EP4716865A1

EP4716865A1 - Sensorvorrichtung für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage und verfahren zum betreiben einer sensorvorrichtung

Info

Publication number: EP4716865A1
Application number: EP24728163.7A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Schoenhoff; Christoph von Cube
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2023-05-22
Filing date: 2024-05-17
Publication date: 2026-04-01
Also published as: DE102023204733A1; US20260072362A1; WO2024240630A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (100) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (600,700), mit einem Messobjekt (101), mindestens einem dem Messobjekt zugeordnetem Sensor (102) und einer Auswerteeinheit. Der Sensor (102) ist als ein Wegsensor (103) gebildet, wobei als Referenz für den Sensor (102) eine an dem Messobjekt (101) mittels eines federnden Elementes (104) aufgehängte Hilfsmasse (105) vorhanden ist. Der Sensor (102) ist eingerichtet, die Distanz zwischen der Hilfsmasse (105) und dem Messobjekt (101) entlang einer ersten Messachse zu erfassen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung (100).

Description

Sensorvorrichtung für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2023 204 733.0 vom 22. Mai 2023. Die gesamte Offenbarung dieser Patentanmeldung wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 .

Projektionsbelichtungsanlagen werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, einem sogenannten Retikel, auf einem mit photosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichts ab. Dieses wird zur optimalen Ausleuchtung des Retikels in einer Beleuchtungsoptik geformt. In jüngerer Zeit werden vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.

Die mikrostrukturierten Bauteile werden außer mit im EUV-Bereich arbeitenden Systemen auch mit den im Markt etablierten DUV-Systemen mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 300 nm, insbesondere von 193 nm hergestellt. Mit der Anforderung immer kleinere Strukturen herstellen zu können, sind auf die Anforderungen an die optische Korrektur in den Systemen weiter gestiegen. Mit jeder neuen Generation von Projektionsbelichtungsanlagen im EUV-Bereich oder DUV-Bereich wird zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Durchsatz erhöht. Zur Erhöhung der Bildlagegenauigkeit und Bildqualität wird eine Vielzahl von Sensoren, insbesondere Beschleunigungssensoren verwendet. Diese werden beispielsweise bei der Beleuchtungseinrichtung und/oder dem Projektionsobjektiv der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt. Insbesondere werden derartige Sensoren zur aktiven Dämpfung eines Schwingungsisoliersystems eines mindestens einen Positionssensor aufweisenden Sensorrahmens eingesetzt. Alternativ oder zusätzlich ist auch ein Einsatz von Beschleunigungssensoren bei der Vorsteuerung zur aktiven Dämpfung von Schwingungen von optischen Elementen und Rahmen, wie Sensorrahmen oder Kraftrahmen möglich. Ebenso können Beschleunigungssensoren zur Unterstützung der Lageregelung der optischen Elemente, insbesondere der Spiegel verwendet werden. Mittels Beschleunigungssensoren können darüber hinaus Line-of-Sight-Fehler und damit Overlay-Fehler verringert werden.

Um eine möglichst genaue Positionierung und Steuerung der optischen Elemente zu ermöglichen, ist ein Sensorrahmen vorhanden, an welchem Positionssensoren angebracht sind. Mittels der Positionssensoren wird die Position des optischen Elements bezüglich des Sensorrahmens gemessen. Der Sensorrahmen ist dabei mittels eines Schwingungsisoliersystems von der Umgebung mechanisch entkoppelt, um die Genauigkeit der Sensorik zu erhöhen. Das Schwingungsisoliersystem entkoppelt den Sensorrahmen von externen Vibrationen, wie Bodenvibrationen, aber auch internen Vibrationen, die beispielsweise durch die Bewegungen der wafer stage oder der reticle stage erzeugt werden. Die Entkopplung erfolgt dabei über eine Aufhängung mittels einer oder bevorzugt einer Mehrzahl von Federn oder Luftfedern vorzugsweise an einem mit dem optischen Element gekoppelten Kraftrahmen oder an einer Lagerung. Um eine aktive Dämpfung des Schwingungsisoliersystems zu ermöglichen, insbesondere bei dessen Resonanzfrequenz, werden Beschleunigungssensoren eingesetzt, die die Beschleunigung des Sensorrahmens erfassen. Die Bewegung, die der Sensorrahmen oder auch ein optisches Element ausführen, also die zu erfassende Beschleunigung, sind häufig sehr klein, üblicherweise im Pikometerbereich bzw. im mm/s²-Bereich. Die Verwendung von herkömmlichen Beschleunigungssensoren aus dem Stand der Technik, beispielsweise Piezo-Keramik-Sensoren, ist in diesem Frequenzbereich von 1 Hz bis 100Hz nur sehr eingeschränkt möglich, da sie ein zu hohes Rauschen und damit ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sensorvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung bereitzustellen, die auch bei niedrigen Frequenzen ein verbessertes Signal-Rausch Verhältnis aufweisen.

Die die Sensorvorrichtung betreffende Aufgabe wird mit einer Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die das Verfahren zum Betreiben der Sensorvorrichtung betreffende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der mindestens eine Sensor als ein Wegsensor gebildet ist, dass als Referenz für den Sensor eine an dem Messobjekt mittels eines federnden Elementes aufgehängte Hilfsmasse vorhanden ist und dass der Sensor eingerichtet ist, die Distanz zwischen der Hilfsmasse und dem Messobjekt entlang einer ersten Messachse mehrfach zu erfassen, also die Position des Messobjekts bezüglich der Hilfsmasse. Durch das federnde Element ist die Hilfsmasse von dem Messobjekt mechanisch entkoppelt und dient als bewegungslose Referenz für den Sensor für die Distanz- bzw. Positionsmessung des Messobjekts bezüglich der Hilfsmasse. Das federnde Element wirkt vorzugsweise parallel zur ersten Messachse. Die Verwendung eines Wegsensors anstatt eines Beschleunigungssensors führt bei einem niedrigeren Messfrequenzbereich, also im Bereich zwischen 1 Hz und 100 Hz, zu einem verbesserten Signal-Rausch Verhältnis und damit zu einer genaueren Positionserfassung.

Erfindungsgemäß ist die Auswerteeinheit eingerichtet, die erste Ableitung und/oder die zweite Ableitung der vom Wegsensor erfassten Distanzen numerisch zu bilden. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Auswerteeinheit eingerichtet ist, die so erzeugten Geschwindigkeits- oder Beschleunigungswerte an ein Steuergerät weiterzuleiten, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, weitere Maßnahmen zu veranlassen. Vorzugsweise kann das Steuergerät Aktuatoren veranlassen die Position oder Stellung des Messobjekts, auch periodisch, zu verändern. Die Auswerteeinheit kann dabei auch selbst Teil eines Steuergeräts, insbesondere eines Microcontrollers, sein, oder auch Aktuatoren veranlassen Gegenkräfte proportional zum ermittelten Geschwindigkeitssignal zu den durch den Wegsensor detektierten Bewegungen einzuleiten, um das Messobjekt zu dämpfen, oder den Einfluss von Störgrößen zu reduzieren oder zu eliminieren.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Wegsensor als ein optischer Encoder gebildet ist. Der optische Encoder umfasst bevorzugt eine Skala, die an der Hilfsmasse angebracht ist und eine Lichtquelle, sowie ein Gitter, welches an der der Skala gegenüberliegenden Seite des Messobjekts angebracht ist. Optische Encoder umfassen üblicherweise einen Strahlteiler, der das von der Lichtquelle emittierte Licht in zwei Strahlen aufteilt. Die beiden Strahlen treffen an zwei verschiedenen Positionen auf dem Beugungsgitter auf und werden dort gebeugt. Der erste Strahl wird sodann über ein X/4-Plättchen auf einen ersten Spiegel und der zweite Strahl über ein weiteres X/4-Plättchen auf einen zweiten Spiegel projiziert, wo sie jeweils auf das Beugungsgitter zurückreflektiert, dort gebeugt und wieder auf den Strahlteiler gelenkt werden. Durch die Bewegung der Messobjekts und damit einer Distanzänderung des Messobjekts gegenüber der Hilfsmasse, ändert sich das Interferenzmuster, welches an der Skala angezeigt wird. Alternativ kann der Wegsensor auch als ein kapazitiver Sensor gebildet sein, wobei eine erste der Elektroden an der Hilfsmasse und die andere der Elektroden an der der ersten Elektrode gegenüberliegenden Seite des Messobjekts angebracht ist. Darüber hinaus ist es in einer weiteren alternativen Ausführungsform von Vorteil, wenn der Wegsensor als ein Interferometer gebildet ist.

Um die Hilfsmasse von dem Messobjekt zu entkoppelt ist es bevorzugt, wenn das federnde Element der Hilfsmasse derart gewählt ist, dass die Aufhängungsfrequenz zwischen 0,1 Hz und 100 Hz, bevorzugt zwischen 0,1 Hz und 50 Hz und ganz besonders bevorzugt zwischen 1 Hz und 30 Hz liegt.

Um die Bewegung des Messobjekts in allen sechs Starrkörper-Freiheitsgraden messen zu können, ist es vorteilhaft, wenn ein als Wegsensor gebildeter zweiter Sensor vorhanden ist, der eingerichtet ist, die Distanz zwischen dem Messobjekt und der Hilfsmasse entlang einer linear unabhängig, insbesondere senkrecht oder annähernd senkrecht zur ersten Messachse angeordneten zweiten Messachse zu erfassen und/oder dass ein als Wegsensor gebildeter dritter Sensor vorhanden ist, der eingerichtet ist, die Distanz zwischen dem Messobjekt und der Hilfsmasse entlang einer linear unabhängig, insbesondere senkrecht oder annähernd senkrecht, zur ersten Messachse und zur zweiten Messachse angeordneten dritten Messachse zu erfassen. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn auf der zweiten Messachse oder parallel zur zweiten Messachse ein weiteres federndes Element vorhanden ist, und wenn auf der dritten Messachse oder parallel zur dritten Messachse ein zusätzliches federndes Element vorhanden ist, auf welchem die Hilfsmasse gegenüber dem Messobjekt aufgehängt ist. Dies ermöglicht eine mechanische Entkopplung der Hilfsmasse von dem Messobjekt.

Das federnde Element kann dabei vorzugsweise als eine Blattfeder oder als eine Spiralfeder gebildet sein. Allerdings sind auch komplexere Geometrien des federnden Elementes möglich, wobei das federnde Element derart ausgebildet ist, dass gezielt eine vorgegebene Steifigkeit in den Messachsen und den übrigen Achsen realisiert wird. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass das federnde Element als ein permanentmagnetischer Gravitationskompensator gebildet ist. Dabei können beispielsweise zwei magnetisch gleich orientierte Magnete entlang einer Achse, die bevorzugt parallel zur Messachse angeordnet ist, im Abstand zueinander angeordnet sein. Im zentralen Bereich dieser axialen Magnetanordnung ist ein äußerer umlaufender Magnetring vorgesehen, der die inneren Magnete zumindest teilweise einschließt. Der äußere Magnetring weist eine magnetische Orientierung quer zu den inneren Magneten auf, so dass der innere Pol des äußeren Magneten benachbart zu einem gleichnamigen Pol des ersten inneren Magneten und zu einem ungleichnamigen Pol des zweiten inneren Magneten ist. Dadurch ergibt sich eine magnetische Kraft entlang der Längsachse zwischen den inneren und äußeren Magneten, die trotz relativer Verschiebung des äußeren Magneten zu den inneren Magneten in einem weiten Verschiebungsbereich nahezu konstant bleibt. Diese magnetische Kraft kann als Kompensationskraft genutzt werden und entkoppelt so die Hilfsmasse von dem Messobjekt. Weiterhin ist es auch möglich, dass das federnde Element als eine Kombination aus einer Blattfeder oder einer Spiralfeder mit einem permanentmagnetischen Gravitationskompensator gebildet ist. Alternativ kann das federnde Element auch als eine Mehrzahl von miteinander gekoppelten Spiralfedern und/oder Blattfedern gebildet sein. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das federnde Element in Gravitationsrichtung als ein Gravitationskompensator gebildet ist, während die federnden Elemente parallel zu den anderen Messachsen als Federn gebildet sind.

Weiterhin ist es besonders bevorzugt, wenn zusätzlich zu dem mindestens einen Wegsensor mindestens ein Beschleunigungssensor vorhanden ist, zur Erfassung der Beschleunigung des Messobjekts entlang einer ersten Messachse. Der mindestens eines Beschleunigungssensor ist dabei bevorzugt als ein Piezokeramiksensor gebildet, wobei auch andere Arten von Beschleunigungssensoren in Frage kommen, insbesondere auch als MEMS-Sensoren (engl. Micro-Electro-Mechanical sensors) vorzugsweise als MOEMS-Sensoren (engl. Micro-Opto-Electro-Mechanical sensors) ausgeführte Sensoren. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn für jede der drei Messachsen, also für die insgesamt drei translatorischen Freiheitsgrade des Messobjekts jeweils mindestens ein Beschleunigungssensor vorhanden ist. Der Beschleunigungssensor ist dabei bevorzugt ebenfalls auf dem Messobjekt angebracht. Die Bewegung des Messobjekts kann dabei sowohl von dem Beschleunigungssensor als auch vom dem Wegsensor erfasst werden.

Da das Signal-Rauschverhältnis für den Wegsensor unterhalb von etwa 100 Hz besser ist als das Signal-Rauschverhältnis eines Beschleunigungssensors und umgekehrt das Signal-Rauschverhältnis für den Beschleunigungssensor oberhalb von etwa 100 Hz besser ist als für einen Wegsensor, ist es von Vorteil, wenn dem mindestens einen Wegsensor ein Tiefpassfilter zugeordnet ist zur Dämpfung der erfassten Signals des Wegsensors oberhalb einer vorgegebenen Grenzfrequenz oder eines Grenzfrequenzbereichs und dass dem mindestens einen Beschleunigungssensor ein Hochpassfilter zugeordnet ist zur Dämpfung des erfassten Signals unterhalb einer vorgebebenen Grenzfrequenz oder eines Grenzfrequenzbereichs, und dass die Summe der Übertragungsfunktion der Signale von dem Beschleunigungssensor und dem Wegsensor annähernd 1 ergibt. Die Grenzfrequenz liegt dabei bevorzugt annähernd im Bereich 50 Hz bis 500 Hz, besonders bevorzugt zwischen 70 Hz und 300Hz und ganz besonders bevorzugt zwischen 100 Hz und 200 Hz. In anderen Worten werden vorzugsweise bei kleineren Bewegungen des Messobjekts, die (fouriertransformiert) kleiner als eine Grenzfrequenz oder ein Grenzfrequenzbereich sind, die vom Wegsensor erfassten Messdaten (Distanzen oder auch ein- oder zweimal differenzierten Distanzen) verwendet, und bei größeren Bewegungen des Messobjekts die größer als eine Grenzfrequenz oder ein Grenzfrequenzbereich sind, werden die vom Beschleunigungssensor erfassten Messdaten verwendet. Die vom Wegsensor erfassten größeren Bewegungen, die größer als die Grenzfrequenz oder der Grenzfrequenzbereich sind, werden mittels dem Tiefpassfilter gedämpft und die vom Beschleunigungssensor erfassten kleineren Bewegungen, die kleiner als die Grenzfrequenz oder der Grenzfrequenzbereich sind, werden vorzugsweise mittels dem Hochpassfilter gedämpft.

Im Rahmen der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das Messobjekt ein optisches Element der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist, beispielsweise ein Spiegel oder eine Linse.

Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, wenn das Messobjekt als ein Sensorrahmen gebildet ist, wobei der Sensorrahmen mindestens einen Positionssensor für das optische Element aufweist. Der Sensorrahmen ist dabei bevorzugt mittels eines Schwingungsisoliersystems, insbesondere mittels einer Feder oder einer Luftfeder, von der Umgebung entkoppelt. Da es trotz des Schwingungsisoliersystems, insbesondere bei der Resonanzfrequenz des Schwingungsisoliersystems, dennoch zu einem Schwingen des Sensorrahmens kommen kann, kann mittels mindestens einem Wegsensor die Distanzen des Sensorrahmens entlang einer Messachse bezüglich der Hilfsmasse mehrfach oder auch kontinuierlich bestimmt werden und mittels der Auswerteeinheit die 1 . Ableitung über die Zeit der so bestimmten Distanzfunktion numerisch gebildet werden. Die so ermittelte Geschwindigkeit des Sensorrahmens kann an ein Steuergerät weitergeleitet werden, und Aktuatoren veranlasst werden, eine den ermittelten Geschwindigkeiten gegengerichtete Gegenkraft einzuleiten. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Auswerteeinheit die 2. Ableitung über die Zeit von den erfassten Distanzen numerisch bildet. Die so ermittelte Beschleunigung des Sensorrahmens kann an ein Steuergerät weitergeleitet werden, und Aktuatoren veranlasst werden, eine den ermittelten Beschleunigungen gegengerichtete Gegenkraft einzuleiten. Alternativ kann das Schwingungsisoliersystem zusätzlich einen viskosen Dämpfer aufweisen, um ungewollte Schwingungen des Schwingungsisoliersystems zu dämpfen. Der Sensorrahmen ist dabei vorzugsweise an einem Kraftrahmen aufgehängt. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Auswerteeinheit die 2. Ableitung über die Zeit von den erfassten Distanzen numerisch bildet. Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, wenn das Messobjekt ein Kraftrahmen für ein optisches Element der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist, wobei der Kraftrahmen mit dem optischen Element verbunden ist und an dem Kraftrahmen mindestens ein mit dem optischen Element verbundener Aktuator angebracht ist, zur Verstellung oder Deformation des optischen Elementes.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Verfahren zum Betreiben einer zuvor beschriebenen Sensorvorrichtung für eine mikrolithographische, umfassend die folgenden Schritte: a. Mehrfaches Erfassen der Distanz zwischen dem Messobjekt und der Hilfsmasse entlang einer ersten Messachse mittels des mindestens einen Wegsensor und b. Weiterleiten der von dem Sensor erfassten Distanzen an eine Auswerteeinheit.

Die im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung beschriebenen Vorteile und Ausführungsformen sind dabei auch auf das die Sensorvorrichtung umfassende Verfahren anwendbar.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren den folgenden Schritt: c. Bilden der ersten Ableitung und/oder der zweiten Ableitung der Distanzen über die Zeit.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die so bestimmten Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen von der Auswerteeinheit an ein Steuergerät weitergeleitet werde, um Maßnahmen zu veranlassen. Im Rahmen des Verfahrens ist es weiterhin von Vorteil, wenn das Steuergerät Aktuatoren veranlasst Gegenkräfte, die proportional zur erfassten Geschwindigkeit/Beschleunigung sind, einzuleiten zur aktiven Dämpfung des Messobjekts, oder um Störgrößen zu eliminieren oder die Lage der optischen Elemente zu verstellen. Die Abtastrate der Messungen beträgt vorzugsweise mindestens 100 Hz, besonders bevorzugt mindestens 1 kHz und ganz besonders bevorzugt mindestens 20 kHz. Im Rahmen des Verfahrens ist es bevorzugt, wenn ein als Wegsensor gebildeter zweiter Sensor die Distanz zwischen dem Messobjekt und der Hilfsmasse in einer von der ersten Messachse linear unabhängigen zweiten Messachse mehrfach erfasst und dass ein als Wegsensor gebildeter dritter Sensor die Distanz zwischen dem Messobjekt und der Hilfsmasse entlang einer von der ersten und von der zweiten Messachse linear unabhängigen dritten Messachse mehrfach erfasst.

Um auch Bewegungen des Messobjekts oberhalb von 100 Hz mit einem guten Signal-Rausch-Verhältnis über einen weiten Frequenzbereich erfassen zu können ist es bevorzugt, wenn die erfassten Signale - also Bewegungen - die größer als eine vorgegebene oder vorgebbare Grenzfrequenz oder ein Grenzfrequenzbereich des Wegsensors ist mittels einem Tiefpassfilter gedämpft werden, und wenn die erfassten Signale, - also Bewegungen -die kleiner als eine vorgegebene oder vorgebbare Grenzfrequenz oder Grenzfrequenzbereich des Beschleunigungssensors sind mittels eines Hochpassfilters gedämpft werden, wobei die Summe der Übertragungsfunktion der Signale des Wegsensors und des Beschleunigungssensors annähernd 1 ergibt. In anderen Worten werden vorzugsweise bei kleineren Bewegungen des Messobjekts unterhalb der Grenzfrequenz oder unterhalb des Grenzfrequenzbereichs, die vom Wegsensor erfassten Signale verwendet, und bei größeren Bewegungen des Messobjekts oberhalb der Grenzfrequenz und oberhalb des Grenzfrequenzbereichs werden die vom dem Beschleunigungssensor erfassten Messsignale verwendet. Die vom Wegsensor erfassten größeren Bewegungen, die größer als die Grenzfrequenz oder der Grenzfrequenzbereich sind, werden mittels des Tiefpassfilters gedämpft und die vom Beschleunigungssensor erfassten kleineren Bewegungen, die kleiner als die Grenzfrequenz oder der Grenzfrequenzbereich sind, werden bevorzugt mittels eines Hochpassfilters gedämpft.

Die Vorteile, Ausführungsformen und zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Sensorvorrichtung sind dabei übertragbar auf das Verfahren zum Betreiben der Sensorvorrichtung.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Alle bisher und im Folgenden beschriebenen Merkmale sind dabei sowohl einzeln als auch in einer beliebigen Kombination miteinander vorteilhaft. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsvananten stellen lediglich Beispiele dar, welche den Gegenstand der Erfindung jedoch nicht beschränken. Dabei zeigen:

Figur 1a eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,

Figur 1 b eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,

Figur 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung,

Figur 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung,

Figur 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung,

Figur 5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung,

Figur 6 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung, und

Figur 7 eine schematische Darstellung der Signalverarbeitung bei einem Ausführungsbeispiel mit sowohl mindestens einem Beschleunigungssensor als auch einem Wegsensor. Figur 1 a zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 600, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist.

Gemäß Fig. 1 a weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 600 einen Feldfacettenspiegel 603 und einen Pupillenfacettenspiegel 604 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 603 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 601 und einen Kollektorspiegel 602 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 604 sind ein erster Teleskopspiegel 605 und ein zweiter Teleskopspiegel 606 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 607 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 651 -656 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 621 auf einem Maskentisch 620 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 661 auf einem Wafertisch 660 befindet. Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ist dabei in dem Projektionsobjektiv oder in einem Illuminator einer EUV Projektionsbelichtungsanlage einsetzbar.

Die Erfindung kann ebenso in einer DUV-Anlage verwendet werden, wie in Figur 1 b dargestellt. Eine DUV-Anlage ist prinzipiell wie die oben beschriebene EUV-Anlage aus der Figur 1a aufgebaut, wobei in einer DUV-Anlage Spiegel und Linsen als optische Elemente verwendet werden können und die Lichtquelle einer DUV-Anlage eine Nutzstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 300 nm emittiert.

Die in Figur 1 b dargestellte DUV-Lithographieanlage 700 weist eine DUV-Licht- quelle 701 auf. Als DUV-Lichtquelle 701 kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 702 im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert. Ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 703 leitet die DUV-Strah- lung 702 auf eine Photomaske 704. Die Photomaske 704 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 703, angeordnet sein. Die Photomaske 704 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 705 verkleinert auf einen Wafer 706 oder dergleichen abgebildet wird. Das Projektionssystem 705 weist mehrere Linsen 707 und/oder Spiegel 708 zur Abbildung der Photomaske 704 auf den Wafer 706 auf. Dabei können einzelne Linsen 707 und/oder Spiegel 708 des Projektionssystems 705 symmetrisch zur optischen Achse 709 des Projektionssystems 705 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 707 und Spiegel 708 der DUV-Lithographieanlage 700 nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 707 und/oder Spiegel 708 vorgesehen sein. Insbesondere weist das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 703 der DUV-Lithographieanlage 700 mehrere Linsen 707 und/oder Spiegel 708 auf. Des Weiteren sind die Spiegel i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt. Ein Luftspalt 710 zwischen der letzten Linse 707 und dem Wafer 706 kann durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Sensorvorrichtung 100 für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 600, 700 oder einer Beleuchtungseinrichtung mit einem Messobjekt 101 , mindestens einem dem Messobjekt 101 zugeordnetem Sensor 102 und einer nicht näher dargestellten Auswerteeinheit, die vorzugsweise als ein Steuergerät oder als ein ausführbares Programm auf einem Microcontroller gebildet ist. Um auch bei kleinen Bewegungen insbesondere im Pikometerbereich ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis bei der Bestimmung der Bewegung des Messobjekts 101 zu erzielen, ist der Sensor 102 als ein Wegsensor 103 gebildet. Dabei dient als Referenz für den Sensor 102 eine an dem Messobjekt 101 mittels eines federnden Elementes 104 aufgehängte und damit bewegungslose Hilfsmasse 105.

Der Sensor 102 ist eingerichtet, die Distanz zwischen der Hilfsmasse 105 und dem Messobjekt 101 entlang einer ersten Messachse zu erfassen. Die Auswerteeinheit ist für eine einfachere Signalverarbeitung eingerichtet, die erste Ableitung und/oder die zweite Ableitung der vom Wegsensor 103 erfassten Distanzen numerisch zu bilden. Von den mittels des Wegsensors 103 mehrfach erfassten Distanzen, also einer Distanzfunktion, wird vorzugsweise mittels der Auswerteeinheit oder einem zusätzlichen Steuergerät die erste Ableitung und/oder die zweite Ableitung numerisch z.B. durch den Differenzenquotienten durch den Differenzenquotienten x(t) « gebildet, wobei T die Abtastzeit ist. Dadurch werden die Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen analog zu den üblicherweise für die Sensorik in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage 800,700 erfassten Werte ermittelt.

Damit die Hilfsmasse 105 von dem Messobjekt 101 entkoppelt ist, ist die Hilfsmasse mittels eines federnden Elementes 104 an dem Messobjekt 101 aufgehängt. Die Aufhängungsfrequenz beträgt zwischen 0,1 Hz und 100 Hz, bevorzugt zwischen 0,1 Hz und 50 Hz und ganz besonders bevorzugt zwischen 1 Hz und 30 Hz liegt. Mittels dieser sehr weich gewählten Aufhängung kann eine gute Entkopplung zwischen Messobjekt 101 und Hilfsmasse erzielt werden. Das federnde Element 104 kann als eine Blattfeder oder als eine Spiralfeder gebildet ist. Weiterhin ist es auch möglich, dass das federnde Element 104 als ein nicht näher dargestellter permanentmagnetischer Gravitationskompensator (engl. magnetic gravity compensator) gebildet ist. Weiterhin kann das federnde Element auch als Kombination verschiedener Federn oder auch als Kombination aus mindestens einer Feder mit einem magnetischen Gravitationskompensator gebildet sein.

Das Messobjekt 101 kann als ein optisches Element gebildet sein, beispielsweise als einer der Spiegel 603, 604, 605, 606, 607, 651 , 652, 653, 654, 655, 656 oder Linsen des Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage 600, 700.

Alternativ oder zusätzlich ist das Messobjekt 101 als ein nicht näher dargestellter Sensorrahmen gebildet, der an einem mit dem optischen Element gekoppelten Kraftrahmen aufgehängt ist, wobei der Sensorrahmen mindestens einen Positionssensor für das optische Element aufweist. Anhand des Sensorrahmens wird die Position der optischen Elemente mittels des mindestens einen Positionssensors überprüft. Der Sensorrahmen ist bevorzugt entkoppelt, um ihn von der Umgebung, insbesondere von Bodenvibrationen oder Vibrationen durch die Bewegung des wafer stage zu entkoppeln. Mittels der Sensorvorrichtung und insbesondere durch die Ver- Wendung der Wegsensoren 103 können auch kleine Bewegungen des Sensorrahmens, also Bewegungen des Sensorrahmens im Frequenzbereich zwischen 1 Hz und 100 Hz mit einem guten Signal-Rausch Verhältnis detektiert werden. Die mittels Bildens der ersten Ableitung von den erfassten Distanzen oder Bewegungsfrequenzen ermittelten Geschwindigkeiten, oder mittels Bildens der 2. Ableitung von den erfassten Distanzen oder Bewegungsfrequenzen ermittelten Beschleunigung, können dann an ein Steuergerät weitergeleitet werden, um Maßnahmen zu ergreifen, beispielsweise den Sensorrahmen verstärkter oder geringfügiger zu dämpfen, und Aktuatoren veranlassen den Sensorrahmen zu verstellen, oder Gegenkräfte einzuleiten etc. Auch die Positionssensoren des Sensorrahmens können als Wegsensoren gebildet sein, deren Signal einmal oder zweimal differenziert wird.

Alternativ oder zusätzlich kann das Messobjekt 101 als ein nicht näher dargestellter Kraftrahmen gebildet sein, der mit einem optischen Element verbunden ist, wobei an dem Kraftrahmen, an der dem optischen Element zugewandten Seite mindestens ein Aktuator angeordnet ist. Mittels des Aktuators kann eine Verstellung der Position und/oder eine Deformation der optisch aktiven Oberfläche des optischen Elementes erfolgen. Vorliegend ist es bevorzugt, wenn die Auswerteeinheit eingerichtet ist, die zweite Ableitung der durch den Wegsensor erfassten Distanzen numerisch zu bestimmen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 unterscheidet sich dabei dadurch, dass ein als Wegsensor 103 gebildeter zweiter Sensor 108 vorhanden ist, der eingerichtet ist, die Distanz zwischen dem Messobjekt 101 und der Hilfsmasse 105 entlang einer senkrecht zur ersten Messachse angeordneten zweiten Messachse zu erfassen.

Die Hilfsmasse ist vorliegend auch parallel zur zweiten Messachse mittels eines federnden Elementes 104 von dem Messobjekt 101 entkoppelt. Um eine Bewegungsänderung entlang aller drei translatorischen Freiheitsgrade erfassen zu können, kann darüber hinaus auch ein nicht näher dargestellter als Wegsensor 103 gebildeter dritter Sensor vorhanden sein, der eingerichtet ist, die Distanz zwischen dem Messobjekt 101 und der Hilfsmasse 105 entlang einer senkrecht zur ersten Messachse und zur zweiten Messachse angeordneten dritten Messachse zu erfassen. Die Hilfsmasse 105 ist dann bevorzugt durch ein nicht näher dargestelltes fe- derndes Element 104 welches parallel zur dritten Messachse angeordnet oder parallel zur dritten Messachse wirkt, entlang dieser Messachse von dem Messobjekt 101 entkoppelt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist der Wegsensor 103 als ein optischer Encoder 107 gebildet, welcher eine an der Hilfsmasse angeordnete Skala 107b und eine gegenüber der Skala 107b an dem Messobjekt angeordneten Optik 107b mit einer Lichtquelle und mindestens einem Gitter umfasst. Alternativ kann der Wegsensor auch als ein Interferometer oder als ein kapazitiver Sensor gebildet sein.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 unterscheidet sich von dem nach Figur 4 dadurch, dass zwei optische Encoder 107 vorgesehen sind, wobei der eine optische Encoder 107 entlang einer ersten Messachse und der zweite optische Encoder entlang einer zur ersten Messachse senkrecht angeordneten zweiten Messachse misst.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 unterscheidet sich dadurch, dass zusätzlich zu den Wegsensoren 103 Beschleunigungssensoren 109 vorhanden sind. Dem Wegsensor 103 ist ein Tiefpassfilter zugeordnet. Dieser dämpft Signalfrequenzen des Wegsensors 103 oberhalb einer vorgegebenen Grenzfrequenz oder eines Grenzfrequenzbereichs. In anderen Worten werden größere Bewegungen oder höhere Frequenzen, die besser mittels eines Beschleunigungssensors 109 erfasst werden, gedämpft und nur diejenigen Signalfrequenzen/Bewegungen werden mittels des Wegsensors erfasst, die in einem Frequenzbereich von vorzugsweise kleiner 100 Hz sind. Umgekehrt sind den Beschleunigungssensoren 109 ein Hochpassfilter zugeordnet. Dieser ermöglicht eine Dämpfung der gemessenen Signalfrequenzen/Bewegungen unterhalb einer vorgebebenen Grenzfrequenz oder eines Grenzfrequenzbereichs. Die Filter sind dabei derart gewählt, dass die Summe der Übertragungsfunktion der Signale von dem Beschleunigungssensor 109 und dem Wegsensor 103 annähernd 1 ergibt.

Das Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung 100 für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 600,700 umfasst dabei die folgenden Schritte: Zunächst wird mittels mindestens einen Wegsensors 103 die Distanz zwischen einem Messobjekt 101 und einer Hilfsmasse 105 entlang einer ersten Messachse mehrfach erfasst. Analog aber optional kann auch ein als Wegsensor 103 gebildeter zweiter Sensor 108 die Distanz zwischen dem Messobjekt 101 und der Hilfsmasse 105 entlang einer senkrecht auf der ersten Messachse stehenden zweiten Messachse mehrfach erfassen und/oder ein als Wegsensor 103 gebildeter dritter Sensor die Distanz zwischen dem Messobjekt 101 und der Hilfsmasse 105 entlang einer senkrecht zur ersten und zur zweiten Messachse stehenden dritten Messachse mehrfach erfassen.

Mittels der mehrfachen Erfassung der Distanzen wird eine Distanzfunktion gebildet. Mittels einer Auswerteeinheit wird die erste Ableitung, also die Geschwindigkeit des Messobjekts, und/oder die zweite Ableitung, also die Beschleunigung, über die Zeit numerisch bestimmt. Die Auswerteeinheit kann auch als ein Steuergerät gebildet sein, oder als ein Microcontroller. Das Steuergerät oder ein zusätzliches Steuergerät kann dann in Abhängigkeit von den ermittelten Geschwindigkeitswerten oder Beschleunigungswerten Maßnahmen ergreifen. Beispielsweise kann das Steuergerät Aktuatoren veranlassen eine Position eines optischen Elementes oder eine Deformation einer aktiven Oberfläche eines optischen Elementes zu verstellen. Ebenso ist es möglich, dass das Steuergerät eine Parameteränderung eines Schwingungsisoliersystems von einem Sensorrahmens veranlasst. Ebenso kann im Zuge der Detektion von Vibrationen die Ausrichtung oder Deformation des optischen Elementes mittels des Steuergeräts verstellt werden, um die durch Vibrationen oder andere Störgrößen hervorgerufenen Abbildungsfehler zu reduzieren.

In Figur 7 ist ein Ablauf der Signalverarbeitung schematisch dargestellt, wenn die Sensorvorrichtung 100 neben dem mindestens einen Wegsensor 103 noch zusätzlich mindestens einen Beschleunigungssensor 109 umfasst. Die erfassten Signale des mindestens einen Wegsensors 103, also die ein oder zweimal abgeleiteten Distanzen, die größer als eine vorgegebene oder vorgebbare Grenzfrequenz oder eines Grenzfrequenzbereichs sind, werden mittels eines Tiefpassfilters 110 gedämpft. Umgekehrt werden die mittels des Beschleunigungssensors 109 erfassten Signale, die kleiner als eine vorgegebene oder vorgebbaren Grenzfrequenz oder eines Grenzfrequenzbereichs sind, mittels eines Hochpassfilters 111 gedämpft, wobei die Summe der Übertragungsfunktion der Signale des Wegsensors 103 und des Beschleunigungssensors 109 annähernd 1 ergibt. In anderen Worten werden die kleinen Bewegungen unterhalb von vorzugsweise 50 Hz bis 500, bevorzugt 70 Hz mit 300 Hz und ganz besonders bevorzugt 100 Hz bis 200 Hz mittels des Wegsensors 103 ausgelesen/detektiert, während die größeren Bewegungen oberhalb dieser

Grenzfrequenz oder dieses Grenzfrequenzbereichs mittels Beschleunigungssensoren 109 ausgelesen/detektiert werden. Dies ermöglicht, dass größere Bewegungen, sowie auch kleinere Bewegungen im Pikometerbereich oder größere Beschleunigungen und kleinere Beschleunigungen im mm/s² Bereich eines Messobjekts 101 mit einem optimalen Signal-Rausch-Verhältnis detektiert werden können.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 Sensorvorrichtung

101 Messobjekt

102 Sensor

103 Wegsensor

104 federndes Element

105 Hilfsmasse

107 Encoder

107a Skala (Encoder)

107b Optik (Encoder)

108 zweiter Sensor

109 Beschleunigungssensor

110 Tiefpass

111 Hochpass

600 Projektionsbelichtungsanlage

601 Plasmalichtquelle

602 Kollektorspiegel

603 Feldfacettenspiegel

604 Pupillenfacettenspiegel

605 erster Teleskopspiegel

606 zweiter Teleskopspiegel

607 Umlenkspiegel

620 Maskentisch

621 Maske

651 Spiegel (Projektionsobjektiv)

652 Spiegel (Projektionsobjektiv)

653 Spiegel (Projektionsobjektiv)

654 Spiegel (Projektionsobjektiv)

655 Spiegel (Projektionsobjektiv)

656 Spiegel (Projektionsobjektiv)

660 Wafertisch

661 beschichtetes Substrat

700 DUV-Lithographieanlage 701 DUV-Lichtquelle

702 DUV-Strahlung /Strahlengang

703 Strahlform ungs- und Beleuchtungssystem (DUV)

704 Photomaske 705 Projektionssystem

706 Wafer

707 Linse

708 Spiegel

709 optische Achse

Claims

ANSPRÜCHE

1. Sensorvorrichtung (100) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (600,700), mit einem Messobjekt (101 ), mindestens einem dem Messobjekt zugeordnetem Sensor (102) und einer Auswerteeinheit, wobei der Sensor (102) als ein Wegsensor (103) gebildet ist, wobei als Referenz für den Sensor (102) eine an dem Messobjekt (101 ) mittels eines federnden Elementes (104) aufgehängte Hilfsmasse (105) vorhanden ist und wobei der Sensor (102) eingerichtet ist, die Distanz zwischen der Hilfsmasse (105) und dem Messobjekt (101 ) entlang einer ersten Messachse zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit eingerichtet ist, die erste Ableitung und/oder die zweite Ableitung der vom Wegsensor (103) erfassten Distanzen numerisch zu bilden.

2. Sensorvorrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsensor (103) als ein optischer Encoder (107) gebildet ist.

3. Sensorvorrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsensor (103) als ein kapazitiver Sensor oder als ein Interferometer gebildet ist.

4. Sensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Element (104) der Hilfsmasse (105) derart gewählt ist, dass die Aufhängungsfrequenz zwischen 0,1 Hz und 100Hz, bevorzugt zwischen 0,1 und 50Hz und ganz besonders bevorzugt zwischen 1 Hz und 30Hz liegt.

5. Sensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Wegsensor (103) gebildeter zweiter Sensor (108) vorhanden ist, der eingerichtet ist, die Distanz zwischen dem Messobjekt (101 ) und der Hilfsmasse (105) in einer linear unabhängig bezüglich der ersten Messachse angeordneten zweiten Messachse zu erfassen und/oder dass ein als Wegsensor (103) gebildeter dritter Sensor vorhanden ist, der eingerichtet ist, die Distanz zwischen dem Messobjekt (101 ) und der Hilfsmasse (105) in einer linear unabhängig bezüglich der ersten Messachse und der zweiten Messachse angeordneten dritten Messachse zu erfassen.

6. Sensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Element (104) als eine Blattfeder oder als eine Spiralfeder gebildet ist.

7. Sensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dass das federnde Element (104) als ein magnetischer Gravitationskompensator gebildet ist.

8. Sensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem mindestens einen Wegsensor (103) ein Beschleunigungssensor (109) vorhanden ist, zur Erfassung der Beschleunigung des Messobjekts (101 ) entlang einer Messachse.

9. Sensorvorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dem mindestens einen Wegsensor (103) ein Tiefpassfilter (110) zugeordnet ist zur Dämpfung des erfassten Signals des Wegsensors (103) oberhalb einer vorgegebenen Grenzfrequenz oder eines Grenzfrequenzbereichs und dass dem mindestens einen Beschleunigungssensor (109) ein Hochpassfilter (111 ) zugeordnet ist zur Dämpfung des erfassten Signals unterhalb einer vorgebebenen Grenzfrequenz oder eines Grenzfrequenzbereichs, wobei die Summe der Übertragungsfunktion der Signale von dem Beschleunigungssensor (109) und dem Wegsensor (103) annähernd 1 ergibt.

10. Sensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt (101 ) als ein optisches Element gebildet ist.

11 . Sensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt (101 ) als ein Sensorrahmen gebildet ist, der an einem optischen Element aufgehängt ist, wobei der Sensorrahmen mindestens einen Positionssensor für ein optisches Element aufweist.

12. Sensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt (101 ) als ein Kraftrahmen gebildet ist, der mit einem optischen Element verbunden ist, wobei an dem Kraftrahmen, an der dem optischen Element zugewandten Seite mindestens ein Aktuator angeordnet ist.

13. Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung (100) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (600,700) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend die folgenden Schritte: a. Mehrfaches Erfassen der Distanz zwischen einem Messobjekt (101 ) und einer Hilfsmasse (105) entlang einer ersten Messachse mittels des mindestens einen Wegsensors (103). b. Weiterleiten der von dem Sensor (102) erfassten Distanzen an eine c. Bilden der ersten Ableitung und/oder der zweiten Ableitung der Distanzen über die Zeit.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Wegsensor gebildeter zweiter Sensor (108) die Distanz zwischen dem Messobjekt (101 ) und der Hilfsmasse (105) entlang einer von der ersten Messachse linear unabhängigen zweiten Messachse mehrfach erfasst und dass ein als Wegsensor (103) gebildeter dritter Sensor die Distanz zwischen dem Messobjekt (101 ) und der Hilfsmasse (105) entlang einer von der ersten und von der zweiten Messachse linear unabhängigen dritten Messachse mehrfach erfasst.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Signale, die größer als eine vorgegebene oder vorgebbare Grenzfrequenz oder ein Grenzfrequenzbereich des mindestens einen Wegsensors (103) sind, mittels eines Tiefpassfilters gedämpft werden und die erfassten Signale, die kleiner als eine vorgegebene oder vorgebbare Grenzfrequenz oder Grenzfrequenzbereich des mindestens einen Beschleunigungssensors (109) sind, mittels eines Hochpassfilters gedämpft werden, wobei die Summe der Übertragungsfunktion der Signale des Wegsensors (103) und des Beschleunigungssensors (109) annähernd 1 ergibt.