DE102015209077A1

DE102015209077A1 - Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage

Info

Publication number: DE102015209077A1
Application number: DE102015209077.9A
Authority: DE
Inventors: Jan Horn; Stefan Krone; Lars Berger
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2016-11-24
Also published as: US10437155B2; JP6751411B2; US20180067400A1; JP2018518705A; WO2016184836A1

Abstract

Es wird eine Sensoranordnung zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln (M1–M6) einer Lithographieanlage (100) bereitgestellt, mit: einer Anzahl von Positionssensorvorrichtungen (140), wobei die jeweilige Positionssensorvorrichtung (140) eine Lichtquelle (203) zur Belichtung einer Messeinheit (201) mit einem modulierten Lichtstrahl, die Messeinheit (201) zur Bereitstellung eines optischen Positionssignals einer Position eines Spie-gels (M1–M6) bei Belichtung durch den modulierten Lichtstrahl, und eine Detektionseinheit (204) mit einer Mehrzahl von Photodetektoren (205) zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals durch Detektion des bereitgestellten optischen Positionssignals umfasst, und einer Auswertevorrichtung (304) zur Ermittlung der Position des Spiegels (M1–M6) mittels des elektrischen Positionssignals. Durch die Verwendung der modulierten Belichtung kann die Verlustleistung reduziert werden, und es können die Rauscheigenschaften der Positionssignale verbessert werden. Die modulierte Belichtung erlaubt damit eine gute Signalqualität bei geringer mittlerer Verlustleistung. Ferner werden ein Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln einer Lithographieanlage, ein Projektionssystem einer Lithographieanlage und eine Lithographieanlage bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung und ein Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln einer Lithographieanlage, ein Projektionssystem einer Lithographieanlage und eine Lithographieanlage. Die Sensoranordnung umfasst zumindest eine Positionssensorvorrichtung zur Bereitstellung eines Positionssignals für einen Spiegel und eine Auswertevorrichtung zur Ermittlung der Position des Spiegels in Abhängigkeit von dem Positionssignal.
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 (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, ins-besondere 13,5 nm verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellen-länge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von – wie bisher – brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden. Aus gleichem Grund ist die Strahlformung und Strahlprojektion in einem Vakuum durchzuführen.
Die Spiegel können z. B. an einem Tragrahmen (Engl.: force frame) befestigt und wenigstens teilweise manipulierbar oder verkippbar ausgestaltet sein, um eine Bewegung eines jeweiligen Spiegels in bis zu sechs Freiheitsgraden und damit eine hochgenaue Positionierung der Spiegel zueinander, insbesondere im pm-Bereich, zu ermöglichen. Somit können etwa im Betrieb der Lithographieanlage auftretende Änderungen der optischen Eigenschaften, z. B. infolge von thermischen Einflüssen, ausgeregelt werden.
Für das Verfahren der Spiegel, insbesondere in den sechs Freiheitsgraden, sind diesen Aktuatoren zugeordnet, welche über einen Regelkreis angesteuert werden. Als Teil des Regelkreises ist eine Vorrichtung zur Überwachung des Kippwinkels eines jeweiligen Spiegels vorgesehen.
Das Dokument WO 03/052511 A2 zeigt eine Abbildungseinrichtung in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Die Abbildungseinrichtung hat wenigstens ein optisches Element und wenigstens einen einen Linearantrieb aufweisenden Manipulator zur Manipulation der Position des optischen Elements. Dabei weist der Linearantrieb einen angetriebenen Teilbereich und einen nicht angetriebenen Teilbereich auf, welche relativ zueinander in Richtung einer Bewegungsachse beweglich sind, wobei die Teilbereiche über Funktions-elemente mit einer Wirkungsrichtung wenigstens annähernd senkrecht zur Be-wegungsachse und über Funktionselemente mit einer Wirkungsrichtung wenigs-tens annähernd parallel zur Bewegungsachse zumindest zeitweise miteinander verbunden sind.
Ferner ist bekannt, ein an einem Spiegel angebrachtes Referenzmuster mittels eines optischen Gebers (Engl.: optical encoder) zu erfassen. Ein solcher optischer Geber liefert um 90° zueinander phasenverschobene Spannungssignale, auch A-Signal und B-Signal genannt, aber diese phasenverschobenen Spannungssignale sind allerdings rauschanfällig. Auch liefert der optische Geber eine mehrdeutige relative Position (Feinposition) gegenüber einer Einschalt-Position oder Referenz-Position, nicht aber eine eindeutige absolute Position (Grobposition). Somit ist ein weiterer Positionssensor für die Einschalt-Position erforderlich.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, das Ermitteln einer Position zumindest eines Spiegels einer Lithographieanlage zu verbessern.
Demgemäß wird eine Sensoranordnung zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln einer Lithographieanlage vorgeschlagen. Die Sensoranordnung umfasst eine Anzahl von Positionssensorvorrichtungen, wobei die jeweilige Positionssensorvorrichtung eine Lichtquelle zur Belichtung einer Messeinheit mit einem modulierten Lichtstrahl, eine Messeinheit zur Bereitstellung eines optischen Positionssignals einer Position eines Spiegels bei Belichtung durch den modulierten Lichtstrahl und eine Detektionseinheit mit einer Mehrzahl von Photodetektoren zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals durch Detektion des bereitgestellten optischen Positionssignals umfasst. Außerdem weist die Sensoranordnung eine Auswertevorrichtung zur Ermittlung der Position des Spiegels mittels des elektrischen Positionssignals auf.
Durch die Verwendung der modulierten Belichtung kann die Verlustleistung reduziert werden, und es können Rauscheigenschaften des Positionssignals positiv beeinflusst werden. Die modulierte Belichtung erlaubt damit eine gute Signalqualität bei geringer mittlerer Verlustleistung.
Der modulierte Lichtstrahl ist beispielsweise ein gepulster Lichtstrahl oder ein sinusförmiger Lichtstrahl. Der sinusförmige Lichtstrahl hat insbesondere eine sinusförmige Hüllkurve. Damit lässt sich die Amplitude der Lichtleistung für bestimmte Zeitpunkte erhöhen und für bestimmte andere Zeitpunkte vermindern. Hierzu im Detail: Um die Anforderungen an Positioniergenauigkeit und Störkompensation zu erfüllen, ist bei einem Projektionssystem beispielsweise ein Regeltakt von etwa 5 kHz erforderlich. Folglich werden die Werte mit 5 kHz dem Regler zugeführt und abgetastet. Der A/D-Wandler kann mit einer höheren Abtastrate arbeiten, insbesondere falls noch digitale Vorfilter bei einer höheren Abtastrate eingesetzt sind. Ein stärkeres und damit rauschärmeres Signal lässt sich durch mehr Lichtleistung erreichen. Um aber die Lichtquelle oder das lichterzeugende Bauelement, wie beispielsweise einen Halbleiter-Laser oder eine Laserdiode, nicht thermisch zu überlasten und/oder in der Treiberschaltung für die Lichtquelle die Verlustleistung im zeitlichen Mittel gering zu halten, ist eine modulierte Belichtung, beispielsweise ein Pulsen oder Blitzen, vorteilhaft.
Die meisten auf Halbleiter basierenden lichterzeugenden Elemente lassen sich im Pulsbetrieb auch über Nennstrom betreiben, so dass sehr hohe Lichtintensitäten und damit sehr gute Signal-Rausch-Verhältnisse ermöglicht werden können. Das Betreiben oberhalb des Nennstroms kann in gewissen Grenzen sogar ohne oder mit akzeptabler Reduktion der erwarteten Lebensdauer durchgeführt werden. Da bei gepulster Belichtung auch das optische Positionssignal gepulst ist, wird die Abtastung des A/D-Wandlers vorzugsweise mit den Pulsen der Lichtquelle synchronisiert. Die Abtastfrequenz des A/D-Wandlers ist dabei gleich der Pulsfrequenz oder höher. Zusammenfassend ist der Vorteil der modulierten oder gepulsten Belichtung, dass mehr Impuls-Lichtleistung und damit ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis erreicht werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtquelle dazu eingerichtet, einen gepulsten Lichtstrahl zur Belichtung der Messeinheit zu generieren.
Die gepulste Belichtung stellt signaltheoretisch eine Multiplikation mit einer Impulsfolge dar. Demzufolge wird auch hier bereits die relevante Messinformation nicht mehr (nur) im Basisband (bei geringen Frequenzen) durch die Verstärker und eine verbleibende Messstrecke transportiert. Eine Multiplikation mit der Impulsfolge im Zeitbereich (durch die gepulste Belichtung) entspricht im Frequenzbereich einer Faltung mit einer Impulsfolge, so dass Signalinhalte auch auf einer höheren Trägerfrequenz und Vielfachen davon transportiert werden. Die Grund-Trägerfrequenz ist hier die Pulsfrequenz, mit der die Lichtquelle gepulst wird.
Neben den hohen Lichtimpuls-Leistungen bzw. -Energien hat die gepulste Belichtung weiteres Potenzial zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses, insbesondere bei 1/f-Rauschen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtquelle dazu eingerichtet, einen sinusförmigen Lichtstrahl zur Belichtung der Messeinheit zu generieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichtquelle eine Lichterzeugungseinheit zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Modulatoreinheit zur Generierung eines modulierten Lichtstrahls aus dem von der Lichterzeugungseinheit erzeugten Lichtstrahl auf.
Die Modulatoreinheit erzeugt den modulierten Lichtstrahl durch Aufprägen einer definierten Charakteristik auf den von der Lichterzeugungseinheit erzeugten Lichtstrahl.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichtquelle eine Lichterzeugungseinheit zur Erzeugung eines Lichtstrahls und einen Impulsgenerator auf, welcher dazu eingerichtet ist, die Lichterzeugungseinheit mittels einer Impuls-folge derart anzusteuern, dass die Lichterzeugungseinheit den modulierten Lichtstrahl mit der definierten Charakteristik ausgibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichterzeugungseinheit einen Halbleiter-Laser auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Auswertevorrichtung eine Signalverarbeitungseinheit auf, welche zumindest einen A/D-Wandler zum Wandeln eines von den Photodetektoren ausgegebenen analogen elektrischen Positionssignals in ein digitales elektrisches Positionssignal aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Synchronisations-Einrichtung zur Synchronisation der Signalverarbeitungseinheit und der Lichtquelle. Die Synchronisations-Einrichtung kann beispielsweise als Impulsgenerator oder als Modulationsquelle ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Impulsgenerator die Synchronisations-Einrichtung. Dabei ist der Impulsgenerator dazu eingerichtet, die Signalverarbeitungseinheit und die Lichtquelle mittels der Impulsfolge zu synchronisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der A/D-Wandler der Signalverarbeitungseinheit eine Abtasteinheit und eine Quantisierungseinheit, wobei die Synchronisations-Einrichtung dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle zur Generierung des modulierten Lichtstrahls mit der Abtasteinheit zu synchronisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Signalverarbeitungseinheit den A/D-Wandler und eine dem A/D-Wandler nachgeschaltete Signalanalyseeinheit, wobei die Synchronisations-Einrichtung dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle zur Generierung des modulierten Lichtstrahls mit der Signalanalyseeinheit zu synchronisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der A/D-Wandler zur Mehrfachabtastung des elektrischen Positionssignals eingerichtet. Bei der Mehrfachabtastung wird das elektrische Positionssignal mehrfach, d. h. zu einem Zeitpunkt und kurz danach (beispielsweise 1 Mikrosekunde danach) nochmals abgetastet. Die Mehrfachabtastung ist insbesondere ein Verfahren gemäß Correlated-Double-Sampling. Das Verfahren gemäß Correlated-Double-Sampling ist insbesondere vorteilhaft bei 1/f-Rauschen. Beispielsweise wird das elektrische Positionssignal bei der Mehrfachabtastung zweimal abgetastet, einmal wenn das Positionssignal vorhanden ist und einmal kurz danach wenn kein Signal vorhanden ist, und damit nur noch Rauschen, z. B. während der Pause zwischen zwei Pulsen. Diese beiden Informationen können voneinander subtrahiert werden. Unter der Annahme, dass das Rauschsignal sich zwischen den beiden Abtastzeitpunkten nicht geändert hat (z.B. bei 1/f Rauschen), wird dadurch das Rauschen entfernt bzw. minimiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Signalverarbeitungseinheit den A/D-Wandler und einen dem A/D-Wandler vorgeschalteten Demodulator. Dabei ist die Synchronisations-Einrichtung dazu eingerichtet, die Lichtquelle zur Generierung eines sinusförmigen Lichtstrahls mit dem Demodulator zu synchronisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zumindest die Lichtquelle und die Signalverarbeitungseinheit in einer in einem Vakuum-Gehäuse angeordneten integrierten Baugruppe vorgesehen.
Unter einer integrierten Baugruppe ist eine Anordnung mit einer Anzahl von integrierten Schaltungen und/oder Bauteilen zu verstehen, die auf einer Trägerleiterplatte oder mehreren Trägerleiterplatten angeordnet sind. Die integrierte Baugruppe kann auch als integrierte Sensorelektronik bezeichnet werden.
Beispielsweise die Signalverarbeitungseinheit kann als integrierte Schaltung ausgebildet sein. Ein Beispiel für ein auf der Trägerleiterplatte angeordnetes Bauteil ist die Lichtquelle. Die Trägerleiterplatte umfasst beispielsweise eine Keramikplatine.
Durch die Integration in derselben integrierten Baugruppe kann Platz eingespart werden. Durch die Integration der Lichtquelle in der integrierten Baugruppe und damit in dem Vakuum-Gehäuse ist es nicht mehr notwendig, extern erzeugte Lichtstrahlen durch das Vakuum-Gehäuse durchzuführen. Hierdurch werden Kosten eingespart. Auch die Ansteuerung der Lichtquelle oder vorzugsweise auch die Treiberschaltung für die Lichtquelle ist innerhalb des Vakuum-Gehäuses angeordnet. Beispielsweise ist die Treiberschaltung für die Lichtquelle in der Signalverarbeitungseinheit integriert.
Durch die innerhalb des Vakuum-Gehäuses bereitgestellte Generierung des digitalen elektrischen Positionssignals durch den A/D-Wandler der Signalverarbeitungseinheit ist es vorteilhafterweise möglich, eine digitale Datenleitung zur Führung der Signale nach außen, d.h. außerhalb des Vakuum-Gehäuses, zu verwenden. Vorteilhafterweise können die Daten auf der digitalen Datenleitung komprimiert und/oder durch Fehlercodes geschützt werden. Der A/D-Wandler umfasst insbesondere eine Abtasteinheit und eine Quantisierungseinheit, die auf der integrierten Baugruppe integriert sind.
Die Erzeugung der digitalen Positionssignale unmittelbar an der Messstelle und damit in dem Vakuum-Gehäuse bietet Vorteile bezüglich Signalintegrität und Handhabbarkeit des Systems. Ein Grund hierfür ist, dass die Positionssignale digital nach außen transportiert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Lichtquelle und die Signalverarbeitungseinheit in einer einzigen integrierten Baugruppe vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Lichtquelle, die Signalverarbeitungseinheit und die Photodetektoren der Detektionseinheit in der integrierten Baugruppe vorgesehen.
Dadurch, dass die Lichtquelle, die Signalverarbeitungseinheit und vorzugsweise zusätzlich die Photodetektoren in derselben integrierten Baugruppe vorgesehen sind, kann die Position wenigstens einen Spiegels sehr schnell ermittelt werden. Insbesondere die räumliche Zusammenfassung von Photodetektoren und Signalverarbeitungseinheit erlaubt eine sehr schnelle Signalverarbeitung. Die verkürzten Signalwege zwischen den Photodetektoren und der Signalverarbeitungseinheit bedingen weiterhin die Vorteile einer Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses und einer Reduzierung der Störanfälligkeit. Insbesondere ist die integrierte Baugruppe mit einer gegen Ausgasung schützenden Schicht versehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Steuervorrichtung zum Steuern von Aktuatoren, welche zum Aktuieren von aktuierbaren Spiegeln der Spiegel der Lithographieanlage eingerichtet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Steuervorrichtung die Auswertevorrichtung auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Detektionseinheit ferner eine Optik auf, welche dazu eingerichtet ist, das von der Messeinheit bereitgestellte optische Positionssignal auf die Photodetektoren abzubilden. Die Optik umfasst insbesondere zumindest eine Linse.
Beispielsweise hat das Projektionssystem der Lithographieanlage eine Anzahl N1 Spiegel mit einer Anzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (N2 ≤ N1) und N3 Positionssensorvorrichtungen. Dabei ist jeweils eine Anzahl N4 der Positionssensorvorrichtungen einem der N2 aktuierbaren Spiegeln zugeordnet (N3 = N4·N2). Insbesondere sind N1, N2, N3 und N4 natürliche Zahlen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse angeordneten Positionssensorvorrichtungen, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln der Lithographieanlage zugeordnet ist, und eine in dem Vakuum-Gehäuse angeordnete Datensammelvorrichtung, welche mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses angeordneten Auswertevorrichtung über eine Datenverbindung verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen bereitgestellten digitalen elektrischen Positionssignale zu einem digitalen Sammelsignal zu sammeln und das digitale Sammelsignal über die Datenverbindung an die Auswertevorrichtung zu übertragen.
Vorteilhafterweise stellt die Datensammelvorrichtung eine Möglichkeit bereit, die digitalen Positionssignale im Vakuum-Gehäuse zu sammeln und gebündelt nach außen zu transportieren. Hierdurch werden vorteilhafterweise die Kabelkosten reduziert. Die Datensammelvorrichtung ist beispielsweise eine Elektronikeinheit, zum Beispiel eine integrierte Schaltung. Eine Realisierung mit der angesprochenen Datensammelvorrichtung hat auch den Vorteil, dass ein digitales Datenkabel nach außen viel weniger steif ist als viele Kabel für viele Analogsignale.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Datensammelvorrichtung und die Auswertevorrichtung über eine einzige Datenverbindung verbunden. Die Verwendung einer einzigen Datenverbindung reduziert die Kosten für notwendige Kabel und Kabeldurchführungen durch das Vakuum-Gehäuse.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Datenverbindung zwischen der Datensammelvorrichtung und der Auswertevorrichtung als eine unidirektionale Datenverbindung ausgebildet.
Durch die Verwendung einer unidirektionalen Datenverbindung nach außen wird vorteilhafterweise ein Zugriff von außen auf die Datensammelvorrichtung verhindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Datenverbindung eine Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung zur vakuumtauglichen Durchkontaktierung durch das Vakuum-Gehäuse, eine zwischen der Datensammelvorrichtung und der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung gekoppelte erste Datenleitung und eine zwischen der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung und der Auswertevorrichtung gekoppelte zweite Datenleitung auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Datensammelvorrichtung mit einer jeden der N3 Positionssensorvorrichtungen mittels einer jeweiligen Leitung verbunden.
Hierdurch werden einfach herstellbare Punkt-zu-Punkt-Datenverbindungen zu der Datensammelvorrichtung realisiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform koppelt ein Steckverbindungssockel die Datensammelvorrichtung und die erste Datenleitung elektrisch. Ein Steckverbindungssockel (Connector Bracket) ist ein Adapter, mit dem die Datensammelvorrichtung und die erste Datenleitung mechanisch und elektrisch gekoppelt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse angeordneten Positionssensorvor-richtungen, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung einem einer Mehr-zahl N2 von aktuierbaren Spiegeln der Lithographieanlage zugeordnet ist, und ein zumindest teilweise in dem Vakuum-Gehäuse angeordnetes Bussystem, welches mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses angeordneten Auswertevorrichtung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen bereitgestellten digitalen elektrischen Positionssignale an die Auswertevorrichtung zu übertragen.
Gegenüber Punkt-zu-Punkt-Verbindungen im Vakuum-Gehäuse ist ein vakuumtaugliches Bussystem besonders günstig hinsichtlich Kosten und Dynamik. Zusätzlich kann die Datensammelvorrichtung entfallen, und es wird damit einfacher, Busleitungen bereits noch weiter in dem Vakuum-Gehäuse zu vereinen, um noch mehr Kabelstrecken und damit Kosten zu sparen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform teilt sich eine Teilmenge der in dem Vakuum-Gehäuse angeordneten Positionssensorvorrichtungen ein Bussystem. Die weiteren Sensoren können über ein weiteres Bussystem gekoppelt sein oder über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu einer dann vorzusehenden Datensammelvor-richtung. Getrennte Bussysteme können insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Busbandbreite zu gering ist, um eine geforderte Regelbandbreite zu unterstützen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Sensoranordnung eine Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung zur vakuumtauglichen Durchkontaktierung des Bussystems durch das Vakuum-Gehäuse auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bussystem eine Mehrzahl von die Positionssensorvorrichtungen ankoppelnden Busleitungen auf, welche mit einem Steckverbindungssockel verbunden sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Datenverbindung eine zwischen dem Steckverbindungssockel und der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung gekoppelte erste Datenleitung und eine zwischen der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung und der Auswertevorrichtung gekoppelte zweite Datenleitung auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Messeinheit ein Referenzmuster zur Beeinflussung des Lichtstrahls und eine Spiegelanordnung zur Reflexion des beeinflussten Lichtstrahls auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Referenzmuster zwischen der Lichtquelle und der Spiegelanordnung angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Referenzmuster einen Maß-stab, insbesondere einen holographischen Maßstab, auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse angeordneten Positionssensorvorrichtungen, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln der Lithographieanlage zugeordnet ist, und eine in dem Vakuum-Gehäuse angeordnete Informationssammeleinrichtung, welche mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses angeordneten Auswertevorrichtung über ein Kabel verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen bereitgestellten elektrischen Positionssignale über das Kabel mittels Zeitmultiplex oder mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen.
Durch die Verwendung des gepulsten Lichtstrahls und eines Multiplexverfahrens, hier Zeitmultiplex oder Frequenzmultiplex, ist es möglich, Positionssignale von mehreren Positionssensorvorrichtungen analog über ein einziges Kabel zu transportieren. Hierdurch werden Kosten eingespart. Insbesondere ist eine einfache Vakuumelektronik in dem Vakuum-Gehäuse möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuseangeordneten Positionssensorvorrichtungen, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln der Lithographieanlage zugeordnet ist, und eine in dem Vakuum-Gehäuse angeordnete Informationssammeleinrichtung, welche mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses angeordneten Auswertevorrichtung über ein Kabel verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen bereitgestellten elektrischen Positionssignale über das Kabel mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen.
Durch die Verwendung des sinusförmigen Lichtstrahls und eines Multiplexverfahrens, hier Frequenzmultiplex, ist es möglich, Positionssignale von mehreren Positionssensorvorrichtungen analog über ein einziges Kabel zu transportieren. Hierdurch werden Kosten eingespart. Insbesondere ist eine einfache Vakuumelektronik in dem Vakuum-Gehäuse möglich.
Ferner wird ein Projektionssystem einer Lithographieanlage vorgeschlagen, welche eine Mehrzahl N1 von Spiegeln, welche eine Anzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln umfasst, mit N2 ≤ N1, und eine wie oben beschriebene Sensoranordnung umfasst.
Die Sensoranordnung umfasst eine Mehrzahl N3 von Positionssensorvorrichtungen, wobei jeweils eine Anzahl N4 der Positionssensorvorrichtungen einem der N2 aktuierbaren Spiegeln zugeordnet sind, mit N3 = N4·N2.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Projektionssystem eine Mehrzahl von Aktuatoren zum Aktuieren der aktuierbaren Spiegel und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Aktuatoren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Steuervorrichtung die Auswertevorrichtung auf. Insbesondere integriert die Steuervorrichtung die Auswertevorrichtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu eingerichtet, für einen jeden der N2 aktuierbaren Spiegel eine jeweilige Position in Abhängigkeit des jeweiligen digitalen elektrischen Positionssignals zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die Aktuatoren in Abhängigkeit der von der Auswertevorrichtung bestimmten Positionen der aktuierbaren Spiegel anzusteuern.
Dabei benutzt die Steuervorrichtung insbesondere eine modellgestützte Regelung, um die Qualität der Messwerte bezüglich Rauschen zu verbessern. Beispielsweise innerhalb eines Kalman-Filters kann ein Modell der Regelstrecke, welche beispielsweise die Spiegel des Projektionssystems und deren Aktuatorik abbilden, laufen, und somit durch die Modellstützung die für den Regler verfüg-baren Messwerte verbessern.
Die Steuervorrichtung kann anstelle eines klassischen Kalman-Filters auch spezielle nichtlineare Varianten des Kalman-Filters verwenden. Beispiele hierfür sind ein lineares Kalman-Filter mit stückweise linearen Modellen, ein Extended-Kalman-Filter oder ein Kalman-Filter mit Error-Backpropagation. Insbesondere bei nichtlinearem Verhalten und außergewöhnlichen Wahrscheinlichkeitsdichten, zum Beispiel bei einer multimodalen Verteilung der Roh-Messsignale der Spiegel des Projektionssystems, kann bei ausreichender Rechenleistung und Speicherleistung auch der Einsatz eines Particle-Filters vorteilhaft sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Projektionssystem eine Energieversorgungsvorrichtung zum Versorgen der in dem Vakuum-Gehäuse angeordneten Sensoranordnung mit elektrischer Energie.
Des Weiteren wird eine Lithographieanlage vorgeschlagen, welche ein wie oben näher beschriebenes Projektionssystem umfasst.
Außerdem wird ein Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln einer Lithographieanlage vorgeschlagen. Dieses weist folgende Schritte a) bis c) auf:

a) Belichten einer Messeinheit mit einem modulierten Lichtstrahl durch eine Lichtquelle,
b) Detektieren eines von der Messeinheit bei Belichtung derselben durch den modulierten Lichtstrahl bereitgestellten optischen Positionssignals durch eine Detektionseinheit zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals, und
c) Ermitteln der Position des Spiegels mittels des elektrischen Positionssignals.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Schritte a) und b) und vorzugsweise zusätzlich der Schritt c) durch eine in einem Vakuum-Gehäuse angeordnete integrierte Baugruppe, welche die Lichtquelle und die Detektionseinheit integriert, durchgeführt.
Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung der Schritte a) bis c) des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Sensoranordnung mit einer Positionssensorvorrichtung zum Ermitteln einer Position zumindest eines Spiegels der Lithographieanlage;
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
4 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
5 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
6 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
7 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
8 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
9 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
10 zeigt Simulationsergebnisse für eine gepulste Belichtung bei dem Projektionssystem der 9;
11 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
12 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
13 zeigt Simulationsergebnisse für eine modulierte Belichtung mit Sinusform bei dem Projektionssystem der 12;
14 zeigt Simulationsergebnisse für Demodulation und Positionsbestimmung bei dem Projektionssystem der 12;
15 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung;
16 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung; und
17 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Ermitteln einer Position zumindest eines Spiegels der Lithographieanlage.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 100A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolett, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind jeweils in einem Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht näher dargestellten Maschinenraum umgeben. In diesem Maschinenraum können auch elektrische Steuerungen und dergleichen vorgesehen sein.
Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV-Lichtquelle 106A auf. Als EUV-Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV-Bereich (extrem ultravioletten Bereich), also z.B. im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 30 nm aussenden. 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 1 dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf die Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spiegels 136 auf die Photomaske gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 122 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 104 weist sechs Spiegel M1–M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 122 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1–M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 124 des Projektions-systems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel der EUV-Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel M1–M6 i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Das Projektionssystem 104 weist ferner eine Anzahl von Positionssensorvorrichtungen 140 zur Ermittlung einer Position eines der Spiegel M1–M6 auf.
Unter der bespielhaften Annahme, dass das Projektionssystem 104 sechs Spiegel M1–M6 (N1 = 6) aufweist, von denen fünf Spiegel aktuierbar sind (N2 = 5) und jeder der aktuierbaren Spiegel entsprechend sechs Freiheisgraden sechs Positionssensorvorrichtungen 140 (N4 = 6) zuzuordnen sind, ergibt sich eine Anzahl N3 der Positionssensorvorrichtungen 140 in dem Projektionssystem 104 von 30(N3 = N4·N2 = 6·5 = 30).
Ohne Einschränkung der Allgemeinheit und aus Gründen der vereinfachten Darstellung zeigt 1 eine Positionssensorvorrichtung 140.
Die Positionssensorvorrichtung 140 ist mit einer Auswertevorrichtung 304 (siehe 2 und 3) gekoppelt. Die Auswertevorrichtung 304 ist eingerichtet, die Position eines aktuierbaren Spiegels der Spiegel M1–M6 mittels des Ausgangssignals der Positionssensorvorrichtung 140 zu ermitteln. Die Auswertevorrichtung 304 kann – wie die Positionssensorvorrichtung 140 – in dem Vakuum-Gehäuse 137 des Projektionssystems 104 angeordnet sein (siehe 2). In diesem Fall ist die Auswertevorrichtung 304 beispielsweise in der Signalverarbeitungseinheit 207 integriert. Alternativ kann die Auswertevorrichtung 304 auch extern zu dem Vakuum-Gehäuse 137 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Beispielsweise kann dann die Auswertevorrichtung 304 in einer dem Projektionssystem 104 zu-geordneten Steuervorrichtung 303 integriert sein (siehe zum Beispiel 3).
Details zu der Positionssensorvorrichtung 140 sind mit Bezug zu den 2 bis 15 näher beschrieben.
Hierzu zeigt die 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Sensoranordnung mit einer Positionssensorvorrichtung 140 zum Ermitteln einer Position eines Spiegels der Lithographieanlage, zum Beispiel des Spiegels M4 des Projektionssystems 104 der Lithographieanlage 100.
Die Sensoranordnung der 2 umfasst eine Anzahl von Positionssensorvorrichtungen 140. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit zeigt die 2 eine Positionssensorvorrichtung 140 zum Ermitteln einer Position eines Spiegels der Lithographieanlage, zum Beispiel des Spiegels M4 des Projektionssystems 104 der Lithographieanlage 100. Beispielsweise in 7 sind mehrere Positionssensorvorrichtungen 140 zur Ermittlung der jeweiligen Position einer Mehrzahl von Spiegeln M2–M6 dargestellt.
Die Positionssensorvorrichtung 140 der 2 umfasst eine Messeinheit 201, eine Lichtquelle 203, eine Detektionseinheit 204 und eine Signalverarbeitungseinheit 207.
Die Messeinheit 201 ist dazu eingerichtet, ein optisches Positionssignal der Position des Spiegels M4 bei Belichtung durch einen modulierten Lichtstrahl bereitzustellen. Der modulierte Lichtstrahl ist beispielsweise ein gepulster Lichtstrahl oder ein sinusförmiger Lichtstrahl. Die Lichtquelle 203 ist dazu eingerichtet, die Messeinheit 201 mit dem modulierten Lichtstrahl zu belichten. Die Detektionseinheit 204 umfasst eine Mehrzahl von Photodetektoren 205 zur Ausgabe eines analogen elektrischen Positionssignals durch Detektion des bereitgestellten optischen Positionssignals. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit zeigt die 2 drei Photodetektoren 205. Die Signalverarbeitungseinheit 207 umfasst zumindest einen A/D-Wandler 208 zum Wandeln des analogen elektrischen Positionssignals in ein digitales elektrisches Positionssignal.
Die Sensoranordnung umfasst ferner eine Auswertevorrichtung 304 zur Ermittlung der Position des Spiegels M4 mittels des digitalen elektrischen Positionssignals. In der Ausführungsform der 2 ist die Auswertevorrichtung 304 in der Signalverarbeitungseinheit 207 integriert.
Ferner sind in der Ausführungsform der 2 die Lichtquelle 203, die Photodetektoren 205 der Detektionseinheit 204 und die Signalverarbeitungseinheit 207 auf einer Trägerleiterplatte 202 angeordnet und sind Teil einer integrierte Baugruppe 200. Die integrierte Baugruppe 200 kann zumindest teilweise mit einer gegen Ausgasung schützenden Schicht versehen sein. Die Lichtquelle 203 umfasst beispielsweise einen Halbleiter-Laser. Die Trägerleiterplatte 202 ist beispielsweise aus Keramik gefertigt. Auf der Trägerleiterplatte 202 können ferner Abblockkondensatoren (nicht gezeigt) angeordnet sein. Die Abblockkondensatoren sind insbesondere mit einer gegen Ausgasung schützenden Schicht versehen.
Des Weiteren zeigt die 2, dass die Detektionseinheit 204 eine Optik 206 aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das von der Messeinheit 201 bereitgestellte optische Positionssignal auf die Photodetektoren 205 abzubilden. Die Optik 206 umfasst beispielsweise zumindest eine Linse.
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Aus Gründen der Veranschaulichung zeigt die 3 nicht alle Spiegel M1–M6 der 1, sondern beispielhaft nur einen einzigen Spiegel M4. Diesem Spiegel M4 sind insbesondere sechs Positionssensorvorrichtungen 140 zugeordnet, wobei die 3 wiederum aus Gründen der Veranschaulichung nur eine Positionssensorvorrichtung 140 zeigt. Die Positionssensorvorrichtung 140 der 3 entspricht der Positionssensorvorrichtung 140 der 2. Die Auswertevorrichtung 304 der 3 ist allerdings nicht in dem Vakuum-Gehäuse 137 des Projektionssystems 104 angeordnet, sondern ist in der Steuervorrichtung 303 des Projektionssystems 104 integriert. Die Signalverarbeitungseinheit 207 überträgt das digitale Positionssignal DP über Datenleitungen 307, einen Steckverbindungssockel 301 und eine Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 an die Auswertevorrichtung 304.
Ferner zeigt die 3 eine in der Steuervorrichtung 303 vorgesehene elektrische Spannungsversorgung 305, welche die Positionssensorvorrichtung 140 über eine elektrische Spannungsversorgungsleitung 306 mit elektrischer Energie versorgt.
4 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Ein wesentlicher Unterschied der Ausführungsform der 4 gegenüber der Ausführungsform der 3 liegt darin, dass in der 4 die Lichtquelle 203 extern zu dem Vakuum-Gehäuse 137 des Projektionssystems 104 angeordnet ist. Im Gegensatz dazu zeigt die Ausführungsform der 4 eine Sensorelektronik 309, welche die Lichtquelle 203, die Energieversorgungsvorrichtung 305 und einen Verstärker 308 aufweist. Die Energieversorgungsvorrichtung oder elektrische Spannungsversorgung 305 der 4 versorgt die Positionssensorvorrichtung 140 über eine elektrische Spanungsversorgungsleitung 306 mit elektrischer Energie. Die Lichtquelle 203 der 4 liefert den modulierten Lichtstrahl 203 in das Vakuum-Gehäuse 137 über eine Anzahl von Lichtfasern 310, welche durch die Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 und den Steckverbindungssockel 301 an die Positionssensorvorrichtung 140 geführt sind. Ferner ist in dem Vakuumgehäuse 137 eine Optik 211 angeordnet, welche den modulierten Lichtstrahl auskoppelt und die Messeinheit 201 mit dem ausgekoppelten, modulierten Lichtstrahl belichtet. Aus Gründen der Veranschaulichung und ohne Einschränkung der Allgemeinheit zeigt die 4 eine Lichtfaser 310.
Wie in den vorstehenden Ausführungsformen ist die Messeinheit 210 der 4 dazu eingerichtet, ein optisches Positionssignal der Position des Spiegels M4 bei Belichtung durch den von der Lichtquelle 203 erzeugten modulierten Lichtstrahl bereitzustellen. Die Photodetektoren 205 der Detektionseinheit 204 geben ein analoges elektrisches Positionssignal AP durch Detektion des von der Messeinheit 201 bereitgestellten optischen Positionssignals aus und sind dazu eingerichtet, das analoge elektrische Positionssignal AP über die Datenleitung 307, den Steckverbindungssockel 301 und die Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 an die Sensorelektronik 309 zu übertragen. Der Verstärker 308 der Sensorelektronik 309 ist dazu eingerichtet, das empfangene analoge elektrische Positionssignal AP zu verstärken und ein verstärktes analoges Positionssignal VP an die nachgeschaltete Steuervorrichtung 303 auszugeben.
Das verstärkte analoge elektrische Positionssignal VP wird dem A/D-Wandler 208 der Steuervorrichtung 303 bereitgestellt. Der A/D-Wandler 208 umfasst eine Abtasteinheit 209 zum Abtasten des verstärkten analogen elektrischen Positionssignals VP und eine nachgeschaltete Quantisierungseinheit 210 zur Quantisierung des abgetasteten Signals AS. In Abhängigkeit des abgetasteten und quantisierten Signals DP bestimmt die nachgeschaltete Auswertevorrichtung 304 die Position des Spiegels M4.
Die Steuervorrichtung 303 weist ferner einen Impulsgenerator 602 auf, welcher dazu eingerichtet ist, ein Synchronisationssignal 603 auszugeben. Der Impulsgenerator 602 synchronisiert die Abtasteinheit 209 des A/D-Wandlers 208 mit der Lichtquelle 203 mittels des Synchronisationssignals 603.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausführungsform der Sensoranordnung der 5 basiert auf der Ausführungsform der 4.
Die Steuervorrichtung 303 der 5 umfasst einen Demodulator 902, welcher dem A/D-Wandler 208 vorgeschaltet ist, und eine Modulationsquelle 903. Die Modulationsquelle 903 gibt ein sinusförmiges Modulationssignal 603 aus. Die Modulationsquelle 903 ist dazu eingerichtet, die Lichtquelle 203 mit dem sinusförmigen Modulationssignal derart anzusteuern, dass die Lichtquelle 203 einen sinusförmigen Lichtstrahl an die Positionssensorvorrichtung 140 abgibt. Ferner ist die Modulationsquelle 903 dazu eingerichtet, den Demodulator 902 der Steuervorrichtung 303 mittels des sinusförmigen Modulationssignals 603 mit der Lichtquelle 203 zu synchronisieren. Folglich sind die Lichtquelle 203 und der Demodulator 902 mittels des sinusförmigen Modulationssignals aufeinander synchronisiert.
Der Demodulator 902 empfängt das verstärkte analoge Positionssignal VP von dem Verstärker 308 der Sensorelektronik 309, demoduliert dieses und gibt ein demoduliertes analoges Positionssignal DA an die Abtasteinheit 209 des A/D-Wandlers 208 aus.
In 6 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303 abgebildet. Die Ausführungsform der Sensoranordnung nach 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 5 in der Ausbildung der Steuervorrichtung 303. In der Ausführungsform der 6 empfängt der A/D-Wandler 208 der Steuervorrichtung 303 das verstärkte analoge Positionssignal VP von der Sensorelektronik 309 und wandelt dieses in ein digitales Positionssignal DP. Das digitale Positionssignal DP wird beispielsweise einem FPGA 311 zugeführt, welcher einen Demodulator 902, die Auswertevorrichtung 304 und eine Treibereinheit 312 zum Treiben der Aktuatoren der Spiegel M1–M6 umfasst. Wie der strichlierte Pfeil zwischen der Modulationsquelle 903 und dem Demodulator 902 in der 6 zeigt, kann der Demodulator 902 optional mittels des sinusförmigen Modulationssignals 602 synchronisiert werden. Dies ist nicht notwendig, wenn die Trägerfrequenz des sinusförmigen Modulationssignals 902 dem Demodulator 902 a priori bekannt ist. Das demodulierte digitale Positionssignal wird der Auswertevorrichtung 304 zugeführt, welche in Abhängigkeit dessen die Position des Spiegels M4 bestimmt. Das Ausgangssignal der Auswertevorrichtung 304 wird der Treibereinheit 312 zugeführt, welche in Abhängigkeit des empfangenen Signals der Auswertevorrichtung 304 die Aktuatoren für die Spiegel ansteuern kann.
7 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Sensoranordnung der 7 umfasst eine Vielzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse 137 angeordneten Positionssensorvorrichtungen 140, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung 140 einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln M2–M6 der Lithographieanlage 100 des Projektionssystems 104 zugeordnet ist. Die jeweilige Positionssensorvorrichtung 140 der 7 entspricht der der 2. In dem Beispiel der 7 sind fünf Spiegel M2–M6 aktuierbar (N2 = 5). Ferner sind jedem der fünf aktuierbaren Spiegel M2–M5 entsprechend sechs Freiheitsgraden sechs Positionssensorvorrichtungen 140 zugeordnet (N3 = 6·N2 = 30). Aus Gründen der Veranschaulichung ist jeweils nur eine einem aktuierbaren Spiegel M2–M6 zugeordnete Positionssensorvorrichtung 140 in der 7 abgebildet. Die Auswertevorrichtung 304 ist in der Ausführungsform der 7 – wie in der Ausführungsform der 3 – in der Steuervorrichtung 303 integriert.
Ferner weist die Sensoranordnung der 7 eine in dem Vakuum-Gehäuse 137 angeordnete Datensammelvorrichtung 404 auf. Die Datensammelvorrichtung 404 ist mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses 137 angeordneten Auswertevorrichtung 304 über eine Datenverbindung verbunden. Die Datensammelvorrichtung 404 ist dazu eingerichtet, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen 140 bereitgestellten digitalen Positionssignale DP zu einem digitalen Sammelsignal DS zu sammeln und das digitale Sammelsignal DS über die Datenverbindung an die Auswertevorrichtung 304 zu übertragen.
Vorzugsweise und wie in 7 dargestellt, sind die Datensammelvorrichtung 404 und die Auswertevorrichtung 304 über eine einzige Datenverbindung verbunden. Die Datenverbindung kann als unidirektionale Datenverbindung ausgebildet sein. Die Datenverbindung umfasst eine Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 zur vakuumtauglichen Durchkontaktierung durch das Vakuum-Gehäuse 137, einen zwischen der Datensammelvorrichtung 404 und der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 gekoppelte erste Datenleitung 401 und eine zwischen der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 und der Auswertevorrichtung 304 gekoppelte zweite Datenleitung 402.
8 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausführungsform der 8 unterscheidet sich von der der 7 dahingehend, dass die Sensoranordnung der 8 anstelle einer Datensammelvorrichtung 404 ein Bussystem 501 aufweist. Das Bussystem 501 ist mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses 137 angeordneten Auswertevorrichtung 304 verbunden. Das Bussystem 501 ist dazu eingerichtet, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen 140 bereitgestellten digitalen elektrischen Positionssignale DP an die Auswertevorrichtung 304 zu übertragen. Die Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 der 8 ist zur vakuumtauglichen Durchkontaktierung des Bussystems 501 durch das Vakuum-Gehäuse 137 eingerichtet. Das Bussystem 501 der 8 umfasst eine Mehrzahl von die Positionssensorvorrichtung 140 ankoppelnden Busleitungen 502, welche mit dem Steckverbindungssockel 301 gekoppelt sind.
9 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausführungsform der Sensoranordnung der 9 basiert auf der Ausführungsform der 3. Ferner umfasst die Lichtquelle 203 der 9 eine Lichterzeugungseinheit 601 zur Erzeugung eines Lichtstrahls und einen Impulsgenerator 602. Der Impulsgenerator 602 ist dazu eingerichtet, die Lichterzeugungseinheit 601 mittels einer Impulsfolge derart anzusteuern, dass die Lichterzeugungseinheit 601 die Messeinheit 201 mit einem modulierten Lichtstrahl, beispielsweise mit einem gepulsten Lichtstrahl, belichtet. Ferner gibt der Impulsgenerator 602 ein Synchronisationssignal 603, welches beispielsweise der generierten Impulsfolge entspricht oder daraus abgeleitet ist, an die Signalverarbeitungseinheit 207 aus. Die Signalverarbeitungseinheit 207 synchronisiert den A/D-Wandler 208 mittels des Synchronisationssignals 603.
Das optische Positionssignal kann zwei zueinander phasenverschobene Signalanteile haben. Demnach liefert die Detektionseinheit 204 um 90° zu-einander phasenverschobene Spannungssignale als analoges elektrisches Positionssignal. Diese phasenverschobenen Niederspannungssignale können auch als A-Signal und B-Signal bezeichnet werden.
Hierzu zeigt 10 Simulationsergebnisse bei gepulster Belichtung für das Projektionssystem 104 der 9. Dabei zeigt die Kurve 701 die tatsächliche Feinposition (Ist-Position) x des Spiegels (normiert). Die Kurve 702 zeigt die Lichtpulse, die Kurve 703 zeigt das A-Signal, wohingegen die Kurve 704 das B-Signal zeigt. Des Weiteren zeigt die Kurve 705 die gemessene Feinposition des Spiegels (normiert).
Damit ist aus 10 zu erkennen, dass die gemäß (A, B)^T = (cos(x), sin(x))^T positionsabhängigen A- und B-Signale 703, 704 ebenfalls gepulst sind. Zum Beispiel durch eine pulssynchrone Abtastung mit darauf folgender Arcustangens-Berechnung kann das zu messende Positionssignal aber zurückgewonnen werden (vgl. Kurve 705).
Um einzelne Pulse in den A- und B-Signalen 703, 704 auflösen zu können, werden vorzugsweise entsprechende Verstärker mit hoher Bandbreite eingesetzt. Durch geeignete Maßnahmen in der nachgelagerten Auswertevorrichtung 304 (Auswerteelektronik) können aber auch durch Bandbegrenzung verformte Pulse korrekt ausgewertet werden. Zum Beispiel können Pulsintegrale in den A- und B-Signalen 703, 704 ausgewertet werden, statt direkt die Auswertung der Momentan-Amplituden durchzuführen. Die Integration der Signale kann analog erfolgen oder bei Verwendung schneller A/D-Wandler digital. Die digitale Variante ist signaltechnisch vorteilhafter.
11 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausführungsform der Sensoranordnung der 11 basiert auf der Ausführungsform der 9. Ferner umfasst die Signalverarbeitungseinheit 207 der 11 eine Signalanalyseeinheit 801. Die Signalanalyseeinheit 801 ist dem A/D-Wandler 208 in der Signalverarbeitungseinheit 207 nachgeschaltet. In der Ausführungsform der 11 wird nicht der A/D-Wandler 208 mit dem Synchronisationssignal 603 synchronisiert, sondern die nachgeschaltete Signalanalyseeinheit 801.
Wie oben ausgeführt, kann die Lichtquelle 203 dazu eingerichtet werden, einen modulierten Lichtstrahl, beispielsweise einen sinusförmigen Lichtstrahl, zu er-zeugen. Dies hat den Vorteil, dass die Positionsinformation zur Trägerfrequenz hingeschoben wird und somit auch in einem Frequenzband um die Trägerfrequenz statt im niederfrequenten Basisband durch die Verstärker- und Kabelstrecke gehen kann.
Beispiele hierfür sind in den 12 und 15 gezeigt. Letzterer oben genannter Vorteil gilt im Besonderen für die Anordnung der 15, in welcher die Demodulation in der Steuervorrichtung 303 und damit extern im Vakuum-Gehäuse 137 durchgeführt wird.
12 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausführungsform der Sensoranordnung der 12 basiert auf der Ausführungsform der 3. Die Lichtquelle 203 der 12 umfasst eine Lichterzeugungseinheit 601 zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Modulatoreinheit 901 zur Generierung eines modulierten Lichtstrahls aus dem von der Lichterzeugungseinheit 601 erzeugten Lichtstrahl. Ferner umfasst die Signalverarbeitungseinheit 207 der 12 den A/D-Wandler 208 und einen dem A/D-Wandler 208 vorgeschalteten Demodulator 902. Weiter ist eine Modulationsquelle 903 vorgesehen, welche die Modulatoreinheit 901 mittels eines Synchronisationssignals 603 ansteuert. Des Weiteren steuert die Modulationsquelle 903 die Demodulationseinheit 902 mit demselben Synchronisationssignal 603 an. Folglich sind die Modulatoreinheit 901 und der Demodulator 902 miteinander synchronisiert.
Die Demodulation kann digital (siehe 12) oder analog (siehe 5) vorgenommen werden. Die digitale Demodulation erfordert schnellere A/D-Wandler, zum Beispiel mit einer Abtastrate von 10 bis 100 MHz.
13 zeigt Simulationsergebnisse für eine modulierte Belichtung mit Sinusform bei dem Projektionssystem 104 der 12. Dabei zeigt die Kurve 701 die tatsächliche Feinposition des Spiegels (normiert), die Kurve 1001 zeigt das Modulationssignal (modulierte Belichtung), die Kurve 1002 zeigt das modulierte A-Signal und die Kurve 1003 zeigt das modulierte B-Signal. Die Kurve 705 zeigt wiederum die gemessene Feinposition des Spiegels in einer anderen Skalierung (normiert).
Die 13 illustriert dabei, dass die modulierten A- und B-Signale der Kurven 1002 und 1003 die typische Sinusform bzw. Cosinusform entsprechend der Encoderposition als Grobform (Hüllkurve) aufweisen. Zusätzlich sind die A- und B-Signale mit dem Modulationssignal 1001 multipliziert.
Bei 1/f-Rauschen kann durch eine Erhöhung der Modulationsfrequenz, zum Beispiel von 200 kHz auf 500 kHz, die Qualität des gemessenen Positionssignals verbessert werden.
Ferner zeigt die 14 Simulationsergebnisse für Demodulation und Positionsbestimmung für das Projektionssystem 104 der 12. Dabei zeigt Kurve 701 der 14 die tatsächliche Feinposition des Spiegels (normiert), die Kurve 1002 zeigt das modulierte A-Signal und die Kurve 1003 zeigt das modulierte B-Signal.
In 15 ist eine weitere Ausführungsform der Sensoranordnung mit Positionssensorvorrichtungen 140 und einer Auswertevorrichtung 303 abgebildet. Die Ausführungsform der 15 unterscheidet sich von der Ausführungsform der 12 in der Anordnung des Demodulators 902. In der Ausführungsform der 15 ist der Demodulator 902 in der Steuervorrichtung 303 angeordnet und der Auswertevorrichtung 304 unmittelbar vorgeschaltet.
16 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Sensoranordnung der 16 umfasst eine Vielzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse 137 angeordneten Positionssensorvorrichtungen 140, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung 140 einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln M2–M6 der Lithographieanlage 100 des Projektionssystems 104 zugeordnet ist. Die jeweilige Positionssensorvorrichtung 140 der 16 entspricht der der 4. In dem Beispiel der 16 sind fünf Spiegel M2–M6 aktuierbar (N2 = 5). Ferner sind jedem der fünf aktuierbaren Spiegel M2–M5 entsprechend sechs Freiheitsgraden sechs Positionssensorvorrichtungen 140 zugeordnet (N3 = 6·N2 = 30). Aus Gründen der Veranschaulichung ist jeweils nur eine einem aktuierbaren Spiegel M2–M6 zugeordnete Positionssensorvorrichtung 140 in der 16 abgebildet. Die Auswertevorrichtung 304 ist in der Ausführungsform der 16 in der Steuervorrichtung 303 integriert.
Ferner weist die Sensoranordnung der 16 eine in dem Vakuum-Gehäuse 137 angeordnete Informationssammelvorrichtung 405 auf. Die Informationssammelvorrichtung 405 ist mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses 137 angeordneten Auswertevorrichtung 304 über ein Kabel 406 verbunden. Die Informationssammelvorrichtung 405 ist dazu eingerichtet, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen 140 bereitgestellten elektrischen Positionssignale über das Kabel 406 mittels Zeitmultiplex oder mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen.
Für das Beispiel eines gepulsten Lichtstrahls werden die Positionssignale mittels Zeitmultiplex oder mittels Frequenzmultiplex analog übertragen. Für das Beispiel eines sinusförmigen Lichtstrahls werden die Positionssignale über Frequenzmultiplex analog übertragen.
In 17 ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln M1–M6 einer Lithographieanlage 100 dargestellt.
Das Verfahren der 17 umfasst die folgenden Schritte S1 bis S3:
Im Schritt S1 wird eine Messeinheit 201 mit einem modulierten Lichtstrahl durch eine Lichtquelle 203 belichtet. Der modulierte Lichtstrahl ist beispielsweise gepulst oder hat eine sinusförmige Hüllkurve.
Im Schritt S2 wird ein von der Messeinheit 201 bei Belichtung derselben mit dem modulierten Lichtstrahl bereitgestelltes optisches Positionssignals 204 zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals durch eine Detektionseinheit detektiert. Dabei kann ein analoges elektrisches Positionssignal in ein digitales elektrisches Positionssignal durch einen A/D-Wandler 208 gewandelt werden.
Im Schritt S3 wird die Position des Spiegels M1–M6 mittels des elektrischen Positionssignals ermittelt.
Beispielsweise werden die Schritte S1 bis S3 durch eine in einem Vakuum-Gehäuse 137 angeordnete integrierte Baugruppe 200, welche die Lichtquelle 203 und die Detektionseinheit 204 integriert, durchgeführt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

100: Lithographieanlage
100A: EUV-Lithographieanlage
102: Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
104: Projektionssystem
106A: EUV-Lichtquelle
108A: EUV-Strahlung
110: Spiegel
112: Spiegel
114: Spiegel
116: Spiegel
118: Spiegel
120: Photomaske
122: Wafer
124: optische Achse des Projektionssystems
136: Spiegel
M1–M6: Spiegel
137: Vakuum-Gehäuse
140: Positionssensorvorrichtung
200: integrierte Baugruppe
201: Messeinheit
202: Trägerleiterplatte
203: Lichtquelle
204: Detektionseinheit
205: Photodetektor
206: Optik
207: Signalverarbeitungseinheit
208: A/D-Wandler
209: Abtasteinheit
210: Quantisierungseinheit
211: Optik
301: Steckverbindungssockel
302: Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung
303: Steuervorrichtung
304: Auswertevorrichtung
305: Energieversorgungsvorrichtung
306: Spannungsversorgungsleitung
307: Datenleitung
308: Verstärker
309: Sensorelektronik
310: Lichtfaser
311: FPGA
312: Treibereinheit
401: erste Datenleitung
402: zweite Datenleitung
403: Leitung
404: Datensammelvorrichtung
405: Informationssammelvorrichtung
406: Kabel
501: Bussystem
502: Busleitung
601: Lichterzeugungseinheit
602: Impulsgenerator
603: Synchronisationssignal
701: Ist-Feinposition des Spiegels, normiert
702: Impulssignal
703: A-Signal der Detektionseinheit, gepulst
704: B-Signal der Detektionseinheit, gepulst
705: gemessene Feinposition des Spiegels, normiert
801: Signalanalyseeinheit
901: Modulatoreinheit
902: Demodulationseinheit
903: Modulationsquelle
1001: Modulationssignal
1002: A-Signal der Detektionseinheit, moduliert
1003: B-Signal der Detektionseinheit, moduliert
AP: analoges Positionssignal
AS: abgetastetes Signal
DA: demoduliertes analoges Positionssignal
DP: digitales Positionssignal
S1–S3: Verfahrensschritte
t: Zeit
VP: verstärktes analoges Positionssignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 03/052511 A2 [0006]

Claims

Sensoranordnung zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln (M1–M6) einer Lithographieanlage (100), mit: einer Anzahl von Positionssensorvorrichtungen (140), wobei die jeweilige Positionssensorvorrichtung (140) eine Lichtquelle (203) zur Belichtung einer Messeinheit (201) mit einem modulierten Lichtstrahl, die Messeinheit (201) zur Bereitstellung eines optischen Positionssignals einer Position eines Spiegels (M1–M6) bei Belichtung durch den modulierten Lichtstrahl, und eine Detektionseinheit (204) mit einer Mehrzahl von Photodetektoren (205) zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals durch Detektion des bereitgestellten optischen Positionssignals umfasst, und einer Auswertevorrichtung (304) zur Ermittlung der Position des Spiegels (M1–M6) mittels des elektrischen Positionssignals.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Lichtquelle (203) dazu eingerichtet ist, einen gepulsten Lichtstrahl zur Belichtung der Messeinheit (201) zu generieren.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Lichtquelle (203) dazu eingerichtet ist, einen sinusförmigen Lichtstrahl zur Belichtung der Messeinheit (201) zu generieren.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtquelle (203) eine Lichterzeugungseinheit (601) zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Modulatoreinheit (901) zur Generierung des modulierten Lichtstrahls aus dem von der Lichterzeugungseinheit (601) erzeugten Lichtstrahl aufweist.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtquelle (203) eine Lichterzeugungseinheit (601) zur Erzeugung eines Lichtstrahls und einen Impulsgenerator (602) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, die Lichterzeugungseinheit (601) mittels einer Impulsfolge derart anzusteuern, dass die Lichterzeugungseinheit (601) den modulierten Lichtstrahl ausgibt.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Lichterzeugungseinheit einen Halbleiter-Laser aufweist.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Auswertevorrichtung (304) eine Signalverarbeitungseinheit (207) umfasst, welche zumindest einen A/D-Wandler (208) zum Wandeln eines von den Photodetektoren (205) ausgegebenen analogen elektrischen Positionssignals in ein digitales elektrisches Positionssignal (DP) aufweist.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 7, mit: einer Synchronisations-Einrichtung (602, 903) zur Synchronisation der Signalverarbeitungseinheit (207) und der Lichtquelle (203).
Sensoranordnung gemäß Anspruch 4 und 8, wobei der Impulsgenerator (602) die Synchronisations-Einrichtung umfasst, wobei der Impulsgenerator (602) dazu eingerichtet ist, die Signalverarbeitungseinheit (207) und die Lichtquelle (203) mittels der Impulsfolge zu synchronisieren.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der A/D-Wandler (208) der Signalverarbeitungseinheit (207) eine Abtasteinheit (209) und eine Quantisierungseinheit (210) umfasst, wobei die Synchronisations-Einrichtung (602) dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle (203) zur Generierung des modulierten Lichtstrahls mit der Abtasteinheit (209) zu synchronisieren.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Signalverarbeitungseinheit (207) den A/D-Wandler (208) und eine dem A/D-Wandler (208) nachgeschaltete Signalanalyseeinheit (801) umfasst, wobei die Synchronisations-Einrichtung (602) dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle (203) zur Generierung des modulierten Lichtstrahls mit der Signalanalyseeinheit (801) zu synchronisieren.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 11, wobei der A/D-Wandler (208) zur Mehrfachabtastung des elektrischen Positionssignals eingerichtet ist.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Signalverarbeitungseinheit (207) den A/D-Wandler (208) und einen dem A/D-Wandler (208) vorgeschalteten Demodulator (902) umfasst, wobei die Synchronisations-Einrichtung (903) dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle (203) zur Generierung eines sinusförmigen Lichtstrahls mit dem Demodulator (902) zu synchronisieren.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei zumindest die Lichtquelle (203) und die Signalverarbeitungseinheit (207) in einer in einem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten integrierten Baugruppe (200) vorgesehen sind.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 14, wobei die Lichtquelle (203) und die Signalverarbeitungseinheit (207) in einer einzigen integrierten Baugruppe (200) vorgesehen sind.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei die Lichtquelle (203), die Signalverarbeitungseinheit (207) und die Photodetektoren (205) der Detektionseinheit (204) in der integrierten Baugruppe (200) vorgesehen sind.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, mit: einer Steuervorrichtung (303) zum Steuern von Aktuatoren, welche zum Aktuieren von aktuierbaren Spiegeln der Spiegel (M1–M6) der Lithographieanlage (100) eingerichtet sind.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 17, wobei die Steuervorrichtung (303) die Auswertevorrichtung (304) aufweist.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Detektionseinheit (204) ferner eine Optik (206) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das von der Messeinheit (201) bereitgestellte optische Positionssignal auf die Photosensoren (205) abzubilden.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, mit: einer Mehrzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Positionssensorvorrichtungen (140), wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung (140) einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M2–M6) der Lithographieanlage (100) zugeordnet ist, und einer in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Datensammeleinrichtung (404), welche mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses (137) angeordneten Auswertevorrichtung (304) über eine Datenverbindung verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen (140) bereitgestellten elektrischen Positionssignale zu einem digitalen Sammelsignal (DS) zu sammeln und das digitale Sammelsignal (DS) über die Datenverbindung an die Auswertevorrichtung (304) zu übertragen.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 20, wobei die Datensammeleinrichtung (404) und die Auswertevorrichtung (304) über eine einzige Datenverbindung verbunden sind.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei die Datenverbindung zwischen der Datensammeleinrichtung (404) und der Auswertevorrichtung (304) als eine unidirektionale Datenverbindung ausgebildet ist.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Datenverbindung eine Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung (302) zur vakuumtauglichen Durchkontaktierung durch das Vakuum-Gehäuse (137), eine zwischen der Datensammelvorrichtung (404) und der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung (302) gekoppelte erste Datenleitung (401) und eine zwischen der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung (302) und der Auswertevorrichtung (304) gekoppelte zweite Datenleitung (402) aufweist.
Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, mit: einer Mehrzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Positionssensorvorrichtungen (140), wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung (140) einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M2–M6) der Lithographieanlage (100) zugeordnet ist, und einem in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Bussystem (501), welches mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses (137) angeordneten Auswertevorrichtung (304) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen (140) bereitgestellten elektrischen Positionssignale an die Auswertevorrichtung (304) zu übertragen.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 24, mit: einer Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung (302) zur vakuumtauglichen Durchkontaktierung des Bussystems (501) durch das Vakuum-Gehäuse (137).
Sensoranordnung gemäß Anspruch 25, wobei das Bussystem (501) eine Mehrzahl von die Positionssensorvorrichtungen (140) ankoppelnden Busleitungen (502) ausweist, welche mit einem Steckverbindungssockel (301) verbunden sind.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 26, wobei die Datenverbindung eine zwischen dem Steckverbindungssockel (301) und der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung (302) gekoppelte erste Datenleitung (401) und eine zwischen der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung (302) und der Auswertevorrichtung (304) gekoppelte zweite Datenleitung (402) aufweist.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 2, mit: einer Mehrzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Positionssensorvorrichtungen (140), wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung (140) einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M2–M6) der Lithographieanlage (100) zugeordnet ist, und einer in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Informationssammeleinrichtung (405), welche mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses (137) angeordneten Auswertevorrichtung (304) über ein Kabel (406) verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen (140) bereitgestellten elektrischen Positionssignale über das Kabel (406) mittels Zeitmultiplex oder mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen.
Sensoranordnung gemäß Anspruch 3, mit: einer Mehrzahl N3 von in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Positionssensorvorrichtungen (140), wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung (140) einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M2–M6) der Lithographieanlage (100) zugeordnet ist, und einer in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Informationssammeleinrichtung (405), welche mit der außerhalb des Vakuum-Gehäuses (137) angeordneten Auswertevorrichtung (304) über ein Kabel (406) verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen (140) bereitgestellten elektrischen Positionssignale über das Kabel (406) mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen.
Projektionssystem (104) einer Lithographieanlage (100), mit: einer Mehrzahl N1 von Spiegeln (M1–M6), welche eine Anzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M1–M6) umfasst, mit N2 ≤ N1, und einer Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29, welche eine Mehrzahl N3 von Positionssensorvorrichtungen (140) aufweist, wobei jeweils eine Anzahl N4 der Positionssensorvorrichtungen (140) einem der N2 aktuierbaren Spiegeln (M1–M6) zugeordnet sind, mit N3 = N4·N2.
Projektionssystem gemäß Anspruch 30, mit: einer Mehrzahl von Aktuatoren zum Aktuieren der aktuierbaren Spiegel (M1–M6), und einer Steuervorrichtung (303) zum Steuern der Aktuatoren.
Projektionssystem gemäß Anspruch 31, wobei die Steuervorrichtung (303) die Auswertevorrichtung (304) aufweist.
Projektionssystem gemäß Anspruch 31 oder 32, wobei die Auswertevorrichtung (304) dazu eingerichtet ist, für einen jeden der N2 aktuierbaren Spiegel (M1–M6) eine jeweilige Position in Abhängigkeit des jeweiligen elektrischen Positionssignals zu bestimmen.
Projektionssystem nach Anspruch 33, wobei die Steuervorrichtung (303) dazu eingerichtet ist, die Aktuatoren in Abhängigkeit der von der Auswertevorrichtung (304) bestimmten Positionen der aktuierbaren Spiegel (M1–M6) anzusteuern.
Projektionssystem gemäß einem der Ansprüche 30 bis 34, mit: einer Energieversorgungsvorrichtung (305) zum Versorgen der in dem Vakuum-Gehäuse (137) angeordneten Sensoranordnung mit elektrischer Energie.
Lithographieanlage (100), aufweisend ein Projektionssystem (104) gemäß einem der Ansprüche 30 bis 35.
Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln (M1–M6) einer Lithographieanlage (100), mit: Belichten (S1) einer Messeinheit (201) mit einem modulierten Lichtstrahl durch eine Lichtquelle (203), Detektieren (S2) eines von der Messeinheit (201) bei Belichtung derselben durch den modulierten Lichtstrahl bereitgestellten optischen Positionssignals durch eine Detektionseinheit (204) zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals, und Ermitteln (S3) der Position des Spiegels (M1–M6) mittels des elektrischen Positionssignals.