DE102017219151A1 - Method for tempering a component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren einer Komponente, wobei diese Komponente zwischen einem ersten System und einem zweiten System überführbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ermitteln eines nach Überführen der Komponente (131) von dem ersten System (110) in das zweite System (120) zu erwartenden Temperaturdrifts einer Temperatur der Komponente (131), und Modifizieren einer in dem ersten System (110) vorhandenen Temperatur und/oder einer in dem zweiten System (120) vorhandenen Temperatur derart, dass der sich nach Überführen der Komponente (131) von dem ersten System (110) in das zweite System (120) tatsächlich einstellende Temperaturdrift gegenüber dem zu erwartenden Temperaturdrift reduziert wird. The invention relates to a method for controlling the temperature of a component, wherein this component can be transferred between a first system and a second system, the method comprising the following steps: determining one after transferring the component (131) from the first system (110) to the second A system (120) for anticipating temperature drifts of a temperature of the component (131), and modifying a temperature present in the first system (110) and / or a temperature present in the second system (120) such that, after transfer of the component ( 131) is reduced from the first system (110) to the second system (120) actually adjusting temperature drift compared to the expected temperature drift.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren einer Komponente, wobei diese Komponente zwischen einem ersten System und einem zweiten System überführbar ist. Die Erfindung ist insbesondere in Anwendungen vorteilhaft realisierbar, bei welchen eine temperaturempfindliche Komponente auf eine möglichst gleichbleibende Referenztemperatur geregelt bzw. das Problem von Temperaturdriften beim Überführen der Komponente in unterschiedliche Systeme bzw. Kompartimente vermieden oder zumindest reduziert werden soll.The invention relates to a method for tempering a component, wherein this component between a first system and a second system is convertible. The invention can be advantageously implemented in particular in applications in which a temperature-sensitive component is regulated to a reference temperature which is as constant as possible or the problem of temperature drifts when transferring the component into different systems or compartments is to be avoided or at least reduced.
Stand der TechnikState of the art
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. The image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is hereby projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective in order to apply the mask structure to the photosensitive coating of the Transfer substrate.
In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.In EUV projected projection lenses, i. at wavelengths of e.g. about 13 nm or about 7 nm, mirrors are used as optical components for the imaging process, due to the lack of availability of suitable translucent refractive materials.
Ein in der Praxis beim Einsatz von Wechselkomponenten z.B. in solchen Messverfahren auftretendes Problem ist, dass eine hohe Empfindlichkeit der Messergebnisse im Hinblick auf Temperaturänderungen besteht, wobei zur Erzielung der erforderlichen Messgenauigkeiten eine Temperierung auf wenige Millikelvin zu fordern ist. Die Realisierung einer derart exakten Temperierung stellt wiederum in der Praxis eine anspruchsvolle Herausforderung dar. Eine Ursache hierfür ist, dass üblicherweise eine für einen aktuellen Messvorgang verwendete Wechselkomponente einem separaten, eine Mehrzahl unterschiedlicher Wechselkomponenten aufnehmenden Magazin entnommen und in das eigentliche Messsystem bzw. ein dieses Messsystem aufnehmendes Gehäuse überführt wird, wobei eine entsprechende thermale Anpassung der betreffenden Systeme (Magazin einerseits und Messsystem andererseits) durch die beiderseits vorhandenen und gegebenenfalls ebenfalls zeitlichen Schwankungen unterworfenen thermischen Lasten erschwert wird. Hinzu kommt, dass auch nach erfolgter Überführung der jeweiligen Wechselkomponente in das Messsystem dessen Annäherung an eine jeweilige Zieltemperatur aufgrund der relevanten Zeitkonstante typischerweise über einen Zeitraum von mehreren Stunden hinweg stattfindet mit der Folge, dass ein vergleichsweise langer Zeitraum erforderlich ist, bis eine ausreichend hohe Temperaturstabilität der betreffenden Wechselkomponente erreicht ist.A practice in the use of alternating components, e.g. In such measuring method occurring problem is that there is a high sensitivity of the measurement results in terms of temperature changes, to achieve the required measurement accuracy is to require a temperature of a few millikelvin. The realization of such an exact tempering again represents a demanding challenge in practice. One reason for this is that usually a change component used for a current measuring operation is taken from a separate magazine accommodating a plurality of different change components and into the actual measuring system or a measuring system accommodating housing is transferred, with a corresponding thermal adaptation of the systems concerned (magazine on the one hand and measuring system on the other hand) by the both sides existing and possibly also temporal variations subject to thermal loads difficult. In addition, even after the transfer of the respective change component into the measuring system, its approximation to a respective target temperature typically takes place over a period of several hours due to the relevant time constant, with the result that a comparatively long period of time is required until a sufficiently high temperature stability is achieved the relevant exchange component is reached.
Eine unzureichende Temperaturstabilität der Wechselkomponente hat jedoch unerwünschte Änderungen der optischen Eigenschaften wie z.B. thermisch induzierte Brechungsindexvariationen sowie mechanische Drifteffekte im Messaufbau und damit letztlich eine Fehlerhaftigkeit der Messung zur Folge.However, insufficient temperature stability of the alternating component has undesirable changes in optical properties, e.g. thermally induced refractive index variations as well as mechanical drift effects in the measurement setup and thus ultimately a defectiveness of the measurement result.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Temperieren einer Komponente bereitzustellen, wobei beim Überführen der Komponente zwischen einem ersten System und einem zweiten System Temperaturdriften reduziert und die damit einhergehenden, vorstehend beschriebenen Probleme zumindest weitgehend vermieden werden.Against the above background, it is an object of the present invention to provide a method for controlling the temperature of a component, wherein when transferring the component between a first system and a second system, temperature drifts are reduced and the associated problems described above are at least largely avoided.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of independent claim 1.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Temperieren einer Komponente, wobei diese Komponente zwischen einem ersten System und einem zweiten System überführbar ist, weist folgende Schritte auf:
- - Ermitteln eines nach Überführen der Komponente von dem ersten System in das zweite System zu erwartenden Temperaturdrifts einer Temperatur der Komponente; und
- - Modifizieren einer in dem ersten System vorhandenen Temperatur und/oder einer in dem zweiten System vorhandenen Temperatur derart, dass der sich nach Überführen der Komponente von dem ersten System in das zweite System tatsächlich einstellende Temperaturdrift gegenüber dem zu erwartenden Temperaturdrift reduziert wird.
- Determining a temperature drift of a temperature of the component to be expected after transfer of the component from the first system to the second system; and
- Modifying a temperature present in the first system and / or a temperature present in the second system in such a way that the temperature drift actually occurring after the component has been transferred from the first system to the second system is reduced compared to the expected temperature drift.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, zum Temperieren einer zwischen einem ersten und einem zweiten System überführbaren Komponente nicht etwa beide Systeme unter Vorgabe identischer Temperatur-Sollwerte anzusteuern (also z.B. den diesen Systemen jeweils zugeordneten Kühlvorrichtungen Kühlwasser der gleichen Temperatur zuzuführen), sondern zunächst den nach Überführen der Komponente von dem ersten System in das zweite System zu erwartenden Temperaturdrift zu ermitteln und basierend darauf die Temperatur in wenigstens einem der beiden Systeme zu modifizieren.The invention is based in particular on the concept that for tempering a component which can be converted between a first and a second system, not both systems are included To control setpoint identical temperature setpoints (ie, for example, the cooling systems associated with these systems to supply cooling water of the same temperature), but first to determine the expected after transferring the component of the first system in the second system temperature drift and based on the temperature in at least one of the two systems.
Sowohl hinsichtlich der besagten Ermittlung des zu erwartenden Temperaturdrifts als auch der im Anschluss hieran erfolgenden Modifikation der in dem ersten System und/oder dem zweiten System vorhandenen Temperatur sind erfindungsgemäß wie im Weiteren noch näher beschrieben unterschiedliche Strategien möglich.Both with regard to the determination of the expected temperature drift and the subsequent modification of the temperature present in the first system and / or the second system, different strategies are possible according to the invention as described in more detail below.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Durchführen von Temperaturmessungen unter Verwendung eines an der Komponente angebrachten Sensors vor und/oder nach dem Überführen der Komponente von dem ersten System in das zweite System erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine in dem ersten System aktuell vorhandene Temperatur und/oder eine in dem zweiten System aktuell vorhandene Temperatur gemessen werden. In one embodiment, temperature measurements may be taken using a sensor attached to the component before and / or after the component is transferred from the first system to the second system. Alternatively or additionally, it is also possible to measure a temperature currently present in the first system and / or a temperature currently present in the second system.
Des Weiteren kann (gegebenenfalls auch in Kombination mit den vorstehend genannten Ausführungsformen) ein prädiktives Modell zur Vorhersage einer zeitlichen Entwicklung der Temperatur der Komponente nach dem Überführen der Komponente von dem ersten System in das zweite System aufgestellt werden.Furthermore, (optionally also in combination with the aforementioned embodiments) a predictive model for predicting a temporal evolution of the temperature of the component after transferring the component from the first system to the second system can be set up.
Was den Schritt des Modifizierens einer in dem ersten System vorhandenen Temperatur und/oder einer in dem zweiten System vorhandenen Temperatur betrifft, so kann dieser Schritt durch Modifizieren des Sollwertes einer entsprechenden Temperaturregelung, alternativ oder zusätzlich aber auch durch Modifizieren des Betriebs wenigstens eines in dem ersten System und/oder in dem zweiten System vorhandenen Bauteils (unter entsprechender Änderung der betreffenden thermischen Last) erfolgen.As regards the step of modifying a temperature present in the first system and / or a temperature present in the second system, this step may be modified by modifying the setpoint of a corresponding temperature control, alternatively or additionally by modifying the operation of at least one in the first System and / or in the second system existing component (with a corresponding change of the relevant thermal load).
In Ausführungsformen der Erfindung weist die Komponente eine optische Komponente, insbesondere eine an eine Prüflingsgeometrie angepasste optische Wechselkomponente auf.
Die Formulierung „Anpassung an eine Prüflingsgeometrie“ ist dabei insbesondere so zu verstehen, dass etwa in einer Kompensationsoptik bei Wechsel des Prüflings bzw. zur Messung eines Prüflings mit anderer Geometrie bzw. Topographie auch die betreffende (optische Wechsel-)Komponente gewechselt wird. Beispielsweise kann es sich bei der optischen Wechselkomponente um einen Kalibrierspiegel handeln, wobei je nach zu vermessendem Prüfling ein Wechsel zwischen Kalibrierspiegeln unterschiedlicher Krümmungsradien und Durchmesser erfolgt.In embodiments of the invention, the component has an optical component, in particular an optical component which is adapted to a specimen geometry.
The wording "adaptation to a specimen geometry" is to be understood in particular as meaning that, for example, in a compensation optics when changing the specimen or for measuring a specimen with a different geometry or topography, the relevant (optical alternating) component is also changed. By way of example, the optical alternating component may be a calibration mirror, with a change taking place between calibration mirrors of different radii of curvature and diameter, depending on the specimen to be measured.
Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern grundsätzlich auch in anderen Anwendungen vorteilhaft realisierbar, bei welchen eine temperaturempfindliche Komponente auf eine möglichst gleichbleibende Referenztemperatur geregelt bzw. das Problem von Temperaturdriften beim Überführen der Komponente in unterschiedliche Systeme bzw. Kompartimente vermieden oder zumindest reduziert werden soll.However, the invention is not limited to this, but in principle can also be implemented advantageously in other applications in which a temperature-sensitive component is regulated to a constant reference temperature or the problem of temperature drifts when transferring the component into different systems or compartments should be avoided or at least reduced ,
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
Figurenlistelist of figures
Es zeigen:
-
1-4 schematische Darstellungen zur Erläuterung beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und -
5 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage.
-
1-4 schematic representations for explaining exemplary embodiments of the present invention; and -
5 a schematic representation of a designed for operation in the EUV projection exposure system.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Gemäß
Bei dem im Rahmen der Erfindung geprüften Spiegel kann es sich z.B. um einen beliebigen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage
In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei einer erfindungsgemäß zu temperierenden Komponente
Um hierbei nun Temperaturdrift-Effekte und damit einhergehende Beeinträchtigungen der Messgenauigkeit bei der interferometrischen Messung möglichst gering zu halten, werden im Folgenden unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben. Diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass nicht etwa beide Systeme
Gemäß einer ersten (im Flussdiagramm von
Gemäß einer weiteren (im Flussdiagramm von
In einer weiteren Ausführungsform (welche wiederum in Kombination mit einer oder beiden der vorstehend anhand von
Das prädiktive Modell kann basierend auf experimentellen Daten (z.B. betreffend das zeitliche Verhalten der Messanordnung bzw. des diese aufnehmenden Gehäuses in Abhängigkeit von den mit der Messanordnung durchgeführten Messungen) und/oder basierend auf theoretischen Analysen aufgestellt werden. Dabei können ggf. auch Messsignale weiterer Sensoren z.B. betreffend die Temperatur in der Umgebung bzw. im Reinraum und/oder die Temperatur der Gehäusewand bzw. des die Messanordnung aufnehmenden Gehäuses bei der Aufstellung des Modells berücksichtigt werden. Des Weiteren kann bei der Aufstellung des Modells dem Umstand Rechnung getragen werden, dass unterschiedliche Positionen der Komponenten in dem ersten System bzw. Magazin aufgrund der unterschiedlichen Nähe zu den vorhandenen thermalen Lasten zu unterschiedliche Offset-Werten nach Überführen der Komponente von dem ersten System
In einer weiteren Ausführungsform können die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bzw. Schritte auch wie folgt kombiniert werden:In a further embodiment, the embodiments or steps described above can also be combined as follows:
In einer ersten Stufe kann zunächst analog zu
Anschließend kann die Temperatur der betreffenden, in das zweite System
Schließlich kann auf Basis der in den vorstehenden Schritten erhaltenen Daten - sowie ggf. weiteren Daten über die Messaktivitäten der Messanordnung - ein prädiktives Modell aufgestellt werden, wobei mit diesem Modell die weitere zeitliche Entwicklung der Temperatur einer aktuell oder zukünftig in der Messanordnung eingesetzten (Wechsel-) Komponente vorhergesagt und wiederum als Grundlage für ein Modifizieren der in dem ersten System
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.While the invention has been described in terms of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments, e.g. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is to be limited only in terms of the appended claims and their equivalents.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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