DE102023206334A1

DE102023206334A1 - Steuervorrichtung und optisches system

Info

Publication number: DE102023206334A1
Application number: DE102023206334.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Thurner
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2023-07-04
Publication date: 2024-01-11

Abstract

Es wird offenbart eine Steuervorrichtung (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702) zum Ausgeben eines Steuersignals (164, 764) an eine Aktoreinrichtung (108) für ein Bewegen eines optischen Elements (104) in einer Lithographieanlage (1), aufweisendeine Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710), die zum Erfassen eines Signals (124, 224), welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) und dem optischen Element (104) beschreibt, und zum Wandeln des erfassten Signals (124, 224) in ein elektrisches Signal (126, 134, 146, 226, 326, 526) eingerichtet ist, undeine Regeleinrichtung (144, 244, 344, 444, 544, 644, 744), die mit der Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) zum Empfang des elektrischen Signals (126, 134, 146, 158, 226, 326, 526) verschaltet ist, wobei die Regeleinrichtung (144, 244, 344, 444, 544, 644, 744) ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand (122) zwischen der Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) und dem optischen Element (104) eingerichteten Sollwerteingang dazu eingerichtet ist, auf Basis des empfangenen die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals (126, 134, 146, 158, 226, 326) ein Steuersignal (164, 764) zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal (164, 764) an die Aktoreinrichtung (108) auszugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage, ferner ein optisches System für eine Lithographieanlage mit einer derartigen Steuervorrichtung, weiterhin eine Lithographieanlage mit einem derartigen optischen System und außerdem ein Steuerverfahren zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Da die meisten Materialien Licht dieser Wellenlänge absorbieren, müssen bei solchen EUV-Lithographieanlagen reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.
Diese reflektierenden Optiken können im allgemeinen Fall nicht statisch fest in der jeweiligen Lithographieanlage festgelegt werden. Um Abbildungsfehler zu vermeiden, welche durch sogenannte Line-of-Sight-Fehler hervorgerufen werden, müssen die Positionen der optischen Elemente angepasst werden können. Dies erfolgt mithilfe von Aktoren, welche dazu eingerichtet sind, das optische Element in seinen Freiheitsgraden zu manipulieren.
Eine besondere Herausforderung besteht darin, die neu aufgefundene Position mit hoher Genauigkeit, nämlich mit einer Genauigkeit kleiner als 1 nm, im Betrieb zu halten. Bewährte Steuerungen stoßen hierbei an ihre Grenze.
Eine solche bewährte Steuerung kann enthalten:

- einen optischen Sensor, der ein optisches Signal in ein elektrisches Rohsignal wandelt,
- einen Verstärker, welcher das elektrische Rohsignal verstärkt,
- einen A/D-Wandler, welcher das verstärkte Rohsignal in ein digitales Signal umwandelt,
- eine Nachbearbeitung, welche das digitale Signal in eine Positionsangabe in einer Maßeinheit, bspw. nm, umwandelt,
- einen Sollwertvergleicher, welcher eine Abweichung der Positionsangabe von einem vorgegebenen und/oder eingegebenen Sollwert ermittelt, und
- einen Regler, welcher aus der Abweichung ein Stellsignal für einen Aktor ermittelt.

Diese Steuerung bewirkt ein Positionshalten des optischen Elements, indem der vorgegebene und/oder eingegebene Sollwert konstant gehalten wird, und sie bewirkt ein Verfahren bzw. Bewegen des optischen Elements, indem der Sollwert geändert wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Signalbearbeitung insb. einer A/D-Wandlung Signalfehler erzeugt, welche eine scharfe Abbildung behindern können. Konkret stören ein Rauschen und/oder eine Verzögerung die geeignete Ansteuerung eines Aktors, der das entsprechende optische Element ansteuert.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Steuerung bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt wird eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements einer Lithographieanlage, aufweisend
eine Sensoreinrichtung, die zum Erfassen eines Signals, welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibt, und zum Wandeln des erfassten Signals in ein elektrisches Signal eingerichtet ist, und
eine Regeleinrichtung, die mit der Sensoreinrichtung zum Empfang des elektrischen Signals verschaltet ist, wobei die Regeleinrichtung ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eingerichteten Sollwerteingang dazu eingerichtet ist, auf Basis des empfangenen die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals ein Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal an die Aktoreinrichtung auszugeben, vorgeschlagen.
Indem bei dieser Steuervorrichtung gemäß diesem Aspekt das von der Sensoreinrichtung erzeugte, die Abstandsänderung beschreibende elektrische Signal von der Regeleinrichtung weiterverwendet wird, entfallen gegenüber der vorstehend beschriebenen bewährten Steuerung einige Teile.
Insbesondere können eine nicht auf die Regeleinrichtung optimierte Digitalisierung, eine Nachbearbeitung (fachsprachlich „post processing“) und ein Sollwertvergleich mit einem als Sollwert vorgegeben Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element weggelassen werden. Damit einher geht eine Reduzierung der durch jeden Teil üblicherweise hervorgerufenen Signalfehler.
Indem kein Sollwertvergleich mit einem als Sollwert vorgegeben Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element erfolgt, kann eine optionale Digitalisierung nur auf den Arbeitsbereich zum Abstandhalten begrenzt werden. Eine Diskretisierung durch die Digitalisierung ist somit um das Verhältnis eines Arbeitsbereichs zu einem Verfahrweg präziser. Zur Verdeutlichung sei angenommen, dass der Verfahrweg beispielsweise +/- 0,5 cm beträgt, wohingegen der Arbeitsbereich beispielsweise +/- 2 nm beträgt, und dass eine Diskretisierung in 32 Bit vorgenommen wird. Wenn der angenommene Verfahrweg von 1 cm in 32 Bit aufgeteilt wird, ergibt das eine Auflösung von ca. 0,2 pm. In diesem Beispiel würde der Arbeitsbereich also in ca. 1000 Stufen erfasst. Wird hingegen der Arbeitsbereich von 2 nm in 32 Bit aufgeteilt, ergibt das eine sehr viel feinere Auflösung von 4,7*10^{^-10} nm.
Entfällt die Nachbearbeitung, entfallen beispielsweise Filterschritte. Da jeder Filterschritt im realen System mit einer Verzögerung behaftet ist, verbessert sich im Ergebnis ein Ansprechverhalten der Steuervorrichtung. Im Gegenzug kann ein Einfluss eines optionalen Differentialglieds und/oder eines Differentialverhaltens der Regeleinrichtung verringert werden, sodass die Gefahr eines Übersteuerns verringert werden kann. Das Verhalten der Steuervorrichtung wird also mehrfach verbessert.
Mit anderen Worten: Die Vorrichtung ist darauf ausgelegt, einen bestimmten Abstand nur mit Erfassen bzw. Kenntnis des Betrags der Abstandsänderung, nicht aber mit Erfassen bzw. Kenntnis des absoluten Betrags des Abstands zu halten. Hierdurch können Zwischenschritte weggelassen werden, welche eine Signalqualität verschlechtert hätten.
Mit nochmals anderen Worten: Die Steuervorrichtung erfasst von der Sensoreinrichtung bis zu der Regeleinrichtung vorzugsweise nicht den absoluten Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element. Insbesondere ist ein Quantifizieren bzw. Betrag-Erfassen des absoluten Abstands zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element nicht vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Regeleinrichtung ohne jeglichen Sollwerteingang dazu eingerichtet, wie oben beschrieben das Steuersignal zu bestimmen und auszugeben. Diese Option stellt eine besonders einfache Steuervorrichtung bereit.
Das optische Element kann insbesondere ein Spiegel sein. Das optische Element kann ein Lithographieobjektiv sein. Das optische Element kann weiters ein Träger für eine beleuchtbare Lithographiemaske, ein Träger für einen Wafer und/oder ein Träger für eine Lichtquelle sein.
Das durch die Sensoreinrichtung erzeugte elektrische Signal beschreibt vorzugsweise ebenfalls die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element. Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung zum Wandeln des erfassten optischen die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibenden Signals in ein elektrisches die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibendes Signal eingerichtet.
Die Regeleinrichtung hat insbesondere keinen Sollwerteingang. Die Regeleinrichtung ist daher vorzugsweise in der Lage, nur aus dem die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signal das Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen. Vorzugsweise hat die Regeleinrichtung keinen Vergleicher bzw. keinen als Vergleicher mit einem Sollwert geschalteten Differenzbilder.
Die Regeleinrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, auf Basis (d.h., in Abhängigkeit) des von der Sensoreinrichtung empfangenen und/oder die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals das Steuersignal zu bestimmen. Die Regeleinrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, ein Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element zu bestimmen. Die Regeleinrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, ein in dem Fall einer durch das elektrische Signal beschriebenen Abstandsänderung zum Kompensieren der Abstandsänderung geeignetes und/oder in dem Fall eines durch das elektrische Signal beschriebenen Abstandsgleichbleibens zum Halten des Abstands geeignetes Steuersignal zu bestimmen.
Das Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung kann beispielsweise ein Steuersignal sein, das ein der Abstandsänderung betrags- und/oder vorzeichenmäßig entgegenwirkendes Steuersignal ist. Das Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung kann insbesondere ein zum Kompensieren der Abstandsänderung bemessenes Steuersignal sein. Das Steuersignal kann dazu geeignet sein, eine Aktoreinrichtung und/oder eine mit einer Aktoreinrichtung verschaltete Treibereinrichtung zum Kompensieren bzw. Verringern bzw. Ausgleichen bzw. Rückgängigmachen einer Abstandsänderung anzusteuern. Das Steuersignal kann insbesondere dazu geeignet sein, eine der Abstandsänderung entgegengerichtete Bewegung des optischen Elements durch die Aktoreinrichtung zu bewirken bzw. anzusteuern.
Die Regeleinrichtung kann insbesondere wenigstens ein Proportional-Regelglied, wenigstens ein Integral-Regelglied und/oder wenigstens ein Differential-Regelglied enthalten. Die genannten Regelglieder können in wenigstens einer digitalen Regeleinrichtung implementiert sein.
Die Regeleinrichtung kann beispielsweise eine digitale Regeleinrichtung sein, welche zum digitalen Bestimmen des Steuersignals eingerichtet ist. Vorzugsweise ist die digitale Regeleinrichtung dazu eingerichtet, auf Basis des empfangenen die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals das Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung digital zu bestimmen.
Vorzugsweise weist die Steuervorrichtung einen A/D-Wandler auf, welcher zum Digitalisieren des elektrischen Signals in ein digitales elektrisches Signal eingerichtet ist, wobei ein digitales Format des digitalen elektrischen Signals durch eine Bauart der digitalen Regeleinrichtung vorgegeben ist.
Im Folgenden werden der besseren Anschaulichkeit halber Beispiele für das digitale Format gegeben. Beispielsweise kann eine der Regeleinrichtung entsprechende Quantisierung des elektrischen Signals vorgesehen sein. Beispielsweise kann insbesondere bei Verwendung einer Gleitkommaarithmetik in der Regeleinrichtung ein Digitalisieren vorgesehen sein, wobei eine Gleitkommazahl gebildet wird. Beispielsweise kann insbesondere bei Verwendung einer Fixkommaarithmetik in der Regeleinrichtung ein Digitalisieren vorgesehen sein, wobei eine Fixkommazahl gebildet wird. Beispielsweise kann ein Digitalisieren vorgesehen sein, wobei das elektrische Signal mit einer wenigstens doppelten Frequenz im Vergleich zu einer Taktfrequenz und/oder Eigenfrequenz der Regeleinrichtung und/oder einer Treibereinrichtung und/oder der Aktoreinrichtung und/oder des optischen Elements abgetastet wird.
Es wird insbesondere vorgeschlagen, das die Abstandsänderung beschreibende elektrische Signal in ein durch eine Bauart der digitalen Regeleinrichtung vorgegebenes digitales Format zu digitalisieren. Üblicherweise bedingt jede Digitalisierung eine zeitliche und/oder betragsmäßige Diskretisierung. Daher kann auf diese Weise vermieden werden, durch eine unpassende Umwandlung von einem analogen Signal in ein digitales Signal für eine Eingabe in die Regeleinrichtung unnötige Diskretisierungsfehler zu erzeugen.
Das durch die Sensoreinrichtung erfasste bzw. erfassbare Signal, welches die Abstandsänderung beschreibt, kann insbesondere ein kapazitives Signal sein, und/oder die Sensoreinrichtung kann insbesondere einen kapazitiven Sensor aufweisen. Der kapazitive Sensor kann insbesondere zum kapazitiven Erfassen der Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element angeordnet und/oder eingerichtet sein.
Das durch die Sensoreinrichtung erfasste bzw. erfassbare Signal, welches die Abstandsänderung beschreibt, kann insbesondere ein optisches Interferenzsignal sein, und/oder die Sensoreinrichtung kann insbesondere ein Interferometer aufweisen. Das Interferometer kann insbesondere zum interferometrischen Erfassen der Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element angeordnet und/oder eingerichtet sein.
Eine Interferenz kann als eine periodisch zu- und abnehmende Größe beschrieben werden, beispielsweise eine periodisch zu- und abnehmende Intensität. Will man nur die Abstandsänderung erfassen, also beispielsweise ob und in welchem Maß sich ein Abstand ändert, ist ein Messen einer Interferenz besonders vorteilhaft, weil ein Ermitteln eines Betrags des Abstands nicht benötigt wird.
Viele Interferometer sind bevorzugt, wie beispielsweise ein Interferometer vom Michelson-Typ oder beispielsweise ein Interferometer vom Fabry-Pérot-Typ. Der Michelson-Typ ist vorteilhaft, weil eine Interferenz als gleichförmige Schwingung erfassbar ist. Eine solche gleichförmige Schwingung, die beispielsweise einer Sinusfunktion entsprechen kann, kann mit vergleichsweise geringem Aufwand beispielsweise mit einer Phasenverschiebung empfangsseitig justiert werden. Der Fabry-Pérot-Typ ist vorteilhaft, weil er sehr scharf begrenzte Ausschläge zeigt, die eine sehr genaue Messung und/oder sehr sensitive Steuerung erlauben. Ein in einer Ausführungsform einsetzbares Interferometer vom Fabry-Pérot-Typ wird zum Beispiel in der WO 2019 / 223968 A1 beschrieben.
Die durch die Sensoreinrichtung erfasste Abstandsänderung kann bereits als Eingabewert in die Regeleinrichtung geeignet sein. Andernfalls kann vorgesehen sein, zwischen die Sensoreinrichtung und die Regeleinrichtung eine Verstärkereinrichtung und/oder eine Demodulatoreinrichtung zu schalten.
Die Steuervorrichtung kann optional eine der Sensoreinrichtung nachgeschalteten Verstärkereinrichtung aufweisen. Die Steuervorrichtung kann optional eine zwischen die Sensoreinrichtung und die Regeleinrichtung geschaltete Verstärkereinrichtung aufweisen. Die Verstärkereinrichtung kann insbesondere zum Anpassen einer Amplitude des elektrischen Signals an eine Bauart der Regeleinrichtung und zum Ausgeben eines elektrischen Signals mit angepasster Amplitude eingerichtet sein. Mittels der Verstärkereinrichtung kann beispielsweise eine Signalstärke des elektrischen Signals an die Regeleinrichtung, insbesondere an eine Regelcharakteristik und/oder eine Bauart der Regeleinrichtung, angepasst werden.
Die Verstärkereinrichtung kann insbesondere eine analoge Verstärkereinrichtung sein. Die Verstärkereinrichtung kann insbesondere eine nichtlineare Verstärkung aufweisen. Eine nichtlineare Verstärkung ist vorteilhaft, weil dadurch eine Sensitivität der Steuervorrichtung gezielt einstellbar ist. Zum Beispiel kann eine Verstärkerkennlinie mit einer hohen Steigung in einem Arbeitspunkt und mit einer geringeren bzw. abnehmenden Steigung bei zunehmendem Abstand von dem Arbeitspunkt implementiert sein. Diese beispielhafte Verstärkerkennlinie weist eine hohe Sensitivität in dem Arbeitspunkt auf.
Ein die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig beschreibendes Signal ist insbesondere ein Signal, das für jeden Abstandswert in dem Arbeitsbereich genau einen Signalwert aufweist und umgekehrt. Ein die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig beschreibendes Signal ist insbesondere ein Signal, das mit einer Extremwert-losen stetigen mathematischen Funktion, wie bspw. einer Geraden oder einem Logarithmus, im Arbeitsbereich beschreibbar ist. Falls bspw. das optische Element in einem Bereich von +/- 20 nm um einen Arbeitspunkt gehalten werden soll, kann es ausreichend sein, als den Arbeitsbereich einen Bereich von bis zu +/- 160 nm, vorzugsweise bis zu +/- 100 nm oder stärker bevorzugt bis zu +/- 40 nm um den Arbeitspunkt anzunehmen. Diese Zahlen sind beispielhaft.
Der Sensoreinrichtung kann optional eine Demodulatoreinrichtung und/oder ein Teil einer elektro-optischen Demodulatoreinrichtung nachgeschaltet sein. Optional kann zwischen die Sensoreinrichtung und die Regeleinrichtung eine Demodulatoreinrichtung geschaltet sein. Die Demodulatoreinrichtung kann insbesondere eine analoge und/oder elektrische und/oder elektronische Demodulatoreinrichtung sein. Die Demodulatoreinrichtung kann insbesondere zum Demodulieren des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals in ein die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig beschreibendes elektrisches Signal eingerichtet sein.
Die Demodulatoreinrichtung kann beispielsweise zum Phasenverschieben des elektrischen Signals eingerichtet sein. Zum Beispiel sei der folgende Fall angenommen: Ein Arbeitspunkt der Sensoreinrichtung liegt in einem konkreten Anwendungsfall nahe einem Extremwert einer Kosinus-förmigen stehenden Welle. Eine Abweichung von dem Extremwert in beide Richtungen führt in diesem Fall zu einem niedrigeren Signalwert. Daher könnte in diesem Fall die Richtung einer Abstandsänderung nur unzuverlässig bestimmt werden. Falls jedoch die stehende Welle um 90° Phasen-verschoben wird, liegt der Arbeitspunkt nahe dem Nulldurchgang einer Sinus-förmigen stehenden Welle. Eine Abweichung von dem Extremwert in beide Richtungen führt in diesem Fall zu Signalwerten mit unterschiedlichen Vorzeichen. In diesem Fall könnte die Richtung einer Abstandsänderung daher zuverlässig bestimmt werden. Beispielsweise falls die Demodulatoreinrichtung zum einstellbaren, vorzugsweise selbst-einstellbaren, Phasenverschieben eingerichtet ist, kann die Abstandsänderung bei einem beliebigen Abstand erfasst werden.
Die Demodulatoreinrichtung kann weiters beispielsweise zum Umwandeln des elektrischen Signals im Sinne einer mathematischen Funktion und/oder einer mathematischen Operation verwendet werden. Vorzugsweise enthält die Demodulatoreinrichtung ein Differenzialglied. Zum Beispiel sei der folgende Fall angenommen: ein Arbeitspunkt der Sensoreinrichtung liegt in einem konkreten Anwendungsfall nahe einem Extremwert einer Schwingung. Eine Abweichung von dem Extremwert in beide Richtungen führt in diesem Fall zu einem niedrigeren Signalwert. Daher könnte in diesem Fall die Richtung einer Abstandsänderung nur unzuverlässig bestimmt werden. Falls jedoch die Demodulatoreinrichtung ein Differenzialglied enthält, kann dieses bspw. eine Ableitung des von der Sensoreinrichtung ausgegebenen Signals bilden. Eine kleine Abweichung von dem Extremwert in beide Richtungen führt in diesem Fall zu Signalwerten mit unterschiedlichen Vorzeichen. In diesem Fall könnte die Richtung einer Abstandsänderung daher mit hoher Sensitivität bestimmt werden. Vorzugsweise ist die Demodulatoreinrichtung dazu eingerichtet, einen Extremwert des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals in einen Nulldurchgang des demodulierten elektrischen Signals zu differenzieren.
Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung zum Erfassen und Ausgeben zumindest zweier phasenversetzter optischer bzw. elektrischer Sub-Signale eingerichtet. Damit kann eine Demodulatoreinrichtung in dem Fall, dass eines der beiden Sub-Signale einen uneindeutigen Wert, wie einen Extremwert, annimmt, eine Abstandsänderung anhand des anderen, phasenversetzten Sub-Signals bestimmen.
Natürlich ist auch eine digitale Demodulatoreinrichtung vorsehbar. Insbesondere in dem Fall, wobei mehrere separate Sub-Signale von der Sensoreinrichtung ausgegeben werden, kann ein digitales Demodulieren mit einem digitalen Regeln in einer digitalen Einheit zusammengefasst werden.
Beispielsweise der Artikel „Overview of high performance fibre-optic sensing" von Clay K Kirkendall und Anthony Dandridge, veröffentlicht im Journal of applied Physics D: Applied Physics, 37 (2004), R197-R216 beschreibt eine Demodulation.
Vorzugsweise ist ein Abstanderfassen und/oder Abstandeinstellen mit einer Genauigkeit unter der Wellenlänge der Strahlung möglich, welche im Betrieb auf das optische Element fällt und/oder von dem optischen Element reflektiert und/oder abgegeben wird. Der Begriff „Genauigkeit unter der Wellenlänge“ bedeutet vorzugsweise, dass die in Metern angegebene Genauigkeit kleiner als die in Metern angegebene Wellenlänge ist; mit anderen Worten, die Genauigkeit ist vorzugsweise feiner als die Wellenlänge. Eine bevorzugte Anwendung der Steuereinrichtung kann ein Positionieren bzw. Abstandeinstellen eines optischen Elements einer mit EUV-Beleuchtung arbeitenden Anlage, wie einer Lithographieanlage, sein. Falls die Sensoreinrichtung zum Erfassen des eine kleinere Abstandsänderung beispielsweise als 1 nm (Nanometer, 10^-9m) beschreibenden Signals eingerichtet ist, kann eine Abstandsänderung des optischen Elements mit einer Genauigkeit unter der Wellenlänge der EUV-Beleuchtung ermittelt werden. Vorzugsweise kann mit der Sensoreinrichtung eine kleinere Abstandänderung als 100 pm (100 Picometer, 100*10^-12 m bzw. 10^-10 m) ermittelt werden.
Falls die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, ein zum Kompensieren einer kleineren Abstandsänderung als 1 nm geeignetes Steuersignal zu bestimmen, kann eine Aktoreinrichtung zum Kompensieren einer Abstandsänderung des optischen Elements mit einer Genauigkeit unter der Wellenlänge der EUV-Beleuchtung angesteuert werden. Vorzugsweise kann die Regeleinrichtung ein zum Kompensieren einer kleiner Abstandsänderung als 100 pm geeignetes Steuersignal bestimmen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein optisches System für eine Lithographieanlage vorgeschlagen, aufweisend die voranstehend beschriebene Steuervorrichtung, eine Aktoreinrichtung, welche der Steuervorrichtung nachgeschaltet ist, und das optische Element, welches mit der Aktoreinrichtung gekoppelt ist.
Das optische System enthaltend die Steuervorrichtung, die Aktoreinrichtung und das optische Element kann insbesondere einen geschlossenen Steuerkreis bzw. Regelkreis realisieren. Es sei angenommen, dass sich das optische Element bewegt. Dies führt zu einem optischen Signal, welches die Abstandsänderung beschreibt. Die Sensoreinrichtung erfasst das optische Signal und wandelt es in ein elektrisches Signal um, welches die Abstandsänderung beschreibt. Die Regeleinrichtung bestimmt dann ein Steuersignal, mit welchem die Abstandsänderung kompensierbar ist. Die Aktoreinrichtung setzt das Steuersignal in eine Bewegung des optischen Elements um, welche Bewegung der Abstandsänderung entgegen gerichtet ist und diese vorzugsweise kompensiert. Der Regelkreis ist somit durch eine Aktion der Aktoreinrichtung und die Bewegung des optischen Elements als Messtrecke geschlossen.
Optional kann eine der Aktoreinrichtung vorgeschaltete Treibereinrichtung vorgesehen werden. Die Treibereinrichtung kann beispielsweise zum Wandeln des Steuersignals in ein zum Erzeugen einer Kraft und/oder eines Drehmoments durch die Aktoreinrichtung und/oder einer Bewegung einer Abtriebseinrichtung der Aktoreinrichtung bemessenes Antriebssignal eingerichtet sein. Vorzugsweise ist die Treibereinrichtung zwischen die Regeleinrichtung und die Aktoreinrichtung geschaltet.
Die Aktoreinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, gezielt eine kleinere Abstandsänderung zwischen dem optischen Element und der Sensoreinrichtung als beispielsweise 1 nm zu bewirken. Bevorzugter kann die Aktoreinrichtung gezielt eine kleinere Abstandsänderung zwischen dem optischen Element und der Sensoreinrichtung als beispielsweise 100 pm bewirken. Am bevorzugtesten ist die Aktoreinrichtung dazu eingerichtet, gezielt eine Abstandsänderung zwischen dem optischen Element und der Sensoreinrichtung zu bewirken, welche kleiner als 1/10 und insbesondere kleiner als 1/20 der Wellenlänge der EUV-Beleuchtung ist. Je feiner der Abstand gezielt änderbar ist, umso genauer kann eine EUV-Beleuchtung durch das optische Element beeinflusst werden.
Das optische System kann beispielsweise zusätzlich eine weitere Steuervorrichtung aufweisen. Dabei ist diese weitere Steuervorrichtung vorzugsweise parallel zu der Regeleinrichtung der Sensoreinrichtung nachgeschaltet und der Aktoreinrichtung vorgeschaltet. Weiters kann diese weitere Steuervorrichtung einen Sollwerteingang zum Empfangen eines Sollwerts, insbesondere einen Sollwerteingang zum Empfang eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element aufweisen. Vorzugsweise ist diese weitere Steuervorrichtung zum Bestimmen eines Steuersignals zum Verfahren des optischen Elements an einen durch den Sollwert vorgegebenen Abstand zu der Sensoreinrichtung und zum Ausgeben des Steuersignals an die Aktoreinrichtung eingerichtet.
Mit anderen Worten, es können zwei Steuervorrichtungen vorgesehen werden, welche teilweise dieselben Elemente nutzen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das optische Element unter der Kontrolle der weiteren Steuervorrichtung mit Sollwerteingang in einen vorbestimmten Abstand zu der Sensoreinrichtung gebracht und dort durch die Steuerung ohne Sollwerteingang, insbesondere für einen Abstands-Sollwert, gehalten wird.
Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung eingerichtet: (a) zum Erfassen des die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibenden Signals, (b) zum Wandeln des erfassten Signals in das die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibende elektrische Rohsignal, (c) zum Ausgeben des elektrischen Rohsignals an die Regeleinrichtung, (d) zum Wandeln des elektrischen Rohsignals in ein den Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element betragsmäßig bzw. als skalaren Wert angebendes elektrisches analoges und/oder digitales Wertsignal und (e) zum Ausgeben des elektrischen Wertsignals an die weitere Steuervorrichtung. Dazu kann die Sensoreinrichtung beispielsweise zwei Signalausgänge aufweisen, nämliche einen Signalausgang für das elektrische Rohsignal und einen Signalausgang für das elektrische Wertsignal.
Gemäß einer anderen bevorzugten Option sind der Sensoreinrichtung, welcher das elektrische Signal ausgibt, welches die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibt, einerseits die Regeleinrichtung und andererseits eine Nachverarbeitungseinrichtung (fachsprachlich post processing unit) zueinander parallel nachgeschaltet. Die Nachverarbeitungseinrichtung kann insbesondere zum Wandeln des elektrischen Signals in ein den Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element als Betrag bzw. skalaren Wert angebendes elektrisches analoges und/oder digitales Wertsignal eingerichtet sein. Beispielsweise kann die Nachverarbeitungseinrichtung einen A/D-Wandler, wenigstens eine Filtereinrichtung, wenigstens eine Verstärkereinrichtung und/oder wenigstens eine Integrationseinrichtung enthalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch eine Lithographieanlage vorgeschlagen, welche das vorstehend beschriebene optische System aufweist. Die Lithographieanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Lithographieanlage kann eine Projektionsbelichtungsanlage sein. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird auch ein Steuerverfahren zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements einer Lithographieanlage, aufweisend:

- Erfassen eines Signals, welches eine Abstandsänderung zwischen einer Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibt,
- Wandeln des erfassten Signals in ein elektrisches Signal,
- Bestimmen, ohne einen Sollwert für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element, eines Steuersignals zum Kompensieren einer Abstandsänderung auf Basis des elektrischen Signals, und
- Ausgeben des Steuersignals an die Aktoreinrichtung vorgeschlagen.

Das Steuerverfahren sieht also vor, das Steuersignal zum Kompensieren einer Abstandsänderung auf Basis des die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibenden elektrischen Signals zu bestimmen. Die Wirkung entspricht der Wirkung der vorbeschriebenen Steuervorrichtung: indem das Verfahren darauf konzentriert wird, einen bestimmten Abstand zu halten, ohne den Betrag des Abstands zu berücksichtigen, können Zwischenschritte weggelassen werden, welche eine Signalqualität verschlechtert hätten.
Weiters kann das Verfahren beispielsweise aufweisen zwischen dem Wandeln in das elektrische Signal und dem Bestimmen des Steuersignals: Demodulieren des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals in ein die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig beschreibendes und/oder der Abstandsänderung eindeutig entsprechendes elektrisches Signal.
Das Verfahren kann außerdem vorsehen, dass das Demodulieren enthält:

Phasenverschieben des elektrischen Signals und/oder
Differenzieren eines Extremwerts des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals in einen Nulldurchgang des demodulierten elektrischen Signals.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine unabhängig beanspruchbare Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage vorgeschlagen, aufweisend
eine Sensoreinrichtung, die eingerichtet ist zum Erfassen eines Signals, welches zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eine kleinere Abstandsänderung als 1 nm beschreibt, und zum Wandeln des erfassten Signals (124, 224) in ein elektrisches Signal, und
eine Regeleinrichtung, welche ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eingerichteten Sollwerteingang, insbesondere ohne jeglichen Sollwerteingang, dazu eingerichtet ist, auf Basis des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals ein Steuersignal zum Kompensieren einer kleineren Abstandsänderung als 1 nm zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal an eine Aktoreinrichtung auszugeben.
Die Sensoreinrichtung ist also nicht „nur“ dazu in der Lage, ein Signal auszugeben, aus dem eine kleinere Abstandsänderung als 1 nm mittels Weiterverarbeitung extrahierbar ist. Vielmehr ist der Sensoreinrichtung dazu in der Lage, ein elektrisches Signal auszugeben, welches selbst eine kleinere Abstandsänderung als 1 nm beschreibt. Das kann beispielsweise wie vorstehend beschrieben ein umgewandeltes Interferenzsignal sein, mit dessen Wert eine kleinere Abstandsänderung als 1 nm beschreibbar ist. Dieses elektrische Signal wird dann von der Regeleinrichtung ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eingerichteten Sollwerteingang, insbesondere ohne jeglichen Sollwerteingang, zum Bestimmen eines Steuersignals weiterverwendet. Dabei ist die Regeleinrichtung dazu in der Lage, ein Steuersignal zum Kompensieren einer kleineren Abstandsänderung als 1 nm zu bestimmen. Mit Hilfe dieser Steuervorrichtung können also im Vergleich zu einer eingangs geschilderten bewährten Steuerung mehrere Verarbeitungsschritte eingespart werden. Dies führt zu einer besseren Signalqualität des in der Regeleinrichtung empfangenen Signals. Im Ergebnis wird eine bessere Positionstreue eines angesteuerten optischen Elements erreicht.
Gemäß noch einem Aspekt wird auch ein unabhängig beanspruchbares optisches System für eine Lithographieanlage vorgeschlagen, aufweisend
ein bewegbares optisches Element,
eine Sensoreinrichtung, die zum Erfassen eines Signals, welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibt, und zum Wandeln des erfassten Signals in ein elektrisches Signal eingerichtet ist,
eine Regeleinrichtung, die, insbesondere ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eingerichteten Sollwerteingang und vorzugsweise ohne jeglichen Sollwerteingang, dazu eingerichtet ist, auf Basis des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals ein Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal an eine Aktoreinrichtung auszugeben, und
die Aktoreinrichtung, welche mit dem optischen Element gekoppelt ist.
Das optische System stellt einen geschlossenen Regelkreis dar, wobei eine Rückkopplung des Steuersignals über die Regelstrecke enthaltend die Aktoreinrichtung und das bewegbare optische Element implementiert wird. Diese Rückkopplung einerseits und die Beschreibung der Abstandsänderung durch das elektrische Signal andererseits ermöglichen es, im Vergleich zu einer eingangs geschilderten bewährten Steuerung mehrere Verarbeitungsschritte wegzulassen. Dies führt zu einer besseren Signalqualität des in dem Regeleinrichtung empfangenen Signals. Im Ergebnis wird eine bessere Positionstreue eines angesteuerten optischen Elements erreicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt werden auch jeweils unabhängig beanspruchbar (a) eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage ausschließlich bestehend aus einer Sensoreinrichtung und einer Regeleinrichtung, (b) eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage ausschließlich bestehend aus einer Sensoreinrichtung, einer Demodulatoreinrichtung und einer Regeleinrichtung, (c) eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage ausschließlich bestehend aus einer Sensoreinrichtung, einer Verstärkereinrichtung und einer Regeleinrichtung und (d) eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage ausschließlich bestehend aus einer Sensoreinrichtung, einer Demodulatoreinrichtung, einer Verstärkereinrichtung und einer Regeleinrichtung vorgeschlagen.
Es wird also (a) eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage ausschließlich bestehend aus einer Sensoreinrichtung und einer Regeleinrichtung vorgeschlagen,
wobei die Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Signals, welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibt, und zum Wandeln des erfassten Signals in ein elektrisches Signal eingerichtet ist,
und wobei die Regeleinrichtung, insbesondere ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eingerichteten Sollwerteingang und vorzugsweise ohne jeglichen Sollwerteingang, dazu eingerichtet ist, auf Basis des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals ein Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal an eine Aktoreinrichtung auszugeben.
Es wird also (b) eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage ausschließlich bestehend aus einer Sensoreinrichtung, einer Demodulatoreinrichtung und einer Regeleinrichtung vorgeschlagen,
wobei die Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Signals, welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibt, und zum Wandeln des erfassten optischen Signals in ein elektrisches Signal eingerichtet ist,
wobei die Demodulatoreinrichtung zum Demodulieren des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals in ein die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig beschreibendes elektrisches Signal eingerichtet ist, und
wobei die Regeleinrichtung, insbesondere ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eingerichteten Sollwerteingang und vorzugsweise ohne jeglichen Sollwerteingang, dazu eingerichtet ist, auf Basis des demodulierten elektrischen Signals ein Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal an eine Aktoreinrichtung auszugeben.
Es wird also (c) eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage ausschließlich bestehend aus einer Sensoreinrichtung, einer Verstärkereinrichtung und einer Regeleinrichtung vorgeschlagen,
wobei die Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Signals, welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibt, und zum Wandeln des erfassten optischen Signals in ein elektrisches Signal eingerichtet ist,
wobei die Verstärkereinrichtung zum Anpassen einer Amplitude des elektrischen Signals an eine Bauart der Regeleinrichtung eingerichtet ist, und
wobei die Regeleinrichtung, insbesondere ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eingerichteten Sollwerteingang und vorzugsweise ohne jeglichen Sollwerteingang, dazu eingerichtet ist, auf Basis des bzgl. der Amplitude angepassten elektrischen Signals ein Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal an eine Aktoreinrichtung auszugeben.
Es wird also (d) eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Aktoreinrichtung für ein Bewegen eines optischen Elements in einer Lithographieanlage ausschließlich bestehend aus einer Sensoreinrichtung, einer Demodulatoreinrichtung, einer Verstärkereinrichtung und einer Regeleinrichtung vorgeschlagen,
wobei die Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Signals, welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element beschreibt, und zum Wandeln des erfassten optischen Signals in ein elektrisches Signal eingerichtet ist,
wobei die Demodulatoreinrichtung zum Demodulieren des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals in ein die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig beschreibendes elektrisches Signal eingerichtet ist,
wobei die Verstärkereinrichtung zum Anpassen einer Amplitude des demodulierten elektrischen Signals an eine Bauart der Regeleinrichtung eingerichtet ist, und
wobei die Regeleinrichtung, insbesondere ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem optischen Element eingerichteten Sollwerteingang und vorzugsweise ohne jeglichen Sollwerteingang, dazu eingerichtet ist, auf Basis des bzgl. der Amplitude angepassten elektrischen Signals ein Steuersignal zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal an eine Aktoreinrichtung auszugeben.
Diesen vier Steuervorrichtungen ist gemein, dass das elektrische Signal im Vergleich zu einer eingangs geschilderten bewährten Steuerung weniger Verarbeitungsschritte durchläuft. Dies führt zu einer besseren Signalqualität des in dem Regeleinrichtung empfangenen Signals. Im Ergebnis wird eine bessere Positionstreue eines angesteuerten optischen Elements erreicht.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die für eine der Steuervorrichtungen beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für eine andere der vorgeschlagenen Steuervorrichtungen, eines der vorgeschlagenen optischen Systeme, die vorgeschlagene Lithographieanlage und/oder das vorgeschlagene Steuerverfahren entsprechend und umgekehrt.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie;
2 zeigt ein schematisches Schaltschema eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 einschließlich eines bewegbaren optischen Elements, einer Aktoreinrichtung und einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Steuerverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
4 zeigt ein schematisches Schaltschema eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 einschließlich eines bewegbaren optischen Elements, einer Aktoreinrichtung und einer Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 zeigt ein schematisches Schaltschema eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 einschließlich eines bewegbaren optischen Elements, einer Aktoreinrichtung und einer Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
6 zeigt ein schematisches Schaltschema eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 einschließlich eines bewegbaren optischen Elements, einer Aktoreinrichtung und einer Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
7 ein schematisches Schaltschema eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 einschließlich eines bewegbaren optischen Elements, einer Aktoreinrichtung und einer Steuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform;
8 zeigt ein schematisches Schaltschema eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 einschließlich eines bewegbaren optischen Elements, einer Aktoreinrichtung und einer Steuervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform; und
9 ein schematisches Schaltschema eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 einschließlich eines bewegbaren optischen Elements, einer Aktoreinrichtung und einer Steuervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht.
Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.
In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Engl.: Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab B bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.
Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
2 zeigt in Form eines Schaltschemas ein optisches System 100 gemäß einer ersten Ausführungsform.
Das optische System 100 enthält eine Steuervorrichtung 102, ein bewegbares optisches Element 104, eine Treibereinrichtung 106 und eine Aktoreinrichtung 108.
Das optische Element 104 ist bspw. der Spiegel M1. Bei alternativen bevorzugten Ausführungsformen kann das optische Element 104 ein anderer der Spiegel Mi sein.
Die Steuervorrichtung 102 enthält eine Sensoreinrichtung 110. Die Sensoreinrichtung 110 enthält beispielsweise ein Interferometer 112 und beispielsweise eine nicht dargestellte Treiberschaltung, die beispielsweise zum Energieversorgen, Antreiben und/oder Ansteuern des Interferometers 112 ausgestaltet ist. Außerdem hat die Sensoreinrichtung 110 einen Sensoreinrichtungs-Signalausgang 114.
Bei der ersten Ausführungsform ist das Interferometer 112 vom Michelson-Typ. Das Interferometer 112 erzeugt in einer Laserlichtquelle 116 einen Laserstrahl 118. Der Laserstrahl wird mittels eines Prismas 117 in zwei Teile geteilt. Ein Teil des Laserstrahls 118 wird an dem optischen Element 104 reflektiert, der andere Teil des Laserstrahls 118 wird an einem Referenzspiegel 119 reflektiert. Beide Teile werden mittels des Prismas 117 überlagert und treffen schließlich auf einen Detektor 120. Wegen der Überlagerung beider Teile des Laserstrahls 118 kommt es zur Interferenz.
Bewegt sich das optische Element 104, ändert sich ein Abstand 122 zwischen der Sensoreinrichtung 110 und dem optischen Element 104. Zusammen mit einer Änderung des Abstands 122 kommt es zu einer (doppelten) Änderung der Weglänge des entsprechenden Teils des Laserstrahls 118. Wegen der Interferenz ändert sich daher eine relative Phase zwischen beiden Teilen des Laserstrahls 118,wodurch sich die Intensität des Laserlichts ändert, welches auf den Detektor 120 einfällt.
Das auf den Detektor 120 einfallende Licht ist daher ein optisches Signal 124, welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung 110 und dem optischen Element 104 beschreibt. Die Abstandsänderung ist hierbei die Information, ob der Abstand 122 gleichbleibt oder sich ändert. Mit anderen Worten: die Abstandsänderung kann ein Abstandgleichbleiben oder ein Abstandändern annehmen bzw. einnehmen.
Somit erfasst die Sensoreinrichtung 102 in einem Schritt S1 das die Abstandsänderung beschreibende Signal 124.
Das optische Signal 124 enthält bei einem Interferometer 112 vom Michelson-Typ typischerweise ein erstes Sub-Signal vom Sinus-Typ und ein dazu um bspw. 90° bzw. Pi/2 phasenversetztes zweites Sub-Signal. Der Einfachheit halber ist das optische Signal 124 in der 1 als eine Cosinus-Funktion dargestellt.
Die Sensoreinrichtung 110 wandelt in einem Schritt S2 das optische Signal 124 in ein elektrisches Signal 126 um, welches ebenfalls die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung 110 und dem bewegbaren optischen Element 104 beschreibt. Das elektrische Signal 126 kann zur einfacheren Unterscheidbarkeit in dieser Beschreibung als elektrisches Rohsignal bezeichnet sein. Das elektrische Signal 126 ist in der 1 als dieselbe Cosinus-Welle dargestellt.
Das elektrische Signal 126 wird von der Sensoreinrichtung 110 über den Sensoreinrichtungs-Signalausgang 114 ausgegeben. Bei der ersten Ausführungsform wird das elektrische Signal 126 über den Sensoreinrichtungs -Signalausgang 114 an einen Demodulatoreinrichtungs-Signaleingang 128 einer optionalen Demodulatoreinrichtung 130 ausgegeben.
Die Demodulatoreinrichtung 130 hat beispielsweise einen optionalen Arbeitspunkteingang 132. Über den Arbeitspunkteingang 132 kann die Demodulatoreinrichtung 130 ein Startsignal empfangen. Mittels des Startsignals kann die Demodulatoreinrichtung 130 einen Phasenversatz zwischen dem elektrischen Signal 126 in dem Arbeitspunkt und beispielsweise einem Nulldurchgang 136ermitteln. Der Arbeitspunkt entspricht hier vorzugsweise einer Intensität des elektrischen Signals 126 bzw. einem zu haltenden Abstand 122 zwischen der Sensoreinrichtung 110 und dem bewegbaren optischen Element 104. Mit anderen Worten: der Arbeitspunkteingang 132 kann ein Startsignal für ein Demodulieren durch die Demodulatoreinrichtung 130 eingeben.
Die Demodulatoreinrichtung 130 demoduliert in einem Schritt S3 das elektrische Signal 126 enthaltend die beiden Sub-Signale zu einem demodulierten elektrischen Signal 134. Die 1 zeigt beispielhaft einen Moment, in dem das elektrische Signal 126 einer Cosinus-Welle entspricht bzw. das elektrische Signal 126 einen Maximalwert annimmt. Das entsprechende demodulierte elektrische Signal 134 ist beispielhaft um Pi/2 versetzt und entspricht wie in der 1 gezeigt beispielsweise einer inversen Sinus-Funktion.
Mit anderen Worten: Die Demodulatoreinrichtung 130 berechnet vorzugsweise aus den beiden Sub-Signalen ein elektrisches Signal, dessen Wert eindeutig einer einzigen Abstandsänderung zuordenbar ist.
Diese Demodulation bewirkt, dass der Arbeitspunkt, also bspw. der zu haltenden Abstand 122 zwischen der Sensoreinrichtung 110 und dem bewegbaren optischen Element 104, im demodulierten elektrischen Signal 134 einem Nulldurchgang 136 entspricht.
Dies ist vorteilhaft: Wird der tatsächliche Abstand 122 größer als der zu haltende Abstand 122, nimmt das demodulierte elektrische Signal 134 einen von Null verschiedenen Signalwert an, beispielsweise einen Signalwert größer als Null. Wird der tatsächliche Abstand 122 kleiner als der zu haltende Abstand 122, nimmt das demodulierte elektrische Signal 134 einen von Null verschiedenen Signalwert an, beispielsweise einen Signalwert kleiner als Null. Das demodulierte elektrische Signal 134 entspricht daher betragsmäßig eindeutig der gemessenen Abstandsänderung.
Die Demodulation bewirkt insbesondere, dass eine Größe bzw. Amplitude des demodulierten elektrischen Signals 134 von einer Größe bzw. Amplitude des elektrischen Rohsignals 126 unabhängig ist.
Auch das demodulierte elektrische Signal 134 beschreibt die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung 110 und dem optischen Element 104.
Das demodulierte elektrische Signal 134 wird dann von einem Demodulatoreinrichtungs-Signalausgang 138 ausgegeben und in einen Verstärkereinrichtungs-Signaleingang 140 einer optionalen Verstärkereinrichtung 142 eingegeben.
Die Verstärkereinrichtung 142 passt in einem Schritt S4 eine Amplitude des elektrischen Signals 134 an eine später zu beschreibenden Regeleinrichtung 144 an.
Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 102 das elektrische Signal 126, 134 als einen Spannungswert vorsehen. Dabei kann es vorkommen, dass die Sensoreinrichtung 110 und die Demodulatoreinrichtung 130 ein Signal zwischen + 1 V und -1 V erzeugen, die Regeleinrichtung aber auf ein Signal zwischen +5 V und 0 V ausgelegt ist. Die Zahlen sind beispielhaft, und es sind mit Leichtigkeit andere Spannungsniveaus vorsehbar. Elektrische Spannung ist nur ein möglicher Träger für Signale, weiter Träger können eine Stromstärke, eine Wechselstromfrequenz und/oder dergleichen sein.
Der Begriff „Amplitude des elektrischen Signals“ ist insbesondere im Zusammenhang mit der Verstärkereinrichtung 142 daher nicht auf eine Stromstärke begrenzt. Vielmehr ist darunter eine Signalamplitude im Sinn eines aktuellen Werts eines übertragenen Signals zu verstehen. Mit anderen Worten: die „Amplitude des elektrischen Signals“, welche durch die Verstärkereinrichtung 142 angepasst wird, kann bspw. auch eine elektrische Spannung und/oder eine elektrische Wechselstromfrequenz sein.
Die Verstärkereinrichtung 142 erzeugt in dem Schritt S4 also aus dem demodulierten elektrischen Signal 134 ein verstärktes elektrisches Signal 146, dessen Amplitude an die Regeleinrichtung 144, insbesondere eine Bauart derselben, angepasst ist. Das verstärkte elektrische Signal 146 beschreibt daher ebenfalls die Abstandsänderung zwischen dem Sensoreinrichtung 110 und dem optischen Element 104. Weil das verstärkte elektrische Signal 146 auf dem demodulierten elektrischen Signal 134 basiert, entspricht das verstärkte elektrische Signal 146 betragsmäßig eindeutig der Abstandsänderung.
Das verstärkte elektrische Signal 146 wird von einem Verstärkereinrichtungs-Signalausgang 148 ausgegeben und in einen A/D-Wandler-Signaleingang 156 eines A/D-Wandlers 152 eingegeben. Der A/D-Wandler 152 wird auch als Analog-Digital-Wandler bezeichnet.
Der A/D-Wandler 152 empfängt bei der ersten Ausführungsform beispielsweise das verstärkte elektrische Signal 146. Der A/D-Wandler 152 digitalisiert in einem Schritt S5 das verstärkte elektrische Signal 146 zu einem digitalen elektrischen Signal 158. Das digitale elektrische Signal 158 ist also zeitlich und betragsmäßig diskretisiert. Das digitale elektrische Signal 158 ist in ein digitales Format gewandelt, wobei das digitale Format durch eine Bauart der digitalen Regeleinrichtung 144 vorgegeben ist.
Das digitale elektrische Signal 158 beschreibt daher ebenfalls die Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung 110 und dem bewegbaren optischen Element 104. Weil das digitale elektrische Signal 158 auf dem demodulierten elektrischen Signal 134 basiert, entspricht ein digitaler Betrag des digitalen elektrischen Signals 158 eindeutig der Abstandsänderung.
Das digitale elektrische Signal 158 wird durch einen A/D-Wandler-Signalausgang 160 ausgegeben und durch einen Regeleinrichtungs-Signaleingang 162 der Regeleinrichtung 144 empfangen.
Die Regeleinrichtung 144 erzeugt in einem Schritt S6 auf Basis des empfangenen digitalen elektrischen Signals 158 ein Steuersignal 164.
Im Fall der ersten Ausführungsform implementiert die Regeleinrichtung 154 einen bevorzugten PID-Regler, also einen Regler mit einem proportionalen Regelanteil, einem integralen Regelanteil und einem differentiellen Regelanteil. Ebenfalls bevorzugt kann die Regeleinrichtung 144 einen PI-Regler implementieren. Die Regeleinrichtung 144 ist hinsichtlich eines implementierten Reglers und eines implementierten Reglerverhaltens nicht beschränkt. Der implementierte Regler ist vorzugsweise angesichts der hohen Genauigkeits-Anforderungen der Projektionsbelichtungsanlage 1 zu wählen.
Die Regeleinrichtung 144 ist dazu eingestellt, das Steuersignal 164 zu erzeugen, um mittels der Aktoreinrichtung 108 eine gegebenenfalls auftretende Änderung des Abstands 122 zu kompensieren. Das kann insbesondere bedeuten, dass das erzeugte Steuersignal 164 dazu bemessen ist, mittels der Aktoreinrichtung 108 einer Änderung des Abstands 122 entgegenzuwirken. Diese Änderung des Abstands 122 ist in dem durch die Regeleinrichtung 144 empfangen digitalen elektrischen Signal 158 beschrieben.
Die Änderung des Abstands 122 ist insbesondere eine momentan in dem empfangenen elektrischen Signal 158, 146 beschriebene Abstandsänderung.
Das Steuersignal 164 wird von der Regeleinrichtung 144 durch einen Regeleinrichtungs-Signalausgang 168 in einem Schritt S7 ausgegeben und von einem Treibereinrichtungs-Signaleingang 174 der optionalen Treibereinrichtung 106 empfangen. Der Regeleinrichtungs-Signalausgang 168 ist hierbei insbesondere auch ein Steuervorrichtungs-Signalausgang 172.
Die Treibereinrichtung 106 kann insbesondere eine Schaltung zum Antreiben der Aktoreinrichtung 108 sein. Dazu wird das Steuersignal 164 in einem Schritt S8 durch die Treibereinrichtung 106 in ein Antriebssignal 178 umgesetzt. Das Antriebssignal 178 kann insbesondere ein analoges Antriebssignal 178 sein, in welchem Fall vorzugsweise die Treibereinrichtung 106 als ein D/A-Wandler bzw. ein Digital-Analog-Wandler wirkt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Steuersignal 164 in dem Schritt S7 durch die Regeleinrichtung 144 ausgegeben und unmittelbar durch einen Aktoreinrichtungs-Signaleingang 180 empfangen und durch die Aktoreinrichtung 108 in eine Aktion der Aktoreinrichtung 108 umgesetzt werden.
Im Fall der ersten Ausführungsform wird das Antriebssignal 178 durch einen Treibereinrichtungs-Signalausgang 182 an den Aktoreinrichtungs-Signaleingang 180 abgegeben.
Im Fall der ersten Ausführungsform setzt die Aktoreinrichtung 108 das Antriebssignal 178 in eine Aktion der Aktoreinrichtung 108 um.
Die Aktoreinrichtung 108 ist vorzugsweise festlegbar, bspw. zu einem Rahmen 184 des optischen Systems 100 festlegbar. Weiters hat die Aktoreinrichtung 108 vorzugsweise eine Abtriebseinrichtung 186. Ist die Aktoreinrichtung 108 vom Rotationstyp, kann die Abtriebseinrichtung 186 bspw. eine Welle sein. Ist die Aktoreinrichtung 108 vom Piezotyp, kann die Abtriebseinrichtung 186 bspw. eine Stirnfläche eines Piezokristalls sein. Ist die Aktoreinrichtung 108 vom Lineartyp, kann die Abtriebseinrichtung 186 bspw. ein Kolben oder bspw. ein Schlitten sein. Ist die Aktoreinrichtung 108 vom Formgedächtnistyp, kann die Abtriebseinrichtung bspw. eine Stirnfläche oder bspw. eine Seitenfläche eines Formgedächtniselements sein. Ist die Aktoreinrichtung 108 vom Lorentz-Typ, kann die Abtriebseinrichtung 186 bspw. ein Festkörper sein.
Die Aktion der Aktoreinrichtung 108 kann bspw. ein Halten, wie ein Positionshalten, insbesondere ein Wegpositionshalten und/oder ein Rotationspositionshalten sein. Die Aktion der Aktoreinrichtung 108 kann bspw. ein Bewegen, wie ein Positionsändern und/oder Abstandsändern, insbesondere ein Verlagern und/oder ein Rotieren sein. Die Aktion der Aktoreinrichtung 108 kann bspw. ein Kraftaufbringen und/oder ein Drehmomentaufbringen sein.
Die Aktoreinrichtung 108, genauer gesagt die Abtriebseinrichtung 186 kann bspw. über eine hier bauartlich nicht näher beschriebene Kopplung 188 mit dem optischen Element 104 verbunden sein. Die Kopplung 188 ist zum Positionshalten des optischen Elements 104 geeignet.
Verursacht durch das Steuersignal 164 übt die Aktoreinrichtung 108 in einem Schritt S9 in der Folge eine Kraft auf das optische Element 104 aus. Im Ergebnis wird die Abstandsänderung zwischen der ebenfalls an dem Rahmen 184 festgelegten Sensoreinrichtung 110 und dem optischen Element 104 kompensiert. Der Spiegel M1 wird also ruhig gehalten. Das Retikel 7 kann daher besonders präzise auf den Wafer 13 abgebildet werden.
Bei der ersten Ausführungsform zweigt das elektrische Signal 126 außerdem ab zu einem Steuereinrichtungs-Signaleingang 192 einer optionalen zweiten Steuervorrichtung 194. Die zweite Steuervorrichtung 194 hat einen Sollwerteingang 196. Mittels des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals 126 berechnet die zweite Steuervorrichtung 194 laufend, bspw. unter Einsatz eines Integrierers und/oder eines Zählwerks zum Maxima-Zählen, den Abstand 122. Dann vergleicht die zweite Steuervorrichtung 194 bspw. den berechneten Wert für den Abstand 122 mit einem über den Sollwerteingang 196 eingegebenen Sollwert. Bspw. aus der Differenz bestimmt die zweite Steuervorrichtung 194 ein zweites Steuersignal 197 zum Verfahren des optischen Elements 104 zu dem eingegebenen Sollwert. Die zweite Steuervorrichtung 194 gibt das zweite Steuersignal 154 über einen Steuervorrichtungs-Signalausgang 198 an einen zweiten Treibereinrichtungs-Signaleingang 170 der Treibereinrichtung 106 aus. Die Treibereinrichtung 106 verfährt dann das optische Element 104 an die durch den Sollwert vorgegebene Position. Die zweite Steuervorrichtung 194 ist also parallel zu der Regeleinrichtung 144 sowohl der Sensoreinrichtung 110 nachgeschaltet wie auch der Aktoreinrichtung 108 vorgeschaltet.
Das optische System 100 kann beispielweise auch in einer DUV-Lithographieanlage eingesetzt werden.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform anhand der 4 beschrieben.
4 zeigt ein optisches System 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform enthaltend eine Steuervorrichtung 202.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich zu der ersten Ausführungsform darin, dass statt des Interferometers 112 vom Michelson-Typ in einer Sensoreinrichtung 210 ein Interferometer 212 vom Fabry-Pérot-Typ eingesetzt wird.
Bei dem Interferometer 212 vom Fabry-Pérot-Typ erzeugt eine Laserlichtquelle 216 ein Laserlicht, das beispielsweise über eine an dem optischen Element 104 angeordnete Fabry-Pérot-Kavität in ein Feld von Laserstrahlen 118 zerstreut wird, welche eine Interferenz erzeugen. Im Ergebnis erzeugt eine Änderung des Abstands zwischen dem Interferometer 212 und dem optischen Element 104 ein optisches Signal 224, welches durch einen Detektor 220 erfasst wird. Das optische Signal 224 beschreibt daher eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung 210 und dem optischen Element 104.
Eine der Sensoreinrichtung 210 nachgeschaltete Demodulatoreinrichtung 132 demoduliert ein dem optischen Signal 224 entsprechendes elektrisches Rohsignal 226 zu einem demodulierten elektrischen Signal 134.
Das Interferometer 212 vom Fabry-Pérot-Typ hat den Vorteil, dass die einzelnen Interferenzausschläge (fachsprachlich: peaks) besonders scharf abgegrenzt sind. Das Interferometer 212 ist daher besonders sensitiv für eine Änderung des Abstands 122.
Besonders nützbar ist die Sensitivität zum Ausgeben des Steuersignals 164 an die Aktoreinrichtung 108, falls der Arbeitspunkt auf einen Extremwert des elektrisches Rohsignals 226 gewählt bzw. eingestellt wird.
Dieser in der 4 gezeigte Extremwert kann in der Demodulatoreinrichtung 130 mittels einer Differentiation zu einem Nulldurchgang 136 demoduliert werden. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass ein Nulldurchgang 136 zwar ein besonders günstiger Arbeitspunkt-Wert eines Signals für einen nachgeschalteten Regler ist, aber optional und nicht zwingend ist. Bspw. kann ein nachgeschalteter Regler von einem anderen Arbeitspunktwert ausgehen. Ein von Null verschiedener Arbeitspunktwert kann beispielsweise mittels einer implementierten Konstanten eingegeben und/oder mittels eines Startsignals bzw. Haltesignals initiiert werden.
Bei der zweiten Ausführungsform ist beispielhaft auf eine zweite Steuervorrichtung verzichtet.
Im Übrigen wird auf die vorstehende Beschreibung insbesondere der ersten Ausführungsform verwiesen.
Die Steuervorrichtungen 102, 202 der ersten und der zweiten Ausführungsformen enthalten in dieser Reihenfolge verschaltet jeweils die Sensoreinrichtung 110, 210, die Demodulatoreinrichtung 130, die Verstärkereinrichtung 142, den A/D-Wandler 152 und die Regeleinrichtung 144.
Eine in 5 dargestellte Steuervorrichtung 302 gemäß einer dritten Ausführungsform enthält eine Sensoreinrichtung 310, der ein A/D-Wandler 352 bspw. unmittelbar nachgeordnet ist, dem eine Regeleinrichtung 344 bspw. unmittelbar nachgeschaltet ist. Dies wird ermöglicht, indem bereits die Sensoreinrichtung 310 ein elektrisches Signal 326 ausgibt, das nach dem Digitalisieren von der Regeleinrichtung 344 unmittelbar weiterverarbeitet werden kann. Beispielsweise gibt die Sensoreinrichtung 310 im Arbeitspunkt ein Sinus-Signal aus. Mit anderen Worten, bei der dritten Ausführungsform sind die Sensoreinrichtung 310, der A/D-Wandler 352 und die Regeleinrichtung 344 aufeinander bzgl. eines Formats des Signals 326 abgestimmt. Auf diese Weise kann auf eine Demodulatoreinrichtung und/oder eine Verstärkereinrichtung verzichtet werden. Im Übrigen wird auf die anderen Ausführungsformen, insbesondere die erste Ausführungsform, verwiesen.
Eine in 6 dargestellte Steuervorrichtung 402 gemäß einer vierten Ausführungsform enthält eine Sensoreinrichtung 410, der eine Demodulatoreinrichtung 430 nachgeschaltet ist, der ein A/D-Wandler 452 nachgeschaltet ist, dem eine Regeleinrichtung 444 nachgeschaltet ist. In diesem Fall sind die Sensoreinrichtung 410, die Demodulatoreinrichtung 430, der A/D-Wandler 452 und/oder die Regeleinrichtung 444 bezüglich einer Amplitude des elektrischen Signals aufeinander abgestimmt gewählt, sodass keine Verstärkereinrichtung benötigt wird. Im Übrigen wird auf die anderen Ausführungsformen, insbesondere die erste Ausführungsform, verwiesen.
Eine in 7 dargestellte Steuervorrichtung 502 gemäß einer fünften Ausführungsform enthält eine Sensoreinrichtung 510, der eine Verstärkereinrichtung 542 nachgeschaltet ist, der ein A/D-Wandler 552 nachgeschaltet ist, dem eine Regeleinrichtung 544 nachgeschaltet ist. In diesem Fall sind die Sensoreinrichtung 510, die Verstärkereinrichtung 542, der A/D-Wandler 552 und/oder die Regeleinrichtung 544 derart aufeinander abgestimmt gewählt, dass die Sensoreinrichtung 510 ein elektrisches Signal 526 abgibt, welches die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig beschreibt, sodass keine Demodulatoreinrichtung benötigt wird. Im Übrigen wird auf die anderen Ausführungsformen, insbesondere die erste Ausführungsform, verwiesen.
Eine in 8 dargestellte Steuervorrichtung 602 gemäß einer sechsten Ausführungsform enthält eine Sensoreinrichtung 610, der eine Verstärkereinrichtung 642 nachgeschaltet ist, der eine Demodulatoreinrichtung 630 nachgeschaltet ist, der ein A/D-Wandler 652 nachgeschaltet ist, dem eine Regeleinrichtung 644 nachgeschaltet ist. Die Schaltung bzw. deren Reihenfolge insbesondere der Verstärkereinrichtung 642 und/oder der Demodulatoreinrichtung 630 kann also anwendungsspezifisch gewählt werden. Es wird hierbei also das verstärkte Signal 146 demoduliert. Gemäß einer Variante der sechsten Ausführungsform sind der Demodulatoreinrichtung 630 jeweils wenigstens eine Verstärkereinrichtung vorgeschaltet und nachgeschaltet. Im Übrigen wird auf die anderen Ausführungsformen, insbesondere die erste Ausführungsform, verwiesen.
Eine in 9 dargestellte Steuervorrichtung 702 gemäß einer siebten Ausführungsform enthält eine Sensoreinrichtung 710, der eine Demodulatoreinrichtung 730 nachgeschaltet ist, der eine Verstärkereinrichtung 742 nach geschaltet ist, der eine analogen Regeleinrichtung 744 nachgeschaltet ist. Die analoge Regeleinrichtung 744 ist dazu eingerichtet, ohne eine Sollwerteingabe für einen Abstands-Sollwert ein Steuersignal 764 zum Kompensieren einer Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung 710 und dem optischen Element 104 analog zu bestimmen. Im Übrigen wird auf die anderen Ausführungsformen, insbesondere die erste Ausführungsform, verwiesen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Lichtquelle
4: Beleuchtungsoptik
5: Objektfeld
6: Objektebene
7: Retikel
8: Retikelhalter
9: Retikelverlagerungsantrieb
10: Projektionsoptik
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Wafer
14: Waferhalter
15: Waferverlagerungsantrieb
16: Beleuchtungsstrahlung
17: Kollektor
18: Zwischenfokusebene
19: Umlenkspiegel
20: erster Facettenspiegel
21: erste Facette
22: zweiter Facettenspiegel
23: zweite Facette
100: optisches System
102: Abstandshalte-Steuervorrichtung
104: optisches Element
106: Treibereinrichtung
108: Aktoreinrichtung
110: Sensoreinrichtung
112: Interferometer
114: Sensoreinrichtungs-Signalausgang
116: Laserlichtquelle
117: Prisma
118: Laserstrahl
119: Referenzspiegel
120: Detektor
122: Abstand
124: optisches Signal
126: elektrisches Signal
128: Demodulatoreinrichtungs-Signaleingang
130: Demodulatoreinrichtung
132: Arbeitspunkteingang
134: demoduliertes elektrisches Signal
136: Nulldurchgang
138: Demodulatoreinrichtungs-Signalausgang
140: Verstärkereinrichtungs-Signaleingang
142: Verstärkereinrichtung
144: Regeleinrichtung
146: verstärktes elektrisches Signal
148: Verstärkereinrichtungs-Signalausgang
152: A/D-Wandler
156: A/D-Wandler-Signaleingang
158: digitales elektrisches Signal
160: A/D-Wandler-Signalausgang
162: Regeleinrichtungs-Signaleingang
164: Steuersignal
168: Regeleinrichtungs-Signalausgang
170: zweiter Treibereinrichtungs-Signaleingang
172: Steuervorrichtungs-Signalausgang
174: Treibereinrichtungs-Signaleingang
178: Antriebssignal
180: Aktoreinrichtungs-Signaleingang
182: Treibereinrichtungs-Signalausgang
184: Rahmen
186: Abtriebseinrichtung
188: Kopplung
192: Steuereinrichtungs-Signaleingang
194: zweite Steuervorrichtung
196: Sollwerteingang
197: zweites Steuersignal
198: Steuereinrichtungs-Signalausgang
200: optisches System
202: Abstandshalte-Steuervorrichtung
210: Sensoreinrichtung
212: Interferometer
214: Sensoreinrichtungs-Signalausgang
216: Laserlichtquelle
218: Laserstrahl
220: Detektor
224: optisches Signal
226: elektrisches Signal
302: Steuervorrichtung
310: Sensoreinrichtung
326: elektrisches Signal
344: Regeleinrichtung
352: A/D-Wandler
402: Steuervorrichtung
410: Sensoreinrichtung
430: Demodulatoreinrichtung
444: Regeleinrichtung
452: A/D-Wandler
502: Steuervorrichtung
510: Sensoreinrichtung
526: elektrisches Signal
542: Verstärkereinrichtung
544: Regeleinrichtung
552: A/D-Wandler
602: Steuervorrichtung
610: Sensoreinrichtung
630: Demodulatoreinrichtung
642: Verstärkereinrichtung
644: Regeleinrichtung
652: A/D-Wandler
702: Steuervorrichtung
710: Sensoreinrichtung
730: Demodulatoreinrichtung
742: Verstärkereinrichtung
744: Regeleinrichtung
764: Steuersignal
M1: Spiegel
M2: Spiegel
M3: Spiegel
M4: Spiegel
M5: Spiegel
M6: Spiegel
S1: Schritt
S2: Schritt
S3: Schritt
S4: Schritt
S5: Schritt
S6: Schritt
S7: Schritt
S8: Schritt
S9: Schritt
x: x-Richtung
y: y-Richtung
z: z-Richtung

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

DE 102008009600 A1 [0082, 0086]
US 2006/0132747 A1 [0084]
EP 1614008 B1 [0084]
US 6573978 [0084]
DE 102017220586 A1 [0089]
US 2018/0074303 A1 [0103]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Overview of high performance fibre-optic sensing“ von Clay K Kirkendall und Anthony Dandridge, veröffentlicht im Journal of applied Physics D: Applied Physics, 37 (2004), R197-R216 [0041]

Claims

Steuervorrichtung (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702) zum Ausgeben eines Steuersignals (164, 764) an eine Aktoreinrichtung (108) für ein Bewegen eines optischen Elements (104) in einer Lithographieanlage (1), aufweisend eine Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710), die zum Erfassen eines Signals (124, 224), welches eine Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) und dem optischen Element (104) beschreibt, und zum Wandeln des erfassten Signals (124, 224) in ein elektrisches Signal (126, 134, 146, 226, 326, 526) eingerichtet ist, und eine Regeleinrichtung (144, 244, 344, 444, 544, 644, 744), die mit der Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) zum Empfang des elektrischen Signals (126, 134, 146, 158, 226, 326, 526) verschaltet ist, wobei die Regeleinrichtung (144, 244, 344, 444, 544, 644, 744) ohne einen zum Eingeben und/oder Vorgeben eines Sollwerts für einen Abstand (122) zwischen der Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) und dem optischen Element (104) eingerichteten Sollwerteingang dazu eingerichtet ist, auf Basis des empfangenen, die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals (126, 134, 146, 158, 226, 326, 526) ein Steuersignal (164, 764) zum Kompensieren der Abstandsänderung zu bestimmen und das bestimmte Steuersignal (164, 764) an die Aktoreinrichtung (108) auszugeben.
Steuervorrichtung (102, 202, 302, 402, 502, 602) nach Anspruch 1, wobei die Regeleinrichtung (144, 244, 344, 444, 544, 644) eine digitale Regeleinrichtung (144, 244, 344, 444, 544, 644) ist, welche zum digitalen Bestimmen des Steuersignals (164) eingerichtet ist, und die Steuervorrichtung (102, 202, 302, 402, 504, 602) einen A/D-Wandler (152, 252, 352, 452, 552, 652) aufweist, welcher zum Digitalisieren des elektrischen Signals (126, 134, 146, 226, 326, 526) in ein digitales elektrisches Signal (158) eingerichtet ist, wobei ein digitales Format des digitalen elektrischen Signals (158) durch eine Bauart der digitalen Regeleinrichtung (144, 244, 344, 444, 544, 644) vorgegeben ist.
Steuervorrichtung (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702) nach Anspruch 1 bis 2, wobei das durch die Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) erfasste Signal (124, 224) ein optisches Interferenzsignal ist, und wobei die Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) ein Interferometer (112, 222) aufweist, das zum interferometrischen Erfassen der Abstandsänderung zwischen der Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) und dem optischen Element (104) angeordnet und eingerichtet ist.
Steuervorrichtung (202) nach Anspruch 3, wobei das Interferometer (222) vom Fabry-Pérot-Typ ist.
Steuervorrichtung (102, 202, 502, 602, 702) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend eine zwischen die Sensoreinrichtung (110, 210, 510, 610, 710) und die Regeleinrichtung (144, 244, 544, 644, 744) geschaltete Verstärkereinrichtung (142, 542, 642, 742), welche zum Anpassen einer Amplitude des elektrischen Signals (126, 134, 226, 526) an eine Bauart der Regeleinrichtung (144, 244, 544, 644, 744) und zum Ausgeben eines elektrischen Signals (146) mit angepasster Amplitude eingerichtet ist.
Steuervorrichtung (102, 202, 402, 602, 702) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend eine zwischen die Sensoreinrichtung (110, 210, 410, 610, 710) und die Regeleinrichtung (144, 244, 444, 644, 744) geschaltete analoge Demodulatoreinrichtung (130, 430, 630, 730), welche zum Demodulieren des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals (126, 146, 226) in ein die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig beschreibendes elektrisches Signal (134) eingerichtet ist.
Steuervorrichtung (102, 402, 602, 702) nach Anspruch 6, wobei die Demodulatoreinrichtung (130, 430, 630, 730) zum Phasenverschieben des elektrischen Signals (126, 146, 226) eingerichtet ist.
Steuervorrichtung (202, 402, 602, 702) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Demodulatoreinrichtung (130, 430, 630, 730) mittels eines Differentialglieds dazu eingerichtet ist, einen Extremwert des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals (126, 146, 226) in einen Nulldurchgang (136) des demodulierten elektrischen Signals (134) zu differenzieren.
Steuervorrichtung (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) zum Erfassen des eine kleinere Abstandsänderung als 1 nm beschreibenden Signals (124, 224) und/oder die Regeleinrichtung (144, 244, 344, 444, 544, 644, 744) zum Bestimmen eines zum Kompensieren einer kleineren Abstandsänderung als 1 nm geeigneten Steuersignals (164, 764) eingerichtet sind.
Optisches System (100, 200) für eine Lithographieanlage (1), aufweisend die Steuervorrichtung (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die Aktoreinrichtung (108), welche der Steuervorrichtung (102, 202, 302, 402, 502, 602, 702) nachgeschaltet ist, und das optische Element (104), welches mit der Aktoreinrichtung (108) gekoppelt ist.
Optisches System (100) nach Anspruch 10, ferner aufweisend eine weitere Steuervorrichtung (194), wobei die weitere Steuervorrichtung (194): - parallel zu der Regeleinrichtung (144) der Sensoreinrichtung (110) nachgeschaltet und der Aktoreinrichtung (108) vorgeschaltet ist, - einen Sollwerteingang (196) zum Empfangen eines Sollwerts aufweist, und - zum Bestimmen eines Steuersignals (154) zum Verfahren des optischen Elements (104) an einen durch den Sollwert vorgegebenen Abstand (122) und zum Ausgeben des Steuersignals (154) an die Aktoreinrichtung (108) eingerichtet ist.
Lithographieanlage (1) enthaltend das optische System (100, 200) nach Anspruch 10 oder 11.
Steuerverfahren zum Ausgeben eines Steuersignals (164, 764) an eine Aktoreinrichtung (108) für ein Bewegen eines optischen Elements (104) in einer Lithographieanlage (1), aufweisend: - Erfassen (S1) eines Signals (124, 224), welches eine Abstandsänderung zwischen einer Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) und dem optischen Element (104) beschreibt, - Wandeln (S2) des erfassten Signals (124, 224) in ein elektrisches Signal (126, 134, 146, 226, 326, 526), - Bestimmen (S6), ohne einen Sollwert für einen Abstand (122) zwischen der Sensoreinrichtung (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) und dem optischen Element (104), eines Steuersignals (164, 764) zum Kompensieren einer Abstandsänderung auf Basis des elektrischen Signals (126, 134, 146, 226, 326, 526), und - Ausgeben (S7) des Steuersignals (164, 764) an die Aktoreinrichtung (108).
Steuerverfahren nach Anspruch 13, aufweisend zwischen dem Wandeln (S2) in das elektrische Signal (126, 146, 226) und dem Bestimmen (S6) des Steuersignals (164, 764): Demodulieren (S3) des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals (126, 146, 226) in ein die Abstandsänderung betragsmäßig eindeutig entsprechendes elektrisches Signal (134).
Steuerverfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Demodulieren (S3) enthält: Phasenverschieben des elektrischen Signals (126, 146, 226) und/oder Differenzieren eines Extremwerts des die Abstandsänderung beschreibenden elektrischen Signals (126, 146, 226) in einen Nulldurchgang (136) des demodulierten elektrischen Signals (134).