion 298 is provided, which is fixedly connected to the support frame 204.
  • At least one or more holes 300 may be provided on the base portion 296 to break them. With the aid of the bore 300 or the holes 300, an interior 302 of the mating contact element 290 can be vented during evacuation of the optical device 200D. As a result, an undesirable deformation of the mating contact element 290 is prevented.
  • the optical device 200D may include the field shield protection ring capacitor 288 shown in FIG. The functionality of the opti ⁇ rule apparatus 200D otherwise corresponds to the functionality of the optical device 200A.
  • Fig. 8 shows another embodiment of an optical device 200E.
  • the optical device 200E differs from the optical device 200A according to FIGS. 2 to 4 only in that the contact section 218 of the contact element 216 is convex on the front side, not flat but, in particular spherical. That is, the end face 220 is spherical or Kugelkalottenförmig. This can achieve a point contact with the end face 220 of the Needlesflä ⁇ che 212th
  • the width b2io of the gap 210 is then defined as a distance of the contact surface 212 to one of the contact surface 212 at the next lie ⁇ ing foremost point of the end face 220th
  • the optical device 200E according to the Fig. 8 may comprise the in Fig. 5 shown guard ring capacitor 288 to field shield that shown in Fig. 6 Ge ⁇ genumbleelement 290 or the contact element 290 shown in Fig. 7.
  • the functionality of the optical device 200E otherwise corresponds to the functionality of the optical device 200A.
  • the invention was the basis of preferred embodiments be ⁇ wrote, it is by no means limited to, but varied modifi ⁇ ible.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine optische Vorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D, 200E) für eine Lithographieanlage (100A, 100B), aufweisend ein optisches Element (202), einen Tragrahmen (204), der das optische Element (202) trägt, einen mechanisch von dem Tragrahmen (204) entkoppelten Sensorrahmen (206), wobei zwischen dem Tragrahmen (204) und dem Sensorrahmen (206) ein Spalt (210) vorgesehen ist, und eine Sensoranordnung (208), die dazu eingerichtet ist, eine Breite (b210) des Spalts (210) berührungslos zu ermitteln, wobei die Sensoranordnung (208) ein Kontaktelement (216) und eine Kontaktfläche (212) aufweist und wobei das Kontaktelement (216) dazu eingerichtet ist, die Kontaktfläche (212) zum Begrenzen einer Relativbewegung des Tragrahmes (204) relativ zu dem Sensorrahmen (206) zu kontaktieren.

Description

OPTISCHE VORRICHTUNG FÜR EINE LITHOGRAPHIEANLAGE SOWIE
LITHOGRAPHIEANLAGE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung für eine Lithogra- phieanlage sowie eine Lithographieanlage mit einer solchen optischen Vorrich¬ tung.
Der Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2016 204 143.6 wird durch Bezug¬ nahme vollumfänglich mit einbezogen.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikro strukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithogra- phieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Be¬ leuchtungssystem und ein Projektions System aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Pro¬ jektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) be¬ schichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindli¬ che Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstel¬ lung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV- Lithographieanlagen entwi¬ ckelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 bis 30 nm, insbe¬ sondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen we- gen 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.
Die Spiegel können beispielsweise an einem Tragrahmen (engl.: force frame) be- festigt und wenigstens teilweise manipulierbar ausgestaltet sein, um eine Bewe¬ gung eines jeweiligen Spiegels in bis zu sechs Freiheitsgraden und damit eine hochgenaue Positionierung der Spiegel zueinander, insbesondere im Pikometer- Bereich, zu ermöglichen. Somit können etwa im Betrieb der Lithographieanlage auftretende Änderungen der optischen Eigenschaften, beispielsweise in Folge von thermischen Einflüssen, kompensiert werden.
Zur Halterung der Spiegel an dem Tragrahmen werden üblicherweise Gewichts- kraftkompensationseinrichtungen auf Basis von Permanentmagneten (engl.: magnetic gravity compensators) eingesetzt, wie beispielsweise in der DE 10 2011 088 735 AI beschrieben. Die von einer solchen Gewichtskraftkompensationsein- richtung erzeugte Kompensationskraft wirkt der Gewichtskraft des Spiegels ent¬ gegen und entspricht dieser im Wesentlichen betragsmäßig.
Aktiv dagegen wird die Bewegung eines jeweiligen Spiegels - insbesondere auch in vertikaler Richtung - dagegen mit Hilfe sogenannter Lorentz-Aktuatoren ge¬ steuert. Ein solcher Lorentz-Aktuator umfasst jeweils eine bestrombare Spule sowie davon beabstandet einen Permanentmagneten. Gemeinsam erzeugen diese eine einstellbare magnetische Kraft zur Steuerung der Bewegung des jeweiligen Spiegels. Derartige Lorentz-Aktuatoren sind beispielsweise in der DE 10 2011 004 607 beschrieben.
Zur Ermittlung der Position der Spiegel können Sensoren vorgesehen sein, die an einem Sensorrahmen (engl.: sensor frame) vorgesehen sind. Mit Hilfe der Senso¬ ren kann die Positionierung der Spiegel überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Der Tragrahmen und der Sensorrahmen sind mechanisch voneinander entkoppelt. Unter einer mechanischen Entkopplung ist zu verstehen, dass von dem Sensorrahmen auf den Tragrahmen oder umgekehrt keine Kräfte, Vibratio- nen und/oder Schwingungen übertragen werden. Dies kann beispielsweise durch eine sehr weiche und/oder federnde Lagerung des Sensorrahmens erreicht wer¬ den.
Um eine Beschädigung des Tragrahmens und/oder des Sensorrahmens bei einem Verkippen oder beim Transport der Lithographieanlage zu verhindern, können sogenannte Endstopps vorgesehen sein, die eine Relativbewegung des Tragrah¬ mens zu dem Sensorrahmen beschränken und einen definierten Anschlag bilden. Vor der Inbetriebnahme der Lithographieanlage wird eine Breite eines an den Endstopps vorgesehener Spalts mit Hilfe einer Fühlerlehre geprüft. Endstopps, die nicht zugänglich und/oder nicht einsehbar sind, können dabei nur schwer o- der gar nicht überprüft werden. Die Messung der Breite des Spalts an den End- stopps kann alternativ zu der Verwendung einer Fühlerlehre kontaktlos mit Hil¬ fe eines Luftdruckmessverfahrens erfolgen, bei dem in dem jeweiligen Endstopp eine Düse vorgesehen ist, durch die Luft hindurchgeleitet wird. Uber die Ermitt¬ lung des Drucks der Luft können Rückschlüsse auf die Breite des Spalts ge¬ schlossen werden.
Ist der Spalt an den Endstopps zu gering, kann es zu einem mechanischen Kurz- schluss, das heißt, zu einem berührenden Kontakt des Tragrahmens mit dem Sensorrahmen kommen. Ein derartiger mechanischer Kurzschluss kann das Dy¬ namikverhalten eines Projektionsobjektivs der Lithographieanlage erheblich stö- ren. Die korrekte Ermittlung der Breite des Spalts vor der Inbetriebnahme der Lithographieanlage ist daher für die zuverlässige Funktionalität derselben von essentieller Bedeutung.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte optische Vorrichtung für eine Lithographieanlage sowie eine verbesserte Lithographieanlage bereitzustellen.
Demgemäß wird eine optische Vorrichtung für eine Lithographieanlage bereitge¬ stellt. Die optische Vorrichtung weist ein optisches Element, einen Tragrahmen, der das optische Element trägt, einen mechanisch von dem Tragrahmen entkop¬ pelten Sensorrahmen, wobei zwischen dem Tragrahmen und dem Sensorrahmen ein Spalt vorgesehen ist, und eine Sensoranordnung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Breite des Spalts berührungslos zu ermitteln. Dabei weist die Sensoran¬ ordnung ein Kontaktelement und eine Kontaktfläche auf, wobei das Kontaktele- ment dazu eingerichtet ist, die Kontaktfläche zum Begrenzen einer Relativbewe¬ gung des Tragrahmens relativ zu dem Sensorrahmen zu kontaktieren. Vorteilhaft erfüllen das Kontaktelement und die Kontaktfläche also zwei Funkti- onen^ Einerseits bilden sie einen Teil einer Sensoranordnung zu berührungslosen Ermittlung der Breite des Spalts. Andererseits begrenzen sie die Relativbewe¬ gung des Trag- und Sensorrahmens zueinander, d.h., das Kontaktelement fun- giert als Endstopp. Diese Funktionsintegration bedeutet eine Einsparung von Bauraum und/oder Bauteilen.
Die optische Vorrichtung kann ein Projektionssystem der Lithographieanlage sein. Das Projektions System kann auch als Projektionsobjektiv bezeichnet wer- den. Der Tragrahmen kann auch als Force Frame und der Sensorrahmen kann auch als Sensor Frame bezeichnet werden. Die optische Vorrichtung kann eine Vielzahl an optischen Elementen, beispielsweise Linsen und Spiegel, aufweisen. Darunter, dass der Tragrahmen das optische Element trägt ist zu verstehen, dass das optische Element mit Hilfe der zuvor beschriebenen Gewichtskraftkom- pensationseinrichtungen und Lorentz-Aktuatoren mit dem Tragrahmen gekop¬ pelt ist. Insbesondere ist das optische Element zur Positionierung oder Positions¬ korrektur desselben manipulierbar, das heißt, verstellbar und/oder deformierbar. Der Tragrahmen und/oder der Sensorrahmen können aus einem keramischen Werkstoff oder einem metallischen Werkstoff gefertigt sein. Insbesondere kann der Tragrahmen aus einer Nichtoxidkeramik, beispielsweise aus einem Silizi- umcarbid, gefertigt sein. Vorzugsweise ist zumindest der Tragrahmen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gefertigt. An dem Sensorrahmen kann insbeson¬ dere eine Vielzahl an Sensoren vorgesehen sein, die dazu eingerichtet sind, die Positionierung des optischen Elements zu erfassen. Mit Hilfe der von den Senso- ren ermittelten Position des optischen Elements kann dessen Ausrichtung mit Hilfe von an den Tragrahmen gekoppelten Aktuatoren, insbesondere Lorentz- Aktuatoren, korrigiert werden. Die Breite des Spalts beträgt vorzugsweise 100 bis 300 μπι. Unter einer mechanischen Entkopplung des Tragrahmens von dem Sensorrah¬ men ist vorzugsweise zu verstehen, dass von dem Tragrahmen auf den Sensor¬ rahmen und umgekehrt keine oder zumindest vernachlässigbare Schwingungen, Kräfte und/oder Vibrationen übertragen werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Sensorrahmen mit Hilfe einer weichen Lagerung oder Aktorik gelagert ist. Beispielsweise kann der Sensorrahmen mit Hilfe von sehr weichen Federelementen gelagert sein. Vorzugsweise ist der Tragrahmen geerdet.
Zum Begrenzen der Relativbewegung des Tragrahmens bezüglich des Sensor¬ rahmens kann das Kontaktelement die Kontaktfläche flächig oder punktuell kon¬ taktieren. Vorzugsweise ist das Kontaktelement aus einer Aluminium-Bronze- Legierung gebildet, wodurch eine hohe Druckfestigkeit bei gleichzeitig geringem Abrieb erreicht werden kann. Insbesondere ist es für die Funktionalität der opti¬ schen Vorrichtung entscheidend, dass keine Partikel, wie beispielsweise Metall¬ abrieb, entstehen. Hierdurch wird die Funktionalität der optischen Vorrichtung auch bei einem Kontakt des Kontaktelements und der Kontaktfläche nicht ge¬ fährdet. Die Kontaktfläche kann eine an dem Tragrahmen oder an dem Sensor- rahmen vorgesehene Stirnseite desselben sein, die dann, wenn sie an dem Trag¬ rahmen vorgesehen ist, dem Sensorrahmen zugewandt ist und umgekehrt. Das Kontaktelement und die Kontaktfläche sind jeweils bevorzugt elektrisch leitend. Die Breite des Spalts kann definiert sein als ein Abstand zwischen der Kontakt¬ fläche und einer Stirnseite des Kontaktelements.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Kontaktelement zur Transport¬ sicherung der optischen Vorrichtung bezüglich des Sensorrahmens oder des Tragrahmens verlagerbar, um den Tragrahmen mit dem Sensorrahmen zu ver¬ spannen. Vorzugsweise ist eine Vielzahl derartiger Kontaktelemente und korres- pondierender Kontaktflächen vorgesehen. Zum Verspannen des Tragrahmens mit dem Sensorrahmen können die Kontaktelemente gegen die korrespondieren¬ den Kontaktflächen gefahren werden, wodurch eine Verspannung des Tragrah¬ mens und des Sensorrahmens erzielt werden kann. Hierdurch kann eine Trans¬ portsicherung erreicht werden. Zur Inbetriebnahme der Lithographieanlage wer- den die Kontaktelemente von den Kontaktflächen weggefahren und die jeweilige Breite des Spalts wird ermittelt und gegebenenfalls eingestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die optische Vorrichtung ferner ein an dem Sensorrahmen oder an dem Tragrahmen angebrachtes Aufnahme¬ element, in dem das Kontaktelement aufgenommen ist. Das Aufnahmeelement kann beispielsweise aus einem Stahlwerkstoff gefertigt sein. Das Aufnahmeele- ment weist vorzugsweise einen rohrförmigen Basisabschnitt auf, in dem das Kontaktelement aufnehmbar ist. Insbesondere umfasst das Kontaktelement ei¬ nen Kontaktabschnitt zum Kontaktieren der Kontaktfläche und einen in dem Basisabschnitt aufgenommenen Schaftabschnitt. Weiterhin umfasst das Auf¬ nahmeelement vorzugsweise einen scheibenförmigen Flanschabschnitt, der ma- terialeinstückig mit dem Basisabschnitt verbunden ist. Der Flanschabschnitt kann mit Hilfe von Befestigungselementen, wie beispielsweise Befestigungs¬ schrauben, fest mit dem Tragrahmen oder dem Sensorrahmen verbunden sein. Zwischen dem Flanschabschnitt und dem Sensorrahmen oder dem Flanschab¬ schnitt und dem Tragrahmen kann ein Isolationselement, wie beispielsweise eine Keramikscheibe, vorgesehen sein. Hierdurch kann eine elektrische Isolation des Aufnahmeelements und des Kontaktelements gegenüber dem Sensorrahmen o- der dem Kontaktrahmen erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Aufnahmeelement und dem Sensorrahmen oder zwischen dem Aufnahmeelement und dem Tragrahmen umlaufend um das Aufnahmeelement ein Spalt zur elektrischen Isolation des Aufnahmeelements und des Kontaktelements gegenüber dem Sensorrahmen o- der dem Tragrahmen vorgesehen. Vorzugsweise ist das Kontaktelement elektrisch leitend mit dem Aufnahmeelement verbunden. Der Spalt läuft vor- zugsweise um den Basisabschnitt des Aufnahmeelements vollständig um. Der Spalt kann beispielsweise eine Breite von 50 μηι aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Kontaktelement entlang einer Mittelachse des Aufnahmeelements relativ zu diesem verlagerbar. Vorzugsweise ist das Kontaktelement rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse desselben ausgebildet. Auch das Aufnahmeelement ist rotationssymmetrisch zu seiner Mit¬ telachse ausgebildet. Vorzugsweise sind die Mittelachse des Kontaktelements und die Mittelachse des Aufnahmeelements kollinear zueinander angeordnet. Das Kontaktelement weist vorzugsweise den zylinderförmigen Kontaktabschnitt sowie den stift- oder stabförmigen Basisabschnitt auf. Vorzugsweise ist außensei¬ tig an dem Basisabschnitt ein Außengewinde vorgesehen, das formschlüssig in ein korrespondierendes, innenseitig an dem Basisabschnitt des Aufnahmeele¬ ments vorgesehenes, Innengewinde eingreift. Die Gewinde können beispielsweise jeweils ein Feingewinde, insbesondere ein M12xO,5"Gewinde, sein. Hierdurch ist das Kontaktelement durch eine Rotation desselben relativ zu dem Aufnahme¬ element verlagerbar. Zum Sichern der Position des Kontaktelements relativ zu dem Aufnahmeelement kann das Kontaktelement mit Hilfe einer Sicherungs¬ mutter gesichert werden. Zum Verstellen des Kontaktelements kann die Siche¬ rungsmutter gelöst werden, das Kontaktelement kann anschließend zum Einstel¬ len der Breite des Spalts zwischen der Kontaktfläche und dem Kontaktelement verdreht werden, wodurch es in das Aufnahmeelement hinein- oder aus diesem herausverlagert wird. Anschließend kann nach dem Positionieren des Kontakte¬ lements dieses wieder mit Hilfe der Sicherungsmutter in der gewünschten Posi¬ tion gesichert werden. Alternativ können auch andere EinStelleinrichtungen, wie beispielsweise ein Piezoaktuator, zum Verlagern des Kontaktelements relativ zu dem Aufnahmeelement vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die optische Vorrichtung ferner ein Gegenkontaktelement, das die Kontaktfläche aufweist. Das Gegenkontakte- lement kann beispielsweise platten- oder scheibenförmig sein. Das Gegenkontak¬ telement kann fest mit dem Tragrahmen oder mit dem Sensorrahmen verbunden sein. Beispielsweise kann das Gegenkontaktelement mit dem Tragrahmen oder mit dem Sensorrahmen verschraubt sein. Das Gegenkontaktelement kann eine kreisrunde Geometrie aufweisen. Vorzugsweise ist das Gegenkontaktelement geerdet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Gegenkontaktelement elektrisch leitend mit dem Sensorrahmen oder dem Tragrahmen verbunden. Vorzugsweise ist der Rahmen, an dem das Gegenkontaktelement vorgesehen ist, geerdet. AI- ternativ kann das Gegenkontaktelement gegenüber dem Sensorrahmen oder dem Tragrahmen elektrisch isoliert sein, wobei das Gegenkontaktelement in diesem Fall selbst geerdet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Gegenkontaktelement einen Federabschnitt auf, der dazu eingerichtet ist, sich bei einem Kontakt mit dem Kontaktelement federelastisch zu verformen. Vorzugsweise ist das Gegenkontak¬ telement topfförmig und weist einen rohrförmigen Basisabschnitt auf, der stirn¬ seitig durch den Federabschnitt verschlossen ist. Dem Federabschnitt gegenüber- liegend ist an dem Basisabschnitt ein Befestigungsabschnitt vorgesehen, der entweder mit dem Tragrahmen oder mit dem Sensorrahmen fest verbunden ist. Der Basisabschnitt kann ferner eine oder mehrere Bohrungen aufweisen, die da¬ zu eingerichtet sind, einen Innenraum des Gegenkontaktelements zu entlüften. Hierdurch wird beim Anlegen eines Vakuums an die optische Vorrichtung eine Beschädigung oder eine Verformung des Gegenkontaktelements zuverlässig ver¬ hindert. Das Gegenkontaktelement ist vorzugsweise aus einer Titan- Aluminium- Legierung gefertigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Tragrahmen eines von dem Kontaktelement und der Kontaktfläche und der Sensorrahmen das andere von dem Kontaktelement und der Kontaktfläche auf. Das heißt, entweder ist die Kontaktfläche an dem Sensorrahmen und das Kontaktelement ist an dem Trag¬ rahmen vorgesehen oder die Kontaktfläche ist an dem Tragrahmen und das Kon¬ taktelement ist an dem Sensorrahmen vorgesehen. Hierdurch ergibt sich ein fle- xibler Aufbau der optischen Vorrichtung. Hierdurch ist diese vielseitig einsetz¬ bar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sensoranordnung dazu eingerich¬ tet, eine Breite des Spalts kapazitiv, optisch oder induktiv zu ermitteln. Dadurch, dass die Breite des Spalts kapazitiv, optisch oder induktiv gemessen wird, kann auf berührende Messverfahren, beispielsweise mit Hilfe einer Fühlerlehre, und auf technisch aufwendige Messverfahren, wie das zuvor beschriebene Luft- druckmessverfahren, verzichtet werden. Die Breite des Spalts kann auch dann zuverlässig ermittelt werden, wenn der Spalt nicht zugänglich und/oder nicht einsehbar ist. Hierdurch bleibt die Funktionalität der Lithographieanlage stets gewährleistet.
Bevorzugt bilden bei der Sensoranordnung insbesondere zwei Flächen, von denen jeweils eine an dem Tragrahmen und die andere an dem Sensorrahmen vorgese¬ hen ist, die Platten eines Kondensators, insbesondere eines Plattenkondensators. Bei einer Relativbewegung des Tragrahmens zu dem Sensorrahmen oder umge- kehrt ändert sich die elektrische Kapazität des Kondensators. Das heißt, beim aufeinander zu Bewegen beziehungsweise beim voneinander weg Bewegen des Tragrahmens und des Sensorrahmens ändert sich die Breite des Spalts und da¬ mit die elektrisch messbare Kapazität des Kondensators. Über die Änderung der Kapazität lässt sich eine Veränderung der Breite des Spalts ermitteln. Zur Mes- sung der Breite wird eine Kennlinie des Kondensators analog oder digital linea- risiert. Die Sensoranordnung bildet somit einen kapazitiven Abstandssensor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden das Kontaktelement und die Kontaktfläche gemeinsam einen Kondensator der Sensoranordnung zur kapazi- tiven Ermittlung der Breite des Spalts. Ein Kondensator ist ein passives elektri¬ sches Bauelement mit der Fähigkeit, in einem Gleichstromkreis elektrische La¬ dungen und die damit zusammenhängende Energie statisch in einem elektri¬ schen Feld zu speichern. Die gespeicherte Ladung pro Spannung wird als elektri¬ sche Kapazität bezeichnet und in der Einheit Farad gemessen. In einem Wech- selstromkreis wirkt ein Kondensator als Wechselstromwiderstand mit einem fre¬ quenzabhängigen Impedanzwert. Durch ein aufeinander zu verlagern des Kon¬ taktelements und der Kontaktfläche beziehungsweise durch ein voneinander weg verlagern derselben kann die Kapazität des Kondensators verändert werden. Über die Kapazitätsänderung kann ein Rückschluss auf die Breite des Spalts zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktfläche gezogen werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Sensoranordnung einen an dem Kontaktelement vorgesehenen Schutzring-Kondensator zur Feldabschir¬ mung auf. Der Schutzring- Kondensator kann auch als Guard Ring bezeichnet werden. Mit Hilfe des Schutzring-Kondensators kann ein homogenes elektrisches Feld mit annähernd geraden Feldlinien zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktfläche erreicht werden. Hierdurch kann die Messgenauigkeit erhöht werden. Die Ermittlung der Breite des Spalts kann so mit einer Genauigkeit von 10 μηι erfolgen. Der Schutzring-Kondensator kann ringförmig sein und an dem Kontaktabschnitt des Kontaktelements angebracht sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Sensoranordnung zur opti¬ schen Ermittlung der Breite des Spalts einen konfokalen Sensor auf, wobei be¬ vorzugt der konfokale Sensor oder ein Teil desselben in einer Öffnung in dem Kontaktelement angeordnet ist. Mit einem konfokalen Sensor ist ein solcher Sen- sor gemeint, bei welchem die Abstandsmessung auf dem Konfokalprinzip basiert, also von zwei Strahlengängen Gebrauch gemacht wird, die einen gemeinsamen Brennpunkt besitzen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in dem Kontaktelement und/oder in der Kontaktfläche ein Wirbelstrom zur induktiven Ermittlung der Breite des Spalts erzeugbar. Ein derartiger Wirbelstromsensor ist vorteilhaft unempfindlich gegenüber Medien wie Staub im Messspalt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an dem Kontaktelement ein elektri- scher Steckverbinder zum elektrischen Verbinden desselben mit einer Auswer¬ teeinrichtung der Sensoranordnung vorgesehen. Zwischen der Auswerteeinrich¬ tung und dem Kontaktelement kann ein Kabel vorgesehen sein. Das Kabel weist einen Stecker auf, der lösbar in den elektrischen Steckverbinder einsteckbar ist. Weiterhin kann an dem Kontaktelement ein elektrisches Kabel vorgesehen sein, das dann, wenn das Kontaktelement räumlich schwer zugänglich ist, von diesem weggeführt und an einer gut zugänglichen Stelle der optischen Vorrichtung an¬ gebracht ist. Die Auswerteeinrichtung kann dann zur Bestimmung der Breite des Spalts mit diesem Kabel verbunden werden. Die Auswerteeinrichtung kann nacheinander an allen Kontaktelementen der optischen Vorrichtung angesteckt werden. Es können auch mehrere Auswerteeinrichtungen vorgesehen sein. Die Auswerteeinrichtungen werden nach dem Einstellen der Breite des Spalts wieder von der optischen Vorrichtung entfernt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Kontaktelement einen kugel¬ förmig gewölbten Kontaktabschnitt auf. Hierdurch kann ein punktförmiger Kon¬ takt des Kontaktelements mit der Kontaktfläche erreicht werden. Alternativ kann der Kontaktabschnitt zylinderförmig mit einer kreisrunden Querschnitts¬ fläche und einer ebenen Stirnseite ausgebildet sein. Hierdurch kann ein flächiger Kontakt des Kontaktelements mit der Kontaktfläche erreicht werden.
Ferner wird eine Lithographieanlage, insbesondere eine EUV- oder DUV- Lithographieanlage, mit zumindest einer Vorrichtung, wie vorstehend beschrie¬ ben, bereitgestellt. EUV steht für "extremes Ultraviolett" und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. DUV steht für "tiefes Ult¬ raviolett" und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 und 250 nm.
Die für die vorgeschlagene optische Vorrichtung beschriebenen Ausführungsfor¬ men und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Lithographieanlage entspre¬ chend. Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht expli¬ zit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausfüh¬ rungsbeispiele beschriebene Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der je¬ weiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegen¬ stand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungs- beispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzug¬ ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Fig. 1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV- Lithographieanlage!
Fig. 1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV- Lithographieanlage!
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer opti- sehen Vorrichtung für die Lithographieanlage gemäß Fig. 1A oder Fig. 1B!
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Detailansicht III gemäß der Fig. 2!
Fig. 4 zeigt eine schematische Aufsicht der optischen Vorrichtung gemäß Fig. 2 und 3!
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer optischen Vorrichtung für die Lithographieanlage gemäß Fig. 1A oder Fig. 1B!
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer optischen Vorrichtung für die Lithographieanlage gemäß Fig. 1A oder Fig. 1B! Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer optischen Vorrichtung für die Lithographieanlage gemäß Fig. 1A oder Fig. 1B; und
Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer optischen Vorrichtung für die Lithographieanlage gemäß Fig. 1A oder Fig. IB. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Be¬ zugszeichen versehen worden, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist. Soweit ein Bezugszeichen vorliegende mehrere Bezugslinien aufweist, heißt dies, dass das entsprechende Element mehrfach vorhanden ist. Bezugszeichenlinien, die auf verdeckte Details weisen, sind gestrichelt dargestellt. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise ma߬ stabsgerecht sind.
Die Fig. 1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 100A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektions¬ system 104 umfasst. Dabei steht EUV für "extremes Ultraviolett" (engl.: extreme ultra violet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projekti¬ onssystem 104 sind jeweils in einem nicht gezeigten Vakuum- Gehäuse vorgese- hen, wobei jedes Vakuum- Gehäuse mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuie¬ rungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum- Gehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren bzw. Einstellen von optischen Elementen vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein.
Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV- Lichtquelle 106A auf. Als EUV- Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder ein Synchrot¬ ron vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV- Bereich (extremer ultravio- letter Bereich), also z.B. im Wellenlängenbereich von 5 bis 20 nm, aussendet. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt und die gewünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV- Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind. Das in Fig. 1A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahl¬ formungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf eine Photomaske (engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als re- flektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spie¬ gels 122 auf die Photomaske 120 gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektions Systems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird. Das Projektions System 104 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist sechs Spiegel Ml bis M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Spiegel Ml bis M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die An¬ zahl der Spiegel Ml bis M6 der EUV- Lithographieanlage 100A nicht auf die dar- gestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel Ml bis M6 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel Ml bis M6 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Die Fig. 1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV- Lithographieanlage 100B, welche ein Strahlungsformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht DUV für "tiefes Ultraviolett" (engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwi¬ schen 30 und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 können - wie bereits mit Bezug zu Fig. 1A beschrie- ben— in einem Vakuumgehäuse angeordnet und/oder von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein.
Die DUV- Lithographieanlage 100B weist eine DUV- Lichtquelle 106B auf. Als DUV- Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV- Bereich bei beispielsweise 193 nm emit¬ tiert. Das in Fig. 1B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108B auf eine Photomaske 120. Die Photomaske 120 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder derglei¬ chen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel 130 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Linsen 128 und/oder Spiegel 130 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu ei¬ ner optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 128 und Spiegel 130 der DUV- Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 128 und/oder Spiegel 130 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel 130 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Ein Luftspalt zwischen einer letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer als 1 aufweist. Das flüssige Medium 132 kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das flüssige Medium 132 kann als Immersionsmedium oder Immersionsflüssigkeit bezeichnet werden. Die Fig. 2 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Schnittansicht eine optische Vorrichtung 200A für eine jeweilige Lithographieanlage 100A, 100B ge¬ mäß den Fig. 1A und IB. Die Fig. 3 zeigt eine Detailansicht III gemäß der Fig. 2. Im Folgenden wird auf die Fig. 2 und 3 gleichzeitig Bezug genommen. Die optische Vorrichtung 200A kann ein Projektionssystem 104 gemäß den Fig. 1A und 1B sein. Die optische Vorrichtung 200A umfasst ein optisches Element 202. Bei dem optischen Element 202 kann es sich um einen der Spiegel Ml bis M6 beziehungsweise 130 oder eine der Linsen 128 handeln, welche im Zusam¬ menhang mit den Fig. 1A und 1B beschrieben wurden. Alternativ kann es sich bei dem optischen Element 202 auch um ein optisches Gitter oder eine λ-Platte handeln. Die optische Vorrichtung 200A kann eine Vielzahl derartiger optischer Elemente 202 umfassen.
Die optische Vorrichtung 200A umfasst einen Force Frame oder Tragrahmen 204, mit dem das optische Element 202 gekoppelt ist. Zur Halterung des opti¬ schen Elements 202 an dem Tragrahmen 204 können Gewichtskraftkompensati- onseinrichtungen auf Basis von Permanentmagneten eingesetzt werden. Die von einer solchen Gewichtskraftkompensationseinrichtung erzeugte Kompensations¬ kraft wirkt der Gewichtskraft des optischen Elements 202 entgegen und ent¬ spricht dieser im Wesentlichen betragsmäßig. Aktiv kann eine Bewegung des optischen Elements 202 - insbesondere auch in vertikaler Richtung - dagegen mit Hilfe sogenannter Lorentz-Aktuatoren gesteuert werden. Ein solcher Lorentz- Aktuator umfasst jeweils eine bestrombare Spule sowie davon beabstandet einen Permanentmagneten. Gemeinsam erzeugen diese eine einstellbare magnetische Kraft zur Steuerung der Bewegung des optischen Elements 202. Das heißt, das optische Element 202 ist zur Positionierung oder Positionskorrek¬ tur desselben manipulierbar, insbesondere verstellbar und/oder deformierbar. Hierzu können ein oder mehrere Aktuatoren, insbesondere Lorentz-Aktuatoren, vorgesehen sein. Der Tragrahmen 204 kann eine Vielzahl derartiger optischer Elemente 202 tragen. Der Tragrahmen 204 kann aus einem keramischen Werk- stoff gefertigt sein. Beispielsweise kann der Tragrahmen 204 aus einer Nichto- xidkeramik, beispielsweise einem Siliziumcarbid (SiC/SiSiC) gefertigt sein. Al¬ ternativ kann der Tragrahmen 204 auch aus einem anderen Werkstoff, wie bei¬ spielsweise Stahl gefertigt sein. Vorzugsweise ist der Tragrahmen 204 aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gefertigt.
Die optische Vorrichtung 200A umfasst weiterhin einen mechanisch von dem Tragrahmen 204 entkoppelten Sensor Frame oder Sensorrahmen 206. Der Sen- sorrahmen 206 kann ebenfalls aus einem Keramikwerkstoff, wie Siliziumcarbid, oder aus einem Stahlwerkstoff gefertigt sein. An dem Sensorrahmen 206 kann eine Vielzahl an Sensoren vorgesehen sein, die dazu eingerichtet sind, die Positi¬ onierung des optischen Elements 202 beziehungsweise der optischen Elemente 202 zu erfassen. Mit Hilfe der von den Sensoren ermittelten Position des opti¬ schen Elements 202 kann dessen Ausrichtung mit Hilfe der an dem Tragrahmen 204 vorgesehenen Aktuatoren korrigiert werden.
Unter einer mechanischen Entkopplung des Tragrahmens 204 von dem Sensor- rahmen 206 ist zu verstehen, dass von dem Tragrahmen 204 auf den Sensorrah¬ men 206 und umgekehrt keine oder zumindest vernachlässigbare Schwingungen, Kräfte und/oder Vibrationen übertragen werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Sensorrahmen 206 mit Hilfe einer weichen Lagerung oder Ak- torik gelagert ist. Beispielsweise kann der Sensorrahmen 206 mit Hilfe von sehr weichen Federelementen gelagert sein.
Die optische Vorrichtung 200A umfasst weiterhin eine Sensoranordnung 208, die dazu eingerichtet ist, eine Breite b2io eines Spalts 210 zwischen dem Tragrahmen 204 und dem Sensorrahmen 206 zu ermitteln. Die Breite b2io beträgt vorzugswei- se 100 bis 300 μηι. Die Sensoranordnung 208 ist dazu eingerichtet, die Breite b2io kapazitiv zu ermitteln. Das heißt, die Sensoranordnung 208 bildet einen kapazi¬ tiven Sensor. Ein kapazitiver Sensor arbeitet auf Basis einer Veränderung der Kapazität eines einzelnen Kondensators oder eines ganzen Kondensatorsystems. Die Sensoranordnung 208 umfasst eine an dem Tragrahmen 204 vorgesehene Kontaktfläche 212. Die Kontaktfläche 212 kann eine dem Sensorrahmen 206 zu¬ gewandte Stirnseite des Tragrahmens 204 sein. Die Kontaktfläche 212 ist geer¬ det. Hierzu ist die Kontaktfläche 212 elektrisch leitend mit einer Erdung 214 verbunden. Die Erdung 214 stellt eine elektrisch leitende Verbindung des
Tragrahmens 204 mit einem Gehäusefundament und/oder dem Erdreich dar. Die Sensoranordnung 208 umfasst neben der Kontaktfläche 212 ein Kontaktele¬ ment 216. Das Kontaktelement 216 ist an dem Sensorrahmen 206 vorgesehen. Das Kontaktelement 216 kann allerdings auch an dem Tragrahmen 204 und die Kontaktfläche 212 kann entsprechend an dem Sensorrahmen 206 vorgesehen sein. Im Folgenden wird jedoch davon ausgegangen, dass das Kontaktelement 216 an dem Sensorrahmen 206 angeordnet ist. Das Kontaktelement 216 kann auch als Endstopp bezeichnet werden.
Das Kontaktelement 216 umfasst einen zylinderförmigen Kontaktabschnitt 218 mit einer Stirnseite 220. Der Kontaktabschnitt 218 kann einen kreisrunden
Querschnitt aufweisen. Die Stirnseite 220 kann eben sein. Die Breite b2io ist de¬ finiert als der Abstand zwischen der Kontaktfläche 212 und der Stirnseite 220 des Kontaktelements 216. Das Kontaktelement 216 umfasst neben dem Kontakt¬ abschnitt 218 einen mehrstufigen und einteilig mit dem Kontaktabschnitt 218 ausgebildeten Schaftabschnitt 222. Der Schaftabschnitt 222 und der Kontaktab¬ schnitt 218 sind vorzugsweise rotationssymmetrisch zu einer Symmetrie- oder Mittelachse M216 des Kontaktelements 216 ausgebildet.
Das Kontaktelement 216 und zumindest der Kontaktabschnitt 218 sind aus einer Aluminium-Bronze-Legierung gefertigt. Hierdurch ergibt sich eine hohe Druck- und Abriebfestigkeit. Hierdurch wird das Entstehen von metallischem Abrieb bei einem Kontakt des Kontaktabschnitts 218 mit der Kontaktfläche 212 zuverlässig verhindert. Der Schaftabschnitt 222 weist vier Abstufungen 224, 226, 228, 230 auf. Insbesondere weist der Schaftabschnitt 222 eine erste Abstufung 224, eine zweite Abstufung 226, eine dritte Abstufung 228 und eine vierte Abstufung 230 auf. Ein Außendurchmesser des Kontaktabschnitts 218 ist größer als ein Außen¬ durchmesser der ersten Abstufung 224, deren Außendurchmesser wiederum grö¬ ßer ist als ein Außendurchmesser der zweiten Abstufung 226, deren Außen¬ durchmesser wiederum größer ist als ein Außendurchmesser der dritten Abstu- fung 228, deren Durchmesser wiederum größer ist als ein Außendurchmesser der vierten Abstufung 230. An der ersten Abstufung 224 ist ein Außengewinde 232 vorgesehen. Das Außen¬ gewinde 232 ist vorzugsweise ein Feingewinde. Ein Feingewinde hat im Ver¬ gleich zu einem Regelgewinde ein engeres Gewindeprofil. Das Außengewinde 232 kann beispielsweise ein M12xO,5"Gewinde sein. An die erste Abstufung 224 schließt sich die zweite Abstufung 226 an, die kein Außengewinde aufweist und somit außenseitig glatt ist. An der dritten Abstufung 228 ist wiederum ein Au¬ ßengewinde 234 vorgesehen. Das Außengewinde 234 kann ein Ml 0x1, 5 -Gewinde sein. Die vierte Abstufung 230 ist wieder außenseitig glattwandig, das heißt, sie weist kein Gewinde auf.
Die optische Vorrichtung 200A umfasst ein an dem Tragrahmen 204 oder an dem Sensorrahmen 206 angebrachtes Aufnahmeelement 236 zum Aufnehmen des Kontaktelements 216. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, kann das Aufnahmeelement 236 an dem Sensorrahmen 206 vorgesehen sein. Das Aufnahmeelement 236 um- fasst einen rohr- oder hülsenförmigen Basisabschnitt 238, in dem der Schaftab¬ schnitt 222 des Kontaktelements 216 aufgenommen ist. Das Aufnahmeelement 236 kann aus einem Stahlwerkstoff gefertigt sein. Ein Innendurchmesser des Basisabschnitts 238 ist zumindest geringfügig größer als der Außendurchmesser der zweiten Abstufung 226 des Schaftabschnitts 222 des Kontaktelements 216. Das Aufnahmeelement 236 ist gegenüber dem Sensorrahmen 206 elektrisch iso¬ liert.
Innenseitig an dem Basisabschnitt 238 kann ein zu dem Außengewinde 232 des Schaftabschnitts 222 des Kontaktelements 216 korrespondierendes Innengewin- de 240 vorgesehen sein. Das Außengewinde 232 und das Innengewinde 240 sind optional. Mit Hilfe des Außengewinde 232 und des Innengewinde 240 kann das Kontaktelement 216 entlang einer Mittelachse M236 des Aufnahmeelements 236 relativ zu diesem verlagert werden. Die Mittelachse M236 ist dabei koaxial mit der Mittelachse M216 angeordnet. Weiterhin kann alternativ zu dem Außenge- winde 232 und dem korrespondierenden Innengewinde 240 eine andere Einrich¬ tung, beispielsweise ein Piezoaktuator, zum Verlagern des Kontaktelements 216 relativ zu dem Aufnahmeelement 236 vorgesehen sein. Das Aufnahmeelement 236 weist weiterhin einen einteilig mit dem Basisab¬ schnitt 238 ausgebildeten Flanschabschnitt 242 auf. Der Flanschabschnitt 242 ist scheibenförmig und läuft um den Basisabschnitt 238 herum. Zwischen dem Flanschabschnitt 242 und einer Stirnseite 244 des Sensorrahmens 206 ist eine elektrisch isolierende Keramikscheibe 246 positioniert. Der Flanschabschnitt 242 weist vorzugsweise eine Vielzahl an Bohrungen 248 auf, durch die Befestigungs¬ schrauben 250 zum Befestigen des Aufnahmeelements 236 an dem Sensorrah¬ men 206 geführt sind. Die Bohrungen 248 können gleichmäßig über einen Um¬ fang des Flanschabschnitts 242 verteilt angeordnet sein. Die Befestigungs- schrauben 250 können beispielsweise Zylinderkopfschrauben mit einem M6xl,0- Gewinde sein. Die Befestigungsschrauben 250 sind gegenüber dem Flanschab¬ schnitt 242 elektrisch isoliert, so dass das Aufnahmeelement 236 und damit auch das Kontaktelement 216 nicht elektrisch leitend mit dem Sensorrahmen 206 ver¬ bunden ist.
Das Kontaktelement 216 ist mit Hilfe einer Sicherungsmutter 252 mit dem Auf¬ nahmeelement 236 verspannt. Die Sicherungsmutter 252 weist ein Innengewin¬ de 254 auf, das in das Außengewinde 234 des Schaftabschnitts 222 des Kontakte¬ lements 216 formschlüssig eingreift. Zwischen der Sicherungsmutter 252 und einer Stirnseite 256 des Basisabschnitts 238 ist eine Unterlegscheibe 258 ange¬ ordnet. Die Unterlegscheibe 258 kann eine Stahlscheibe sein.
Umlaufend um den Basisabschnitt 238 und zwischen diesem und dem Sensor¬ rahmen 206 ist ein Spalt 260 vorgesehen, um das Aufnahmeelement 236 und damit auch das Kontaktelement 216, wie zuvor bereits erwähnt, gegenüber dem Sensorrahmen 206 elektrisch zu isolieren. Der Kontaktabschnitt 218 des Kontak¬ telements 216 ist teilweise innerhalb des Sensorrahmens 206 angeordnet, aber mit Hilfe des Spalts 260 gegenüber diesem elektrisch isoliert. Der Spalt 260 kann eine Breite von 50 μηι aufweisen.
Der Kontaktabschnitt 218 ragt mit einem Abstand b2is über eine dem Tragrah¬ men 204 zugewandte Stirnseite 262 des Sensorrahmens 206 über diesen hinaus. Der Abstand b2is ist verstellbar. Der Abstand b2is kann dadurch eingestellt wer¬ den, dass zunächst die Sicherungsmutter 252 gelockert oder entfernt wird. An¬ schließend kann das Kontaktelement 216 verdreht werden, wodurch je nach Drehrichtung mit Hilfe des Außengewindes 232 des Kontaktelementes 216 und des Innengewindes 240 des Aufnahmeelements 236 der Abstand b2is vergrößert und damit die Breite b2io des Spalts verkleinert oder der Abstand b2is verkleinert und damit die Breite b2io des Spalts 210 vergrößert werden kann. Ist der ge¬ wünschte Abstand b2is beziehungsweise die gewünschte Breite b2io eingestellt, wird die Sicherungsmutter 252 wieder angezogen, um das Kontaktelement 216 in der gewünschten Position zu fixieren. In einer Endposition, in der ein minimaler Abstand b2is beziehungsweise eine maximale Breite b2io des Spalts 210 einge¬ stellt ist, liegt eine Stirnseite 264 des Kontaktabschnitts 218 des Kontaktele¬ ments 216 an einer Stirnseite 266 des Basisabschnitts 238 des Aufnahmeele¬ ments 236 an.
Das Kontaktelement 216 und insbesondere der Kontaktabschnitt 218 kann die Kontaktfläche 212 zum Begrenzen einer Relativbewegung des Tragrahmens 204 relativ zu dem Sensorrahmen 206 kontaktieren. Das heißt, das Kontaktelement 216 kann an der Kontaktfläche 212 anschlagen. Zu einem Kontakt zwischen dem Kontaktelement 216 und der Kontaktfläche 212 kann es beispielsweise bei star¬ ken Schwingungen, Vibrationen oder einem Verkippen der optischen Vorrichtung 200A kommen. Dies kann beispielsweise bei einem Transport der optischen Vor¬ richtung 200A vorkommen. Dadurch, dass mit Hilfe des Kontaktelements 216 und der Kontaktfläche 212 ein definierter Anschlag verwirklicht wird, kann eine Beschädigung der optischen Vorrichtung 200A verhindert werden. Die Verwen¬ dung einer Aluminium-Bronze-Legierung für das Kontaktelement 216 verhindert ferner zuverlässig das Entstehen von metallischem Abrieb wenn das Kontakte¬ lement 216 die Kontaktfläche 212 kontaktiert. Das Kontaktelement 216 kann auch zur Transportsicherung der optischen Vor¬ richtung 200A eingesetzt werden. Insbesondere kann, wie zuvor beschrieben, das Kontaktelement 216 bezüglich des Aufnahmeelements 236 beziehungsweise be- züglich des Sensorrahmens 206 oder für dem Fall, dass das Kontaktelement 216 an dem Tragrahmen 204 vorgesehen ist, bezüglich des Tragrahmens 204 verla¬ gert werden, um den Tragrahmen 204 mit dem Sensorrahmen 206 zu verspan¬ nen. Hierzu wird das Kontaktelement 216 solange bezüglich des Aufnahmeele- ments 236 verlagert, bis dieses an der Kontaktfläche 212 anliegt.
Das Kontaktelement 216 und die Kontaktfläche 212 bilden gemeinsam einen elektrischen Kondensator 268, insbesondere einen Plattenkondensator, der Sen¬ soranordnung 208. Die Kontaktfläche 212 und das Kontaktelement 216 bilden den elektrischen Kondensator 268, wobei die Kapazität des Kondensators 268 durch die Breite b2io des Spalts bestimmt ist. Insbesondere bilden das Kontakte¬ lement 216, genauer gesagt die Stirnseite 220, und die Kontaktfläche 212 zwei einander gegenüberliegend angeordnete Platten eines Plattenkondensators. Beim aufeinander zu bewegen beziehungsweise beim voneinander weg bewegen der Stirnseite 220 und der Kontaktfläche 212 ändert sich die Breite b2io und da¬ mit die elektrisch messbare Kapazität des Kondensators 268. Über die Änderung der Kapazität lässt sich eine Veränderung der Breite b2io des Spalts 210 ermit¬ teln. Zur Messung der Breite b2io wird eine Kennlinie des Kondensators 268 ana¬ log oder digital linearisiert. Zwischen dem Kontaktelement 216 und der Kontakt- fläche 212 bildet sich ein elektrisches Feld, dessen Feldlinien 270 schematisch dargestellt sind. Die Feldlinien 270 sind gekrümmt.
Anstelle der vorstehend beschriebenen kapazitiven Messung der Breite b2io des Spalts 210 kann auch eine induktive oder optische Messung erfolgen:
Beispielsweise könnte zu einer induktiven Messung vorgesehen sein, dass die Bewegung des Kontaktelements 216 relativ zu der Kontaktfläche 212 zur Induk¬ tion eines Wirbelstroms in dem Kontaktelement 216 führt. Dieser Wirbelstrom wird erfasst. Anhand des erfassten Wirbelstroms wird die Breite b2io des Spalts 210 ermittelt. Ferner könnte beispielsweise zu einer optischen Messung ein konfokaler oder ein sonstiger optischer Sensor 208a in einer Öffnung 208b des Kontaktelements 216 (insbesondere in Form einer Bohrung) angeordnet sein, wie in Fig. 2 schematisch angedeutet. An der Kontaktfläche 212 könnte ein entsprechender optischer Messstrahl erzeugt oder zurückreflektiert werden.
Eine bei einem Kontakt des Kontaktelements 216 mit der Kontaktfläche 212 in das Kontaktelement 216 eingeleitete Kraft F216 wird über das Kontaktelement 216, das Aufnahmeelement 236 und die Befestigungsschrauben 250 in den Sen- sorrahmen 206 eingeleitet. Die Krafteinleitung ist in der Fig. 3 mit Hilfe eines Pfeils 272 dargestellt.
An dem Kontaktelement 216, beispielsweise an einer der Stirnseite 220 abge¬ wandten rückseitigen Stirnseite 274 desselben kann ein elektrischer Steckver- binder 276 zum elektrischen Verbinden des Kontaktelements 216 mit einer Aus¬ werteeinrichtung 278 vorgesehen sein. Die Auswerteeinrichtung 278 ist dazu eingerichtet, Signale des Kondensators 268 auszuwerten und die aktuelle Breite b2io auszugeben. Die optische Vorrichtung 200A kann die Auswerteeinrichtung 278 umfassen. Die Auswerteeinrichtung 278 weist eine Verbindungsleitung oder ein Kabel 280 auf, an dem endseitig ein Stecker 282 zum elektrischen Verbinden mit dem Steckverbinder 276 vorgesehen ist. Das Kabel 280 kann beispielsweise dann, wenn das Kontaktelement 216 schwer zugänglich ist an dem Kontaktele¬ ment 216 oder an dem Sensorrahmen 206 verbleiben. Hierzu kann an dem Kabel 280 ein trennbarer Steckverbinder 284 vorgesehen sein, der über ein weiteres Kabel 286 mit der Auswerteeinrichtung 278 verbunden ist.
Mit Hilfe der Sensoranordnung 208 kann somit vor der Inbetriebnahme der opti¬ schen Vorrichtung 200A die Breite b2io überprüft und gegebenenfalls, wie zuvor beschrieben, mit Hilfe eines Verlagerns des Kontaktelements 216 gegenüber dem Aufnahmeelement 236 eingestellt werden. Vorzugsweise beträgt die Breite b2io nach dem Einstellen derselben 100 bis 300 μηι. Hierdurch kann ein mechani¬ scher Kurzschluss zwischen dem Tragrahmen 204 und dem Sensorrahmen 206, das heißt, ein berührender Kontakt, zwischen der Kontaktfläche 212 und dem Kontaktelement 216 im Betrieb der optischen Vorrichtung 200A zuverlässig ver¬ hindert werden. Ein manuelles Messen der Breite b2io, beispielsweise mit Hilfe einer Fühlerlehre, ist verzichtbar. Die Breite b2io ist auch dann zuverlässig und einfach ermittelbar, wenn der Spalt 210 nicht zugänglich und nicht einsehbar ist. Weiterhin kann mit Hilfe des Kontaktelements 216 eine zuverlässige Transport¬ sicherung der optischen Vorrichtung 200A erreicht werden.
Die Fig. 4 zeigt eine stark vereinfachte schematische Aufsicht der optischen Vor- richtung 200A. An der optischen Vorrichtung 200A kann eine Vielzahl derartiger Sensoranordnungen 208 vorgesehen sein. Der Sensorrahmen 206 ist in der Fig. 4 nicht gezeigt. In den Fig. 2 bis 4 ist ferner jeweils ein Koordinatensystem mit ei¬ ner χ-Achse x, einer y- Achse y und einer z-Achse z gezeigt. Mit Hilfe der Kontak¬ telemente 216 der Sensoranordnungen 208 kann eine Fixierung des Tragrah- mens 204 an dem Sensorrahmen 206 oder umgekehrt in einer von der x- Achse x und der y- Achse y aufgespannten Ebene erreicht werden.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer optischen Vorrichtung 200B. Die optische Vorrichtung 200B gemäß der Fig. 5 unterscheidet sich von der opti- sehen Vorrichtung 200A gemäß der Fig. 2 bis 4 nur dadurch, dass an dem Kon¬ taktelement 216 und insbesondere an dem Kontaktabschnitt 218 des Kontakte¬ lements 216 ein Guard Ring oder Schutzring-Kondensator 288 zur Feldabschir¬ mung vorgesehen ist. Der Schutzring- Kondensator 288 umläuft den Kontaktabschnitt 218 ringförmig. Mit Hilfe des Schutzring-Kondensators 288 kann, wie in der Fig. 5 schematisch gezeigt, das elektrische Feld abgeschirmt werden, so dass die Feldlinien 270 im Wesentlichen senkrecht zu der Stirnseite 220 des Kontaktabschnitts 218 des Kontaktelements 216 positioniert sind. Hierdurch kann die Messgenauigkeit deutlich verbessert werden. Insbesondere kann hierdurch die Breite b2io des
Spalts bis auf eine Genauigkeit von 10 μηι eingestellt werden. Die Funktionalität der optischen Vorrichtung 200B entspricht ansonsten der Funktionalität der op¬ tischen Vorrichtung 200A.
Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer optischen Vorrichtung 200C. Die optische Vorrichtung 200C gemäß der Fig. 6 unterscheidet sich von der Vor¬ richtung 200A gemäß der Fig. 2 bis 4 nur dadurch, dass die optische Vorrichtung 200C ein zu dem Kontaktelement 216 korrespondierendes Gegenkontaktelement 290 umfasst, das die Kontaktfläche 212 aufweist. Das Gegenkontaktelement 290 kann beispielsweise mit dem Tragrahmen 204 verschraubt, verklebt oder vernie- tet sein. Das Gegenkontaktelement 290 ist aus einem metallischen Werkstoff ge¬ fertigt. Das Gegenkontaktelement 290 kann insbesondere aus einer Titan- Aluminium-Legierung gefertigt sein. Das Gegenkontaktelement 290 ist platten- förmig. Das Gegenkontaktelement 290 kann kreisrund sein. Das Gegenkontaktelement 290 ist entweder elektrisch leitend mit dem Tragrah¬ men 204 verbunden und so über die Erdung 214 geerdet, oder das Gegenkontak¬ telement 290 ist gegenüber dem Tragrahmen 204 elektrisch isoliert und weist eine eigene Erdung 292 auf. Die optische Vorrichtung 200C kann ferner den in der Fig. 5 gezeigten Schutzring-Kondensator 288 zur Feldabschirmung umfas- sen. Die Funktionalität der optischen Vorrichtung 200C entspricht ansonsten der Funktionalität der optischen Vorrichtung 200A.
Die Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer optischen Vorrichtung 200D. Die optische Vorrichtung 200D gemäß der Fig. 7 unterscheidet sich von der opti- sehen Vorrichtung 200C gemäß der Fig. 6 nur durch eine alternative Ausgestal¬ tung des Gegenkontaktelements 290. Das Gegenkontaktelement 290 ist bei der Ausführungsform der optischen Vorrichtung 200D gemäß der Fig. 7 nicht als massive Platte ausgeführt, sondern umfasst einen Federabschnitt 294, der dazu eingerichtet ist, sich bei einem Kontakt mit dem Kontaktelement 216 federelas- tisch zu verformen. Der Federabschnitt 294 ist insbesondere eine Blattfeder. Das Gegenkontaktelement 290 ist topfförmig und umfasst neben dem Federab¬ schnitt 294 einen rohrförmigen Basisabschnitt 296, der in Richtung des Sensor¬ rahmens 206 von dem Federabschnitt 294 stirnseitig verschlossen ist. Gegen¬ überliegend dem Federabschnitt 294 ist ein ringförmiger umlaufender Befesti- gungsabschnitt 298 vorgesehen, der mit dem Tragrahmen 204 fest verbunden ist. An dem Basisabschnitt 296 kann zumindest eine oder mehrere Bohrungen 300 vorgesehen sein, die diesen durchbrechen. Mit Hilfe der Bohrung 300 oder der Bohrungen 300 kann ein Innenraum 302 des Gegenkontaktelements 290 beim Evakuieren der optischen Vorrichtung 200D entlüftet werden. Hierdurch wird eine unerwünschte Deformation des Gegenkontaktelements 290 verhindert. Die optische Vorrichtung 200D kann den in der Fig. 5 gezeigten Schutzring- Kondensator 288 zur Feldabschirmung umfassen. Die Funktionalität der opti¬ schen Vorrichtung 200D entspricht ansonsten der Funktionalität der optischen Vorrichtung 200A.
Die Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer optischen Vorrichtung 200E. Die optische Vorrichtung 200E unterscheidet sich von der optischen Vorrichtung 200A gemäß der Fig. 2 bis 4 nur dadurch, dass der Kontaktabschnitt 218 des Kontaktelements 216 vorderseitig nicht eben sondern, insbesondere kugelförmig, gewölbt ist. Das heißt, die Stirnseite 220 ist sphärisch oder kugelkalottenförmig. Hierdurch kann ein punktueller Kontakt der Stirnseite 220 mit der Kontaktflä¬ che 212 erzielt werden. Die Breite b2io des Spalts 210 ist dann definiert als ein Abstand der Kontaktfläche 212 zu einem der Kontaktfläche 212 am nächsten lie¬ genden vordersten Punkt der Stirnseite 220.
Die optische Vorrichtung 200E gemäß der Fig. 8 kann den in der Fig. 5 gezeigten Schutzring- Kondensator 288 zur Feldabschirmung, das in der Fig. 6 gezeigte Ge¬ genkontaktelement 290 oder das in der Fig. 7 gezeigte Gegenkontaktelement 290 umfassen. Die Funktionalität der optischen Vorrichtung 200E entspricht ansons- ten der Funktionalität der optischen Vorrichtung 200A. Obwohl die Erfindung vorliegend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele be¬ schrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifi¬ zierbar.
BEZUGSZEICHENLISTE
100A EUV-Lithographieanlage
100B DUV- Lithographieanlage
102 Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
104 Proj ektions System
106A EUV- Lichtquelle
106B DUV- Lichtquelle
108A EUV- Strahlung
108B DUV- Strahlung
110 Spiegel
112 Spiegel
114 Spiegel
116 Spiegel
118 Spiegel
120 Photomaske
122 Spiegel
124 Wafer
126 optische Achse
128 Linse
130 Spiegel
132 Medium
200A optische Vorrichtung
200B optische Vorrichtung
200C optische Vorrichtung
200D optische Vorrichtung
200E optische Vorrichtung
202 optisches Element
204 Tragrahmen
206 Sensorrahmen
208 Sensoranordnung
208a optischer Sensor Öffnung
Spalt
Kontaktfläche
Erdung
Kontaktelement Kontaktabschnitt Stirnseite
Schaftabschnitt Abstufung
Abstufung
Abstufung
Abstufung
Außengewinde Außengewinde Aufnahmeelement Basisabschnitt Innengewinde
Flanschabschnitt Stirnseite
Keramikscheibe Bohrung
Befestigungsschraube Sicherungsmutter Innengewinde
Stirnseite
Unterlegscheibe Spalt
Stirnseite
Stirnseite
Stirnseite
Kondensator
Feldlinie 272 Pfeil
274 Stirnseite
276 Steckverbinder
278 Auswerteeinrichtung 280 Kabel
282 Stecker
284 Steckverbinder
286 Kabel
288 Schutzring-Kondensator 290 Gegenkontaktelement
292 Erdung
294 Federabschnitt
296 Basisabschnitt
298 Befestigungsabschnitt 300 Bohrung
302 Innenraum b210 Breite
b218 Abstand
F2i6 Kraft
Ml Spiegel
M2 Spiegel
M3 Spiegel
M4 Spiegel
M5 Spiegel
M6 Spiegel
M216 Mittelachse
M2,36 Mittelachse

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Optische Vorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D, 200E) für eine Lithographie¬ anlage (100A, 100B), aufweisend:
ein optisches Element (202),
einen Tragrahmen (204), der das optische Element (202) trägt,
einen mechanisch von dem Tragrahmen (204) entkoppelten Sensorrahmen (206), wobei zwischen dem Tragrahmen (204) und dem Sensorrahmen (206) ein Spalt (210) vorgesehen ist, und
eine Sensoranordnung (208), die dazu eingerichtet ist, eine Breite (b2io) des
Spalts (210) berührungslos zu ermitteln,
wobei die Sensoranordnung (208) ein Kontaktelement (216) und eine Kon¬ taktfläche (212) aufweist und wobei das Kontaktelement (216) dazu eingerichtet ist, die Kontaktfläche (212) zum Begrenzen einer Relativbewegung des Tragrah- mes (204) relativ zu dem Sensorrahmen (206) zu kontaktieren.
2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kontaktelement (216) zur Transportsicherung der optischen Vorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D, 200E) bezüglich des Sensorrahmens (206) oder des Tragrahmens (204) verlagerbar ist, um den Tragrahmen (204) mit dem Sensorrahmen (206) zu verspannen.
3. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein an dem Sensorrahmen (206) oder an dem Tragrahmen (204) angebrachtes Aufnahme¬ element (236), in dem das Kontaktelement (216) aufgenommen ist.
4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei zwischen dem Aufnahmeele¬ ment (236) und dem Sensorrahmen (206) oder zwischen dem Aufnahmeelement (238) und dem Tragrahmen (204) umlaufend um das Aufnahmeelement (236) ein Spalt (260) zur elektrischen Isolation des Aufnahmeelements (236) und des Kon- taktelements (216) gegenüber dem Sensorrahmen (206) oder dem Tragrahmen (204) vorgesehen ist.
5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Kontaktelement (216) entlang einer Mittelachse (M236) des Aufnahmeelements (236) relativ zu diesem verlagerbar ist.
6. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend ein Gegenkontaktelement (290), das die Kontaktfläche (212) aufweist.
7. Optische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Gegenkontaktelement (290) elektrisch leitend mit dem Sensorrahmen (206) oder dem Tragrahmen (204) verbunden ist.
8. Optische Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Gegenkontaktele¬ ment (290) einen Federabschnitt (294) aufweist, der dazu eingerichtet ist, sich bei einem Kontakt mit dem Kontaktelement (216) federelastisch zu verformen.
9. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Tragrah¬ men (204) eines von dem Kontaktelement (216) und der Kontaktfläche (212) und der Sensorrahmen (206) das andere von dem Kontaktelement (216) und der Kon¬ taktfläche (212) aufweist.
10. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Sensoran¬ ordnung (208) dazu eingerichtet ist, eine Breite (b2io) des Spalts (210) kapazitiv, optisch oder induktiv zu ermitteln.
11. Optische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Kontaktelement (216) und die Kontaktfläche (212) gemeinsam einen Kondensator (268) der Sensoran¬ ordnung (208) zur kapazitiven Ermittlung der Breite (b2io) des Spalts (210) bil¬ den.
12. Optische Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Sensoranordnung (208) einen an dem Kontaktelement (216) vorgesehenen Schutzring- Kondensator (288) zur Feldabschirmung aufweist.
13. Optische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Sensoranordnung (208) zur optischen Ermittlung der Breite (b2io) des Spalts (210) einen konfokalen Sen¬ sor (208a) aufweist, wobei bevorzugt der konfokale Sensor (208a) oder ein Teil desselben in einer Öffnung (208b) in dem Kontaktelement (216) angeordnet ist.
14. Optische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei in dem Kontaktelement (216) und/oder in der Kontaktfläche (212) ein Wirbelstrom zur induktiven Ermittlung der Breite (b2io) des Spalts (210) erzeugbar ist.
15. Lithographieanlage (100A, 100B), insbesondere EUV- oder DUV- Lithographieanlage, mit einer optischen Vorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D, 200E) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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