DE102022211459A1 - Projection exposure system with a manipulator system - Google Patents
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Abstract
Eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie umfasst einen Maskenhalter (20) zum Halten einer Maske (18), einen Substrathalter (26) zum Halten eines Substrats (24) und ein Projektionsobjektiv (22) mit mehreren optischen Elementen (R1 - R4) zum Abbilden von Maskenstrukturen der Maske auf das Substrat, wobei die optischen Elemente, der Maskenhalter sowie der Substrathalter jeweils eine Strahlengangselement in einem Belichtungsstrahlengang der Projektionsbelichtungsanlage sind. Weiterhin umfasst die Projektionsbelichtungsanlage ein Manipulatorsystem (M1 - M4) zum Einstellen mindestens eines Stellwegs (p1- p24) an mindestens einem der Strahlengangselemente (R1-R4, 20, 26) in mindestens einem Manipulatorfreiheitsgrad, mindestens eine Messeinrichtung (E1 - E24) zur Vermessung mindestens einer Messgröße (e1- e24), welche der Bestimmung der mindestens einen Stellwegseinstellung (p1- p24) des Manipulatorsystems dient, sowie eine Steuerungseinrichtung (44), welche dazu konfiguriert ist, zur Korrektur einer Vorgabe (50) einer Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs unter Verwendung eines Modells (64) einen Steuerungsbefehl (46) mit mindestens einer Vorgabe (e1* - e24*) für die mindestens eine Messgröße der der mindestens einen Messeinrichtung zu ermitteln, wobei das Modell einen Zusammenhang (58-1, 58-2) zwischen den Messgrößen und der Welllenfrontabweichung beschreibt und zumindest einen nichtlinearen Term (66) umfasst.A projection exposure system for microlithography comprises a mask holder (20) for holding a mask (18), a substrate holder (26) for holding a substrate (24) and a projection lens (22) with a plurality of optical elements (R1 - R4) for imaging mask structures of the mask onto the substrate, wherein the optical elements, the mask holder and the substrate holder are each a beam path element in an exposure beam path of the projection exposure system. The projection exposure system further comprises a manipulator system (M1 - M4) for setting at least one travel path (p1- p24) on at least one of the beam path elements (R1-R4, 20, 26) in at least one manipulator degree of freedom, at least one measuring device (E1 - E24) for measuring at least one measured variable (e1- e24), which serves to determine the at least one travel path setting (p1- p24) of the manipulator system, and a control device (44) which is configured to determine a control command (46) with at least one specification (e1* - e24*) for the at least one measured variable of the at least one measuring device in order to correct a specification (50) of a wavefront deviation of the projection lens using a model (64), wherein the model describes a relationship (58-1, 58-2) between the measured variables and the wavefront deviation and comprises at least one non-linear term (66).
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithograhie mit einem Projektionsobjektiv, ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Kalibrierverfahren zum Kalibrieren einer Steuerungseinrichtung zur Korrektur einer Wellenfrontabweichung eines Projektionsobjektivs. Unter einer Steuerungseinrichtung ist in diesem Zusammenhang sowohl eine Einrichtung zur Feed-Forward-Steuerung als auch eine Einrichtung zur Steuerung per Feedback-Regelkreis zu verstehen, was in der Fachwelt üblicherweise als Regelung bezeichnet wird.The invention relates to a projection exposure system for microlithography with a projection lens, a method for operating such a projection exposure system and a calibration method for calibrating a control device for correcting a wavefront deviation of a projection lens. In this context, a control device is understood to mean both a device for feed-forward control and a device for control via a feedback control loop, which is usually referred to in the specialist world as control.
Zur Gewährleistung einer möglichst präzisen Abbildung von Maskenstrukturen auf einen Wafer wird ein Projektionsobjektiv mit möglichst geringen Wellenfrontaberrationen benötigt. Projektionsobjektive werden daher typischerweise mit Manipulatoren ausgestattet, die es ermöglichen, Wellenfrontfehler durch Korrekturmaßnahmen in Form von Zustandsveränderungen an einzelnen optischen Elementen des Projektionsobjektivs zu minimieren. Beispiele für derartige Zustandsveränderungen umfassen: eine Beaufschlagung des optischen Elements mit Wärme und/oder Kälte, eine Deformation des optischen Elements und/oder eine Lageänderung des betreffenden optischen Elements in einem oder mehreren der sechs Starrkörperfreiheitsgrade.To ensure that mask structures are imaged onto a wafer as precisely as possible, a projection lens with the lowest possible wavefront aberrations is required. Projection lenses are therefore typically equipped with manipulators that make it possible to minimize wavefront errors through corrective measures in the form of changes in the state of individual optical elements of the projection lens. Examples of such changes in state include: applying heat and/or cold to the optical element, deforming the optical element and/or changing the position of the optical element in question in one or more of the six rigid body degrees of freedom.
Üblicherweise wird dazu die Aberrationscharakteristik des Projektionsobjektivs regelmäßig vermessen und gegebenenfalls werden Änderungen in der Aberrationscharakteristik zwischen den einzelnen Messungen durch Simulation bestimmt. So können beispielsweise Linsen- bzw. Spiegelaufheizungseffekte rechnerisch berücksichtigt werden. Die Berechnung der zur Korrektur der Aberrationscharakteristik auszuführenden Manipulatorveränderungen erfolgt mittels eines stellwegsgenerierenden Optimierungsalgorithmus, welcher auch „Manipulatorveränderungsmodell“ bezeichnet wird. Dabei wird anhand von Messwerten eines Wellenfrontsensors ein die auszuführenden Manipulatorveränderungen vorgebender Korrekturbefehl generiert. Ein derartiger Optimierungsalgorithmus ist beispielsweise in
Korrekturbefehle, welche auf herkömmliche Weise generiert werden, sind jedoch oft sehr ungenau und erfüllen steigende Anforderungen an die Korrekturgenauigkeit des Abbildungsverhaltens der Projektionsbelichtungsanlage oft nicht mehr vollständig.However, correction commands generated in a conventional manner are often very inaccurate and often no longer fully meet increasing requirements for the correction accuracy of the imaging behavior of the projection exposure system.
Zugrunde liegende AufgabeUnderlying task
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere eine verbesserte Korrekturgenauigkeit des Abbildungsverhaltens der Projektionsbelichtungsanlage erreicht werden kann.It is an object of the invention to provide a device and a method of the type mentioned at the outset, whereby the aforementioned problems are solved and, in particular, an improved correction accuracy of the imaging behavior of the projection exposure system can be achieved.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß beispielsweise gelöst werden mit einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, welche umfasst: einen Maskenhalter zum Halten einer Maske, einen Substrathalter zum Halten eines Substrats und ein Projektionsobjektiv mit mehreren optischen Elementen zum Abbilden von Maskenstrukturen der Maske auf das Substrat, wobei die optischen Elemente, der Maskenhalter sowie der Substrathalter jeweils ein Strahlengangselement in einem Belichtungsstrahlengang der Projektionsbelichtungsanlage sind. Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst weiterhin ein Manipulatorsystem zum Einstellen mindestens eines Stellwegs an mindestens einem der Strahlengangselementein mindestens einem Manipulatorfreiheitsgrad, insbesondere in mehreren Manipulatorfreiheitsgraden. Weiterhin umfasst die Projektionsbelichtungsanlage mindestens eine Messeinrichtung zur Vermessung mindestens einer Messgröße, insbesondere mehrere Messeinrichtungen zur Vermessung unterschiedlicher Messgrößen, welche der Bestimmung der mindestens einen Stellwegseinstellung des Manipulatorsystems dient. Weiterhin umfasst die Projektionsbelichtungsanlage eine Steuerungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, zur Korrektur einer Vorgabe einer Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs unter Verwendung eines Modells einen Steuerungsbefehl mit mindestens einer Vorgabe, insbesondere mehrerer Vorgaben, für die mindestens eine Messgröße der mindestens einen Messeinrichtung zu ermitteln. Dabei beschreibt das Modell einen Zusammenhang zwischen den Messgrößen und der Welllenfrontabweichung und umfasst zumindest einen nichtlinearen Term. Der nichtlineare Term kann eine Potenz einer Messgröße mit dem Exponenten von mindestens zwei, also beispielsweise das Quadrat der Messgröße, und/oder ein Produkt aus mindestens zwei der Messgrößen umfassen.The above-mentioned object can be achieved according to the invention, for example, with a projection exposure system for microlithography, which comprises: a mask holder for holding a mask, a substrate holder for holding a substrate and a projection lens with several optical elements for imaging mask structures of the mask onto the substrate, wherein the optical elements, the mask holder and the substrate holder are each a beam path element in an exposure beam path of the projection exposure system. The projection exposure system further comprises a manipulator system for setting at least one travel path on at least one of the beam path elements in at least one manipulator degree of freedom, in particular in several manipulator degrees of freedom. The projection exposure system further comprises at least one measuring device for measuring at least one measured variable, in particular several measuring devices for measuring different measured variables, which serves to determine the at least one travel path setting of the manipulator system. The projection exposure system further comprises a control device which is configured to determine a control command with at least one specification, in particular several specifications, for the at least one measured variable of the at least one measuring device in order to correct a specification of a wavefront deviation of the projection lens using a model. The model describes a relationship between the measured variables and the wavefront deviation and comprises at least one non-linear term. The non-linear term can comprise a power of a measured variable with the exponent of at least two, for example the square of the measured variable, and/or a product of at least two of the measured variables.
Wie bereits vorstehend erwähnt ist, in diesem Text unter einer Steuerungseinrichtung sowohl eine Einrichtung zur Feed-Forward-Steuerung als auch eine Einrichtung zur Steuerung per Feedback-Regelkreis, was in der Fachwelt üblicherweise als Regelung bezeichnet wird, zu verstehen.As already mentioned above, in this text a control device means both a feed-forward control device and also a device for controlling via a feedback control loop, which is commonly referred to as closed-loop control in the specialist world.
Gemäß einer Ausführungsform dient die Messeinrichtung zur Vermessung von mindestens drei, mindestens fünf oder mindestens zehn Messgrößen. Als Messeinheiten können sogenannte Encoder zum Einsatz kommen.According to one embodiment, the measuring device serves to measure at least three, at least five or at least ten measured variables. So-called encoders can be used as measuring units.
Unter der Vorgabe einer Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs ist ein an die Steuerungseinrichtung als Vorgabe übermittelter Wert einer Wellenfrontabweichung zu verstehen, welcher vorteilhafterweise von einer Einrichtung der Projektionsbelichtungsanlage ermittelt wird. Das heißt, der Wert der Wellenfrontabweichung kann beispielsweise von einer Messeinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage gemessen und/oder von einer Simulationseinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage ermittelt werden. Alternativ kann die Vorgabe der Wellenfrontabweichung auch von einer externen Einrichtung ermittelt werden.The specification of a wavefront deviation of the projection lens is to be understood as a value of a wavefront deviation that is transmitted to the control device as a specification, which is advantageously determined by a device of the projection exposure system. This means that the value of the wavefront deviation can be measured, for example, by a measuring device of the projection exposure system and/or determined by a simulation device of the projection exposure system. Alternatively, the specification of the wavefront deviation can also be determined by an external device.
Das Modell beschreibt einen Zusammenhang zwischen den Messgrößen und der Wellenfrontabweichung, d.h. einer bezüglich der Messgrößen korrespondierenden Wellenfrontabweichung. Das Manipulatorsystem kann Teil des Projektionsobjektivs oder diesem zugeordnet sein. Das Gleiche gilt für die Messeinrichtungen.The model describes a relationship between the measured variables and the wavefront deviation, i.e. a wavefront deviation corresponding to the measured variables. The manipulator system can be part of the projection lens or be assigned to it. The same applies to the measuring devices.
Die Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs bezeichnet eine Abweichung der Wellenfront des Projektionsobjektivs von einer Sollwellenfront. Die Sollwellenfront kann gemäß einer Ausführungsform durch an den einzelnen Feldpunkten in der Bildebene des Projektionsobjektivs vorliegende sphärische Wellenfronten definiert sein. Die Wellenfrontabweichung kann beispielsweise mittels eines in der Substratverschiebebühne integrierten Wellenfrontsensors vermessen werden. Die Wellenfrontabweichung kann durch Zernikekoeffizienten angegebenen werden. Je nach Auslegung können dazu die Zernikekoeffizienten Z2 bis Z36 und ggf. weitere Zernikekoeffizienten Verwendung finden. Die Wellenfrontabweichung und damit die Sollkorrektur kann aber auch durch eine gezielte Auswahl an Zernike-Koeffizienten dargestellt werden.The wavefront deviation of the projection lens refers to a deviation of the wavefront of the projection lens from a target wavefront. According to one embodiment, the target wavefront can be defined by spherical wavefronts present at the individual field points in the image plane of the projection lens. The wavefront deviation can be measured, for example, using a wavefront sensor integrated in the substrate displacement stage. The wavefront deviation can be specified by Zernike coefficients. Depending on the design, the Zernike coefficients Z2 to Z36 and possibly other Zernike coefficients can be used for this purpose. The wavefront deviation and thus the target correction can also be represented by a targeted selection of Zernike coefficients.
Das die mindestens eine Messeinrichtung umfassende Messsystem kann auch überbestimmt sein. Das heißt, das Messsystem kann zur Vermessung von mehr Messgrößen konfiguriert sein als Manipulatorfreiheitsgrade vorgesehen sind.The measuring system comprising at least one measuring device can also be overdetermined. This means that the measuring system can be configured to measure more measured variables than the manipulator degrees of freedom provided.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert, das Manipulatorsystem während eines Belichtungsbetriebs der Projektionsbelichtungsanlage durch Bereitstellung des Steuerungsbefehls zu steuern. Unter dem Belichtungsbetrieb der Projektionsbelichtungsanlage ist beispielsweise der Betrieb während der Belichtung eines Wafers oder eines kompletten Wafersatzes in Form eines Waferloses zu verstehen. Die Belichtung eines Wafers umfasst dabei die sequentielle Belichtung aller Belichtungsfelder (auch „Dies“ bezeichnet) auf einem Wafer mit dazwischen liegenden Dunkelzeiten, in welchen vorteilhafterweise die Korrektur des Wellenfrontfehlers erfolgen kann („Inter-Die-Korrekturen“)According to one embodiment, the control device is configured to control the manipulator system during an exposure operation of the projection exposure system by providing the control command. The exposure operation of the projection exposure system is to be understood, for example, as the operation during the exposure of a wafer or a complete wafer set in the form of a wafer batch. The exposure of a wafer comprises the sequential exposure of all exposure fields (also referred to as "dies") on a wafer with dark periods in between, in which the correction of the wavefront error can advantageously take place ("inter-die corrections").
Erfindungsgemäß erfolgt die Korrektur der vorgegebenen Wellenfrontabweichung durch Erzeugung eines Steuerungsbefehls mit mindestens einer Vorgabe für die mindestens eine Messgröße der mindestens einen Messeinrichtung. Damit können die Stellwege des Manipulatorsystems auf Grundlage der Vorgabe der mindestens einen Messgröße eingestellt werden. Erfindungsgemäß wird für die Bestimmung dieses Steuerungsbefehls ein Modell verwendet, welches einen Zusammenhang zwischen den Messgrößen und der Wellenfrontabweichung beschreibt und zumindest einen nichtlinearen Term umfasst. Im Vergleich zu einem Ansatz, bei dem die Vorgabe der Messgröße unter Annahme eines linearen Zusammenhangs zwischen den Stellwegen des Manipulatorsystems und den Messgrößen der Messeinrichtungen sowie zwischen den Stellwegen des Manipulatorsystems und der resultierenden Wellenfrontabweichung bestimmt wird, kann erfindungsgemäß aufgrund der Verwendung des nichtlinearen Terms bei nicht-iterativen Korrekturen der Wellenfrontfehler ohne dazwischenliegende Wellenfrontmessungen eine genauere Positionierung der optischen Flächen und damit ein geringerer eingestellter Wellenfrontfehler erreicht werden. Damit ermöglicht die erfindungsgemäße Erzeugung der Vorgaben für die mindestens eine Messgröße eine verbesserte Korrekturgenauigkeit des Abbildungsverhaltens der Projektionsbelichtungsanlage. Insbesondere kann damit auf eine engmaschige Vermessung des Abbildungsverhaltens weitgehend verzichtet werden.According to the invention, the correction of the predetermined wavefront deviation is carried out by generating a control command with at least one specification for the at least one measured variable of the at least one measuring device. This allows the travel paths of the manipulator system to be set on the basis of the specification of the at least one measured variable. According to the invention, a model is used to determine this control command, which describes a relationship between the measured variables and the wavefront deviation and includes at least one non-linear term. In comparison to an approach in which the specification of the measured variable is determined assuming a linear relationship between the travel paths of the manipulator system and the measured variables of the measuring devices and between the travel paths of the manipulator system and the resulting wavefront deviation, according to the invention, a more precise positioning of the optical surfaces and thus a smaller set wavefront error can be achieved due to the use of the non-linear term in non-iterative corrections of the wavefront errors without intermediate wavefront measurements. The generation of the specifications for the at least one measured variable according to the invention thus enables an improved correction accuracy of the imaging behavior of the projection exposure system. In particular, this means that close-meshed measurement of the imaging behavior can be largely dispensed with.
Erfindungsgemäß erfolgt die Korrektur der vorgegebenen Wellenfrontabweichung nicht durch direkte Einstellung der Stellwege des Manipulatorsystems, d.h. nicht durch Erzeugung eines Korrekturbefehls mit Stellwegsveränderungen für das Manipulatorsystem, sondern durch Erzeugung eines Steuerungsbefehls mit mindestens einer Vorgabe für die mindestens eine Messgröße der mindestens einen Messeinrichtung. Damit können die Stellwege des Manipulatorsystems auf Grundlage der Vorgabe der mindestens einen Messgröße eingestellt werden. Im Vergleich zur direkten Einstellung der Stellwege des Manipulatorsystems kann durch die indirekte Einstellung des Manipulatorsystems auf Grundlage der mindestens einen Messgrößenvorgabe vermieden werden, dass aufgrund von Einstellungenauigkeiten bzw. beispielsweise thermischen Drifts in der Mechanik des Manipulatorsystem die tatsächliche Einstellung des Manipulatorsystems von der durch den Korrekturbefehl vorgegebenen Einstellung abweicht.According to the invention, the correction of the predetermined wavefront deviation is not carried out by directly adjusting the travel of the manipulator system, i.e. not by generating a correction command with travel changes for the manipulator system, but by generating a control command with at least one specification for the at least one measured variable of the at least one measuring device. The travel of the manipulator system can thus be adjusted on the basis of the specification of the at least one measured variable. In comparison to the direct adjustment of the travel of the manipulator system, the indirect adjustment of the manipulator system on the basis of the at least one measured variable specification can avoid It can happen that due to setting inaccuracies or, for example, thermal drifts in the mechanics of the manipulator system, the actual setting of the manipulator system deviates from the setting specified by the correction command.
Erfindungsgemäß wird weiterhin aufgrund der Verwendung des den nichtlinearen Term umfassenden Modells zur Ermittlung des Steuerungsbefehls sichergestellt, dass nichtlineare Effekte im Zusammenhang zwischen der mindestens einen Messgröße und der Wellenfrontabweichung berücksichtigt werden können. So ist beispielsweise die Antwort eines als Messeinrichtung verwendeten Encoders auf eine Rotation bzw. Verschiebung eines optischen Elements im Allgemeinen eine nicht-lineare Funktion in allen Freiheitsgraden des Manipulatorsystems. Dies trifft insbesondere für den Fall zu, dass der Encoder leicht dejustiert ist. Damit können mittels des den nichtlinearen Term umfassenden Modells diese durch die Messeinrichtungen erzeugten nichtlinearen Effekte entsprechend berücksichtigt werden. Damit wiederum kann die mittels des ermittelten Steuerungsbefehls erzielte Korrekturgenauigkeit des Abbildungsverhaltens der Projektionsbelichtungsanlage gegenüber der Verwendung eines linearen Modells verbessert werden.According to the invention, the use of the model comprising the non-linear term to determine the control command further ensures that non-linear effects in the relationship between the at least one measured variable and the wavefront deviation can be taken into account. For example, the response of an encoder used as a measuring device to a rotation or displacement of an optical element is generally a non-linear function in all degrees of freedom of the manipulator system. This is particularly true if the encoder is slightly misaligned. This means that these non-linear effects generated by the measuring devices can be taken into account accordingly using the model comprising the non-linear term. This in turn means that the correction accuracy of the imaging behavior of the projection exposure system achieved using the determined control command can be improved compared to the use of a linear model.
Durch die Kombination aus einerseits der erfindungsgemäßen Erzeugung von Vorgaben für die mindestens eine Manipulatoreinstellung und andererseits der erfindungsgemäßen Verwendung eines einen nichtlinearen Term umfassenden Modells kann eine erheblich verbesserte Korrekturgenauigkeit des Abbildungsverhaltens der Projektionsbelichtungsanlage zwischen den einzelnen Messungen des Abbildungsverhaltens erreicht werden. Insbesondere kann damit auf eine engmaschige Vermessung des Abbildungsverhaltes verzichtet werden. Eine Vermessung des Abbildungsverhaltens der Projektionsbelichtungsanlage kann vielmehr in größeren zeitlichen Abständen erfolgen.By combining, on the one hand, the inventive generation of specifications for the at least one manipulator setting and, on the other hand, the inventive use of a model comprising a non-linear term, a significantly improved correction accuracy of the imaging behavior of the projection exposure system between the individual measurements of the imaging behavior can be achieved. In particular, this means that a close-meshed measurement of the imaging behavior can be dispensed with. Instead, the imaging behavior of the projection exposure system can be measured at longer time intervals.
Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Messeinrichtung zur Vermessung unterschiedlicher Messgrößen, welche der Bestimmung mehrerer Stellwegseinstellungen des Manipulatorsystems dienen, konfiguriert und der nichtlineare Term umfasst ein Produkt aus mindestens zwei der Messgrößen. Gemäß einer Ausführungsform sind mehrere Messeinrichtungen zur Vermessung der unterschiedlichen Messgrößen vorgesehen.According to one embodiment, the at least one measuring device is configured to measure different measured variables, which serve to determine several travel settings of the manipulator system, and the non-linear term comprises a product of at least two of the measured variables. According to one embodiment, several measuring devices are provided for measuring the different measured variables.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der nichtlineare Term mindestens einen bilinearen Koeffizienten, welcher dem Produkt aus den mindestens zwei der Messgrößen zugeordnet ist.According to a further embodiment, the nonlinear term comprises at least one bilinear coefficient which is associated with the product of the at least two of the measured variables.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der nichtlineare Term ein Quadrat oder eine höhere Potenz einer der Messgrößen. Unter einer höheren Potenz ist eine Potenz mit einem Exponenten von mindestens drei zu verstehen. Vorzugsweise umfasst der nichtlineare Term einen quadratischen Koeffizienten bzw. einen Koeffizienten einer höheren Potenz, welcher dem Quadrat bzw. der höheren Potenz einer der Messgrößen zugeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst der nichtlineare Term mindestens einen bilinearen Koeffizienten sowie einen quadratischen Koeffizienten bzw. einen Koeffizienten einer höheren Potenz.According to a further embodiment, the non-linear term comprises a square or a higher power of one of the measured variables. A higher power is to be understood as a power with an exponent of at least three. Preferably, the non-linear term comprises a quadratic coefficient or a coefficient of a higher power, which is assigned to the square or the higher power of one of the measured variables. According to an embodiment variant, the non-linear term comprises at least one bilinear coefficient and a quadratic coefficient or a coefficient of a higher power.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert, den Steuerungsbefehl durch Optimierung einer Zielfunktion zu bestimmen, welche auf dem Modell basiert.According to one embodiment, the controller is configured to determine the control command by optimizing an objective function based on the model.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zielfunktion eine lineare Sensitivitätsfunktion mit mittels des Modells bestimmten Sensitivitätskoeffizienten, welche jeweils einer der Messgrößen zugeordnet sind und eine lokale lineare Näherung des Zusammenhangs zwischen der zugeordneten Messgröße und einer korrespondierenden Abweichung der Wellenfront am jeweiligen, zum betreffenden Betriebszeitpunkt der Projektionsbelichtungsanlage vorliegenden Wert der Messgröße bezeichnen.According to a further embodiment, the objective function comprises a linear sensitivity function with sensitivity coefficients determined by means of the model, which are each assigned to one of the measured variables and designate a local linear approximation of the relationship between the assigned measured variable and a corresponding deviation of the wavefront at the respective value of the measured variable present at the relevant operating time of the projection exposure system.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zielfunktion den durch das Modell beschriebenen Zusammenhang zwischen den Messgrößen und der Wellenfrontabweichung. Das heißt, der durch das Modell beschriebene nichtlineare Zusammenhang ist Teil der Zielfunktion.According to a further embodiment, the objective function comprises the relationship between the measured variables and the wavefront deviation described by the model. This means that the non-linear relationship described by the model is part of the objective function.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Modell eine Mehrzahl an nichtlinearen Termen, die jeweils ein Produkt aus mindestens zwei der Messgrö-ßen umfassen, wobei die Produkte verschiedener nichtlinearer Terme jeweils unterschiedliche Kombinationen der Messgrößen umfassen. Insbesondere umfasst der Term mindestens drei, mindestens zehn oder mindestens hundert Produkte aus jeweils unterschiedlichen Kombinationen der Messgrößen. Jedem der Produkte der verschiedenen nichtlinearen Terme ist vorteilhafterweise ein bilinearer Koeffizient zugeordnet.According to a further embodiment, the model comprises a plurality of non-linear terms, each of which comprises a product of at least two of the measured variables, wherein the products of different non-linear terms each comprise different combinations of the measured variables. In particular, the term comprises at least three, at least ten or at least one hundred products of different combinations of the measured variables. Each of the products of the different non-linear terms is advantageously assigned a bilinear coefficient.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Modell weiterhin mindestens einen linearen Term, in dem eine der Messgrößen in erster Potenz sowie ein dieser Messgröße zugeordneter linearer Koeffizient enthalten ist. Insbesondere umfasst das Modell für jede der Messgrößen einen linearen Term.According to a further embodiment, the model further comprises at least one linear term in which one of the measured variables is contained in the first power as well as a linear coefficient associated with this measured variable. In particular, the model comprises a linear term for each of the measured variables.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die im Modell beschriebenen Abweichungen in der Wellenfront durch mindestens einen Zernike-Koffizienten bezeichnet.According to a further embodiment, the deviations in the wavefront described in the model are denoted by at least one Zernike coefficient.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist mittels des Manipulatorsystems eine Mehrzahl der Manipulatorfreiheitsgrade an lediglich einem der optischen Elemente des Projektionsobjektivs einstellbar und eine Mehrzahl der Messgrößen dienen der Bestimmung der Stellwegseinstellungen bezüglich der Manipulatorfreiheitsgrade an dem einen optischen Element, wobei der vom Modell beschriebene Zusammenhang zwischen der Mehrzahl der Messgrößen und der Wellenfrontabweichung besteht. Gemäß dieser Ausführungsform ist eine Mehrzahl der Manipulationsfreiheitsgrade an lediglich einem der optischen Elemente des Projektionsobjektivs einstellbar. Das heißt, dieses eine optische Element kann das einzige Element des Projektionsobjektivs sein, an dem Manipulationsfreiheitsgrade einstellbar sind. Es können aber auch eine oder mehrere weitere optische Elemente des Projektionsobjektivs Manipulationsfreiheitsgrade aufweisen, die einstellbar sind.According to a further embodiment, a plurality of the manipulator degrees of freedom can be set on just one of the optical elements of the projection lens by means of the manipulator system, and a plurality of the measured variables are used to determine the travel settings with respect to the manipulator degrees of freedom on the one optical element, wherein the relationship described by the model exists between the plurality of measured variables and the wavefront deviation. According to this embodiment, a plurality of the manipulation degrees of freedom can be set on just one of the optical elements of the projection lens. This means that this one optical element can be the only element of the projection lens on which manipulation degrees of freedom can be set. However, one or more other optical elements of the projection lens can also have manipulation degrees of freedom that can be set.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Projektionsbelichtungsanlage eine Simulationseinrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Veränderung der Wellenfront, welche durch eine während des Belichtungsbetriebs der Projektionsbelichtungsanlage auftretende thermische Aufheizung von Elementen in der Projektionsbelichtungsanlage bewirkt wird, zu bestimmen und die Vorgabe der Wellenfrontabweichung auf Grundlage der berechneten Wellenfront zu bestimmen. Bei den Elementen in der Projektionsbelichtungsanlage, durch deren Aufheizung die Veränderung der Wellenfront bewirkt wird, handelt es sich insbesondere um die optischen Elemente des Projektionsobjektivs und ggf. andere Elemente, die zu Verschiebung/Verkrümmung der optischen Elemente oder des Retikels bzw. des Substrats führen. Die Bestimmung der Veränderung der Wellenfront kann durch Berechnung, beispielsweise basierend auf einem Feed-Forward-Modell, oder beispielsweise auch durch Ablesen von einem „Look-up-Table“, d.h. einer Datenbank mit für die gegebenen Randbedingungen zu erwartenden Wellenfrontfehler, erfolgen. Ausgangspunkt für die Bestimmung der Sollkorrektur kann eine Wellenfrontmessung sein, welche dann anhand der berechneten Wellenfrontveränderung angepasst wird.According to a further embodiment, the projection exposure system comprises a simulation device that is configured to determine a change in the wavefront that is caused by thermal heating of elements in the projection exposure system that occurs during exposure operation of the projection exposure system, and to determine the specification of the wavefront deviation on the basis of the calculated wavefront. The elements in the projection exposure system whose heating causes the change in the wavefront are in particular the optical elements of the projection lens and possibly other elements that lead to displacement/distortion of the optical elements or the reticle or the substrate. The change in the wavefront can be determined by calculation, for example based on a feed-forward model, or for example by reading from a "look-up table", i.e. a database with wavefront errors to be expected for the given boundary conditions. The starting point for determining the target correction can be a wavefront measurement, which is then adjusted based on the calculated wavefront change.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Maskenhalter zum Halten einer Maske und einem Substrathalter zum Halten eines Substrats bereitgestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst weiterhin ein Projektionsobjektiv mit mehreren optischen Elementen zum Abbilden von Maskenstrukturen der Maske auf das Substrat, wobei die optischen Elemente, der Maskenhalter sowie der Substrathalter jeweils ein Strahlengangselement in einem Belichtungsstrahlengang der Projektionsbelichtungsanlage sind. Weiterhin umfasst die Projektionsbelichtungsanlage ein Manipulatorsystem zum Einstellen von mindestens einem Stellweg, insbesondere mehreren Stellwegen, an mindestens einem der Strahlengangselemente, insbesondere an mehreren der Strahlangangselemente des Projektionsobjektivs in mehreren Freiheitsgraden sowie mindestens einer Messeinrichtung zur Vermessung mindestens einer Messgröße, insbesondere unterschiedlicher Messgrößen, welche der Bestimmung der mindestens einen Stellwegseinstellung des Manipulatorsystems dient. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen einer Vorgabe einer Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs, Ermitteln von mindestens einer Vorgabe, insbesondere von mehreren Vorgaben, für die mindestens eine Messgröße der mindestens einen Messeinrichtung aus der Wellenfrontabweichung unter Verwendung eines Modells, wobei das Modell einen Zusammenhang zwischen den Messgrößen und der Wellenfrontabweichung beschreibt und zumindest einen nichtlinearen Term umfasst, sowie Korrigieren der Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs durch derartiges Einstellen der Stellwege an den optischen Elementen mittels des Manipulatorsystems, dass die mindestens eine Messgröße die mindestens eine ermittelte Vorgaben annimmt.Furthermore, according to the invention, a method is provided for operating a projection exposure system for microlithography with a mask holder for holding a mask and a substrate holder for holding a substrate. The projection exposure system further comprises a projection lens with several optical elements for imaging mask structures of the mask onto the substrate, wherein the optical elements, the mask holder and the substrate holder are each a beam path element in an exposure beam path of the projection exposure system. Furthermore, the projection exposure system comprises a manipulator system for setting at least one adjustment path, in particular several adjustment paths, on at least one of the beam path elements, in particular on several of the beam input elements of the projection lens in several degrees of freedom and at least one measuring device for measuring at least one measured variable, in particular different measured variables, which serves to determine the at least one adjustment path setting of the manipulator system. The method according to the invention comprises the steps of: providing a specification of a wavefront deviation of the projection lens, determining at least one specification, in particular of several specifications, for the at least one measured variable of the at least one measuring device from the wavefront deviation using a model, wherein the model describes a relationship between the measured variables and the wavefront deviation and comprises at least one non-linear term, and correcting the wavefront deviation of the projection lens by adjusting the travel paths on the optical elements by means of the manipulator system in such a way that the at least one measured variable assumes the at least one determined specification.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Kalibrierverfahren zum Kalibrieren einer Steuerungseinrichtung zur Korrektur einer Wellenfrontabweichung eines Projektionsobjektivs einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Maskenhalter zum Halten einer Maske und einem Substrathalter zum Halten eines Substrats bereitgestellt. Das Projektionsobjektiv weist mehrere optische Elemente zum Abbilden von Maskenstrukturen der Maske auf das Substrat auf, wobei die optischen Elemente, der Maskenhalter sowie der Substrathalter jeweils ein Strahlengangselement in einem Belichtungsstrahlengang der Projektionsbelichtungsanlage sind. Das Kalibrierverfahren umfasst die Schritte: Einstellen von Stellwegen an den Strahlengangselementen des Projektionsobjektivs in verschiedenen Kombinationen mittels eines Manipulatorsystems, Vermessen von jeweils mindestens einer Messgröße, insbesondere von mehreren Messgrößen, an den Strahlengangselementen für die verschiedenen Stellwegskombinationen, Vermessen der Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs für die verschiedenen Stellwegskombinationen, sowie Kalibrieren der Steuerungseinrichtung anhand einer Zuordnung der Messergebnisse der jeweils mindestens einen Messgröße zum jeweiligen Messergebnis der Wellenfrontabweichung.Furthermore, according to the invention, a calibration method is provided for calibrating a control device for correcting a wavefront deviation of a projection lens of a projection exposure system for microlithography with a mask holder for holding a mask and a substrate holder for holding a substrate. The projection lens has several optical elements for imaging mask structures of the mask onto the substrate, wherein the optical elements, the mask holder and the substrate holder are each a beam path element in an exposure beam path of the projection exposure system. The calibration method comprises the steps of: setting travel paths on the beam path elements of the projection lens in various combinations by means of a manipulator system, measuring at least one measurement variable, in particular several measurement variables, on the beam path elements for the various travel path combinations, measuring the wavefront deviation of the projection lens for the various travel path combinations, and calibrating the control device based on an assignment of the measurement results of the at least one measured value for the respective measurement result of the wavefront deviation.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kalibrierverfahrens ist die Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert, zur Korrektur einer Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs unter Verwendung eines Modells, welches einen Zusammenhang zwischen der mindestens einen Messgröße und der Wellenfrontabweichung beschreibt, einen Steuerungsbefehl mit mindestens einer Vorgabe für die mindestens eine Messgröße im Belichtungsbetrieb der Projektionsbelichtungsanlage zu ermitteln. Weiterhin wird durch die Zuordnung der Messergebnisse der mindestens einen Messgröße zum jeweiligen Messergebnis der Wellenfrontabweichung mindestens ein linearer Koeffizient bestimmt, welcher im Modell einer der Messgrößen zugeordnet ist.According to one embodiment of the calibration method according to the invention, the control device is configured to determine a control command with at least one specification for the at least one measured variable in the exposure mode of the projection exposure system in order to correct a wavefront deviation of the projection lens using a model that describes a relationship between the at least one measured variable and the wavefront deviation. Furthermore, by assigning the measurement results of the at least one measured variable to the respective measurement result of the wavefront deviation, at least one linear coefficient is determined, which is assigned to one of the measured variables in the model.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Modell ein nichtlineares Modell, insbesondere ein quadratisches Modell, welches aus einer linearen Parametrisierung an mehreren Stellwegskombinationen (Setpoints) bestimmt wird. Dies kann von Vorteil sein, da die lineare Kalibration/Parametrisierung ein Standardprozess ist und durch mehrfaches Ausführen eines bekannten Prozesses so die zusätzlichen nichtlinearen, beispielsweise quadratischen, Abhängigkeiten bestimmt werden können.According to a further embodiment, the model is a non-linear model, in particular a quadratic model, which is determined from a linear parameterization at several travel combinations (setpoints). This can be advantageous because the linear calibration/parameterization is a standard process and by repeatedly executing a known process, the additional non-linear, for example quadratic, dependencies can be determined.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird durch die Zuordnung der mindestens einen Messgröße zum jeweiligen Messergebnis der Wellenfront weiterhin mindestens ein nichtlinearer Koeffizient bestimmt. Der nichtlineare Koeffizient kann ein bilinearer Koeffizient, welcher im Modell dem Produkt aus mindestens zwei der Messgrößen zugeordnet ist, oder ein quadratischer Koeffizient bzw. ein Koeffizient höherer Potenz, welcher im Modell dem Quadrat oder einem bzw. einer höheren Potenz einer Messgröße zugeordnet ist, sein.According to a further embodiment, at least one non-linear coefficient is determined by assigning the at least one measured variable to the respective measurement result of the wave front. The non-linear coefficient can be a bilinear coefficient, which in the model is assigned to the product of at least two of the measured variables, or a quadratic coefficient or a higher power coefficient, which in the model is assigned to the square or a higher power of a measured variable.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage bzw. das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren übertragen werden und umgekehrt. Auch können die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kalibrierverfahrens auf die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage übertragen werden. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.The features specified with regard to the above-mentioned embodiments, exemplary embodiments or design variants, etc. of the projection exposure system according to the invention can be transferred accordingly to the inventive method for operating a projection exposure system or the inventive calibration method and vice versa. The features of the inventive calibration method specified with regard to the above-mentioned embodiments can also be transferred to the projection exposure system according to the invention. These and other features of the embodiments according to the invention are explained in the description of the figures and the claims. The individual features can be implemented either separately or in combination as embodiments of the invention. Furthermore, they can describe advantageous embodiments that are independently protectable and whose protection may only be claimed during or after the application has been filed.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:
-
1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv sowie Manipulatoren zum Einstellen von Stellwegen an zugeordneten optischen Elementen des Projektionsobjektivs, Messeinrichtungen sowie einer Steuerungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, zur Korrektur einer Vorgabe eine Wellenfrontabweichung des Projektionsobjektivs zu ermitteln, welche einen Algorithmus zum Ermitteln eines Stellwegsbefehls für die Manipulatoren umfasst, -
2 ein Ausführungsbeispiel der Anordnung verschiedener Messeinrichtungen zur Vermessung der Position eines optischen Elements der Projektionsbelichtungsanlage gemäß1 in sechs Starrkörperfreiheitsgraden, -
3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Steuerungseinrichtung gemäß1 , -
4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Steuerungseinrichtung gemäß1 , sowie -
5 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Kalibrierung der Steuerungseinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage gemäß1 .
-
1 an embodiment according to the invention of a projection exposure system for microlithography with a projection lens and manipulators for setting travel paths on associated optical elements of the projection lens, measuring devices and a control device which is configured to determine a wavefront deviation of the projection lens in order to correct a specification, which comprises an algorithm for determining a travel path command for the manipulators, -
2 an embodiment of the arrangement of various measuring devices for measuring the position of an optical element of the projection exposure system according to1 in six rigid body degrees of freedom, -
3 a first embodiment of the control device according to1 , -
4 a second embodiment of the control device according to1 , as well as -
5 an inventive embodiment of a calibration of the control device of the projection exposure system according to1 .
Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer AusführungsbeispieleDetailed description of embodiments according to the invention
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.In the embodiments or embodiments or variants described below, functionally or structurally similar elements are provided with the same or similar reference numerals as far as possible. Therefore, in order to understand the features of the individual elements of a specific embodiment, reference should be made to the description of other embodiments or the general description of the invention.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In
Die Projektionsbelichtungsanlage 10 gemäß
Das Beleuchtungssystem 16 ist dazu konfiguriert, unterschiedliche Winkelverteilungen der auf die Maske 18 auftreffenden Belichtungsstrahlung 14 zu erzeugen. Abhängig von einer vom Benutzer gewünschten Beleuchtungseinstellung, auch „Beleuchtungssetting“ genannt, konfiguriert das Beleuchtungssystem 16 die Winkelverteilung der auf die Maske 18 auftreffenden Belichtungsstrahlung 14. Beispiele für wählbare Beleuchtungssettings umfassen eine sogenannte Dipol-Beleuchtung, eine annulare Beleuchtung und eine Quadrupolbeleuchtung.The
Die Maske 18 weist Maskenstrukturen zur Abbildung auf ein Substrat 24 in Gestalt eines Wafers auf und ist an einem Maskenhalter in Gestalt einer Maskenverschiebebühne 20 verschiebbar gelagert. Die Maske 18 kann, wie in
Das Substrat 24 ist an einem Substrathalter in Gestalt einer Substratverschiebebühne 26 verschiebbar gelagert. Die Projektionsbelichtungsanlage 10 kann als sogenannter Scanner oder als sogenannter Stepper ausgeführt sein. An der Substratverschiebebühne 26 ist ein Wellenfrontsensor 48 zur Vermessung einer mit Zi* bezeichneten Wellenfrontabweichung 30 des Projektionsobjektivs 22 in Belichtungspausen angeordnet. Diese Wellenfrontabweichung Zi* wird in diesem Text auch als Vorgabe einer Wellenfrontabweichung für eine nachstehend genauer beschriebene Steuerungseinrichtung 44 bezeichnet.The
Das Projektionsobjektiv 22 weist in dem Ausführungsbeispiel gemäß
Die Maskenverschiebebühne 20, die Substratverschiebebühne 26 sowie die Spiegel R1 bis R4 werden auch als Strahlengangselemente bezeichnet, da sie entlang des Strahlengangs der Belichtungsstrahlung 14 angeordnet sind. Wie vorstehend erwähnt, sind die Maskenverschiebebühne 20 und die Substratverschiebebühne 26 dazu konfiguriert, die Maske 18 bzw. das Substrat 24 zu verschieben. Weiterhin können sie die Maske 18 bzw. das Substrat auch verkippen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel fungieren die Maskenverschiebebühne 20 und die Substratverschiebebühne 26 ebenfalls als Manipulatoreinrichtungen des Manipulatorsystems, an denen die Translations- und Kipppositionen der Maske 19 bzw. des Substrats 24 als weitere Stellwege des Manipulatorsystems einstellbar sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede der Manipulatoreinrichtungen M1 bis M4 dazu konfiguriert, den betreffenden Spiegel R1 bis R4 in den sechs Starrkörperfreiheitsgraden zu bewegen, d.h. Translationsbewegungen in drei Freiheitsgraden sowie Kippbewegungen in ebenfalls drei Freiheitsgraden auszuführen. Der Spiegel R1 etwa kann mittels der Manipulatoreinrichtung M1 in x-, y- und z-Richtung verschoben werden sowie um parallel zur x-, y- und z-Achse ausgerichtete Kippachsen verkippt werden. Die Translationsbewegungen 32 der Spiegel R1 bis R4 sind in
Das Manipulatorsystem mit den Manipulatoreinrichtungen M1 bis M4 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel damit vierundzwanzig Freiheitsgrade, welche mittels der Stellwegsvorgaben p1* bis p24* eingestellt werden können. In alternativen Ausführungsformen kann das Manipulatorsystem auch eine andere Anzahl von Freiheitsgraden aufweisen, insbesondere können dem einzelnen optischen Element in Gestalt eines Spiegels auch weniger als sechs Freiheitsgrade zugeordnet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedem der Manipulatoreinrichtungen M1 bis M4 eine Manipulatorsteuerungseinheit 36 zugeordnet, welche jeweils die betreffenden Stellwegsvorgaben erzeugt, und zwar die Manipulatorsteuerungseinheit 36 der Manipulatoreinrichtung M1 die Stellwegsvorgaben p1* bis p6* die Manipulatorsteuerungseinheit 36 der Manipulatoreinrichtung M2 die Stellwegsvorgaben p7* bis p12*, die Manipulatorsteuerungseinheit 36 der Manipulatoreinrichtung M3 die Stellwegsvorgaben p13* bis p18* und die Manipulatorsteuerungseinheit 36 der Manipulatoreinrichtung M4 die Stellwegsvorgaben p19* bis p24*.In the embodiment shown, the manipulator system with the manipulator devices M1 to M4 thus comprises twenty-four degrees of freedom, which can be set using the travel specifications p 1 * to p 24 *. In alternative embodiments, the manipulator system can also have a different number of degrees of freedom; in particular, fewer than six degrees of freedom can be assigned to the individual optical element in the form of a mirror. In the embodiment shown, each of the manipulator devices M1 to M4 is assigned a
Jedem der Spiegel R1 bis R4 sind mehrere Messeinrichtungen zur Bestimmung der Stellwegseinstellungen des Manipulatorsystems zugeordnet, d.h. Messeinrichtungen zur Bestimmung der mittels der Stellwegsvorgaben p1* bis p24* tatsächlich vorgenommenen Einstellungen in den einzelnen Freiheitsgraden des Manipulatorsystems. Die Messeinrichtungen sind im veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Encoder E1 bis E24 konfiguriert, wobei jedem Spiegel R1 bis R4 jeweils sechs Encoder zugeordnet sind, wovon in
Die Encoder E1 bis E6 messen damit die jeweilige Position des betreffenden Laserstrahls 40 auf der betreffenden Messfläche 42 in orthogonalen Koordinaten quer zum Laserstrahl 40, d.h. z.B. die y- und z-Koordinaten der Position des Auftreffpunkts des Laserstrahls 40 auf der dem Encoder E1 zugeordneten Messfläche 42. Die von den Encodern E1 bis E6 gemessenen Positionsmessdaten werden als Messgrößen e1 bis e6 an die Manipulationssteuerungseinheit 36 des Manipulators M1 übermittelt, welche daraus die tatsächliche Position des Spiegels R1 in allen sechs Starrkörperfreiheitsgraden bestimmen kann. Aus dieser gemessenen tatsächlichen Position des Spiegels R1 ergeben sich die tatsächlichen Einstellungen der Stellwege p1 bis p6 der Manipulatoreinrichtung M1, deren Werte zwar durch die Stellwegsvorgaben p1* bis p6* vorgegeben werden, jedoch aufgrund von Fehlerquellen von diesen abweichen können.The encoders E1 to E6 therefore measure the respective position of the
Die Konfiguration und Anordnung der Encoder E7 bis E24 in Bezug auf die Spiegel R2 bis R4 ist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel analog zur vorstehend beschriebenen Konfiguration und Anordnung der Encoder E1 bis E6 in Bezug auf Spiegel R1 ausgeführt. Die Encoder können aber auch auf eine andere Weise angeordnet sein und/oder anders konfiguriert sein. Beispielsweise können die Encoder dazu konfiguriert sein, eine interferometrische Abstandsmessung zu den betreffenden Messflächen 42 vorzunehmen, welche in diesem Fall kein Gitter aufweisen müssen. Anstelle von Encodern können auch andere Messeinrichtungen zur Bestimmung der tatsächlichen Einstellungen der Stellwege p1 bis p24 zum Einsatz kommen.The configuration and arrangement of the encoders E7 to E24 in relation to the mirrors R2 to R4 is designed in the described embodiment analogously to the configuration and arrangement of the encoders E1 to E6 in relation to mirror R1 described above. However, the encoders can also be arranged in a different way and/or configured differently. For example, the encoders can be configured to carry out an interferometric distance measurement to the relevant measuring surfaces 42, which in this case do not have to have a grating. Instead of encoders, other measuring devices can also be used to determine the actual settings of the travel paths p 1 to p 24 .
Wie weiterhin in
Die Manipulatorsteuerungseinheiten 36 justieren dann die Stellwege p1 bis p24 der Manipulatoren M1 bis M4 durch entsprechende Ausgabe von Stellwegsvorgaben p1* bis p24* so ein, dass die Messgrößen e1 bis e24 den Vorgaben e1* bis e24* entsprechen. So justiert beispielsweise die Manipulatorsteuerungseinheit 36 des Manipulators M1 die Stellwegseinstellungen x1 bis x6 durch entsprechende Ausgabe der Stellwegsvorgaben p1* bis p6* derart, dass die Messgrößen e1 bis e6 den Vorgaben e1* bis e6* entsprechen.The
Gemäß dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel, bei dem die Maskenverschiebebühne 20 sowie die Substratverschiebebühne 26 ebenfalls als Manipulatoreinrichtungen des Manipulatorsystems dienen, umfasst der Steuerungsbefehl 46 weiterhin Vorgaben für Messgrößen von der Maskenverschiebebühne 20 sowie der Substratverschiebebühne 26 zugeordneten Encodern. Diese Encoder messen die Translationskoordinaten sowie Kippstellungen der Maske 18 sowie des Substrats 24.According to the above-mentioned embodiment, in which the
Die Steuerungseinrichtung 44 ist dazu konfiguriert, den Steuerungsbefehl 46 zur Korrektur der Wellenfrontabweichung Zi* des Projektionsobjektivs 22 zu ermitteln. Mit anderen Worten dient der von der Steuerungseinrichtung 44 erzeugte Steuerungsbefehl 46 zur Vornahme einer der Wellenfrontabweichung Zi* entgegengesetzten Sollkorrektur an der Wellenfront des Projektionsobjektivs 22. Die Wellenfrontabweichung Zi* des Projektionsobjektivs 22 bezeichnet eine Abweichung der Wellenfront des Projektionsobjektivs 22 von einer Sollwellenfront. Die Sollwellenfront kann gemäß einer Ausführungsform durch an den einzelnen Feldpunkten in der Bildebene des Projektionsobjektivs 22 vorliegende sphärische Wellenfronten definiert sein.The
Die Wellenfrontabweichung Zi* wird mittels einer an der Substratverschiebebühne 26 angeordneten Wellenfrontmesseinrichtung in Gestalt eines Wellenfrontsensors 48 in Belichtungspausen der Projektionsbelichtungsanlage 10 gemessen. Die von dem Wellenfrontsensor 48 vermessene Wellenfrontabweichung Zi* wird mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet. Die Wellenfrontabweichung Zi* kann durch Zernikekoeffizienten angegeben werden. Je nach Auslegung können dazu die Zernikekoeffizienten Z2 bis Z36 und ggf. weitere Zernikekoeffizienten Verwendung finden. Die Wellenfrontabweichung 50 und damit eine Sollkorrektur kann aber auch durch eine gezielte Auswahl an Zernike-Koeffizienten dargestellt werden.The wavefront deviation Zi* is measured by means of a wavefront measuring device arranged on the
In der vorliegenden Anmeldung werden, wie beispielsweise in den Abschnitten [0125] bis [0129] von
Die Messung der Wellenfrontabweichung 50 kann etwa regelmäßig nach jeder Belichtung eines Wafers oder jeweils nach Belichtung eines kompletten Wafersatzes erfolgen. Alternativ kann anstatt einer Messung auch eine Simulation bzw. eine Kombination aus Simulation und reduzierter Messung vorgenommen werden. Die Wellenfrontabweichung 50 kann nach der Messung mittels des Wellenfrontsensors 48 direkt an die Steuerungseinrichtung 44 oder, wie weiterhin in dem in
In der dargestellten Ausführungsform wird die gemessene Wellenfrontabweichung 50 in einem Speicher 92 des Zustandsgebers 91 abgelegt und von einer Simulationseinrichtung 93 an jeweilige aktualisierte Verhältnisse während des Belichtungsvorganges angepasst. Gemäß einer Ausführungsvariante wird der Simulationseinrichtung 93 dazu regelmäßig von einer zentralen Steuerung 90 der Projektionsbelichtungsanlage 10 eine aktuelle Bestrahlungsintensität 95 der auf die Maske 18 eingestrahlten Belichtungsstrahlung 14 übermittelt.In the embodiment shown, the measured
Die Simulationseinrichtung 93 berechnet daraus unter Zugrundelegung der jeweiligen Beleuchtungseinstellung aufgrund von Aufheizung optischer Elemente, im vorliegenden Fall Spiegelaufheizung, bewirkte Änderungen in den Aberrationsparametern. Weiterhin erhält die Simulationseinrichtung 93 laufend Messwerte eines den Umgebungsdruck der Projektionsbelichtungsanlage 10 überwachenden Drucksensors 94. Auswirkungen von Veränderungen im Umgebungsdruck auf die Aberrationsparameter werden von der Simulationseinrichtung 93 berücksichtigt. Der Zustandsgeber 91 übermittelt entweder in vorgegebenen Zeitabständen oder kontinuierlich in Echtzeit die von der Simulationseinrichtung 93 ermittelte aktualisierte Wellenfrontabweichung 50a an die Steuerungseinrichtung 44.The
Wie vorstehend erwähnt, dient die Steuerungseinrichtung 44 dazu, den Steuerungsbefehl 46 zur Korrektur der Wellenfrontabweichung Zi* des Projektionsobjektivs 22 zu ermitteln. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Wellenfrontabweichung Zi* um die aktualisierte Wellenfrontabweichung 50a. Alternativ kann es sich auch um die direkt vom Wellenfrontsensor 48 kommende Wellenfrontabweichung 50 handeln.As mentioned above, the
Hierbei ist D eine Metrik, wie z.B. das Quadrat der Euklidischen Norm || ||2.
Das resultierende Optimierungsproblem hat die Form:
Die dabei ermittelten Werte
Die Metrik kann dies abbilden, in dem sie entweder einen Strafterm P({ej}) für große Verfahrwege beinhaltet, so dass:
Die Sensitivitätsfunktion 58-1 ist eine lineare Sensitivitätsfunktion und lautet im vorliegenden Ausführungsbeispiel wie folgt:
Hierbei bezeichnen
Die lineare Sensitivitätsfunktion 58-1 und damit auch die Sensitivitätskoeffizienten 60 werden dazu bei Vorliegen einer aktualisierten Wellenfrontabweichung 50a für jede Optimierung der Zielfunktion 54 mittels eines Linearisierungsmoduls 62 neu bestimmt. Das Linearisierungsmodul 62 ist Teil der Steuerungseinrichtung 44-1 und kann physisch als separates Modul vorliegen oder auch lediglich eine funktionale Einheit des Steuerungseinrichtung 44-1 sein.For this purpose, the linear sensitivity function 58-1 and thus also the
Zur Bestimmung der linearen Sensitivitätsfunktion 58-1 verwendet das Linearisierungsmodul 62 ein vorgegebenes nichtlineares Modell 64, welches den Zusammenhang zwischen den Messgrößen ej, im vorliegenden Fall den Messgrößen e1 bis e24, und der korrespondieren Wellenfrontabweichung Zi des Projektionsobjektivs 22 beschreibt und dazu zumindest einen nichtlinearen Term 66 umfasst. Das Linearisierungsmodul 62 legt zur Bestimmung der linearen Sensitivitätsfunktion 58 die jeweils zu diesem Zeitpunkt aktuellen Messgrößeneinstellungen ej* (vgl. Bezugszeichen 46-0) zugrunde. Bei der ersten Bestimmung der linearen Sensitivitätsfunktion 58 können dazu von den Encodern E1 bis E24 gemessene Werte verwendet werden. Bei darauf folgenden Bestimmungen können die jeweils aktuellsten Vorgaben aus dem vom Optimieralgorithmus 52 erzeugten Steuerungsbefehl 46 genutzt werden. Das nichtlineare Modell 64 lautet in einer Ausführungsform wie folgt:
Hierbei bezeichnet ci konstante Koeffizienten 69, nenc die Anzahl der verwendeten Encoder, im vorliegenden Fall vierundzwanzig,
In
Damit ist das nichtlineare Modell 64 und insbesondere der durch das Modell 64 beschriebene nichtlineare Zusammenhang, in diesem Ausführungsbeispiel 44-1 Teil der Zielfunktion 54.Thus, the
Das in (5) dargestellte nichtlineare Modell 64 kann wie nachfolgend dargestellt hergeleitet werden. Die Encoder-Antwort in Gestalt der Messgröße ej des Encoders Ej j ∈ {1, 2, ... nenc} auf Rotation bzw. Verschiebung des Freiheitsgrades in Gestalt der Stellwegseinstellung pk ∈ {1, 2, ... ndof} ist im Allgemeinen eine nicht-lineare Funktion ej({pk}) in allen Freiheitsgraden pk, zum Beispiel:
Die Koeffizienten Qjik können für die Freiheitsgrade unterschiedlicher Spiegel i.A. als Null angenommen werden. Analog ist die Wellenfrontwirkung an jedem Feldpunkt, beschrieben durch den Zernike-Koeffizienten Zi, wobei der tiefergestellte Index i sowohl den Koeffizienten als auch den Feldpunkt kodiert, im Allgemeinen eine nichtlineare Funktion Zi({pk}) in allen Freiheitsgraden pk, wie zum Beispiel:
Man beachte, dass im Gegensatz zu Qjik die Koeffizienten Q'jik für die Freiheitsgrade unterschiedlicher Spiegel im Allgemeinen nicht als null angenommen werden können. Für eine Korrektur der Wellenfrontwirkung Zi, basierend auf der Encoder-Antwort ej muss die Abhängigkeit Zi({ej}) hinreichend genau bekannt und modelliert sein. Sie ergibt sich aus den o.g. Abhängigkeiten von Zi und ej vom Setpoint {pk}.Note that, in contrast to Q jik, the coefficients Q' jik for the degrees of freedom of different mirrors cannot generally be assumed to be zero. For a correction of the wavefront effect Z i based on the encoder response e j , the dependence Z i ({e j }) must be known and modeled with sufficient accuracy. It results from the above-mentioned dependencies of Z i and e j on the setpoint {p k }.
Herkömmlicherweise wird bei der Beschreibung der Wellenfront von Projektionsobjektiven der Zusammenhang Zi({ej}) in allen ej als linear angenommen. Die linearen Koeffizienten (auch Sensitivitäten bezeichnet) werden aus Simulationen des Systemdesigns bestimmt und für die Korrektur des Systems sowohl virtuell als auch physisch verwendet. Die resultierende Beschreibung
Um eine bessere Beschreibung von Zi({ej}) zu erhalten, wird in dem unter (5) dargestellten nichtlinearen Modell 64 ein quadratischer Zusammenhang angesetzt. Dieser funktionale Zusammenhang kann kalibriert werden, wie nachstehend näher erläutert.In order to obtain a better description of Z i ({e j }), a quadratic relationship is assumed in the
Wie in
Für jeden Satz an Stellwegsvorgaben pj*, d.h. für jede Stellwegskombination 80, werden die Messgrößen e1 bis e24 mittels der Encoder E1 bis E24 vermessen und in Form eines mit dem Bezugszeichen 82 bezeichneten Messgrößendatensatzes ej m an eine Kalibrierauswerteeinheit 84 der Kalibriereinrichtung 77 übermittelt. Weiterhin wird für jede Stellwegskombination 80 die Wellenfrontabweichung 50 vermessen und ebenfalls an die Kalibrierauswerteeinheit 84 übermittelt. Die Kalibrierauswerteeinheit 84 kalibriert die Steuerungseinrichtung 44 durch Zuordnung des betreffenden Messgrößendatensatzes 82 zum jeweiligen Messergebnis der Wellenfrontabweichung 50. Das Ergebnis der Kalibrierung ist eine Bestimmung der folgenden Koeffizienten des nichtlinearen Modells 64: konstante Koeffizienten ci (Bezugszeichen 69), lineare Koeffizienten lij (Bezugszeichen 70) sowie bilineare bzw. quadratische Koeffizienten qijk (Bezugszeichen 72 bzw. 74). Die Kalibiereinrichtung 77 kann Teil der Steuerungseinrichtung 44 sein oder eine separate Einheit darstellen.For each set of travel path specifications p j *, ie for each
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden für die Kalibrierung des nichtlinearen Modells 64 die konstanten Koeffizienten ci, die nenc linearen Koeffizienten lij sowie die
Diese mindestens
Über eine solche Kalibrierung können alle Effekte, die den Zusammenhang von Encoder-Werten und ermittelter Wellenfrontwirkung beeinflussen, kalibriert werden, einschließlich aber nicht ausschließlich: Einbautoleranzen, Fertigungsfehler, unbekannter Setpoint, Messfehler des Wellenfrontsensors, Messfehler der Encoder, etc.Such a calibration can be used to calibrate all effects that influence the relationship between encoder values and the determined wavefront effect, including but not limited to: installation tolerances, manufacturing errors, unknown setpoint, measurement errors of the wavefront sensor, measurement errors of the encoders, etc.
Die Zahl der Messungen NGLS kann darüber hinaus aus verschiedenen Gründen erhöht oder verringert werden:
- i) Es können mehr als die NGLS Messungen gemacht werden, um die NGLS Koeffizienten über einen Fit an die gemessenen Wellenfronten zu bestimmen. Dies erlaubt beispielsweise Messfehler zu reduzieren und so die Genauigkeit der Wellenfrontbeschreibung zu verbessern.
- ii) Die Zahl der Messungen kann verringert werden, um weniger Zeit / Aufwand in die Kalibrierung zu stecken. Dies ist auf mehrere Weisen möglich:
- a) Nur die kritischsten Zernikekoeffizienten werden bestimmt (beispielsweise die Z2-Z4, die den größten Beitrag zur Wellenfrontveränderung und auch die größten Nicht-Linearitäten aufweisen). Alle weiteren Zernikekoeffizienten können als linear beschrieben werden.
- b) Ein Subset der Koeffizienten, beispielsweise die nichtlinearen Koeffizienten, werden über Simulationen bestimmt. Nur die verbleibenden (linearen) Koeffizienten müssen aus der Kalibrierung bestimmt werden. Dies ist möglich, da die höher als quadratischen Ordnungen in typischen Projektionssystemen kaum einen Beitrag zur Wellenfront leisten. Entsprechend sind die quadratischen Koeffizienten über große Verfahrwege hinweg konstant und müssen nicht immer wieder neu kalibriert werden. Nichtsdestotrotz können die quadratischen Koeffizienten von individuellen Systemeigenschaften, beispielsweise der genauen Position aller Encoder innerhalb der Einbautoleranzen, abhängen, was für die Bestimmung dieser Koeffizienten berücksichtigt werden muss.
- c) Ein Subset der Koeffizienten, beispielsweise die nichtlinearen Koeffizienten, werden nur einmal / seltener als andere Koeffizienten über die Kalibrierung bestimmt, so dass es unterschiedlich umfangreiche Kalibrierroutinen gibt, je nachdem, welcher Satz von Koeffizienten neu kalibriert werden muss.
- d) Einige Koeffizienten können a-priori als null (oder als konstant) angenommen werden und müssen entsprechend nicht kalibriert werden. Dies ist beispielsweise bei Freiheitsgraden unterschiedlicher Spiegel möglich, zwischen denen keine Korrelationen erwartet werden.
- e) Nicht der gesamte Raum möglicher Verfahrwege wird benötigt, sondern lediglich ein Unterraum, der durch Kombinationen unterschiedlicher Freiheitsgrade, sogenannte „Knobs“, aufgespannt wird. Dieser Unterraum kann niederdimensionaler als der Raum aller Freiheitsgrade sein. Falls die Korrekturen sich auf diesen Unterraum beschränken, ist es möglich nur die jeweiligen Knobs zu kalibrieren, was aufgrund der kleineren Zahl von Freiheitsgraden auch zu einer kleineren Zahl benötigter Messungen führt.
- iii) Die Zahl der Messungen kann variiert werden, um Fehler durch die Nichtlinearität des Messsystems bei großen Wellenfrontänderungen zu reduzieren:
- a) Daher sind Kalibrierstellungen entlang von „Neutral Knobs“ und deren Kombinationen zu bevorzugen, so dass die eingestellten Wellenfrontänderungen beherrschbar bleiben.
- b) Alternativ ermittelt man die linearen Sensitivitäten, d.h. die lineare Änderung der Wellenfront bei Veränderung eines Encoder-Signals, an mehreren, weit auseinanderliegenden Kalibrier-Setpoints. Die so ermittelten punktweisen Gradienten werden schließlich rechnerisch zu einem quadratischen Verlauf zusammengestückelt. Durch die Bestimmung einer nichtlinearen Beschreibung der Wellenfront wird eine nichtlineare Korrektur/Optimierung der Wellenfront möglich, wie nachfolgend exemplarisch erläutert.
- i) More than N GLS measurements can be made to determine the N GLS coefficients by fitting them to the measured wavefronts. This allows, for example, to reduce measurement errors and thus improve the accuracy of the wavefront description.
- ii) The number of measurements can be reduced to reduce the time/effort required for calibration. This can be done in several ways:
- a) Only the most critical Zernike coefficients are determined (for example the Z2-Z4, which make the largest contribution to the wavefront change and also exhibit the largest nonlinearities). All other Zernike coefficients can be described as linear.
- b) A subset of the coefficients, for example the non-linear coefficients, are determined via simulations. Only the remaining (linear) coefficients have to be determined from the calibration. This is possible because the higher than square orders in typical projection systems hardly contribute to the wavefront. Accordingly, the square coefficients are constant over large travel distances and do not have to be recalibrated again and again. Nevertheless, the square coefficients can depend on individual system properties, for example the exact position of all encoders within the installation tolerances, which must be taken into account when determining these coefficients.
- c) A subset of the coefficients, for example the nonlinear coefficients, are determined only once / less frequently than other coefficients via calibration, so that there are calibration routines of varying extent depending on which set of coefficients needs to be recalibrated.
- d) Some coefficients can be assumed a priori to be zero (or constant) and therefore do not need to be calibrated. This is possible, for example, for degrees of freedom of different mirrors between which no correlations are expected.
- e) Not the entire space of possible travel paths is required, but only a subspace that is spanned by combinations of different degrees of freedom, so-called "knobs". This subspace can be lower-dimensional than the space of all degrees of freedom. If the corrections are limited to this subspace, it is possible to calibrate only the respective knobs, which also leads to a smaller number of measurements required due to the smaller number of degrees of freedom.
- iii) The number of measurements can be varied to reduce errors due to the nonlinearity of the measuring system at large wavefront changes:
- a) Therefore, calibration positions along “Neutral Knobs” and their combinations are to be preferred so that the adjusted wavefront changes remain manageable.
- b) Alternatively, the linear sensitivities, ie the linear change in the wavefront when an encoder signal changes, are determined at several widely spaced calibration setpoints. The point-by-point gradients determined in this way are then mathematically pieced together to form a quadratic curve. By determining a non-linear description of the wavefront, a non-linear correction/optimization of the wavefront is possible, as explained below using an example.
Für die vier beweglichen Spiegel R1 bis R4 gemäß
Durch sukzessives Verfahren von einzelnen Freiheitsgraden und von Paaren von Freiheitsgraden um ±50µm bzw. ±50µrad (bzw. um Encoder-Werte, die diesen Verfahrwegen „ungefähr“ entsprechen) lässt sich ein Satz von Messungen generieren, die den oben beschriebenen quadratischen Zusammenhang Zi({ej}) hinreichend genau abtasten. Das resultierende, lineare Gleichungssystem von 325 Gleichungen lässt sich (beispielsweise durch einen „least-square-fit“ auf Basis der summierten, quadratischen Abweichungen in den Zernike-Koeffizienten) lösen, um die 325 unbekannten Koeffizienten für jeden Zernike-Koeffizienten und Feldpunkt zu bestimmen.By successively moving individual degrees of freedom and pairs of degrees of freedom by ±50µm or ±50µrad (or by encoder values that "approximately" correspond to these travel paths), a set of measurements can be generated that sample the quadratic relationship Z i ({e j }) described above with sufficient accuracy. The resulting linear system of 325 equations can be solved (for example by a "least-square fit" based on the summed, quadratic deviations in the Zernike coefficients) to determine the 325 unknown coefficients for each Zernike coefficient and field point.
Die Schrittweite von ±50µm bzw. ±50µrad ergibt sich aus einem Abwägen mehrerer Effekte: Erstens sollte die Schrittweite hinreichend groß sein, um nichtlineare Effekte zu beobachten. Zweitens sollten die linearen Effekte bei der Schrittweite nicht so groß werden, dass das Messsystem die darüber liegenden quadratischen Effekte nicht mehr beobachten kann. Drittens sollte die Schrittweite in einem Bereich sein, in dem quadratische und lineare Effekte dominieren, d.h. wo Beiträge höherer Ordnung vernachlässigbar sind.The step size of ±50µm or ±50µrad results from a balance between several effects: Firstly, the step size should be large enough to observe non-linear effects. Secondly, the linear effects in the step size should not become so large that the measuring system can no longer observe the quadratic effects above them. Thirdly, the step size should be in a range in which quadratic and linear effects dominate, i.e. where higher order contributions are negligible.
Eine der Herausforderungen einer solchen mittels des nichtlinearen Modells 64 erfolgenden Encoder-Wellenfront-Beschreibung ist die zeitlich stabile Validität der Kalibration. Aufgrund von Drift-Effekten (beispielsweise Encoder-Drifts) ist es möglich, dass der Setpoint des Systems sich anders verändert als aufgrund der Veränderungen der Encoder-Werte zu erwarten wäre. Um zu überprüfen, dass eine solche Kalibration auch nach einer gewissen Zeit (Tage, Wochen, Monate, ...) noch gültig ist, könnten so genannte „Regelkarten-Setpoints“ angefahren werden. An jedem dieser Setpoints kann dann überprüft werden, ob die Wellenfront-Vorhersage auf Basis des kalibrierten, quadratischen Modells weiterhin mit der Messung der Wellenfront übereinstimmt. Diese Regelkarten-Setpoints sollten den Bereich von Verfahrwegen, die die Kalibration erlaubt, hinreichend gut abdecken und erlauben damit, die Validität der Kalibration über ihren gesamten Verfahrwegsbereich in regelmäßigen Abständen zu überprüfen.One of the challenges of such an encoder wavefront description using the
Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele, Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.The above description of exemplary embodiments, embodiments or variants is to be understood as exemplary. The disclosure made thereby enables the person skilled in the art to understand the present invention and the associated advantages, and on the other hand also includes obvious changes and modifications to the structures and methods described in the understanding of the person skilled in the art. Therefore, all such changes and modifications, insofar as they fall within the scope of the invention as defined in the appended claims, as well as equivalents, are intended to be covered by the protection of the claims.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
- 1212
- BelichtungsstrahlungsquelleExposure radiation source
- 1414
- BelichtungsstrahlungExposure radiation
- 1616
- BeleuchtungssystemLighting system
- 1818
- Maskemask
- 2020
- MaskenverschiebebühneMask transfer platform
- 2222
- ProjektionsobjektivProjection lens
- 2323
- BelichtungsstrahlengangExposure beam path
- 2424
- SubstratSubstrat
- 2626
- SubstratverschiebebühneSubstrate transfer stage
- 2828
- WellenfrontsensorWavefront sensor
- 3030
- WellenfrontabweichungWavefront deviation
- 3232
- TranslationsbewegungTranslational movement
- 3434
- KippbewegungTilting movement
- 3636
- ManipulatorsteuerungseinheitManipulator control unit
- 3838
- aktive Spiegelflächeactive mirror surface
- 3939
- Rückseiteback
- 4040
- Laserstrahllaser beam
- 4242
- MessflächeMeasuring area
- 4444
- SteuerungseinrichtungControl device
- 44-144-1
- erstes Ausführungsbeispiel der Steuerungseinrichtungfirst embodiment of the control device
- 44-244-2
- zweites Ausführungsbeispiel der Steuerungseinrichtungsecond embodiment of the control device
- 4646
- SteuerungsbefehlControl command
- 4848
- WellenfrontsensorWavefront sensor
- 5050
- WellenfrontabweichungWavefront deviation
- 50a50a
- aktualisierte Wellenfrontabweichungupdated wavefront deviation
- 5252
- OptimieralgorithmusOptimization algorithm
- 5454
- ZielfunktionObjective function
- 5656
- gewünschte Korrekturwellenfrontwirkungdesired correction wavefront effect
- 58-158-1
- lineare Sensitivitätsfunktionlinear sensitivity function
- 58-258-2
- nichtlineare Sensitivitätsfunktionnonlinear sensitivity function
- 6060
- SensitivitätskoeffizientSensitivity coefficient
- 6262
- LinearisierungsmodulLinearization module
- 6464
- nichtlineares Modellnonlinear model
- 6666
- nichtlinearer Termnonlinear term
- 6868
- linearer Termlinear term
- 6969
- konstanter Koeffizientconstant coefficient
- 7070
- linearer Koeffizientlinear coefficient
- 7272
- bilinearer Koeffizientbilinear coefficient
- 7474
- quadratischer Koeffizientquadratic coefficient
- 7676
- Produkt aus zwei MessgrößenProduct of two measurements
- 7777
- KalibriereinrichtungCalibration device
- 7878
- EinstellungsgeberSetting provider
- 8080
- StellwegskombinationTravel combination
- 8282
- MessgrößendatensatzMeasurement data set
- 8484
- KalibrierauswerteeinheitCalibration evaluation unit
- 9090
- zentrale Steuerungcentral control
- 9191
- ZustandsgeberStatus transmitter
- 9292
- SpeicherStorage
- 9393
- SimulationseinrichtungSimulation facility
- 9494
- DrucksensorPressure sensor
- 9595
- aktuelle Bestrahlungsintensitätcurrent irradiation intensity
- p1* bis p24*p1* to p24*
- StellwegsvorgabenTravel specifications
- p1 bis p24p1 to p24
- StellwegeTravel range
- e1 bis e24, eje1 to e24, ej
- MessgrößenMeasurands
- e1* bis e24*e1* to e24*
- Vorgaben für die MessgrößenSpecifications for the measured variables
- R1 bis R4R1 to R4
- SpiegelMirror
- M1 bis M4M1 to M4
- ManipulatoreinrichtungenManipulator devices
- E1 bis E24E1 to E24
- EncoderEncoders
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 20130188246 A1 [0055]US 20130188246 A1 [0055]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „Optical Shop Testing", 2nd Edition (1992) von Daniel Malacara, Hrsg. John Wiley & Sons, Inc. [0055]"Optical Shop Testing", 2nd Edition (1992) by Daniel Malacara, ed. John Wiley & Sons, Inc. [0055]
- Tabelle 20-2 auf Seite 215 des „Handbook of Optical Systems“, Vol. 2 von H. Gross, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim [0055]Table 20-2 on page 215 of the “Handbook of Optical Systems”, Vol. 2 by H. Gross, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim [0055]
Claims (16)
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