DE102021212018B3

DE102021212018B3 - Projektionsbelichtungsanlage, Verfahren zum Betreiben der Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102021212018B3
Application number: DE102021212018.0A
Authority: DE
Inventors: Dirk Ehm; Tobias Harter; Heiner Zwickel; Matthias Hillenbrand
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-10-25
Filing date: 2021-10-25
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2041-10-26
Also published as: TW202332998A; WO2023072745A1

Abstract

Projektionsbelichtungsanlage (100) für die Mikrolithografie, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, aufweisend ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse (101) und zumindest eine in dem Gehäuse (101) angeordnete optische Komponente (102, 128) sowie zumindest ein in dem Gehäuse angeordnetes Druckerfassungselement (113) zur Erfassung eines Druckes innerhalb des Gehäuses (101). Es ist vorgesehen, dass das Druckerfassungselement (113) ein photonischer Drucksensor ist (114, 503).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, aufweisend ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse und zumindest eine in dem Gehäuse angeordnete optische Komponente sowie zumindest eine in dem Innenraum angeordnete Druckmesseinheit.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben der Projektionsbelichtungsanlage.
Hintergrund der Erfindung
Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithografie werden zur Herstellung von mikrostrukturierten oder nanostrukturierten Bauteilen der Mikroelektronik oder Mikrosystemtechnik eingesetzt. Um Bauteile mit extrem klein dimensionierten Strukturen im Nanometer- und Mikrometerbereich exakt herstellen zu können, muss eine entsprechende Projektionsbelichtungsanlage Strukturen, die auf einem Retikel enthalten sind, in exakter Weise auf ein Substrat, beispielsweise einen Wafer, abbilden können.
In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsbelichtungsanlagen wird üblicherweise eine Wellenlänge von 13,5 nm genutzt, um eine entsprechende Auflösung auf dem Substrat zu erreichen. Mangels geeigneter lichtdurchlässiger Materialen in diesem Wellenlängenbereich kommen Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess zum Einsatz. Durch die geringe Transmission aller Gase bei Wellenlängen im Bereich von 13,5 nm ist es erforderlich, derart ausgelegte Projektionsbelichtungsanlagen unter Vakuumdruckbedingungen zu betreiben.
Aufgrund der geforderten Auflösung für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen ist es erforderlich, dass die optischen Elemente beziehungsweise optischen Komponenten, insbesondere Spiegel, der Projektionsbelichtungsanlage möglichst keine Kontaminationen oder Verunreinigungen auf deren aktiven optischen Flächen aufweisen, um durch Verunreinigungen bedingte Einschränkungen der Abbildungsqualität zu vermeiden.
Zur Vermeidung von Kontaminationen herrscht in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage typischerweise eine Gasatmosphäre, insbesondere eine Wasserstoffatmosphäre, vor.
Für den Einsatz von Drucksensoren innerhalb von Anlagengehäusen von Projektionsbelichtungsanlagen wird auf die Druckschriften US 2002/0051124 A1 und US 2003/0020888 A1 verwiesen. Weiterhin offenbaren die Druckschriften US 2008/0087094 A1 , US 2012/0120380 A1 und US 2019/0086202 A1 Drucksensoren als Teil von Abstandssensoren für die Anwendung von Projektionsbelichtungsanlagen innerhalb der Mikrolithographie.
Die Druckschrift WO 2008/034582 A2 beschreibt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, welche ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse und zumindest eine in dem Gehäuse angeordnete optische Komponente sowie zumindest eine in dem Innenraum angeordnete Druckmesseinheit aufweist. Die Druckmesseinheit ist als Restgasanalysator ausgebildet, durch welche ein Druck, insbesondere ein Wasserstoffatmosphärendruck, erfasst wird. Derartige Restgasanalysatoren sind aufgrund von Bauraumrestriktionen der Projektionsbelichtungsanlage jedoch nur in äußerst geringer Anzahl und nur in wenigen bestimmten Bereichen der Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere nicht direkt an den optischen Komponenten, zur Druckerfassung einsetzbar. Da eine Druckerfassung durch den Restgasanalysator nur in unmittelbarer Umgebung des Restgasanalysators selbst erfolgt und bauraumbedingt die Anzahl von Restgasanalysatoren begrenzt ist, erfolgt eine Bestimmung einer Druckverteilung im Innenraum typischerweise durch computergestützte Simulationen, beispielsweise durch das sogenannte Computional Fluid Dynamics (CFD) Verfahren. Eine Verifikation der Simulationen durch experimentelle Messungen, insbesondere durch Verwendung einer Vielzahl von Restgasanalysatoren, ist, wie oben beschrieben, nicht möglich.
Aufgrund dessen sind sowohl der Druck, insbesondere der Druck der Gasatmosphäre oder Wasserstoffatmosphäre, als auch Veränderungen des Druckes im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage nicht für jeden Ort der Projektionsbelichtungsanlage exakt bestimmbar oder ermittelbar. Eine Kenntnis über den Druck, insbesondere über Druckveränderungen, ist in bestimmten Bereichen der Projektionsbelichtungsanlage jedoch eine wichtige und kritische Information, da der Druck einen direkten Einfluss auf die Kontamination der optischen Komponenten, eine Positioniergenauigkeit einer jeweiligen optischen Komponente, eine Auswahl eines Materials der optischen Komponente und/oder eine Nulldurchgangs-Temperatur der jeweiligen optischen Komponente hat oder haben kann.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine für die Betriebsbedingungen der Projektionsbelichtungsanlage geeignete, robuste und platzsparende Vorrichtung zur Erfassung des Druckes innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist das Druckerfassungselement als photonischer Drucksensor ausgebildet. Vorliegend bedeutet „photonischer Drucksensor“ eine sensorische Einheit, die auf Basis einer oder mehrerer Lichtinformationen einen Druck erfasst oder ermittelt. Diese Lichtinformation kann beispielsweise eine Intensitätsinformation, eine Phaseninformation, eine Polarisationsinformation und/oder eine Wellenlängeninformation sein. Der Vorteil hierbei ist, dass der photonische Drucksensor besonders kompakt und bauraumsparend ausbildbar ist. Dies gewährleistet zum einen, dass eine Vielzahl von photonischen Drucksensoren im Innenraum der Projektionsbelichtungsanlage anordenbar sind, und zum anderen, dass eine besonders genaue Druckbestimmung an insbesondere mehreren, vorzugsweise beliebig vielen, Orten innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage durchführbar ist. Insbesondere der Einsatz mehrerer photonischer Drucksensoren ermöglicht eine insbesondere kontinuierliche Ermittelbarkeit des Druckes oder einer Druckverteilung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage. Durch eine kontinuierliche Ermittlung der Druckverteilung sind Dynamiken, insbesondere Druckdynamiken, im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage erfassbar oder ermittelbar. Weiterhin sind in Abhängigkeit der Kenntnis dieser Dynamiken Maßnahmen einleitbar, um einem kritischen oder kontaminationsfördernden Druck oder einer entsprechend kritischen Druckänderung entgegenzuwirken. Die kompakte und baumraumsparende Ausbildbarkeit des photonischen Drucksensors hat zudem den Vorteil, dass ein Kontaminationsbeitrag des Drucksensors selbst minimal ist. „Druck“ bedeutet vorliegend einen sich aus mehreren Partialdrücken zusammensetzenden Gesamtdruck oder einen bestimmten Partialdruck, beispielsweise einen Wasserstoffpartialdruck.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Projektionsbelichtungsanlage zumindest ein in dem Gehäuse angeordnetes Teilgehäuse auf, wobei dieses Teilgehäuse die zumindest eine optische Komponente der Projektionsbelichtungsanlage zumindest teilweise umschließt, und wobei der photonische Drucksensor einen Druck innerhalb des Teilgehäuses erfasst. Der Vorteil hierbei ist, dass der Druck oder Partialdruck an einem vorgebbaren Ort in der Nähe oder im Bereich der optischen Komponente erfassbar ist. Dies liefert Druckinformationen und in Abhängigkeit dessen insbesondere auch Kontaminationsinformationen für jenen Ort oder jene Komponente, an welchem eine Kontamination einen besonders kritischen Einfluss haben kann. Vorzugsweise ist der Drucksensor innerhalb des Teilgehäuses, beispielsweise an einer Wand des Teilgehäuses, angeordnet. Vorzugsweise weist die Projektionsbelichtungsanlage mehrere Teilgehäuse auf, wobei jedes der Teilgehäuse jeweils eine optische Komponente zumindest teilweise umschließt, und wobei in jedem der Teilgehäuse jeweils zumindest ein Drucksensor angeordnet ist. Dies gewährleistet die Ermittelbarkeit einer Druckverteilung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage. Vorzugsweise bildet das Teilgehäuse eine Vakuum-Teilumgebung beziehungsweise ein sogenanntes „mini-environment“ um die jeweilige optische Komponente herum.
Gemäß einer Ausführungsform ist der photonische Drucksensor an der optischen Komponente angeordnet oder anordenbar. Der Vorteil hierbei ist, dass der Druck oder Partialdruck unmittelbar beziehungsweise direkt an der optischen Komponente erfassbar ist. Dies gewährleistet eine besonders genaue Kenntnis des Druckes oder Partialdruckes an jenem Ort, an welchem eine Kontamination einen besonders kritischen Einfluss haben kann, insbesondere an der optischen Oberfläche beziehungsweise der lichtreflektierenden Seite der optischen Komponente.
Gemäß einer Weiterbildung weist der photonische Drucksensor zumindest ein optisches Wellenleiterelement und/oder zumindest ein optisches Sensorelement auf. Das optische Wellenleiterelement ist vorzugsweise aus einem Glasmaterial, Polymermaterial und/oder aus Siliziumnitrid gebildet. Das optische Wellenleiterelement dient dazu, in das Wellenleiterelement eingekoppeltes Licht oder eingekoppelte Lichtstrahlung zu führen. Das optische Sensorelement ist insbesondere ein Photodetektor oder eine 4-Quadranten-Diode.
Gemäß einer Ausführungsform ist der photonische Drucksensor membranbasiert, wobei der Drucksensor eine deformierbare Membran aufweist und wobei eine Deformation der Membran in Abhängigkeit des Druckes erfolgt. Eine Druckänderung im Innenraum, insbesondere innerhalb des Gehäuses und/oder Teilgehäuses, führt also zu einer erfassbaren oder ermittelbaren Deformation beziehungsweise Deformationsänderung der Membran. In Abhängigkeit von Membranparametern, insbesondere in Abhängigkeit eines Membranmaterials, einer Membranmaterialdicke oder einer Membranflexibilität, ist ein vorgebbares Ansprechverhalten oder eine vorgebbare Membransensitivität realisierbar. Der membranbasierte Drucksensor weist vorzugsweise ein Substrat, insbesondere ein Halbleitersubstrat, auf, in welchem eine Kavität ausgebildet ist, die durch die Membran bedeckt oder verschlossen ist. Vorzugsweise weist die Kavität einen vorgebbaren Kavitätsdruck oder Referenzdruck auf.
Gemäß einer Ausführungsform ist der membranbasierte photonische Drucksensor derart ausgebildet, dass das zumindest eine optische Wellenleiterelement und/oder das optische Sensorelement mit der deformierbaren Membran gekoppelt oder koppelbar ist. Der Vorteil hierbei ist, dass der Druck oder eine Druckänderung auf einfache Art und Weise erfassbar ist. „Gekoppelt“ bedeutet vorliegend, dass eine Wirkverbindung zwischen der Membran und dem Wellenleiterelement und/oder zwischen der Membran und dem Sensorelement besteht. Die Wirkverbindung ist insbesondere eine optische und/oder mechanische Wirkverbindung. Optional ist zusätzlich das zumindest eine optische Wellenleiterelement mit zumindest einem weiteren optischen Wellenleiterelement gekoppelt oder koppelbar.
Gemäß einer Weiterbildung ist der photonische Drucksensor nicht-membranbasiert ausgebildet und erfasst in Abhängigkeit einer Brechzahländerung eines Referenzelements, welches eine vorgegebene oder vorgebbare Referenzbrechzahl aufweist, den Druck. Das Referenzelement, insbesondere das Referenzelementmaterial, weist eine vorgegebene oder vorgebbare Brechzahl oder Referenzbrechzahl auf, welche sich in Abhängigkeit einer Druckänderung verändert oder verändern kann. Das Referenzelement ist insbesondere das aus Glasmaterial, Polymermaterial und/oder Siliziumnitrid gebildete Wellenleiterelement, vorzugsweise der Mantel des Wellenleiterelements. Optional weist das Referenzelement, insbesondere der Mantel des Wellenleiterelements, eine für Wasserstoff oder ein anderes Element permeable Beschichtung auf. Alternativ oder zusätzlich ist der membranbasierte photonische Drucksensor dazu ausgebildet, in Abhängigkeit einer Brechzahländerung eines Referenzelements, welches eine vorgegebene oder vorgebbare Referenzbrechzahl aufweist, den Druck zu erfassen.
Gemäß einer Weiterbildung ist der photonische Drucksensor Bestandteil einer optischen Druckerfassungseinheit, wobei die Druckerfassungseinheit zumindest eine Lichtquelle sowie zumindest ein Lichterfassungselement aufweist. Die Lichtquelle dient der Erzeugung von Licht, welches in das Wellenleiterelement des Drucksensor eingeleitet und durch das Wellenleiterelement geführt wird. Die Lichtquelle ist beispielsweise ein Laser oder eine Laserdiode, insbesondere ein statischer oder abstimmbarer Laser. Optional ist die Lichtquelle eine breitbandige Lichtquelle. Das Lichterfassungselement dient dem Erfassen des durch das Wellenleiterelement geführten Lichts. Das Lichterfassungselement ist beispielsweise ein Photodetektor zur Erfassung einer Lichtintensität oder eines Interferogramms oder ein Spektrometer zur Erfassung einer vorgebbaren Wellenlänge, insbesondere einer Resonanzwellenlänge.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Drucksensor dazu ausgebildet, einen Druck von mindestens 0,1 Pa und höchstens 1000 Pa, bevorzugt mindestens 1 Pa und höchstens 200 Pa, besonders bevorzugt mindestens 1 Pa und höchstens 20 Pa zu erfassen.
Gemäß einer Weiterbildung ist die zumindest eine optische Komponente in einer Wasserstoffatmosphäre angeordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Projektionsbelichtungsanlage zeichnet sich durch die Merkmale des aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem photonischen Drucksensor gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit mehreren photonischen Drucksensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel,
3A bis 3G verschiedene beispielhafte Varianten eines membranbasierten photonischen Drucksensors für den Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage,
4A und 4B verschiedene beispielhafte Varianten eines nicht-membranbasierten photonischen Drucksensors für den Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage, und
5 eine schematische Darstellung einer optischen Druckerfassungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Projektionsbelichtungsanlage 100, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, für die Mikrolithografie. Die Projektionsbelichtungsanlage 100 weist ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse 101, zumindest eine, vorliegend mehrere, in dem Gehäuse 101 angeordnete optische Komponenten 102 bis 112, insbesondere Spiegel, sowie zumindest ein in dem Gehäuse 101 angeordnetes Druckerfassungselement 113 zur Erfassung eines Druckes innerhalb des Gehäuses 101 auf. Das Druckerfassungselement 113 ist als photonischer Drucksensor 114 ausgebildet.
Die Projektionsbelichtungsanlage 100 weist gemäß dem Ausführungsbeispiel weiterhin eine Strahlungsquelle 115, insbesondere eine EUV-Lichtquelle, ein Beleuchtungssystem 116 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 117 in einer Objektebene 118 sowie ein Projektionssystem 119 auf. Durch das Beleuchtungssystem 116 wird ein im Objektfeld 117 angeordnetes oder anordenbares Retikel 120 beleuchtet, das von einem Retikelhalter 121 gehalten ist. Das Projektionssystem 119 dient zur Abbildung des Objektfeldes 117 in ein Bildfeld 122 in einer Bildebene 123. Abgebildet wird eine Struktur des Retikels 120 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 122 in der Bildebene 123 angeordneten Wafers 124, der von einem Waferhalter 125 gehalten ist. Der Wafer ist insbesondere aus einem Halbleitermaterial gebildet, beispielsweise aus Silizium.
Die Strahlungsquelle 115 emittiert EUV-Strahlung 126, insbesondere im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere 13,5 nm. Zur Steuerung des Strahlungswegs der EUV-Strahlung 126 ist vorzugsweise zumindest eine der optischen Komponenten 102 bis 112, insbesondere jede der optischen Komponenten 102 bis 112, ansteuerbar, insbesondere zur jeweiligen Ausrichtbarkeit oder Positionierbarkeit, ausgebildet.
Die mit der Strahlungsquelle 115 erzeugte EUV-Strahlung 126 wird mittels eines in der Strahlungsquelle 115 integrierten, hier nicht dargestellten Kollektorspiegels derart ausgerichtet, dass die EUV-Strahlung 126 im Bereich einer Zwischenfokusebene einen Zwischenfokus 127 durchläuft, bevor die EUV-Strahlung 126 anschließend auf eine erste der optischen Komponenten 102, vorliegend einen Feldfacettenspiegel 128, trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 128 wird die EUV-Strahlung 126 auf eine zweite der optischen Komponenten 103, vorliegend einen Pupillenfacettenspiegel 129, geleitet. Anschließend wird das Licht durch die weiteren optischen Komponenten 104, 105, 106 zum Objektfeld 117 geleitet.
Das in dem Objektfeld 117 angeordnete oder anordenbare Retikel 120 ist beispielsweise eine reflektive Photomaske, die reflektierende und nicht reflektierende oder zumindest weniger stark reflektierende Bereiche zur Erzeugung mindestens einer abzubildenden Struktur aufweist. Alternativ ist das Retikel 120 durch eine Mehrzahl von Mikrospiegeln gebildet, welche in einer ein- oder mehrdimensionalen Anordnung angeordnet sind und welche vorzugsweise um mindestens eine Achse bewegbar sind.
Das Retikel 120 reflektiert einen Teil der von dem Beleuchtungssystem 116 kommenden EUV-Strahlung 126 in das Projektionssystem 119 und formt das in das Projektionssystem 119 reflektierte Licht derart, dass die Information über die Struktur des Retikels 120 mittels des Projektionssystems 119 auf die Bildebene 123 übertragen wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Projektionsobjektiv 119, ohne auf diese Anzahl beschränkt zu sein, sechs optische Komponenten beziehungsweise optische Elemente 107 bis 112 auf.
Die Projektionsbelichtungsanlage 100 weist zumindest ein in dem Gehäuse 101 angeordnetes Teilgehäuse 130 auf, wobei dieses Teilgehäuse 130 zumindest eine optische Komponente 102, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Feldfacettenspiegel 128, zumindest teilweise umschließt. Das Teilgehäuse 130 dient dazu, eine Kontamination des durch das Teilgehäuse 130 zumindest teilweise umschlossenen Bereichs, insbesondere eine Kontamination der optischen Komponente 102, 128, zu vermeiden oder zumindest zu minimieren.
An das Teilgehäuse 130 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Spülgaseinheit 131 angeschlossen oder anschließbar zur Beaufschlagung des Innenraums des Teilgehäuses 130 mit einem Spülgas 132, beispielsweise Wasserstoff (H2) oder Kohlenmonoxid (CO). Das Spülgas 132 gewährleistet, dass die optische Komponente 102, 128, insbesondere die Oberfläche oder lichtreflektierende Seite der optischen Komponente 102, 128, in einer Wasserstoffatmosphäre angeordnet ist und somit vor potentiellen Kontaminanten geschützt und/oder von diesen gereinigt wird oder werden kann.
Der Drucksensor ist insbesondere dazu ausgebildet, einen Druck von mindestens 0,1 Pa und höchstens 1000 Pa, bevorzugt mindestens 1 Pa und höchstens 200 Pa, besonders bevorzugt mindestens 1 Pa und höchstens 20 Pa zu erfassen.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der photonische Drucksensor insbesondere direkt an der optischen Komponente 102, vorliegend dem Feldfacettenspiegel 128, angeordnet. Alternativ ist der photonische Drucksensor 114 an jeder beliebigen Stelle innerhalb des Teilgehäuses 130 oder Gehäuses 101 angeordnet oder anordenbar.
Alternativ ist die Projektionsbelichtungsanlage als DUV-Projektionsbelichtungsanlage ausgebildet, wobei in diesem Fall die optischen Komponenten insbesondere als Linsen und/oder Spiegel ausgebildet sind.
Die Darstellung bzw. Positionierung des Teilgehäuses 130 in 1 ist exemplarisch zu verstehen. Optional sind auch die Strahlungsquelle 115, der Retikelhalter 121 samt Retikel 120 und/oder der Waferhalter 125 samt Wafer 124 und/oder das Beleuchtungssystem 116 und/oder das Projektionssystem 119 durch ein Teilgehäuse 130 zumindest teilweise umschlossen oder umschließbar. Dies ermöglicht eine Druckbestimmung mittels entsprechend in diesen Teilgehäusen angeordneten Drucksensoren auch an diesen Stellen. Optional weist die Projektionsbelichtungsanlage kein Teilgehäuse 130 auf, wobei dann der zumindest eine photonische Drucksensor 114 an einer beliebigen Stelle innerhalb des Gehäuses 101 angeordnet oder anordenbar ist.
Alternativ zum photonischen Drucksensor ist das zumindest eine Druckerfassungselement ein Pirani-Drucksensor, insbesondere ein Miniatur-Pirani-Drucksensor. Der Pirani-Drucksensor ist insbesondere ein Infrarot-Sensor mit zumindest einer Thermosäule. Die Thermosäule dient zur Messung einer Temperatur eines Objekts durch Erfassung einer Infrarotstrahlung des Objekts. Das Objekt ist beispielsweise eine optische Komponente der Projektionsbelichtungsanlage.
2 zeigt die im Zusammenhang mit 1 beschriebene Projektionsbelichtungsanlage, wobei gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Projektionsbelichtungsanlage neben dem Teilgehäuse 130 weitere Teilgehäuse 133, 134, 135 und 136 aufweist. Jedes der weiteren Teilgehäuse 133, 134, 135, 136 ist vorliegend jeweils einer der optischen Komponenten 103, 104, 105, 106 des Beleuchtungssystems 116 zugeordnet. Vorzugsweise weist jedes der Teilgehäuse 133 - 136 jeweils einen photonischen Drucksensor 137, 138, 139, 140 auf, wobei insbesondere jeder der Drucksensoren 137 - 140 direkt an der jeweiligen optischen Komponente 103, 104, 105 und 106 angeordnet ist. Dies gewährleistet, dass für das gesamte Beleuchtungssystem 116 eine genaue und insbesondere kontinuierliche Druckermittlung insbesondere während eines Betriebs durchführbar ist. Optional weist zumindest eine der weiteren oder jedes der weiteren Teilgehäuse zumindest eine daran angeschlossene Spülgaseinheit auf.
Zusätzlich oder alternativ ist zumindest einer optischen Komponente 107, 108, 109, 110, 111, 112 insbesondere allen optischen Komponenten 107 - 112 des Projektionssystems 119 zumindest ein Teilgehäuse 130 zugeordnet.
Vorzugsweise sind zwei im Strahlengang der EUV-Strahlung 126 benachbarte Teilgehäuse direkt miteinander verbunden. Optional weisen zwei im Strahlengang der EUV-Strahlung 126 benachbarte Teilgehäuse eine gemeinsame Öffnung zum Durchlassen von EUV-Strahlung 126 und/oder von Spülgas auf. Dies gewährleistet insbesondere eine gezielte Verteilbarkeit des Spülgases an kontaminationskritische Stellen, insbesondere die lichtreflektierenden Oberflächen der jeweiligen optischen Komponenten des Beleuchtungssystems 116 und/oder des Projektionssystems 119. Im Falle zweier benachbarter Teilgehäuse ist vorzugsweise zumindest ein photonischer Drucksensoren an einer Verbindungsstelle und/oder im Bereich der gemeinsamen Öffnung positioniert oder positionierbar. Besonders vorteilhaft ist dies in den Bereichen bzw. Verbindungsstellen des Retikelhalters 121, des Waferhalter 125 und/oder des Zwischenfokus 127. Optional umschließt ein Teilgehäuse zumindest zwei optische Komponenten zumindest teilweise.
3A bis 3G zeigen unterschiedliche Varianten eines membranbasierten photonischen Drucksensors. Jeder der membranbasierten Drucksensoren weist eine Kavität auf, die in einem Substrat, insbesondere Halbleitersubstrat, des Drucksensors ausgebildet ist. Die Kavität ist durch die Membran bedeckt oder verschlossen. Die Kavität weist einen vorgebbaren Kavitätsdruck oder Referenzdruck auf. Die Membran ist deformierbar, wobei eine Deformation der Membran in Abhängigkeit eines Druckes P oder einer Druckänderung im Innenraum des Gehäuses und/oder Teilgehäuses erfolgt.
3A zeigt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einen membranbasierten photonischen Drucksensor 300a, welcher zumindest ein optisches Wellenleiterelement 301 a, beispielsweise eine Glasfaser, aufweist. Das optische Wellenleiterelement 301a ist vorliegend mit einer hier nicht dargestellten Lichtquelle verbunden, durch welche Licht in das optische Wellenleiterelement 301a eingestrahlt wird. Das optische Wellenleiterelement 301 a des Drucksensors 300a ist vorliegend derart mit einer deformierbaren Membran 302a gekoppelt, insbesondere mechanisch gekoppelt, dass das optische Wellenleiterelement 301a in der Membran 302a angeordnet ist. In Abhängigkeit einer druckabhängigen Deformation der Membran 302a wird das optische Wellenleiterelement 301a ebenfalls deformiert, insbesondere in Bezug auf dessen geometrische Länge, beispielsweise durch eine Dehnung oder Stauchung. Eine Deformation der Membran 302a beeinflusst das durch das Wellenleiterelement 301a geführte Licht derart, insbesondere durch Änderung von Totalreflexionseigenschaften des Wellenleiterelements, dass sich eine Lichtintensität oder eine Resonanzwellenlänge des durch das Wellenleiterelement 301a geführten Lichts ändert oder ändern kann.
Die Erfassung der Lichtintensität erfolgt mittels eines hier nicht dargestellten Lichterfassungselements, beispielsweise einem Photodetektor oder einem Interferometer. Die Erfassung der Resonanzwellenlänge erfolgt vorzugsweise durch ein Spektrometer. Optional oder alternativ wird eine Phase beziehungsweise eine durch Änderung der geometrischen Länge des Wellenleiterelements 301a bewirkte Phasenänderung oder Laufzeitänderung des Lichts erfasst. Die Phasenänderung oder Laufzeitänderung ist beispielsweise durch ein Interferometer, insbesondere ein Mach-Zehnder-Interferometer oder Multimode-Interferometer, oder durch eine Resonanzanordnung, beispielsweise einen Ringresonator, einen Racetrack-Resonator oder einen Fabry-Perot Resonator erfassbar oder ermittelbar.
In Abhängigkeit der erfassten Lichtintensität oder Lichtintensitätsinformation, der erfassten Resonanzwellenlänge oder Wellenlängeninformation, der erfassten Phase und/oder Phaseninformation wird der Druck ermittelt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird auf Basis einer erfassten Ist-Lichtintensität der Druck erfasst oder ermittelt. Vorzugsweise wird in diesem Fall auf eine Abweichung der erfassten Ist-Lichtintensität zu einer vorgebbaren Soll-Lichtintensität überwacht. In dem Fall, dass die erfasste Ist-Lichtintensität eine Abweichung zu der Soll-Lichtintensität aufweist, die größer als eine vorgebbare Grenzabweichung ist, oder in dem Fall, dass die Ist-Lichtintensität ungleich der Soll-Lichtintensität ist, wird eine Druckänderung bestimmt oder ermittelt.
Die Anordnung des Wellenleiterelements 301a in der Membran 302a hat den Vorteil, dass das Wellenleiterelement zumindest im Bereich der Membran vor äußeren Einflüssen im Wesentlichen abgeschirmt ist.
3B zeigt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel einen membranbasierten photonischen Drucksensor 300b, welcher zumindest ein optisches Wellenleiterelement 301b aufweist. Das Wellenleiterelement 301b ist vorliegend auf einem Boden einer Kavität 303b beziehungsweise des Drucksensors 300b angeordnet. Das Wellenleiterelement 301b weist eine vorgebbare Brechzahl oder Referenzbrechzahl auf, welche sich in Abhängigkeit einer Druckänderung verändert oder verändern kann. In dem Fall, dass eine Wasserstoffatmosphäre im Innenraum der Kavität 303b vorliegt, erfolgt die Änderung der Brechzahl insbesondere in Abhängigkeit einer druckbedingten Zunahme oder Abnahme einer Wasserstoffkonzentration auf oder in dem Mantelmaterial des Wellenleiterelements 301b. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Änderung der Referenzbrechzahl in Abhängigkeit eines anderen inerten Gases oder Elements, beispielsweise Stickstoff. Die Brechzahländerung beeinflusst das durch das Wellenleiterelement 301b geführte Licht, insbesondere eine Lichtintensität, die durch ein Lichterfassungselement erfasst wird oder erfassbar ist. Auf Basis der erfassten Lichtintensität wird der Druck oder eine Druckänderung ermittelt. Alternativ beeinflusst die Brechzahländerung eine Resonanzwellenlänge des durch das Wellenleiterelement geführten Lichts, wobei die Resonanzwellenlänge durch ein Spektrometer erfasst wird oder erfassbar ist.
Optional weist das Wellenleiterelement 301b, insbesondere der Mantel des Wellenleiterelements 301b, eine Beschichtung auf, beispielsweise eine Nanoporenbeschichtung oder eine metallorganische Beschichtung, die permeabel oder durchlässig für insbesondere Wasserstoff ist.
3C zeigt gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel einen membranbasierten photonischen Drucksensor 300c, welcher zwei optische Wellenleiterelemente 301c1, 301c2 aufweist. Die zwei Wellenleiterelemente 301c1 und 301c2 sind beabstandet innerhalb eines durch eine Membran 302c gekapselten Innenraums 303c zueinander angeordnet und vorliegend lichtsignaltechnisch miteinander gekoppelt. Die Wellenleiterelemente 301c1 und 301c2 weisen jeweils eine vorgebbare Brechzahl oder Referenzbrechzahl auf, welche sich in Abhängigkeit einer Druckänderung verändert oder verändern kann. Die Brechzahländerung beeinflusst das durch das jeweilige Wellenleiterelement geführte Licht. Beispielsweise kann hierbei in Abhängigkeit einer Brechzahländerung Licht oder ein Lichtanteil aus einem der Wellenleiterelemente 301c1 und 301c2 heraus gelangen und in den anderen der Wellenleiterelemente eindringen. Die Änderung der Lichtintensität in zumindest einem der beiden Wellenleiterelemente 301c1 und 301c2 ist durch ein hier nicht dargestelltes Lichterfassungselement, insbesondere einen Photodetektor oder ein Interferometer, erfassbar oder ermittelbar. Alternativ wird durch ein Spektrometer eine Änderung einer Resonanzwellenlänge erfasst.
3D zeigt gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel einen membranbasierten photonischen Drucksensor 300d, welcher zwei optische Sensorelemente 301d1 und 301d2 innerhalb eines durch eine Membran 302d gekapselten Innenraums 303d aufweist, die beispielsweise jeweils als 4-Quadranten-Dioden ausgebildet sind. Die optischen Sensorelemente 301d1 und 301d2 sind vorliegend mit der deformierbaren Membran 302d derart optisch gekoppelt, dass jedes der Sensorelemente 301d1 und 301d2 eine Lichtintensität von an der Membran 302d reflektiertem Licht erfasst. In Abhängigkeit der erfassten Lichtintensität wird dann die Deformation der Membran 302d beziehungsweise der Druck ermittelt. Das Licht wird beispielsweise durch eine hier nicht dargestellte Lichtquelle oder Messlichtquelle auf die Membran 302d gestrahlt. Alternativ weist der Drucksensor nur ein optisches Sensorelement auf. Gemäß einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Lichtintensitätsmessung mittels eines Interferometers.
3E zeigt gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel 300e einen membranbasierten photonischen Drucksensor, welcher innerhalb eines durch eine Membran 302e gekapselten Innenraums 303e ein optisches Sensorelement 301e1, das beispielsweise als 4-Quadranten-Dioden ausgebildet ist, und eine Lichtquelle 301e2 aufweist. Das optische Sensorelement 301e1 ist vorliegend mit der deformierbaren Membran 302e derart gekoppelt, dass das Sensorelemente eine Lichtintensität von an der Membran 302e reflektiertem Licht erfasst. Das Licht wird vorliegend durch die Lichtquelle 301e2 auf die Membran 302e gestrahlt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Lichtintensitätsmessung mittels eines Interferometers.
3F und 3G zeigen gemäß einem sechsten und siebten Ausführungsbeispiel jeweils einen membranbasierten photonischen Drucksensor 300f und 300g, welche zumindest jeweils zwei optische Wellenleiterelemente 301f1, 301f2 und 301g1, 301g2 aufweisen, die derart angeordnet sind, dass diese eine Resonanzanordnung bilden. Die Resonanzanordnung ist beispielsweise eine Ringresonatoranordnung, ein Bragg-Gitter oder ein photonischer Kristall. In Abhängigkeit einer Deformation einer Membran 302f bzw. 302g erfolgt eine Änderung der Resonanzfrequenz oder Resonanzwellenlänge der Resonanzanordnung. Diese ist beispielsweise durch ein Spektrometer erfassbar. In 3F sind die zwei Wellenleiter derart nebeneinander angeordnet, dass diese sich berühren. In 3G ist einer der Wellenleiterelemente auf dem Boden der Kavität 303g und dazu beabstandet das andere der Wellenleiterelemente auf einer Unterseite der Membran angeordnet.
4A zeigt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einen nicht-membranbasierten photonischen Drucksensor 400a, welcher zumindest ein optisches Wellenleiterelement, vorliegend zwei optische Wellenleiterelemente 401a, 402a, aufweist. Ein erstes dieser Wellenleiterelemente 401a ist zumindest im Wesentlichen kreisförmig oder ringförmig, ein zweites dieser Wellenleiterelemente 402a ist zumindest im Wesentlichen linear ausgebildet. Das erste und das zweite Wellenleiterelement 401a, 402a bilden vorliegend einen Ringresonator.
Vorzugsweise weist zumindest eines der Wellenleiterelemente, insbesondere dessen Mantelmaterial, eine vorgebbare Brechzahl oder Referenzbrechzahl auf, welche sich in Abhängigkeit einer Druckänderung verändert oder verändern kann. Die Änderung der Brechzahl erfolgt insbesondere in Abhängigkeit einer druckbedingten Zunahme oder Abnahme einer Wasserstoffkonzentration auf oder in dem Mantelmaterial des Wellenleiterelements. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Änderung der Referenzbrechzahl in Abhängigkeit eines anderen inerten Gases oder Elements, beispielsweise Stickstoff.
Vorliegend ändert sich druckbedingt die Brechzahl des linearen Wellenleiterelements durch eine Ansammlung von Wasserstoff auf der Oberfläche des linearen Wellenleiterelements. Dies bewirkt vorliegend eine Änderung eines aus dem linearen Lichtwellenleiter 402a austretenden Lichts 403a, welches mit dem ringförmigen Wellenleiterelement 401a in einem Zwischenbereich 404a koppelt. Diese Änderung des austretenden Lichts bewirkt eine Änderung der Kopplung, insbesondere der Resonanzfrequenz des Ringresonators, oder eine Änderung eines effektiven Modenindex. Die Resonanzfrequenz ist vorzugsweise durch einen Detektor 405a, insbesondere ein Spektrometer erfassbar. Auf Basis der erfassten Resonanzfrequenz wird der Druck ermittelt oder erfasst.
Alternativ oder zusätzlich wird eine Lichtintensität des durch einen der Wellenleiter, beispielsweise den linearen Wellenleiter 402a, geführten Lichts mittels eines Photodetektors oder Interferometers erfasst. Auf Basis der erfassten Lichtintensität wird der Druck ermittelt oder erfasst.
Zusätzlich oder alternativ ändert sich druckbedingt die Brechzahl des ringförmigen Wellenleiterelements 401a durch eine Ansammlung von Wasserstoff auf der Oberfläche des ringförmigen Wellenleiterelements. Auch dies bewirkt eine Änderung des austretenden Lichts 403a und damit eine Änderung der Kopplung, insbesondere der Resonanzfrequenz des Ringresonators, oder eine Änderung eines effektiven Modenindex.
Alternativ zum Ringresonator sind auch andere Resonanzstrukturen zur Druckbestimmung verwendbar, beispielsweise ein Bragg-Gitter, ein sogenanntes Distributed Feedback Gitter (DFB-Gitter), ein photonischer Kristall oder ein Gitter mit einer Gitterperiode, die kleiner als eine vorgebbare Lichtwellenlänge, beispielsweise die Messlichtwellenlänge, ist. Alternativ können Rückkopplungsschleifen (beispielsweise eine Pound-Drever-Hall-Schleife) verwendet werden, um einen Laser auf eine Resonanzwellenlänge oder Resonanzfrequenz zu fixieren und anschließend eine resultierende Frequenz zu messen. Optional kann die Anwesenheit von Gas auch eine durch einen Photodetektor erfassbare Absorption von Licht innerhalb des Wellenleiterelements verändern. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Spektrometer integrierte Spektralfilter, beispielsweise arrangierte Wellenleiterelementgitter, Vernier-Filter, Multimode-Interferenzfilter und/oder kaskadierte Interferometer aufweist.
Alternativ wird eine durch eine Änderung des austretenden Lichts bewirkte Änderung eines Ausbreitungskoeffizienten erfasst. Die Änderung des Ausbreitungskoeffizienten wird vorzugsweise durch ein Interferometer erfasst. Auf Basis des erfassten Ausbreitungskoeffizienten wird der Druck ermittelt oder erfasst.
Gemäß einer Ausführungsform weist zumindest eines der Wellenleiterelemente eine Oxid-Ummantelung auf. Vorzugsweise weist jenes Wellenleiterelement, welches einen Referenzarm des Interferometers bildet, die Oxid-Ummantelung auf. Dadurch sind besonders geringe Druckänderungen erfassbar oder ermittelbar.
4B zeigt den nicht-membranbasierten photonischen Drucksensor aus 4A mit dem Unterschied, dass vorliegend eines der beiden Wellenleiterelemente 401b, 402b zumindest bereichsweise eine Beschichtung aufweist, die permeabel oder durchlässig für insbesondere Wasserstoff ist.
Vorliegend weist das ringförmige Wellenleiterelement 401b, insbesondere der Mantel des Wellenleiterelements, diese Beschichtung auf, die beispielsweise eine Nanoporenbeschichtung oder eine metallorganische Beschichtung ist. Insbesondere ist die Beschichtung als sogenannte surface anchored metal organic frameworks (SURMOF) ausgebildet. Insbesondere durch Verwendung von SURMOF kann der Druck oder Partialdruck durch eine selektive Verringerung intermolekularer Wechselwirkungen lokal erhöht und damit eine Sensitivität verbessert werden. Alternativ oder zusätzlich weist das Wellenleiterelement zumindest eine Bindungsstelle für Wasserstoff auf.
Die Beschichtung und/oder die Bindungsstelle bewirkt eine gezielte Anbindung von Wasserstoff 406b. Dies gewährleistet eine Verbesserung sowie eine Einstellbarkeit einer Selektivität beziehungsweise einer Sensitivität für Wasserstoff. Aus dem linearen Wellenleiter Element 402b austretendes Licht 403b koppelt mit dem ringförmigen Wellenleiter Element 401b in einem Zwischenbereich 404b, was durch einen Detektor 405b registrierbar ist.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer optischen Druckerfassungseinheit 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Druckerfassungseinheit ist vorliegend an einer optischen Komponente 501 einer Projektionsbelichtungsanlage 502 angeordnet, wobei die optische Komponente 501 durch ein Teilgehäuse zumindest teilweise umschlossen ist.
Die Druckerfassungseinheit 500 weist vorliegend mehrerer Bestandteile auf. Sie weist einen membranbasierten photonischen Drucksensor 503 mit einer Membran und einem kreisförmig ausgebildeten Wellenleiterelement 504 auf. Der Drucksensor 503 ist insbesondere derart ausgebildet, dass eine in einem Substrat des Drucksensors ausgebildete Kavität durch die Membran bedeckt oder verschlossen ist. Die Druckerfassungseinheit weist weiterhin zumindest eine Lichtquelle 505, ein Einlasswellenleiterelement 506, ein erstes Wellenleiterkopplungselement 507, ein linear ausgebildetes Wellenleiterelement 508, ein zweites Wellenleiterkopplungselement 509, ein Auslasswellenleiterelement 510 sowie ein Lichterfassungselement 511 auf.
Vorliegend bilden das kreisförmige Wellenleiterelement 504 einen Messarm und das lineare Wellenleiterelement 508 einen Referenzarm eines Interferometers aus, wobei das Lichterfassungselement 511 dazu ausgebildet ist, ein Interferogramm zu erfassen. Dies gewährleistet, dass ein Druck oder eine Druckänderung auf Basis von druckbedingten Phasenverschiebungen oder Laufzeitänderungen ermittelbar oder erfassbar ist. Alternativ wird der Druck oder die Druckänderung auf Basis von Intensitätsinformationen ermittelt oder erfasst.
Vorliegend sind alle Bestandteile der Druckerfassungseinheit 500 auf der optischen Komponente 501, das heißt auf der lichtreflektierenden Seite beziehungsweise Vorderseite der optischen Komponente 501, angeordnet. Vorzugsweise sind alle Bestandteile auf einem Substrat der Druckerfassungseinheit 500 ausgebildet.
Alternativ sind nur einige der Bestandteile der Druckerfassungseinheit 500, insbesondere der Drucksensor 503, die Membran und zumindest eines der Wellenleiterelemente des Drucksensors 503, auf der lichtreflektierenden Seite der optischen Komponente 501 angeordnet. Dies gewährleistet eine Minimierung möglicher Kontaminationen auf der lichtreflektierenden Seite der optischen Komponente 501, die durch die Bestandteile der Druckerfassungseinheit 500 erzeugt werden oder werden können. In diesem Fall sind die restlichen Bestandteile vorzugsweise auf der nichtreflektierenden Seite beziehungsweise einer Rückseite der optischen Komponente 501, angeordnet. Alternativ sind die restlichen Bestandteile an einer beliebigen Stelle im Innenraum der des Gehäuses und/oder des Teilgehäuses anordenbar. Unabhängig von ihrer Anordnung sind die Bestandteile signaltechnisch, insbesondere in Bezug auf sowohl optische Signale als auch elektrische Signale, miteinander verbunden.
Der Drucksensor 503 oder die Druckmesseinheit 500 weist insbesondere eine Fläche von einem oder mehreren Quadratmillimetern auf. Die kompakte Ausbildbarkeit des photonischen Drucksensors 503 oder der Druckmesseinheit 500 hat den Vorteil, dass ein Kontaminationsbeitrag des Drucksensors 503 selbst minimal ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Druckerfassungseinheit 500 eine Lichtquelle 505, ein Lichterfassungselement 511 und einen Drucksensor 503 auf. Alternativ weist die Druckerfassungseinheit 500 mehrere Drucksensoren 503 auf. Hierbei ist der Vorteil, dass mehrere Drucksensoren 503, insbesondere die Wellenleiterelemente 504 der jeweiligen Drucksensoren 503, durch ein und dieselbe Lichtquelle 505 mit Licht gespeist und durch ein und dasselbe Lichterfassungselement 511 optisch ausgelesen werden oder werden können. Die Verwendung mehrerer Drucksensoren 503 hat den Vorteil, dass ein in seiner Breite vorgebbarer Druckbereich erfassbar ist, wobei jeder einzelne der mehreren Drucksensoren 503 hinsichtlich seiner Sensitivität auf einen vorgebbaren Teilbereich dieses Druckbereichs einstellbar ist. Eine Einstellbarkeit erfolgt beim membranbasierten Drucksensor insbesondere in Abhängigkeit einer entsprechenden Ausbildung bestimmter Membraneigenschaften des jeweiligen membranbasierten Drucksensors, beispielsweise durch Ausbildung mit einer vorgebbaren Membrandicke, eines vorgebbaren Membranmaterials und/oder einer vorgebbaren geometrischen Abmessung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Lichtquelle 505 der Druckerfassungseinheit 500 eine insbesondere breitbandige Lichtquelle. Hierdurch können mehrere Drucksensoren 503, die jeweils in ihrem Ansprechverhalten spektral getrennt sind, miteinander kombiniert werden. Der Vorteil hierbei ist, dass die Anzahl an Lichtquellen 505, Lichterfassungselementen 511 und an verbindenden Wellenleiterelementen innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage stark reduziert werden kann. Eine optionale Realisierung mehrerer Drucksensoren sind Faser-Bragg-Gitter-Sensoren (FBG-Sensoren) mit unterschiedlichen Gitterperioden (oder anderen dispersiven Eigenschaften wie beispielsweise der Resonanzfrequenz eines Ringresonators), die sequentiell durch Wellenleiterelemente verbunden sind (oder an verschiedenen Stellen eines Wellenleiterelements angeordnet sind). Die FBG-Sensoren werden insbesondere parallel durch einen Detektor mit hoher spektraler Bandbreite ausgelesen. Den einzelnen FBG-Sensoren werden nicht überlappende spektrale Teilbänder zugewiesen. Jeder FBG-Sensor erzeugt eine spektrale Spitze oder Senke im gesendeten oder reflektierten Signal. Die Deformationsinformationen der mehreren FBG-Sensoren werden aus den spektralen Positionen der Spitzen oder Senken im reflektierten oder gesendeten Signal gewonnen. Auf diese Weise kann die Anzahl der Quellen und Detektoren und insbesondere die erforderliche Anzahl von Wellenleiterelementen in der Projektionsbelichtungsanlage reduziert werden. Alternativ zu den FBG-Sensor sind auch wellenlängenadressierbare photonische Drucksensoren oder Ringresonatoren verwendbar.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Drucksensor 503 oder die Druckerfassungseinheit 511 zumindest einen photonische Temperaturmesseinheit, beispielsweise einen Temperatursensor, auf. Die Temperaturmesseinheit ist vorzugsweise mit einem separaten elektronischen Schaltkreis signaltechnisch verbunden, insbesondere zur Ermittlung von Messdaten des Temperaturmesseinheit. Optional ist der elektronische Schaltkreis ein Schaltkreis der Druckerfassungseinheit. Dies gewährleistet, dass die Anzahl der Wellenleiterelemente in der Projektionsbelichtungsanlage so gering wie möglich ist.

Claims

Projektionsbelichtungsanlage (100) für die Mikrolithografie, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, aufweisend ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse (101) und zumindest eine in dem Gehäuse (101) angeordnete optische Komponente (102, 128) sowie zumindest ein in dem Gehäuse (101) angeordnetes Druckerfassungselement (113) zur Erfassung eines Druckes innerhalb des Gehäuses (101), dadurch gekennzeichnet, dass das Druckerfassungselement (113) ein photonischer Drucksensor (114, 503) ist.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest ein in dem Gehäuse (101) angeordnetes Teilgehäuse (130), wobei dieses Teilgehäuse (130) die zumindest eine optische Komponente (102, 128) der Projektionsbelichtungsanlage zumindest teilweise umschließt, und wobei der photonische Drucksensor (114, 503) einen Druck innerhalb des Teilgehäuses (130) erfasst.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der photonische Drucksensor (114, 503) an der optischen Komponente (102, 128, 501) angeordnet oder anordenbar ist.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der photonische Drucksensor (114, 503) zumindest ein optisches Wellenleiterelement (504) und/oder zumindest ein optisches Sensorelement aufweist.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der photonische Drucksensor (114, 503, 300a-300g) membranbasiert ausgebildet ist wobei der Drucksensor eine deformierbare Membran (302a - 302g) aufweist und wobei eine Deformation der Membran in Abhängigkeit des Druckes erfolgt.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der membranbasierte photonische Drucksensor (300a - 300g) derart ausgebildet ist, dass das zumindest eine optische Wellenleiterelement und/oder das zumindest eine optische Sensorelement (301a - 301g) mit der deformierbaren Membran (302a - 302g) gekoppelt oder koppelbar ist.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der photonische Drucksensor (114, 503, 400a, 400b) nicht-membranbasiert ausgebildet ist und in Abhängigkeit einer Brechzahländerung eines Referenzelements, welches eine vorgegebene oder vorgebbare Referenzbrechzahl aufweist, den Druck erfasst.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der photonische Drucksensor (114, 503) Bestandteil einer optischen Druckerfassungseinheit (500) ist, wobei die Druckerfassungseinheit (500) zumindest eine Lichtquelle (505) sowie zumindest ein Lichterfassungselement (511) aufweist.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (503) dazu ausgebildet ist, einen Druck von mindestens 0,1 Pa und höchstens 1000 Pa, bevorzugt mindestens 1 Pa und höchstens 200 Pa, besonders bevorzugt mindestens 1 Pa und höchstens 20 Pa zu erfassen.
Projektionsbelichtungsanlage nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine optische Komponente (501) in einer Wasserstoffatmosphäre angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Projektionsbelichtungsanlage (100) für die Mikrolithographie, insbesondere EUV-Projektionsbelichtungsanlage, aufweisend ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse (101) und zumindest eine in dem Gehäuse (101) angeordnete optische Komponente (102, 128) sowie zumindest ein in dem Gehäuse (101) angeordnetes Druckerfassungselement (113), durch welches ein Druck innerhalb des Gehäuses (101) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckerfassungselement (113) ein photonischer Drucksensor (114, 503) verwendet wird.