DE102016225901A1

DE102016225901A1 - Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie

Info

Publication number: DE102016225901A1
Application number: DE102016225901.6A
Authority: DE
Inventors: Stefan Krone; Ulrich Bihr
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) für die Halbleiterlithographie, umfassend – ein bezüglich der optischen Eigenschaften manipulierbares optisches Element (1, 108, 415, 416, 418, 419, 420), welches eine Mehrzahl von optischen Teilelementen (2) aufweist, welche bezüglich ihrer physikalischen Größen individuell steuerbar und/oder regelbar sind; – dezentrale Steuereinrichtungen (6), die ein optisches Teilelement (2) oder eine Gruppe (5) von optischen Teilelementen (2) steuern und/oder regeln und/oder eine physikalische Größe bezüglich des optischen Teilelements auslesen; und – eine zentrale Steuereinrichtung (7), die mit den dezentralen Steuereinrichtungen (6) kommunikationsverbunden ist, wobei die zentrale Steuereinrichtung (7) mehrere Recheneinheiten (7.1) zum parallelen Ansteuern der dezentralen Steuereinrichtungen (6) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen den Recheneinheiten (7.1) der zentralen Steuereinrichtung (7) und/oder zwischen der zentralen Steuereinrichtung (7) und den dezentralen Steuereinrichtungen (6) vorhanden ist, und wobei die zentrale Steuereinrichtung (7) und die dezentralen Steuereinrichtungen (6) in wenigstens einem gasdichten Gehäuse gekapselt angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, umfassend ein manipulierbares optisches Element. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Manipulation eines optischen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie.
In Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie werden üblicherweise optische Elemente in dem Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt, um den Strahlengang einer Strahlungsquelle zu steuern.
Beleuchtungssysteme für Projektionsbelichtungsanlagen sind beispielsweise aus der US 2008/0278704 A1 und der US 2009/0316130 A1 bekannt. Es besteht fortwährend bedarf, derartige Beleuchtungssysteme weiterzuentwickeln. Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterschaltungen erhöht sich die Anforderung an Auflösung und Genauigkeit von Projektionsbelichtungsanlagen gleichermaßen. Entsprechend hohe Anforderungen werden auch an die optische Genauigkeit der im System enthaltenen optischen-aktiven Komponenten, z. B. manipulierbare Spiegel oder Linsen, gestellt.
Insbesondere EUV("Extreme Ultra Violet")-Projektionsbelichtungsanlagen und DUV("Deep Ultra Violet")-Projektionsbelichtungsanlagen erfordern eine hochgenaue Ausrichtung von einzelnen Mikrospiegeln einer Vielspiegel-Anordnung ("Multi Mirror Array", MMA). Dabei setzt sich ein bezüglich der optischen Eigenschaften manipulierbares optisches Element aus teilweise über 100.000 Einzelelementen, also z. B. MEMS("Microelectromechanical System")-Spiegeln, zusammen. Im Betrieb ist es erforderlich, jedes optische Teilelement individuell bezüglich seiner physikalischen Größen elektronisch zu steuern bzw. zu regeln.
Jede Art von Störung, beispielsweise durch Vibrationen, kann die optischen Teilelemente parasitär derart anregen, dass eine vorgegebene optische Genauigkeit (z. B. Positionsgenauigkeit der abgelenkten Strahlungsquelle) nicht eingehalten wird. Somit sind mitunter sehr hohe Anforderungen an die einzelnen Regelschleifen der optischen Teilelemente notwendig.
Um eine hohe Integrationsdichte aller mechatronischen Teile des optischen Elements bzw. der Projektionsbelichtungsanlage erreichen zu können, gleichzeitig einen modularen Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage zu ermöglichen sowie Störungen auf analogen Signalen zu minimieren, wird die erforderliche Regelungselektronik räumlich aufgeteilt. Aus der Praxis ist es bekannt, einen Teil der Elektronik in dezentraler Weise an einzelnen optischen Teilelementen oder einer Gruppe von optischen Teilelementen anzuordnen. Dieser Teil der Elektronik wird nachfolgend als "dezentrale Steuereinrichtung" bezeichnet, kann aber auch als Front-End-Elektronik verstanden werden. Weitere Teile der Elektronik werden zentral in einer gewissen Entfernung zu den optischen Teilelementen, z. B. auf der Rückseite des manipulierbaren optischen Elements, angeordnet. Dieser Teil der Elektronik wird nachfolgend als "zentrale Steuereinrichtung" bezeichnet, kann aber auch als Back-End-Elektronik verstanden werden.
Üblicherweise ist vorgesehen, den eigentlichen Regelungsalgorithmus in digitaler Weise in der zentralen Steuereinrichtung (Back-End-Elektronik) auszuführen. Eine dezentrale Steuereinrichtung dient dann im Wesentlichen der Umwandlung der digitalen Signale in analoge Werte (und umgekehrt), und somit der Ansteuerung von Aktuatoren bzw. dem Auslesen von Sensoren (Front-End-Elektronik).
Somit ist eine Signalübertragung zwischen den aufgeteilten elektronischen Komponenten erforderlich. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Regelschleifen muss die Signalübertragung üblicherweise mit sehr hoher Datenrate, z. B. mit mehreren Gigabit pro Sekunde, erfolgen. Gleichwohl ist die Genauigkeit bzw. Auflösung der zu übertragenen Daten äußerst hoch und beträgt beispielsweise bis zu 16 Bit.
Um derart hohe Datenraten über eine kabel- bzw. drahtgebundene Schnittstelle übertragen zu können, kommen lediglich anspruchsvolle impedanzkontrollierte Leitungsführungen oder eine Vielzahl von parallelen Signalleitungen in Frage. Beide Varianten bringen erhebliche räumliche Einschränkungen mit sich, so z. B. große Steckverbinder und geringe Biegeradien von Leitungen. Bei einer derartigen Signalübertragung kommt es somit unumgänglich zu Bauraumkonflikten. Ferner kann eine große Zahl von Signalleitungen die mechanische Entkopplung der optischen Teilelemente verschlechtern und beispielsweise vermehrt Vibrationen ins System einführen. Die Genauigkeit der Projektionsbelichtungsanlage wird somit verschlechtert. Nicht zuletzt ist es bekannt, dass eine Vielzahl von Signalleitungen und Steckverbinder aufgrund von einzelnen Fehleranfälligkeiten die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems herabsetzen können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Projektionsbelichtungsanlage und ein verbessertes Verfahren zur Manipulation eines optischen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, insbesondere eine die Manipulation des optischen Elements betreffende Signalübertragung bereitzustellen, welche trotz eines geringen verfügbaren Bauraums zuverlässig ist und eine hohe Datenrate aufweist.
Die Aufgabe wird für die Projektionsbelichtungsanlage durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Aufgabe wird für das Verfahren zur Manipulation eines optischen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage durch die in Anspruch 15 genannten Merkmale gelöst.
Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsformen, Varianten und Gestaltungen der erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage näher dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich im Wesentlichen auf eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, wofür die Erfindung besonders vorteilhaft einsetzbar ist. Die Erfindung eignet sich allerdings für Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie generell.
Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie umfasst ein bezüglich der optischen Eigenschaften manipulierbares optisches Element, welches eine Mehrzahl von optischen Teilelementen aufweist, welche bezüglich ihrer physikalischen Größen individuell steuerbar und/oder regelbar sind. Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage umfasst weiter dezentrale Steuereinrichtungen (Front-End-Elektronik), die ein optisches Teilelement oder eine Gruppe von optischen Teilelementen steuern und/oder regeln, insbesondere drahtgebunden steuern und/oder regeln und/oder eine physikalische Größe bezüglich des optischen Teilelements auslesen.
Mit dem Begriff "drahtgebunden" ist vorliegend eine beliebige physische Verbindung zur Übertragung von elektrischen Signalen durch Elektronen- oder Ionenfluss zwischen wenigstens einem Sender und wenigstens einem Empfänger gemeint. Es kann sich somit insbesondere um eine Verbindung mit einem Kabel zur Übertragung von elektrischen Signalen handeln. Unter einer zentralen oder dezentralen Steuereinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine zentrale oder dezentrale elektronische Steuereinrichtung zu verstehen.
Die dezentrale Steuereinrichtung kann neben der Steuerungs- und/oder Regelungsfunktion auch dazu verwendet werden, eine beliebige physikalische Größe des optischen Teilelements über einen oder mehrere zugeordnete Sensoren auszulesen. Bei der physikalischen Größe kann es sich vorzugsweise um die zu steuernde und/oder zu regelnde physikalische Größe eines oder mehrerer optischer Teilelemente oder um eine beliebige andere physikalische Größe des einen oder der mehreren optischen Teilelemente handeln.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die dezentralen Steuereinrichtungen in unmittelbarer Ortsnähe zu den optischen Teilelementen angeordnet sind. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jedes optische Teilelement einer dezentralen Steuereinrichtung zugeordnet ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist allerdings vorgesehen, dass eine dezentrale Steuereinrichtung einer Gruppe von optischen Teilelementen, beispielsweise 64 × 64 einzelnen optische Teilelementen, zugeordnet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die dezentralen Steuereinrichtungen an einer Position angeordnet sind, die sich in einer derartigen Entfernung zu der optischen Wirkfläche der optischen Teilelemente bzw. des optischen Elements befindet, dass die optische Funktion der optischen Teilelemente bzw. des optischen Elements nicht beeinträchtigt wird. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Position neben dem optischen Element oder um eine Position handeln, die von der Wirkfläche des optischen Elements abgewandt ist. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass die dezentralen Steuereinrichtungen auf der Rückseite der optischen Teilelemente angeordnet sind.
Es kann eine Anordnung der dezentralen Steuereinrichtungen vorgesehen sein, bei der eine Auslenkung eines optischen Teilelements oder einer Gruppe von optischen Teilelementen zu einer entsprechenden Auslenkung der dezentralen Steuereinrichtungen führen kann. Bevorzugt ist allerdings, dass die dezentralen Steuereinrichtungen bei einer Auslenkung eines optischen Teilelements oder einer Gruppe von optischen Teilelementen nicht ebenfalls bewegt werden. Die dezentrale Steuereinrichtung kann auch als Teil des manipulierbaren optischen Elements verstanden werden.
Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage umfasst schließlich auch eine zentrale Steuereinrichtung (Back-End-Elektronik), die mit den dezentralen Steuereinrichtungen kommunikationsverbunden ist, wobei die zentrale Steuereinrichtung mehrere Recheneinheiten zum parallelen Ansteuern der dezentralen Steuereinrichtungen aufweist.
Die zentrale Steuereinrichtung ist vorzugsweise räumlich in einiger Entfernung von den dezentralen Steuereinrichtungen bzw. den optischen Teilelementen angeordnet. Beispielsweise kann die zentrale Steuereinrichtung an einer Position angeordnet sein, die sich in einer derartigen Entfernung zu der optischen Wirkfläche der optischen Teilelemente bzw. des optischen Elements befindet, dass die optische Funktion der optischen Teilelemente bzw. des optischen Elements nicht beeinträchtigt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die zentrale Steuereinrichtung auf der Rückseite des manipulierbaren optischen Elements angeordnet ist. Die zentrale Steuereinrichtung kann auch als Teil des manipulierbaren optischen Elements verstanden werden.
Eine parallele Ansteuerung der dezentralen Steuereinrichtungen kann vorteilhaft sein. Hierfür kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeder dezentralen Steuereinrichtung eine separate Recheneinheit innerhalb der zentralen Steuereinrichtung zugeordnet ist. Vorzugsweise kann allerdings vorgesehen sein, dass eine Gruppe von dezentralen Steuereinrichtungen einer einzelnen Recheneinheit zugeordnet ist.
Bei den Recheneinheiten, den dezentralen Steuereinrichtungen und/oder der zentralen Steuereinrichtung kann es sich beispielsweise um Mikroprozessoren, programmierbare Schaltungen wie FPGAs ("Field Programmable Gate Arrays") oder eigens hierfür angefertigte Mikrochips (ASICs, "Application-Specific Integrated Circuits") handeln.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen den Recheneinheiten der zentralen Steuereinrichtung und/oder zwischen der zentralen Steuereinrichtung und den dezentralen Steuereinrichtungen vorhanden ist, wobei die zentrale Steuereinrichtung und die dezentralen Steuereinrichtungen in wenigstens einem gasdichten Gehäuse gekapselt angeordnet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass ein digitaler Positionsregelalgorithmus mit allen notwendigen Bestandteilen in der zentralen Steuereinrichtung abläuft. Die zentrale Steuereinrichtung kann hierfür aus vielen einzelnen Recheneinheiten bestehen, um die anfallende Rechenlast gleichmäßig zu verteilen.
Dass zwischen der zentralen Steuereinrichtung und den dezentralen Steuereinrichtungen wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung vorgesehen ist, kann bedeuten, dass beispielsweise eine direkte drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen Recheneinheiten der zentralen Steuereinrichtung und den dezentralen Steuereinrichtungen vorhanden ist. Es kann aber auch bedeuten, dass ein zentrales Kommunikationsmodul in der zentralen Steuereinrichtung vorhanden ist, das die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu den dezentralen Steuereinrichtungen herstellt. Die Recheneinheiten der zentralen Steuereinrichtung können hierzu mit dem Kommunikationsmodul drahtgebunden oder drahtlos verbunden sein.
Dadurch, dass eine Vielzahl von drahtgebundenen Kommunikationsverbindungen, insbesondere zwischen den Recheneinheiten der zentralen Steuereinrichtung und/oder zwischen der zentralen Steuereinrichtung und den dezentralen Steuereinrichtungen durch entsprechende drahtlose Kommunikationsverbindungen ersetzt werden können, kann in hohem Maße Bauraum eingespart werden. Nicht zuletzt reduziert dies auch das Gewicht des manipulierbaren optischen Elements sowie die Störanfälligkeit und Ausfallwahrscheinlichkeit. Eine Manipulation des optischen Elements kann somit einfacher und robuster erfolgen.
Der erfindungsgemäß reduzierte benötigte Bauraum kann genutzt werden, um den Füllfaktor innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage zu erhöhen. Gleichzeitig kann eine zuverlässige, d. h. fehlerfreie Signalübertragung zwischen elektronischen Komponenten mit hoher Datenrate beibehalten werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Wirkfläche des optischen Elements nicht planar, d. h. nicht vollständig flach ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführung kann die Wirkfläche des optischen Elements gewölbt oder gekrümmt, beispielsweise konkav oder konvex, ausgebildet sein. Hierzu können die optischen Teilelemente entsprechend zueinander ausgerichtet bzw. angeordnet sein, um eine derartige optische Wirkfläche auszubilden. Die Erfindung kann besonders vorteilhaft in Verbindung mit einem solchen optischen Element verwendet werden, da eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung aufgrund der sonst benötigten Kabelführungen und notwendigen Geometrie der Steckverbinder durch das gewölbte oder gekrümmte optische Element äußerst komplex ausfallen würde, vor allem wenn die Steuereinrichtungen an dem optischen Element angeordnet sind.
Insbesondere im Falle einer gewölbten oder gekrümmten optischen Wirkfläche kann es erforderlich sein, die drahtlose Kommunikationsverbindung auch für die Recheneinheiten der zentralen Steuereinrichtung einzusetzen, da die einzelnen Recheneinheiten dann nicht mehr über gerade oder winklige Steckverbinder verbunden werden können. Aus dem Stand der Technik sind zur Verbindung der Recheneinheiten hierzu komplexe und impedanzkontrollierte Leitungen bzw. flexible Leiterplatten bekannt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann die Notwendigkeit für diese Komponenten entfallen.
Insbesondere wenn die dezentralen Steuereinrichtungen und die zentrale Steuereinrichtung an dem manipulierbaren optischen Element angeordnet sind und sich somit vollständig in der "bewegten Welt" befinden, wird die Handhabung des manipulierbaren optischen Elements innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage grundlegend erleichtert.
Das manipulierbare optische Element kann von einem Gehäuseteil oder einer sonstigen Struktur wenigstens teilweise umgeben sein. Das manipulierbare optische Element kann insbesondere beweglich bzw. verstellbar an einer umgebenden Struktur gelagert sein.
Das wenigstens eine gasdichte Gehäuse, in dem die dezentralen Steuereinrichtungen und die zentrale Steuereinrichtung gekapselt angeordnet sind kann in vorteilhafter Weise an dem manipulierbaren optischen Element angeordnet sein. Beispielsweise ist das wenigstens eine Gehäuse über einen Tragrahmen mit dem optischen Element verbunden. In dem Gehäuse kann ein atmosphärischer Innendruck eingestellt sein, vorzugsweise ein Innendruck größer als 100 Millibar. Hierdurch kann beispielsweise Wärme von der Elektronik besser abgeführt werden. Vorzugsweise ist ein einziges Gehäuse zur Aufnahme aller Steuereinrichtungen vorgesehen.
Es kann vorgesehen sein, dass andere Signalverbindungen innerhalb der Elektronik, d. h. beispielsweise zur Übertragung von einfachen elektronischen Steuer- und Konfigurationssignalen, weiterhin drahtgebunden ausgeführt werden.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Energieübertragung zwischen den elektronischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage, also z. B. zwischen der zentralen Steuereinrichtung und den dezentralen Steuereinrichtungen, ebenfalls weiterhin drahtgebunden erfolgt.
Verglichen mit dem Fall, in dem sowohl Energie als auch breitbandige Signale in einem gemeinsamen elektrischen Leiter übertragen werden, sind die Anforderungen an ein solches Kabel bezüglich seiner Signaldämpfung bzw. der erforderlichen Impedanz-Charakteristik und seiner räumlichen Abmessungen stark reduziert. Durch das erfindungsgemäße Auslagern der breitbandigen Signalübertragung können das Kabel vereinfacht und die durch das Kabel eingetragenen mechanischen Kopplungen reduziert werden. Des Weiteren kann sich im modular aufgebauten System der Raum- und Flächenbedarf von Verbindungssteckern zwischen den elektronischen Einzelkomponenten reduzieren.
Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, dass jegliche Signalübertragung über die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung betrieben wird.
Es kann auch eine drahtlose Energieübertragung, beispielsweise eine induktive Energieübertragung, vorgesehen sein.
Über die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung können analoge und/oder digitale Signale übertragen werden.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine gasdichte Gehäuse einen atmosphärischen Innendruck aufweist und in einer Umgebung angeordnet ist, in der bezogen auf den atmosphärischen Innendruck des Gehäuses ein niedrigerer atmosphärischer Druck, vorzugsweise ein Vakuum, herrscht.
Beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage kann es von Vorteil sein, die Optik im Vakuum bzw. in einer Atmosphäre mit geringerem Druck als 100 Millibar anzuordnen. Die Erfinder haben erkannt, dass es von Vorteil sein kann, die zentrale Steuereinrichtung und die dezentralen Steuereinrichtungen innerhalb des Gehäuses gekapselt anzuordnen, wobei innerhalb des Gehäuses ein atmosphärischer Innendruck größer als 100 Millibar eingestellt wird, vorzugsweise von etwa 1,0 Bar.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die optischen Teilelemente Spiegelfacetten, MEMS-Spiegel und/oder Linsen aufweisen.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das manipulierbare optische Element eine Linse ist, wobei das optische Teilelement als räumlicher Bestandteil der Linse ausgebildet ist. Für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage ist es besonders vorteilhaft, wenn das manipulierbare optische Element ein Spiegel ist, dessen optische Teilelemente als Spiegelfacetten und/oder MEMS-Spiegel ausgeführt sein können.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann weiter vorgesehen sein, dass die physikalischen Größen der optischen Teilelemente über eine Ausrichtung der optischen Teilelemente, über eine Deformation der optischen Teilelemente und/oder über eine Temperatureinstellung der optischen Teilelemente steuerbar und/oder regelbar sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, Spiegelfacetten und/oder MEMS-Spiegel elektromechanisch auszurichten (z. B. zu verkippen) oder zu deformieren. Dadurch kann eine optische Eigenschaft, beispielsweise eine unterschiedliche Ablenkung der auf das optische Teilelement auftreffenden Strahlung, eingestellt werden.
Die optische Eigenschaft des optischen Teilelements bzw. des manipulierbaren optischen Elements kann somit indirekt über eine Regelung und/oder Steuerung von physikalischen Größen, insbesondere der Ausrichtung, Deformation und/oder Temperatureinstellung des optischen Teilelements erfolgen.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass zum Betrieb der wenigstens einen drahtlosen Kommunikationsverbindung die dezentralen Steuereinrichtungen und wenigstens eine Recheneinheit der zentralen Steuereinrichtung eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit aufweisen.
Es kann somit insbesondere eine bidirektionale Kommunikationsverbindung vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Sendeeinheiten eine einstellbare räumliche Richtcharakteristik aufweist und insbesondere mechanisch und/oder elektrisch auf wenigstens eine der Empfangseinheiten ausrichtbar ist.
Es kann somit für eine Sendeeinheit insbesondere ein Feld von Antennen vorgesehen sein, um elektronisch modifizierbare Richtcharakteristika zu erhalten (z. B. durch Wahl der Phasenbeziehung zwischen den einzelnen Antennen). Mittels adaptiver Funksignalverarbeitung, z. B. räumlicher Funkkanalschätzung und mittels Entzerrung, kann hierdurch bei gerichteter Übertragung eine erhöhte Robustheit bezüglich der Positionsausrichtung von Sender und Empfänger erreicht werden.
Bei hinreichend großer einstellbarer räumlicher Strahlbreite der Antenne kann ein sogenanntes räumliches Multiplexing vorgesehen sein, wodurch gleiche oder verschiedene Signale von einem Sender zu mehreren räumlich verteilten Empfängern in unterschiedliche Richtungen übertragen werden können.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung eine optische Verbindung, Funkverbindung, induktive Verbindung oder kapazitive Verbindung umfasst.
Besonders bevorzugt ist eine optische Verbindung oder eine Funkverbindung, da zumindest heutzutage nur eine verhältnismäßig geringe Bandbreite bei der Signalübertragung mit Hilfe einer induktiven Verbindung oder kapazitiven Verbindung umsetzbar ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung eine Punkt-zu-Punkt-Topologie, Stern-Topologie, Ring-Topologie, Bus-Topologie und/oder Baum-Topologie umfasst.
Insbesondere die funkbasierte Signalübertragung kann ungerichtet oder gerichtet erfolgen. Es kann somit eine direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen jeweils zwei Elektronikkomponenten, also z. B. zwischen zwei Recheneinheiten der zentralen Steuereinrichtung, vorgesehen sein. Gleichwohl kann vorgesehen sein, ringförmig angeordnete Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Ring-Topologie) zwischen mehreren Elektronikkomponenten innerhalb der zentralen Steuereinrichtung, z. B. zwischen vernetzten Recheneinheiten, zu verwenden. Auch getrennte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen einer Elektronikkomponente der zentralen Steuereinrichtung und einer dezentralen Steuereinrichtung sind möglich. Schließlich kann auch eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung vorgesehen sein. Neben den bereits aufgeführten Topologien sind selbstverständlich noch weitere Topologien, beispielsweise ein vermaschtes Netz, eine Zellen-Topologie oder eine hybride Topologie aus zwei oder mehr Topologien, möglich. Die Auflistung ist selbstverständlich nicht abschließend und beschränkend für die Erfindung.
Es kann auch eine gerichtete funkbasierte Signalübertragung vorgesehen sein, die auf dem "Polymer Microwave Fibre"(PMF)-Konzept basiert, bei dem ein Übertragungskanal aus einem für die Übertragungswellenlänge geeigneten Polymer bereitgestellt wird. Durch eine derartige Wellenführung, die beispielsweise aus einer dünnen Schicht eines dielektrischen Materials besteht, vorzugsweise Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen oder Teflon, kann eine wirtschaftliche, robuste und für äußerst hohe Datenraten geeignete Kommunikationsverbindung bereitgestellt werden. Details dieses Kommunikationskonzepts können insbesondere den Veröffentlichungen von Patrick Reynaert et al., "Polymer Microwave Fibers: a blend of RF, copper and optical communication", Proceedings of the ESSCIRC, ESSCIRC 2016 und Niels Van Thienen et al., " An 18Gbps Polymer Microwave Fiber (PMF) Communication Link in 40nm CMOS", Proceedings of the ESSCIRC, ESSCIRC 2016 entnommen werden, deren Offenbarungsgehalt hiermit in die vorliegende Beschreibung integriert sei.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass bei Ausbildung der wenigstens einen drahtlosen Kommunikationsverbindung als optische Verbindung die wenigstens eine Sendeeinheit als Oberflächenemitter, auch VCSEL ("Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser") genannt, und/oder Leuchtdiode ausgebildet ist.
Bei einer Ausbildung als Leuchtdiode hat sich insbesondere eine Infrarotleuchtdiode als vorteilhaft erwiesen. Es sind nahezu beliebige Lichtquellenausführungen möglich.
Es kann vorgesehen sein, die Lichtquelle zur Signalübertragung zeitlich in der Amplitude, Phase und/oder Frequenz zu modulieren.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei Ausbildung der wenigstens einen drahtlosen Kommunikationsverbindung als optische Verbindung die wenigstens eine Empfangseinheit als Fotodiode oder als Feld von Fotodioden ausgebildet ist.
In besonders vorteilhafter Weise wird als optischer Empfänger ein Bauteil verwendet, das im Bereich der abgestrahlten Wellenlänge der Sendeeinheit sensitiv ist. Der Vorteil der Verwendung eines Felds von Fotodioden ist die größere Robustheit bezüglich der Positionsausrichtung der Sendeinheit. An Stelle eines Felds von Fotodioden oder zusätzlich zu einem Feld von Fotodioden kann auch vorgesehen sein, eine Linse zur Streuung bzw. Bündelung an der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit einzusetzen.
Grundsätzlich handelt es sich bei der optischen Verbindung um eine gerichtete Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit.
Das Medium zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit kann in vorteilhafter Weise dem Medium der Atmosphäre entsprechen, in der sich die Elektronikkomponenten befinden, vorzugsweise Luft. Im Falle von Luft kann, im Gegensatz zu einem Vakuum, außerdem eine verbesserte Wärmeabführung von der Elektronikkomponente möglich sein.
Es kann auch ein flexibler Lichtwellenleiter zur Übertragung und/oder zum Empfang und/oder zur Weiterleitung optischer Signale vorgesehen sein. Der Lichtwellenleiter kann insbesondere zwischen den Recheneinheiten der zentralen Steuereinrichtung und/oder zwischen der zentralen Steuereinrichtung und den dezentralen Steuereinrichtungen vorgesehen sein. Unter einem Lichtwellenleiter ist somit eine drahtlose Kommunikationsverbindung im Sinne der Erfindung zu verstehen.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass für die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung mehrere Funkkanäle vorhanden sind, die durch definierte Frequenzbänder und/oder durch Kodierungsmaßnahmen und/oder durch Zeitmanagement der Signalübertragung ausgebildet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die Signalübertragung in der Amplitude, Phase, Frequenz und/oder räumlich moduliert und mittels einer Antenne abgestrahlt wird. Auf Seiten der Empfangseinheit werden die von der Sendeeinheit abgestrahlten elektromagnetischen Wellen durch eine Antenne empfangen und demoduliert, um das übertragene Signal erhalten zu können.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Elektronikkomponente getrennte Sendeeinheiten und Empfangseinheiten oder kombinierte Sendeeinheiten und Empfangseinheiten aufweist.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die dezentralen Steuereinrichtungen jeweils wenigstens eine Steuereinheit umfassen, wobei wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen den Steuereinheiten der dezentralen Steuereinrichtungen vorhanden ist.
Analog zu der zentralen Steuereinrichtung, die mehrere Recheneinheiten zum parallelen Betrieb aufweist, kann eine parallele Signalverarbeitung selbstverständlich auch in einer oder mehreren dezentralen Steuereinrichtungen vorgesehen sein. Es kann dann notwendig sein, wenigstens eine Kommunikationsverbindung zwischen den einzelnen Steuereinheiten einer dezentralen Steuereinrichtung vorzusehen, wobei erfindungsgemäß eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu bevorzugen ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass die optischen Teilelemente jeweils wenigstens einen Sensor zur Erfassung wenigstens einer physikalischen Größe des optischen Teilelements und/oder jeweils wenigstens einen Aktuator zum Einstellen wenigstens einer physikalischen Größe des optischen Teilelements umfassen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Sensor über einen Analog-Digital-Wandler mit der zugeordneten dezentralen Steuereinrichtung zum Austausch von Signalen verbunden ist und die dezentrale Steuereinrichtung über einen Digital-Analog-Wandler mit dem wenigstens einen zugeordneten Aktuator zum Austausch von Signalen verbunden ist. Insbesondere kann eine drahtgebundene Verbindung zu dem Sensor und/oder zu dem Aktuator vorgesehen sein.
Bei den dezentralen Steuereinrichtungen kann es sich somit insbesondere um Elektronikkomponenten handeln, die der Anbindung der analogen Systemkomponenten (Aktuator, Sensor) dienen. Regelungsalgorithmen und Berechnungen können dabei in vorteilhafter Weise auf die zentrale Steuereinrichtung und die dezentralen Steuereinrichtung verteilt werden, wodurch die dezentralen Steuereinrichtungen einen entsprechend einfachen Aufbau aufweisen können.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann schließlich vorgesehen sein, dass die dezentralen Steuereinrichtungen zur analogen und/oder digitalen Signalnachbearbeitung und/oder Signalaufbereitung eingerichtet sind.
Anwendungsbedingt kann es von Vorteil sein, wenn einfache Berechnungen in der dezentralen Steuereinrichtung vorgenommen werden.
Beispielsweise können eine Temperaturkompensation oder sonstige Signalfehlerkorrekturen bereits innerhalb der dezentralen Steuereinrichtungen durchgeführt werden.
In Anspruch 15 ist ein Verfahren zur Manipulation eines optischen Elements einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie angegeben. Das manipulierbare optische Element umfasst dabei eine Mehrzahl von optischen Teilelementen, welche bezüglich ihrer physikalischen Größen individuell gesteuert und/oder geregelt werden. Dabei ist jeweils eine dezentrale Steuereinrichtung vorgesehen, die ein optisches Teilelement oder eine Gruppe von optischen Teilelementen steuert und/oder regelt und/oder eine physikalische Größe bezüglich des optischen Teilelements ausliest. Ferner ist eine zentrale Steuereinrichtung vorgesehen, die mit den dezentralen Steuereinrichtungen kommuniziert, wobei die zentrale Steuereinrichtung mehrere Recheneinheiten zur parallelen Ansteuerung der dezentralen Steuereinrichtung aufweist, und wobei die Recheneinheiten der zentralen Steuereinrichtung untereinander und/oder die zentrale Steuereinrichtung und die dezentralen Steuereinrichtungen miteinander drahtlos kommunizieren.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung exemplarisch anhand der Zeichnung erläutert. Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:
1 eine Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage;
2 eine Darstellung einer weiteren Projektionsbelichtungsanlage;
3 ein manipulierbares optisches Element in einer isometrischen Darstellung;
4 eine Gruppe von optischen Teilelementen mit einer dezentralen Steuereinrichtung;
5 die Aufteilung der Elektronikkomponenten in eine zentrale Steuereinrichtung und mehrere dezentrale Steuereinrichtungen;
6 ein vereinfachtes Blockdiagramm zur Darstellung der elektronischen Regelung eines optischen Teilelements;
7 ein vereinfachtes Blockdiagramm zur Darstellung der parallelen Betriebsweise der zentralen Steuereinrichtung und der Ansteuerung der dezentralen Steuereinrichtungen;
8 eine vereinfachte Darstellung einer optischen drahtlosen Kommunikationsverbindung;
9 eine vereinfachte Darstellung einer Funkverbindung;
10 eine gerichtete drahtlose Kommunikationsverbindung; und
11 eine ungerichtete drahtlose Kommunikationsverbindung.
1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 für die Halbleiterlithographie. Ein Beleuchtungssystem 401 der Projektionsbelichtungsanlage 400 weist neben einer Strahlungsquelle 402 eine Optik 403 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 404 in einer Objektebene 405 auf. Beleuchtet wird ein im Objektfeld 404 angeordnetes Retikel 406, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 407 gehalten ist. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 408 dient zur Abbildung des Objektfeldes 404 in ein Bildfeld 409 in einer Bildebene 410. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 406 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 409 in der Bildebene 410 angeordneten Wafers 411, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 412 gehalten ist. Die Strahlungsquelle 402 kann EUV-Strahlung 413, insbesondere im Bereich zwischen 5 Nanometer und 30 Nanometer, emittieren. Zur Steuerung des Strahlungswegs der EUV-Strahlung 413 werden optisch verschieden ausgebildete und mechanisch verstellbare optische Elemente 415, 416, 418, 419 und 420 eingesetzt. Die manipulierbaren optischen Elemente sind bei der in 1 dargestellten EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 als verstellbare Spiegel in geeigneten und nachfolgend nur beispielhaft erwähnten Ausführungsformen ausgebildet.
Die von der Strahlungsquelle 402 erzeugte EUV-Strahlung 413 wird mittels eines in der Strahlungsquelle 402 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass die EUV-Strahlung 413 im Bereich einer Zwischenfokusebene 414 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor die EUV-Strahlung 413 auf einen Feldfacettenspiegel 415 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 415 wird die EUV-Strahlung 413 von einem Pupillenfacettenspiegel 416 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 416 und einer optischen Baugruppe 417 mit Spiegeln 418, 419 und 420 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 415 in das Objektfeld 404 abgebildet.
In 2 ist eine weitere Projektionsbelichtungsanlage 100 (beispielsweise eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage) dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage 100 weist ein Beleuchtungssystem 103, eine Retikelstage 104 genannte Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 105, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 102 bestimmt werden, eine Einrichtung 106 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 102 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich ein Projektionsobjektiv 107, mit mehreren optischen Elementen 108, die über Fassungen 109 in einem Objektivgehäuse 140 des Projektionsobjektivs 107 gehalten sind, auf.
Die optischen Elemente 108 können als einzelne refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente 108, wie z. B. Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen ausgebildet sein.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der Projektionsbelichtungsanlage 100 sieht vor, dass die in das Retikel 105 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 102 abgebildet werden.
Das Beleuchtungssystem 103 stellt einen für die Abbildung des Retikels 105 auf den Wafer 102 benötigten Projektionsstrahl 111 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 103 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 111 beim Auftreffen auf das Retikel 105 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Mittels des Projektionsstrahls 111 wird ein Bild des Retikels 105 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 107 entsprechend verkleinert auf den Wafer 102 übertragen. Dabei können das Retikel 105 und der Wafer 102 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 105 auf entsprechende Bereiche des Wafers 102 abgebildet werden.
2 zeigt die Anordnung eines Manipulators 200 im Bereich zwischen Retikelstage 104 und dem ersten optischen Element 108 des Projektionsobjektivs 107. Der Manipulator 200 dient zur Korrektur von Bildfehlern, wobei ein enthaltenes optisches Element durch Aktuatorik mechanisch deformiert wird.
Zur Verstellung bzw. zur Manipulation der optischen Elemente 415, 416, 418, 419, 420 und 108 der in den 1 und 2 dargestellten Projektionsbelichtungsanlagen 400, 100 und der Wafer 411, 102 ist die Verwendung von Aktuatoren und Sensoren unterschiedlicher Bauweise bekannt.
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in den dargestellten Projektionsbelichtungsanlagen 100, 400 insbesondere nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt.
Die Erfindung sowie das nachfolgende Ausführungsbeispiel sind auch nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen. Die nachfolgend dargestellten Merkmale können, insofern dies technisch nicht ausgeschlossen ist, beliebig miteinander kombiniert werden.
Die 3 zeigt ein bezüglich der optischen Eigenschaften manipulierbares optisches Element 1, welches beispielsweise als optisches Element 108, 415, 416, 418, 419, 420 einer der zuvor beschriebenen Projektionsbelichtungsanlagen 100, 400 verwendbar ist. Das optische Element 1 weist eine Mehrzahl von optischen Teilelementen 2 (vgl. insbesondere 4) auf, welche bezüglich ihrer physikalischen Größen individuell steuerbar und/oder regelbar sind. Bei den optischen Teilelementen 2 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um MEMS-Spiegel, die bezüglich ihrer Ausrichtung verstellbar und somit steuerbar bzw. regelbar sind. Durch die Veränderung der Ausrichtung als physikalische Größe verändert sich die optische Eigenschaft des optischen Teilelements 2, wodurch auftreffende Strahlung, beispielsweise EUV-Strahlung 413, in einem Ablenkwinkel beeinflussbar ist.
Das dargestellte manipulierbare optische Element 1 weist eine konvexe optische Wirkfläche auf. Ferner sind Mittel 4 zur Befestigung des manipulierbaren optischen Elements 1 an einer umgebenden Struktur (nicht dargestellt) ersichtlich.
Es können beispielsweise 100 bis über 100.000 optische Teilelemente 2 vorgesehen sein. Es hat sich gezeigt, dass es von Vorteil sein kann optische Teilelemente 2 zu Gruppen 5 zusammenzufassen.
4 zeigt eine Gruppe 5 von 4 × 4 optischen Teilelementen 2 an deren Rückseite eine dezentrale Steuereinrichtung 6 angeordnet ist. Die optischen Teilelemente 2 sind derart angeordnet bzw. zueinander ausgerichtet, dass sich die konvexe optische Wirkfläche, wie in 3 gezeigt, ergibt. Aufgrund der Vergrößerung ist die Wölbung in 4 allerdings nicht erkennbar. Die dezentrale Steuereinrichtung 6 ist dazu ausgelegt, alle 16 optischen Teilelemente 2 zu steuern bzw. zu regeln. Es handelt sich zur Demonstration vorliegend nur um eine relativ kleine Gruppe 5 optischer Teilelemente 2. Vorzugsweise sind in einem realen System größere Gruppen 5, von beispielsweise 64 × 64 optischen Teilelementen 2 vorgesehen.
Die dezentralen Steuereinrichtungen 6 und die nachfolgend noch beschriebene zentrale Steuereinrichtung 7 sind in wenigstens einem gasdichten Gehäuse 3 gekapselt angeordnet. Dieses ist in 4 nur ausschnittsweise und in den weiteren Figuren zur Vereinfachung nicht näher dargestellt. Vorzugsweise ist ein einziges Gehäuse 3 zur Aufnahme aller Steuereinrichtungen 6, 7 vorgesehen, das beispielsweise über einen Tragrahmen mit dem manipulierbaren optischen Element 1 verbunden und auf sonstige Art mit dem optischen Element 1 mechanisch gekoppelt ist.
Innerhalb des Gehäuses 3 kann ein höherer atmosphärischer Druck eingestellt sein (z. B. > 100 Millibar) als außerhalb des Gehäuses 3, wobei das Gehäuse 3 umgebend vorzugsweise ein Vakuum, d. h. ein atmosphärischer Druck < 100 Millibar, eingestellt sein kann.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine größere Gruppe 5 von optischen Teilelementen 2 in weitere Untergruppen aufgeteilt ist, wobei dann vorgesehen sein kann, dass die dezentrale Steuereinrichtung 6 mehrere Steuereinheiten umfasst, wobei einer Untergruppe der optischen Teilelemente 2 jeweils eine Steuereinheit zur Regelung bzw. Steuerung zugeordnet ist.
5 gewährt einen Überblick über die Aufteilung der Elektronikkomponenten innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 100, 400 oder innerhalb des manipulierbaren optischen Elements 1.
Es ist eine zentrale Steuereinrichtung 7 vorgesehen, die mit den dezentralen Steuereinrichtungen 6 kommunikationsverbunden ist, wobei die zentrale Steuereinrichtung 7 mehrere Recheneinheiten 7.1 zum parallelen Ansteuern der dezentralen Steuereinrichtungen 6 aufweist. Dabei kann vorgesehen sein, dass jeweils eine Recheneinheit 7.1 einer dezentralen Steuereinrichtung 6 direkt zugeordnet ist oder dass eine Recheneinheit 7.1 mehreren dezentralen Steuereinrichtungen 6 zugeordnet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Kommunikationsverbindung zwischen den Recheneinheiten 7.1 der zentralen Steuereinrichtung 7 und/oder zwischen der zentralen Steuereinrichtung 7 und den dezentralen Steuereinrichtungen 6 drahtlos ausgeführt ist.
Die Kombination aus dezentraler Steuereinrichtung 6 und den zugeordneten optischen Teilelementen 2 wird nachfolgend als Optikeinheit 8 bezeichnet.
In 6 ist schematisch die Regelung eines optischen Teilelements 2 dargestellt. Dabei kann es sich beispielsweise um die Regelung einer einzelnen Kippachse zur Ausrichtung des Teilelements 2 handeln. Es sind wenigstens ein Sensor 9 und wenigstens ein Aktuator 10 vorgesehen. Dabei ist der wenigstens eine Sensor 9 drahtgebunden über einen Analog-Digital-Wandler ADC mit der zugeordneten dezentralen Steuereinrichtung 6 zum Austausch von Signalen verbunden. Ferner kann die dezentrale Steuereinrichtung 6 drahtgebunden über einen Digital-Analog-Wandler DAC mit dem wenigstens einen zugeordneten Aktuator 10 zum Austausch von Signalen verbunden sein.
Im Ausführungsbeispiel ist die dezentrale Steuereinrichtung 6 zur digitalen Signalnachbearbeitung und Signalaufbereitung eingerichtet. Hierfür sind Mittel 11 zur Signalnachbearbeitung und Mittel 12 zur Signalaufbereitung vorgesehen. Weiter ist dargestellt, dass die aufbereiteten bzw. nachbereiteten Signale mit der zentralen Steuereinrichtung 7 ausgetauscht werden, da der wesentliche Regelalgorithmus innerhalb der zentralen Steuereinrichtung 7 stattfindet. Die zentrale Steuereinrichtung 7 kann von einer übergeordneten bzw. umgebenden Elektronik (nicht dargestellt) der Projektionsbelichtungsanlage 100, 400 über eine Signalschnittstelle 13 elektrisch versorgt werden, einfache Konfigurations- und Steuersignale erhalten und/oder Rückmeldung über ihren aktuellen Zustand geben.
In 7 ist eine Ausführungsform zur Aufteilung der anfallenden Rechenlast innerhalb der zentralen Steuereinrichtung 7 auf die einzelnen Recheneinheiten 7.1 dargestellt. Über die bereits erwähnte Signalschnittstelle 13 kann die zentrale Steuereinrichtung 7 mit der umgebenden Elektronik der Projektionsbelichtungsanlage 100, 400 verbunden sein.
In der zentralen Steuereinrichtung 7 ist ein Hauptcontroller 14 vorgesehen, der die Recheneinheiten 7.1 und die Aufgaben der zentralen Steuereinrichtung 7 im Wesentlichen kontrolliert. Es können auch mehrere Hauptcontroller 14 vorgesehen sein, die die Kontrollfunktion unter sich aufteilen. Bei dem Hauptcontroller 14 kann es sich auch um eine Recheneinheit 7.1 handeln. Die Recheneinheiten 7.1 können auch untereinander in erfindungsgemäßer Weise kommunikationsverbunden sein. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine einzelne Recheneinheit 7.1 einer Gruppe 15 von dezentralen Steuereinrichtungen 6, d. h. einer Gruppe von Optikeinheiten 8, zugeordnet ist.
Bei der Recheneinheit 7.1 kann es sich beispielsweise um ein FPGA handeln, das intern abermals parallel verschaltet ist, um mehrere dezentrale Steuereinrichtungen 6 parallel kontrollieren zu können.
8 zeigt ein Beispiel für eine drahtlose Kommunikationsverbindung in Ausbildung einer optischen Verbindung. Dabei ist eine Kommunikationsverbindung zwischen einer dezentralen Steuereinrichtung 6 und einer Recheneinheit 7.1 dargestellt. Eine Kommunikationsverbindung zwischen den Recheneinheiten 7.1 der zentralen Steuereinrichtung 7 kann hierzu analog ausgebildet sein.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass zum Betrieb der drahtlosen Kommunikationsverbindung die dezentralen Steuereinrichtungen 6 und wenigstens eine Recheneinheit 7.1 der zentralen Steuereinrichtung 7 jeweils eine Sendeeinheit 16 und eine Empfangseinheit 17 aufweisen.
Die Sendeeinheit 16 kann als Oberflächenemitter und die Empfangseinheit 17 als Feld von Fotodioden ausgebildet sein.
Eine alternative Ausführung als Funkverbindung ist in 9 dargestellt. Dabei sind in Kombination mit der jeweiligen Sendeeinheit 16 und Empfangseinheit 17 jeweils Antennen 18 vorgesehen.
In den 8 und 9 ist schematisch eine kabelgebundene Energieübertragung 19 angedeutet.
10 zeigt eine beispielhafte Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragung unter Verwendung eines Antennenfelds 20. Dabei kann z. B. durch Wahl der Phasenbeziehung zwischen den einzelnen Antennen 18 ein Signal in gerichteter Weise zu einem bestimmten Empfänger übertragen werden.
Im Gegensatz dazu zeigt 11 eine ungerichtete funkbasierte Signalübertragung, bei der die jeweiligen empfangenden Komponenten eine Vielzahl von Signalen erhalten. Damit dennoch nur die gewünschte Komponente das entsprechende Signal erhält bzw. die Signale unterscheidbar sind, kann vorgesehen sein, dass mehrere Funkkanäle vorhanden sind, die durch definierte Frequenzbände und/oder durch Kodierungsmaßnahmen und/oder durch Zeitmanagement der Signalübertragung ausgebildet sind.
Selbstverständlich sind beliebige Kombinationen gerichteter und ungerichteter Übertragungstopologien möglich. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Komponente ungerichtet sendet und mit einer empfangenden Komponente in Verbindung steht, bei der grundsätzlich eine gerichtete Signalübertragung vorgesehen ist.
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

US 2008/0278704 A1 [0003]
US 2009/0316130 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Patrick Reynaert et al., "Polymer Microwave Fibers: a blend of RF, copper and optical communication", Proceedings of the ESSCIRC, ESSCIRC 2016 [0057]
Niels Van Thienen et al., " An 18Gbps Polymer Microwave Fiber (PMF) Communication Link in 40nm CMOS", Proceedings of the ESSCIRC, ESSCIRC 2016 [0057]

Claims

Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) für die Halbleiterlithographie, umfassend – ein bezüglich der optischen Eigenschaften manipulierbares optisches Element (1, 108, 415, 416, 418, 419, 420), welches eine Mehrzahl von optischen Teilelementen (2) aufweist, welche bezüglich ihrer physikalischen Größen individuell steuerbar und/oder regelbar sind; – dezentrale Steuereinrichtungen (6), die ein optisches Teilelement (2) oder eine Gruppe (5) von optischen Teilelementen (2) steuern und/oder regeln und/oder eine physikalische Größe bezüglich des optischen Teilelements auslesen; und – eine zentrale Steuereinrichtung (7), die mit den dezentralen Steuereinrichtungen (6) kommunikationsverbunden ist, wobei die zentrale Steuereinrichtung (7) mehrere Recheneinheiten (7.1) zum parallelen Ansteuern der dezentralen Steuereinrichtungen (6) aufweist, wobei wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen den Recheneinheiten (7.1) der zentralen Steuereinrichtung (7) und/oder zwischen der zentralen Steuereinrichtung (7) und den dezentralen Steuereinrichtungen (6) vorhanden ist, und wobei die zentrale Steuereinrichtung (7) und die dezentralen Steuereinrichtungen (6) in wenigstens einem gasdichten Gehäuse (3) gekapselt angeordnet sind.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine gasdichte Gehäuse (3) einen atmosphärischen Innendruck aufweist und in einer Umgebung angeordnet ist, in der bezogen auf den atmosphärischen Innendruck des Gehäuses (3) ein niedrigerer atmosphärischer Druck, vorzugsweise ein Vakuum, herrscht.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Teilelemente (2) Spiegelfacetten, MEMS-Spiegel und/oder Linsen aufweisen.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalischen Größen der optischen Teilelemente (2) über eine Ausrichtung der optischen Teilelemente (2), über eine Deformation der optischen Teilelemente (2) und/oder über eine Temperatureinstellung der optischen Teilelemente (2) steuerbar und/oder regelbar sind.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betrieb der wenigstens einen drahtlosen Kommunikationsverbindung die dezentralen Steuereinrichtungen (6) und wenigstens eine Recheneinheit (7.1) der zentralen Steuereinrichtung (7) eine Sendeeinheit (16) und eine Empfangseinheit (17) aufweisen.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Sendeeinheiten (16) eine einstellbare Richtcharakteristik aufweist und insbesondere mechanisch und/oder elektrisch auf wenigstens eine der Empfangseinheiten (17) ausrichtbar ist.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung eine optische Verbindung, Funkverbindung, induktive Verbindung oder kapazitive Verbindung umfasst.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung eine Punkt-zu-Punkt-Topologie, Stern-Topologie, Ring-Topologie, Bus-Topologie und/oder Baum-Topologie umfasst.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung der wenigstens einen drahtlosen Kommunikationsverbindung als optische Verbindung die wenigstens eine Sendeeinheit (16) als Oberflächenemitter und/oder Leuchtdiode ausgebildet ist und/oder die wenigstens eine Empfangseinheit (17) als Fotodiode oder als Feld von Fotodioden ausgebildet ist.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung mehrere Funkkanäle vorhanden sind, die durch definierte Frequenzbänder und/oder durch Kodierungsmaßnahmen und/oder durch Zeitmanagement der Signalübertragung ausgebildet sind.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentralen Steuereinrichtungen (6) jeweils wenigstens eine Steuereinheit umfassen, wobei wenigstens eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen den Steuereinheiten der dezentralen Steuereinrichtungen (6) vorhanden ist.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Teilelemente (2) jeweils wenigstens einen Sensor (9) zur Erfassung wenigstens einer physikalischen Größe des optischen Teilelements (2) und/oder jeweils wenigstens einen Aktuator (10) zum Einstellen wenigstens einer physikalischen Größe des optischen Teilelements (2) umfassen.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (9) über einen Analog-Digital-Wandler (ADC) mit der zugeordneten dezentralen Steuereinrichtung (6) zum Austausch von Signalen verbunden ist und die dezentrale Steuereinrichtung (6) über einen Digital-Analog-Wandler (DAC) mit dem wenigstens einen zugeordneten Aktuator (10) zum Austausch von Signalen verbunden ist.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentralen Steuereinrichtungen (6) zur analogen und/oder digitalen Signalnachbearbeitung und/oder Signalaufbereitung eingerichtet sind.
Verfahren zur Manipulation eines optischen Elements (1, 108, 415, 416, 418, 419, 420) einer Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) für die Halbleiterlithographie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das manipulierbare optische Element (1, 108, 415, 416, 418, 419, 420) eine Mehrzahl von optischen Teilelementen (2) umfasst, welche bezüglich ihrer physikalischen Größen individuell gesteuert und/oder geregelt werden, wobei jeweils eine dezentrale Steuereinrichtung (6) ein optisches Teilelement (2) oder eine Gruppe (5) von optischen Teilelementen (2) steuert und/oder regelt und/oder eine physikalische Größe bezüglich des optischen Teilelements ausliest und eine zentrale Steuereinrichtung (7) mit den dezentralen Steuereinrichtungen (6) kommuniziert, wobei die zentrale Steuereinrichtung (7) mehrere Recheneinheiten (7.1) zur parallelen Ansteuerung der dezentralen Steuereinrichtungen (6) aufweist, und wobei die Recheneinheiten (7.1) der zentralen Steuereinrichtung (7) untereinander und/oder die zentrale Steuereinrichtung (7) und die dezentralen Steuereinrichtungen (6) miteinander drahtlos kommunizieren.