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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System.
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Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit DUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 30 nm bis 250 nm verwenden. Bei derartigen DUV-Lithographieanlagen wird im Belichtungsbetrieb durch das Licht Wärme in Linsen eines wie zuvor erwähnten Projektionssystems eingebracht. Dies kann unerwünschte Effekte auf optische Eigenschaften der Linsen haben. Diese aus der Erwärmung der Linsen resultierenden Effekte können mit Hilfe von Manipulatoren oder Aktuatoren verringert werden, indem eine jeweilige Lage der Linsen verändert wird. Derartige Manipulatoren erfordern allerdings einen gewissen Bauraum, der konstruktionsbedingt nicht immer zur Verfügung gestellt werden kann.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System bereitzustellen.
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Demgemäß wird ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst ein optisches Element, einen Strahlengang, dem Strahlung durch das optische System folgt, wobei das optische Element zumindest abschnittsweise in dem Strahlengang angeordnet ist, und eine Blende, die von einem geschlossenen Zustand, in dem die Blende zumindest abschnittsweise in den Strahlengang hineinragt, um das optische Element von der Strahlung abzuschatten, in einen geöffneten Zustand, in dem die Blende außerhalb des Strahlengangs angeordnet ist, um umgekehrt verbringbar ist.
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Dadurch, dass die Blende vorgesehen ist, ist es je nach erforderlichem Anwendungsfall des optischen Systems möglich, das optische Element mehr oder weniger stark von der Strahlung abzuschatten, so dass durch die Strahlung weniger Wärme in das optische Element eingebracht wird. Hierdurch kann auf einen großen Bauraum erfordernde Manipulatoren zum Verändern einer Lage des optischen Elements mit der Zielsetzung Erwärmungseffekte zu verringern, verzichtet werden.
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Das optische System ist vorzugsweise eine Projektionsoptik oder Teil einer Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann jedoch auch ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem oder Teil eines Strahlformungs- oder Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage sein. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass das optische System eine Projektionsoptik oder Teil einer Projektionsoptik ist.
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Das optische Element ist vorzugsweise eine Linse. Das optische Element kann jedoch auch ein Spiegel sein. Das optische System kann beliebig viele optische Elemente aufweisen. Das optische Element wechselwirkt mit der Strahlung. Beispielsweise kann das optische Element die Strahlung brechen und/oder umlenken. Die Strahlung ist insbesondere Belichtungsstrahlung, mit der in einem Belichtungsbetrieb des optischen Systems beziehungsweise der Projektionsbelichtungsanlage beispielsweise Wafer belichtet werden können. Beispielsweise kann die Strahlung DUV-Strahlung (Engl.: Deep Ultraviolet, DUV) oder EUV-Strahlung (Engl.: Extreme Ultraviolet, EUV) sein.
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Die Strahlung folgt dem Strahlengang insbesondere im Belichtungsbetrieb des optischen Systems. Unter einem „Strahlengang“ ist vorliegend insbesondere ein geometrischer Verlauf von Lichtstrahlen, insbesondere der zuvor erwähnten Strahlung, durch das optische System zu verstehen. Dabei kann die Strahlung innerhalb des Strahlengangs mit dem optischen Element wechselwirken. Das optische Element kann vollständig innerhalb des Strahlengangs angeordnet sein. Alternativ kann das optische Element auch nur abschnittsweise in den Strahlengang hineinragen. Im letztgenannten Fall fällt die Strahlung nur auf jenen Teil des optischen Elements, welcher in den Strahlengang hineinragt.
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Die Blende kann beliebig oft von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand und zurück verbracht werden. In dem geschlossenen Zustand ragt die Blende zumindest teilweise in den Strahlengang hinein, wodurch die Blende das optische Element zumindest abschnittsweise abschattet. In jenem Bereich des optischen Elements, welcher von der Blende abgeschattet wird, fällt die Strahlung auf die Blende und nicht auf das optische Element. Das heißt, in die Blende wird mit Hilfe der Strahlung Wärme eingebracht. Diese in die Blende eingebrachte Wärme wird somit nicht mehr in das optische Element eingebracht.
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In dem geöffneten Zustand der Blende ist diese vollständig außerhalb des Strahlengangs platziert, so dass die Blende in dem geöffneten Zustand das optische Element nicht abschattet. Zwischen dem geschlossenen Zustand und dem geöffneten Zustand ist bevorzugt eine beliebige Anzahl von Zwischenzuständen vorgesehen. Insbesondere kann die Blende zwischen dem geschlossenen Zustand und dem geöffneten Zustand stufenlos verstellt werden.
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Die Blende weist insbesondere eine Blendenöffnung auf, die von einer lichtbestimmenden Kante definiert ist. Durch die Blendenöffnung fällt die Strahlung auf das optische Element. Die Blendenöffnung kann kreisrund sein. Die Blendenöffnung kann jedoch auch elliptisch sein oder jede andere beliebige Geometrie aufweisen. Die lichtbestimmende Kante begrenzt die Blendenöffnung der Blende. Unter einer „lichtbestimmenden Kante“ ist vorliegend eine Kante oder Kontur der Blende zu verstehen, welche mit der Strahlung, die dem Strahlengang folgt, wechselwirkt. Insbesondere ragt die lichtbestimmende Kante in dem geschlossenen Zustand der Blende weiter in den Strahlengang hinein als in den geöffneten Zustand der Blende.
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Dem optischen System ist bevorzugt ein Koordinatensystem mit einer ersten Raumrichtung oder x-Richtung, einer zweiten Raumrichtung oder y-Richtung und einer dritten Raumrichtung oder z-Richtung zugeordnet. Die Richtungen sind senkrecht zueinander orientiert. Die x-Richtung kann auch als Breitenrichtung bezeichnet werden. Die y-Richtung kann auch als Tiefenrichtung bezeichnet werden. Die z-Richtung kann auch als Hochrichtung bezeichnet werden. Dem optischen System ist ferner eine Symmetrie- oder Mittelachse zugeordnet. Das optische Element kann beispielsweise rotationssymmetrisch zu der Mittelachse aufgebaut sein. Die Mittelachse stimmt mit der z-Richtung überein oder ist parallel zu dieser angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Blende eine Blendenöffnung auf, wobei die Blendenöffnung in dem geöffneten Zustand größer als in dem geschlossenen Zustand ist.
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Die Blendenöffnung weist somit eine variable Größe auf. Die Blendenöffnung kann einen veränderlichen Durchmesser aufweisen. Insbesondere weist die Blendenöffnung in dem geöffneten Zustand einen größeren Durchmesser als in dem geschlossenen Zustand auf. Die Blendenöffnung kann in dem geöffneten Zustand auch eine größere Fläche als in dem geschlossenen Zustand aufweisen. Wie zuvor erwähnt, kann zwischen dem geschlossenen Zustand und dem geöffneten Zustand eine beliebige Anzahl von Zwischenzuständen vorgesehen sein, so dass die Blendenöffnung stufenlos verstellbar ist. Insbesondere kann auch eine Geometrie der Blendenöffnung verstellt werden. Beispielsweise ist die Blendenöffnung in dem geschlossenen Zustand kreisrund und in dem geöffneten Zustand oval oder elliptisch.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Blende mehrere Blendenelemente auf, die zum Verbringen der Blende von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand entlang einer Radialrichtung des optischen Systems und zum Verbringen der Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand entgegen der Radialrichtung verstellbar sind.
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Unter „verstellbar“ ist vorliegend zu verstehen, dass die Blendenelemente bewegt oder verlagert werden können. Der Begriff „verstellbar“ kann vorliegend gegen den Begriff „verlagerbar“ getauscht werden. Die Anzahl der Blendenelemente ist beliebig. Insbesondere sind zumindest zwei Blendenelemente vorgesehen. Es können jedoch auch drei, vier, fünf oder mehr als fünf derartige Blendenelemente vorgesehen sein. Die Radialrichtung ist senkrecht zu der Mittelachse und von dieser weg orientiert. Das heißt, dass sich bei dem Verbringen der Blende von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand die Blendenelemente entlang der Radialrichtung insbesondere von der Mittelachse wegbewegen. Bei dem Verbringen der Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand bewegen sich die Blendenelemente dementsprechend entgegen der Radialrichtung insbesondere auf die Mittelachse zu. Die zuvor erwähnte lichtbestimmende Kante ist an den Blendenelementen vorgesehen. Für den Fall, dass beispielsweise zwei Blendenelemente vorgesehen sind, ist die lichtbestimmende Kante auf die beiden Blendenelemente aufgeteilt. Die lichtbestimmende Kante kann in diesem Fall halbkreisförmig sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Blendenelemente in Richtung des geöffneten Zustands federvorgespannt.
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Das heißt insbesondere, dass zum Verbringen der Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand auf die Blendenelemente jeweils eine Kraft aufgebracht werden muss. Hierzu können Aktuatoren vorgesehen sein. Sobald diese Kräfte nicht mehr auf die Blendenelemente aufgebracht werden, bewegen diese sich selbstständig oder selbsttätig zurück aus dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ferner Aktuatoren auf, die dazu eingerichtet sind, die Blendenelemente entgegen ihrer Federvorspannung von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand zu verlagern.
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Die Aktuatoren können beispielsweise Stellschrauben sein. Die Aktuatoren können jedoch beispielsweise auch Piezoelemente sein. Die Aktuatoren können auch Linearmotoren sein. Die Aktuatoren können auch als Stellelemente, Aktoren oder Manipulatoren bezeichnet werden. Jedem Blendenelement ist vorzugsweise ein Aktuator zugeordnet. Mit Hilfe der Aktuatoren kann die Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand verbracht werden. Hierzu bringen die Aktuatoren jeweils eine wie zuvor erwähnte Kraft auf jedes Blendenelement auf. Um die Blende von dem geschlossenen Zustand wieder in den geöffneten Zustand zu verlagern, ist es lediglich erforderlich, dass die Aktuatoren keine Kräfte mehr auf die Blendenelemente aufbringen. Die Blendenelemente bewegen sich dann selbstständig oder selbsttätig von dem geschlossenen Zustand zurück in den geöffneten Zustand.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Aktuatoren mit Hilfe von Festkörpergelenkgetrieben mit den Blendenelementen wirkverbunden.
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Unter einem „Festkörpergelenk“ ist vorliegend insbesondere ein Bereich eines Bauteils zu verstehen, welcher eine Relativbewegung zwischen zwei Starrkörperbereichen durch Biegung erlaubt. Jedes Festkörpergelenkgetriebe kann mehrere derartige Festkörpergelenke umfassen. Mit Hilfe der Festkörpergelenke können verschiedene Hebelarme, Stege, Federabschnitte oder dergleichen derart miteinander verbunden sein, dass diese ein Getriebe in Form eines wie zuvor erwähnten Festkörpergelenkgetriebes bilden. Insbesondere ist jedem Blendenelement ein derartiges Festkörpergelenkgetriebe zugeordnet. Jedes Blendenelement bildet zusammen mit dem diesem zugeordneten Festkörpergelenkgetriebe ein einstückiges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil. „Einstückig“ oder „einteilig“ bedeutet vorliegend, dass das jeweilige Blendenelement und das diesem zugeordnete Festkörpergelenkgetriebe nicht aus unterschiedlichen Unterbauteilen zusammengesetzt sind, sondern dass das Blendenelement und das diesem zugeordnete Festkörpergelenkgetriebe ein gemeinsames Bauteil bilden. „Materialeinstückig“ bedeutet vorliegend, dass das jeweilige Blendenelement mit dem diesem zugeordneten Festkörpergelenkgetriebe durchgehend aus demselben Material gefertigt ist. Die Festkörpergelenke können beispielsweise durch verschiedene Freischnitte, insbesondere Erodierfreischnitte, verwirklicht werden. Jedem Blendenelement kann auch noch ein Aktuierungsabschnitt zugeordnet sein. An den Aktuierungsabschnitten greifen die zuvor erwähnten Aktuatoren an. Die Aktuierungsabschnitte sind mit Hilfe der Festkörpergelenkgetriebe mit den Blendenelemente gekoppelt. Dabei bilden die Aktuierungsabschnitte, die Festkörpergelenkgetriebe und die Blendenelemente jeweils ein einstückiges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Festkörpergelenkgetriebe zum Verbringen der Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand dazu eingerichtet, einen Aktuatorverfahrweg der Aktuatoren in einen sich von dem Aktuatorverfahrweg unterscheidenden Blendenelementverfahrweg der Blendenelemente umzusetzen.
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Hierzu kann ein geeignetes Übersetzungsverhältnis vorgesehen sein, das mit Hilfe der Festkörpergelenkgetriebe verwirklicht wird. Beispielsweise wird ein Aktuatorverfahrweg der Aktuatoren von einem Millimeter in einen Blendenelementverfahrweg der Blendenelemente von vier Millimetern umgesetzt. Hierdurch können Aktuatoren mit einem kleinen Aktuatorverfahrweg eingesetzt werden, um die Blendenelemente mit einem deutlich größeren Blendenelementverfahrweg zu verfahren. Es kann ein beliebiges Übersetzungsverhältnis gewählt werden. Es kann auch eine Untersetzung verwirklicht werden, so dass der Blendenelementverfahrweg kleiner als der Aktuatorverfahrweg ist. Unter einem „Aktuatorverfahrweg“ ist vorliegend beispielsweise ein Weg eines Stößels des jeweiligen Aktuators zu verstehen, um den der Stößel aus einem Gehäuse des Aktuators herausgefahren werden kann. Unter einem „Blendenelementverfahrweg“ kann vorliegend beispielsweise ein Verfahrweg des jeweiligen Blendenelements in Richtung auf die Mittelachse zu oder von dieser weg zu verstehen sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Festkörpergelenkgetriebe zum Verbringen der Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand dazu eingerichtet, die Blendenelemente sowohl in einer Ebene als auch senkrecht zu der Ebene zu verlagern.
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Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die Blendenelemente entlang der Mittelachse auf das optische Elemente zu oder von diesem weg zu verfahren, währen die Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand oder umgekehrt verbracht wird. Die zuvor erwähnte Ebene wird insbesondere von der x-Richtung und der y-Richtung aufgespannt. Die z-Richtung ist senkrecht zu der Ebene angeordnet. Die Blendenelemente sind somit sowohl in der Ebene als auch senkrecht zu der Ebene und damit entlang und entgegen der z-Richtung verstellbar oder verlagerbar. Dieses Bewegen in der Ebene sowie entlang und entgegen der z-Richtung kann beispielsweise durch wie zuvor erwähnte Hebelarme, Stege, Federelemente oder dergleichen verwirklicht werden, die mit Hilfe von Festkörpergelenken miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Blendenelemente mit Hilfe von Festkörpergelenken mit Befestigungselementen der Blende verbunden, wobei die Aktuatoren zum Verbringen der Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand die Blendenelemente unter federelastischer Verformung der Festkörpergelenke relativ zu den Befestigungselementen verlagern.
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Im Vergleich zu den Festkörpergelenkgetrieben ermöglichen die Festkörpergelenke bevorzugt eine Bewegung der Blendenelemente nur in der zuvor erwähnten Ebene und nicht senkrecht zu dieser. Jedes Blendenelement bildet mit einem Festkörpergelenk und einem Befestigungselement ein einstückiges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil. Bei dem Verbringen der Blende von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand werden die Festkörpergelenke federelastisch verformt, wodurch diese in Richtung des geöffneten Zustands der Blende federvorgespannt sind. Das heißt insbesondere, dass, sobald die Aktuatoren auf die Blendenelemente keine Kräfte mehr aufbringen, die Blendenelemente sich selbsttätig oder selbstständig aus dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand zurückbewegen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jedes Festkörpergelenk mehrere miteinander verbundene Federabschnitte auf, die bogenförmig gekrümmt sind.
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Beispielsweise sind jeweils zwei derartige Federabschnitte pro Festkörpergelenk vorgesehen. Die Federabschnitte sind entlang der Radialrichtung betrachtet bevorzugt nebeneinander platziert. Die Federabschnitte sind insbesondere kreisbogenförmig gekrümmt. Dabei ist einer der Federabschnitte über einen Anbindungsabschnitt mit dem Blendenelement und der andere der beiden Federabschnitte ist über einen weiteren Anbindungsabschnitt mit dem Befestigungselement verbunden. Die beiden Federabschnitte sind mit Hilfe eines Verbindungsabschnitts miteinander verbunden. Die Festkörpergelenke weisen somit bevorzugt eine mäanderförmige Geometrie auf. Die Befestigungselemente sind im Vergleich zu den Blendenelementen unbeweglich, so dass sich die Blendenelemente relativ zu den Befestigungselemente bewegen können. Insbesondere können die Befestigungselemente an einer festen Welt befestigt sein. Die feste Welt kann eine unbewegliche Tragstruktur sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Blende ein Trägerelement auf, das die Blendenelemente trägt, wobei das Trägerelement und die Blendenelemente formschlüssig miteinander verbunden sind.
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Das Trägerelement kann ringförmig sein. Das Trägerelement weist insbesondere einen mittigen Durchbruch auf. Die Anzahl der Blendenelemente ist beliebig. Beispielsweise sind vier Blendenelemente vorgesehen, welche auf das Trägerelement aufgesetzt sind. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen zweier Bauteile. Formschlüssige Verbindungen können beliebig oft gelöst und wiederhergestellt werden. Zum Verändern der Blendenöffnung können die Blendenelemente von dem Trägerelement abgehoben und beispielsweise entlang der Radialrichtung nach außen bewegt und wieder auf dem Trägerelement abgesetzt werden. Anschließend können die Blendenelemente mit dem Trägerelement verbunden werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer magnetischen Verbindung erfolgen. Alternativ können die Blendenelemente auch mit dem Trägerelement verklebt, verschraubt und/oder verklemmt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägerelement ein Zahnprofil auf, wobei jedes Blendenelement ein zu dem Zahnprofil korrespondierendes Gegenzahnprofil aufweist, und wobei das Zahnprofil und die Gegenzahnprofile formschlüssig ineinandergreifen.
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Das Zahnprofil weist insbesondere eine Vielzahl an Nuten auf, welche vollständig um die Mittelachse umlaufen. Die Nuten sind somit bevorzugt Ringnuten. Die Anzahl der Nuten ist beliebig. Die Nuten können im Querschnitt dreieckförmig sein. Die Nuten sind entlang der Radialrichtung betrachtet insbesondere nebeneinander angeordnet. Das Gegenzahnprofil weist insbesondere mehrere ringförmige Eingriffsrippen auf, welche an den jeweiligen Blendenelementen vorgesehen sind. Die Anzahl der Eingriffsrippen ist beliebig. Entlang der Radialrichtung betrachtet sind die Eingriffsrippen nebeneinander angeordnet. Die Eingriffsrippen können eine dreieckförmige Querschnittsgeometrie aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Blende einen Aktuierungsring auf, in den die Blendenelemente formschlüssig eingreifen, wobei der Aktuierungsring zum Verbringen der Blende von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand und umgekehrt verdrehbar ist, wodurch sich die Blendenelemente aus dem Strahlengang heraus oder in den Strahlengang hinein verlagern.
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Mit anderen Worten ist der Aktuierungsring derart mit den Blendenelementen gekoppelt, dass eine Verdrehung des Aktuierungsrings eine Bewegung der Blendenelemente entlang und entgegen der Radialrichtung ermöglicht. Die Blende umfasst bevorzugt ferner einen Tragring, in oder an welchem der Aktuierungsring drehbar gelagert ist. Die Blendenelement sind beispielsweise mit Hilfe einer ringförmigen Halteplatte an dem Tragring gehalten. Die Halteplatten können beispielsweise mit dem Tragring verschraubt sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Blendenelemente jeweils einen Eingriffsabschnitt auf, wobei der Aktuierungsring einen Gegeneingriffsabschnitt aufweist, in den die Eingriffsabschnitte formschlüssig eingreifen, und wobei der Gegeneingriffsabschnitt schneckenförmig ist.
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Der Gegeneingriffsabschnitt kann auch als schraubenförmig oder spiralförmig bezeichnet werden. Jedes Blendenelement weist zumindest einen Eingriffsabschnitt auf. Alternativ können auch zwei oder mehr Eingriffsabschnitte an jedem Blendenelement vorgesehen sein. Die Eingriffsabschnitte sind insbesondere bogenförmig gekrümmte Rippen, welche dem Tragring zugewandt aus dem jeweiligen Blendenelement herausragen. Der Gegeneingriffsabschnitt des Aktuierungsrings ist nutförmig. Insbesondere läuft der Gegeneingriffsabschnitt schneckenförmig oder schraubenförmig um die Mittelachse um. Durch das Verdrehen des Aktuierungsrings werden die Blendenelemente je nach gewählter Drehrichtung entweder entlang der Radialrichtung von der Mittelachse weg- oder entgegen der Radialrichtung auf die Mittelachse zubewegt. Dem Gegeneingriffsabschnitt abgewandt weist der Aktuierungsring bevorzugt eine Verzahnung auf, in welche ein Ritzel eines Betätigungselements eingreift, das ebenfalls in dem Tragring gelagert ist. Das Betätigungselement kann beispielsweise manuell bewegt, insbesondere gedreht, werden, um den Aktuierungsring zu verdrehen. Alternativ kann auch einer der zuvor erwähnten Aktuatoren mit dem Betätigungselement gekoppelt werden, um dieses automatisiert zu betätigen.
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Ferner wird eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System vorgeschlagen.
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Die Projektionsbelichtungsanlage kann mehrere derartige optische Systeme aufweisen. Das optische System ist bevorzugt eine Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann jedoch auch ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage sein. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Projektionsbelichtungsanlage eine DUV-Lithographieanlage ist.
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„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Die für das optische System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Projektionsbelichtungsanlage entsprechend und umgekehrt.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematischen Ansicht einer Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Projektionslithographie;
- 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems für Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1;
- 3 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des optischen Systems gemäß 2;
- 4 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform einer Blende für das optische System gemäß 2;
- 5 zeigt eine weitere schematische Aufsicht der Blende gemäß 4;
- 6 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende für das optische System gemäß 2;
- 7 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende für das optische System gemäß 2;
- 8 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende für das optische System gemäß 2;
- 9 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende für das optische System gemäß 2;
- 10 zeigt eine schematische Schnittansicht der Blende gemäß der Schnittlinie X-X der 9; und
- 11 zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende für das optische System gemäß 2.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Projektionsbelichtungsanlage 1, insbesondere einer DUV-Lithographieanlage, welche eine Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 2 (vorliegend auch als „Beleuchtungsoptik“ bezeichnet) und eine Projektionsoptik 4 (vorliegend auch als „Projektionsobjektiv“ bezeichnet) umfasst. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: Deep Ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 2 und die Projektionsoptik 4 sind vorzugsweise jeweils in einem nicht gezeigten Vakuumgehäuse angeordnet. Jedes Vakuumgehäuse wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert. Die Vakuumgehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren beziehungsweise Einstellen von optischen Elementen vorgesehen sein können. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in dem Maschinenraum angeordnet sein.
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Die Projektionsbelichtungsanlage 1 weist eine Lichtquelle 6 auf. Als Lichtquelle 6 kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 8 im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert. In dem Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 2 wird die Strahlung 8 gebündelt, und die gewünschte Betriebswellenlänge (Arbeitslicht) wird aus der Strahlung 8 herausgefiltert. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 2 kann nicht dargestellte optische Elemente, wie etwa Spiegel oder Linsen, aufweisen.
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Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 2 wird die Strahlung 8 auf eine Photomaske (Engl.: Reticle) 10 geleitet. Die Photomaske 10 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb des Strahlformungs- und Beleuchtungssystems 2 und der Projektionsoptik 4 angeordnet sein. Die Photomaske 10 weist eine Struktur auf, welche mittels der Projektionsoptik 4 verkleinert auf einem Wafer 12 abgebildet wird.
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Die Projektionsoptik 4 weist mehrere Linsen 14, 16, 18 und/oder Spiegel 20, 22 zur Abbildung der Photomaske 10 auf den Wafer 12 auf. Dabei können einzelne Linsen 14, 16, 18 und/oder Spiegel 20, 22 der Projektionsoptik 4 symmetrisch zu einer optischen Achse 24 der Projektionsoptik 4 angeordnet sein. Es ist zu beachten, dass die Anzahl der hier gezeigten Linsen 14, 16, 18 und Spiegel 20, 22 rein beispielhaft und nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 14, 16, 18 und/oder Spiegel 20, 22 vorgesehen sein.
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Ein Luftspalt zwischen einer letzten Linse (nicht gezeigt) und dem Wafer 12 kann durch ein flüssiges Medium 26 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium 26 kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das Medium 26 kann auch als Immersionsflüssigkeit bezeichnet werden.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems 100 für die Projektionsbelichtungsanlage 1. 3 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des optischen Systems 100. 4 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform einer Blende 200A für das optische System 100. 5 zeigt eine weitere schematische Aufsicht der Blende 200A. Im Folgenden wird auf die 2 bis 5 gleichzeitig Bezug genommen.
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Das optische System 100 ist eine wie zuvor erwähnte Projektionsoptik 4 oder Teil einer derartigen Projektionsoptik 4. Das optische System 100 kann jedoch auch ein wie zuvor erwähntes Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 2 oder Teil eines derartigen Strahlformungs- und Beleuchtungssystems 2 sein. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass das optische System 100 eine Projektionsoptik 4 oder Teil einer Projektionsoptik 4 ist.
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Dem optischen System 100 ist ein Koordinatensystem mit einer ersten Raumrichtung oder x-Richtung x, einer zweiten Raumrichtung oder y-Richtung y und einer dritten Raumrichtung oder z-Richtung z zugeordnet. Die Richtungen x, y, z sind senkrecht zueinander orientiert. Die x-Richtung x kann auch als Breitenrichtung bezeichnet werden. Die y-Richtung y kann auch als Tiefenrichtung bezeichnet werden. Die z-Richtung z kann auch als Hochrichtung bezeichnet werden.
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Das optische System 100 umfasst ein optisches Element 102. Das optische Element 102 ist in den 4 und 5 nicht gezeigt. Das optische Element 102 ist eine Linse. Das optische Element 102 kann jedoch auch ein Spiegel sein. Beispielsweise ist das optische Element 102 eine der Linsen 14, 16, 18. Das optische Element 102 kann in einer später noch zu erläuternden Fassung aufgenommen sein, die das optische Element 102 trägt. Das optische Element 102 kann eine in der Orientierung der 2 und 3 nach oben orientierte Vorderseite 104 und eine in der Orientierung der 2 und 3 nach unten orientierte Rückseite 106 aufweisen. Das optische System 100 kann eine beliebige Anzahl von optischen Elementen 102 aufweisen.
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Dem optischen System 100 ist eine Symmetrie- oder Mittelachse 108 zugeordnet, zu der das optische Element 102 rotationssymmetrisch aufgebaut sein kann. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Mittelachse 108 stimmt mit der z-Richtung z überein oder ist parallel zu dieser angeordnet. Ferner ist dem optischen System 100 eine Radialrichtung R zugeordnet. Die Radialrichtung R ist senkrecht zu der Mittelachse 108 und von dieser weg orientiert.
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Das optische System 100 umfasst einen Strahlengang 110, dem die Strahlung 8 durch das optische System 100 folgt. Das optische Element 102 ist in dem Strahlengang 110 angeordnet. Dabei kann das optische Element 102 - anders als in den 2 und 3 gezeigt - vollständig innerhalb des Strahlengangs 110 angeordnet sein. Alternativ kann das optische Element 102 auch teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Strahlengangs 110 angeordnet sein.
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Die Strahlung 8 wird teilweise von dem optischen Element 102 absorbiert. Hierdurch wird Wärme Q in das optische Element 102 eingebracht. Um einen durch die Strahlung 8 verursachten Wärmeeintrag in das optische Element 102 zu reduzieren, umfasst das optische System 100 eine Blendenanordnung 112, die Bauteile aufweist, die in den Strahlengang 110 hinein- und wieder aus diesem herausverlagert werden können, um das optische Element 102 zumindest teilweise von der Strahlung 8 abzuschirmen. Die Blendenanordnung 112 nimmt beim Abschatten des optischen Elements 102 einen Teil der Wärme Q auf, da die Strahlung 8 von der Blendenanordnung 112 absorbiert wird.
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Die Blendenanordnung 112 weist eine Blende 200A auf, die mehrere Blendenelemente 202, 204 umfassen kann. Die Blendenelemente 202, 204 sind beweglich. Es sind zumindest zwei Blendenelemente 202, 204 vorgesehen. Es können jedoch auch drei, vier oder mehr als vier Blendenelemente 202, 204 vorgesehen sein. Die Blende 200A weist eine lichtbestimmende Kante 206 auf. Die Lichtbestimmende Kante 206 begrenzt eine veränderbare Blendenöffnung 208 der Blende 200A. Die lichtbestimmende Kante 206 ist an den Blendenelementen 202, 204 vorgesehen. Unter einer „lichtbestimmenden Kante“ ist vorliegend eine Kante oder Kontur der Blende 200A zu verstehen, welche mit der Strahlung 8, die dem Strahlengang 110 folgt, wechselwirkt.
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Jedes Blendenelement 202, 204 weist der lichtbestimmenden Kante 206 abgewandt eine Außenkante 210, 212 auf. Die Außenkanten 210, 212 können halbkreisförmig sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Den Außenkanten 210, 212 abgewandt weisen die Blendenelemente 202, 204 Stirnkanten 214, 216, 218, 220 auf.
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Die Blende 200A kann von einem geschlossenen Zustand Z1 (2 und 4) in einen geöffneten Zustand Z2 (3 und 5) und umgekehrt verbracht werden. In dem geöffneten Zustand Z2 sind die Stirnkanten 214, 216, 218, 220 voneinander beabstandet angeordnet. In dem geschlossenen Zustand Z1 liegen die Stirnkanten 214, 216, 218, 220 aneinander an. In dem geöffneten Zustand Z2 ist die Blendenöffnung 208 größer als in dem geschlossenen Zustand Z1. Zwischen dem geschlossenen Zustand Z1 und dem geöffneten Zustand Z2 kann eine beliebige Anzahl von Zwischenzuständen vorgesehen sein. Die Blende 200A ist somit stufenlos verstellbar. Demgemäß sind auch die Blendenelemente 202, 204 stufenlos verstellbar.
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In dem geschlossenen Zustand Z1 sind die Blendenelemente 202, 204 zumindest abschnittsweise in den Strahlengang 110 hineingefahren, um das optische Element 102 zumindest teilweise von der Strahlung 8 abzuschirmen. In dem geöffneten Zustand Z2 sind die Blendenelemente 202, 204 vollständig aus dem Strahlengang 110 herausbewegt, so dass die Blende 200A in dem geöffneten Zustand Z2 das optische Element 102 überhaupt nicht von der Strahlung 8 abschirmt.
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Die Blendenanordnung 112 umfasst mehrere Stellelemente, Aktoren oder Aktuatoren 114, 116, mit deren Hilfe die Blendenelemente 202, 204 verlagert werden können. Insbesondere ist jedem Blendenelement 202, 204 genau ein Aktuator 114, 116 zugeordnet. Jeder Aktuator 114, 116 weist einen Stößel 118, 120 auf, der in ein Gehäuse 122, 124 des jeweiligen Aktuators 114, 116 hinein- und wieder aus diesem herausverlagert werden kann.
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Dem optischen Element 102 ist eine wie zuvor erwähnte Fassung 126 zugeordnet, die das optische Element 102 tragen kann. Das optische Element 102 kann mit der Fassung 126 beispielsweise verklebt sein. Hierzu kann zwischen der Fassung 126 und dem optischen Element 102 eine Klebung 128 vorgesehen sein, die das optische Element 102 mit der Fassung 126 verbindet. Die Blende 200A kann die Klebung 128 zumindest in dem geschlossenen Zustand Z1 vor der Strahlung 8 abschirmen, so dass keine Wärme Q in die Klebung 128 eingebracht wird. Eine wärmebedingte Degradation der Klebung 128 wird somit verhindert oder zumindest verzögert.
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Der Stößel 118, 120 kann jeweils um einen Aktuatorverfahrweg w1 verfahren werden. Die Aktuatoren 114, 116 können beispielsweise Piezoaktoren sein. Die Aktuatoren 114, 116 können jedoch auch manuell verstellbare Stellschrauben sein. Die Blendenanordnung 112 umfasst die Blende 200A und die Aktuatoren 114, 116.
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Der jeweilige Stößel 118, 120 eines jeden Aktuators 114, 116 greift an einem jeweiligen Aktuierungsabschnitt 222, 224 der Blendenelemente 202, 204 an. Mit Hilfe der Stößel 118, 120 können die Aktuierungsabschnitte 222, 224 auf die Mittelachse 108 zubewegt werden. Bevorzugt sind die Aktuierungsabschnitte 222, 224 und die Blendenelemente 202, 204 einstückig, insbesondere materialeinstückig, ausgebildet. Die Aktuatoren 114, 116 sind ortsfest, wobei sich die Blendenelemente 202, 204 gegenüber den Aktuatoren 114, 116 bewegen können.
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„Einstückig“ oder „einteilig“ heißt dabei, dass jedes Blendenelement 202, 204 und der dem jeweiligen Blendenelement 202, 204 zugeordnete Aktuierungsabschnitt 222, 224 nicht aus unterschiedlichen Unterbauteilen zusammengesetzt sind, sondern ein gemeinsames Bauteil bilden. „Materialeinstückig“ oder „monolithisch“ heißt dabei, dass das jeweilige Blendenelement 202, 204 und der diesem zugeordnete Aktuierungsabschnitt 222, 224 durchgehend aus demselben Material gefertigt sind.
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Die Aktuierungsabschnitte 222, 224 sind jeweils mit Hilfe eines Festkörpergelenkgetriebes 226, 228 mit den Blendenelementen 202, 204 wirkverbunden. Dabei bilden jeweils ein Blendenelement 202, 204, ein Aktuierungsabschnitt 222, 224 und ein Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 ein einstückiges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil. Die Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 und die Aktuierungsabschnitte 222, 224 sind Teil der Blende 200A, insbesondere der Blendenelemente 202, 204.
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Beispielsweise können die Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 durch mehrere Freischnitte, insbesondere Erodierfreischnitte, und/oder mehrere Festkörpergelenke verwirklicht werden. Unter einem „Festkörpergelenk“ ist vorliegend insbesondere ein Bereich eines Bauteils zu verstehen, welcher eine Relativbewegung zwischen zwei Starrkörperbereichen durch Biegung erlaubt. Vorliegend können die Blendenelemente 202, 204 und die Aktuierungsabschnitte 222, 224 als Starrkörperbereiche und die Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 als Festkörpergelenke fungieren. Dabei kann jedes Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 mehrere Festkörpergelenke aufweisen. Diese Festkörpergelenke können verschiedene Hebelarme, Stege, Federabschnitte oder dergleichen miteinander koppeln, um die Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 zu bilden.
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Die Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 fungieren als zwischen den Aktuierungsabschnitten 222, 224 und den Blendenelementen 202, 204 vorgesehene Getriebe und ermöglichen eine Umsetzung einer linearen Bewegung des jeweiligen Stößels 118, 120 in Richtung der Mittelachse 108 in eine Bewegung des jeweiligen Blendenelements 202, 204, um die Blende 200A von dem geöffneten Zustand Z2 in den geschlossenen Zustand Z1 zu verbringen.
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Bei dem Verbringen der Blende 200A von dem geöffneten Zustand Z2 in den geschlossenen Zustand Z1 wird der Aktuatorverfahrweg w1 der Aktuatoren 114, 116 von den Festkörpergelenkgetrieben 226, 228 mit einem geeigneten Übersetzungsverhältnis in einen Blendenelementverfahrweg w2 der Blendenelemente 202, 204 umgesetzt. Der Blendenelementverfahrweg w2 kann definiert sein als ein Abstand des jeweiligen Blendenelements 202, 204 von der Mittelachse 108 in dem geöffneten Zustand Z2 der Blende 200A.
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Dabei können die Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 derart ausgestaltet sein, dass diese eine Bewegung des jeweiligen Stößels 118, 120 auf die Mittelachse 108 zu mit einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis in eine Bewegung der Blendenelemente 202, 204 auf die Mittelachse 108 zu umsetzen. Beispielsweise kann eine Bewegung des jeweiligen Stößels 118, 120 um einen Millimeter in Richtung der Mittelachse 108 in eine Bewegung des jeweiligen Blendenelements 202, 204 um vier Millimeter in Richtung der Mittelachse 108 umgesetzt werden. Mit anderen Worten werden die Blendenelemente 202, 204 in einer von der x-Richtung x und der y-Richtung y aufgespannten Ebene E bewegt.
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Zusätzlich können die Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 auch derart ausgebildet sein, dass sich die Blendenelemente 202, 204 bei dem Verbringen der Blende 200A von dem geöffneten Zustand Z2 in den geschlossenen Zustand Z1 entlang oder entgegen der z-Richtung z und damit senkrecht zu der Ebene E bewegen. Somit wird die Bewegung der Stößel 118, 120 in Richtung der Mittelachse 108 in eine Bewegung der Blendenelemente 202, 204 entlang und entgegen der z-Richtung z umgesetzt. Beispielsweise bewegen sich die Blendenelemente 202, 204 bei dem Verbringen der Blende 200A von dem geschlossenen Zustand Z1 in den geöffneten Zustand Z2 entlang der z-Richtung z nach oben.
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Die Aktuierungsabschnitte 222, 224 und/oder die Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass die Blende 200A in Richtung des geöffneten Zustands Z2 vorgespannt, insbesondere federvorgespannt, ist. Das heißt, dass sich die Blendenelemente 202, 204, sobald die Stößel 118, 120 nicht mehr auf die Aktuierungsabschnitte 222, 224 wirken, selbsttätig oder selbstständig von dem geschlossenen Zustand Z1 zurück in den geöffneten Zustand Z2 bewegen. Die Stößel 118, 120 bringen somit zum Verbringen der Blende 200A von dem geöffneten Zustand Z2 in den geschlossenen Zustand Z1 jeweils eine Kraft auf die Aktuierungsabschnitte 222, 224 auf, die größer ist als eine Federvorspannung, mit der die Blende 200A in Richtung des geöffneten Zustands Z2 vorgespannt ist.
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6 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende 200B für das optische System 100.
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Alle Ausführungen betreffend die Blende 200A können auf die Blende 200B und umgekehrt angewandt werden. Die Blende 200B weist zwei wie zuvor erläuterte Blendenelemente 202, 204 mit einer lichtbestimmenden Kante 206 auf, die eine Blendenöffnung 208 definiert. Die Blendenelemente 202, 204 sind jeweils mit Hilfe federelastisch verformbarer Festkörpergelenke 230, 232 an Befestigungselemente 234, 236 angeschlossen. Die Blendenelemente 202, 204, die Festkörpergelenke 230, 232 und die Befestigungselemente 234, 236 bilden jeweils zusammen ein einstückiges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil.
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Jedes Festkörpergelenk 230, 232 weist mehrere, beispielsweise zwei, Federabschnitte 238, 240 auf, die kreisbogenförmig gekrümmt und an einem Verbindungsabschnitt 242 miteinander verbunden sind. Der Federabschnitt 238 ist mit Hilfe eines Anbindungsabschnitts 244 mit dem jeweiligen Befestigungselement 234, 236 und mit Hilfe eines Anbindungsabschnitts 246 mit dem jeweiligen Blendenelement 202, 204 einstückig, insbesondere materialeinstückig, verbunden.
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Entlang der Radialrichtung R betrachtet ist der Federabschnitt 240 innerhalb des Federabschnitts 238 angeordnet.
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Jedem Blendenelement 202, 204 ist ein Festkörpergelenk 230, 232 zugeordnet. Für den Fall, dass drei oder mehr als drei Blendenelemente 202, 204 vorgesehen sind, sind dementsprechend auch drei oder mehr als drei Festkörpergelenke 230, 232 vorgesehen. Die Festkörpergelenke 230, 232 sind Federn oder fungieren als Federn. Die Festkörpergelenke 230, 232 können derart ausgestaltet sein, dass diese als wie zuvor erwähnte Festkörpergelenkgetriebe 226, 228 fungieren, so dass die Blendenelemente 202, 204 nicht nur in der von der x-Richtung x und der y-Richtung y aufgespannten Ebene E, sondern auch entlang der z-Richtung z bewegt werden können.
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Die Blendenelemente 202, 204 sind ausschließlich mit Hilfe der Festkörpergelenke 230, 232 mit den Befestigungselementen 234, 236 verbunden. Zwischen den Festkörpergelenken 230, 232 und den Befestigungselementen 234, 236 sind Schlitze 248 vorgesehen. Zwischen den Festkörpergelenken 230, 232 und den Blendenelementen 202, 204 sind ebenfalls Schlitze 250 vorgesehen. Ferner ist auch zwischen den beiden Federabschnitten 238, 240 jedes Festkörpergelenks 230, 232 ein Schlitz 252 vorgesehen, der die Federabschnitte 238, 240 voneinander trennt.
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Die Blende 200B ist Teil der zuvor erwähnten Blendenanordnung 112. Zum Verbringen der Blende 200B von dem in der 6 gezeigten geöffneten Zustand Z2 in den in der 6 nicht gezeigten geschlossenen Zustand Z1 werden die Blendenelemente 202, 204 in Richtung der Mittelachse 108 verlagert. Die Blendenelemente 202, 204 können so lange in Richtung der Mittelachse 108 verlagert werden, bis die Blendenelemente 202, 204 an ihren Stirnkanten 214, 216, 218, 220 aneinander anliegen. Ein erreichbarer Hub kann dabei bis zu drei Millimeter je Blendenelement 202, 204 betragen.
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Zum Verlagern der Blendenelemente 202, 204 in Richtung der Mittelachse 108 greifen die Aktuatoren 114, 116 mit ihren Stößeln 118, 120 an den Blendenelementen 202, 204 an, wodurch die Festkörpergelenke 230, 232 federelastisch verformt werden. Die Befestigungselemente 234, 236 sind dabei ortsfest. Hierzu können die Befestigungselemente 234, 236 mit einer festen Welt, beispielsweise in Form einer Tragstruktur verbunden sein. Somit bewegen sich die Blendenelemente 202, 204 relativ zu den feststehenden Befestigungselementen 234, 236 auf die Mittelachse 108 zu, wobei die Festkörpergelenke 230, 232 federelastisch verformt werden.
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Bringen die Aktuatoren 114, 116 mit ihren Stößeln 118, 120 keine Kräfte mehr auf die Blendenelemente 202, 204 auf, so bewegen die mit Hilfe der Aktuatoren 114, 116 elastisch verformten Festkörpergelenke 230, 232 die Blendenelemente 202, 204 selbsttätig oder selbstständig aus dem geschlossenen Zustand Z1 zurück in den geöffneten Zustand Z2. Zum Verbringen der Blende 200B von dem geschlossenen Zustand Z1 in den geöffneten Zustand Z2 sind die Aktuatoren 114, 116 demgemäß nicht erforderlich.
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Die Aktuatoren 114, 116 können, wie zuvor erwähnt, Stellschrauben sein. Hierdurch wird ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau der Blendenanordnung 112 erreicht. Durch den einteiligen Aufbau des jeweiligen Blendenelements 202, 204, des diesem zugeordneten Festkörpergelenks 230, 232 sowie des jeweiligen Befestigungselements 234, 236 nimmt die Blende 200B nur einen sehr geringen Bauraum ein. Auch für die Aktuierung der Blendenelemente 202, 204 ist nur ein geringer Bauraum erforderlich. Der einstückige Aufbau reduziert auch die Gefahr der Bildung unerwünschter Partikel, die das optische System 100 negativ beeinflussen könnten.
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7 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende 200C für das optische System 100.
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Alle Ausführungen betreffend die Blenden 200A, 200B können auf die Blende 200C und umgekehrt angewandt werden. Insbesondere kann die Blende 200C dieselben Festkörpergelenke 230, 232 wie die Blende 200B aufweisen. Im Unterschied zu den Blenden 200A, 200B weist die Blende 200C nicht zwei Blendenelemente 202, 204, sondern drei Blendenelemente 254, 256, 258 auf. Jedes Blendenelement 254, 256, 258 kann einen Umfangswinkel von 120° aufweisen.
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Die Blende 200C ist Teil einer wie zuvor erwähnten Blendenanordnung 112. Im Gegensatz zu den Blenden 200A, 200B weist die Blendenanordnung 112 mit der Blende 200C nicht zwei, sondern drei Aktuatoren 114, 116 auf, wobei jedem Blendenelement 254, 256, 258 ein Aktuator 114, 116 zugeordnet ist. Die Funktionalität der Blende 200C entspricht der der Blenden 200A, 200B.
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8 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende 200D für das optische System 100.
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Alle Ausführungen betreffend die Blenden 200A, 200B, 200C können auf die Blende 200D und umgekehrt angewandt werden. Insbesondere kann die Blende 200D dieselben Festkörpergelenke 230, 232 wie die Blende 200B aufweisen. Im Unterschied zu den Blenden 200A, 200B weist die Blende 200D nicht zwei Blendenelemente 202, 204, sondern vier Blendenelemente 254, 256, 258, 260 auf. Jedes Blendenelement 254, 256, 258, 260 kann einen Umfangswinkel von 90° aufweisen.
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Die Blende 200D ist Teil einer wie zuvor erwähnten Blendenanordnung 112. Im Gegensatz zu den Blenden 200A, 200B weist die Blendenanordnung 112 mit der Blende 200D nicht zwei, sondern vier Aktuatoren 114, 116 auf, wobei jedem Blendenelement 254, 256, 258, 260 ein Aktuator 114, 116 zugeordnet ist. Die Funktionalität der Blende 200D entspricht der der Blenden 200A, 200B, 200C.
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9 zeigt eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende 200E für das optische System 100. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht der Blende 200E gemäß der Schnittlinie X-X der 9. Nachfolgend wird auf die 9 und 10 gleichzeitig Bezug genommen.
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Alle Ausführungen betreffend die Blenden 200A, 200B, 200C, 200D können auf die Blende 200E und umgekehrt angewandt werden. Die Blende 200E kann Teil einer wie zuvor erwähnten Blendenanordnung 112 sein. Die Blende 200E umfasst ein Trägerelement 262. Das Trägerelement 262 kann kreisrund sein. Das Trägerelement 262 weist einen mittigen Durchbruch 264 auf. Der Durchbruch 264 kann kreisrund sein. In der Orientierung der 10 weist das Trägerelement 262 unterseitig eine Rückseite 266 und oberseitig eine Vorderseite 268 auf.
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An der Vorderseite 268 ist eine Vielzahl von Nuten 270, 272 angebracht, von denen in der 10 nur zwei mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die Nuten 270, 272 bilden ein an der Vorderseite 268 vorgesehenes Zahnprofil 274. Die Nuten 270, 272 verlaufen ringförmig um die Mittelachse 108 um. Die Anzahl der Nuten 270, 272 ist grundsätzlich beliebig. Entlang der Radialrichtung R betrachtet sind die Nuten 270, 272 nebeneinander platziert. Die Nuten 270, 272 weisen eine dreieckförmige Geometrie auf, so dass die Vorderseite 268 eine geriffelte Struktur oder eine geriffelte Oberfläche aufweist.
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Die Blende 200E umfasst ferner vier Blendenelemente 276, 278, 280, 282. Es können jedoch auch weniger oder mehr als vier Blendenelemente 276, 278, 280, 282 vorgesehen sein. Jedes Blendenelement 276, 278, 280, 282 weist einen Blendenabschnitt 284, an dem ein Teil der lichtbestimmenden Kante 206 vorgesehen ist, und einen Befestigungsabschnitt 286 auf, der dazu eingerichtet ist, formschlüssig in mehrere der Nuten 270, 272 und damit in das Zahnprofil 274 einzugreifen. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen von zwei Bauteilen.
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Jedes Blendenelement 276, 278, 280, 282 weist eine Rückseite 288, die dem Trägerelement 262 zugewandt ist, und eine Vorderseite 290 auf, die der Rückseite 288 abgewandt ist. An der Rückseite 288 sind Eingriffsrippen 292, 294 vorgesehen, die in die Nuten 270, 272 des Trägerelements 262 formschlüssig eingreifen können. Die Eingriffsrippen 292, 294 bilden ein Gegenzahnprofil 296.
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Eine Anzahl der Eingriffsrippen 292, 294 ist beliebig. Beispielsweise können zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr als sechs Eingriffsrippen 292, 294 vorgesehen sein. Die Eingriffsrippen 292, 294 laufen vollständig um die Mittelachse 108 um. Die Eingriffsrippen 292, 294 sind im Querschnitt dreieckförmig und somit komplementär zu den Nuten 270, 272 ausgebildet. Die Eingriffsrippen 292, 294 sind nur an den Befestigungsabschnitten 286 vorgesehen.
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Zum Verbringen der Blende 200E von dem in den 9 und 10 gezeigten geschlossenen Zustand Z1 in den in den 9 und 10 nicht gezeigten geöffneten Zustand Z2 werden die Blendenelemente 276, 278, 280, 282 von dem Trägerelement 262 abgehoben, wodurch die Eingriffsrippen 292, 294 außer formschlüssigem Eingriff mit den Nuten 270, 272 gelangen.
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Die Blendenelemente 276, 278, 280, 282 werden nun entlang der Radialrichtung R nach außen bewegt und wieder auf dem Trägerelement 262 abgesetzt, wobei die Eingriffsrippen 292, 294 der Blendenelemente 276, 278, 280, 282 mit anderen Nuten 270, 272 in Eingriff gelangen. Das Bewegen der Blendenelemente 276, 278, 280, 282 kann mit Hilfe wie zuvor erwähnter Aktuatoren 114, 116 erfolgen.
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Die Blendenelemente 276, 278, 280, 282 können nun an dem Trägerelement 262 fixiert werden. Beispielsweise können die Blendenelemente 276, 278, 280, 282 mit Hilfe von Magneten mit dem Trägerelement 262 verbunden werden. Es ist jedoch auch eine Verklebung oder Verschraubung möglich. Die Blende 200E weist vorteilhafterweise einen sehr geringen Bauraum auf.
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11 zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Blende 200E für das optische System 100.
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Alle Ausführungen betreffend die Blenden 200A, 200B, 200C, 200D, 200E können auf die Blende 200F und umgekehrt angewandt werden. Die Blende 200F kann Teil einer wie zuvor erwähnten Blendenanordnung 112 sein. Die Blende 200F weist mehrere Blendenelemente 298 auf, von denen in der 11 nur eines gezeigt ist. Beispielsweise sind zwei, drei, vier oder mehr als vier Blendenelemente 298 vorgesehen. An dem Blendenelement 298 ist ein Teil der lichtbestimmenden Kante 206 vorgesehen, der in Richtung der Mittelachse 108 weist.
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An dem Blendenelement 298 sind Eingriffsabschnitte 300 vorgesehen, von denen in der 11 nur einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. Beispielsweise können zwei Eingriffsabschnitte 300 vorgesehen sein. Die Eingriffsabschnitte 300 sind bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, gekrümmt. Die Eingriffsabschnitte 300 können auch schneckenförmig oder spiralförmig gekrümmt sein.
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Das Blendenelement 298 ist mit Hilfe einer Halteplatte 302 mit einem Tragring 304 verbunden. Zum Verbinden der Halteplatte 302 mit dem Tragring 304 kann ein Befestigungselement 306, beispielsweise in Form einer Schraube, eingesetzt werden. Die Halteplatte 302 kann ringförmig sein. Insbesondere kann die Halteplatte 302 rotationssymmetrisch zu der Mittelachse 108 aufgebaut sein. Der Tragring 304 trägt die Blendenelemente 298. Der Tragring 304 kann ringförmig sein. Insbesondere kann der Tragring 304 rotationssymmetrisch zu der Mittelachse 108 aufgebaut sein.
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In einem Aufnahmeabschnitt 308 des Tragrings 304 ist ein Aktuierungsring 310 aufgenommen. Der Aktuierungsring 310 ist ringförmig. Der Aktuierungsring 310 wirkt derart mit dem Eingriffsabschnitten 300 zusammen, dass die Blendenelemente 298 von der Mittelachse 108 weg und auf diese zu bewegt werden können, um die Blende 200F von dem geschlossenen Zustand Z1 in den geöffneten Zustand Z2 (nicht gezeigt) und umgekehrt zu verbringen.
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Der Aktuierungsring 310 weist den Blendenelementen 298 zugewandt einen Gegeneingriffsabschnitt 312 auf, in den die Eingriffsabschnitte 300 formschlüssig eingreifen. Der Gegeneingriffsabschnitt 312 läuft vollständig um die Mittelachse 108 um. Der Gegeneingriffsabschnitt 312 ist schneckenförmig oder spiralförmig.
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Dem Gegeneingriffsabschnitt 312 abgewandt ist an dem Aktuierungsring 310 eine Verzahnung 314 vorgesehen. Die Verzahnung 314 weist somit von den Blendenelementen 298 weg. Die Verzahnung 314 läuft vollständig um die Mittelachse 108 um. Der Aktuierungsring 310 ist mit Hilfe eines Lagers 316 an dem Tragring 304 gelagert. Das Lager 316 kann ein Wälzlager sein. Das Lager 316 kann auch ein Gleitlager sein.
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In einem weiteren Aufnahmeabschnitt 318 des Tragrings 304 ist ein Betätigungselement 320 aufgenommen. Das Betätigungselement 320 ist drehbar in dem Aufnahmeabschnitt 318 gelagert. Das Betätigungselement 320 weist ein Ritzel 322, das in die Verzahnung 314 eingreift, einen zylinderförmigen Lagerabschnitt 324, der drehbar in dem Aufnahmeabschnitt 318 gelagert ist, und einen Betätigungsabschnitt 326 auf, mit dessen Hilfe das Betätigungselement 320 verdreht werden kann. Der Betätigungsabschnitt 326 ist mit Hilfe eines Schaftabschnitts 328 mit dem Lagerabschnitt 324 verbunden.
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Der Betätigungsabschnitt 326 kann manuell betätigt werden. Alternativ kann der Betätigungsabschnitt 326 auch mit Hilfe einer der Aktuatoren 114, 116 betätigt werden. Mit Hilfe eines Verdrehens des Betätigungselements 320 wird über den Eingriff des Ritzels 322 in die Verzahnung 314 des Aktuierungsrings 310 der Aktuierungsring 310 um die Mittelachse 108 in eine Drehung versetzt.
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Durch den Eingriff der Eingriffsabschnitte 300 der Blendenelemente 298 in den spiralförmigen Gegeneingriffsabschnitt 312 des Aktuierungsrings 310 werden die Blendenelemente 298 je nach gewählter Drehrichtung des Betätigungselements 320 entweder von der Mittelachse 108 weg- oder auf diese zubewegt. Die Blende 200F kann so von dem geschlossenen Zustand Z1 in den geöffneten Zustand Z2 und umgekehrt verbracht werden.
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Die Blendenöffnung 208 ist somit in einem weiten Bereich einstellbar. Die Blendenöffnung 208 kann sehr stark vergrößert oder verkleinert werden. Falls die Blende 200F für ein bestimmtes Setting nicht gebraucht wird, kann diese in den geöffneten Zustand Z2 verbracht und somit aus dem Strahlengang 110 herausgefahren werden.
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Mit Hilfe der jeweiligen Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F ist es möglich, das optische System 100 an unterschiedliche Anwendungsfälle (Engl.: Use Cases) anzupassen. Je nach Anwendungsfall ist es somit möglich, das optische Element 102 zumindest teilweise mit Hilfe der jeweiligen Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F von der Strahlung 8 abzuschatten oder abzuschirmen.
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Auf der anderen Seite kann die jeweilige Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F jedoch auch derart eingestellt werden, dass diese das optische Element 102 nicht abschattet. Die Blendenöffnung 208 kann somit an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Die Effekte von Linsenerwärmung (Engl.: Lens Heating) können somit mit Hilfe der jeweiligen verstellbaren Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F vollständig vermieden oder zumindest signifikant reduziert werden. Die jeweilige Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F kann daher auch Lens-Heating-Blende bezeichnet werden.
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Die unterschiedlichen Ausführungsformen der Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F sind als Kleberschutzblenden einsetzbar, beispielsweise um die Klebung 128 zwischen dem optischen Element 102 und der Fassung 126 des optischen Elements 102 vor Wärme Q und/oder der Strahlung 8 abzuschirmen. Eine Degradation der Klebung 128 wird hierdurch verhindert oder zumindest signifikant reduziert. Ferner kann mit Hilfe der jeweiligen Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F auch Streulicht abgefangen werden. Die unterschiedlichen Ausführungsformen der Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F können somit auch als Streulichtblenden eingesetzt werden.
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Je nachdem, ob eine hohe oder kleine numerische Apertur in dem optischen System 100 eingestellt wird, fällt mehr oder weniger Licht auf Füßchen, mit deren Hilfe das optische Element 102 mit seiner Fassung 126 verklebt ist, und/oder auf einen Kleberschutz zum Abschirmen der zuvor erwähnten Klebung 128 zwischen dem optischen Element 102 und dessen Fassung 126. Für diese Art von Anwendungsfall sind die unterschiedlichen Ausführungsformen der verstellbaren Blende 200A, 200B, 200C, 200D, 200E, 200F besonders geeignet.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Projektionsbelichtungsanlage
- 2
- Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
- 4
- Projektionsoptik
- 6
- Lichtquelle
- 8
- Strahlung
- 10
- Photomaske
- 12
- Wafer
- 14
- Linse
- 16
- Linse
- 18
- Linse
- 20
- Spiegel
- 22
- Spiegel
- 24
- optische Achse
- 26
- Medium
- 100
- optisches System
- 102
- optisches Element
- 104
- Vorderseite
- 106
- Rückseite
- 108
- Mittelachse
- 110
- Strahlengang
- 112
- Blendenanordnung
- 114
- Aktuator
- 116
- Aktuator
- 118
- Stößel
- 120
- Stößel
- 122
- Gehäuse
- 124
- Gehäuse
- 126
- Fassung
- 128
- Klebung
- 200A
- Blende
- 200B
- Blende
- 200C
- Blende
- 200D
- Blende
- 200E
- Blende
- 200F
- Blende
- 202
- Blendenelement
- 204
- Blendenelement
- 206
- lichtbestimmende Kante
- 208
- Blendenöffnung
- 210
- Außenkante
- 212
- Außenkante
- 214
- Stirnkante
- 216
- Stirnkante
- 218
- Stirnkante
- 220
- Stirnkante
- 222
- Aktuierungsabschnitt
- 224
- Aktuierungsabschnitt
- 226
- Festkörpergelenkgetriebe
- 228
- Festkörpergelenkgetriebe
- 230
- Festkörpergelenk
- 232
- Festkörpergelenk
- 234
- Befestigungselement
- 236
- Befestigungselement
- 238
- Federabschnitt
- 240
- Federabschnitt
- 242
- Verbindungsabschnitt
- 244
- Anbindungsabschnitt
- 246
- Anbindungsabschnitt
- 248
- Schlitz
- 250
- Schlitz
- 252
- Schlitz
- 254
- Blendenelement
- 256
- Blendenelement
- 258
- Blendenelement
- 260
- Blendenelement
- 262
- Trägerelement
- 264
- Durchbruch
- 266
- Rückseite
- 268
- Vorderseite
- 270
- Nut
- 272
- Nut
- 274
- Zahnprofil
- 276
- Blendenelement
- 278
- Blendenelement
- 280
- Blendenelement
- 282
- Blendenelement
- 284
- Blendenabschnitt
- 286
- Befestigungsabschnitt
- 288
- Rückseite
- 290
- Vorderseite
- 292
- Eingriffsrippe
- 294
- Eingriffsrippe
- 296
- Gegenzahnprofil
- 298
- Blendenelement
- 300
- Eingriffsabschnitt
- 302
- Halteplatte
- 304
- Tragring
- 306
- Befestigungselement
- 308
- Aufnahmeabschnitt
- 310
- Aktuierungsring
- 312
- Gegeneingriffsabschnitt
- 314
- Verzahnung
- 316
- Lager
- 318
- Aufnahmeabschnitt
- 320
- Betätigungselement
- 322
- Ritzel
- 324
- Lagerabschnitt
- 326
- Betätigungsabschnitt
- 328
- Schaftabschnitt
- E
- Ebene
- R
- Radialrichtung
- Q
- Wärme
- w1
- Aktuatorverfahrweg
- w2
- Blendenelementverfahrweg
- x
- x-Richtung
- y
- y-Richtung
- z
- z-Richtung
- Z1
- Zustand
- Z2
- Zustand