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具有孔径光阑的光学系统的制作方法

具有孔径光阑的光学系统
1.相关申请的参考
2.本技术要求2020年6月29目的德国专利申请de 102020208007.0的优先权，其全部公开内容通过引用并入本技术。
技术领域
3.本发明涉及一种光学系统，特别是光刻系统，包括孔径光阑(aperture stop)，该孔径光阑具有带边缘的孔径，用于界定该光学系统的光路的外周界。

背景技术：

4.光刻系统可为用于曝光晶片的光刻设备或其他微光刻光学系统，例如检查系统，比如用于测量或检查光刻掩模、晶片等的系统。光刻系统尤其可以是euv光刻设备或duv光刻设备。euv代表“极紫外”，描述了0.1nm至30nm的使用辐射波长。duv代表“深紫外”，描述了30nm至250nm的使用辐射波长。
5.数值孔径是光刻系统、尤其是光刻设备的重要参数。在光刻系统中，借助于所谓的孔径光阑来设置或修改数值孔径。孔径光阑被理解为是(清晰地)界定光路的外周界的光阑。为此，孔径光阑具有带(周向)边缘的孔径。在此，孔径或边缘的几何构型限定了穿过该孔径光阑的孔径的、光路或光束的横截面的外周界的几何构型。
6.除了孔径光阑之外，所谓的遮光光阑(obscuration stop)也用于光学系统。这些光阑布置在光学系统的光路内，并且遮挡光路或光束横截面的内侧部分区域。已知的是借助于细杆或以不同的方式将遮光光阑保持在光路的中心。由于必然入射到遮光光阑上的辐射，热量被引入遮光光阑。相应的热负荷只能通过该细杆消散。因此，遮光光阑比孔径光阑受热更多。因此，在光刻设备的曝光工作过程中，遮光光阑会被加热到超过大约120℃或190℃的温度，而孔径光阑的温度高达大约30℃-40℃。
7.遮光光阑的高温会导致其相关热膨胀和/或用于将遮光光阑附接至支架的杆的相关热膨胀。杆中的热膨胀可引发径向应力，这可引发遮光光阑在光路的方向上偏转或横向于光路偏转。这导致光刻设备的光学参数、例如其远心度的不利变化。
8.de 10 2015 201 253 a1描述了一种具有遮光光阑的投射曝光设备，该遮光光阑具有外部光阑环和位于光阑环内部的内部光阑，内部光阑用于遮挡工作激光束的内侧区域。在一个示例性实施例中，内部光阑具有冷却装置，该冷却装置被配置成使得内部光阑可以发生限定的热量减少。在另一个示例性实施例中，内部光阑具有用于反射工作光的反射镜面。
9.de 10 2016 221 823 a1描述了一种具有遮光光阑和支架的光学系统。在一个示例性实施例中，提供了解耦装置，该解耦装置被设置成将遮光光阑的热膨胀与支架解耦。在另一个示例性实施例中，在光路中的光的方向上，在遮光光阑的上游布置有热光阑，并且热光阑被设置成部分地遮蔽该遮光光阑，其中遮光光阑的确光边缘(light-determining edge)不被遮蔽。

技术实现要素：

10.发明目的
11.本发明的目的是提供一种光学系统，特别是光刻系统，其光学参数、特别是其数值孔径在工作过程中的变化尽可能小。
12.发明主题
13.这个目的是通过在引言部分中提到的该类型的光学系统来实现的，在该光学系统中，在孔径光阑的上游(在光路之外)布置有热光阑，用于部分地遮蔽该孔径光阑，其中该孔径光阑的边缘不被遮蔽。
14.发明人已经认识到，可能存在的不仅仅是入射到遮光光阑上的(较大的)热负荷，入射到孔径光阑上的热负荷也会对光学系统的光学参数产生极大的影响。这种影响是由于以下事实，即：在光学系统的工作过程中，在由被遮挡的辐射的吸收而引起的通常相当大的热负荷(例如可以是几瓦)下，孔径光阑的材料大幅变热直至热膨胀。孔径光阑的热膨胀使得孔径光阑的边缘偏离其标称位置。其结果是无法遵守孔径光阑的位置公差规范，这可能导致光学系统的工作过程中数值孔径的显著变化。
15.在孔径光阑被布置在光刻系统的投射系统中的情况下，存在另外的问题，即：光刻系统的操作者可以使照明设置适应于相应的应用，使得入射到孔径光阑上的热负荷不容易被预测到。因此，不可能使孔径的尺寸适应于预期的热负荷。还可以通过孔径光阑的支架来消散热负荷，但是孔径光阑通常不能被很好地冷却，因为它只是间接地连接至冷却装置，该冷却装置例如用在euv光刻设备中以冷却所谓的“微型环境”(见下文)。
16.因此，本发明提出使用另一个光阑，也称为热光阑，来减少孔径光阑上的热负荷。热光阑用作孔径光阑的遮蔽，并且位于孔径光阑的上游(光路之外)。布置在光路之外被理解为意味着热光阑的孔径、更具体地说是孔径的边缘不沿着光路的外周界在外围限定该光路，即：热光阑不具有限光边缘。因此，热光阑不执行孔径光阑在外围调整光路的任务，而仅仅用于尽可能地防止孔径光阑的热膨胀，从而可以遵守关于孔径光阑位置的公差规范。以这种方式，可以观察到孔径光阑的定位公差比不存在热光阑的情况更严格。
17.在一个实施例中，热光阑的孔径的边缘与光路的外周界间隔开。如上所述，如果热光阑不执行实际的孔径光阑在外围界定光路的任务，则是有利的。为了防止热光阑的边缘在热膨胀期间成为限光边缘，热光阑的边缘与光路的外周界具有安全距离。
18.在进一步的改进中，当光学系统工作时，热光阑的孔径边缘位于离光路的外周界至少50μm、特别是至少1μm的(最小)距离处。热光阑的孔径的横截面积比热光阑位置处的光路的横截面积大特定的量，即：在光路的外周界和热光阑的孔径边缘之间形成间隙。该距离或该间隙的大小以如下方式确定：即使在最大热负荷的冲击下并因此在其最大工作温度下，该热光阑也不会膨胀到使得该热光阑的孔径边缘到达光路的外周界。
19.为了实现这一点，有必要将光学系统中孔径边缘上处于最大工作温度的每个点(包括公差，例如由于生产、位置等产生的公差)布置在离光路至少1μm处，特别是至少50μm处。这样，在光束入射到孔径光阑上之前，可以防止热光阑的形状变化以任何方式影响光路或所使用的光体积。这确保了热光阑不会起到孔径光阑的作用。
20.热光阑的膨胀不仅取决于最大热负荷，还取决于热光阑材料的热膨胀系数。例如，如果热光阑的材料是具有低热膨胀系数的因瓦合金，那么与具有较大热膨胀系数的材料的
情况相比，热光阑可以以离光路更短的距离安装在光学系统中。在安装时(在室温(22℃下)，孔径边缘之间的距离在此根据热光阑材料的热膨胀系数来选择，使得当光学系统在该热光阑的通常约为40℃的最大工作温度下工作时，满足上述距离条件。
21.当光学系统工作时，孔径边缘离光路的外周界的(最大)距离优选不超过2mm，特别是不超过1mm。热光阑的孔径边缘和光路的外周界之间的距离越大，孔径光阑被热光阑遮蔽得越少。因此，当光学系统工作时，孔径边缘和光路外围之间的距离应选得不要太大。这样，尽可能多的辐射可以被热光阑吸收，不再到达孔径光阑。
22.在热光阑和孔径光阑之间的光路的横截面仅轻微变化的情况下，上面给出的关于离光路外周界的距离的值相应地适用于离孔径光阑的孔径的外周界的距离，即：当光学系统在最大热负荷下工作时，热光阑的孔径边缘(在被投射到垂直于光学系统光轴的平面上时)离孔径光阑的孔径边缘(在被投射到同一平面上时)的距离至少为50μm或至少为1μm。
23.在进一步的实施例中，热光阑的孔径的几何形状与孔径光阑的孔径的几何形状相匹配。通常，几何形状被理解为意味着圆形、卵形、椭圆形、矩形、正方形、多边形等等形状，但也可为自由形状。相匹配的几何形状被理解为意味着，例如，孔径光阑和热光阑的孔径或孔径边缘具有卵形或椭圆形形状或自由形状，它们的几何构型相匹配(可能除了比例之外，见下文)。在热光阑的情况下，相应的几何形状或孔径的尺寸通常大于孔径光阑的情况。同样的几何形状也被理解为意味着两个孔径可以在两个相互垂直的方向上被不同地缩放，例如，如果热光阑和孔径光阑的具有卵形或椭圆形几何构型的孔径的主轴长度的比率彼此不同的话。当孔径光阑和热光阑的取向不平行、而是彼此成一定角度时，通常就是这种情况(见下文)。在孔径光阑和热光阑的取向彼此成一定角度的情况下，将热光阑的孔径投射到孔径光阑的平面中，用于比较热光阑的孔径的几何形状和孔径光阑的孔径的几何形状。
24.在一个实施例中，热光阑的取向相对于孔径光阑成非0
°
的角度。该角度通常大于1
°
，优选大于3
°
，特别优选大于5
°
。特别地，该角度可为大约8
°
至大约20
°
。虽然孔径光阑通常布置在限定的平面(光瞳平面)中或附近，但是对于热光阑来说这不是必须的，因为它不执行任何光学功能。可以方便地将热光阑设置为限定的取向，例如在水平平面中取向，而孔径光阑是倾斜的，即：其取向相对于该平面成一定角度。热光阑能够在空间中几乎以任何方式取向的可能性尤其可以用于简化热光阑的冷却。而且，当孔径光阑的取向与热光阑成一定角度时，可以更好地利用可用的安装空间。
25.例如，热光阑在水平平面中取向也可以用于将热光阑当作光阑模块的参考表面，孔径光阑和其他光阑(例如，遮光光阑或遮光光阑框架)集成在该光阑模块中，并且孔径光阑定位在该光阑模块中。热光阑可以通过合适界面上的端部光阑固定或定位在其横向位置。借助于间隔物，光阑模块可以相对于光学系统内的光路保持在期望的位置，但这不是绝对必要的。
26.在进一步的实施例中，光学系统包括用于遮挡光路的内侧部分区域的遮光光阑。如上所述，遮光光阑被设计成遮挡或遮蔽光路横截面的内侧部分区域。通常使用遮光光阑来覆盖遮蔽物，例如反射镜等中的开口，光学系统的光路穿过该开口。遮蔽物或遮蔽设计可以特别用于具有高数值孔径的euv光刻投射系统或投射镜头中。在具有遮蔽设计的投射系统中，出射光瞳的一小部分区域保持黑暗，但是这种设计可在传输方面实现显著优势。例如，在wo2006/069725 a1中描述了具有遮蔽光学设计的投射系统，更具体地说，具有遮蔽光
瞳的投射系统，该申请通过引用整体并入本技术中。
27.孔径光阑可以用作遮光光阑的支架，例如在de 10 2016 221 823 a1中所描述的，该文献通过引用整体并入本技术中。
28.在进一步的改进中，遮光光阑布置在孔径光阑和热光阑之间的光路中。在这种情况下，遮光光阑通常被布置在离孔径光阑很小的距离处，并且通常基本上平行于孔径光阑取向。这是有利的，因为孔径光阑和遮光光阑通常都布置在光学系统的光瞳平面中或附近。在这种情况下，孔径光阑不用作遮光光阑的支架，遮光光阑例如通过杆等附接至它自己的支架。支架可以是光学系统的支撑框架，或光阑模块，孔径光阑通常也附接至该支架。
29.在进一步的实施例中，光学系统包括用于将遮光光阑保持在光路中的支架，并且优选地包括解耦装置，该解耦装置被设计成将遮光光阑的热膨胀从支架解耦。该遮光光阑形成光阑元件，该光阑元件例如通过腹板附接至支架。如在引言部分引用的de 10 201 6 221 823 a1中所述的，光学系统可以具有解耦装置，以便将遮光光阑的热膨胀从支架解耦。为此，解耦装置可以具有例如一个或多个弹簧，这些弹簧例如布置在遮光光阑和支架之间，或者布置在相应的杆和支架之间。用于遮光光阑的支架可以是光学系统的支撑框架，孔径光阑通常也附接至该支撑框架，或者可以是连接至该支撑框架的部件，例如光阑模块。
30.由于孔径光阑和遮光光阑之间的距离通常很小，孔径光阑的变热导致热辐射的发散，并因此导致热量潜在地大量输入遮光光阑。孔径光阑上的热负荷通过上述热光阑而降低，使得来自孔径光阑的较少热辐射到达遮光光阑，并且其热负荷也降低。
31.在进一步的实施例中，光学系统具有至少一个束阱(beam trap)，用于吸收在遮光光阑处反射的辐射。如上所述，入射到遮光光阑的部分辐射通常在遮光光阑处被反射。为了捕捉反射的辐射，更具体地说，为了吸收该辐射，光学系统可以具有(至少)一个束阱，该束阱具有辐射吸收材料或者由这种材料构成。如果在遮光光阑处反射的辐射能够在其入射到束阱上之前穿过热光阑的孔径，则是有利的，因为这为束阱在光学系统中的布置提供了更多的自由度。为了确保在遮光光阑处反射回来的辐射完全穿过热光阑的孔径，如果遮光光阑以及通常与其平行取向的孔径光阑彼此成一定角度取向，则是有利的。
32.束阱可以例如安装在光学系统的真空外壳的内部(见下文)，该真空外壳可以借助于温度控制装置进行温度控制，特别是冷却。
33.在进一步的实施例中，光学系统包括温度控制装置，特别是冷却装置，用于控制热光阑的温度，特别是用于冷却热光阑。由于热光阑承载了大部分本来会入射到孔径光阑上的热负荷，如果热负荷能够被热光阑快速且容易地消散，则是有利的。这确保了在光学系统工作期间的加热过程中，热光阑的边缘或轮廓的热膨胀不会太大，其结果是，热光阑的孔径边缘可以被布置得更靠近光路的外周界。因此，可以减少入射到孔径光阑上的热负荷，因为热负荷的较大部分被热光阑吸收。
34.温度控制装置可以被设计成直接冷却热光阑或间接冷却热光阑，例如通过冷却热光阑的支架。温度控制装置也可用于加热该热光阑。温度控制装置可以包括例如用于加热和/或用于冷却或流体和/或气体冷却的珀耳帖元件。在流体冷却的情况下，例如热光阑本身、热光阑的支架或优选与热光阑或支架大范围接触的其他部件可以借助于冷却流体冷却，例如借助冷却水冷却。也可以用这种方式加热该热光阑。
35.在一种改进中，热光阑与光学系统的真空外壳的表面接触，并且温度控制装置被
设计用于控制真空外壳的温度，特别是用于冷却真空外壳。由于真空外壳的表面与通常基本上为板状部件的热光阑的优选大范围接触，可以对热光阑进行有效的温度控制，特别是有效的冷却。
36.真空外壳尤其可以是界定所谓的“微环境”的外壳，在该微环境中布置至少一个光学元件，例如在wo2008/034582 a1中所描述的，该文献通过引用整体并入本技术。温度控制装置可以被配置为冷却装置，以便冷却真空外壳，例如通过流体冷却，特别是通过水冷却。为此，可以在真空外壳中或者在与真空外壳接触的部件中设置冷却通道。
37.在进一步的实施例中，孔径光阑和/或热光阑由金属材料形成，该金属材料优选从包括铝、铜和钢的组中选择。可能存在的孔径光阑、热光阑和/或遮光光阑优选成形为板状，并且由金属材料制成，例如金属片。使用具有高导热性的金属材料，特别是铝或铜，已被证实有利于冷却光阑。然而，即使铝或铜被用作孔径光阑的光阑材料，在不使用热光阑的情况下，由热膨胀引起的位置偏差也是显著的。
38.在进一步的实施例中，光学系统包括用于将掩模母版成像到晶片上的投射系统，其中孔径光阑布置在投射系统的光瞳平面的区域中。在这种情况下，光学系统被配置为光刻设备，并且除了投射系统之外还具有光束整形和照明系统。光束整形和照明系统的照明设置根据掩模上待成像的结构而改变，这对辐射功率和孔径光阑处的热负荷有影响。如上所述，如果需要的话，遮光光阑也可以布置在光瞳平面中或者紧邻该光瞳平面布置。
39.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的描述并且通过权利要求，本发明进一步的特征和优点将变得明显可见，附图示出了本发明的必要细节。在本发明的变型中，每个单独的特征可以单独实现或者以任何组合一起实现。
附图说明
40.在示意附图中示出并在以下描述中解释了示例性实施例。在附图中：
41.图1a示出了euv光刻设备的示意图，
42.图1b示出了duv光刻设备的示意图，
43.图2示出了用于界定图1中euv光刻系统的光路的外周界的孔径光阑和用于部分地遮蔽该孔径光阑的热光阑的示意图，以及
44.图3a-3b示出了孔径光阑或前面放置有热光阑的孔径光阑的平面示意图。
45.在附图的以下描述中，相同的参考符号用于相同或功能相同的部件。
具体实施方式
46.图1a示意性地示出了euv光刻设备100a的结构，其包括光束整形和照明系统102以及投射系统104。光束整形和照明系统102以及投射系统104中的每个都设置在图1a所示的真空外壳中，每个真空外壳都借助于抽真空装置(未示出)抽真空。真空外壳被机械室(未示出)包围，在该机械室中设置了用于机械地移动或设定光学元件的驱动装置。此外，电气控制装置等也可以设置在该机械室中。
47.euv光刻设备100a具有euv光源106a。例如，可以设置等离子体源(或同步加速器)作为euv光源106a，其发射euv范围内的辐射108a，例如波长范围为5nm至20nm的辐射。在光束整形和照明系统102中聚焦euv辐射108a，并从该euv辐射108a中滤出期望的工作波长。由
euv光源106a产生的euv辐射108a在空气中具有相对低的透射率，这就是光束整形和照明系统102以及投射系统104中的光束引导空间被抽真空的原因。
48.图1a所示的光束整形和照明系统102具有五个反射镜110、112、114、116、118。在穿过光束整形和照明系统102之后，euv辐射108a被引导到掩模母版120上。掩模母版120同样被配置为反射光学元件，并且可以被布置在系统102、104的外部。此外，euv辐射108a可以通过反射镜122被引导到掩模母版120上。掩模母版120具有通过投射系统104以缩小的形式成像到晶片124等上的结构。
49.投射系统104(也称为投射镜头)具有六个反射镜m1-m6，用于将掩模母版120成像到晶片124上。应当注意，euv光刻设备100a中反射镜的数量不限于所示的数量。也可以设置更多或更少的反射镜。此外，为了光束整形的目的，反射镜通常在其前侧是弯曲的。
50.图1b示出了duv光刻设备100b的示意图，其包括光束整形和照明系统102以及投射系统104。如已经参考图1a描述过的，光束整形和照明系统102以及投射系统104可以布置在真空外壳中和/或被具有相应驱动装置的机械室包围。
51.duv光刻设备100b具有duv光源106b。例如，可以设置arf准分子激光器作为duv光源106b，其发射duv范围内的辐射108b，例如193nm的辐射。
52.图1b所示的光束整形和照明系统102将duv辐射108b引导到掩模母版120上。掩模母版120被配置为透射光学元件，并且可以布置在系统102、104的外部。掩模母版120具有通过投射系统104以缩小的形式成像到晶片124等上的结构。
53.投射系统104具有多个透镜元件128和/或反射镜130，用于将掩模母版120成像到晶片124上。在这种情况下，投射系统104的单独的透镜元件128和/或反射镜130可以关于投射系统104的光轴126对称布置。应当注意，duv光刻设备100b的透镜元件和反射镜的数量不限于所示的数量。也可以设置更多或更少的透镜元件和/或反射镜。此外，为了光束整形的目的，反射镜通常在其前侧是弯曲的。
54.最后一个透镜元件128和晶片124之间的空气间隙可以由折射率＞1的液体介质132代替。液体介质可以是例如高纯水。这种构造也被称为浸没式光刻，并且当将掩模母版120成像到晶片124上时具有增加的分辨率。
55.图2示出了图1a中euv光刻设备100a的细节，更具体地说是投射系统104的细节。图2所示的第一反射镜m1和第二反射镜m2(参见图1a)限定了投射系统104或euv光刻设备100a的光路200的一部分。孔径光阑202布置在第一反射镜m1和第二反射镜m2之间，该孔径光阑具有孔径204，该孔径具有围边206，用于界定euv光刻设备100a的光路200的外周界200a。孔径光阑202用于在外围调整或精确限定光路200，以便限定投射系统104的(入射侧)数值孔径。
56.入射到孔径光阑202与边缘206邻接的区域上的、该euv光刻设备的一部分euv辐射108a被孔径光阑202的材料吸收，其结果是孔径光阑变热。在图2所示的示例中，孔径光阑202是板状的，并且由金属材料构成，即：它是金属片。特别地，具有高导热系数的金属材料，例如铝、铜或钢，已经被证实作为用于孔径光阑202(以及用于热光阑208(见下文))的材料是有利的，因为这使得能够直接冷却。
57.已经表明，尽管孔径光阑202是由具有高导热系数的材料形成的，在euv光刻设备100a的工作过程中，孔径光阑202可能会显著变热，因为它暴露于可能几瓦的热负荷，这使
得它变热直到超过大约30℃-40℃的温度。由于在euv光刻设备100a的工作过程中孔径光阑202受热，该孔径光阑膨胀(可能不均匀)，这可能导致孔径204相对于光路200的不正确定位和/或几何构型的改变，特别是孔径204尺寸的减小。当将掩模母版120成像到晶片124上时，这导致光学误差。
58.为了减少孔径光阑202上的热负荷，在euv辐射108a的光路中，热光阑208布置在孔径光阑202的上游。热光阑208用于相对于euv辐射108a部分地遮蔽孔径光阑202，其中孔径光阑202的边缘206不被遮蔽。这确保只有孔径光阑202、而不是热光阑208执行限定投射系统104的数值孔径的功能。为了实现这一点，热光阑208具有带边缘212的孔径210，该边缘与光路200的外周界200a间隔开。
59.euv辐射108a照射到热光阑208上，该辐射在投射系统104内、但在光路200之外传播，因此对成像没有贡献。入射到热光阑208上的euv辐射108a也可在euv光刻设备100a的位于光路200之外的部件处被散射。从图2中可以看出，热光阑208完全布置在所用辐射的光路200之外，也就是说，有助于将掩模母版120成像到晶片124上的辐射的光路200之外。然而，所谓的外来光照射到热光阑208上，该外来光并不到达晶片124，而是被热光阑208吸收。
60.在图2所示的示例中，在euv光刻设备100a的工作过程中，在热光阑208的大约为40℃的最大可能工作温度下，其孔径210的边缘212与光路200a的外周界具有至少50μm、特别是至少1μm的(最小)距离a。孔径210的边缘212的该距离a的尺寸足够大，使得即使在预期的最大热负荷下，热光阑208也不会膨胀得太多以至于热光阑208的边缘212到达光路200的外周界200a，并且同时该距离a的尺寸还足够小，以使得孔径光阑202受到热光阑208最大可能的遮蔽。热光阑208的孔径210的边缘212和光路200的外周界200a之间的距离a不必是恒定的；而是，该距离a可以在边缘212的周向方向上变化。在热光阑208的平面中，热光阑208的边缘212和光路200的外周界200a之间的距离a的典型值为大约1μm至大约2mm，特别是大约50μm至大约1mm。
61.在图2所示的示例中，孔径光阑202布置在投射系统104的光路200的光瞳平面132中或紧邻光瞳平面132布置。这种布置要求孔径光阑202相对于水平平面倾斜一角度α，该水平平面形成xyz坐标系的xy平面。与孔径光阑202相比，热光阑208是水平取向的，即：平行于xy平面。孔径光阑202相对于热光阑208的取向角度α通常大于1
°
、大于3
°
或大于5
°
。孔径光阑202和热光阑208之间的角度α的典型值为大约8
°
至大约20
°
，其中角度α的大小尤其取决于投射系统104的设计。
62.图3a示出了图1a中投射系统104或euv光刻设备100a的光轴126方向上的孔径光阑202的平面图。图3b示出了在euv辐射108a的传播方向中的光轴126的方向上或者沿着光轴126，孔径光阑202和热光阑208的平面图。如图3a、3b所示，孔径光阑202的孔径204和热光阑208的较大孔径210都具有卵形的几何形状。然而，孔径光阑202的孔径204也可有任何其他几何构型(圆形或非圆形)，包括自由形状的几何构型。热光阑208的孔径210通常适应于或对应于孔径光阑202的孔径的几何形状。
63.从图3b可以看出，沿着投射系统104的光轴126的投射中的该孔径光阑202的边缘206与热光阑208的边缘212间隔距离a，如上所述，该距离a至少为50μm，特别是至少为1μm。该距离a或孔径光阑202的边缘206与热光阑208的边缘212之间(在垂直于光轴126的平面中)的间隙宽度在所示示例中为大约1μm至2mm，特别是大约50μm至大约1mm。
64.投射系统104包括遮蔽物(未示出)，例如m1-m6中一个反射镜的开口，投射系统104的光路200穿过该开口。该遮蔽物将借助于遮光光阑214来覆盖，特别是为了减少相应遮蔽(在晶片124的平面中)的场依赖性。遮光光阑214被配置成覆盖或遮挡光路200的内侧部分区域200b。这意味着部分euv辐射108a在其通过光路200从第一反射镜m1到第二反射镜m2的途中被遮光光阑214反射或吸收。遮光光阑214完全位于光瞳平面132中或光瞳平面132附近的光路200内，更具体地，位于孔径光阑202和热光阑208之间。遮光光阑214可以具有反射涂层(未示出)，使得输入遮光光阑214的热量减少。在所示的示例中，遮光光阑214被配置为卵形或椭圆形板，并且具有外部围边，该外部围边充当确光边缘，用于遮蔽光路200的内侧部分区域200b。
65.投射系统104还包括支架216，该支架将遮光光阑214保持在光路200中。在所示的示例中，支架216附接至投射系统104的光阑模块228，更具体地说，附接至光阑模块228的侧壁。支架216本身还可形成光阑模块228的一部分，或者支架216还可被配置成投射系统104的支撑框架，支撑框架用于保持反射镜m1-m6。反射镜m1-m6尤其可以通过致动器(例如重力补偿器和/或洛伦兹致动器)来保持。作为图2所示示例的替代，孔径光阑202本身可以作为遮光光阑214的支架。
66.在图2所示的示例中，遮光光阑214通过杆218附接至支架216。为了将遮光光阑214的热膨胀与支架216热解耦，在所示的示例中，投射系统104具有解耦装置220。解耦装置220布置在支架216和遮光光阑214之间，并且在所示的示例中被配置成弹性杆218。解耦装置220也可有其他配置，例如，解耦装置可以包括一个或多个安装在相应杆218和支架216之间的弹簧，如例如在引言部分引用的de 10 2016 221 823 a1中更详细描述的。
67.从图2中可以看出，孔径光阑202、遮光光阑214和热光阑208容纳在公共光阑模块228中，该公共光阑模块本身是真空外壳(未示出)的一部分，该真空外壳包围或封装第二反射镜m2的(真空)环境(见图1a)。光阑模块228安装在真空外壳224的顶部，如图2所示，真空外壳224包围或封装第一反射镜m1。
68.光阑模块228、更具体地说是热光阑208的底面大范围地靠在表面226上或真空外壳224上，该表面226在真空外壳224的顶部上沿水平方向延伸。借助于温度控制装置222控制真空外壳224的温度，即：加热和/或冷却。在所示的示例中，温度控制装置是冷却装置，在所示的示例中，该冷却装置被配置为用于真空外壳224的水冷却。为此，冷却通道(未示出)附接在真空外壳224中或附接至真空外壳224。热光阑208和真空外壳224之间的大范围接触简化了其冷却。为了能够有效地冷却热光阑208，它像孔径光阑202一样由具有高导热性的金属材料形成，例如由铝、铜或钢形成。由于其水平取向，热光阑208也适合作为将孔径光阑202和遮光光阑214保持在光阑模块228内的间隔物(未示出)的参考或初始位置。还可以设置温度控制装置222，其使得可以选择性地冷却或加热真空外壳224。为此，温度控制装置222可以被配置为例如珀耳帖元件或者具有至少一个珀耳帖元件。
69.同样如图2所示，束阱230(“束流收集器”)安装在真空外壳224的内侧上。束阱230用于吸收在遮光光阑214处反射的euv辐射232。同样从图2中可以看出，在入射到冷却的真空外壳244上的束阱230上并被束阱230吸收之前，反射的euv辐射232穿过热光阑208的孔径210。为了使反射的euv辐射232可以穿过热光阑208的开口210并且不会被热光阑208(部分地)遮蔽，如果孔径光阑202(特别是平行于孔径光阑202取向的遮光光阑214)相对于热光阑
208以角度α取向，则是有利的，如图2所示示例中的情况。
70.不言而喻的是，不仅是在上面进一步描述的euv光刻设备100a中，而且还在其他光学系统中，孔径光阑202可以借助热光阑208进行遮蔽，以便减少热负荷。该光学系统尤其可以是图1b所示的duv光刻设备100b。光学系统也可以是显微镜，特别是电子显微镜。特别地，光学系统也可以是图1a中euv光刻设备100a或图1b中duv光刻设备100b的一部分，即其多个部件的布置。不言而喻的是，孔径光阑202不一定必须放置在两个反射镜m1、m2之间的光路200中，而是也可以放置在其他光学元件之间的光路中，这些光学元件基本上是透镜元件、延迟片、光栅等。

技术特征：

1.一种光学系统，特别是光刻系统(100a、100b)，包括：孔径光阑(202)，其具有带边缘(206)的孔径(204)，用于界定所述光学系统的光路(200)的外周界(200a)，其特征在于，热光阑(208)，其布置在所述孔径光阑(202)的上游，用于部分地遮蔽所述孔径光阑(202)，其中所述孔径光阑(202)的所述边缘(206)不被遮蔽，其中所述热光阑(208)具有带边缘(212)的孔径(210)，所述边缘(212)与所述光路(200)的所述外周界(200a)间隔开，并且其中在所述光学系统的工作过程中，所述热光阑(20)的所述孔径(210)的所述边缘(212)离所述光路(200)的所述外周界(200a)的距离(a)不大于2mm。2.如权利要求1所述的光学系统，其中，在所述光学系统的工作过程中，所述热光阑(20)的所述孔径(210)的所述边缘(212)离所述光路(200)的所述外周界(200a)的距离(a)至少为50μm，特别是至少为1μm。3.如权利要求1或2所述的光学系统，其中，在所述光学系统的工作过程中，所述热光阑(20)的所述孔径(210)的所述边缘(212)离所述光路(200)的所述外周界(200a)的距离(a)不大于1mm。4.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中，所述热光阑(208)的所述孔径(210)的几何形状对应于所述孔径光阑(202)的所述孔径(204)的几何形状。5.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中，所述热光阑(208)相对于所述孔径光阑(202)以角度(α)取向。6.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，还包括：遮光光阑(214)，用于遮挡所述光路(200)的内侧部分区域(200b)。7.如权利要求6所述的光学系统，其中，所述遮光光阑(214)布置在所述孔径光阑(202)和所述热光阑(208)之间的光路(200)中。8.如权利要求6或7所述的光学系统，还包括：至少一个束阱(230)，用于吸收在所述遮光光阑(214)处反射的辐射(232)。9.如权利要求6至8中任一项所述的光学系统，还包括：支架(216)，用于将所述遮光光阑(214)保持在所述光路(200)中，以及优选地，解耦装置(220)，其被配置成将所述遮光光阑(214)的热膨胀与所述支架(216)解耦。10.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，还包括：温度控制装置(222)，特别是冷却装置，用于控制所述热光阑(202)的温度，特别是用于冷却所述热光阑(202)。11.如权利要求10所述的光学系统，其中，所述热光阑(202)与所述光学系统的真空外壳(224)的表面(226)接触，并且其中所述温度控制装置(222)被配置成控制所述真空外壳(224)的温度。12.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中，所述孔径光阑(202)和/或所述热光阑(208)由金属材料形成，所述金属材料优选地选自包括铝、铜和钢的组。13.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，还包括：投射系统(104)，用于将掩模母版(120)成像到晶片(124)上，其中所述孔径光阑(202)
布置在所述投射系统(104)的光瞳平面(132)的区域中。

技术总结

本发明涉及一种光学系统，特别是光刻系统(100A)，包括：孔径光阑(202)，其具有带边缘(206)的孔径(204)，用于界定该光学系统(100A)的光路(200)的外周界(200a)；以及热光阑(208)，其布置在孔径光阑(202)的上游，用于部分地遮蔽该孔径光阑(202)，其中该孔径光阑(202)的边缘(206)不被遮蔽。(202)的边缘(206)不被遮蔽。(202)的边缘(206)不被遮蔽。